[发明专利]一种印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法

说明书

本发明涉及一种印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法，通过三维建模及仿真获取柔性印刷电路板蚀刻所得铜层轮廓，根据所得铜层轮廓和与若干实验结果对比验证，建立以喷淋压强、蚀刻时间和夹角为主的工艺参数关于掩膜线宽补偿量的控制模型，并运用数学方法归纳总结出掩膜线宽补偿量的预测公式和函数曲线。本发明通过基于欧拉多相流模型的多尺度耦合仿真方法，结合实验验证以及数学方法，建立以喷淋压强、蚀刻时间和夹角为主的工艺参数关于掩膜线宽补偿量的控制模型。

技术领域

本发明涉及柔性印刷电路板制造领域，尤其涉及湿法蚀刻工艺中的一种印刷电路板掩膜线宽补偿量预测方法。

背景技术

在印刷电路板制造工艺中，线宽均匀性作为一个重要性能指标需要被重点考察。随着市场需求的增长和工艺技术的不断进步，柔性印刷电路板的尺寸也在不断缩小，其线宽已缩小至微米级别，生产过程中的关键工艺参数，如蚀刻液喷淋压力、蚀刻工艺处理时间、线路方向与进给方向间夹角和掩膜线宽补偿量等，均会显著影响印刷电路板的性能和产品的良品率。

在影响柔性印刷电路板生产质量的诸多因素中，铜层电路线宽参数符合设计指标具有重要意义。如果铜层电路线宽超过一定范围时，柔性印刷电路板的性能即会受到影响，如短路、发热严重等缺陷，以及由于线路间距过小导致的不正常放电问题。如果铜层电路线宽过窄，则产品在加工生产的过程中更容易出现断路等缺陷，电路板的线路结构稳定性也会降低，有可能在后续的烘干和清洗等工艺中受到破坏。

目前，柔性印刷电路的掩膜电路线宽补偿量的设置仍处于试错试验研究阶段，从资金和成本上限制了柔性印刷电路板制造技术的快速发展和应用。同时，由于柔性印刷电路板蚀刻过程中短路、断路等缺陷的形成和发展机理等方面的研究缺少可靠的实验技术和手段。开展柔性印刷电路板蚀刻工艺的掩膜电路线宽补偿量预测方法，能够有效地揭示柔性印刷电路板表面的动压强和残余应力分布、线路轮廓演化、线路缺陷的形成与发展，建立基于材料特性、工艺参数、环境、缺陷的工艺数据库，指导柔性印刷电路板掩膜电路线宽补偿量的研究。

发明内容

本发明的目的是根据现有柔性印刷电路板蚀刻工艺中的实验数据，提出一种能揭示柔性印刷电路板蚀刻过程中光刻胶掩膜电路线宽补偿量的预测方法，建立材料-工艺-缺陷演变的柔性印刷电路板光刻胶掩膜电路线宽补偿量的精准预测模型。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种柔性印刷电路板蚀刻工艺中的光刻胶掩膜电路线宽补偿量的预测方法，基于实验数据与仿真计算结果，建立不同的喷淋压力和蚀刻时间等工艺环境下，光刻胶掩膜电路线宽补偿量与电路结构相对于进给方向的夹角之间的关系。该方法包括以下步骤：

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。