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FUKUI PRECISION. COMPONENT(SHENZHEN) CO.LTD.DES工站技術手冊版 別: A 版撰寫日期: 4/202撰 寫 人: 陳江忠審 核目 錄1FPC制造流程簡介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31.1 FPC基本概念- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31.2 FPC制造流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 32D.E.S工站簡介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 32.1 概述- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -32.2 D.E.S流程簡介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 32.2.1 單面板流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -42.2.2 雙面板流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -42.3 D.E.S操作條件設定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 43D.E.S原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 53.1 顯影原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -53.2 蝕刻原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -63.3 剝膜原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -74D.E.S設備介紹- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -74.1 顯影系統- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -74.1.1 單面板自動放料机- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 74.1.2 顯影机- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -74.2 蝕刻系統- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -84.3 剝膜机- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 85D.E.S異常分析及改善對策- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -86其它- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 116.1 安全問題- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 111FPC制造流程簡介1.1 FPC基本概念FPC（FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT）以俱撓性之基材製成之印刷電路板。具有體積小重量輕可做3D立體組裝及動態撓曲等優點。1.2 FPC制造流程一般流程如下鑽孔NC Drilling黑孔Black Hole鍍銅Cu Plating壓膜D/F Lamination曝光Exposure顯影/蝕刻/去膜D.E.S.自動光學檢測AOICVL假貼合CVL Pre-TackCVL壓合CVL Lamination沖孔Hole Punching錫鉛電鍍/噴錫Sn/Pb Plating or HAL印刷Printing沖型Blanking電測E-test雙面板Double Sided單面板Single Sided注圖中紅圈標示處為D.E.S在整個產品流程中的位置2、D.E.S工站簡介2.1 概述DES即顯影(DEVELOP)/蝕刻(ETCHING)/剝膜(STRIPPING) DES工站是干膜工站的下一個工站壓膜/曝光後之基材經顯影將須保留之線路位置乾膜留下以保護銅面不被蝕刻液蝕刻蝕刻后形成線路再經剝膜將乾膜剝除DES的效果直接決定產品的最終品質是SPC線路形成的重要工段2.2 D.E.S流程簡介無論單面板還是雙面板在量產製前都需進行初件确認作業只有初件經品保人員确認通過后才可以量產基本流程如下下料 顯影 水洗 蝕刻 水洗 剝膜收料 烘干 水洗 化學洗 水洗其中,顯影水洗三次蝕刻水洗兩次剝膜水洗共四次,化學洗一次.2.2.1 單面板流程單面板一般取兩PNL做初件經友大顯影機顯影經顯影蝕刻剝膜后由品保人員作初件檢查檢查合格后即可量產2.2.2 雙面板流程雙面板經宇資顯影機顯影品保人員顯影檢合格后每套底片取兩PNL直接從友大蝕刻机入口處開始蝕刻剝膜操作品保人員初件檢查通過后即可量產2.3 D.E.S操作條件設定適用範圍為富葵精密組件（深圳）有限公司友大蝕刻機适用生產方式顯影蝕刻及剝膜段連續生產同一工令號碼之料號基 板0.50oz S/S0.50oz D/S1.00oz S/S0.50oz D/S顯影NaCO3濃度0.851.100.851.100.851.100.851.10顯影液溫度282282282282噴嘴壓力Kg/cm21.30.11.50.11.30.11.50.1水洗壓力Kg/cm21.00.11.00.11.00.11.00.1滾輪速度cm/min16080160801608016080蝕刻CuCl2比重1.271.301.271.301.271.301.271.30HCL濃度M/L2.352.802.352.802.352.802.352.80Cu/Cu2+電位CAP2227222722272227蝕刻溫度502502502502噴嘴壓力Kg/cm22.50.52.50.52.50.52.50.5水洗壓力Kg/cm20.50.10.50.10.50.10.50.1滾輪速度cm/min16080160801608016080剝膜NaOH濃度2.50.52.50.52.50.52.50.5剝膜溫度502502502502噴嘴壓力Kg/cm21.10.31.40.11.10.31.40.1水洗壓力Kg/cm21.00.11.00.11.00.11.00.1滾輪速度cm/min不連續生產時較蝕刻滾輪速度快20cm/min烘干溫度5025025025023 D.E.S原理3.1 顯影原理干膜經曝光過程UV之聚合curing產生化學變化，未經UV聚合之部份則經顯影液洗去留下銅面,本反應實際為一種皂化作用，故於製程中會產生類似肥皂狀的泡沫UV LIGHTA/W or MASKD/FCCLPI+ADD/FPI+ADCCL完成光聚合反應之干膜形成線路D/FCCLPI+AD完成顯影過程的線路本工段采用碳酸鈉作顯影液,反應原理如下:H2O CO32 HCO3 OHResist-COOH OH H2O Resist-COO總反應式Resist-COOH CO32 HCO3 Resist-COO反應平衡式:K = HCO3OH / CO32 pH =14 + logKCO32/HCO3 為掌握顯影之品質，製程中需嚴格控制CO32/HCO3的濃度比值(pH值控制)，以得最佳之線路顯影效果這是因為溶入乾膜後之顯影液pH值會因碳酸根反應後逐漸減少，製程中若未使用自動添加系統，則須定期更槽，以補充反應消耗之碳酸根及pH值，避免影響到顯影品質.這裡需要介紹一個基本概念顯影點B.P.(break-point)指顯影過程中，未經曝光聚合反應之光阻與顯影液產生皂化作用後，所露出之最近銅面位置一般顯影點均控制於顯影槽之1/2處測試顯像點之方法A、將長度約與顯影槽長之乾膜壓於相同長度之銅箔上B、撕掉Mylar後直接以比平常快50%速度進行顯影C、當基材走至槽長之1/2處時關掉機台噴壓於基材走出顯影槽時，觀察基材交界之波紋是否正常及交界之波紋位置是否於顯影槽長之中點附近3.2 蝕刻原理通俗地講蝕刻即用蝕刻液將線路板上露出的銅面咬蝕掉,從而得到線路部分.其實質是一個非勻相的氧化還原反應一般業界常用的蝕刻液有以下幾種（需與光阻之類型及設備互相搭配）:A酸性蝕刻:如氯化銅氯化鐵過硫酸銨等B鹼性蝕刻:如氨水氯化銨等C氣相蝕刻:如氯氣硝酸(形成二氧化氮)等氯化銅為業界最常用之蝕刻液之一為一種酸性物質其pH1為保持其最佳之蝕刻效率，其銅含量從125175克/升，其相對應之比重範圍約從1.241.33評價蝕刻机蝕刻效率通常看蝕刻時間蝕刻時間（銅箔厚度/蝕刻速率）過蝕因子何謂過蝕因子即在蝕刻高密度之線路時(L/S 5 mil)總蝕刻時間平均會增加20%(層流擴散效應)通常此因子以1.21.4計算之影響蝕刻品質之因子A游離酸: Free Acid愈高側蝕愈大蝕刻品質愈差Free Acid愈低蝕刻效率愈低愈易產生殘銅B比重: 氯化銅酸性蝕刻液蝕刻效率最佳之比重為1.2393(銅含量:260克/升)到1.3303(370克/升)最差及最佳之蝕刻效率僅差別0.12 mil/min不需太嚴苛去控制其比重批次生產時之比重建議值從1.2832到1.3303之間CCAP值/氧化還原電位ORP(Oxidation-Reduction Potential):影響再生之補充效率及鹽酸之消耗量D溫度:在氯化銅系列的蝕刻液而言對側蝕之影響小所以儘可能保持在高溫狀態(視設備材質)以得到最佳的蝕刻效率(PVC材質保持在54度以下PP材質保持在70度以下)本工段采用CuCl2作蝕刻液,再生藥水采用NaClO3.反應原理如下蝕刻反應式: Cu(銅箔) + CuCl2（二价銅） 2CuCl(一價銅)氯酸鈉再生反應式:NaClO3 + 6HCl NaCl + 3Cl2 + 3H2OCl2 + 2CuCl 2CuCl2 從上面的方應式可以看出在加氯酸鈉和鹽酸的時候先生成氯气雖然我們藥水添加用的是比較先進的AQUA系統但還是很難做到藥水的平衡這也是厂房內經常冒氯气的原因3.3 剝膜原理光阻之塗佈為消耗性的光阻於線路形成之初塗上並於形成之後剝除剝除的過程稱之為剝膜(stripping)通俗地講剝模即將蝕刻后線路板線路上覆蓋的干膜(曝光時未被UV光照到的部分)剝除.本工段采用的剝膜液是NaOH溶液剝模液與乾膜反應時，先是膨脹分裂(swell)，然後經過機台之噴壓將乾膜屑剝離銅面.4D.E.S設備簡介D.E.S主要設備系統可分為顯影系統蝕刻系統剝膜系統及一些附屬設備41 顯影系統顯影系統包括單面板自動放料机顯影机水洗槽藥水補充槽及傳動滾輪等4.1.1 單面板自動放料机自動放料机是針對單面板而言的它有手動和自動兩种模式並可通過感應器自動將滾筒上的單面板展開在展開的同時撕掉MALAR操作方法參看DES收放料机操作說明書4.1.2 顯影机本工段顯影有兩种顯影機友大顯影機及宇資顯影機友大顯影机主要用于單面板的顯影宇資顯影機則用于雙面板的顯影顯影液均是碳酸鈉溶液主要參數有顯影液濃度噴嘴壓力水洗壓力顯影液溫度滾輪速度這些參數可据不同料號調整使用方法參看DES制造作業規範D.E.S條件設定表及D.E.S宇資線顯影操作說明書42 蝕刻系統蝕刻是D.E.S中最關鍵的部分蝕刻效果的好坏直接關係到成品FPC的品質本工段采用友大蝕刻机蝕刻液是氯化銅溶液主要參數有蝕刻液比重鹽酸濃度Cu/Cu2+電位噴嘴壓力水洗壓力蝕刻液溫度滾輪速度這些參數据不同料號調整藥水的添加由AQUA系統（如右圖）自動控制操作方法參看DES制造作業規範D.E.S條件設定表及友大蝕刻机（DES）操作說明書43 剝膜系統本工段采用友大剝剝膜机（如右圖）剝膜藥水是氫氧化鈉溶液主要參數有剝膜溫度剝膜噴壓滾輪速度水洗壓力及藥水濃度等剝膜后的膜渣由膜渣回收机回收使用方法參看DES制造作業規範及D.E.S條件設定表5. D.E.S異常分析及改善對策在生產過程中各种各樣的異常時常都會發生有許多重复發生的老問題為了減少這類問題的發生我們對以往發生過的問題進行分析檢討總結找出一些合适的方法解決以預防問題的再度發生問題一板子兩面蝕刻效果差異明顯可能出自設備的缺失可 能 原 因因 應 對 策1噴嘴堵塞檢查並清除之2輸送滾輪各桿沒有交錯排列檢查及重新安排前后滾輪之交錯位置3噴管漏水造成噴壓下降檢查管路並修妥故障4儲液槽中藥液不足馬達空轉補充藥液至應有水位問題二板面蝕刻不均某些區域尚留有殘銅可 能 原 因因 應 對 策1板面光阻劑顯像或剝模膜不夠完全有殘膜存在檢查光阻劑之顯影像与剝膜步驟並改善之2底片不良致使光阻之顯像与剝膜不良進而造成板面留有殘膜檢查所用底片品質及其制程3鍍銅層厚度不均將板面銅厚弄平均如採砂帶削平法等問題三蝕刻后發現嚴重側蝕（OVERETCHING）可 能 原 因因 應 對 策1噴嘴角度不對噴管失調按供應商的建議調整噴管及噴嘴2噴壓太大導致反彈而使側蝕惡化需求最佳工藝條件3線路邊緣的阻劑破損或浮雕噴壓太強或壓膜不良造成顯影不良問題四輸送帶中前進的板子呈現斜走現象可 能 原 因因 應 對 策1机組安裝水平度不夠調整各段滾輪之水平角度与排列2某些噴管擺動不正确造成噴壓不均檢查各噴管擺動情況按供應商指示調整3輸送帶齒輪損坏造成某些傳動桿停工檢查並更換已損坏的滾輪4傳動幹彎曲或扭曲更換不直的傳動幹5吸水滾輪損坏更換6机組內某些擋板位置太低調整板子角度及高度7机組上下噴壓不均下壓太大分別檢查噴壓並調整之問題五板面線路連線及殘銅可 能 原 因因 應 對 策1鍍銅太厚放慢蝕刻速度2蝕刻机中輸送速度太快檢查並改正之3顯影液老化每四個單換顯影液4板面有殘膜改善干膜減少物料筐內殘膜問題六板子兩面蝕刻效果不同步可 能 原 因因 應 對 策1兩面銅厚不一致分別調整上下噴壓以配合之(銅厚面朝下),或只開動下蝕采當面蝕刻走兩次2上下噴壓不均調整噴壓檢查噴嘴是否堵塞3MALAR未撕凈据SOP細心作業問題七生產過程中氯气泄漏可 能 原 因因 應 對 策1監控用“氧化還原電位計”其探棒太髒檢查探棒若污染則用橡皮擦小心擦掉2氧化還原電位計的探棒不標準定期校正若仍外泄氯气則更換失效探棒3電性干扰造成探棒送出錯誤訊號与讀值連接探棒的所有導線一律加裝保護外層罩並确定外層罩接地良好或据供應商改善4機組管路或閥門漏出氯气用濕布沾氨水,查管路及閥門泄漏處並改善問題八蝕刻速率突然下降可 能 原 因因 應 對 策1管路漏水造成蝕刻液被稀釋查蝕刻液比重若管路漏水則檢查並更換2顯示儀表不正常檢修改善3再生用藥水有問題停止生產並檢查新添加的再生藥水4閥門或管路堵塞造成無蝕刻液補充停產檢修管路或閥門問題九氯化銅蝕刻之速度減慢但仍然穩定可 能 原 因因 應 對 策1ORP中微伏特計設定值太低造成再生反應不完全將ORP的設定值提高需在500540mv之間並參考供應商的資料2冷卻水漏入蝕刻液造成稀釋分析蝕刻液檢查管路並改善3顯影水洗后板面帶入過多水份檢查止水滾輪及風刀必要時更換4蝕刻液比重太高溶銅量太多保持S.G在1.271.30之間超則加水稀釋問題十板面斷線及缺口可 能 原 因因 應 對 策1蝕刻輸送帶速度太慢尋求最佳蝕刻速度2蝕刻液中鹽酸濃度太高查電磁閥有無問題並每半年調校AQUA系統3机台保養沒做好如滾輪結晶刮傷板面檢查各段滾輪机台保養一定要落實到位4顯影蝕刻反應過快造成升溫太高重新尋求最佳條件問題十一板面壓折傷可 能 原 因因 應 對 策1收板放板動作不規範嚴格按SOP作業並做好教育訓練工作2各段噴壓太大致使板面變皺尋求最佳噴壓