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◎曝光 曝光即在紫外光照射下,光引发剂吸收了光能分解成游离基,游离基再引发光聚合单体 进行聚合交联反应,反应后形成不溶于稀碱溶液的体型大分子结构。曝光一般在自动双面曝光 机内进行,现在曝光机根据光源的冷却方式不同,可分风冷和水冷式两种 ◎影响曝光成像质量的因素 影响曝光成像质量的因素除干膜光致抗蚀剂的性能外,光源的选择、曝光时间(曝光量) 的控制、照相底版的质量等都是影响曝光成像质量的重要因素。
1)光源的选择 任何一种干膜都有其自身特有的光谱吸收曲线,而任何一种光源也都有其自身的发射光 谱曲线。如果某种干膜的光谱吸收主峰能与某种光源的光谱发射主峰相重叠或大部分重叠,则 两者匹配良好,曝光效果最佳。 国产干膜的光谱吸收曲线表明,光谱吸收区为310—440nm(毫微米)。从几种光源的光谱 能量分布可看出,镐灯、高压汞灯、碘镓灯在310—440nm波长范围均有较大的相对辐射强度, 是干膜曝光较理想的光源。氙灯不适应于干膜的曝光。 光源种类选定后,还应考虑选用功率大的光源。因为光强度大,分辨率高,而且曝光时间 短,照相底版受热变形的程度也小。 此外灯具设计也很重要,要尽量做到使入射光均匀性好,平行度高,以避免或减少曝光后 2)曝光时间(曝光量)的控制 在曝光过程中,干膜的光聚合反应并非“一引而发”或“一曝即成”,而是大体经过三个阶段。 干膜中由于存在氧或其它有害杂质的阻碍,因而需要经过一个诱导的过程,在该过程内引 发剂分解产生的游离基被氧和杂质所消耗,单体的聚合甚微。但当诱导期一过,单体的光聚合 反应很快进行,胶膜的粘度迅速增加,接近于突变的程度,这就是光敏单体急骤消耗的阶段,这 个阶段在曝光过程中所占的时间比例是很小的。当光敏单体大部分消耗完时,就进入了单体耗 尽区,此时光聚合反应已经完成。 正确控制曝光时间是得到优良的干膜抗蚀图像非常重要的因素。当曝光不足时,由于单体 聚合的不彻底,在显影过程中,胶膜溶涨变软,线条不清晰,色泽暗淡,甚至脱胶,在电镀前处理 或电镀过程中,膜起翘、渗镀、甚至脱落。当曝光过头时,会造成难于显影,胶膜发脆、留下残胶 等弊病。更为严重的是不正确的曝光将产生图像线宽的偏差,过量的曝光会使图形电镀的线条 变细,使印制蚀刻的线条变粗,反之,曝光不足使图形电镀的线条变粗,使印制蚀刻的线条变细。
如何正确确定曝光时间呢? 由于应用于膜的各厂家所用的曝光机不同,即光源,灯的功率及灯距不同,因此干膜生产 厂家很难推荐一个固定的曝光时间。国外生产干膜的公司都有自己专用的或推荐使用的某种 光密度尺,干膜出厂时都标出推荐的成像级数、我国干膜生产厂家没有自己专用的光密度尺, 通常推荐使用瑞斯顿帜iston)17级或斯图费(stouffer)21级光密度尺。 瑞斯顿17级光密度尺第一级的光密度为0.5,以后每级以光密度差AD为0.05递增,到 第17级光密度为1.30。 斯图费2l级光密度尺第一级的光密度为0.05,以后每级以光密度差△D为0.15递增, 到第2l级光密度为3.05。 在用光密度尺进行曝光时,光密度小的(即较透明的)等级,干膜接受的紫外光能量多,聚 合的较完全,而光密度大的(即透明程度差的)等级,干膜接受的紫外光能量少,不发生聚合或 聚合的不完全,在显影时被显掉或只留下一部分。这样选用不同的时间进行曝光便可得到不同 的成像级数。现将瑞斯顿17级光密度尺的使用方法简介如下:a.进行曝光时药膜向下;b.在覆铜箔板 上贴膜后放15分钟再曝光;c.曝光后放置30分钟显影。 任选一曝光时间作为参考曝光时间,用Tn表示,显影后留下的最大级数叫参考级数,将 推荐的使用级数与参考级数相比较,并按下面系数表进行计算。
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级数差 |
系数K |
级数差 |
系数K |
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1 |
1.122 |
6 |
2.000 |
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2 |
1.259 |
7 |
2.239 |
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3 |
1.413 |
8 |
2.512 |
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4 |
1.585 |
9 |
2.818 |
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5 |
1.778 |
10 |
3.162 |
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