新型FPC用高效高良率有机显影液

新型FPC用高效高良率有机显影液

The new FPC with efficient indicates rate organic solution

(非碳酸盐型)

(The carbonate type)

帅和平(深圳市瑞世兴科技有限公司 新材料研发部 深圳 518104)

He Ping Shuai(Shen Zhen Runsun Chemical.Technology Co,Ltd. New material research and development department Shen Zhen 518104)

摘要：本文针对普通显影液与RS-667型有机显影液进行对比研究，研究结果表明采用RS-667型有机显影液具有显影效果好，渗透性强，显影精准，板面无残留物，可显著提高一次良率，显著减少报废率，无需使用清槽剂，槽液无污染，无需保养，可减轻环保压力，降低物料消耗成本等优点。

Abstract: This article in view of the common solution compared with RS-667 type organic solution, the results show that the RS-667 type organic solution has the enhancement effect is good, permeability is strong, imaging accuracy, no of the plate surface residue, can significantly increase yield, significantly reduce scrap rate, without using clear trough agent, bath no pollution, no maintenance, can reduce the pressure of environmental protection, reduce material consumption cost, etc.

关键词：普通显影液；RS-667型有机显影液；显影

Key words: Ordinary developer; The RS-667 type organic solution; Developing

1引言

随着集成电路 CD (Critical Dimension，关键尺寸，也称特征尺寸或线宽)的不断递减，集成电路现已进入深亚微米阶段，并且不断向前发展。受手机、电脑、家电、汽车电子等行业的迅猛发展的带动，国内FPC产业迎来了快速发展的黄金时期。随着FPC行业的发展，客户对FPC的外观及各种导线间的阻抗要求越来越高，要求对导线的宽度控制更加严格。显影是FPC板制作过程影响FPC外观的重要工序，显影质量直接影响到FPC板的品质，显影工序是通过化学反应的方法将感光膜未曝光部分去掉，露出须蚀刻去除的铜面图形线路。显影控制着印制板的外观，使印制板看上去更舒服并起到保护作用，从而保证印制线路板的质量。

    光致成像是对涂覆在FPC基材上的光致抗蚀剂进行曝光，使其硬度、附着力、溶解性与物理性质发生变化，再经过显影形成图像的一种方法，它是现代印制电路业的基石，而光致抗蚀干膜则以其工艺流程简单，对洁净度要求不高和容易操作等特点，自问世以来，备受电路板制作商的青睐，几经改进和发展，终成为FPC、HDI板、多层板、软硬结合板行业图形转移的主流工艺之一。显影是FPC制程的细节，不像蚀刻、曝光、贴膜等被广泛谈及、研究，但是显影在精细线路制作中却是不应且不能忽视的重要控制点。显影条件对线路的影响随着线路越小时影响越明显。我司开发的一种新型FPC用高效高良率有机显影液(代号RS-667)能弥补普通显影液中存在的缺陷，在精细线路制作中具有提高一次良率，显著减少报废率的优点。

2显影原理

2.1显影作用

将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。在 PCB 板内层制作过程中显影是极其关键的工序。

2.2显影原理

显影机理是感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质-亲水性基团-COONa，从而把未曝光的部分溶解下来，曝光的部分不与稀碱溶液反应而被保留下来，从而得到所需的线路图形。显影液：无机碳酸盐型、有机显影液，显影点：显示油墨显影所需时间(显影点范围30-50%)，显影温度：30℃左右。

3 RS-667型有机显影液的工艺条件参数

表1  RS-667型有机显影液的工艺条件参数

4 RS-667型有机显影液与普通显影液的对比

RS-667型有机显影液能解决现阶段普通显影液遇到的瓶颈，满足电路板的品质要求，其主要优势如表2所示。

表2  RS-667型有机显影液与普通显影液的优势对比

一般碳酸钠显影液里面含有CO32-，会与水中的Ca、Mg离子及干膜混合物生成有机污垢附着在槽体上，污染槽体造成清槽频繁。因为而RS-667属于有机型显影液，其主要成分是三乙醇胺和一乙醇胺，没有CO32-不会与水中的Ca2+、Mg2+反应生成CaCO3、MgCO3及干膜有机混合物，形成结垢物附着在槽体上，所以不无需清槽。

由于RS-667有机显影液是全有机型显影液，里面含有其主要成分是三乙醇胺和一乙醇胺，这两种成分比较轻可以让干膜络合物漂浮在槽液上，从溢流口把干膜络合物溢流走，保证了槽液的清洁度，所以无需换槽。

显影液主要有碳酸钠、碳酸钾、RS-667，其钠、钾、有机胺与干膜中的羧基反应生成羧酸钠、羧酸钾、羧酸胺，这三种机体中的基团是这样的：羧酸钠﹥羧酸钾﹥羧酸胺，羧酸胺的基团最小更容易渗透让未曝光的干膜及胶掉下来，从而使显影线路更加笔直，减少了显影不净所造成的短路及残铜。

5 RS-667型有机显影液优点

    RS-667型有机显影液主要优点：

    1）具有优良的解像度，可提高线路的质量。与一般的碳酸盐相比，可使线路有更好的显影效果。

    2）以有机碱为主要成份，所以不会有碳酸钙镁的残渣，优化电路板，达到半导体所要求的特性。

    3）药液的寿命比碳酸钠长3～5倍，更可大幅减少废液量。

    4）与碳酸钠相比浮渣减少，降低了流程中的污染和不良影响，浮渣本身具有保水性，所以槽内的清洁作业亦可大幅减轻。

    5）作业性良好，RS-667型有机显影液为水溶性药液，所以可节省原来碳酸钠溶解作业的时间，使建浴作业可较快完成。

    6）原有显影设备，可以不必整改直接使用。在RS-667型有机显影液按控制比例开缸及相同液温的条件下，其显像时间和碳酸钠(1.0%)相同。

6 经济效益分析

普通显影液(碳酸盐型)与RS-667有机显影液(非碳酸盐型)成本对比分析，如表3所示。

表3  普通显影液与RS-667有机显影液成本对比

    与普通显影液(碳酸盐型)相比，新型RS-667有机显影液(非碳酸盐型)除了具备良好的显影效果，还具有显著的综合成本优势。以某软板厂月生产量1万m2计算，每月可节约10次更槽保养的人力、工时和用水，以及2次大保养所需的药剂和保养用水，使用新型RS-667有机显影液能大幅提升产品良率，降低报废率，从而提升利润率；综合来看，每月节约成本将近9万元，在PCB企业各项生产成本持续上扬的当下，新型RS-667有机显影液(非碳酸盐型)不仅能达到生产效率与产品良率的双提升，还可大幅降低企业综合生产成本投入，为广大PCB工厂节能降耗、环保清洁提供了一个更优的选择。

7总结

采用RS-667型有机显影液具有优良的解像度，可提高线路的质量，渗透性强，显影精准，板面无残留物，以有机碱为主要成份，所以不会有碳酸钙镁的残渣，药液的寿命比碳酸钠长3～5倍，更可大幅减少废液量，RS-667型有机显影液为水溶性药液，所以可节省原来碳酸钠溶解作业的时间，可显著提高一次良率，对线路开短路及残铜的品质改善效果显著，显著减少报废率，无需使用清槽剂，槽液无污染，无需保养，可减轻环保压力，降低物料消耗成本等优点。与普通显影液(碳酸盐型)相比，新型RS-667有机显影液(非碳酸盐型)除了具备良好的显影效果，还具有显著的综合成本优势，新型RS-667有机显影液(非碳酸盐型)不仅能达到生产效率与产品良率的双提升，还可大幅降低企业综合生产成本投入。新型FPC用高效高良率有机显影液(代号RS-667)能弥补普通显影液中存在的缺陷，在精细线路制作中具有提高一次良率，显著减少报废率的优点。

参考文献

[1] M.Paturzo C.Deicore S.Grilli S.DeNicola P.Ferraro P.DeNatale G.CoppolaM.IodiceM.GiOffre. Photolithography by a tunable electro-optical lithium niobate phase array[J]. Opto-electronics Letters. 2007. Volume 4, 243-245

[2]Karl H.Dietz.Fine Lines in High Yield(Part LXXXIV)Trends and Observations in Aqueous Development Of Photoresists[J].CircuiTree，2002，9

[3]Banqiu Wu.Next-generation lithography for 22 and 16 nm technology nodes andbeyond[J].China.SCIENCE CHINA INFORMATION SCIENCES. 2011. Volume 54, Number 5, 959-979

[4] (韩)金东浩，安雄宽，朴济应，李炳官.用于半导体器件制备的显影设备及其控制方法[P].韩国：物理.CN97113629.7.三星电子株式会社，2007

[5]Takaharu Miura. Electron projection lithography tool development status[J].J.VacSci Technol, 2002, B20(6):2622-2633

[6]American Ceramic Society Bulletin Group. Princeton Engineers Develop Low-Cost Recipe for Patterning Microchips [J]. American Ceramic Society Bulletin. 2007. Volume 86, Number 10

[7]F. Perez-Cabello, A. Cerda, J. de la Riva, M.T. Echeverria, A. Garcia-Martin, P.Ibarra, T. Lasanta, R. Montorio, V. Palacios. Micro-scale post-fire surface cover changes monitored using high spatial resolution photography in a semiarid environment: A useful tool in the study of post-fire soil erosion processes [J].Journal of arid environments. 2012, Volume 76C

[8]Yongkyoo Choi, Munsik Kim, Sunghyun Oh, Oscar Han. CD measurement evaluation on periodic patterns between optic tools and CD-SEM [J]. Photomask Technology. 2006

作者简介：

帅和平(1975-)，男，任深圳市瑞世兴科技有限公司总经理，主管公司研发工作。