干膜光致抗蝕劑的技術(shù)條件

1、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(chǎng)家也需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(kāi)了光致抗蝕干膜技術(shù)協(xié)調(diào)會(huì)議，制定了國(guó)產(chǎn)水溶性光致抗蝕干膜的總技術(shù)要求。近年來(lái)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(mǎn)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(jìn)和提高，但至今國(guó)產(chǎn)干膜的技術(shù)要求還沒(méi) 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(píng)價(jià)干膜產(chǎn)品的技術(shù)內(nèi)容仍有參考價(jià)值

2、。外觀(guān) 使用干膜時(shí)， 首先應(yīng)進(jìn)行外觀(guān)檢查。 質(zhì)量好的干膜必須無(wú)氣泡、 顆粒、 雜質(zhì)；抗蝕膜厚度均勻；顏色均勻一致；無(wú)膠層流動(dòng)。如果干膜存在 上述要求中的缺陷， 就會(huì)增加圖像轉(zhuǎn)移后的修版量， 嚴(yán)重者根本無(wú)法使用。膜卷必須卷繞緊密、整齊，層間對(duì)準(zhǔn)誤差應(yīng)小于1mm,這是為了防止在貼膜時(shí)因卷繞誤差而弄臟熱壓輥， 也不會(huì)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(huì)造成曝光時(shí) 光線(xiàn)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(huì)增加曝光時(shí)間。聚乙烯保護(hù)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(dòng)，嚴(yán)重影響干膜的質(zhì)量。干膜外觀(guān)具體技術(shù)指標(biāo)如表71所述：表7

3、 1干膜外觀(guān)的技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)一級(jí)二級(jí)透明度透明度良好，無(wú)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 孑L, 0.1 0.2mm的氣泡及針孔允 許v 20個(gè)平方米。1指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)一級(jí)二級(jí)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< 1介/平方米機(jī)械雜質(zhì)不允許有明顯的機(jī)械雜質(zhì)。允許有少量的機(jī)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

4、。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(shuō)明書(shū)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25 z的干膜，圖形電鍍工藝則需選光 致抗蝕層厚度為38 z 的干膜。如用于掩孔，光致抗蝕層厚度應(yīng)達(dá)到50 m。干膜厚度及尺寸公差技術(shù)要求如表72。表72干膜的厚度及尺寸公差公差規(guī)格名稱(chēng)標(biāo)稱(chēng)尺寸一級(jí)二級(jí)25 30±3±3聚酯片基光致抗厚 度25、38、50±2. 5±30. 5蝕層聚乙烯保護(hù)(um)25 30±5±10膜總厚度±0. 5±16. 575110

5、寬度(mm)485,300巧長(zhǎng)度(m)> 100聚乙烯保護(hù)膜的剝禺性要求揭去聚乙烯保護(hù)膜時(shí)，保護(hù)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(shí)，貼膜機(jī)熱壓輥的 溫度105土 10C，傳送速度0.91.8米/分，線(xiàn)壓力0.54公斤/cm, 干膜應(yīng)能貼牢。光譜特性在紫外一一可見(jiàn)光自動(dòng)記錄分光光度計(jì)上制作光譜吸收曲線(xiàn)(揭去聚乙烯保護(hù)膜，以聚酯 薄膜作參比，光譜波長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)為 310440毫微米(nm),安全光區(qū)域 波長(zhǎng) 為460毫微米(nm)。高壓汞燈及鹵化物燈在近紫外區(qū)

6、附近輻射強(qiáng)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(zhǎng)為 589.0 5896nm 的范圍, 且單色性 好,所發(fā)出的黃光對(duì) 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(shí)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(qiáng)度及燈距固 定的情況下,感光速度表現(xiàn)為曝光時(shí)間 的長(zhǎng)短,曝光時(shí)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(shí)間后,經(jīng)顯影,光致抗蝕層已全部或大部分

7、聚合,一 般來(lái)說(shuō)所形成的圖像 可以使用,該時(shí)間稱(chēng)為最小曝光時(shí)間。將曝光時(shí)間繼續(xù)加長(zhǎng)，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(shí)間稱(chēng)為最大曝光時(shí)間。通常干膜 的最佳曝光時(shí)間選擇在最小曝光時(shí)間與最大曝光時(shí)間之間。最大曝 光時(shí)間與最小曝光時(shí)間之比稱(chēng)為曝 光時(shí)間寬容度。干膜的深度曝光性很重要。曝光時(shí)，光能量因通過(guò)抗蝕層和散射效應(yīng) 而減少。若抗蝕層對(duì) 光的透過(guò)率不好，在抗蝕層較厚時(shí)，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(shí)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(guò)

8、度。因 此深度曝光性的好壞是衡量干膜質(zhì)量 的一項(xiàng)重要指標(biāo)。第一次響應(yīng)時(shí)的光密度和飽和光密度的比值稱(chēng)為深度曝光系數(shù)。 此系 數(shù)的測(cè)量方法是將 干膜貼在透明的有機(jī)玻璃板上，采用透射密度計(jì) 測(cè)量光密度，測(cè)試比較復(fù)雜，且干膜貼在有機(jī)玻璃板上與貼在覆銅箔板上的情況也有所不同。為簡(jiǎn)便測(cè)量及符合實(shí)際應(yīng)用情況， 以干膜 的最 小曝光時(shí)間為基準(zhǔn)來(lái)衡量深度曝光性，其測(cè)量方法是將干膜貼 在覆銅箔板上后，按最小曝光時(shí) 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(wú)響應(yīng)。在使用5Kw高壓汞燈，燈距650mm,曝光表面溫度25土 5C的條件 下，干膜的感光性應(yīng)符合如表73要求：表7-3干膜的感光性一級(jí)二級(jí)最小

9、曝光抗蝕層厚度25卩m< 10< 20時(shí)間抗蝕層厚度38卩m< 10< 20tmi n（秒）抗蝕層厚度50卩m< 12< 24曝光時(shí)間寬容度tmax/tmin>2> 1.585深度曝光性（秒）< 0.2tmin< 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(wú) 殘膠。曝光后留在板面上的抗蝕層應(yīng)光滑，堅(jiān)實(shí)。干膜的耐顯影性是指曝光的干膜耐過(guò)顯影的程度，即顯影時(shí)間可以超過(guò)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

10、影響生產(chǎn)印制板的質(zhì)量。顯影不良的干膜會(huì)給蝕刻帶來(lái)困 難，在圖形電鍍工藝中，顯影不良會(huì)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(guò)度顯影時(shí)，會(huì)產(chǎn)生干膜脫落和電鍍滲鍍等毛病。上述缺陷嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致印制板報(bào)廢。對(duì)干膜的顯影性和耐顯影性技術(shù)要求如表74。表74干膜的顯影性和耐顯影性溶液溫度C40 i240 ±21 %無(wú)水碳酸鈉抗蝕層厚度25 a m< 60< 90溶液顯影時(shí)間抗蝕層厚度38 a m< 80< 100（秒）抗蝕層厚度50 a m< 100< 1201 %無(wú)水碳酸鈉溶液耐顯影時(shí)間（分）>5>3分辨軍所謂分辨率是指在1mm的

11、距離內(nèi)，干膜抗蝕劑所能形成的線(xiàn)條（或間 距）的條數(shù)，分辨率 也可以用線(xiàn)條（或間距）絕對(duì)尺寸的大小來(lái)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(xiàn)透過(guò)照相底版和聚酯薄膜對(duì)干膜曝光時(shí)，由于聚 酯薄膜對(duì)光線(xiàn)的散射作用，使光線(xiàn)側(cè)射，因而降低了干膜的分辨率，聚酯薄膜越厚，光線(xiàn)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(xiàn)條寬度，一級(jí)指標(biāo)v0. 1mm, 二級(jí)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(guò) 硫酸銨蝕刻液、酸性氯 化銅蝕刻液、硫酸 過(guò)氧化氫蝕刻液的蝕 刻。在上述蝕刻液中，當(dāng)溫度為 50 一

12、 55C時(shí)，干膜 表面應(yīng)無(wú)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(wú)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(qiáng)堿溶液中去除，一般采 用3 5 %的氫氧化 鈉溶液，加溫至60 C左右，以機(jī)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(lái)的碎片通過(guò)過(guò)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(duì)噴咀的堵塞。 技術(shù)要求規(guī)定， 在35% （重量比）的氫氧化鈉溶液中，液溫60 土 10C, 級(jí)指標(biāo)為去膜 時(shí)間 3075秒，二級(jí)指標(biāo)為去膜時(shí)間 60一150秒，去膜后無(wú)殘膠。 儲(chǔ)存期 干膜在儲(chǔ)存過(guò)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(dòng)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(chǔ) 存干膜是十分重要的。技術(shù)要求規(guī)定，干膜應(yīng)儲(chǔ)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(chǔ)存條件為：黃光區(qū)， 溫度低于27C （5 21 C為最佳），相對(duì)濕度5