Quá trình ăn mòn đồng hình thành đường mạch Quá trình hình thành đường mạch theo phương pháp chụp sáng, Dry-film có tính cảm quang dính vào bề Mặt bo bằng áp lực và nhiệt độ, Sau khi dán màng và chụp sáng đường mạch được hình thành thông qua quá trình hiện ảnh & ăn mòn & bóc màng.S) Trình tự chi tiết quá trình hình thành đường mạch : Core(FR-4) : Base Copper : Cu plating : Dry-Film : Dry-Film (cứng lại) : Master Film Tiền xử lý (Pre-treatment) Dán màng (Dry-film Laminating) Chụp sáng(Exposure) Hiện ảnh (Develop) Ăn mòn (Etch) Bóc màng (Strip) Để tăng độ sáng và bám dính của bề mặt đồng khi dán màng cần trải qua quá trình nhỏ như mài và ăn mòn nhẹ. Soft Mài / Rửa Etching Rửa Brush nước Ăn mòn nước nhẹ Rửa Air Knife Rửa Rửa axit nước Giao gió nước Phương pháp sử lý bề mặt 1) Phương pháp hóa học Hóa chất sử dụng để sử lý như H2SO4 , H2O2 2) Phương pháp vật lý (cơ học) Ứng dụng tính vật lý phương pháp mài bo bằng vật liệu bôt Al2O3 hoặc trục mài Hình thành độ sáng bề mặt [ Brush sau ] [ Soft-etching sau ] Quá trình ép dính Dry-film lên bề mặt sản phẩm bằng con lăn gia nhiệt là quá trình chuẩn bị hình thành họa tiết bề mặt sản phẩm Pre Heating Clean machine Laminating Con lăn gia Làm mát Máy làm sạch Dán màng nhiệt Giải thích chi tiết từng bước nhỏ trong công đoạn ∙ Pre-heating : Trước khi dán màng cần tăng nhiệt độ của bo bằng con lăn gia nhiệt ∙ Clean machine : Để loại trừ dị vật và bụi bẩn của bề mặt sản phẩm ∙ Laminating : Dùng nhiệt độ và áp lực để màng cảm quang dính lên bề mặt bo ∙ Làm mát : Làm mát bo sau khi dán màng bằng thanh lật bo để đảm bảo tính ổn định của màng Cấu tạo của Dry-film Film Dùng bảo vệ Roller Tiếp nhận Mylar cover sheet(Polyester) D/F Roller Photosensitive material Separator sheet(Polyethylene) [ Configuration of Dry-film ] Cutter Roller Ép [ Cấu hình của màng ] ▶ Roller Ép, Nhiệt độ : 110±10℃ ▶ Roller Ép, Áp lực : 3~3.5kgf/cm2 (Trường hợp thấp) Giảm độ bám dính của màng (Trường hợp cao) Phần viền thừa áp lực dẫn đến phần giữa bị cong → Phát sinh lỗi bám đính của D/F [ Nguyên lý tác động] (Áp lực không đồng nhất) Phát sinh lỗi bám dính màng L/A時 Separator sheet Được bóc ra Photosensitive material Phần được dính vào bo. ▶ Làm mát : Điều kiên Clean room (Nhiệt độ : 21±2℃ & Độ ẩm: (Mylar cover sheet Được bóc ra trước khi hiện ảnh.) 50±5%) Để nguôi bo khoảng trên 20 phút cho màng ổn định Quá trình dính ép màng cảm quang lên bề mặt bo bằng con lăn gia nhiệt là để chuẩn bị cho quá trình hình thành mẫu ở bề mặt bo Master film Clean machine Exposure Inspection Làm mát Máy làm sạch Chụp sáng Kiểm tra film Giả thích chi tiết từng bước nhỏ trong công đoạn ∙ Master film inspection : Check xem có bất thường các Pin hole, Short,,Open, di vật ở phim không ∙ Clean machine : Loại bỏ dị vật dính trên bề mặt lớp D/F bảo vệ (Mylar Sheet) do tĩnh điện tạo ra từ L/A ∙ Exposure : Quá trình làm cứng D/F theo phần lựa chọn bằng tia UV ∙ Làm mát : Sau chúp sáng bằng tia UV cần để một thời gian cho D/F cứng lại Cấu tạo của Master-film Lớp bảo vệ (Gelatin, Halogen : Bị ảnh hưởng bởi điều kiện độ ẩm) Lớp Base(Polyester : Bị ảnh hưởng bởi điều kiện nhiệt độ, độ ẩm) Lớp Packing(Gelatin, Phẩm màu : Bị ảnh hưởng bởi điều kiện nhiệt độ) [ Configuration of Master-film] Tác động khác đến sự thay đổi độ ẩm, nhiệt độ của Film: Nhệt độ tăng↑- Film nở ra, Nhiệt độ giảm↓-Film co lại Độ ẩm tăng↑- Film nở ra, Độ ẩm giảm↓- Film co lại Duy trì môi trường bảo quản của Film: Nhiệt độ : 21±2℃, Độ ẩm : 50±5% Film type : Negative film(Âm hóa) – Phần hình thành đường mạch_White(Imaging) Film type : Positive film(Dương hóa) – Phần hình thành đường mạch_Black(PSR) Bất thường điều kiện môi trường của phim dùng chụp sáng tại Clean room Từ Clean room chuyển ra ngoài nhất Khi di chuyển ra ngoài Clean room gây ra định cần sử dụng túi bảo vệ sự rãn, nở do ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ, độ ẩm Quá trình hình thành đường mạch theo tiêu chuẩn: phần không cứng lại của D/F(Phần không chụp sáng) bị loại bỏ tan chảy bằng hóa chất ăn mòn, Phần cứng lại (phần chụp sáng) là phần D/F còn lại (Phần đường mạch) Strip Mylar Kiểm tra Developing cover sheet hiện ảnh Hiện ảnh Bóc màng Giải thích chi tiết từng bước nhỏ trong công đoạn ∙ Strip Mylar cover sheet : Là quá trình bóc bỏ lớp màng bảo vệ không được cứng lại của D/F ∙ Developing : Là phương pháp ăn mòn phần D/F không được tia UV chiếu vào bằng chất hóa học (Na2CO3) ∙ Kiểm tra hiện ảnh : Là kiểm tra độ rộng đường mạch và ngắn mạch của đường mạch theo tiêu chuẩn (Kiểm tra Sample) Break point : Thông thường điểm Break được mặc định khoảng 2/3 của khoang hiện ảnh, khi đó D/F trên Bo có thể được làm sạch hết. Phần D/F được bóc màng sau đó qua hiện ảnh và vào khoang ăn mòn phần lá đồng không cần thiết bị ăn mòn bằng dung dịch hóa chất ăn mòn, phần D/F còn sót lại sẽ được bóc đi khi vào khoang bóc màng đó là quá trình hình thành đường mạch Strip Etching Xử lý axit Rửa/Sấy Bóc màng Ăn mòn Giải thích chi tiết từng bước nhỏ trong công đoạn ∙ Etching : Là sử dùng phương pháp hóa học(FeCL3) để loại bỏ phần lá đồng không cần thiết để tạo nên đường mạch ∙ Strip : Sau quá trình hình thành đường mạch phần D/F còn sót lại được loại bỏ bằng phương pháp hóa học (NaOH) ∙ Xử lý axit : Dùng axit Sulfuric để loại bỏ phần ôxi hóa và màng còn sót lại ∙ Rửa /Sấy : Loại bỏ các thành phần axit, dị vật của bề mặt bo / phòng ngừa ôxi hóa Clean room là gì? Các hạt bụi lơ lửng trong không khí cần được làm sạch ở mức độ cần thiết theo quy định, ngoài ra việc cung cấp các vật liệu, hóa chất, nước.
Cần duy trì và quản lý tốt điều kiện môi trường không gian sạch sẽ theo yêu cầu của các tiêu chuẩn về nhiệt độ, độ ẩm, áp lực v. Ngoài ra còn những yêu cầu về các hạng mục quản lý : tốc độ và tình trạng luồng khí trong phòng, khí có hại, rung lắc, độ sáng trong phòng 3 nguyên tắc Clean room ① Quá trình sản xuất hàng cần ngăn ngừa phát sinh dị vật gây ô nhiễm của trong phòng sạch ② Ngăn chặn dị vật gây ô nhiễm từ bên ngoài vào ③ Nhanh chóng loại bỏ dị vật gây ô nhiễm Clean room Standard ( Tiêu chuẩn phòng sạch ) Số lượng tối đa của các hạt bụi lơ lửng Remarks Cấp độ sạch Số lượng hạt tích lũy Ghi chú Đường kính(um) (Cái/ft3) 100 0. Tiêu chuẩn BCN của NASA 1,000 0.5 100,000 Conventional etching line Vacuum etching line Remarks Line ăn mòn thông thường Line ăn mòn chân không Ghi chú • Phun Spray + Tính năng Suction : • Loại bỏ lượng Etching còn sót Processing lại trên bề mặt Bo Photos + Cung cấp chất lỏng mới Hình ảnh quá chơn chu trình đang Suction diễn ra + Ngăn chặn hình thành màng Máy hút nước Khả năng hình thành Fine pattern ( Đường mạch đẹp ) B T After Etching Sau ăn mòn D A Etch factor Avg.1 * Etch factor = T / D Chỉ số ăn mòn (2.8) Ăn mòn không hết phát sinh lỗi ngắn mạch (Phần khoảng cách hẹp ) [ Áp dụng Dynamic compensation ] : Original Gerber pattern : CAM compensation(Artwork film) Tiến hành điều chỉnh tự động trên film Artwork Tiến hành điều chỉnh Mil đồng nhất Bảo đảm Space : Pattern & Pattern hàng loạt trên film Arwork Pattern & Pad (Áp dụng cho Pattern, Pad và các Mil) Có khả năng ngăn chặn lỗi short do ăn mòn không hết DI (Direct Image) SAP (Semi additive process) Thực hiện chụp sáng bằng Direct, Không có Maser-film Hình thành Fine pattern, Lựa chọn phương pháp mạ [ Subtractive process ] : Desmear Electroless Cu plating Electrolytic Cu plating Imaging AOI [ Semi additive process ] : Desmear Electroless Cu plating D/F laminating Exposure Development Electrolytic Cu plating Stripping Flash etching AOI Sau khi hình thành đường mạch tiến hành kiểm tra phát hiện lỗi của đường mạch trên Bo bằng phương pháp phản xạ ánh sáng để phát hiện các lỗi ( Open, Short, Thừa đồng, Thiếu đồng, Lỗ châm kim…) Do đảm bảo chất lượng đường mạch của từng lớp rất khó khăn nên cần phải sử dụng thiết bị AOI để kiểm tra phát hiện, sửa chữa và kịp thời thông báo cho công đoạn sản xuất để ngăn chặn lỗi phát sinh tiếp Thiết bị tiêu biểu của công đoạn AOI VRS Là công đoạn sử dụng thiết bị AOI để phán định đường mạch (Pattern) được hình thành tại công đoạn tạo mạch xem có lỗi bất thườn hay không? Thiết bị AOI: PCI, VRS, thống kê lỗi. Cleaning/ Thống kê AOI VRS PG Check lỗi Giải thích chi tiết từng bước nhỏ trong công đoạn ∙ Cleaning sản phẩm & xác nhận P.G : Là thao tác loại bỏ dị vật trên bề mặt Bo để giảm số lượng lỗi dị vật khi kiểm tra AOI và xác nhận xem có Program của mã hàng kiểm tra.
∙ Kiểm tra PCI : Khi đặt Bo lên bàn kiểm tra của máy PCI và bấm nút chạy thì bàn máy và nguồn sáng sẽ chạy tự động để tiến hành kiểm tra. Khi đó, dựa vào các thuật toán để kiểm tra xem hình ảnh của Bo được kiểm tra có khác gì so với hình ảnh mẫu hay không? Để tìm ra lỗi. ∙ VRS(Verification Station) : Vì máy PCI không có khả năng phán định lỗi đã tìm được thực tế có đúng là lỗi hay không, nên cần máy riêng biệt là VRS để phán định. ∙ Thống kê lỗi : Là việc thống kê sau khi đã qua kiểm tra máy VRS để phân ra hàng sửa chữa và hàng tốt (Nguyên lý kiểm tra) Phương thức phản xạ ánh sáng: Dùng chùm ánh sáng trắng chiếu lên bề mặt PCB, Kiểm tra tia sáng phản xạ để phán định có lỗi hay không.
∙ Bề mặt Cu (Phần đường mạch) Phần phản xạ ánh sáng ∙ Bề mặt không có Cu (Phần vật liệu bổ trợ) Phần tán xạ ánh sáng→ Phần Pattern nhìn thấy sáng, phần vật liệu bổ trợ nhìn thấy tối. Đây là cách để nhận biết ra Pattern.