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VI-6 Transfert image par résine photosensible Photoresist imaging

VI-6 Transfert image par résine photosensible Photoresist imaging. Sommaire Outlook. Applications gravure directe Métallisations électrolytiques Principe des résines négatives Types de résines. Applications Direct etching Electroplating Principle of negative photoresist

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Presentation Transcript

  1. VI-6Transfert image par résine photosensiblePhotoresist imaging VI-6 Transfert image

  2. Sommaire Outlook • Applications • gravure directe • Métallisations électrolytiques • Principe des résines négatives • Types de résines • Applications • Direct etching • Electroplating • Principle of negative photoresist • Kinds of photoresist VI-6 Transfert image

  3. Sommaire Outlook • Gamme opératoire : • Préparation de surface • Enduction / Laminage • Insolation • Développement • Environnement • « Stripage » • Flow of operations • Surface preparation • Coating / Lamination • Exposure • Development • Environment • Stripping VI-6 Transfert image

  4. Applications Applications Gravure directeDirect etching • Couches internes • Circuits SF et DF • Circuits DF-TM méthode « panel plating » • Internal layer • SS & DS PCB • DS-PTH PCB panel plating method VI-6 Transfert image

  5. Applications Applications Gravure directeDirect etching Réserve de gravure (image positive) Etching mask (positive pattern) Tenting VI-6 Transfert image

  6. Applications Applications Gravure inverseInverse etching • Circuits DF-TM et MC méthode «pattern plating » • DS-PTH & ML PCBs pattern plating method VI-6 Transfert image

  7. Applications Applications Nickelage / DorureNickel / Gold plating • Circuits hyperfréquences • Connecteurs • Microwave PCBs • Connectors VI-6 Transfert image

  8. Applications Applications Métallisation et gravure inverse Plating & Inverse etching Réserve de métallisation (image négative) Plating mask (negative pattern) VI-6 Transfert image

  9. Principe des résines négativesNegative photoresist principle résine monomère + inducteur de polymérisation + liant h (UV) Polymère Difficilement soluble Hard to dissolve Facilement soluble Easy to dissolve VI-6 Transfert image

  10. Types de résines photosensiblesKinds of photoresists • Résine liquide (application au rouleau) • Résine électro-déposée (application par cataphorèse) • Film sec (application par laminage) • Liquid resist (roller coating) • Electro-deposited resist (electrodeposition process ) • Dry film resist (lamination process) VI-6 Transfert image

  11. Gamme opératoireFlow of operations préparation de surface étuvage enduction / laminage stabilisation insolation développement séchage Surface preparation dry coating / lamination stabilization exposure development dry VI-6 Transfert image

  12. But : - Elimination des bavures - Nettoyage du cuivre (oxydation, taches de doigts ...) - Assurer une bonne adhérence de la résine photosensible Purpose : - Burr removal - copper cleaning ( oxides, finger prints.. ) - improve adhesion of photoresist Préparation de surfaceSurface preparation VI-6 Transfert image

  13. Méthodes - brosse abrasive - brosse avec abrasif - pulvérisation d ’abrasif - décapage chimique Methods - abrasive brushes - brush with abrasives - blasting with abrasives - chemical cleaning Préparation de surfaceSurface preparation VI-6 Transfert image

  14. Nettoyage avec brosse abrasiveCleaning with abrasive brush Brosse abrasive Abrasive brush Rinçage HP HP rinse & Séchage Dry Eau Water Cylindre d ’acier Steel cylinder VI-6 Transfert image

  15. Nettoyage avec brosse abrasiveCleaning with abrasive brush Structure de la surface Surface structure VI-6 Transfert image

  16. Nettoyage avec brosse et abrasifsCleaning with brush and abrasive Brosse nylon Nylon brush Eau + ponce/alumine Water + pumice/alumina Rinçage HP HP rinse & Séchage Dry VI-6 Transfert image

  17. Nettoyage par pulvérisation d’abrasifJet scrubbing with abrasive Eau HP + ponce/alumine HP water + pumice/alumina Rinçage HP HP rinse & Séchage Dry VI-6 Transfert image

  18. Décontamination organique Organic contaminants removal Micro-gravure Micro-etch Décapage chimiqueChemical cleaning Gamme de travailFlow of operations Elimination des taches grasses Oil, fingerprints removal Elimination des oxydes Satinage du cuivre Oxides removal routhening the surface VI-6 Transfert image

  19. Décapage chimiqueChemical cleaning MicrogravureMicroetch - Acide sulfurique et eau oxygénée - Sulfuric acid & hydrogen peroxide Cu +H2O2 => CuO + H2O CuO + H2SO4 => CuSO4 + 2 H2O VI-6 Transfert image

  20. Décapage chimiqueChemical cleaning MicrogravureMicroetch - Persulfate de sodium - Sodium persulphate Cu +Na2(S04)2 => Na2SO4 + CuSO4 VI-6 Transfert image

  21. Oxydation du cuivre Copper oxidation VI-6 Transfert image

  22. Temps d ’attente maximumMaximum hold time VI-6 Transfert image

  23. « Film sec »Dry film photoresist Feuille de protection (polyoléfine) release sheet Résine photosensible (20 à 70 µ) Photoresist Support (polyester 25µ) cover sheet (25µ mylar) VI-6 Transfert image

  24. LaminageLamination Heat and pressure dry film bonding Fim sec collé par thermo-compression VI-6 Transfert image

  25. LaminageLamination Récupération du film de protection Laminateur Laminator Rouleau de film sec Rouleau chauffant Heating roll release sheet collector Photoresist roll VI-6 Transfert image

  26. LaminageLamination • Paramètres • Température des • rouleaux: ~ 100 °C • Température de sortie : • ~ 60°C • Pression : ~ 3 bars • Vitesse : ~ 1,5 m/mn • Parameters • Roll Temperature : • ~ 100 °C • Exit Temperature : • ~ 60°C • Pressure : ~ 3 bars • Speed : ~ 1,5 m/mn VI-6 Transfert image

  27. LaminageLamination • propriétés • adhérence • conformation • tenue au « tenting » • productivité • Properties • adhesion • conformation • tenting behaviour • productivity VI-6 Transfert image

  28. LaminageLamination Défaut de conformation de la résine Poor resist conformation VI-6 Transfert image

  29. Temps de stabilisationStabilization time • Permet le retour des panneaux à la température ambiante avant l ’exposition • Empêche la déformation des masques photographiques • Stabilise la résine photosensible • Durée environ 15 mn • Allow to cool the panels to room temperature prior to exposure • Prevent from photomask deformation • Stabilyze the photoresist • Time about 15 mn VI-6 Transfert image

  30. Insolation Exposure UV UV UV Masque photographique polyester émulsion résine photo Photoresist emulsion polyester UV UV UV Photomask VI-6 Transfert image

  31. Insolation Exposure Conditions Lamps ~5 kW Wave length  ~ 320 à 420 nm Exposure intensity > 5 mW/cm² Exposure energie w~100 mJ/cm² temps ~2s Conditions Lampes ~5 kW Longueur d ’onde  ~ 320 à 420 nm Intensité d ’exposition > 5 mW/cm² Energie d ’exposition w~100 mJ/cm² temps ~2s VI-6 Transfert image

  32. Insolation Exposure Contrôle de l ’energie d ’exposition Exposure energy test 50% de résine restant après développement 50% of the resist remaining after developpment Résine développée Stripped resist Résine non développée Totaly remaining resist Echelle de gris RST à 25 plages RST 25-step stablet VI-6 Transfert image

  33. Insolation Exposure Influence de l ’energie d ’exposition sur la largeur des lignes Effect of exposure energyon ligne width VI-6 Transfert image

  34. Insolation Exposure Influence du hors contactEffect of off contact UV Polyester Polyester Masque photographique Photomask Emulsion Emulsion Diffraction Diffraction Polyester Polyester Film sec Dry film Résine photosensible Photoresist Après développement After development VI-6 Transfert image

  35. Insolation Exposure Influence du hors contactEffect of off contact UV Emulsion Emulsion Masque photographique Photomask (Inversé) (reversed) Polyester Polyester Polyester Polyester Film sec Dry film Résine photosensible Photoresist Après développement After development VI-6 Transfert image

  36. Développement Development Pulvérisation de solvant Solvent spray résine polymérisée Polimerized resist VI-6 Transfert image

  37. Développement Development • Paramètres • Concentration en • Na2CO3 : ~ 1% • température : ~ 30 °C • temps de développement : ~ 2 mn • Point de lavage ~ 60 % • Concentration en anti-mousse : ~ 0,15 ml/l • Pressions des buses ~ 1,5 bars • Charges en résine ~ 0,3 mil-m²/l • Parameters • Developper concentration (Na2CO3) : ~ 1% • temperature : ~ 30 °C • Time to clean : ~ 2 mn • Breakpoint ~ 60 % • Defoamer concentration ~ 0.15 ml/l • Pressions des buses ~ 1.5 bars • Developper loading ~0.3 mil-m²/l VI-6 Transfert image

  38. Développement Development • Propriétés • Qualité des talus • Résolution (largeur des pistes - espacements • Vitesse de developpement • Properties • Sidewall quality • Line/space resolution • Developpement rate VI-6 Transfert image

  39. Développement Development • Titration du carbonate de soude • Avec HCl 0,1 N • Indicateur : méthyle orange • jaune => rouge saumon • Vs volume de solution • Va volume d ’acide utilisé • N normalité de l ’acide • m masse molaire du carbonate • (106 g) • T Titre en poids • T% = N . Va . m / 20 . Vs • Titration of sodium carbonate • With 0.1 N HCl • Indicator : methyl orange • Yellow => salmon/red • Vs sample volume • Va volume of acid required • N normality of the acid • m formulation weight of the carbonate (106 g) • T concentration • T% = N . Va . m / 20 . Vs VI-6 Transfert image

  40. Chambre de développement Development chamber d D Développement Development Point de lavageBreakpoint d/D  60% VI-6 Transfert image

  41. Développement Development Influence de la températureEffect of temperature VI-6 Transfert image

  42. Développement Development Influence de charge en résineEffect resist loading VI-6 Transfert image

  43. Développement Development • Rinçage • A l ’eau dure • Température 20 à 30 °C • Pression > 1,5 bar • => élimination des résidus de solution sur le cuivre • => très important pour une bonne métallisation ou une bonne gravure • Rinsing • With hard water • Temperature 20 to 30 °C • Pressure > 1.5 bar • => remove residual developper chemistry • => Very important for a good plating or etching VI-6 Transfert image

  44. Développement Development • Séchage • A l ’air chaud • => évite l ’oxydation du cuivre • => arrête l ’attaque des talus par la solution de développement • => durcit la résine • Drying • With hot air • => prevent from copper oxidation • => stop the developper to attak the resist sidewall • =>harden the resist VI-6 Transfert image

  45. Environnement Environment • Safe lighting Yellow (UV free) • Clean room for exemple class 10000 (number of particles > 0.5µm per cubic foot) • temperature regulation (ex: 212°C) • Humidity regulation (ex : 55 5%) • Éclairage inactinique UV (jaune) • Salle propre exemple classe 10 000 (nombre de particules > 0,5µm par pied cube) • Contrôle de la température (ex : 212°C) • Contrôle du taux d ’humidité (ex : 55 5%) VI-6 Transfert image

  46. « Stripage » Stripping • Stripping Process • Sodium hydroxide or potassium hydroxide spray • The dry film resist breaks into skins • Removing skins by filtration • Rinse and dry • Procédé du « stripage » • Pulvérisation d ’une solution de soude ou de potasse • Le film sec se brise en formant des peaux • Élimination des peaux par filtration • Rinçage et séchage VI-6 Transfert image

  47. « Stripage » Stripping • Parameters • Stripper concentration ~ 1.5% • Antifoam ~ 1.5 ml/l • Temperature ~ 50°C • Nozzles pressure ~ 1.8 bar • Breakpoint ~50% • Resist loading <0.5mil-m²/l • Paramètres • Concentration de la solution ~ 1,5% • Anti-mousse ~1,5 ml/l • Température ~ 50°C • Pression des buses ~ 1,8 bar • Point de lavage ~50% • Charge en résine < 0,5mil-m²/l VI-6 Transfert image

  48. « Stripage » Stripping • Parameters • Hight stripping rate • Low copper oxidation • Low tin-lead oxidation • Propriétés recherchées • Vitesse de « stripage » élevée • Faible oxydation du cuivre • Faible attaque de l ’étain-plomb VI-6 Transfert image

  49. « Stripage » Stripping Effet de l ’exposition à la lumière blanche Effect of white light exposure VI-6 Transfert image

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