應(yīng)用散射光源曝光機(jī)的內(nèi)層虛光改善

劉順風(fēng) 謝國榮

（珠海杰賽科技有限公司，廣東 珠海 519170 ）

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

1 問題描述

大多數(shù)多層PCB廠內(nèi)層生產(chǎn)采用濕膜制作線路的方式，相對(duì)干膜生產(chǎn)成本低，品質(zhì)良率高，管控難度低。我司在應(yīng)用全自動(dòng)散射光源曝光機(jī)的濕膜制作過程中出現(xiàn)的虛光問題，即顯影不凈、有余膠，如圖1，影響了PCB合格率?，F(xiàn)對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并對(duì)可能的影響因素進(jìn)行試板驗(yàn)證，便于后續(xù)的生產(chǎn)管控。

圖1 虛光缺陷

2 原因分析

魚骨圖對(duì)可能虛光原因分析見圖2。通過人、機(jī)、物、法、環(huán)對(duì)產(chǎn)生虛光的因素排查，邊條厚度、曝光能量、邊條位置和做板面向?qū)μ摴庥绊戄^大，需進(jìn)行逐一驗(yàn)證。

3 測試驗(yàn)證

采用試驗(yàn)板進(jìn)行測試驗(yàn)證，板厚分0.1 mm、1.4 mm兩種，線路為2 mil、2.5 mil、3 mil、3.5 mil和4 mil共五種，各48 pcs，每種狀態(tài)2 pnl，分上下面測試，統(tǒng)計(jì)虛光數(shù)量。

3.1 不同邊條厚度測試

表1 虛光原因排查

只改變邊條厚度（0代表未放邊條），其它條件不變，測試結(jié)果如圖3。

圖3 不同邊條厚度測試數(shù)據(jù)

從圖3數(shù)據(jù)可知：

（1）對(duì)于0.1 mm板厚，三種厚度邊條不良率相差較小,看不出明顯差異；（2）對(duì)于1.4 mm板厚，三種厚度邊條不良率相差比較明顯。（3）虛光位置主要集中在板邊。

由以上分析可知：當(dāng)邊條厚度與板厚相差越近，虛光不良率越低；反之，當(dāng)邊條厚度與板厚相差越大，不良率越高。

3.2 不同曝光能量測試

曝光尺控制在5級(jí)調(diào)至6級(jí)對(duì)比，其它條件不變，測試結(jié)果如圖4。

圖4 不同曝光能量測試數(shù)據(jù)

從圖4數(shù)據(jù)可知：

（1）對(duì)于0.1 mm板厚，曝光尺控制在5級(jí)和6級(jí)時(shí)生產(chǎn)的板，1#機(jī)和0；2#機(jī)虛光不良比例相差非常小，看不出明顯差異；（2）對(duì)于1.4 mm板厚，曝光尺控制在5級(jí)和6級(jí)時(shí)生產(chǎn)的板，1#機(jī)和2#機(jī)的虛光不良比例相差不大，看不出明顯差異。

由以上分析可知，在曝光尺5級(jí)和6級(jí)的能量下（文件要求曝光尺5-7級(jí)）生產(chǎn)的板，產(chǎn)生虛光的比例都沒有明顯差異，對(duì)虛光問題影響不大。

3.3 不同邊條位置測試

只改變邊條距板邊距離，其他條件不變，測試結(jié)果如圖5。

從圖5數(shù)據(jù)可知：

（1）對(duì)于0.1 mm板厚，當(dāng)邊條位置發(fā)生變化時(shí)虛光問題比例相差不大，差異不明顯；（2）對(duì)于1.4 mm板厚，當(dāng)邊條位置發(fā)生變化時(shí)，位置發(fā)生變化后虛光問題差異非常明顯；（3）虛光位置主要集中在板邊。

由以上分析可知，當(dāng)邊條位置與板邊越近，越容易出現(xiàn)虛光不良問題，按測試的3種距離來看，距板邊12 cm產(chǎn)生虛光比例最低，說明現(xiàn)生產(chǎn)使用的12 cm的距離比較適用。

通過上述驗(yàn)證，對(duì)虛光問題影響較大的有邊條厚度、邊條位置以及板厚，曝光能量（5級(jí)調(diào)6級(jí)）以及做板面向影響相對(duì)較小，由于缺陷主要位于板邊位置，分析虛光主要為曝光時(shí)板邊有空氣殘留，光發(fā)生散射導(dǎo)致虛光。因此，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖5 不同邊條位置測試數(shù)據(jù)

3.4 更換密封圈前后對(duì)比

更換2#自動(dòng)曝光機(jī)密封圈，測試時(shí)邊條厚度、位置以上面的最佳條件設(shè)置，測試結(jié)果：

（1）對(duì)于0.1 mm板厚，密封圈更換前后都無虛光問題；

（2）對(duì)于1.4 mm板厚，密封圈更換后虛光不良比例由1.9%下降至1.0%，說明更換密封圈后虛光問題有一定改善。

3.5 調(diào)整曝光真空度對(duì)比

密封圈更換前進(jìn)行的測試，只改變曝光框架真空度，真空度-28kPa變?yōu)?49kPa，其它按上面的最佳條件設(shè)置，測試結(jié)果：

（1）對(duì)于0.1 mm板厚，真空度改變前后均無虛光問題；

（2）對(duì)于1.4 mm板厚，真空度調(diào)整后虛光不良比例由1.9下降至0.7%，說明調(diào)整真空度后虛光問題有一定改善。

4 結(jié)論

（1）邊條厚度與板厚相差越近，虛光不良率越低；反之，當(dāng)邊條厚度與板厚相差越大，不良率越高；建議將邊條厚度與實(shí)際板厚相差0.05 mm左右；

（2）在文件要求范圍內(nèi)的曝光能量變化（5級(jí)調(diào)至6級(jí)）對(duì)虛光問題影響不大；

（3）調(diào)高真空度對(duì)虛光問題有一定改善效果，真空度控制在-35 KPa～40 KPa；

（4）當(dāng)邊條位置與板邊越近，越容易出現(xiàn)虛光不良問題，從測試結(jié)果來看，12 cm間距比較適用。