Рекомендувати документи

процеси

БУДАПЕШТСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ І ЕКОНОМІКИ ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ КАФЕДРА ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ

ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ТА ЇХ ЛАБОРАТОРІЯ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ BMEVIETA333

Бакалавр мікроелектроніки та електроніки

Будапешт, лютий 2008 р

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

Настанови щодо вимірювань розробили: д-р Янош Пінкола, Петр Гордон, д-р Ласло Гал, Балас Іллес, Олівер Краммер, Руберт Ковач, д-р Міклош Рузінко, Міхалі Яночкі, Річард Берені, Балінт Балог

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

1.а. Дослідження проектної точності друкованої проводки д-р Янош Пінкола Мета вимірювання: вивчити співвідношення між проектною точністю, яка може бути реалізована на друкованих підкладках проводки, та застосовуваною технологією. Завдання вимірювання: складання пробних креслень за різними технологіями. Під час вимірювання виготовляються три випробувальні пластини з різними технологіями, які включені в таблицю 1. Таблиця 1. 1. Віднімальна технологічна сировина: 1x35 мкм FR4

2. Техніка напівдобавок із сировиною для металевих масок: 1x5 мкм FR4

3. Напівадитивна технологія з диференційованим травленням сировини: 1x5 мкм FR4

очищення (видалення захисної плівки)

приготування негативної маски з твердим фоторезистом оцинковки Sn (

10 мкм) травлення для зняття маски

Тестова схема (рис. 1) має різну (2… 9 мільйонів, тобто приблизно 0,05… 0,23 мм) ширину дроту та щілини з краями пластин 0 °, 45 ° та 90 °. Містить кутові дроти. (Різні кути дозволяють перевірити якість фотоплоттера під час вимірювання 2.b.)

Фігура 1. Тестовий малюнок

Навички, які слід набути шляхом вимірювання: набуття знань та досвіду шляхом вивчення технологічних можливостей та обмежень проектування друкованої проводки

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

витонченість дизайну, який може бути використаний в спосіб визначення основних технологічних параметрів. Коротке визначення понять, що виникають під час вимірювання: Витонченість креслення: мінімальна ширина дроту та зазору, яка виникає на електропроводці. У міру зменшення розміру та розміщення компонентів компонентів і, як наслідок, із розвитком технологій ці значення зменшуються. Загальноприйняті («традиційні») значення наведені на малюнку 2, зазначаючи, що завдяки сучасним технологіям можна досягти проектної тонкисті до 0,05 мм.

Малюнок 2. Образотворче мистецтво

Віднімальна, адитивна, напівадитивна технологія: див Електронні технології (VIETA302) 502_NYHL_виробництво c. пункт. Технологія односторонньої пластини: 01_NYHL_production c. пункт.

Травлення: хімічне видалення надлишку міді. Використовуваний травитель - це слаболужна комплексна сполука міді, яка окислює мідь, що травиться, і призводить її до розчину: Cu → Cu + + e -

Завдяки лужному pH, маску з фоторезистом, яка розчиняється в лузі, можна використовувати з незначним або відсутністю дуже ретельно контрольованих технологічних параметрів. Отже, у зразках 1 та 2 олово, нанесене в місцях, визначених маскою фоторезисту, виконує функцію травильної маски. У випадку диференціального травлення маска, стійка до травлення, аж ніяк не існує. Диференціальне травлення: див Електронні технології (VIETA302) 5-02_NYHL_виробництво c. пункт. Визначення швидкості травлення: При видаленні шару міді слід домагатися мінімального стирання. Для цього повинна бути відома швидкість травлення залежно від поточного стану трави (концентрація міді, рН, температура тощо). Швидкість травлення визначається з часу перебування заготовки в зоні травлення (довжина зони травлення/швидкість транспортера) та зменшення ваги контрольної пластини:

∆m × vkonv × 10 2 [мкм/хв] A × ρ × s 3

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

∆m ∼ вага дослідної пластини [г] vkonv speed швидкість транспортера травильного пристрою [м/хв] A ∼ поверхня дослідної пластини [дм2] ρ ∼ щільність міді [8,96 г/см3] с ∼ довжина зона травлення [0,6 м]

Знаючи швидкість травлення, швидкість конвеєра, необхідна для травлення шару міді d = 5 мкм і d = 35 мкм, відповідно: vkonv =

s × vmar [м/хв] d

Електрохімічне осадження (гальванічне покриття), визначення технологічних параметрів: Принципова схема гальванічного покриття представлена ​​на рисунку 3 (Me ∼ метал: метал).

Малюнок 3. Гальваніка

Процес відновлення, для якого необхідні електрони надходять з джерела струму:

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

Для відокремлення матеріалу масою m потрібна кількість заряду Q: m = A × d × ρ ⇒ Q З пари співвідношень: Q = 6 × 10 23 × n × 1,6 × 10 −19 ×

Q = I × t = j × A × t, необхідний час цинкування (tg) з урахуванням ефективності: tg =

6 × 10 23 × 1,6 × 10 −19 × n × A × d × ρ 10 -2 [хв], × Ar × j × A × η 60

і струм гальваніки (Ig)

відносна атомна маса Число Авогадро заряд одного електрона [As] валентність (число окислення) щільність струму [A/dm2] ефективність (споживання струму) [%] час гальванізації при 100% споживання струму [хв]

Процедура вимірювання Під час вимірювання готуються контрольні пластини, описані в таблиці 1: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

очищення плит, виготовлення негативної маски з фоторезистом (ламінування, освітлення, розробка), визначення технологічних параметрів (tg, Ig), необхідних для приготування олов'яних і мідних покриттів різної товщини, цинкування, визначення швидкості травлення (vmar) та конвеєра швидкість (vkonv), зняття маски, травлення, візуальний огляд конструкції випробувальних пластин.

Запитання для перевірки 1. 2. 3. 4.

Порівняйте дроти, виготовлені за допомогою віднімальної, адитивної та напівадитивної технології! Що таке тонкощі дизайну і на які групи ми їх класифікуємо? Як визначити швидкість травлення (лише хід думок, без рівнянь)? Що таке гальванічне покриття? Як визначити технологічні параметри (лише процес мислення, без рівнянь)?

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

Olympus SZX9 Olympus BX51 Olympus GX71 Два типи мікроскопів, як правило, легко розрізнити, оскільки в стереомікроскопах зазвичай є шматок лінзи більшого об'єктива, тоді як у металевого мікроскопа на башті є кілька лінз. Останні мікроскопи також мають більш компактну конструкцію завдяки більш складній системі освітлення та оптиці. При зазначеній невеликій глибині різкості може бути легко одночасно загострити два краї зображення за допомогою звичайного металевого мікроскопа, оскільки їх висота, тобто відстань від об’єкта, також відрізняється. Це пояснюється тим, що часто важко гарантувати, що площини "дна" зразка і поверхні тесту паралельні. Тому в лабораторіях для випробувань матеріалів і конструкцій часто використовують також зворотний варіант металевих мікроскопів, суть якого полягає у розміщенні зразка досліджуваною поверхнею вниз на тримачі для зразків, а об'єктив повинен розглядатися знизу через невеликий отвір. Таким чином, вся досліджувана поверхня розміщується у визначеній фокальній площині.

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

Типи мікроскопів також відрізняються за принципом освітлення зразків. У випадку зі стереомікроскопами зовнішнє джерело світла забезпечує достатнє освітлення, найчастіше через оптичний кабель, хоча прямі світлодіодні джерела світла вже існують. За допомогою металевих мікроскопів освітлення відбувається через лінзу, навіть у декількох режимах (наприклад, світле або темне поле зору). Для обох типів мікроскопів, звичайно, можна використовувати пропускане світло, хоча це рідко потрібно для схем та пристроїв.

Рисунок 1. Кадри освітлення Brightfield (BF) і Darkfield (DF) поперечного подрібнення мідних провідників при збільшенні 200x. Дві фотографії зроблені за однаковою схемою.

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

15 хвилин), під тиском (

2 бар) прозорий, безбарвний, без міхурів після склеювання.

Рисунок 2. Два компоненти ливарного матеріалу Technovit 4006 та один литий зразок

Виливання зразка: Зразок вирізають або подрібнюють до відповідного розміру, стежачи за тим, щоб не пошкодити область, яку слід дослідити. Помістіть у затискач для тримача зразків, а потім у форму для лиття відповідного розміру. Змішайте заливний матеріал наступним чином для використовуваної форми для заливки: півтори мірні ложки порошку поміщають у посудину для змішування (невеликий стакан), а потім додають мірну ложку рідини. Два компоненти змішують «без сучків», а потім заповнюють у форми, щоб покрити зразок на повну висоту. Форми мають тиск до 2 бар. Через 15-20 хвилин розливач схоплюється і зразок можна шліфувати. Дотримуючись наведених нижче правил, ви можете уникнути пошкодження себе, зразка чи обладнання. • Завжди озирніться навколо і подумайте ще раз, перш ніж увімкнути машину або торкнутися зразка на обертовому шліфувальному крузі. • Помістіть шліфувальні круги на паперовій основі на поливаний вертушку. (Це запобігає «падінню паперу» на диску.)

BMEVIETA333 - Лабораторія технологічних процесів та контроль їх якості

Шліфувальний папір видаляється і миється після використання. Після використання обладнання також миється і витирається. Шліфування на паперовій основі завжди проводиться водою. На першому етапі шліфування край тильної сторони відлитого зразка шліфується по колу. Завжди переконайтеся, що край полірованого аркуша нашого зразка також зашліфований. (Таким чином, він не поріже ні наждачний папір, ні нашу шкіру, якщо машина витягне його з наших рук.)

Процедура шліфування: 1. За допомогою наждачного паперу 80 зерна/дюйм2 видаліть 2-3 міліметри від піщинки, щоб досягти площини поперечного перерізу, яку слід дослідити. Зразок постійно перевіряється на предмет косого шліфування через неправильне вирівнювання. Після перевірки зразок обертають. 2. Зашліфуйте зразок 240 папером у вибраному напрямку. Коли подряпини на поверхні все в одному напрямку, ми переходимо до наступного паперу. 3. Відшліфуйте зразок 500 папером так само, як і раніше. 4. Шліфування продовжують за допомогою автоматичного шліфувального верстата. У випадку композиційних абразивних дисків, що використовуються тут, окремі фази визначаються за розміром частинок, що вже перебувають у розчині (суспензії), розпорошених на диск. Шліфувальна машина налаштована наступним чином для наступних трьох кроків: Крок