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电路板光刻

发布时间:2021-01-28 00:19:21

1. 光刻机是干什么用的,工作原理是什么

一、用途

光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。

用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。

二、工作原理

在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。

(1)电路板光刻扩展阅读

光刻机的结构:

1、测量台、曝光台:是承载硅片的工作台。

2、激光器:也就是光源,光刻机核心设备之一。

3、光束矫正器:矫正光束入射方向,让激光束尽量平行。

4、能量控制器:控制最终照射到硅片上的能量,曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

5、光束形状设置:设置光束为圆型、环型等不同形状,不同的光束状态有不同的光学特性。

6、遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。

7、能量探测器:检测光束最终入射能量是否符合曝光要求,并反馈给能量控制器进行调整。

8、掩模版:一块在内部刻着线路设计图的玻璃板,贵的要数十万美元。

9、掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度是nm级的。

10、物镜:物镜用来补偿光学误差,并将线路图等比例缩小。

11、硅片:用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸,尺寸越大,产率越高。题外话,由于硅片是圆的,所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系,根据缺口的形状不同分为两种,分别叫flat、 notch。

12、内部封闭框架、减振器:将工作台与外部环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,并维持稳定的温度、压力。

2. 光刻胶是大规模集成电路印刷电路版技术中的关键材料,某一光刻胶的主要成分如图所示,下列有关说法正确的

A.由结构简式可知,发生加聚反应生成高分子,单体为CH2=CHOOCCH=CHC6H5,其分子式为C11H10O2,故版A正确;
B.C=C及苯环均与氢权气发生加成反应,则1mol该物质可消耗4nmolH2,故B错误;
C.含-COOC-,在碱性溶液中发生水解,不能稳定存在,故C错误;
D.由高分子的主链只有2个C可知,发生加聚反应,故D错误;
故选A.

3. (8分)光刻胶是大规模集成电路、印刷电路板和激光制版技术中的关键材料。某一肉桂酸型光刻胶的主要成分A

(1)
(4)酸性(与氢氧化钠、碳酸氢钠反应)、不回饱和性 (与溴水答、H 2 、酸性KMnO 4 溶液反应)(2分)

4. 显影 光刻胶 是不是印刷电路板环评

彩扩废液污染严重,烟台大学化院实验中心主任刘永明教授介绍,虽然显影内液中基本不含银容,但也与定影液一样含有高浓度有机污染物和对人体有危害的重金属,如硫酸、硝酸及苯、甲醇、卤化银等硼酸、对苯二酚;漂白液和定影液中含有多种溴化物显影剂CD2、CD3、CD4等有害成分。其中,苯胺类的衍生物二甲基甲苯胺是中等毒性化合物,经皮肤、消化道进入人体,或吸入它的蒸气,会使人产生头疼、眩晕、蓝嘴唇或蓝指甲、蓝皮肤、气促虚弱等病状,还可能对血液中高铁血红蛋白发生作用,导致脑损害和肾障碍,高浓度接触可能导致死亡。定影液中含有的银离子是强效杀菌剂,废水中含银过高会影响废水处理厂生物处理的效果。此外,两种废液中所含的高浓度有机污染物,超过国家规定排放标准的300--1000倍。

5. 什么是集成电路板光刻

比如说你看集成电路板,上面不是有一条一条金属线么?那个线不是画上去的,版是整个刷一层铜到塑料权板上,然后上面刷一层蜡,然后你用刀子把没有导线的部分的蜡“刻”下去,然后把这块板子扔到腐蚀液里,没有蜡覆盖的地方就会被腐蚀掉,然后你把它拿出来,集成电路板就做好了
做cpu(计算机的中央处理器,计算机的核心)的时候呢。也是这个样子,但是cpu里面的导线非常非常非常小,线间距是几十纳米级别的,小的已经没有任何物理的刀子可以取刻出导线来了,这个时候我们就用“光刻”了。因为光可以被分的很纤细的,光刻是在金属表面铺一层感光膜,然后用光去照它,被光照到的地方,感光膜就会被“烧掉”,然后这个时候你用一个“纸片”上面画着电路图,去挡一下光,这样就把电路该在的地方留下来了,然后扔到对应的液体里一泡,cpu里面的电路就做好了。

6. 光刻机怎么制作(最好提供图文)

第一步:制作光刻掩膜版(Mask Reticle)
芯片设计师将CPU的功能、结构设计图绘制完毕之后,就可将这张包含了功能模块、电路系统等物理结构的“地图”绘制在“印刷母板”上,供批量生产了。这一步骤就是制作光刻掩膜版。

光刻掩膜版:(又称光罩,简称掩膜版),是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构,再通过曝光过程将图形信息转移到产品基片上。(*网络)

将设计好的半导体电路”地图“绘制在由玻璃、石英基片、铬层和光刻胶等构成的掩膜版上

光刻掩膜版的立体切片示意图

第二步:晶圆覆膜准备
从砂子到硅碇再到晶圆的制作过程点此查阅,这里不再赘述。将准备好的晶圆(Wafer)扔进光刻机之前,一般通过高温加热方式使其表面产生氧化膜,如使用二氧化硅(覆化)作为光导纤维,便于后续的光刻流程:

第三步:在晶圆上“光刻”电路流程
使用阿斯麦的“大杀器”,将紫外(或极紫外)光通过蔡司的镜片,照在前面准备好的集成电路掩膜版上,将设计师绘制好的“电路图”曝光(光刻)在晶圆上。(见动图):

上述动图的工作切片层级关系如下:

光刻机照射到部分的光阻会发生相应变化,一般使用显影液将曝光部分祛除

而被光阻覆盖部分以外的氧化膜,则需要通过与气体反应祛除

通过上述显影液、特殊气体祛除无用光阻之后,通过在晶圆表面注入离子激活晶体管使之工作,进而完成半导体元件的全部建设。

做到这里可不算大功告成,这仅仅是错综复杂的集成电路大厦中,普通的一层“楼”而已。完整的集成电路系统中包含多层结构,晶体管、绝缘层、布线层等等:

搭建迷宫大厦一般的复杂集成电路,需要多层结构

因此,在完成一层光刻流程之后,需要把这一阶段制作好的晶圆用绝缘膜覆盖,然后重新涂上光阻,烧制下一层电路结构:

多次重复上述操作之后,芯片的多层结构搭建完毕(下图):

如果上图看的不太明白,可以看看Intel的CPU芯片结构堆栈图:

当然,我们可以通过高倍显微镜来观察光刻机“烧制”多层晶圆的堆叠情况:

第四步:切蛋糕(晶圆切割)
使用光刻机烧制完毕的晶圆,包含多个芯片(Die),通过一系列检测之后,将健康的个体们切割出来:

从晶圆上将一个个“小方块”(芯片)切割出来

第五步:芯片封装
将切割后的芯片焊

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