真空二流體制作35 μm/35 μm細(xì)線路的研究

陳華麗 林 輝 鐘文光（超聲印制板公司， 廣東 汕頭 515065）

真空二流體制作35 μm/35 μm細(xì)線路的研究

Paper Code: S-155

陳華麗 林 輝 鐘文光
（超聲印制板公司， 廣東 汕頭 515065）

文章嘗試了采用真空二流體蝕刻試做35μm/35μm線路的可行性。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明：采用DES工藝&搭配合適的蝕刻設(shè)備，如真空二流體蝕刻機(jī)，可以把細(xì)線路制作等級提升到35μm/35μm；能獲得大于3的蝕刻因子，局部區(qū)域的蝕刻因子更是高達(dá)14.99-11.82。此外，3μm銅箔可以獲得集中度更高的線寬&更高的蝕刻因子。

細(xì)線路；真空二流體蝕刻

1 前言

細(xì)線路的需求與電子產(chǎn)品的發(fā)展息息相關(guān)。隨著電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的進(jìn)一步發(fā)展，線路的發(fā)展也到了一個前所未有的高度：40 μm/40 μm的細(xì)線已經(jīng)應(yīng)用在高端HDI產(chǎn)品，進(jìn)入小批量生產(chǎn)；35 μm/35 μm、甚至30 μm/ 30 μm的線路也在研究中。

但現(xiàn)有的DES工藝到底可以制作到多細(xì)的線路？對于這個問題業(yè)界顯然沒有一個統(tǒng)一的答案。本文展開的研究就是想嘗試一下：采用DES工藝搭配真空二流體蝕刻制作35 μm/35 μm線路的可行性。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 圖形設(shè)計(jì)說明

35 μm/35 μm，設(shè)計(jì)了4個方向：橫、豎、斜45度、斜135度，如圖所示。

2.2 拼板設(shè)計(jì)

533.4 mm×457.2 mm；16拼。

2.3 物料的選擇

工序：選擇用的物料或者使用的設(shè)備；

銅箔：9 mm銅箔；3 mm超薄銅箔；

電鍍：VCP電鍍；

干膜：15 mm；

曝光機(jī)：LDI；

顯影線：水平顯影線。

2.4 實(shí)驗(yàn)流程

雙面板→內(nèi)層線路制作→棕化→層壓→激光鉆孔→電鍍填孔→貼膜前處理→LDI曝光→顯影→（真空+二流體）蝕刻。

3 真空二流體蝕刻

二流體蝕刻，就是讓蝕刻液和壓縮空氣混合，混合空氣后的蝕刻液直徑細(xì)化，可以深入到較細(xì)線路的根部，加快線路根部銅的蝕刻，提高正向蝕刻與側(cè)向蝕刻的速率比。

二流體技術(shù)其實(shí)是一種霧化技術(shù)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，最近幾年才嘗試著應(yīng)用在PCB領(lǐng)域，旨在提高蝕刻因子。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 線寬數(shù)據(jù)讀取原則

（1）每一塊板讀取5個位置：板四角、板中間；

（2）每個位置，讀取4類線：橫、豎、斜45度、斜135度。

（3）每一類線連續(xù)讀取3組數(shù)據(jù)，含線寬/線距。

（4）一條線，讀取4個數(shù)據(jù)：線頂、線底、間距、完成銅厚。

（5）線寬以線底來算的；線寬公差按±20%算。

（備注：以下表格中，每個位置都有12個樣品數(shù)量，1-12個樣品分別代表：樣品1、5、9—水平線；樣品2、6、10—垂直線；樣品3、7、11—斜45°線；樣品4、8、12—斜135°線。）

4.2 實(shí)際測量的線寬

9μm 銅箔3μm 銅箔上板面上板面樣品 板邊1 板邊2 板邊3 板邊4 板中樣品 板邊1 板邊2 板邊3 板邊4 板中1 31.92 28.57 35.56 34.65 35.86 1 35.56 28.28 30.39 31.01 34.34 2 35.56 28.87 40.12 33.13 37.08 2 37.08 31.91 34.96 31.00 37.08 3 33.74 32.82 34.65 31.31 34.34 3 35.56 30.39 30.70 31.30 32.52 4 38.61 30.39 36.78 34.04 32.82 4 34.95 32.52 33.74 31.00 32.52 5 34.04 32.21 34.04 35.86 35.26 5 34.0426.7431.3030.0936.176 37.08 31.61 32.22 30.39 36.78 6 35.86 28.87 37.72 33.13 36.47 7 35.56 30.70 29.18 31.00 31.92 7 34.34 31.30 35.88 31.01 32.83 8 37.99 32.22 32.82 31.00 32.22 8 38.00 31.62 37.69 34.96 33.13 9 35.26 28.88 31.00 31.91 35.56 9 35.86 31.30 39.53 35.56 36.17 10 37.08 29.78 32.82 30.70 37.08 10 36.17 29.78 39.82 34.04 37.38 11 33.44 31.30 30.70 31.91 29.78 11 35.56 30.72 36.47 32.22 32.82 12 37.38 32.23 32.22 29.18 31.00 12 37.99 30.09 37.09 34.65 32.52線寬平均值 34.35μm線寬平均值 32.62μm下板面下板面樣品 板邊1 板邊2 板邊3 板邊4 板中樣品 板邊1 板邊2 板邊3 板邊4 板中1 37.99 36.17 36.78 33.13 38.2943.7734.9534.651 34.04 31.36 2 35.25 34.96 30.39 31.91 34.96 2 33.74 32.52 38.29 36.47 31.61 3 31.00 34.05 30.09 34.04 29.78 3 31.00 31.00 35.56 33.13 27.66 4 29.18 35.86 29.18 32.22 32.22 4 28.57 31.61 33.14 34.96 28.88 5 38.30 35.87 35.56 32.83 36.78 5 36.78 33.13 39.21 35.86 35.25 6 32.83 36.47 31.62 32.22 31.91 6 31.30 32.82 41.03 35.56 31.91 7 29.18 34.04 31.61 34.04 31.00 7 32.82 31.30 34.04 31.32 29.57 8 31.91 35.26 8 28.57 32.53 34.35 35.87 30.7127.6632.5234.369 37.39 33.73 39.81 35.86 33.74 9 38.60 36.17 36.48 33.73 39.21 10 33.44 30.09 37.99 37.69 33.43 10 31.61 34.95 29.47 32.82 31.00 11 30.70 30.69 34.95 33.43 30.09 11 29.48 34.34 30.40 34.04 30.10 12 27.66 33.13 32.82 35.87 30.70 12 31.92 37.08 28.88 34.05 31.61線寬平均值 33.57μm線寬平均值 33.32μm結(jié)論:采用9μm銅箔,上下板面各只有一處線寬超差,且非常接近28μm的下限和42μm的上限,有1.6%的線路不合格,可認(rèn)為此組線路是合格的。結(jié)論:采用3μm銅箔,上下板面各只有一處線寬偏下限,且非常接近28μm的下限,只有1.6%的線寬是超差的,可認(rèn)為此組線路是合格的。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：從以上圖表的比較可以看出：

（1）上下板面各測量了60處的線寬，位置包含板中間和板邊4角，只有2處的線路超差，即1.6%的不合格率；且超差的線寬非常接近35 μm的上限及下限（按20%的公差）?？烧J(rèn)為采用9 μm&3 μm的銅箔，采用真空+二流體蝕刻，可以制作出35 μm/35 μm的線路。

（2）采用（真空+二流體）蝕刻機(jī)，上板面可以達(dá)到和下板面相同的蝕刻效果。

4.3 線寬和蝕刻因子的離散性比較

（1）線寬離散性比較

說明：以下數(shù)據(jù)包含了橫、豎、斜45、斜135度，板邊4個角和板中間，上、下板面，共120個數(shù)據(jù)。

（2）蝕刻因子離散性比較從線寬和蝕刻因子的離散性比較，可以看出：①采用（真空+二流體）蝕刻機(jī)，無論是3 μm銅箔還是9 μm銅箔，都可以獲得3以上的蝕刻因子，部分區(qū)域蝕刻因子可以高達(dá)14.99～11.82。②盡管如此，但3 μm銅箔可以獲得集中度更高的線寬；也可以獲得更高的蝕刻因子；相對而言，9 μm銅箔可獲得的蝕刻因子就低一些。

4.4 35 μm/35 μm的切片圖

下圖為獲得的板面不同位置35 μm/35 μm線路的切片圖：

實(shí)驗(yàn)總結(jié)論：通過以上的比較可以得（真空+二流體）蝕刻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（1）無論采用3 μm銅箔還是9 μm銅箔，都可以實(shí)現(xiàn)35 μm/35 μm的線路制作；且上板面可以達(dá)到和下板面相同的蝕刻效果。（2）無論是3 μm銅箔還是9 μm銅箔，都可以獲得3以上的蝕刻因子，部分區(qū)域蝕刻因子可以高達(dá)14.99～11.82。（3）盡管如此，但3 μm銅箔可以獲得集中度更高的線寬&更高的蝕刻因子；相對而言，采用9 μm銅箔可獲得的蝕刻因子就低一些。

The study for 35μm/35μm fine line using vacuum and two fluid etching equipment

CHEN Hua-li LIN Hui ZHONG Wen-guang

This paper makes a feasibility study into 35μm/35μm fine line using vacuum and two fluid etching equipment. Through the test we get the following result∶ 35μm/35μm fine line can be realized by adopting DES process going with vacuum and two fluid etching. Etch factor is greater than 3 and parts of that is up to 11.83～14.99. Beside, using ultra thin copper of 3μm we can get better result∶ ever higher degree of concentration line width and ever bigger etching factor.

Fine Line; Vacuum& Two Fluid Etching

TN41

A

1009-0096（2015）03-0035-05