最新曝光原理与曝光机课件PPT.ppt 72页

'曝光原理与曝光机 課程綱要多層板製程曝光製程光阻曝光原理曝光光源系統曝光量測11/50 多層板製程11/50 疊板結構例：4L疊板L1-1oz:1.4mil1080:2.5mil7628:7.0milL2/L3-1.0mm,1/1:40mil7628:7.0mil1080:2.5milL4-1oz,1.4milTotal=61.8mil=1.569mm例：6L疊板L1-1/2oz:0.7mil1080:2.5mil7628:7.0milL2/L3-0.38mm,1/1:17.8mil2116:4.0mil2116:4.0milL4/L5-0.38mm,1/1:17.8mil7628:7.0mil1080:2.5milL6-1/2oz,0.7milTotal=64mil=1.6mm11/50 多層板製程示意11/50 裁板銅箔基板磨邊導角內層剝膜內層蝕刻內層顯像內層曝光乾膜貼合前處理內層AOI疊板壓合黑/棕氧化鍍一次銅化學鍍銅除膠渣去毛邊鑽孔乾膜貼合鍍二次銅前處理外層曝光外層顯像鍍錫鉛外層剝膜外層蝕刻噴錫鍍鎳金文字印刷文字烘烤塞孔印刷防焊後烤綠漆顯像防焊預烤防焊塗佈前處理防焊曝光成品檢查斜邊成型真空包裝成品清洗V-Cut電測剝錫鉛外層AOI典型多層板製程Multi-LayerProcess基板處理內層製程壓合鑽孔鍍銅外層製程防焊製程表面處理檢驗成型11/50 曝光製程11/50 印刷電路板影像移轉製程影像移轉ImageTransfer將PCB設計圖像(Pattern)的工程資料由CAD/CAM上轉移至網板或底片上使用印刷或曝光方式將底片上影像移轉至阻劑上再經由蝕刻、電鍍或單純顯像方式製作線路或遮蓋部分板面曝光製程內層InnerLayerPrimaryImage外層OuterLayerPrimaryImage防焊SolderMask選擇性鍍金SecondaryImageTransfer11/50 曝光製程-內層內層PrintandEtch光阻在線路製作製程中使用，蝕刻完成後除去內層曝光光阻抗酸性蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination滾塗RollerCoating乾膜：壓膜→曝光→顯像→蝕刻→剝膜膜厚1.0,1.3mil，能量45~60mj/cm2濕膜：塗佈→預烘→曝光→顯像→蝕刻→剝膜liquidfilm10~15m厚，需80~120mj/cm2因無Mylar層可做較細線路11/50 曝光製程-外層外層PatternPlate光阻在線路製作製程中使用，電鍍完成後除去外層曝光(負片流程)光阻抗電鍍，抗鹼性蝕刻光阻塗佈壓膜DryFilmLamination乾膜：壓膜→曝光→顯像→電鍍→剝膜→蝕刻膜厚1.3,1.5mil11/50 外層正片/負片流程內層曝光正片PrintandEtch流程曝光聚合部分保護線路曝光顯像蝕刻外層曝光負片流程PatternPlate曝光聚合部分非線路曝光顯像電鍍蝕刻正片Tenting流程TentandEtch曝光聚合部分保護線路曝光顯像蝕刻11/50 內層與外層製作比較內層流程外層負片電鍍流程外層正片Tenting流程11/50 曝光製程-防焊防焊LPSM保護銅面PCB上永久性保護層防焊曝光光阻塗佈網印FloodScreenPrinting簾塗CurtainCoating噴塗SprayCoating塗佈→預烤→曝光→顯像→後烘烤→UV硬化約0.8mil厚，能量400~600mj/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11/50 光阻曝光原理11/50 365nm光阻聚合製程光阻(乾膜/濕膜)→曝光聚合(UV)→顯像(碳酸鈉)曝光原理及製程G-line:436nmH-line:405nmI-line:365nm11/50 光阻反應機構Sensitizer光敏劑接受初始能量,啟動反應(搖旗吶喊)Photoinitiator感光起始劑接受,產生自由基,抓Monomer,連鎖反應形成聚合物對320~380nm波長敏感Monomer單體Crosslink,MigrateInhibitor遮蔽劑在未曝光時維持不反應(警察),MigrateBinder塑化劑強度11/50 負型光組基本組成PolymerAcrylatetype,EpoxytypeCrossLinkerTri-,Tetra-,Penta-functionalSensitizerAcceptenergy,thentransfertophotoinitiatorPhotoinitiatorAcceptenergytransferredfromsensitizerSolventControlviscosity,andfilmthicknessOtheradditivesLevelingagent,Inhibitor,Surfactant,Antioxidant11/50 光阻感光聚合過程自由基轉移TransferFreeRadical聚合/交聯Polymerization/CrossLinking單體吸收自由基Monomer+R’形成聚合體Polymer顯像DevelopingNa2CO3紫外線照射UVRadiation光啟始劑裂解Photoinitiator出現自由基FreeRadicalR’PI+hPI*ITX+hITX*ITX*+PIITX+PI*Monomer&Oligomer+PI*Polymer+PI11/50 曝光對乾膜結構的變化11/50 線路曝光作業的考量因素反應特性聚合反應速率與配方、塗佈厚度、UV照度及UV光源發射光譜分佈等有關。聚合反應中能量的累積是持續性的，反應開始後如因故UV照射受干擾而中斷時，將導致反應不完全。聚合反應中應儘量隔絕氧氣的接觸，因氧的活性大，會抑制其它自由基的聯結，降低聚合反應速率。作業要求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OffContact↑時，解析度↓→提高底片與板面真空密貼程度11/50 能量對光阻聚合影響起始階段部分聚合階段完全聚合階段11/50 11/50 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，曝光能量約有10%的容許區間，這也是對能量均勻度的基本要求當線路愈細及線寬公差要求愈嚴時，對均勻度的要求應更嚴格11/50 曝光方式與吸真空HardContactExposure–硬式接觸曝光底片與板面密貼且吸真空吸真空時在表面產生彩色牛頓環，紋路愈密表示底片與板面密貼程度愈佳散射光要吸真空SoftContactExposure–軟式接觸曝光底片與板面密貼但不吸真空或只輕微吸真空OffContactExposure–非接觸曝光底片與板面間有距離不接觸，不能吸真空ProjectionExposure–投影曝光鏡組將線路影像聚焦在板面上，不能吸真空11/50 乾膜光阻乾膜光阻DryFilmPhotoresistMylar蓋膜(聚烯Polyester/PET)+光阻Photoresist+PE分隔膜(聚乙烯Polyethylene/PE)Mylar厚度:0.8mil光阻厚度:0.6,1.0,1.3,1.5,2.0mil廠商杜邦大東DuPont/Riston長興Eternal/Etertec長春LongLiteHitachi/PhoTecAsahiShipley/Morton11/50 光阻作用方式-負型與正型負性光阻感光聚合，形成高分子，顯像時不會溶解SolublevsSemi-soluble有殘足問題常用在PCB正性光阻感光分解，顯像時溶解SolublevsNon-soluble正性光阻可製作出較細線路常用在IC,LCD11/50 油墨光阻劑濕膜光阻LiquidPhotoresist光阻Coating厚度:8~12m廠商MacDermidNipponPaint川裕….液態感光防焊綠漆LiquidPhotoimageableSolderMask(LPSM)二液型廠商Taiyo,Tamura,Hitachi永聖泰…11/50 曝光光源系統11/50 曝光光源種類散射光Flood毛細燈Capilary長弧燈LongArc平行光Collimated短弧燈ShortArc點光源PointSource短燈管UV無電極點光源Microwave激發UV燈11/50 各種UV曝光燈管Capillary:毛細燈線路曝光用/3,5KwShortArc:汞氙短弧燈平行光曝光用/3.5,5,8KwLongArc:水銀燈/金屬鹵化物燈防焊曝光用/7,8,9,10Kw11/50 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365nm11/50 水銀的特性光譜線Energy(eV)185365577~931329754643640525401263P61P163D73S510Ionizationi-line:365nmg-line:436nmh-line:405nm11/50 焦點散漫,UV均勻分佈,強度較弱散光型反射燈罩11/50 散射光對曝光影響11/50 不同光源對光阻曝光影響平行光CHA;1.5~2.5DA:1~2點光源DA:5~12散射光DA:10~2511/50 如何產生平行光平行光產生方式增加光源至照射面距離利用拋物體燈罩反射點光源利用拋物面鏡反射點光源光柱利用鏡組折射點光源光柱汞氙短弧燈11/50 平行光曝光系統平行反射鏡(CollimationMirror)曝光照射面(ExposureSurface)反射鏡(ReflectionMirror)點光源短弧燈(ShortArcLamp)橢圓集光器(Collector)冷鏡(DichroicMirror)積光器(Integrator)平行光源:5KW汞氙短弧燈平行半角(CHA):1.5斜射角(DA)<111/50 Integrator(Flyeye)積光器作用11/50 平行半角與斜射角平行半角Collimationhalfangle光柱擴散角度斜射角Declinationangle光柱與法線夾角11/50 平行半角與斜射角量測平行半角與斜射角測量量測規目測熱感紙測量UV光11/50 曝光量測11/50 UV曝光測量單位UV強度(照度)單位Intensity(Irradiance):watt/cm2,milli-watt/cm2單位面積上的功率UV能量(劑量)單位Energy(Dose):joule/cm2,milli-joule/cm2單位面積上所接受的能量，與時間有關在1mw/cm2下照射1秒=1mj/cm2是強度對時間曲線下的總面積是一般常給的操作參數UVRange(definitionofEIT)UVA:365nm,UVB:~300nm,UVC:254nmUVV:420nm11/50 常用UV曝光量表IL1400UVA單一波段測量強度測量能量ORC351UVA單一波段測量強度測量能量EITUVIRadUVA波段測量能量EITUVPowerPuckUVA/B/C/V四波段測量強度測量能量11/50 曝光格數片StepTablets格數片原理檢驗曝光能量多少，了解光阻聚合程度格數片上每一格的光密度(OpticalDensity)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Stouffer21格為例每格增加41%光密度常用格數片OD=0.15,41%21格Stouffer,Kodak(No.2),HitachiPhotec21格OD=0.05,12%DupontRiston25格Stouffer41格11/50 光密度OpticalDensityOD=log10(入射光強度I/穿透光強度T)=log10(I)–log10(T)21格數片-每格差OD=0.15,41%透光率第一格:OD=0.05第六格:OD=0.80,T=0.158*I第七格:OD=0.95,T=0.112*I第八格:OD=1.10第十二格:OD=1.70第二十一格:OD=3.05100.15=1.4111/50 UV量表與格數片比較UV能量/強度量表誤差5%直接測光強度能量直接讀出數值不同廠牌差異讀值差異量均勻度時使用一般用於設備檢驗確認曝光機功能曝光格數片誤差12~41%間接量測需等待格數片污染,老化每班確認曝光條件一般用於線上檢驗確保量產板實際曝光結果Ex.DF六滿七殘11/50 曝光均勻度曝光均勻度確認有效曝光範圍內各點接受到的能量一致性Uniformity或稱Non-Uniformity測量方法有效曝光範圍內量測9、13、25點位置的強度或能量計算公式,改善→8%→5%,改善→90%→95%11/50 本單元結束11/50 本章主要介绍了食物的卡值、ATP与能量代谢、氧热价、呼吸商等基本知识，论述了影响人体能量需要量的因素，包括维持基础代谢所需的能量，从事活动包括日常生活学习、体育锻炼与劳动所消耗的能量以及食物特殊动力作用所消耗的能量；根据不同劳动强度的能量补充量以及能量平衡。【本章提要】 第一节　基本概念与术语人类为了维持生命、从事劳动以及体育运动必须每天从各种食物中取得能量，以满足机体的需要。事实上，不仅劳动或运动时需要能量，就是机体处于安静状态，也要消耗一定的能量。例如心脏跳动、血液循环、等都需要消耗能量，其来源就是每天摄取食物中的糖类、脂肪和蛋白质三种营养素。 对人类来说，机体可以从食物中获得能量，食物中能作为能源物质的只有糖、脂肪、蛋白质三大类物质，这三类物质又统称为热源物质或能源物质。能量的单位，营养学上用“卡”(cal)表示，按照量和单位国家标准，能量的单位应采用“焦耳”(Joule)表示，营养学上仍习惯采用卡或千卡。１千卡(kcal)＝4.18千焦耳（kJ）１千焦耳（kJ）＝0.24千卡（kcal）一、能量与能量单位 通常把1克供能物质氧化分解时所释放的能量，称为该物质的卡价。糖、脂肪、蛋白质三大营养物在体内氧化的卡价分别为：糖4.1千卡/克（17.14千焦/克）脂肪9.3千卡/克（38.87千焦/克）蛋白质4.1千卡/克（17.14千焦/克）二、食物的卡值 人体能量需要量主要决定于下列三个方面：1.维持基础代谢所需的能量；2.从事活动包括日常生活学习、体育锻炼和劳动所消耗的能量；3.食物特殊动力作用所消耗的能量。其中最主要的是活动所消耗的能量，所占比重较大。第二节影响人体能量需要量的因素 基础代谢能量：机体处于安静状态时（18～25℃的环境中，在12小时前已停止进食）用于体温维持，心脏跳动、肺的呼吸和肌肉紧张度的维持，所消耗的能量，称之为基础代谢能量。一、维持基础代谢所需要的能量 基础代谢率（BMR）：人体在清醒而极端安静情况下，不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢率。基础代谢率的单位为KJ/m2/h（千焦/平方米/小时），即每小时每平方米体表所散发的热量千焦数。基础代谢率=(脉率+脉压差)-111脉率：是每分钟脉搏的次数，正常情况下与心率一致，健康成人在安静状态下脉率为60～100次/min。脉压差：指收缩压与舒张压之间的差值一、维持基础代谢所需要的能量 根据劳动强度不同，一般将劳动分成五级：（1）极轻体力劳动。（2）轻体力劳动。（3）中等体力劳动。（4）重体力劳动。（5）极重体力劳动。二、从事体力活动所消耗的能量 食物的特殊动力作用是指食物经过消化吸收后,单体在机体内合成有机大分子过程中消耗的能量。不同食物特殊动力作用消耗的能量，蛋白质的特别动力作用最高，为其产热的30％；糖类者次之，为６％；脂类最低，只有４％；正常混合膳食约为10％。在计划一个人的膳食时，其能量的供给比其基础代谢与劳动所需者的总和应高约10％，以补偿食物特别动力作用耗去的能量。三、食物特殊动力作用的能量消耗 第三节能量需要量的计算方法一天的能量需要量=基础代谢率×体表面积×24＋体力活动所消耗的能量＋食物特殊动力作用的能量消耗=（基础代谢率×体表面积×24＋体力活动所消耗的能量）×（1+10%）体力活动所消耗的能量采用较为简便的“活动观察法”来计算能量消耗。 对调查对象进行24小时的跟踪观察，详细计算各项活动的持续时间，参照各种动作能量消耗率，查算出一日的能量消耗。活动观察计算法 1小时各项运动消耗热量（千卡）散步150、逛街110、慢走255、快走555、慢跑655、快跑700、午睡48、工作76、打扫228、洗碗136、读书88、购物180、开车82、泡澡168、单车245、插花114、郊游240、溜狗130、看电视72、看电影66、洗衣服114、烫衣服120、爬楼梯480、买东西188、推荐进行的减肥运动：散步148大卡跳舞266大卡打扫家居207大卡有氧操354大卡自行车（休闲）236、羽毛球266、篮球177、排球472、游泳472、 第四节能量来源鲜奶250ml155Kcal脱脂奶250ml88Kcal低脂鲜乳250ML120K原味优酪乳250克215K甜豆浆1杯120纯味乳酪1杯160Kcal乳酸菌饮料1杯140甜面饱1个(60克)210Kcal咸面饱1个(60克)170Kcal白面包1片120白土司:一片40克72K蜂蜜蛋糕：１５８大卡/个，苏打饼乾：六片　热量135大卡蛋一只75Kcal蛋黄一只60Kcal蛋白一只15Kcal煎蛋一只105Kcal米粉1碗(135g)132面1碗(135g)280凉面：一盘　热量300大卡玉米一根107Kcal小笼包（小的5个）200Kcal 低能量食品1、苹果100克/50CAL（卡路里）2、香蕉100克/125CAL3、葡萄柚100克/28CAL4、凤梨100克/32CAL5、奇异果100克/50CAL6、柠檬100克/24CAL7、番茄100克/35CAL 儿童少年，生长发育迅速，代谢旺盛，能量代谢相对较高，年龄越小基础代谢和活动所消耗的能量也越多。因此，在确定儿童少年能量需要时，除根据基础代谢、食物特殊动力作用及各种活动等三方面的消耗外，还应考虑供应生长发育所需的能量物质。这一部分能量增加：学前期儿童15％～16％；小学阶段10％；中学阶段13％～15％。五、不同年龄阶段能量供给量 人体进入中年以后，基础代谢率逐渐降低，体力活动减小，因而体内能量消耗也随之减少。目前国际上采用年龄变化来校正能量供给量的方法，以20~39岁成人，男子体重为65千克，女子体重为55千克的能量供给量为基础，超过此年龄的，能量摄取逐年递减，防止能量摄取过多。其减少标准为：40~49岁减５％，50~59岁减10％，60~69岁减20％，70岁以上减30％。 所谓能量平衡是指机体消耗和摄入的能量趋于相等。当能量的摄入量与消耗量相当时，人体的体重保持恒定；能量摄入量大于消耗量时，体重和体脂会增加；能量摄入量小于消耗量时，则体重会减轻，两者都有损于身体健康。六、能量平衡 摄入能量过多，其多余部分在体内转变为脂肪，使体脂增多，体重增加，形成肥胖。肥胖对健康不利，因为身体肥胖，不但有大量脂肪积聚在皮下，而且还有许多脂肪沉积在一些内脏上。如果大量脂肪沉积在肝脏里，使之变成脂肪肝，肝脏的许多重要生理功能就会受到影响。（一）能量不平衡的危害1.能量过多的危害 当能量摄入不足时，体内贮存的脂肪和糖原将被动用，甚至体内的重要物质——蛋白质也被动用分担供能，使体重减轻，瘦体重也减轻，导致肌力减弱，工作效率下降。长期能量摄入不足，影响蛋白质的吸收利用，会加重体内蛋白质的缺乏，引起蛋白质——能量营养不良症。2．能量不足的危害'