[发明专利]一种印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法

权利要求书

1.一种印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取柔性印刷电路线宽在多夹角下的补偿量数据和对应的工艺环境参数，所述夹角为电路结构相对于进给方向的夹角；

S2，建立柔性印刷电路蚀刻工艺中喷淋域的三维几何模型，并通过仿真计算该喷淋域下方印刷电路板上表面的喷淋压力分布；

S3，建立柔性印刷电路板蚀刻工艺中蚀刻域的三维几何模型，且包括S1中夹角情况的模型，以S2中压力结果为初始条件，计算出蚀刻域中光刻胶掩膜下方铜层线路的形态；

S4，将S3中铜层线路形态的仿真结果与S1中实验获取的铜层线路形态进行对比，通过调整仿真计算中涉及的工艺参数，将仿真结果与实验结果匹配；

S5，以各工艺环境参数为划分对象，将S4中匹配结果优良的仿真结果进行分类，再对各工艺参数进行拟合处理，通过与相应的实验结果对比验证后，最终获取印刷电路板光刻胶掩膜电路线宽补偿量的预测曲线；

其中，步骤S2、S3中仿真计算均基于欧拉多相流模型和湍流模型，具体过程为：

S23-1基于连续介质流体力学控制方程、K-ε模型方程、多相流中的欧拉微分方程和库仑定律，建立蚀刻域的理论模型，通过计算和查阅文献得到仿真所需参数，如雷诺系数、粘度；

S23-2基于喷淋域的几何结构，对喷淋域进行毫米级三维几何建模；

S23-3对喷淋域进行网格划分，选择标准K-ε湍流仿真模型，设置材料、流体相以及边界条件并对其命名，

S23-4对喷淋域进行流体仿真计算，得到喷淋域和柔性印刷电路板表面的动压强分布云图、垂直截面和底面的速度矢量图；

S23-5基于蚀刻域的几何结构，对蚀刻域进行微米级三维几何建模；

S23-6对蚀刻域的进行网格划分，对关键研究区域铜层提高网格密度，便于后期分析蚀刻机理，减小线宽误差；

S23-7选择欧拉多相流和湍流仿真模型，根据仿真结果设置入口的边界条件，即蚀刻液进入蚀刻域的初始速度或初始压强，得到蚀刻域的有限体积模型；对蚀刻域进行流体仿真计算，求解柔性印刷电路板铜层的轮廓演化及相关数据。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，其特征在于：

步骤S1中的夹角覆盖范围为0°至90°，以每间隔1°获取补偿量数据和对应的工艺环境参数。

3.根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，其特征在于：

所述S1工艺环境参数包括喷淋压力、蚀刻液温度、蚀刻液浓度、传送带进给速度，且所述柔性印刷电路的铜层电路线宽与设计值之间的误差不超过10%且未出现短路或断路形成的结构缺陷。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，其特征在于：所述步骤S2中，喷淋域的三维几何模型包括喷头高度、喷头间前后和左右间距、喷头内径、计算区域尺寸，应用于喷淋域的欧拉多相流模型选用2相模式，即空气相和蚀刻液相，蚀刻液的物理与动力学参数包括：蚀刻液密度、蚀刻液粘度、蚀刻液温度；根据以上所述的几何和物理参数，确定喷淋域仿真中的流体流态为湍流。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，其特征在于：所述步骤S3中，蚀刻域的三维几何模型包括铜层厚度、光刻胶掩膜厚度、掩膜电路线宽、夹角和计算区域尺寸；应用于蚀刻域的欧拉多相流模型选用3相模式，即空气相、蚀刻液相和铜相；铜的物理参数包括：密度、粘度、内摩擦角；根据以上所述的几何和物理参数，确定蚀刻域仿真中的流体流态为湍流，从计算结果调取铜的体积分数分布云图，进而判断铜层线路轮廓。

6.根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，其特征在于：所述S4中，仿真结果与S1获取结果匹配的判定标准为电路线宽，即二者间误差不超过5%即可认定为匹配，若不匹配，则修正工艺参数在测量中存在的误差，所述工艺参数包括物理参数、动力学参数以及边界条件，其中，修正的物理参数包括铜相的动力粘度，修正的动力学参数包括蚀刻液的喷淋压力。