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光化学图像转移技术:光致抗蚀剂

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-03  浏览次数:990

   (1)液体光致抗蚀剂

   液体光致抗蚀剂又叫液体感光胶。它主要由高感光树脂、感光剂、色料、填料等物质组成,它经光照射,会发生交联、分解或聚合等光化学反应,使之在铜表面上的感光胶膜改变性质。液体光致抗蚀剂可用丝网印刷的方法进行涂布,用稀碱水溶液显影,可耐酸性和弱碱性蚀刻液,可耐酸性镀铜、氟硼酸镀锡铝、微氰酸性镀金溶液。

   应用液体光致抗蚀剂工艺流程如下:

   基板清洁处理一涂覆一烘干一曝光一显影一千燥一蚀刻或电镀一去膜

   ①印制电路基板的清洁处理主要是要求其表面有良好的清洁度和合适的表面粗糙度。为保证铜表面与液体光致抗蚀剂有良好的黏合力,对铜表面进行适当粗化,扩大其表面积,增强其化学键合反应作用,提高黏合力。

   ②丝网涂覆。针对不同的用途选用目数不同的网版进

行涂覆,以求得到厚度不同的抗蚀层。图形电镀用抗蚀层可选120~150目的丝网,膜的厚度可控制在25μm±2μm,这样电镀层的厚度不会超过膜的厚度,以防图像边缘抗蚀层被电镀层压边,在去膜时去不掉,造成图像边缘呈锯齿状。

   ③烘烤的方式有烘箱和烘道两种。烘道烘烤一般都在自动控制范围内进行。但是使用烘箱时,首先要参照说明书,对不同型号的液体光致抗蚀剂采用不同的温度和时间,其次为使烘箱内各部位温度均匀,烘箱要有恒温控制和鼓风装置。烘烤温度过高或时间过长,会给显影和去膜造成困难。烘烤温度过低或时间太短,在曝光时底版就会与抗蚀剂粘在一起,底版容易受到损坏,所以一定要掌握好烘烤温度和烘烤时间两个因素。

   ④烘烤后膜层硬度较低,在进行曝光时应小心谨慎,防止损伤膜层。液体光致抗蚀剂的曝光量范围比较宽,但为使膜层抗蚀和抗电镀能力增加,应取高限曝光为宜。其感光速度相对较慢,使用高功率曝光机可加快速度。曝光后发现膜层上有针孔或砂眼等缺陷,应考虑是否为曝光不足。正相导线图形侧蚀严重,会造成导线变窄,负相导线图形散光扩大,会造成导线变宽,应着重考虑是否是曝光过度的原因。

   ⑤从涂覆液体光致抗蚀剂到显影的时间应控制在45h内。显影采用l%的无水碳酸钠溶液,在室温(20~25℃)下,l~2.5kgf/cm2(1kgf/cm2=98.0665kPa)的喷淋压力,控制显出点在2/3~3/4处。显影溶液的温度和浓度应控制在工艺范围内,因为液体光致抗蚀剂胶膜会随显影溶液温度

和浓度的升高而受到破坏,它主要能使胶膜的表面硬度和耐化学性能降低。显影前应着重检查孔内是否有光致抗蚀剂,如果其进入孔内,应该延长显影时间。显影后应仔细捡查孔内显得是否干净彻底。

   ⑥显影后在100℃±2℃下烘烤l2min,可以显著提高膜层硬度和抗蚀抗电镀能力。电路图形经过以上一系列操作直到显影结束,可能出现针孔、断线、线条边缘不齐等缺陷,此时就应进行修版。修版材料及配方如下:

虫胶

l00~150g/L

甲基紫

l~2g/L

   用无水乙醇配制即可使用。

   ⑦去膜,为提高去膜速度,可适当提高温度到50~60℃,采用5%的氢氧化钠水溶液浸泡4~8min,然后用水冲洗干净,再用5%盐酸浸泡3~5min,最后用水冲洗干净即可。

   (2)干膜光致抗蚀剂

   干膜光致抗蚀剂工艺性能优良,成像性和耐化学性能良好。其在图形电镀工艺中,对于精密细导线的制作、生产率的提高、产品质量的改善有其他光致抗蚀剂所达不到的效果。

   干膜由三部分组成:聚酯基底、光致抗蚀膜、聚乙烯保护膜。聚酯基底是光致抗蚀膜的载体,厚度大约为25μm左右;光致抗蚀膜的厚度从十几微米可到100μm,可根据用途来选用;聚乙烯膜保护光致抗蚀膜不受灰尘等的污染,另外一个作用是在卷膜时防止光致抗蚀膜相互粘连。

根据显影和去膜的方法,干膜分为以下三类。

①水溶性干膜

   它包括全水溶性和半水溶性两种。全水溶性干膜所用的显影剂和去膜剂是碱的水溶液。半水溶性干膜所用的显影剂和去膜剂是水加5%~l5%的有机溶剂。全水溶性干膜较半水溶性干膜成本更低。我国印制板企业基本上全是用全水溶性干膜。

  ②溶剂型干膜

   溶剂型干膜的优点是技术比较成熟,工艺比较稳定,耐酸碱性能良好,应用范围广泛。但是,溶剂型干膜使用有机溶剂作为显影剂和去膜剂,并且显影和去膜等辅助装置价格昂贵,生产成本较高,溶剂有毒,污染环境,有的溶剂易燃,安全没有保障,所以逐渐被水溶性干膜取代。

   ③剥离型或干显影型

   这是不需要显影剂的干膜,它是利用干膜的感光部分与未感光部分对聚酯薄膜表面和加工基材表面结合力差别的一种干膜。从曝光板上撕下聚酯薄膜的时候,没有经过曝光的不需要的干膜同聚酯薄膜一起被剥离,而经过曝光部分的干膜就留在基材表面,最终就是需要的干膜图像。

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