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1、曝光原理與曝光機,2000/6/1,課程綱要,曝光原理手動線路曝光設備手動防焊曝光設備平行光系統自動曝光設備,線路影像移轉方式的演進,散射光曝光(5 mil),平行光曝光(2 mil),雷射直接成像 LDI(2 mil),印刷(8 mil),?,曝光原理,光阻劑種類,乾膜光阻 Dry FilmPET+光阻+PE液態光阻Liquid Film防焊乾膜 Dry Film Solder Mask液態感光防焊阻劑 Liquid Photoimageable Solder Resist(LPSR),UV 曝光原理,光阻作用方式,正型光阻感光分解，顯像時溶解正型光阻可製作出較細線路負型光阻感光聚合，形成高
2、分子顯像時不會溶解有殘足問題,光阻感光聚合過程,自由基轉移Transfer Free Radical,聚合/交聯Polymerization/Cross Linking,PI+h PI*ITX+h ITX*ITX*+PI ITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI,曝光對乾膜結構的變化,曝光製程-內層,內層曝光抗蝕刻光阻塗佈壓膜 Dry Film Lamination滾塗 Roller Coating,乾膜：壓膜曝光顯像蝕刻剝膜膜厚 1.0,1.3 mil，能量 4560 mj/cm2濕膜：塗佈預烘曝光顯像蝕刻剝膜liquid film 1015m厚，需1001
3、20 mj/cm2因無Mylar層可做較細線路，,曝光製程-外層,外層曝光抗電鍍光阻塗佈壓膜 Dry Film Lamination,乾膜：壓膜曝光顯像電鍍剝膜膜厚 1.3,1.5 mil,曝光製程-防焊,防焊曝光保護銅面塗佈網印 Flood Screen Printing簾塗 Curtain Coating噴塗 Spray Coating,塗佈預烤曝光顯像UV硬化後烘烤約1 mil厚，能量 400600 mj/cm2曝光時需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合反應加速完成,各種 UV 曝光燈管,Capillary:毛細燈線路曝光用/5 Kw,Short Arc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5
4、,5,8 Kw,Long Arc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10 Kw,各種UV燈管光譜分佈比較,水銀燈,金屬鹵化物燈,毛細燈,汞氙燈,光阻聚合365nm,線路曝光作業的考量因素,作業要求底片尺寸穩定提高光阻與銅面附著力曝光顯像後光阻側壁垂直且殘足短光阻種類乾膜(壓膜機)濕膜(滾塗/浸塗),達到最佳光阻解析能力曝光能量時，解析度曝光能量時，聚合效果及抗化性達到光阻最佳工作區間 準確的能量控制Off Contact時，解析度 提高底片與板面真空密貼程度,利用UV聚合作用將線路內容精確移轉至光阻上,乾膜壓膜設備的考量因素,預熱加熱銅面而非底材熱壓輪溫度加熱均勻性溫度補充特性熱壓輪
5、壓力熱壓輪壓力均勻性,穩定速度控制更細線路更薄光阻(0.6 mil 乾膜)膜皺、膜屑防止薄板壓膜適用性設備產塵量控制,最佳的貼合效果 溫度、壓力及速度的配合,能量對光阻聚合影響,曝光能量與最佳解析度關係,以乾膜曝光而言，為得到最佳乾膜解析能力，曝光能量有10%的容許區間，這也是對能量均勻度的要求,UV 曝光測量單位,UV強度(照度)單位 watt/cm2,milli-watt/cm2Intensity(Irradiance)製程所需UV強度常不明確UV能量(劑量)單位 joule/cm2,milli-joule/cm2Energy(Dose)所接受能量與時間有關在 1 mw/cm2 下照射 1
6、 秒=1 mj/cm2強度對時間曲線下面積是一般常給的操作參數,各種 UV曝光量表,IL 1400UVA 單一波長測量強度/能量,EIT UVIRadUVA(365)波長測量能量ORC 351UVA 單一波長測量強度/能量,曝光格數片,格數片原理測量曝光量的多少，了解光阻聚合能力受影響程度因格數片上每一格的光密度不同，曝光時透光量每格不同，第一格光密度最低透光量最多使光阻感光最足，每增一格，固定增加一定比例的光密度以Riston17為例，每格增加12%光密度。,常見格數片Dupont Riston 17格、Riston 25格Stouffer 21格、Stouffer 41格Kodak(No.
7、2)21格Hitachi Photec 21格,吸真空對曝光影響,Off Contact Exposure只有平行光可用Soft Contact Exposure底片與板面密貼但不吸真空，平行光可用。Hard Contact Exposure底片與板面密貼且吸真空，散射光一定要用,手動曝光設備,手動散射光曝光機,線路曝光機 UVE-5K,5KW毛細燈有效範圍:740 x 610均勻度:85%Mylar 對玻璃雙檯框人機界面操作檯框獨立能量控制故障點顯示檯面自動電磁鎖真空度不足時不曝光,5 KW 曝光機燈管水套結構,5 KW 曝光機定期保養項目,防焊曝光機 UVE-7K,7KW金屬鹵化物燈有效範
8、圍:810 x 610均勻度:85%Mylar 對玻璃雙檯框人機界面操作檯框獨立能量控制故障點顯示檯面自動電磁鎖真空度不足時不曝光,7 KW 曝光機燈管水套結構,7 KW 曝光機定期保養項目,手動曝光機操作畫面,平行光系統,散射光對曝光影響,平行半角與斜射角,平行光曝光系統,平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5斜射角(DA)1,平行光曝光燈源-汞氙短弧燈,G line:436 nmH line:405 nmI line:365 nm,光阻聚合365nm,平行光曝光機的考量因素,平行光曝光半角、斜射角強度均勻度能量控制薄板傳送對位精度吸真空,底片漲縮溫度控制濕度控制金屬、玻璃底片
9、無塵控制Class 1000Class 100正壓設計靜電消除,志聖平行光曝光機,半自動型UVE-5KC,自動CCD對位型UVOA-5KD,自動內層型UVIA-5KD,自動曝光設備,自動曝光機架構-內層曝光,曝光系統雙面曝光水平曝光散射光-平行光曝光檯框種類上下框可掀式框玻璃框單燈-雙燈,底片對位系統內層雙面底片對底片對位方式曝光區內對位底片安裝方式檯面底片吸真空對位機構X-Y-Y,X-Y-製程板傳送系統進料靠邊移載,自動曝光機架構-外層曝光,曝光系統單面曝光-雙面曝光水平曝光-垂直曝光散射光-平行光曝光檯框種類上下框-單面框玻璃框-壓克力框單燈-雙燈製程板傳送系統進料靠邊-定中心製程板移載底
10、片框移載,底片對位系統外層底片對製程板對位方式雙面對位-單面對位曝光區外-曝光區內底片安裝方式檯面底片吸真空檯面底片貼膠帶對位機構CCD 個數對位靶孔,自動曝光機架構-防焊曝光,曝光系統單面曝光-雙面曝光水平曝光散射光曝光檯框種類上下框-單面框玻璃框-壓克力框雙燈製程板傳送系統進料靠邊-定中心製程板移載,底片對位系統防焊底片對製程板對位方式雙面對位-單面對位曝光區外-曝光區內底片安裝方式對位機構CCD 個數對位靶孔-對位 Pad,自動曝光機架構-通用項目,傳動系統伺服馬達傳動薄板傳送環境控制溫度濕度無塵度,控制系統機台動作-PLC自動對位-PC,Module操作介面-人機,電腦,自動對位機構及CCD靶標,外層自動曝光機 UVOA-5KD,5KW短弧燈/雙燈有效範圍:24“x 21”/610 x 535 mm雙面同時曝光玻璃對玻璃檯框檯面吸真空曝光HEPA系統人機界面操作CCD自動對位系統,全球自動曝光機一覽,日本 ORC 與 ADTEC 自動曝光機,內層曝光L/S 1.5 mil對位精度:20 m外層曝光L/S 1.5 mil對位精度:10 m防焊曝光對位精度:10 m,Source:www.o-r-c.de/,本單元結束,
