Co to jest proces laminowania na sucho?

Proces laminowania na sucho polega na zastosowaniu ciśnienia wraz z ogrzewaniem w celu trwałego przylegania suchej folii polimerowej do podłoża lub powierzchni mikrostruktury, w wyniku czego powstaje wielowarstwowa lub ostateczna kapsułka urządzenia. Poniżej znajduje się-szczegółowy przegląd obejmujący zasadę procesu, różne scenariusze zastosowań, korzyści i główne aspekty operacyjne:
Zasada procesu: Zazwyczaj sucha folia składa się z trzech odrębnych warstw: powłoki poliestrowej (PET, służącej jako zewnętrzna warstwa ochronna), powłoki fotorezystowej (warstwa środkowa, substancja rdzeniowa, reagująca na określone długości fal światła ultrafioletowego; obszary nienaświetlone rozpuszczają się w wywoływaczu, podczas gdy te naświetlone ulegają reakcji sieciowania- prowadzącej do nierozpuszczalności) oraz polietylenowej warstwy ochronnej (PE, warstwa najbardziej wewnętrzna, dotyka podłoża podczas laminowania i jest eliminowana przed lub w trakcie laminowanie). Podczas procedury laminowania stosuje się laminator z suchą folią, taki jak laminator rolkowy. Początkowo, po zwinięciu, usuwa się ochronną warstwę polietylenową suchej folii. Następnie, w środowisku próżniowym, gorące wałki nakładają suchą warstwę na nieskazitelną, drobno wytrawioną i teksturowaną bazę miedzianą, stosując precyzyjne temperatury (zwykle między 100-130 stopni w celu zmiękczenia kleju), ciśnienia (w zakresie od 0,4-0,8 MPa, aby zapobiec powstawaniu pęcherzyków powietrza) i prędkości (1,5-3 m/min, z regulacją w zależności od sprzętu). Następnie szybkie schładzanie umożliwia zestalenie i przyleganie suchej warstwy.
Scenariusze zastosowań: PCB (płytka drukowana) Produkcja: W tej dziedzinie najczęściej stosuje się laminowanie na sucho. W dziedzinie produkcji PCB procedura ta odgrywa kluczową rolę w przenoszeniu wzorów. Nałożenie światłoczułej suchej warstwy na nieskazitelną bazę z folii miedzianej przygotowuje grunt pod dalszą ekspozycję, rozwój i różne procesy modelowania. Służy tymczasowo jako „warstwa ochronna”, sucha powłoka gwarantuje, że trawienie lub galwanizacja oddziałuje tylko na obszary potrzebne do projektu. Na przykład metoda ta znajduje zastosowanie przy tworzeniu płytek połączeniowych o dużej-gęstości (HDI) dla płyt głównych smartfonów i modułów 5G, a także przy konstruowaniu płytek wielowarstwowych i materiałów opakowaniowych (w szczególności ultra-drobnych obwodów potrzebnych do pakowania chipów, gdzie szerokość linii mniejsza lub równa 10 μm wymaga wyrafinowanych technik).
Produkcja chipów mikroprzepływowych: Abgrall i współpracownicy w 2005 roku opracowali metodę produkcji trójwymiarowych sieci mikroprzepływowych, składających się w całości z SU-8 i zawierających elektrody. Opisana metoda ułatwia tworzenie niezwiązanych suchych warstw SU-8 na arkuszach poliestru (PET), a następnie laminowanie w celu wytworzenia zamkniętych mikrostruktur, co pozwala na całkowite uwolnienie na sucho mikrostruktur polimerowych i utworzenie giętkich chipów mikroprzepływowych. W metodzie tej wykorzystuje się podstawowe instrumenty i unika się stosowania urządzeń do klejenia płytek, zamiast tego optując za bardziej ukierunkowanym podejściem do laminowania.
Korzyści i cechy: Doskonała dokładność: Stała grubość suchych warstw znacząco wpływa na dokładność trawienia; typowe grubości wahają się od 15-40 μm, co spełnia rygorystyczne wymagania dotyczące precyzji w produkcji płytek PCB i różnych innych zastosowaniach. Dodatkowo, dzięki precyzyjnemu-dostrojeniu parametrów procesu, możliwe jest uzyskanie ultracienkich suchych warstw (poniżej 10 μm) z drobnymi liniami HDI. Jednocześnie integracja technologii bezpośredniego obrazowania laserowego (LDI) z laminowaniem suchej folii zmniejsza błędy w foliach, zwiększając w ten sposób precyzję przenoszenia wzoru.
Stabilna jakość: Sucha folia wykazuje solidne przyleganie do podłoża w odpowiednich warunkach przetwarzania, skutecznie usuwając testy taśmy i zapobiegając odklejaniu się w fazie rozwoju. Dodatkowo procedura laminowania odbywa się w warunkach próżniowych, co zapobiega tworzeniu się pęcherzyków, utrzymuje stałą integralność laminacji i łagodzi problemy, takie jak niewystarczająca ekspozycja z powodu pęcherzyków.
Korzystne dla środowiska: Laminowanie na sucho, w przeciwieństwie do metod na mokro, eliminuje konieczność stosowania dużych ilości rozpuszczalników organicznych podczas powlekania i suszenia, obniżając w ten sposób emisję lotnych związków organicznych (LZO) i zwiększając przyjazność dla środowiska.
Podstawowe punkty działania:
Przygotowanie podłoża: wymaga dokładnych procesów czyszczenia, takich jak czyszczenie chemiczne, szczotkowanie, piaskowanie i inne. Proces mikro-trawienia ma na celu wyeliminowanie warstw tlenków, oleju i pyłu z powierzchni folii miedzianej, a następnie odpowiednie szorstkowanie w celu znacznego wzmocnienia wiązania między suchą powłoką a folią miedzianą.
Kontrola parametrów: niezwykle istotne jest dokładne-dostrojenie zmiennych procesu (takich jak temperatura, ciśnienie, prędkość) w celu dopasowania do rozmiaru podłoża i rodzaju suchej powłoki. Na przykład wysokie temperatury mogą prowadzić do marszczenia, tworzenia się pęcherzyków, przerzedzania w niektórych obszarach i zmniejszenia przyczepności w wyniku-przesuszenia suchej powłoki; odwrotnie, bardzo niskie temperatury mogą powodować zmniejszoną przyczepność i mniejszą zdolność wypełniania. Na przyczepność pomiędzy suchą folią a podłożem wpływają wahania ciśnienia, a obecność szczelin lub zarysowań na rolkach dociskowych również wpływa na przyczepność pomiędzy powierzchnią płyty a klejem do suchej powłoki.
Specyfikacje dotyczące środowiska: Aby zapobiec wpływowi kurzu i zanieczyszczeń na jakość laminowania, obszar operacyjny musi spełniać normy dotyczące pomieszczeń czystych (klasa 100 K lub niższa). Jednocześnie ważne jest, aby sucha powłoka znajdowała się w chłodnym i niezanieczyszczonym pomieszczeniu, unikając przechowywania środków chemicznych i radioaktywnych. Warunki przechowywania obejmują strefę skąpaną w żółtym świetle, temperaturę poniżej 27 stopni (przy czym idealny zakres to 5-21 stopni) i poziom wilgotności w pobliżu 50%. Użyteczność produktu musi być ograniczona do maksymalnie sześciu miesięcy po-produkcji; jednakże filmy, które przechodzą kontrolę poprodukcyjną, są nadal opłacalne.