專利名稱：一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PCB (印刷電路板)制造領(lǐng)域，尤其涉及電路板層與層之間的圖形對(duì)位精度的檢測(cè)基板與檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前，在印刷電路板加工領(lǐng)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(gè)印刷面的圖形具備良好的匹配對(duì)應(yīng)關(guān)系，這就要求電路板的層與層之間的圖形要有極高的對(duì)位精度。但是現(xiàn)有的檢測(cè)方法存在效率低下，精度低、檢測(cè)結(jié)果的可信度差，且檢測(cè)方法屬于破壞性檢測(cè)、檢測(cè)用的電路板耗費(fèi)量大，導(dǎo)致上述不足的原因 是在電路板的加工過(guò)程中所采用的電路板不是透明材質(zhì)，在完成電路板兩側(cè)圖形的制作后并不能立即、直觀地了解到電路板兩側(cè)圖形是否完全對(duì)應(yīng)；現(xiàn)有的電路板的層間對(duì)位精度檢測(cè)方法采用破壞式檢測(cè)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(cè)量每個(gè)小塊截面上靠近原來(lái)未切割時(shí)的電路板的兩個(gè)印刷面的兩條邊附近的圖形偏差情況，由此再推測(cè)出整塊電路板的兩個(gè)印刷面上電路的對(duì)應(yīng)精度，據(jù)此再進(jìn)行設(shè)備的調(diào)整。由于每小塊截面的打磨均勻性問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)際的測(cè)量過(guò)程存在耗時(shí)費(fèi)力、精度差、可信度低等問(wèn)題，無(wú)法滿足目前電路板的加工需要。此外，還需要耗費(fèi)大量的電路板，造成額外的檢測(cè)成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)在PCB制造過(guò)程中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)基板與檢測(cè)方法，解決現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)精度不足和檢測(cè)板只能單次使用的技術(shù)難題。具體的技術(shù)方案為一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，所述的檢測(cè)的方法按如下步驟操作(I)制作基板在黃光的環(huán)境下制備層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度檢測(cè)中使用的基板使用壓膜機(jī)將上層感光薄膜200壓制在透明的塑料薄片100的一側(cè)；與此同時(shí)，將下層感光薄膜300壓制在透明的塑料薄片100的另一側(cè)，得到基板；隨后將基板放置于激光直寫曝光機(jī)的曝光工作區(qū)域；(2)制作檢測(cè)圖形單元在黃光的環(huán)境下，對(duì)所述基板進(jìn)行二次曝光，制作檢測(cè)用的檢測(cè)圖形單元，每一個(gè)檢測(cè)圖形單元均包括一個(gè)方框201和一個(gè)正方形301，具體的制作工藝為Ca)在黃光的環(huán)境下,將基板的上層感光薄膜200面與激光直寫曝光機(jī)的光源方向相對(duì)應(yīng)，對(duì)上層感光薄膜200進(jìn)行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時(shí)間在IOs至120s之間，上層感光薄膜200上被紫外光曝光的區(qū)域發(fā)生顏色變化，曝光出的圖形為方框201，該方框201的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)為Dl，外側(cè)邊長(zhǎng)為D2，方框201的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)Dl小于方框201的外側(cè)邊長(zhǎng)D2 ；
(b)在黃光的環(huán)境下，將所述基板拆下來(lái)反裝，使得基板的下層感光薄膜300面與激光直寫曝光機(jī)的光源方向相對(duì)應(yīng)，待激光直寫曝光機(jī)配備的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)將準(zhǔn)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(duì)準(zhǔn)完畢后，對(duì)下層感光薄膜300進(jìn)行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時(shí)間在IOs至120s之間，下層感光薄膜300上被紫外光曝光的區(qū)域發(fā)生顏色變化，曝光出的圖形為正方形301，該正方形301的邊長(zhǎng)為D3，正方形301的邊長(zhǎng)D3小于方框201的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)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(nèi)側(cè)相對(duì)應(yīng)的四條邊之間相互平行；所述的檢測(cè)圖形單元呈陣列排列，檢測(cè)圖形單元橫向排列的數(shù)量不少于2排，縱向排列的數(shù)量不少于2列；(3)測(cè)算X向、y向的距離差將曝光后的基板放置在黃光環(huán)境下靜置5至30分鐘，用顯微鏡對(duì)曝光圖像進(jìn)行檢測(cè)分析和距離差的換算，具體為隨機(jī)抽取η個(gè)檢測(cè)圖形單元，η的范圍在4到100之間；分別測(cè)量每個(gè)檢測(cè)圖形單元內(nèi)正方形301左側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì) 應(yīng)的方框201左側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離χη1,正方形301右側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201右側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離xn2，正方形301上側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201上側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的縱向距離ynl，正方形301下側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201下側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離y 2 ;依照上述測(cè)量的結(jié)果，換算出橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)x和縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y;(4)清洗基板完成設(shè)備的調(diào)整后，將激光直寫曝光機(jī)內(nèi)的基板取下，放入質(zhì)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(cè)算出來(lái)的橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值Λ X小于M且測(cè)算出來(lái)的縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y小于N，則此時(shí)的層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度符合生產(chǎn)的要求，不需要調(diào)整曝光機(jī)上的工藝參數(shù)，直接按此條件開始PCB板上電路的印刷生產(chǎn)；若測(cè)算出來(lái)的橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值Λχ不小于Μ，則調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的X向的參數(shù)值；若測(cè)算出來(lái)的縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y不小于N，則調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的y向的參數(shù)值；只要調(diào)整了調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的X向或y向的參數(shù)值，就需要重復(fù)步驟(I)至步驟(4)，直至橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值Λ X小于M且縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值Λ y小于N，才可鎖定激光直寫曝光機(jī)的工藝參數(shù)并按此條件開始PCB板上電路的生產(chǎn)。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?qū)?zhǔn)平均偏差值M的范圍為10 μ m至500 μ m;縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值N的范圍為 10 μ m 至 500 μ m。本發(fā)明的有益效果是I、相比較與現(xiàn)有的檢測(cè)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(jié)約工時(shí)提高了效率；2、本檢測(cè)方法不破壞檢測(cè)用基板，減少了發(fā)生誤差的環(huán)節(jié)，由于干膜在曝光后會(huì)有顏色變化，所以可以通過(guò)顯微鏡直觀地觀測(cè)到基板兩個(gè)印刷面上的圖形以及圖形間的對(duì)應(yīng)、吻合情況，方便測(cè)量、確保了檢測(cè)的精度與可行度；3、本方法中檢測(cè)用的基板可反復(fù)使用，有效地降低了檢測(cè)成本。


圖I為本發(fā)明基板的示意圖。圖2為基板曝光后單個(gè)圖形的正面示意圖。圖3為基板曝光后單個(gè)圖形的背面示意圖。圖4為基板曝光后單個(gè)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(hào)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(shí)施例方式實(shí)施例I :現(xiàn)結(jié)合圖I至圖5詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。(I)制作基板參見圖1，首先在黃光的環(huán)境下，選取一塊長(zhǎng)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(jī)的輸送機(jī)構(gòu)上，將志圣壓膜機(jī)的工作參數(shù)設(shè)定為壓膜的溫度110°C、壓力3. Okg/cm2、和壓膜速度2. Om/min后，對(duì)前述的塑料薄片100的兩面同時(shí)進(jìn)行壓膜作業(yè)。塑料薄片100—側(cè)的感光薄膜稱為上層感光薄膜200，塑料薄片100另一側(cè)的感光薄膜稱為將下層感光薄膜300，該復(fù)合結(jié)構(gòu)的薄片即為檢測(cè)用的基板；隨后將制作好的基板放置于激光直寫曝光機(jī)上的曝光工作區(qū)準(zhǔn)備使用。(2)制作檢測(cè)圖形單元參見圖2至圖5，在黃光的環(huán)境下，對(duì)所述基板進(jìn)行曝光，制作檢測(cè)用的檢測(cè)圖形單元，每一個(gè)檢測(cè)圖形單元均包括一個(gè)方框201和一個(gè)正方形301，具體的制作工藝為Ca)在黃光的環(huán)境下,將基板的上層感光薄膜200面與激光直寫曝光機(jī)的光源方向相對(duì)應(yīng)，對(duì)上層感光薄膜200進(jìn)行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時(shí)間在IOs至120s之間，上層感光薄膜200上被紫外光曝光的區(qū)域發(fā)生顏色變化，被紫外光曝光的區(qū)域呈黑色，被紫外光曝光出的圖形為方框201，該方框201的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)為Dl，Dl為2000 μ m，外側(cè)邊長(zhǎng)為 D2, D2 為 3000 μ m ；(b)在黃光的環(huán)境下，將所述基板拆下來(lái)反裝，使得基板的下層感光薄膜300面與激光直寫曝光機(jī)的光源方向相對(duì)應(yīng)，待激光直寫曝光機(jī)配備的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)將準(zhǔn)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(duì)準(zhǔn)完畢后，對(duì)下層感光薄膜300進(jìn)行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時(shí)間在IOs至120s之間，下層感光薄膜300上被曝光的區(qū)域發(fā)生顏色變化，被紫外光曝光的區(qū)域呈黑色，被紫外光曝光出的圖形為正方形301，該正方形301的邊長(zhǎng)為D3，D3為ΙΟΟΟμπι;所述正方形301的四條邊與包圍上述正方形301的方框201內(nèi)側(cè)相對(duì)應(yīng)的四條邊之間相互平行；所述的檢測(cè)圖形單元呈陣列排列，檢測(cè)圖形單元橫向不少于2排，縱向不少于2列；
(3)測(cè)算X向、y向的距離差將曝光后的基板放置在黃光環(huán)境下靜置5至30分鐘，用放大倍率在50倍以上的光學(xué)顯微鏡對(duì)曝光圖像進(jìn)行檢測(cè)分析和距離差的換算，具體為隨機(jī)抽取4個(gè)檢測(cè)圖形單元；分別測(cè)量每個(gè)檢測(cè)圖形單元內(nèi)正方形301左側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201左側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離xnl，正方形301右側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201右側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離Xn2,正方形301上側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201上側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的縱向距離ynl，正方形301下側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框201下側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離yn2 ;—共獲得四組16個(gè)測(cè)量值·^:，；^；^，^，；^、1^， ；^^；^)、
(x3，ix3，2y3，iy3，2)，(XuX4W4,2))，將上述測(cè)量值代入公式
權(quán)利要求
1. 一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，其特征在于，所述的檢測(cè)的方法按如下步驟操作 (1)制作基板在黃光的環(huán)境下制備層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度檢測(cè)中使用的基板使用壓膜機(jī)將上層感光薄膜(200)壓制在透明的塑料薄片(100)的一側(cè)；與此同時(shí)，將下層感光薄膜(300)壓制在透明的塑料薄片(100)的另一側(cè)，得到基板；隨后將基板放置于激光直寫曝光機(jī)的曝光工作區(qū)域； (2)制作檢測(cè)圖形單元在黃光的環(huán)境下，對(duì)所述基板進(jìn)行二次曝光，制作檢測(cè)用的檢測(cè)圖形單元，每一個(gè)檢測(cè)圖形單元均包括一個(gè)方框(201)和一個(gè)正方形(301)，具體的制作工藝為 (a)在黃光的環(huán)境下,將基板的上層感光薄膜(200)面與激光直寫曝光機(jī)的光源方向相對(duì)應(yīng)，對(duì)上層感光薄膜(200)進(jìn)行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時(shí)間在IOs至120s之間，上層感光薄膜(200)上被紫外光曝光的區(qū)域發(fā)生顏色變化，曝光出的圖形為方框(201)，該方框(201)的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)為D1，外側(cè)邊長(zhǎng)為D2，方框(201)的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)Dl小于方框(201)的外側(cè)邊長(zhǎng)D2 ； (b)在黃光的環(huán)境下，將所述基板拆下來(lái)反裝，使得基板的下層感光薄膜(300)面與激光直寫曝光機(jī)的光源方向相對(duì)應(yīng)，待激光直寫曝光機(jī)配備的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)將準(zhǔn)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(duì)準(zhǔn)完畢后，對(duì)下層感光薄膜(300)進(jìn)行曝光，曝光光源為紫外光，曝光的時(shí)間在IOs至120s之間，下層感光薄膜(300)上被紫外光曝光的區(qū)域發(fā)生顏色變化，曝光出的圖形為正方形(301)，該正方形(301)的邊長(zhǎng)為D3，正方形(301)的邊長(zhǎng)D3小于方框(201)的內(nèi)側(cè)邊長(zhǎng)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(nèi)側(cè)相對(duì)應(yīng)的四條邊之間相互平行；所述的檢測(cè)圖形單元呈陣列排列，檢測(cè)圖形單元橫向排列的數(shù)量不少于2排，縱向排列的數(shù)量不少于2列； (3)測(cè)算X向、y向的距離差將曝光后的基板放置在黃光環(huán)境下靜置5至30分鐘，用顯微鏡對(duì)曝光圖像進(jìn)行檢測(cè)分析和距離差的換算，具體為隨機(jī)抽取η個(gè)檢測(cè)圖形單元，η的范圍在4到100之間；分別測(cè)量每個(gè)檢測(cè)圖形單元內(nèi)正方形(301)左側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框(201)左側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離χη1，正方形(301)右側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框(201)右側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離xn2,正方形(301)上側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框(201)上側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的縱向距離ynl，正方形(301)下側(cè)的邊長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)的方框(201)下側(cè)的內(nèi)框邊長(zhǎng)的橫向距離yn2 ;依照上述測(cè)量的結(jié)果，換算出橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)x和縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y ; (4)清洗基板完成設(shè)備的調(diào)整后，將激光直寫曝光機(jī)內(nèi)的基板取下，放入質(zhì)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(cè)算出來(lái)的橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值Λχ小于M且測(cè)算出來(lái)的縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y小于N，則此時(shí)的層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度符合生產(chǎn)的要求，不需要調(diào)整曝光機(jī)上的工藝參數(shù)，直接按此條件開始PCB板上電路的印刷生產(chǎn)；若測(cè)算出來(lái)的橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)x不小于Μ，則調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的X向的參數(shù)值；若測(cè)算出來(lái)的縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y不小于N，則調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的y向的參數(shù)值；只要調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的X向或y向的參數(shù)值，就需要重復(fù)步驟(I)至步驟(4)，直至橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值Λ X小于M且縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值A(chǔ)y小于N，才可鎖定激光直寫曝光機(jī)的工藝參數(shù)并按此條件開始PCB板上電路的生產(chǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，其特征在于，所述的Dl值在2000 μ m至5000 μ m之間，所述的D2值在3000 μ m至6000 μ m之間，所述的D3值在1000 μ m 至 3000 μ m 之間。
3.如權(quán)利要求I所述的一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，其特征在于，所述的塑料薄片(100)的厚度在50um至2000μπι之間。
4.如權(quán)利要求I所述的一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，其特征在于，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。
5.如權(quán)利要求I所述的一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，其特征在于，橫向?qū)?zhǔn)平均偏差值M的范圍為10 μ m至500 μ m ;縱向?qū)?zhǔn)平均偏差值N的范圍為10 μ m至500 μ m。
全文摘要
針對(duì)現(xiàn)有電路板層間對(duì)位精度檢測(cè)時(shí)需要將電路板切割成小塊并打磨光滑后再測(cè)量所存在的耗時(shí)費(fèi)力、精度差、可信度低等一系列的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種層間圖形對(duì)準(zhǔn)精度的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)壓印有感光材料的透明基板進(jìn)行雙向曝光后產(chǎn)生的圖形的測(cè)算，直觀地了解實(shí)際的電路板印刷與對(duì)準(zhǔn)情況，再據(jù)此調(diào)整激光直寫曝光機(jī)的工藝參數(shù)；且檢測(cè)用的基片在曝光使用后通過(guò)清洗、重新壓膜后可反復(fù)使用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。本發(fā)明有益的效果是方法簡(jiǎn)單、工藝便捷、測(cè)算的精度高、檢測(cè)用的基板可以反復(fù)使用，降低了檢測(cè)成本、縮短了生產(chǎn)工時(shí)。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102880011SQ201210332728
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者嚴(yán)孝年, 危兆玲, 楊毓銘 申請(qǐng)人:天津芯碩精密機(jī)械有限公司