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              電路板加工原始資料(菲林底片)

                為了要電路板制作的內外層線路、增層法成孔、止焊漆圖形,要引用加工原始資料制作出個別的曝光底片,一般最常使用的材料是聚酯(Polyester)銀I鹽感光膜。雖然生產用的底片主分為棕片及黑片兩類,但為了尺寸穩定度及自動化等種種因素,黑片有較大的利基。制作時依CAD/CAM資料在底片上進行線路曝光,由于底片對尺寸變化要求嚴格,除使用尺寸穩定的薄膜外,并在恒溫恒濕、防塵的環境下進行作業。溫、濕條件雖因廠商而異,但大致都在25°C、55%RH左右。底片制作環境最好與加工環境相當,同時擁有多個操作環境的廠商也應進行統一條件的工作。對尺寸更為嚴苛的產品,可以使用坡璃底片,但這選擇必須曝光機具有安裝坡璃底片的機構與設計。

                一底片制作與管理

                制作底片的方法有多種,而目前最常被使用的是雷射繪圖法。曬菲林底片之前檢查圖1之所示。以往的做法是以第一次的繪成圖為基準圖,每次需要時就復印成為加工底片供現場使用。但在雷射繪圖機普及后,由于制耗時短且可提供較精準的底片,因此直接使用的廠商大幅增加。

                圖1所示曬菲林底片之前檢查

                底片資料是將CAD所供應的數位資料經CAM轉換加工,并組合生產作業所須的各種輔助資料,例如:對位記號、測試片、導流溝、假點(DummyPad)等等。底片制作前要先在制作室內放置一定時間平衡溫溼度,經暗房內的描繪、顯影、定影、干燥,完成底片制作。完成后經過檢查,送至曝光區供生產使用。

                底片制作最怕塵埃及污染,因此暗房或檢查區都必須在無塵室4161內進行。無塵室的等級隨產品等級而不同,大致級數在10000-100之間。愈精細的線路,須探用的級數愈嚴格。暗房內的操作自動化是值得努力的方向,降低人員搬運及運動,降低機械產生之落塵量,都有助于底片質量的提升。

                底片單邊會有藥膜面,經過曝光顯影、定影、干燥后,為了保護藥膜會貼上薄的聚酯保護膜。但在細線路產品生產時,由于與光阻間有間隙存在不利于影像轉移,因此并不使用。底片完成后要進行檢查、修整,檢查分為外觀檢查及尺寸檢查兩種。

                外觀檢查針對短斷路、缺口、針孔、雜點等項目為主,尺寸則以線寬間距、銅墊大小、位置精度等為主。隨著細線技術的需求成長,目視檢查十分困難,即使用放大鏡都容易失誤。在作業性差又有遺漏風險下,自動外觀檢查機(AOI-AutomaticOpticalInspector)就成為合適的僧測工具,當然機種必須是適合底片使用的。至于是否提供完整的輔助工具資料在底片上,各家廠商必須自行訂出檢查標準,否則仍不算檢查完整。

                底片的管理除了制作外,對于運送及汰換也十分重要。理想的電路板廠配置是將底片制作與生產單位拉近,這樣不但便于運送管理,也不致產生環境變化過大的問題。但是由于現行工廠的大型化,這樣的理想并不容易實現,因此設置恰當的容器用于底片運送,盡可能縮短運送時間、降低污染機會是作業者必須注意的。由于線路密度愈來愈高,容差要求越來越嚴謹,因此底片尺寸控制,是目前很多PCB廠的一大課題。而由于破璃底片的尺寸安定性較佳,因此在高階產品的使用比例已有提高趨勢。

                一般在保存以及使用傳統底片應注意

                〔a〕環境的溫度與相對溫度的控制

                〔b〕全新底片取出使用的前置適應時間

                〔c〕取用、傳遞以及保存方式

                〔d〕置放或操作區域的清潔度

                二底片的膠片材料

                底片所使用的材料以坡璃底片及聚酯(PET)感光膠片最常見,從操作便利性及費用而言PET感光片較常被使用。PET感光片為一面涂布感光乳膠的聚酯膠片,尺寸安定性是重要的訴求。而PET基材尺寸安定性的提升,會有助于達成整體安定性的目標。尺寸安定性的影響因素,主要為溫、濕度引起的漲縮、顯影的漲縮及儲存變化等。.表1所示,為兩類主要的底片特性比較。

                基材越薄,尺寸的穩定度愈差,而曝光后的顯影、定影使薄膜的吸濕無可避免。膠片底片的制作是以卷式作業,部分處理不佳的底片在卷曲方向會留下較大的應力,這也是尺寸變化的重要因素。如何掌控使用的底片材料,是控制底片尺寸的關鍵。

                表1所示為兩類主要的底片特性比較

                三直接描繪系統(DirectImageSystem)

                無底片影像轉移一直是業界的一種期待,就是在電路板表面覆蓋光阻后直接以繪圖的方式作出影像。這與底片繪圖系統采取大致類同的方式,其他外圍系統則保持原狀。由于生產彈性及降低多數底片曝光的缺點,因此備受期待。

                直接描繪系統由于沒有底片制作的問題,可以短時間內轉換料號,適合于小批量、短交期產品,目前單、雙面一次曝光的產品都有。由于要做掃描,縮短曝光時間一直是機械設備商努力的方向。設備價格昂貴,加上所使用的光阻特殊價格也高,對大量生產未必有利。這樣的系統要被市場接受,提高曝光速度、降低光阻單價是必要的條件。

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