一種層間圖形對準精度的檢測方法技術

針對現有電路板層間對位精度檢測時需要將電路板切割成小塊并打磨光滑后再測量所存在的耗時費力、精度差、可信度低等一系列的問題。本發明專利技術提供一種層間圖形對準精度的檢測方法，通過對壓印有感光材料的透明基板進行雙向曝光后產生的圖形的測算，直觀地了解實際的電路板印刷與對準情況，再據此調整激光直寫曝光機的工藝參數；且檢測用的基片在曝光使用后通過清洗、重新壓膜后可反復使用、經濟環保。本發明專利技術有益的效果是：方法簡單、工藝便捷、測算的精度高、檢測用的基板可以反復使用，降低了檢測成本、縮短了生產工時。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及PCB (印刷電路板)制造領域，尤其涉及電路板層與層之間的圖形對位精度的檢測基板與檢測方法。
技術介紹
目前，在印刷電路板加工領域，尤其是高精度HDI板(高密度電路板)和封裝基板的制造中，要求電路板兩個印刷面的圖形具備良好的匹配對應關系，這就要求電路板的層與層之間的圖形要有極高的對位精度。但是現有的檢測方法存在效率低下，精度低、檢測結果的可信度差，且檢測方法屬于破壞性檢測、檢測用的電路板耗費量大，導致上述不足的原因 是在電路板的加工過程中所采用的電路板不是透明材質，在完成電路板兩側圖形的制作后并不能立即、直觀地了解到電路板兩側圖形是否完全對應；現有的電路板的層間對位精度檢測方法采用破壞式檢測方法在電路板兩面的圖形制作完成后，首先需要將印制好的電路板切割成小塊并將所述小塊的截面打磨光滑；隨后再使用顯微鏡觀察、測量每個小塊截面上靠近原來未切割時的電路板的兩個印刷面的兩條邊附近的圖形偏差情況，由此再推測出整塊電路板的兩個印刷面上電路的對應精度，據此再進行設備的調整。由于每小塊截面的打磨均勻性問題，導致實際的測量過程存在耗時費力、精度差、可信度低等問題，無法滿足目前電路板的加工需要。此外，還需要耗費大量的電路板，造成額外的檢測成本。
技術實現思路
針對在PCB制造過程中存在的上述問題，本專利技術提供了一種層間圖形對準精度的檢測基板與檢測方法，解決現有檢測技術檢測精度不足和檢測板只能單次使用的技術難題。具體的技術方案為，所述的檢測的方法按如下步驟操作(I)制作基板在黃光的環境下制備層間圖形對準精度檢測中使用的基板使用壓膜機將上層感光薄膜200壓制在透明的塑料薄片100的一側；與此同時，將下層感光薄膜300壓制在透明的塑料薄片100的另一側，得到基板；隨后將基板放置于激光直寫曝光機的曝光工作區域；(2)制作檢測圖形單元在黃光的環境下，對所述基板進行二次曝光，制作檢測用的檢測圖形單元，每一個檢測圖形單元均包括一個方框201和一個正方形301，具體的制作工藝為Ca)在黃光的環境下,將基板的上層感光薄膜200面與激光直寫曝光機的光源方向相對應，對上層感光薄膜200進行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時間在IOs至120s之間，上層感光薄膜200上被紫外光曝光的區域發生顏色變化，曝光出的圖形為方框201，該方框201的內側邊長為Dl，外側邊長為D2，方框201的內側邊長Dl小于方框201的外側邊長D2 ；(b)在黃光的環境下，將所述基板拆下來反裝，使得基板的下層感光薄膜300面與激光直寫曝光機的光源方向相對應，待激光直寫曝光機配備的自動對準系統將準備在下層感光薄膜300上曝光的圖形與已在上層感光薄膜200曝光出的圖形對準完畢后，對下層感光薄膜300進行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時間在IOs至120s之間，下層感光薄膜300上被紫外光曝光的區域發生顏色變化，曝光出的圖形為正方形301，該正方形301的邊長為D3，正方形301的邊長D3小于方框201的內側邊長Dl ;所述正方形301的四條邊與包圍所述正方形301的方框201內側相對應的四條邊之間相互平行；所述的檢測圖形單元呈陣列排列，檢測圖形單元橫向排列的數量不少于2排，縱向排列的數量不少于2列；(3)測算X向、y向的距離差將曝光后的基板放置在黃光環境下靜置5至30分鐘，用顯微鏡對曝光圖像進行檢測分析和距離差的換算，具體為隨機抽取η個檢測圖形單元，η的范圍在4到100之間；分別測量每個檢測圖形單元內正方形301左側的邊長與對 應的方框201左側的內框邊長的橫向距離χη1,正方形301右側的邊長與對應的方框201右側的內框邊長的橫向距離xn2，正方形301上側的邊長與對應的方框201上側的內框邊長的縱向距離ynl，正方形301下側的邊長與對應的方框201下側的內框邊長的橫向距離y 2 ;依照上述測量的結果，換算出橫向對準平均偏差值Ax和縱向對準平均偏差值Ay;(4)清洗基板完成設備的調整后，將激光直寫曝光機內的基板取下，放入質量比為3%的氫氧化鈉溶液中浸泡,將基板上的上層感光薄膜200和下層感光薄膜300 —同洗去，留下塑料薄片100待用；(5)若測算出來的橫向對準平均偏差值Λ X小于M且測算出來的縱向對準平均偏差值Ay小于N，則此時的層間圖形對準精度符合生產的要求，不需要調整曝光機上的工藝參數，直接按此條件開始PCB板上電路的印刷生產；若測算出來的橫向對準平均偏差值Λχ不小于Μ，則調整激光直寫曝光機的X向的參數值；若測算出來的縱向對準平均偏差值Ay不小于N，則調整激光直寫曝光機的y向的參數值；只要調整了調整激光直寫曝光機的X向或y向的參數值，就需要重復步驟(I)至步驟(4)，直至橫向對準平均偏差值Λ X小于M且縱向對準平均偏差值Λ y小于N，才可鎖定激光直寫曝光機的工藝參數并按此條件開始PCB板上電路的生產。所述的Dl值在2000μπι至5000μπι之間，所述的D2值在3000 μ m至6000 μ m之間，所述的D3值在ΙΟΟΟμπι至3000μπι之間。所述的塑料薄片(100)的厚度在50um至2000 μ m之間。所述的基片的制備工藝條件為壓膜溫度80至140°C，壓力O. 5至5. Okg/cm2，壓膜速度 O. 5 至 4. Om/min。橫向對準平均偏差值M的范圍為10 μ m至500 μ m;縱向對準平均偏差值N的范圍為 10 μ m 至 500 μ m。本專利技術的有益效果是I、相比較與現有的檢測方法省去了顯影和刻蝕工序，也省去了繁瑣的切割和打磨工序，節約工時提高了效率；2、本檢測方法不破壞檢測用基板，減少了發生誤差的環節，由于干膜在曝光后會有顏色變化，所以可以通過顯微鏡直觀地觀測到基板兩個印刷面上的圖形以及圖形間的對應、吻合情況，方便測量、確保了檢測的精度與可行度；3、本方法中檢測用的基板可反復使用，有效地降低了檢測成本。附圖說明圖I為本專利技術基板的示意圖。圖2為基板曝光后單個圖形的正面示意圖。圖3為基板曝光后單個圖形的背面示意圖。圖4為基板曝光后單個圖形的俯視圖。圖5為整塊基板曝光后的不意圖。 圖中的序號為塑料薄片100、上層感光薄膜200、下層感光薄膜300、方框201、正方形301。具體實施例方式實施例I :現結合圖I至圖5詳細說明本專利技術。(I)制作基板參見圖1，首先在黃光的環境下，選取一塊長500000μπκ寬600000 μ m、厚200 μ m的透明塑料薄片100以及2卷相同寬度的日立H9030型干膜，將一塊透明塑料薄片100、兩卷日立H9030型干膜分別裝入志圣壓膜機的輸送機構上，將志圣壓膜機的工作參數設定為壓膜的溫度110°C、壓力3. Okg/cm2、和壓膜速度2. Om/min后，對前述的塑料薄片100的兩面同時進行壓膜作業。塑料薄片100—側的感光薄膜稱為上層感光薄膜200，塑料薄片100另一側的感光薄膜稱為將下層感光薄膜300，該復合結構的薄片即為檢測用的基板；隨后將制作好的基板放置于激光直寫曝光機上的曝光工作區準備使用。(2)制作檢測圖形單元參見圖2至圖5，在黃光的環境下，對所述基板進行曝光，制作檢測用的檢測圖形單元，每一個檢測圖形單元均包括一個方框201和一個正方形301，具體的制作工藝為Ca)在黃光的環境下,將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種層間圖形對準精度的檢測方法，其特征在于，所述的檢測的方法按如下步驟操作：（1）制作基板：在黃光的環境下制備層間圖形對準精度檢測中使用的基板：使用壓膜機將上層感光薄膜（200）壓制在透明的塑料薄片（100）的一側；與此同時，將下層感光薄膜（300）壓制在透明的塑料薄片（100）的另一側，得到基板；隨后將基板放置于激光直寫曝光機的曝光工作區域；（2）制作檢測圖形單元：在黃光的環境下，對所述基板進行二次曝光，制作檢測用的檢測圖形單元，每一個檢測圖形單元均包括一個方框（201）和一個正方形（301），具體的制作工藝為：（a）在黃光的環境下，將基板的上層感光薄膜（200）面與激光直寫曝光機的光源方向相對應，對上層感光薄膜（200）進行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時間在10s至120s之間，上層感光薄膜（200）上被紫外光曝光的區域發生顏色變化，曝光出的圖形為方框（201），該方框（201）的內側邊長為D1，外側邊長為D2，方框（201）的內側邊長D1小于方框（201）的外側邊長D2；（b）在黃光的環境下，將所述基板拆下來反裝，使得基板的下層感光薄膜（300）面與激光直寫曝光機的光源方向相對應，待激光直寫曝光機配備的自動對準系統將準備在下層感光薄膜（300）上曝光的圖形與已在上層感光薄膜（200）曝光出的圖形對準完畢后，對下層感光薄膜（300）進行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時間在10s至120s之間，下層感光薄膜（300）上被紫外光曝光的區域發生顏色變化，曝光出的圖形為正方形（301），該正方形（301）的邊長為D3，正方形（301）的邊長D3小于方框（201）的內側邊長D1；所述正方形（301）的四條邊與包圍所述正方形（301）的方框（201）內側相對應的四條邊之間相互平行；所述的檢測圖形單元呈陣列排列，檢測圖形單元橫向排列的數量不少于2排，縱向排列的數量不少于2列；（3）測算x向、y向的距離差：將曝光后的基板放置在黃光環境下靜置5至30分鐘，用顯微鏡對曝光圖像進行檢測分析和距離差的換算，具體為：隨機抽取n個檢測圖形單元，n的范圍在4到100之間；分別測量每個檢測圖形單元內：正方形（301）左側的邊長與對應的方框（201）左側的內框邊長的橫向距離xn1，正方形（301）右側的邊長與對應的方框（201）右側的內框邊長的橫向距 離xn2，正方形（301）上側的邊長與對應的方框（201）上側的內框邊長的縱向距離yn1，正方形（301）下側的邊長與對應的方框（201）下側的內框邊長的橫向距離yn2；依照上述測量的結果，換算出橫向對準平均偏差值Δx和縱向對準平均偏差值Δy；（4）清洗基板：完成設備的調整后，將激光直寫曝光機內的基板取下，放入質量比為3%的氫氧化鈉溶液中浸泡，將基板上的上層感光薄膜（200）和下層感光薄膜（300）一同洗去，留下塑料薄片（100）待用；（5）若測算出來的橫向對準平均偏差值Δx小于M且測算出來的縱向對準平均偏差值Δy小于N，則此時的層間圖形對準精度符合生產的要求，不需要調整曝光機上的工藝參數，直接按此條件開始PCB板上電路的印刷生產；若測算出來的橫向對準平均偏差值Δx不小于M，則調整激光直寫曝光機的x向的參數值；若測算出來的縱向對準平均偏差值Δy不小于N，則調整激光直寫曝光機的y向的參數值；只要調整激光直寫曝光機的x向或y向的參數值，就需要重復步驟（1）至步驟（4），直至橫向對準平均偏差值Δx小于M且縱向對準平均偏差值Δy小于N，才可鎖定激光直寫曝光機的工藝參數并按此條件開始PCB板上電路的生產。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴孝年，危兆玲，楊毓銘，
申請(專利權)人：天津芯碩精密機械有限公司，
類型：發明
國別省市：