蚀刻之曝光

    曝光是在紫外光照射下,光引发剂吸收光能分解成游离基,游离基再}i发不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,现在的曝光机根据光源的冷却方式不同分风冷和水冷两种。
    曝光成像质量除干膜光敏抗蚀剂的性能外,光源的选择,曝光时间(曝光最)的控制,照相底版的质量等都是影响曝光成像质量的重要斟素。
    (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潜曲线。如果某种光源的光谱发射主峰和某种十膜的光谱吸收主峰相重叠或大部分重叠,说明两者匹配良好,曝光效果就好。
    国产干膜的光谱吸收曲线表明,光谱吸收区为310nm~440nm,从几种光源的光谱能量分布可看出:镝灯、高压汞灯、碘镓灯在310nm~440nm波长范围均有较大的相对辐射强度,是干膜曝光的理想光源。而氙灯不适应于干膜的曝光。光源选定以后,还应考虑选用功率大的光源,因为光源强度大,分辨率高,而且曝光时问短,照相底版受热变形的程度也小。
    (2)曝光时间控制(曝光量的控制):在曝光过程中干膜的聚合反应并不是在瞬问完成,而是经过以下过程完成。
    干膜中由于存在氧或其他有害杂质的阻碍,在曝光过程中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。当诱导期一过,单体的光聚合反应很快进行,胶膜的黏度迅速增加,接近于突变的程度,这就是光敏单体急骤消耗阶段,这个阶段在曝光过程中所占的时问比例很小。当光敏单体大部分消耗完时,就进人了单元体耗尽区,此时光聚合反应已经完成。
    正确控制曝光时间是获得优良干膜抗蚀图像非常重要的因素。当曝光不足时,I=h于单体聚合不彻底,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,存蚀刻过程中或电镀过程中,膜起翘,渗镀,甚至脱落。
    当曝光过度时,会造成难于显影,胶膜发脆,留下残胶等弊病。更为严甫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,使印制电路板蚀刻的线条变粗。反之,曝光不足使罔形电镀的线条变粗,使印制电路板蚀刻的线条变细。要得到正确的曝光量,就需要确定一个最佳的曝光时问。
    曝光时间的确定,在条件允许的情况下可采用瑞斯顿17级或斯罔费21级光密度尺来进行计算。在无光密度尺时,也可凭经验进行观察,用逐渐增加曝光时;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。
    不管采用哪种方法米确定的曝光时问,都屉建立在灯管光强度恒定的情况下才是有意义的。随着灯管的老化,光强度会降低,这时原先确定的曝光时间就应根据实际情况进行调整。现在一些先进的曝光设备都会使用光能量积分仪来计精曝光。其原理是当光强发生变化时,能自动调节曝光时间,使总曝光量保持不变。
    (3)照相底版的质量:照相底版的质量主要表现在光密度}aN_寸稳定性嘲个方面。
    关于光密度,要求最大光密度D。。>4,最小光密度D…<O,2。最大光密度是指底版在紫外光中,其表面挡光照的挡光下限,也就是说,底版不透明区的挡光密度D…>4时,才能达到良好的挡光目的。最小光密度是指底版在紫外光中,其挡光膜以外透明片基所呈现的挡光上限,也就是说,当底版透明区光密度D。.。<0.2时,才能达到良好的透光目的。
    照相底版的尺寸稳定性是指底版在环境温度、湿度及储存时间等因素作用下,底版尺寸的变化量。优良的底版要求这一变化值越小越好,因为底版尺寸的变化,将直接影响到印制板及其他金属的尺寸精度和图像重合度。
    国产SO硬性软片受温度和湿度的影响,尺寸变化较大,其温度系数和湿度系数大约在(50~60)x10%及(50一60)xlO℃~。对于一张长度约400ram的SO硬性软片,在冬季和夏季的尺寸变化可达0,5mm~lmm。采用厚聚酯片基的银盐片(O.18ram)和重氮片,可提高底版的尺寸稳定性。除了上述三种因素外,曝光机本身的真空系统及真空度也会影响到曝光成像质量。