6 工艺设备配置
6.1 一般规定
6.1.1薄膜陶瓷基板生产线的加工设备与检测仪器应根据生产线的组线方式、产品种类、生产规模、生产效率、运行管理与成本控制目标、节能环保要求等因素合理配置。
6.1.2薄膜陶瓷基板工艺设备的选型应符合下列规定:
1应按照产品的结构形式、工艺途径、所用材料、加工流程等确定所需工艺设备的种类;
2应按照生产线的产能需求和工序平衡原则明确各工艺设备的单台加工速度及设备数量;
3应按照最终产品的加工精度要求明确各工艺设备的关键技术指标;4当研制与小批量生产加工,依靠操作人员技能水平保障加
工质量时,可选用性能价格比高、投资较少的手动型设备。
6.2 基板准备工艺设备
6.2.1 陶瓷基板入检应配备游标卡尺、显微镜以及轮廓仪等工具和仪器。
6.2.2 陶瓷基板处理工艺可选用超声清洗机、甩干机、洁净烘箱等。
6.2.3 超声清洗机应能调节功率大小,可选择不同超声频率的超声清洗机以清洗大小不同的颗粒。
6.2.4 陶瓷基板处理工艺应接入压缩空气、氮气、纯水以及冷却水。
6.2.5 陶瓷基板处理工艺应设置有机溶剂、酸、碱排风以及废液
排放管道。
6.3 镀膜工艺设备
6.3.1镀膜设备宜选用真空蒸发镀膜、磁控溅射设备和等离子增强化学气相沉积设备。
6.3.2蒸发、磁控溅射镀膜设备应符合下列规定:
1镀膜设备主要技术指标应包括极限真空、真空室漏率、抽气速率、膜层厚度均匀性、最大载片尺寸和数量;
2磁控溅射设备应配备多路工艺气体,工艺气体纯度应大于
或等于99.99%;
3磁控溅射设备宜配置3个靶位以上溅射系统;
4应配备溅射电源和自动控制系统,并应从面板上设置、控制和监视镀膜过程;
5设备加热能力及工件台最高温度应满足镀膜参数要求;6镀膜均匀性和重复性应满足使用要求;
7循环冷却水温度应在15℃~25℃;压力应满足设备使用要求;8机械泵尾气应接入厂房排放管道;9×设备接地电阻应小于4Ω。
6.3.3√等离子增强化学气相沉积设备应符合下列规定:
1 应根据设备和环境要求安装排风系统;
2 等离子增强化学气相沉积设备的总电源应配置专用空气开关,接地线应可靠;
3 应安装多路气体管道,并应根据气体性质安装气体泄漏报警装置;4 等离子增强化学气相沉积设备应具备气体反应腔、抽气系统。
6.4 光刻工艺设备
6.4.1 光刻工艺设备应包含涂胶机、光刻机、显影台、热板和烘箱等设备。
6.4.2 光刻设备应符合下列规定:
1 匀胶系统转速和加速度应满足工艺要求,可具备自动滴胶和自动去厚胶边功能;
2自动滴胶系统应由专业人员进行安装,储胶罐的接口密闭情况以及胶阀的气压应符合要求;
3曝光机应安装在减震平台上,安装时应反复调节四个地脚螺栓高度,使得曝光机承片台水平,并应用水平仪进行检测确认;4光源及光路应安装防护门、罩等保护装置;
5烘烤设备应为烘箱或热板,并应具备烘烤温度和烘烤时间设置功能,最高加热温度及温度均匀性指标应满足工艺要求;6热板可配置接近式烘烤与氮气吹扫功能;
7匀胶、烘烤、显影设备应设置与工艺线排风管道口相连接的接口;
8应接入压缩空气、氮气及真空三种气路,冲洗用纯水压力
应为0.13 MPa~0.35MPa。
6.5电镀工艺设备
6.5.1电镀工艺设备可选用挂镀设备、喷镀设备,附属设备有甩干机、X射线测厚仪、显微镜。
6.5.2 电镀工艺设备的配置应符合下列规定:
1 电镀设备可使用手动电镀线和自动电镀线,主要技术指标应包括镀槽容积、镀液温度均匀性、电源稳定性、最大电流、镀槽数量、行车运行速度;
2 电镀设备应具有防干烧功能、低液位报警功能和防泄漏报警功能;
3 电镀设备可配备脉冲电源,提高镀层的均匀性;4 电镀设备应配备循环过滤功能;
5 电镀设备应根据工艺配置相应的酸、碱排风或氰化物排风系统,电镀操作应在通风良好的环境中进行;
6 电镀设备应配置酸、碱废液排放管道。
6.6 刻蚀工艺设备
6.6.1 刻蚀工艺设备可分为湿法和干法两类,湿法使用化学溶液,干法使用反溅射、反应离子刻蚀机等。
6.6.2 刻蚀设备应符合下列规定:
1湿法刻蚀设备应配备温控装置、过滤装置,材质应满足刻蚀溶液的要求。
2制备湿法刻蚀溶液应配备化学品储存柜、电子秤或天平。3化学品储存柜应满足耐腐蚀、通风、遮光的能力,材质应选择聚乙烯材料。
4电子秤或天平应配置载物台、称量系统和显示系统,并应保证所需的量程和精度。
5干式刻蚀设备应具备蒸气反应腔、抽气系统,材质应满足刻蚀蒸气的使用要求。
6应根据设备和环境要求,安装一般排风系统或酸碱排风系统。
7×反应离子刻蚀机的总电源应配置专用空气开关,接地线应可靠。射频电源功率可分别设置,并应具有阻抗自动匹配功能。
8 应根据气体性质安装气体泄漏报警装置。
6.7 激光调阻工艺设备
6.7.1 激光调阻机应选择包括激光光源、激光传输系统、计算控制系统、工作台和测试系统等功能的设备。
6.7.2 激光调阻机的配置应符合下列规定:
1 激光调阻机主要技术指标应包括激光功率、激光光斑直径、最高调阻精度、最大调阻区域;
2 工作台应能固定陶瓷片,并应根据程序设定在X-Y方向进行重复移动;
3 激光系统应能对激光能量进行控制;
4 激光传输系统应能通过振镜使得激光光束在X-Y方向进行移动;5 测试系统应具备记录功能。
6.8 激光打孔工艺设备
6.8.1激光打孔工艺应选择激光打孔机,并应包括激光光源、激光传输系统、计算控制系统、工作台和吹气系统等设备。
6.8.2打孔工艺设备的配置应符合下列规定:
1打孔设备应适用于在薄膜陶瓷基板上切透通孔的能力。2激光划片机主要技术指标应包括激光类型、激光波长、激光功率、激光光斑直径、重复定位精度。3激光打孔机应符合下列规定:
1)应配备陶瓷基板打孔专用夹具;
2)应配备电荷耦合元件对准系统;
3)宜自带冷却系统;
4)应具备编程控制激光加工参数及激光运动路径。
4激光打孔机在加工过程中应采用吹气冷却的方式。
6.9 划片工艺设备
6.9.1 划片工艺设备可选择砂轮划片机和激光划片机。
6.9.2 划片工艺设备的配置应符合下列规定:
1 划片设备应适用于将陶瓷基板分切为单元陶瓷基板。2 砂轮划片机主要技术指标应包括最大主轴转速、最大切割深度、最大切割尺寸、最大划片速度、划片精度。3砂轮划片机应符合下列规定:
1)应配备X/Y/Z/THETA四个工作轴,工作台可进行X/Y/THETA三个方向的运动;
2)应配备电荷耦合元件对准系统及对准光源;
3)砂轮刀片应能进行高度调节并可进行方向转换;
4)应具备自动测高、砂轮磨损补偿功能;
5)可编程控制砂轮转速、切割速度、切割深度。
4激光划片机主要技术指标应包括激光器类型、激光波长、激光功率、激光光斑大小、重复定位精度。5 激光划片机应符合下列规定:
1)应配备真空吸附平台;
2)应配备电荷耦合元件对准系统;
3)宜自带冷却系统;
4)可编程控制激光加工参数及激光运动路径。
6划片设备清洗模块应提供洁净的压缩空气以满足陶瓷基板的清洁需求。
7在加工过程中划片设备应配备冷却系统,可采用冷却液冷却的方式。
6.10测试工艺设备
6.10.1陶瓷基板外形尺寸测量可选用游标卡尺、千分尺、测量显微镜。
6.10.2图形尺寸测量可采用测量显微镜、轮廓仪。
6.10.3 膜层厚度测试可采用膜厚仪、台阶仪、X射线测厚仪或方阻仪。
6.10.4 结合力定性测试可采用烘箱烘烤、手术刀划挑以及胶带测试的方法,定量测试应采用拉力测试仪。
6.10.5 金属化孔测试设备可采用飞针测试设备,应包括电源模块、工作台、飞针夹具、影像对位系统和控制系统等,飞针可在X-Y方向移动,从而实现不同位置的电路通断测试。
6.10.6 电阻测试可采用数字多用表或激光调阻仪。
6.10.7 膜层可焊性或可键合性测试设备应为相应的焊接设备或键合台,包含控温系统、真空系统、压力系统。