理想的光具(底片)是经过精细设计,通过所采用的CAD/CAM先进系统,光绘系统和所应用的高分辩的光致抗蚀剂,进而转移至铜的表面或用于阻焊底片(光具)等作业工序,光具没有发生任何变形.但从实际应用上,理想的光具(底片)是不存在的.它将会受到各种因素的直接或简接的影响.

       在底片制作,使用,检测和存放等全过程的环境温湿条件下,统计信息报知,光具将会发生变化.也就光具会变形或产生偏差.在制作光给底片时,所使用的光绘系统有它的局限性有关(即精度,分辩率,修整,尺寸稳定性的限制等);片基(分辩率,针孔,模糊,光线底切)和工艺过程中(乳胶的脱离,划伤)和使用光具过程中有划伤,灰尘等.所以正确地使用先进的,各种类型的加工系统,将会保持最小缺陷以至达到验收标准.

       光具的尺寸要受到温度,湿度,机械应力和迟滞等波动的影响,光具的尺寸会发生变化.但有些光具尺寸的变化是可逆的,其它却不会的.

       尺寸变化原因之一温度的影响:

大多数材料随着温度的变化而膨胀,光具也不例外附和这样的规律.而所有的光具使用过程中随着温度的变化而发生变化.CT热膨胀系数来确定膨胀程度.CT是材料的基本特性;也就每摄氏百分度数的每米材料膨胀系数.当温度上升1℃,如果材料的.CT是1,1米的材料将膨胀1微米.

表1               一些材料的CT

  注:热膨胀系数不决定光具的厚度.PET(聚脂)基光具热膨胀系数唯一的

                                      要避免介于20℃和60℃.

       尺寸变化原因之二相对湿度的影响

      大多数的光具吸水,然后随着相对湿度的增加而膨胀.它是通过CRH来确定膨胀的程度.是相对湿度膨胀系数,也就是材料的基本特性.所谓膨胀系数CRH就是相对湿度每%变化每米材料膨胀微米级.如果材料的CRH是1时,一米的材料在相对湿度增加1%时,将会膨胀为1微米.

       光具(底片)几层不同材料的比较.这些材料的相对湿度CRH是有差异的,PET的CRH是8μm/m,%;典型的乳胶层的CRH范围介于70和150μm/m,%.当相对湿度变化时,不同的膨胀介于不同层间产生极高的应力.而介于PET和明胶层之间的粘结层应吸收这些所产生的应力.

        表2                                      一些材料的CRH

  注:PET(聚酯)基光具相对湿度的膨胀系数唯一的应避免相对湿度介于

                                     30%和60%

通过应用明胶和聚酯基之间的力的平衡,将会在一定的相对湿度状态下确定光具(底片)的尺寸.实质上应归于产品聚酯材料的的特性(特别是弹性模数)即不同机械方向与横向的比较的结果,光具将在长度和宽度方向产生不同的膨胀.根据聚酯材料的特性这些基片从中心到边缘引起变化也就不相同,也就是黑度的程度和使用固化剂固化过程的相对湿度膨胀系数的影响.在相对湿度范围内外形尺寸的决定如何进行尺寸的测量.在表2中测量数值11(卤化银在PET基片上制作光具)是平均值.它是通过外形尺寸的采用计算的方法.

        卤化银(银盐,乳胶层)光具(底片)主要的缺点,就是当相对湿度比30%低或比70%高尺寸的变化是不可逆的.片基以卤化银膜制作的光具,保持过干的条件下,当相对湿度达到返回到比它原来标准完成时将会变长.如卤化银膜制作的光具保持太潮湿的条件,当相对湿度达到返回到比它原来标准完成时将会变短.卤化银膜制作的光具存储类型还要考虑到在环境中的曝露.采用明胶制作的光具尺寸变化会产生不可逆的影响.

        在相对湿度变化波动时,玻璃基制作的光具尺寸经测量后其变化极小.实际玻璃基是不吸附任何水分,并且有足够的强度和抑制通过明胶所产生的任何尺寸的变化.

       尺寸变化原因之三就是机械应力的作用

       在机械应力的影响下,任何光具必然会产生膨胀.膨胀是由通过典型材料的弹性模数而定的.如果应力没有超过确定值,所有的变化将是可逆的.在实践过程中,光具将会受到唯一的机械应力条件的限制和尺寸变化不会发生不可逆的.光具还要受通过真空系统的应用而引起机械应力的,如在光会机和曝光机真空系统内实施作业的影响.底片尺寸的变化当真空缓慢地上升时,并覆盖在光具的表面将会受到限制.

        在常规印制电路板制造过程中,光具在作业系统内被定位,不可逆的尺寸变化发生在底片工具孔周围和外层扩钻孔的周围.

        尺寸变化由片基老化产生:

         卤化银膜制作的光具超时可能引起尺寸变化.当底片未进行加工的片操作不正确而过时,,片基尺寸将会趋向变化并返回到加工前的初始尺寸.当光具加工是正确的,并按照通常所说的零偏差加工,这种尺寸变化是不会发生的.

        尺寸变化由动力学产生:

        工业生产中,经常是识别和了解情况.因为有些情况是唯一的重要部分,.所有真实和正确的步骤,都必将所使用的光具.保持相适应的环境条件进行保存.同时要求与使用存放时间相匹配.

        在日常寿命因素波动底片的尺寸变化是恒定的.在曝光机进行工作时,由于曝光灯的热量导致热量增加. 相对湿度是恒定不变化的,因为它受到空气调节系统的限制等,很重要的就是使用非标准类型(在时间内尺寸变化)光具.

        温度特性:PET基光具当温度改变时,尺寸变化稍快.时间不变温度的变化(时间上需要达到总变化的2/3)只是几分钟.玻璃制作的光具具有更长时间内尺寸不变化,这归于它具有高的热量而PET基光具当片基的两面曝露在环境条件下,大约十几分钟将会达到它新尺寸.当几种类型底片堆放时,可以采取每十分钟放一片.

        当底片通过强真空系统牢固定位,如在光绘机内和曝光机内,真空可以使底片防止变化.即使底片温度变化,其尺寸将不会发生变化.当真空系统关闭时,底片尺寸的变化极快.

        相对湿度特性:卤化银光具在相对湿度就化条件下,其反应更加复杂.由于明胶和部分片基PET波动而产生一部分尺寸的变化.明胶的时间不变,为适应相对湿度的仅仅此十分之一的变化:就类似泡沫材料的作用.因为吸附很多水分并且很快.PET时间不变,以适应相对湿度几小时的变化:这是因为它吸收的水分极少而且还很慢.卤化银光具由于受到相对显度一秒内偶然的波动将会产生大约50%的尺寸变化.这个变化的原因完全是明胶造成的.在保持50%的尺寸变化情况下,在实际作业上能达到连续.为此,按照相对湿度变化后,建议光具的使用达到八小时.当光具的两面暴露在环境情况下,这种按时进行调整的是唯一有效的方法.所以,当底片放置,内层薄板将不会产生新尺寸.外层膜屏蔽内层会受湿度波动的影响.聚酯的外层膜能形成阻挡湿度对其产生的影响.

       同样,当膜通过强的真空是非常安全的,因为真空可以使膜固定,防止尺寸的变化.

      机械应力:机械应力是使卤化银光具的尺寸产生直接的变化的原因.这种尺寸的变化直接与应力的强度有关.

      老化:卤化银光具尺寸的变化与存放的时间周期限过长而老化有关即月到年.光具尺寸的变化原因就是由片基老化而造成的,而这种情况往往被忽视.

       尺寸变化是可逆:

       当相湿度的范围在30%到70%时,光具尺寸的变化是可逆的.在这种可逆的范围内,光具的长度就很容易计算.温度(温热时间长)和相对湿度(润湿时间长)光具尺寸波动.底片的长度是通过基础材料(聚酯)和明胶层的结合变化而确定的.基础材料(聚酯)的每度摄氏温度的变化,该材料每米将膨胀18μm.和反应相当快(两分钟).明胶层具有相类似的反应是由温度的变化引起的.基础材料每%相对湿度将膨胀8μm/m.,但其反应极慢(几个小时).而明胶层每%RH相对湿度的变化,典型膨胀数据为100μm/m.,其反应速度极快(十分之一秒).但是,当明胶层与基础材料结合时被约束,被此是不能改变.因此,光具尺寸的变化总是由基础材料与明胶结合后计算的.新型光具热膨胀系数每摄氏一度的变化为18μm/m.和相对湿度系数的每%的变化为11μm/m.(平均值).

       所提供的光具很容易按照程序或例表就能计算其尺寸的变化.所有这些计算唯一有效地就是在可逆范围(30到70%RH).

       尺寸变化是不可逆的:

       当相对湿度在30%以下或约70%时,尺寸就会发生不可逆的变化.但在高相对湿度尺寸不可逆的变化而会发生回恢.低的相对湿度不可逆尺寸变化会发生收缩..

       恢复（Recoyery）:

        当膜随着环境相对湿度比70%高时,明胶层的因为在湿状态引起强度减小.该表明明胶的化学键通过许水分的作用而分离,与其它片基接触是松的,不能再使用会影响更多.明胶的影响在尺寸变化上很容易破损.结果是膜膨胀小,这种长度增加减少是不变的.当环境的相对湿度下降到70%以下时,膜将会保持较短,这种现象称之谓回恢.

       回缩:(Relaxation)：

      当膜随着环境相对湿度比30%小时,明胶化学键许多水分蒸发接近另一端氢桥,它是介于明胶化学键与这些氢桥吸收机械应力的明胶由聚酯提供的之间形成的.其结果明胶的影响在尺寸上的变化是破损.这些膜收缩性小.保持这样的收缩程度,如环境湿度升约30%重新恢复.这种现象称之谓收缩.

      工艺过程:

       恢复和回缩两个工艺过程的出现.图例表示光具在加工过程中的尺寸变化.

       当片基在50%(环境湿度)工艺条件,在光绘机内进光绘时,当离开光绘机时膜呈现出潜像.这时的光绘机装置经调整是准确的.此时的底片在图表1点上.

  在湿处理步骤(显影,定影和清洗)过程中,膜吸收水分而增长,首先是线性和可逆的.此时膜在70%时是膨胀而低这位置时却是恢复.这种膜的尺寸变化在1秒时间内.唯一尺寸变化是是明胶.因为片基是采用聚酯吸水分太慢而且时间又很长,但还是有一些影响.

.      当光具离开湿处理段后(2点上),进行干燥

机内烘干.在干燥段相对湿度比较低膜将会干

燥.首先,收缩不是线性和不是不可逆的.因为

介于70%和30%收缩是线性的和可逆的.但低

于30%却是收缩.但是,是低速率回缩.相对湿

度在进行干燥段时通过干燥机温度控制装置进行

有效的控制.当干燥机的装置控制正确时,光具

尺寸变化是很合适的和图表上点3′.当干燥机装

置过冷,相对湿度太高,此时的膜(底片)范围

尺寸变短(在图表点3),当干燥机装置太热,相

对湿度太低,此时底片结束时尺寸变长(在图表

3″点).                                                                                图表1:       底片制作过程中尺寸的变化

        然而,当底片作业完成后,就会开始从环境           

条件下吸收水分而膨胀.首先这种尺寸变化不是线性和不是不可逆的,更后些是线性的和可逆的.当膜是干燥的条件是操作正确时,底片(光具)的尺寸变化范围恰好是尺寸适宜.如果干燥时太冷,底片作业结束后,尺寸的变化太短;如果干燥时太热,底片作业结束后尺寸变化太长.

       理想的膜(底片)的加工过程是通过回缩全部进行补偿而底片尺寸恢复.然而在膜(底片即聚酯和明胶)在加工前存有内应力,因为这种类型的内应力水平最适合复制至抗蚀剂或阻焊剂掩膜加工过程期间的最小尺寸变化.和避免尺寸变化结束时的老化.

       光具 在最大程度的环境条件:

       最好的实践就是要防止底片(光具)在环境条件下产生不可逆的尺寸变化.当然这种情况是不可能是始终不变的.一些底片在长距离运输过程中环境条件是未知的,.如果使用船运输,应该采用装袋通过空气最低温度为20℃和相对湿度在10%以下储存条件.

       在运输期间当底片进行正确的包,在正确的温度和相对湿度条件下,不可逆尺寸变化是可以防止的.因为当底片包装后袋内的湿度是正常的,不会暴露也不会吸收任何水分,于是这时RH的下尺寸变化不会发生改变 .唯一的尺寸变化就是通过温度的变化而发生.极低的温度条件下,船运袋包装片基其尺寸变化的结果不会产生不可逆尺寸变化.

        其它方面,当温度在60℃以上时片基(聚酯)开始发生变形.这种变形致使图象永久失真,并且很明显(如膜变形决不能用不进行图像转移).

        最隹的实践:

        为防止底片发生不可逆的尺寸变化是不因难的.

        首先要确保光绘机校验正确.确保底片处理系统的正确不会发生不可逆尺寸变化.每张底片在适应的环境条件底片两面最少10分钟.

         底片包装储存应在湿度相适宜的环境条件下(将底片推进空气袋包装内时,要确保袋的内部没有湿度交换)和袋密封.

         如果需要的时间短,就采用飞机运输,由于飞的高不会危及底片尺寸的变化.

         使用底片前,必须检查包装状态,并且还要校准许正确的环境条件一即温度.当包装应在24小时内校准包装储存温度是否正确,方能打开包装,没有尺寸变化发生.然后放置光具和开始制作有关事项