กระบวนการเคลือบฟิล์มแห้งคืออะไร?

กระบวนการเคลือบฟิล์มแห้งเกี่ยวข้องกับการใช้แรงดันร่วมกับการให้ความร้อนเพื่อยึดฟิล์มแห้งโพลีเมอร์กับซับสเตรตหรือพื้นผิวของโครงสร้างจุลภาคอย่างแน่นหนา ส่งผลให้เกิดการก่อตัวหลายชั้นหรือการห่อหุ้มขั้นสุดท้ายของอุปกรณ์ สิ่งต่อไปนี้คือ-ภาพรวมเชิงลึกที่ครอบคลุมหลักการของกระบวนการ สถานการณ์การใช้งานต่างๆ ประโยชน์ และลักษณะการดำเนินงานหลัก:
หลักกระบวนการ: โดยทั่วไป ฟิล์มแห้งประกอบด้วยสามชั้นที่แตกต่างกัน: การเคลือบโพลีเอสเตอร์ (PET ทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันภายนอก), การเคลือบสารต้านทานแสง (ชั้นกลางซึ่งเป็นสารหลักที่ตอบสนองต่อความยาวคลื่นแสงอัลตราไวโอเลตบางช่วง พื้นที่ที่ไม่ได้รับการสัมผัสจะละลายในตัวนักพัฒนา ในขณะที่ส่วนที่สัมผัสนั้นประสบกับปฏิกิริยาเชื่อมโยง-ที่นำไปสู่ความไม่ละลายน้ำ) และชั้นป้องกันโพลีเอทิลีน (PE ซึ่งเป็นชั้นในสุดจะสัมผัสกับวัสดุพิมพ์ในระหว่างการเคลือบ และ ตัดออกก่อนหรือระหว่างการเคลือบ) ในระหว่างขั้นตอนการเคลือบ มีการใช้เครื่องเคลือบฟิล์มแห้ง เช่น เครื่องเคลือบลูกกลิ้ง ขั้นแรกเมื่อรีดชั้นโพลีเอทิลีนป้องกันของฟิล์มแห้งจะถูกเอาออก ต่อจากนั้น ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ ลูกกลิ้งร้อนจะติดฟิล์มแห้งกับฐานทองแดงที่มีพื้นผิวบริสุทธิ์และแกะสลักอย่างประณีต โดยใช้อุณหภูมิที่แม่นยำ (โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 100-130 องศาเพื่อทำให้กาวนิ่มลง) แรงกด (ตั้งแต่ 0.4-0.8 MPa เพื่อป้องกันฟองอากาศ) และความเร็ว (1.5-3 ม./นาที พร้อมการปรับเปลี่ยนตามอุปกรณ์) การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วช่วยให้ชั้นแห้งแข็งตัวและยึดเกาะได้
สถานการณ์การใช้งาน: การผลิต PCB (แผงวงจรพิมพ์): การเคลือบฟิล์มแห้งมักใช้ในสาขานี้ ภายในขอบเขตของการผลิต PCB ขั้นตอนนี้มีบทบาทสำคัญในการถ่ายโอนรูปแบบ การใช้ชั้นแห้งที่ไวต่อแสงบนฐานฟอยล์ทองแดงที่บริสุทธิ์จะเป็นการปูพื้นฐานสำหรับการสัมผัส การพัฒนา และกระบวนการสร้างลวดลายต่างๆ เพิ่มเติม ฟิล์มแห้งทำหน้าที่เป็น "ชั้นป้องกัน" ชั่วคราว รับประกันว่าการกัดหรือการชุบด้วยไฟฟ้าจะส่งผลกระทบเฉพาะบริเวณที่จำเป็นสำหรับการออกแบบเท่านั้น ตามภาพประกอบ วิธีการนี้จะค้นหาแอปพลิเคชันในการสร้างบอร์ดเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูง (HDI) - สำหรับมาเธอร์บอร์ดของสมาร์ทโฟนและโมดูล 5G และยังรวมถึงการสร้างบอร์ดหลายชั้นและวัสดุบรรจุภัณฑ์ (โดยเฉพาะวงจรละเอียดพิเศษ- ที่จำเป็นสำหรับการบรรจุชิป โดยที่ความกว้างของเส้นน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10μm ต้องใช้เทคนิคที่ซับซ้อน)
การผลิตชิปไมโครฟลูอิดิก: Abgrall และเพื่อนร่วมงานในปี 2548 ได้สร้างวิธีการผลิตสำหรับเครือข่ายไมโครฟลูอิดิก 3 มิติ ซึ่งประกอบด้วย SU-8 ทั้งหมดและรวมอิเล็กโทรดเข้าด้วยกัน วิธีการสรุปนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างฟิล์มแห้ง SU-8 แบบไม่เชื่อมโยงบนแผ่นโพลีเอสเตอร์ (PET) ตามด้วยการเคลือบเพื่อสร้างโครงสร้างจุลภาคแบบปิด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการปลดปล่อยโครงสร้างจุลภาคของโพลีเมอร์โดยสมบูรณ์และการสร้างชิปไมโครฟลูอิดิกที่ยืดหยุ่นได้ วิธีการนี้ใช้เครื่องมือพื้นฐานและหลีกเลี่ยงการใช้อุปกรณ์เชื่อมแผ่นเวเฟอร์ โดยเลือกใช้วิธีการเคลือบที่เน้นมากขึ้นแทน
ประโยชน์และลักษณะเฉพาะ: ความแม่นยำที่เหนือกว่า: ความหนาสม่ำเสมอของฟิล์มแห้งมีอิทธิพลอย่างมากต่อความแม่นยำของการแกะสลัก ความหนาโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 15-40μm ตอบสนองความต้องการความแม่นยำที่เข้มงวดในการผลิต PCB และการใช้งานอื่นๆ นอกจากนี้ ด้วยการปรับ-พารามิเตอร์กระบวนการอย่างละเอียด ยังเป็นไปได้ที่จะได้ฟิล์มแห้งบางพิเศษ (น้อยกว่า 10μm) สำหรับเส้นละเอียด HDI ในขณะเดียวกัน การบูรณาการเทคโนโลยีการถ่ายภาพโดยตรงด้วยเลเซอร์ (LDI) เข้ากับการเคลือบฟิล์มแห้งจะช่วยลดข้อผิดพลาดในฟิล์ม จึงเพิ่มความแม่นยำของรูปแบบ โอน
คุณภาพคงที่: ฟิล์มแห้งแสดงให้เห็นถึงการยึดติดที่แข็งแกร่งกับพื้นผิวภายใต้สภาวะการประมวลผลที่เหมาะสม การทดสอบเทปเคลียร์ได้สำเร็จ และป้องกันการหลุดลอกในขั้นตอนการพัฒนา นอกจากนี้ ขั้นตอนการเคลือบยังเกิดขึ้นในการตั้งค่าสุญญากาศ ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดฟองอากาศ รักษาความสมบูรณ์ของการเคลือบที่สม่ำเสมอ และบรรเทาปัญหา เช่น การเปิดรับแสงที่ไม่เพียงพอเนื่องจากฟองอากาศ
ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม: การเคลือบฟิล์มแบบแห้งตรงกันข้ามกับวิธีฟิล์มเปียก โดยตัดความจำเป็นในการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์อย่างกว้างขวางในการเคลือบและการอบแห้ง ดังนั้นจึงช่วยลดการปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) และเพิ่มเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
จุดสำคัญของการดำเนินงาน:
การเตรียมพื้นผิว: จำเป็นต้องมีกระบวนการทำความสะอาดอย่างละเอียด เช่น การทำความสะอาดด้วยสารเคมี การแปรง การพ่นทราย และอื่นๆ และใช้กระบวนการกัดขนาดเล็ก-เพื่อกำจัดชั้นออกไซด์ น้ำมัน และฝุ่นออกจากพื้นผิวของฟอยล์ทองแดง ตามด้วยการทำให้หยาบที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มพันธะระหว่างฟิล์มแห้งและฟอยล์ทองแดงอย่างเห็นได้ชัด
การควบคุมพารามิเตอร์: สิ่งสำคัญคือต้องปรับ-ตัวแปรกระบวนการอย่างแม่นยำ (เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความเร็ว) ให้เหมาะสมกับขนาดของพื้นผิวและประเภทของฟิล์มแห้ง ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดรอยย่น การเกิดฟองอากาศ การบางลงในบางภูมิภาค และการยึดเกาะลดลงเนื่องจาก-การทำให้ฟิล์มแห้งแห้งมากเกินไป ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่ต่ำมากอาจทำให้การยึดเกาะลดลงและความสามารถในการบรรจุลดลง แรงยึดเกาะระหว่างฟิล์มแห้งและซับสเตรตได้รับผลกระทบจากแรงดันที่ผันผวน และการมีอยู่ของช่องว่างหรือรอยขีดข่วนบนลูกกลิ้งรับแรงกดยังส่งผลต่อการยึดเกาะระหว่างพื้นผิวกระดานกับกาวฟิล์มแห้งอีกด้วย
ข้อมูลจำเพาะสำหรับสิ่งแวดล้อม: เพื่อป้องกันฝุ่นและสิ่งสกปรกไม่ให้ส่งผลกระทบต่อคุณภาพการเคลือบ พื้นที่ปฏิบัติงานจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานของห้องคลีนรูม (คลาส 100K หรือต่ำกว่า) ในขณะเดียวกัน จำเป็นต้องเก็บฟิล์มแห้งไว้ในที่เย็นและไม่มีการปนเปื้อนในอาคาร โดยหลีกเลี่ยงการจัดเก็บสารเคมีและกัมมันตภาพรังสี เงื่อนไขในการจัดเก็บครอบคลุมโซนที่อาบไปด้วยแสงสีเหลือง อุณหภูมิต่ำกว่า 27 องศา (โดยที่ 5-เป็นช่วงที่เหมาะสมที่สุด) และความชื้น ระดับใกล้ 50% การใช้งานของผลิตภัณฑ์จะต้องจำกัดไว้สูงสุดหกเดือนหลังการผลิต- อย่างไรก็ตาม ภาพยนตร์ที่มีการตรวจสอบขั้นตอนหลังการผลิตที่ชัดเจนยังคงใช้งานได้