干膜光致抗蝕劑的技術(shù)條件

干膜光致抗蝕劑的技術(shù)條件 印制電路制造者都希望選用性能良好的干膜，以保證印制板質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效益。生產(chǎn)干膜的廠家也需要有一個標(biāo)準(zhǔn)來衡量產(chǎn)品質(zhì)量。為此在電子部、化工部的支持下， 1983 年在大連召開了光致抗蝕干膜技術(shù)協(xié)調(diào)會議，制定了國產(chǎn)水溶性光致抗蝕干膜的總技術(shù)要求。近年來隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，印制板的精度密度不斷提高，為滿足印制板生產(chǎn)的需要，不斷推出新的干膜產(chǎn)品系列，性能和質(zhì)量有了很大的改進和提高，但至今國產(chǎn)干膜的技術(shù)要求還沒 有修訂?，F(xiàn)將 83 年制定的技術(shù)要求的主要內(nèi)容介紹如下，雖具體數(shù)字指標(biāo)已 與現(xiàn)今干膜產(chǎn)品及應(yīng)用工藝技術(shù)有差距，但作為評價干膜產(chǎn)品的技術(shù)內(nèi)容仍有參考價值。 外觀 使用干膜時，首先應(yīng)進行外觀檢查。質(zhì)量好的干膜必須無氣泡、顆粒、雜質(zhì)；抗蝕膜厚度均勻；顏色均勻一致；無膠層流動。如果干膜存在上述要求中的缺陷，就會增加圖像轉(zhuǎn)移后的修版量，嚴(yán)重者根本無法使用。膜卷必須卷繞緊密、整齊，層間對準(zhǔn)誤差應(yīng)小于 1mm，這是為了防止在貼膜時因卷繞誤差而弄臟熱壓輥，也不會因卷繞不緊而出現(xiàn)連續(xù)貼膜的故障。聚酯薄膜應(yīng)盡可能薄，聚酯膜太厚會造成曝光時光線嚴(yán)重散射，而使圖像失真，降低干膜分辨率。聚酯薄膜必須透明度高 ，否則會增加曝光時間。聚乙烯保護膜厚度應(yīng)均勻，如厚度不均勻?qū)⒃斐晒庵驴刮g層膠層流動，嚴(yán)重影響干膜的質(zhì)量。 干膜外觀具體技術(shù)指標(biāo)如表 7 1所述： 表 7 1 干膜外觀的技術(shù)指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指 標(biāo) 一級 二級 透明度 透明度良好，無渾濁。 透明度良好，允許有不明顯的渾濁。 色澤 淺色，不允許有明顯的色不均勻現(xiàn)象。 淺色，允許有色不均勻現(xiàn)象，但不得相差懸殊。 氣泡、針孔 不允許有大于 0.1mm的氣泡及針孔 不允許有大于 0.2mm的氣泡及針孔，0.1 0.2mm的氣泡及針孔允許 20個平方米。 指標(biāo)名稱 指 標(biāo) 一級 二級 凝膠粒子 不允許有大于 0.1mm的凝膠粒子。 不允許有大于 0.2mm的凝膠粒子，0.1 0.2mm的凝膠粒子允許 15個平方米 機械雜質(zhì) 不允許有明顯的機械雜質(zhì)。 允許有少量的機械雜質(zhì)。 劃傷 不允許。 允許有不明顯的劃傷。 流膠 不允許。 允許有不明顯的流膠。 折痕 不允許。 允許有輕微折痕。 光致抗蝕層厚度 一般在產(chǎn)品包裝單或產(chǎn)品說明書上都標(biāo)出光致抗蝕層的厚度，可根據(jù)不同的用途選用不 同厚度的干膜。如印制蝕刻工藝可選光致抗蝕層厚度為 25m的干膜，圖形電鍍工藝則需選光 致抗蝕層厚度為 38m的干膜。如用于掩孔，光致抗蝕層厚度應(yīng)達到 50m。干膜厚度及尺寸公 差技術(shù)要求如表 7 2。 表 7 2 干膜的厚度及尺寸公差 規(guī)格名稱 標(biāo)稱尺寸 公 差 一級 二級 厚度(um) 聚酯片基光致抗蝕層聚乙烯保護膜總厚度 25 30 25、 38、 50 25 30 75 110 3 2 5 5 10 5 3 30 5 10 16 5 寬度 (mm) 485,300 5 長度 (m) 100 聚乙烯保護膜的剝禺性 要求 揭去聚乙烯保護膜時，保護膜不粘連抗蝕層。 貼膜性 當(dāng)在加熱加壓條件下將干膜貼在覆銅箔板表面上時，貼膜機熱壓輥的溫度 105 土 10 ，傳送速度 0.9 1.8米分，線壓力 0.54公斤 /cm，干膜應(yīng)能貼牢。 光譜特性 在紫外 可見光自動記錄分光光度計上制作光譜吸收曲線 (揭去聚乙烯保護膜，以聚酯 薄膜作參比，光譜波長為橫坐標(biāo)，吸收率即光密度 D作縱坐標(biāo) )，確定光譜吸收區(qū)域波長及安 全光區(qū)域。技術(shù)要求規(guī)定，干膜光譜吸收區(qū)域波長為 310 440 毫微米 (nm)，安全光區(qū)域波長 為 460毫微米 (nm)。 高 壓汞燈及鹵化物燈在近紫外區(qū)附近輻射強度較大，均可作為干膜曝光的光源。 低壓鈉燈主要幅射能量在波長為 589.0 589 6nm的范圍，且單色性好，所發(fā)出的黃光對 人眼睛較敏感、明亮，便于操作。故可選用低壓鈉燈作為干膜操作的安全光。 感光性 感光性包括感光速度、曝光時間寬容度和深度曝光性等。 感光速度是指光致抗蝕劑在紫外光照射下，光聚合單體產(chǎn)生聚合反應(yīng)形成具有一定抗蝕、 能力的聚合物所需光能量的多少。在光源強度及燈距固定的情況下，感光速度表現(xiàn)為曝光時間 的長短，曝光時間短即為感光速度快，從提高生產(chǎn)效率和保證 印制板精度方面考慮，希望選用 感光速度快的干膜。 干膜曝光一段時間后，經(jīng)顯影，光致抗蝕層已全部或大部分聚合，一般來說所形成的圖像 可以使用，該時間稱為最小曝光時間。將曝光時間繼續(xù)加長，使光致抗蝕劑聚合得更徹底，且經(jīng) 顯影后得到的圖像尺寸仍與底版圖像尺寸相符，該時間稱為最大曝光時間。通常干膜的最佳曝 光時間選擇在最小曝光時間與最大曝光時間之間。最大曝光時間與最小曝光時間之比稱為曝 光時間寬容度。 干膜的深度曝光性很重要。曝光時，光能量因通過抗蝕層和散射效應(yīng)而減少。若抗蝕層對 光的透過率不好，在抗蝕層較厚時， 如上層的曝光量合適，下層就可能不發(fā)生反應(yīng)，顯影后抗蝕 層的邊緣不整齊，將影響圖像的精度和分辨率，嚴(yán)重時抗蝕層容易發(fā)生起翹和脫落現(xiàn)象。為使 下層能聚合，必須加大曝光量，上層就可能曝光過度。因此深度曝光性的好壞是衡量干膜質(zhì)量 的一項重要指標(biāo)。 第一次響應(yīng)時的光密度和飽和光密度的比值稱為深度曝光系數(shù)。此系數(shù)的測量方法是將 干膜貼在透明的有機玻璃板上，采用透射密度計測量光密度，測試比較復(fù)雜，且干膜貼在有機 玻璃板上與貼在覆銅箔板上的情況也有所不同。為簡便測量及符合實際應(yīng)用情況，以干膜的最 小曝光時間為基準(zhǔn)來衡量深 度曝光性，其測量方法是將干膜貼在覆銅箔板上后，按最小曝光時 間縮小一定倍數(shù)曝光并顯影，再檢查覆銅箔板表面上的干膜有無響應(yīng)。 在使用 5Kw高壓汞燈，燈距 650mm，曝光表面溫度 25 土 5 的條件下，干膜的感光性應(yīng) 符合 如表 7 3要求： 表 7-3 干膜的感光性 一級 二級 最小曝光時間tmin(秒） 抗蝕層厚度 25m 10 20 抗蝕層厚度 38m 10 20 抗蝕層厚度 50m 12 24 曝光時間寬容度 tmax/tmin 2 1.585 深度曝光性（秒） 0.25tmin 0.5tmin 顯影性及耐顯影性 干膜的顯影性是指干膜按最佳工作狀態(tài)貼膜、曝光及顯影后所獲得圖像效果的好壞，即電 路圖像應(yīng)是清晰的，未曝光部分應(yīng)去除干凈無殘膠。曝光后留在板面上的抗蝕層應(yīng)光滑，堅實。 干膜的耐顯影性是指曝光的干膜耐過顯影的程度，即顯影時間可以超過的程度，耐顯影性 反映了顯影工藝的寬容度。 干膜的顯影性與耐顯影性直接影響生產(chǎn)印制板的質(zhì)量。顯影不良的干膜會給蝕刻帶來困 難，在圖形電鍍工藝中，顯影不良會產(chǎn)生鍍不上或鍍層結(jié)合力差等缺陷。干膜的耐顯影性不良， 在過度顯影時，會產(chǎn)生干膜 脫落和電鍍滲鍍等毛病。上述缺陷嚴(yán)重時會導(dǎo)致印制板報廢。 對干膜的顯影性和耐顯影性技術(shù)要求 如表 7 4。 表 7 4 干膜的顯影性和耐顯影性 溶液溫度 402 402 1無水碳酸鈉溶 液顯影時間 (秒 ) 抗蝕層厚度 25m 60 90 抗蝕層厚度 38m 80 100 抗蝕層厚度 50m 100 120 1無水碳酸鈉溶液耐顯影時間 (分 ) 5 3 分辨軍 所謂分辨率是指在 1mm的距離內(nèi)，干膜抗蝕劑所能形成的線條 (或間距 )的條數(shù)，分辨率 也可以用線條 (或 間距 )絕對尺寸的大小來表示。 干膜的分辨率與抗蝕劑膜厚及聚酯薄膜厚度有關(guān)?？刮g劑膜層越厚，分辨率越低。光線透 過照相底版和聚酯薄膜對干膜曝光時，由于聚酯薄膜對光線的散射作用，使光線側(cè)射，因而降 低了干膜的分辨率，聚酯薄膜越厚，光線側(cè)射越嚴(yán)重，分辨率越低。 技術(shù)要求規(guī)定，能分辨的最小平行線條寬度，一級指標(biāo) 0 1mm，二級指標(biāo) 0.15mm。 耐蝕刻性和耐電鍍性 技術(shù)要求規(guī)定，光聚合后的干膜抗蝕層，應(yīng)能耐三氯化鐵蝕刻液、過硫酸銨蝕刻液、酸性氯 化銅蝕刻液、硫酸 過氧化氫蝕刻液的蝕刻。在上述蝕刻液中， 當(dāng)溫度為 50 一 55 時，干膜 表面應(yīng)無發(fā)毛、滲漏、起翹和脫落現(xiàn)象。 在酸性光亮鍍銅、氟硼酸鹽普通錫鉛合金、氟硼酸鹽光亮鍍錫鉛合金以及上述電鍍的各種 鍍前處理溶液中，聚合后的于膜抗蝕層應(yīng)無表面發(fā)毛、滲鍍、起翹和脫落現(xiàn)象。 去膜性能 曝光后的干膜，經(jīng)蝕刻和電鍍之后，可以在強堿溶液中去除，一般采用 3 5的氫氧化 鈉溶液，加溫至 60 左右，以機械噴淋或浸泡方式去除，去膜速度越快越有利于提高生產(chǎn)效 率。去膜形式最好是呈片狀剝離，剝離下來的碎片通過過濾網(wǎng)除去，這樣既有利于去膜溶液的 使用壽命，也可以減少對噴咀的 堵塞。 技術(shù)要求規(guī)定，在 3 5 (重量比 )的氫氧化鈉溶液中，液溫 60土 10 ，一級指標(biāo)為去膜 時間 30 75 秒，二級指標(biāo)為去膜時間 60 一 150秒，去膜后無殘膠。 儲存期 干膜在儲存過程中可能由于溶劑的揮發(fā)而變脆，也可能由于環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生熱聚 合，或因抗蝕劑產(chǎn)生局部流動而造成厚度不均勻 (即所謂冷流 )，這些都嚴(yán)重影響干膜的使用。 因此在良好的環(huán)境里儲存干膜是十分重要的。技術(shù)要求規(guī)定，干膜應(yīng)儲存在陰涼而潔凈的 室內(nèi)，防止與化學(xué)藥品和放射性物質(zhì)一起存放。儲存條件為：黃光區(qū)，溫度低于 27 (5 21 為最佳 )，