干膜曝光工艺(PDF 6).pdf

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1、干膜曝光工艺干膜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。一。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

2、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)。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。同时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，照相底片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，以避免或减少图形曝光不均匀。二。曝光时间(曝光量)的控制在曝光过程中，干膜的光聚合反

3、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。该过程类似于原子弹爆炸的过程。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

4、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

5、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、国内的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

6、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。级数差系数K级数差系数K11.12262.00021.259

7、72.23931.41382.51241.58592.81851.778103.162当使用级数与参考级数相比较需增加时，使用级数的曝光时间T＝KTR。当使用级数与参考级数相比较需降低时，使用级数的曝光时间T＝TR/K。这样只进行一次试验便可确定最佳曝光时间。在无光密度尺的情况下也可凭经验进行观察，用逐渐增加曝光时间的方法，根据显影后干膜的光亮程度、图像是否清晰、图像线宽是否与原底片相符等来确定适当的曝光时间。严格的讲，以时间来计量曝光是不科学的，因为光源的强度往往随着外界电压的波动及灯的老化而改变

8、。光能量定义的公式E＝IT，式中E表示总曝光量，单位为毫焦耳／平方厘米；I表示光的强度，单位为毫瓦／平方厘米；T为曝光时间，单位为秒。从上式可以看出，总曝光量E随光强I和曝光时间T而变化。当曝光时间T恒定时，光强I改变，总曝光量也随之改变，所以尽管严格控制了曝光时间，但实际上干膜在每次曝光时所接受的总曝光量并不一定相同，因而聚合程度也就不同。为使每次曝光能量相同，使用光能量积分仪来计量曝光。其原理是当光强I发生变化时，能自动调整曝光时间T，以保持总曝光量E不变。三。照