玻璃底片在PCB上的应用

玻璃底片在PCB上的应用 玻璃底片在PCB上的应用 一、印制线路板面对的问题点： 1、​ 更小孔径、线宽的要求，（最小线宽已达1-2mil的要求）菲林已无法满足； 2、​ 菲林受温湿度影响而引起尺寸变化的困难； 3、​ 繁更换菲林，对产能的扩大造成障碍； 4、​ 交货期无法满足； 5、​ 精细线路大量不良的产生，成本居高不下； 6、​ 线路板本身的涨缩问题 二、软片菲林的局限性 1 光绘设备的精度限制其掩膜的精度 对激光光绘机而言, 市面上标称的1mil的细节精度和1mil的几何精度, 只在实验室条件下并经过特别的数据才能达到, 即需同时满足几个条件: 一是设计数据为分辨率的整数倍，以保证图形经RIP（raster image process）后落在栅格上，二是调节机器的精度优于标称精度，三是环境保持在±0.5℃,±1%RH恒温恒湿的条件下，四是菲林感光特性与激光配合并且有稳定的，高水平的暗房工艺。 2 使用中尺寸不稳定（易涨缩） 菲林对湿度和温度敏感， 对20”的7mil厚的菲林，温度每变化1℃，长度变化6um，湿度每变化1%RH，长度变化15um，尺寸不稳定。前工序曝光时，几千瓦的UV光的长时间照射，菲林发热，会造成尺寸拉长和不均匀膨胀，使套合精度变差。 3 不耐划伤的问题 菲林感光乳胶由卤化银晶体和明胶搅拌、均匀涂布于衬底片上烘干得到，故其易吸潮，不易清洗，不耐划伤。PCB厂一般采用接触式曝光，版材上毛刺很容易划伤菲林药膜面；另外由于曝光时频繁拉扯软片菲林，形成不定空气膜层，甚至乳胶脱落，不仅影响曝光图形质量，还严重影响其寿命；一般PCB厂软片菲林寿命在250-300次左右。 4 不便于长时间保存 明胶的组分是动物的骨胶提炼物，是有大量氨基酸组成的大分子集团，易吸潮发霉，片基变质产生不透明小点。水质不洁净或冲洗不干净，会使软片变脏、变黄。 5 对生产过程的影响 制作小批量、中、低档次的PCB版产品，软片菲林较适宜。但对于高精度、大批量类产品（如：HDI类），此时需要很多软片菲林，频繁更换菲林，生产线停工待料时间长，另外划伤和损坏的随机性及不便检查，导致材料的报废和工时的浪费也是不可忽视的。 三、印制线路板目前的解决方案： 1、提高内层、干膜等线路层车间的cleaning room等级，控制温湿度的大小； 1、​ 频繁更换菲林，尽量减小菲林变形对尺寸的影响范围； 2、​ 通过退洗工艺减少不良； 3、​ 使用玻璃底片； 4、​ 使用激光直接影象（LDI）技术转移图形（小批量生产的解决方案）。 四、玻璃底片（超微粒干版或铬版）的优点： 1、​ 最小线宽可做到10微米； 2、​ 温度膨胀系数小，仅是菲林的三分之一到二分之一，根本不受湿度变化影响； 3、​ 贴膜后的玻璃底片使用次数高； 4、​ 购买成本远较LDI低，保证了工艺的稳定性； 5、​ 由于对线路图形转移时对位精度的改善，大大提高良品率，降低了PCB的生产成本； 6、​ 无需经常更换菲林，大大提高生产效率，交货期缩短。 五、玻璃菲林与软片菲林的技术比较 1. 各种菲林制作设备典型精度对比详细资料 分辨率 MASKWRITE 16000di 内圆鼓型 8000dpi 内圆鼓型 4000dpi 内圆鼓型 200000dpi 100000dpi 50000dpi 激光光点尺寸 0.5um 1um 2um 3um 6um 12um 几何精度 ±1um ±2um ±4um ±15um ±15um ±25um 线边粗糙度 60nm 120nm 200nm 4um 9um ±3/6um 20”×24” 产 量 8hours 3hours 1hours 40mins 10mins 8 mins 最大尺寸 32”×24” 32”×24” 32”×24” 30”×24” 30”×24” 30”×24” 最小line/space 1/1 5/5 10/10 15/15 25/25 50/50 线/缝精度 ±0.2um ±0.5um ±1um ±3um ±3um ±8um 2. 特性及制作材料不同（注：玻璃菲林其中包括铬版、干版等产品） 列 项 软 片 菲 林 玻 璃 菲 林 超 微 粒 干 版 铬 版 衬 基 材 料 涤纶 苏 打 玻 璃 苏 打 玻 璃 膜 层 结 构 卤化银乳胶/Glass 卤化银乳胶/Glass Cr2O3/Cr/Glass 感 光 材 料 卤化银 卤化银 光刻胶 膜层厚度（um） 5-7 5-7 0.1-0.15 分辨率 （um） 8 1 0.1 最小线/缝宽（um） 40/40 20/40 1/1 温度膨胀系数（℃） 1.2×10-5 8.1×10-6 8.1×10-6 湿度膨胀系数（/%RH） 1.5×10-5 ……………… …………….. 线条边缘过渡区及成像锐度 2-5UM, 模糊 1-2UM, 清楚 0.1-0.2 UM, 很锐利 表面反射率 ≤3% ≤3% ≤5% 光学透过率（λ=450nm） 90% 85% 90% 抗化学性 不耐酸碱 ……………… 耐强酸 耐 磨 性 差 较好 最好 3．玻璃菲林与菲林使用效果的比较 项目 玻璃菲林 菲林 制作最小线缝 小（最小可达10微米） 大（40微米） 尺寸膨胀 好 差 使用次数 多 少 更换次数 很少 经常更换 良品率贡献 高（5-10百分比的提升） 低 生产效率 高 低 性价比 高 低 清溢精密光电（深圳）有限公司产品 ◆​ 产品：超微粒干版（俗称玻璃底片） ◆​ 适用行业：本产品主要用于中低精度LCD行业、PCB及IC载板等行业 ◆​ 精度指标(标准尺寸 400mm×400mm) 最小缝宽/线宽 50μm/50μm 总长精度 ±5.0μm 图形位置精度 ±4.0μm 套合精度 4μm（3σ） 垂直精度 4.0μrad 线条精度 ±3.0μm 缝宽均匀度 ≤1μm ◆​ 干版材料 材料Material Sodalime Glass 最大尺寸Max.Size 24"×32" 常规尺寸 Normal Size 20"×24",18"×20" 16"×18" 厚度 Thickness 2.3mm,4.8mm 膜层Film Type Emulsion 光学密度 Optical Density(λ=450nm) Min. 3.6 反射率 Refleetivity(λ=450nm) 清溢精密光电（深圳）有限公司产品 ◆​ 产品：铬版 ◆​ 适用行业：本产品主要用于各种平板显示行业、PCB及IC载板等行业 ◆​ 精度指标(标准尺寸 400mm×400mm) 精度/级别 特高精度 超高精度 高精度 中精度 最小缝宽/线宽 2μm/2μm 7μm/7μm 20μm/20μm 40μm/40μm 总长精度 ±2.0μm ±3.0μm ±4.0μm ±20.0μm 图形位置精度 ±1.0μm ±2.0μm ±3.0μm ±20.0μm 套合精度 1μm（3σ） 2μm（3σ） 4μm（3σ） 20μm（3σ） 垂直精度 2μrad 2μrad 4.0μrad 8.0μrad 线条精度 ±0.5μm ±1.0μm ±2.0μm ±3.0μm 缝宽均匀度 ≤0.2μm ≤0.3μm ≤0.5μm ≤1.0μm ◆​ 铬版材料 材料Material Sodalime Glass、Quartz 最大尺寸Max.Size 600mm×800mm 常规尺寸 Normal Size 450mm×550mm,400mm×400mm,9"×9" 厚度 Thickness 3.0±0.2mm,4.8±0.2mm 膜层Film Type Low Reflectance Chrome 光学密度 Optical Density(λ=450nm) Between Plates3.0±0.3 In Plates ±0.3 反射率 Refleetivity(λ=450nm) Between Plates10±5% In Plates ±2%