版 別: A 版
撰寫日期: 4/2’02
撰 寫 人: 陳江忠
審 核﹕
目 錄
1﹑FPC制造流程簡介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
1.1 FPC基本概念- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
1.2 FPC制造流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
2﹑D.E.S工站簡介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
2.1 概述- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3
2.2 D.E.S流程簡介- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
2.2.1 單面板流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4
2.2.2 雙面板流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4
2.3 D.E.S操作條件設定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4
3﹑D.E.S原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5
3.1 顯影原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5
3.2 蝕刻原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6
3.3 剝膜原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7
4﹑D.E.S設備介紹- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7
4.1 顯影系統- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7
4.1.1 單面板自動放料机- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7
4.1.2 顯影机- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7
4.2 蝕刻系統- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8
4.3 剝膜机- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8
5﹑D.E.S異常分析及改善對策- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8
6﹑其它- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11
6.1 安全問題- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11
1﹒FPC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﹕
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/S | 0.50oz D/S | 1.00oz S/S | 0.50oz D/S | ||
| 顯 影 | NaCO3濃度 | ％ | 0.85~1.10 | 0.85~1.10 | 0.85~1.10 | 0.85~1.10 |
| 顯影液溫度 | ℃ | 28±2 | 28±2 | 28±2 | 28±2 | |
| 噴嘴壓力 | Kg/cm2 | 1.3±0.1 | 1.5±0.1 | 1.3±0.1 | 1.5±0.1 | |
| 水洗壓力 | Kg/cm2 | 1.0±0.1 | 1.0±0.1 | 1.0±0.1 | 1.0±0.1 | |
| 滾輪速度 | cm/min | 160±80 | 160±80 | 160±80 | 160±80 | |
| 蝕 刻 | CuCl2比重 | 1.27~1.30 | 1.27~1.30 | 1.27~1.30 | 1.27~1.30 | |
| HCL濃度 | M/L | 2.35~2.80 | 2.35~2.80 | 2.35~2.80 | 2.35~2.80 | |
| Cu/Cu2+電位 | CAP | 22~27 | 22~27 | 22~27 | 22~27 | |
| 蝕刻溫度 | ℃ | 50±2 | 50±2 | 50±2 | 50±2 | |
| 噴嘴壓力 | Kg/cm2 | 2.5±0.5 | 2.5±0.5 | 2.5±0.5 | 2.5±0.5 | |
| 水洗壓力 | Kg/cm2 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | 0.5±0.1 | |
| 滾輪速度 | cm/min | 160±80 | 160±80 | 160±80 | 160±80 | |
| 剝 膜 | NaOH濃度 | ％ | 2.5±0.5 | 2.5±0.5 | 2.5±0.5 | 2.5±0.5 |
| 剝膜溫度 | ℃ | 50±2 | 50±2 | 50±2 | 50±2 | |
| 噴嘴壓力 | Kg/cm2 | 1.1±0.3 | 1.4±0.1 | 1.1±0.3 | 1.4±0.1 | |
| 水洗壓力 | Kg/cm2 | 1.0±0.1 | 1.0±0.1 | 1.0±0.1 | 1.0±0.1 | |
| 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 | ℃ | 50±2 | 50±2 | 50±2 | 50±2 | |
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﹒
完成光聚合反應之干膜形成線路
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－ ＋ OH－
Resist-COOH ＋ OH－ H2O ＋ Resist-COO－
總反應式﹕
Resist-COOH ＋ CO32－ HCO3－ ＋ Resist-COO－
反應平衡式:
K = [HCO3－][OH－] / [CO32－]
pH =14 + log｛K．[CO32－]/[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﹑(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pH<1﹐為保持其最佳之蝕刻效率，其銅含量從125~175克/升，其相對應之比重範圍約從1.24~1.33﹒
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1.2~1.4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﹒
C﹒CAP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 + 3H2O
Cl2 + 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(swell)，然後經過機台之噴壓將乾膜屑剝離銅面.
4﹑D.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﹒
4﹒1 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》﹒
4﹒2 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》﹒
4﹒3 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 3﹒MALAR未撕凈 | 据SOP細心作業 |
| 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 |
| 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 |
| 可 能 原 因 | 因 應 對 策 |
| 1﹒ORP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500~540mv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1.27~1.30之間﹐超則加水稀釋 |
| 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 |
| 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 | 尋求最佳噴壓條件 |
| 3﹒保養不力﹐滾輪結晶刮傷板面 | 做好保養工作 |
| 4﹒滾輪或風刀位置不對 | 加大檢查力度並改善之 |
| 可 能 原 因 | 因 應 對 策 |
| 1﹒生產排配不好造成來料放置時間太長 | 停留時間管制 |
| 2﹒藥液管理不當 | 做好保養工作﹑藥液分析及添加工作 |
| 3﹒未按條件設定表工作 | 嚴格按SOP作業並做好教育訓練工作 |
| 可 能 原 因 | 因 應 對 策 |
| 1﹒膜本身變質 | 以標準條件壓膜靜置﹐顯影求証 |
| 2﹒顯影放板太接近于紫外光下 | 遠離露光區 |
| 3﹒顯影點延后﹐超出標準範圍 | 檢查顯影噴壓﹑顯影速度﹑顯影液溫度是否正常及藥液添加量是否足夠 |
| 4﹒噴嘴堵塞 | 清潔噴嘴﹑檢查過濾袋（网）或濾心 |
| 5﹒噴嘴角度偏移有死角 | 修正噴嘴角度 |
| 6﹒顯影壓力﹐溫度太低﹐顯影液泡沫太多 | 据SOP調壓﹑調溫﹐並添加消泡劑 |
| 7﹒消泡劑添加過量 | 建議添加量0.1~0.5 ml/l﹐並以稀釋添加 |
| 8﹒選用的消泡劑与干膜不相容 | 由干膜供應商建議适用的消泡劑 |
| 9﹒混膜生產﹐相容性差 | 儘量避免兩種不同膜在同一顯影槽加工 |
| 10﹒曝光后靜置時間太長 | 靜置時間控制在15min ≦ t ≦ 48h |
| 可 能 原 因 | 因 應 對 策 |
| 1﹒曝光能量不足 | 修正曝光能量 |
| 2﹒顯影溫度過高 | 檢查槽液溫度﹐据SOP作業 |
| 3﹒顯影壓力太大 | 檢查顯影壓力﹐据SOP作業 |
| 4﹒顯影時間太長 | 確認顯影點 |
| 5﹒壓膜→曝光→顯影靜置時間太短 | 靜置時間控制在15min ≦ t ≦ 48h |
6.1 安全問題
1﹑ D.E.S工段由于涉及一些化學反應﹐經常會用到化學藥水﹐如鹽酸﹑化銅劑﹑液鹼等﹒鹽酸有強刺激性﹑腐蝕性強﹑易揮發﹔液鹼有強刺激性﹔化銅劑有較強的氧化性及腐蝕性﹒藥液添加及机台保養時﹐嚴格按《DES維修保養管理辦法》﹑《有毒物管理作業辦法》﹑《DES制造作業規範》執行﹒戴好防護用品﹐如護目鏡﹑防毒面具﹑防酸/防鹼手套等﹒
2﹑ 机台運轉時﹐不要將手指伸到傳動滾輪里﹒
3﹑ 裁剪刀用后不要隨便亂放﹐歸位放好﹒
