随着4G，5G手机，iPad等产品厚度降低，越来越多的产品要求PCB板向薄的方向发展，故将对25um宽度线路工艺进入量产阶段。今日我们主要讨论线路干膜流程原理及新技术在目前行业中的运用。在进入今天的主题之间我们先来了解一些干膜的基础知识。

一.干膜的组成成份：干膜主要成份为如下表中的12种物质（以下为干膜各物质名称及含量占比）

干膜浆态光阻的重量比配方中塑型剂占一半以上，单体与启始剂约占1/3，其余少量的染料、安定剂、可塑剂与附着力促进剂。低能量(8-16mj/cm2)高感度用于LDI的特殊干膜配方中，其配方中Inhibitor抑制剂已大幅减少，故保存期也随之缩短。大板面20×24吋单面只需90秒即可完成曝光。

二.干膜光阻在板面的工艺流程：外层板为主的干膜成像（Imaging）流程可概分为：前处理、压膜、曝光（Exposure）、显像及目标工作后（盖孔蚀刻或电镀）的剥膜（Stripping）。

1.压贴干膜前铜面之准备(CopperSurfacePreparation):常规铜面之粗化有喷打浮石粉(Pumice，火山灰)、不织布刷磨(Brushing)与微蚀(SPS)等三法，细线密线板类以微蚀法为宜。三法的目的都是为了层去除铜皮防锈用的镀铬层或氧化，并取得铜面之粗化加大表面积而增强光阻之附着力。至于高端细密线路板者则需另采商品化的精密微蚀药水进行粗化(例如阿托的Resist-Assist系列)。铜面的粗化效果我们使用粗糙度量测仪监控其Ra，Rz。

1.1就各种内层板而言，压膜前铜面准备的生产成本要超过黑棕化两倍以上甚至超过DES的总和将近两倍。细线微蚀首先要光阻抓地力够强，也就是微粗化之表面积够大才行。

为了干膜抓地力更好起见，铜面须先做好粗化增强其机械连锁力(Interlocking）以耐得住垂直撕力与侧向剪力。其最佳数据为Rz2-3μm，μm，Wt≦4μm(Waviness起伏)。由大量试验数据可知Ra增大时良率大幅提升：

1.2Footprint刷痕测试：压膜前铜面可采机械刷磨，利用尼龙刷或不织布作为刷料，以去除铜面氧化物，铬化皮膜与有机污染，使膜体与铜面产生机械连锁力之外尚可展现源自配方的化学键结力。

铜面处理方式与规格如下：铜面刷磨太深反而导致D/F压膜附着不良，且超薄铜皮（例如3μm的MESA流程）细线流程完全不能刷磨，只能改用外加附着力助剂（例如Non-etchedAdhesionpromoterNEAP）以协助D/F在铜面的附着。

CutSheetLamination前铜面常见前处理操作条件如下：

为了干膜在铜面上抓地更牢靠起见，所采微蚀应达到IGE(Inter-GranularEtch)之等级，以提升后续细线蚀刻的良率。注意此等IGE式微蚀槽液对Cl-非常敏感，应低于3ppm。

2.压膜（贴膜）Lamination：可分为平坦铜面的加热式压膜、喷水蒸气湿压膜(软硬合板用)，与已出现线路起伏的真空压膜(VacuumLamination，例如ENIG之SIT制程）。为了在平坦铜面具有更好的附着力起见，其针对铜面的接触面函数须大于1。压膜工程须在黄光照明中操作(波长480nm以上)，一般白光(410nm以上)将会使得板面上的DFR(320nm~430nm)意外感光。

2.1HotRollLamination热压轮压膜法：是将已完成铜面清洁的生产板，采水平联机法送入干膜压膜站，在高温转动压力轴的自动压贴干膜，并自动侦测与切断板内的后缘，而做到四面留出铜面，让其他中央大铜面却全部双面贴妥干膜之做法，称为CutSheetLamination，如此可避免板外上下干膜互贴而在显像中不易分解进而行程残渣。其所以须采高温的理由是：①可使坚强的PET透明盖膜得以在Tg以上软化而容易软化伏贴，②使夹心中的阻剂层也超过其Tg软化而更能吻合铜面微观的外形起伏，进而得以增强附着力，③阻剂层配方中对铜面之附着力促进剂，亦须在高温中发挥作用。为使细线阻剂的抓地力更强起见，输送式的热压贴膜，必须找出最佳温度与速度，才会有最佳的成线良率。

2.2压膜参数:通常在压膜速度1m/min时，其铜面单点接触时间仅0.75秒，加大压力减慢速度者伏贴性(Conformation)也会较好。

2.3压膜后的停置:盖孔干膜因孔内存有空气，其中氧气会伤害膜体中的启始剂，故HT更不应该延长。

2.4铜面容易氧化的原因：金属铜的原子序为29，其最外层轨道(N-Shell）的单一电子非常容易逸走而形成一价铜无色的氧化皮膜，放置时间太长老化过久将出现Cu++的较厚氧化层，湿压膜也有这种烦恼。

注意事项：要注意热滚轮(120℃)是否发生变形，以避免板面中央压贴不够密实，其流程须兼顾膜体之热滚流填与储存时的免于熔边(EdgeFusing)，甚至PE隔膜拾取轮的反污染，可用酒精擦拭之。

2.5干膜盖孔直接蚀刻之要点:盖孔(Tenting)压膜之附着性好坏对蚀刻后孔壁是否被咬伤关系重大，盖牢的重点有(1)膜体要够厚(40μm以上)(2)铜面要真平最好用陶瓷刷轮去削或用砂带机削平，必须要盖牢孔口孔环以减少漏液入孔(3)须采强光曝光以降低孔内氧气干扰膜体之固化(4)停置时间不能太久。

3.光Exposure:干膜曝光须按膜厚、用途与曝光机种之不同而有异，现举旭化成产品之实例如下：

3.1曝光之原理：光是利用UV(I-line/H-line)的能量使光启剂首先产生自由基而引发聚合与交联反应，完成膜体的固化。

利用不同曝光机针对贴过保护膜的底片对准后，按供货商提供DFR的能量数据进行曝光。

当制作细线时要注意选用透明度良好又极薄的保护膜小心贴在底片的药面上，并在板外边框区加曝光阶段表Stroffer21以7-9半残格最合适。

3.2现行曝光机种类：细线大排版最常使用者为接触式平行光曝光机，且应备有1000级无尘室。

3.3分割式曝光机（PartitionExposure），如ADTec之ACP-630，大排版可达L/S20μm。

3.4投影式UV曝光机又称为StepRepeat，分辨率7-12μm，步进曝光一次一格，不接触板面、对位精准、产能低，适用于绿漆，以日商Ushio的UX-5038在COF软板领域较著名。志圣公司也曾推出此等高阶机种FC用Stepper，已于载板业进入量产。

3.5雷射直接成像（LaserDirectImaging）目前已达到20×24大排版90秒一面的速度，无需底片，使用高感度干膜（例如ADV-301）。此外还另有非接触的雷射投影成像LPI分辨率可达10μm。

3.6一般光源数字微镜曝光机DigitalMicro-mirrorsDevices（DMD）

MD中之芯片Chip原理:DMD中之Chip是利用CMOS的制程基板，上面附着微小的线圈与可以反射的镜子，例如SVGA的DMDChip就有1024*768个小镜子在中心，只要CMOS通电就会吸引DMDMirror往一个方向偏转，等到电流结束之后再向弹簧一样反弹回去。

量产用DMD曝光机之部分规格：

日商ORC开发载板用绿漆曝光机DXP3512其μm能量250mj者可对湿膜Aus320者曝成完美的60μmSRO，而可用于小型Bump之量产。下一代DXP3900原型机其BeamSize8μm者，对Aus410之绿漆干膜其SRO更可小到50μm。

圆形线路成像之示意说明:

3.725um超细线路使用的干膜及曝光机：

此机型IP-3600单机中具有波长405μm的8个光源头，并搭配8组可微动的多面镜，单机每分钟可扫三面，翻板后再曝另一面，高感度专用膜DL3125之分辨率可完工1㏕/1㏕之精美成像。

每个光源头感光区之面积为6吋*10吋，每区类具有极多可微动的反光镜面，每个微镜的长宽仅14μm，均可独立进行自动补光，于是区域内的曝光量将更于均匀。DMD为德仪在1987年所开发，原本为彩色投影机精致化而设计

4.显像(Developing):完成光阻膜曝光制程后即进行DES的三道湿流程。首站之显像是利用弱碱槽液将尚未聚合的部份光阻予以溶除，而只留下已聚合的光阻当成蚀刻成线过程中的抗蚀阻剂。

所谓显像(Development，“显影”并不正确，日文为现像）是利用1%Na2CO3将未聚合的部份膜体冲洗掉（BP在50%)，只留下已聚合的膜体当成铜面的阻剂。

下列为解像反应的示意图与不溶性残渣（液中称Sludge，板面称Scum），其形成之原理是出自阻剂膜体中疏水基的作怪：

显像槽液以1%的Na2CO3为主，K2CO3则划不来，因钠原子量23钾为39，也就1kgNa2CO3可得9.4mol(1000g/106g)，而K2CO3只能得到7.2mol（1000g/138g）两者效果其实完全相同。

显像槽保养：

5.酸性蚀刻：由于所形成的阻剂不溶于酸，故可采氯化铜或氯化铁之酸性蚀刻以成线。氯化铜槽液容易自动化管理且只要提供盐酸即可自给自足，但蚀刻因子却较差，至于氯化铁则自动化管理（Aqua）设备较贵且槽液还需外购。

6.剥膜Stripping:剥膜则采重量比3%的NaOH或KOH，液温50℃。水平进行上下强力喷洒方式。

剥膜的原理是：①扩散进入②肿胀③胀破④攻击界面⑤浮离。

业界通常以水平喷洒剥膜槽线行程之半途做为管制破除点（BreakPoint）。

消泡剂(Antifoams)：采3%苛性钠剥膜过程中会产生多量泡沫，不但槽液流失妨碍生产且造成泵浦空转并还会攻击铜面，须加消泡剂(例如/L)以降低泡沫的发生。

膜渣过滤之组合设备：理想的剥膜并非予以溶解而是令其呈碎片(qlakes)状离开铜面，但却容易造成堵网而失去过滤的功能以及缩短剥膜液的寿命。可将滤网采30-40度斜立姿势以方便碎片之下滑与固液之分离，再经漏斗形过门之聚集并进入抽屉形收纳槽。

6.精密细线板类之数位成像与高感度干膜:细线路大排版LDI所用高感度干膜显像后，其侧壁与板面交角的正切值(即阻剂之垂直高度对斜坡横出宽度的比值)愈大愈好，图中红侧壁之解像品质即优于蓝侧壁者。

当D/F光阻经1%Na2CO3显像后，若细密线路区之阻剂底部残足（Foot）太宽时，则线路镀铜之根部容易发生侧蚀（Undercut）式缺失。

以上，为全部的PCB线路制程的内容，欢迎大家提出问题一起探讨交流。