S074论干膜垂流的影响及改善唐昌胜.docx
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S074论干膜垂流的影响及改善唐昌胜
S-074
论干膜垂流的影响及改善
唐昌胜深南电路一厂技术部
摘要：
未经过曝光的干膜具有一定的流动性，这种流动主要表现为：
板件竖放时干膜向下流动，板件平放时干膜向孔内流动，通常称之为干膜垂流。
当干膜垂流超过一定限度时，会增加开路、短路和镀层空洞的风险，本文将对干膜垂流的影响因素及改善进行阐述。
Abstract：
Theunexposureddryfilmdemonstratesacertainmobility,themobilityshowsthat:
thetryfilm
wouldcomedownasthepanelupright,andthetryfilmwouldcomeintotheholeasthepanelhorizontal,allofthesecanbedescribedasthetryfilmverticalflowing.Whentheflowingexceedsalimit,theriskofopening,shortandtheplatingcavitywouldriseobviously.Thispaperwillexpoundthefactorofthetryfilmverticalflowingandhowtoimprovingit.
关键词：
干膜垂流，开路，短路，镀层空洞，改善
Keywords：
thedryfilmverticalflowing,opening,short,platingcavity，improve
一、引言
干膜是用来进行内外层图形转移的重要物料，也是PCB行业中最常用的物料之一，未经过曝光的干膜具有一定的流动性，这种流动主要表现为：
板件竖放时干膜向下流动，板件平放时干膜向孔内流动，通常称之为干膜垂流。
当干膜垂流超过一定限度时，会增加开路、短路和镀层空洞的风险，以下将对干膜垂流的影响因素及改善进行阐述。
二、板件贴膜的过程
2.1干膜的结构：
干膜有三层结构（覆盖膜、光阻膜、支撑膜）
2.2贴膜的过程：
贴膜示意图
说明：
板件经过前处理后到达贴膜机，预热之后开始贴膜，贴膜又分为两个步骤：
先剥除PE膜，再将光阻膜和支撑膜贴到板面上。
干膜的光阻膜层（具有一定的
流动性）直接与板面接触，支撑膜覆盖在光阻膜上。
三、干膜垂流异常的影响因素分析
3.1、干膜垂流异常的影响因素分析
导致干膜垂流异常的因素主要有三个方面：
干膜停放超时、前处理烘干能力不足、
贴膜机冷却效果不足。
这三个因素的影响过程分析如下：
序号
影响因素
直接影响
影响过程
1
前处理烘干能力不足
板件经过烘干后孔内藏水
贴膜后孔内水分由热变冷，形成负压，孔口干膜由于大气压力，出现倒吸效应，造成干膜垂流入孔；
2
贴膜机冷却效果不足
板件过冷却段后板面温度高于净化间温度，收板后热膜叠板
干膜无法快速冷却，持续的高温加剧了干膜垂流；
3
板件竖向停放超时
/
干膜本身有一定流动性，由于长时间的重力作用，加剧了干膜垂流；
四、干膜垂流异常的影响因素验证
4.1、孔内藏水验证
a、取厚径比11:
1（板厚2.8，最小孔径0.25mm）的实验档案号A，6PNL（编号1、2…6）；
b、前处理：
刷板线，使用两种速度（1.0/3.0m/min）各加工3PNL板件；
c、板件过烘干段后，将板件取出全检孔内有无藏水；
d、检孔完成后将板件按正常条件贴膜，贴膜后静置3H；
e、所有板件整板见光，曝光后静置1H；
f、所有板件正常过显影，显影后切片确认干膜垂流入孔状况（如表3）：
表1孔内藏水检查结果
实验档
案号
实验档
数量
厚径比
前处理
线体
前处理
速度
烘干后孔内
是否藏水
图示
A
3PNL
11:
1
刷板线
1.0m/min
（正常速度）
否
A
3PNL
11:
1
刷板线
3.0m/min
（实验速度）
有
表2“孔内藏水”干膜垂流入孔确认
烘干后孔内
是否藏水
干膜垂流入孔图示
干膜入孔深度
（干膜厚度40um）
否
约35um
烘干后孔内
是否藏水
干膜垂流入孔图示
干膜入孔深度
（干膜厚度40um）
是
约128um
小结：
实验板件，贴膜后静置3H，孔内藏水板件干膜垂流入孔深度正常板件高出约90um。
4.2、热膜叠板验证
a、取厚径比10:
1（板厚3.0mm，最小孔径0.3mm）的实验档案号B，6PNL（编号1、2…6）；
b、前处理正常加工，烘干后确认孔内未藏水后继续进行贴膜加工；
c、贴膜后：
3PNL板件正常过冷却段后插架，待板面温度冷却到≤23℃时再进行叠板存放；另外3PNL贴膜后取出使用测温仪量测板面温度后记录并叠放在一起存放；
d、所有板件存放30H后曝光，整板见光，曝光后静置1H；
e、所有板件正常过显影，显影后切片确认干膜垂流入孔状况（如表3）：
说明：
本文所有涉及干膜的测试均使用X厂商的40um厚度干膜；
表3“热膜叠板”干膜垂流入孔确认
实验档案号
实验档数量
叠放前板面温度
叠放时间
干膜垂流入孔深度
干膜入孔深度
（干膜厚度40um）
B
3PNL
21℃
（正常）
30H
约44um
B
3PNL
37℃
（异常）
30H
约123um
小结：
实验板贴膜后叠板放置30H，板面温度37℃的板件干膜垂流入孔深度较板面温度21℃的板件高出约80um。
4.3、板件竖向停放超时验证
a、取厚径比4:
1（板厚1.0mm，最小孔径0.25mm）的实验档案号C，6PNL（编号1、2…6）；
b、前处理和贴膜正常加工；
c、贴膜加工完成后，所有板件竖向停放：
编号“1、2”板件停放6H；编号“3、4”板件停放12H；编号“5、6”板件停放24H；
d、所有板件停放到要求时间时，采用25点法量测量测整板膜厚并记录数据（具体见表4、5、6）；
表4板件贴膜后竖向停放6H-整板膜厚量测（um）数据统计与分析：
TOP面-膜厚量测（um）
BOT面-膜厚量测（um）
方向
横1
横2
横3
横4
横5
方向
横1
横2
横3
横4
横5
竖1
39.01
39.13
39.45
39.15
39.68
竖1
39.97
39.95
40.07
40.33
40.43
竖2
40.44
39.92
40.37
39.84
40.53
竖2
39.02
39.56
39.65
40.45
40.63
竖3
39.81
40.54
40.82
40.45
40.96
竖3
40.68
40.81
40.86
40.87
41.04
竖4
39.75
39.78
41.08
41.33
41.19
竖4
41.09
41.22
41.35
41.4
41.39
竖5
41.36
41.51
41.24
41.69
41.38
竖5
41.48
41.34
41.73
41.78
41.62
说明：
a、板件贴膜后竖向停放6H，分别测量（25点法）板件TOP面与BOT面膜厚数据，TOP面与BOT面各点膜厚最大与最小差异约3um；
b、板件贴膜后竖向停放6H后，板面各处干膜厚度无明显差异；
表5板件贴膜后竖向停放12H-整板膜厚量测（um）数据统计与分析：
TOP面-膜厚量测（um）
BOT面-膜厚量测（um）
方向
横1
横2
横3
横4
横5
方向
横1
横2
横3
横4
横5
竖1
37.65
38.09
38.01
37.71
37.57
竖1
37.39
38.03
37.91
38.68
39.93
竖2
38.31
38.71
39.08
38.55
39.73
竖2
40.93
40.58
38.66
38.94
40.64
竖3
38.75
39.03
40.79
40.92
41.39
竖3
41.91
41.97
39.83
39.01
41.86
竖4
41.26
41.37
40.11
40.47
41.24
竖4
42.54
43.06
40.41
42.45
43.72
竖5
42.79
42.96
41.53
43.45
42.78
竖5
43.35
43.11
42.56
42.91
43.71
说明：
a、板件贴膜后竖向停放12H，分别测量（25点法）板件TOP面与BOT面膜厚数据，TOP面各点膜厚最大与最小差异约5um；BOT面各点膜厚最大与最小差异约6um；
b、板件贴膜后竖向停放12H后，板面各处干膜厚度从上到下有一定渐变增大的趋势；
c、相较于板件贴膜后竖向停放6H，板件贴膜后停放12H板面各处干膜厚度差异在加大；
表6板件贴膜后竖向停放24H-整板膜厚量测（um）数据统计与分析：
TOP面-膜厚量测（um）
BOT面-膜厚量测（um）
方向
横1
横2
横3
横4
横5
方向
横1
横2
横3
横4
横5
竖1
35.43
35.43
35.45
36.46
36.47
竖1
36.03
35.51
35.91
36.64
35.97
竖2
38.61
38.61
39.86
37.58
38.73
竖2
39.08
38.55
39.73
38.92
38.15
竖3
41.29
41.12
41.34
40.39
41.45
竖3
41.32
41.5
42.79
42.96
41.73
竖4
43.14
43.14
44.03
44.19
43.79
竖4
44.11
43.79
44.52
44.19
43.07
竖5
45.14
45.14
46.03
45.09
45.71
竖5
45.35
45.71
45.39
45.37
44.97
说明：
a、板件贴膜后竖向停放24H，分别测量（25点法）板件TOP面与BOT面膜厚数据，TOP面与BOT面各点膜厚最大与最小差异约10um；
b、板件贴膜后竖向停放24H后，板面各处干膜
厚度从上到下有明显渐变增大的趋势；
c、相较于板件贴膜后竖向停放12H，板件贴膜
后停放24H板面各处干膜厚度差异在加大；
小结：
板件贴膜后竖向停放，随着停放时间的增加，干膜垂流的趋势在不断加强，且具有一定的方向性。
五、干膜垂流异常的潜在失效模式
序号
异常点
潜在失效模式及后果
1
干膜垂流入孔（面到孔）
1掩孔板而言，入孔太深部分干膜在曝光时可能会曝光不良，显影后可能造成封孔破；
2对图电板而言，入孔太深部分干膜显影时可能粘附孔壁或堵孔，图电时孔内药水无法充分交换，影响镀铜镀锡，碱蚀后造成孔内无金属；
2
干膜定向性垂流（边到边）
干膜由于具有一定方向性的流动，导致板面部分位置干膜偏厚，部分位置干膜薄，干膜偏厚位置可能曝光不良，干膜偏薄位置可能出现曝虚，进而造成缺口/开路/短路等缺陷；
六、干膜垂流异常的改善
序号
异常点
改善措施
1
干膜垂流入孔（面到孔）
1提升前处理板件烘干能力；对于超能力板件可以适当降低烘干段的速度进而提升板件的烘干效果；
2提升贴膜机冷却段冷却能力；对于超能力板件可以单独插架存放，待板件板面温度≤净化间室温（21+/-2℃）时再将板件叠放；
2
干膜定向性垂流（边到边）
净化间内贴膜后板件基本都是竖向放置的，竖向放置板件必须控制贴膜到曝光的时效：
贴膜到曝光时效≤12H可取，≤6H最优；
参考文献：
NA
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