Электрорадиоэлементы устройства функциональной микроэлектроники и технология радиоэлектронных (стр. 79 из 102)

прозрачные точки на черных полях), которые не превышают 10—30 мкм;

точность элементов выполнения рисунка 0,025 мм.

В большей степени перечисленным требованиям удовлетворяют сверхконтрастные фотопластинки и пленки ''Микрат-Н'' (СССР), фотопластинки типа ФТ-41П (СССР), РТ-100 (Япония) и Agfalit (Германия).

В настоящее время применяются два основных способа получения фотошаблонов: фотографирование их с фотооригиналов и вычерчивание световым лучом на фотопленке с помощью координатографов с программным управлением либо лазерным лучом. При изготовлении фотооригиналов рисунок ПП выполняют в увеличенном масштабе (10:1, 4:1, 2:1) на малоусадочном материала путем вычерчивания, изготовления аппликаций или резания по эмали. Способ аппликации предусматривает наклеивание заранее подготовленных стандартных элементов на прозрачную основу (лавсан, стекло и др.). Первый способ характеризуется низкой точностью и большой трудоемкостью, поэтому используется в основном для макетных образцов плат.

Резание по эмали применяют для ПП с высокой плотностью монтажа. Для этого полированное листовое стекло покрывают непрозрачным слоем эмали, а вырезание рисунка схемы осуществляют на координатографе с ручным управлением. Точность получения рисунка 0,03—0,05 мм.

Изготовленный фотооригинал фотографируют с необходимым уменьшением на высококонтрастную фотопластину с помощью фоторепродукционных полиграфических камер типа ПП-12, ЭМ-513, Klimsch (Германия) и получают фотошаблоны, которые могут быть контрольными и рабочими. Для тиражирования и изготовления рабочих, одиночных, а также групповых фотошаблонов применяют метод контактной печати с негативной копии контрольного фотошаблона. Операция выполняется на мультипликаторе модели АРСМ 3.843.000 с точностью 0,02 мм.

Недостатки такого метода — большая трудоемкость получения фотооригинала, требующего высококвалифицированного труда, и трудность равномерного освещения фотооригиналов значительной площади, что снижает качество фотошаблонов.

Возрастающая сложность и плотность рисунка ПП, необходимость увеличения производительности труда привели к разработке метода изготовления фотошаблонов сканирующим лучом непосредственно на фотопленке. Для изготовления фотошаблона световым лучом разработаны координатографы с программным управлением. С переходом на машинное проектирование плат необходимость вычерчивания чертежа отпадает, так как полученная с ЭВМ перфолента с координатами проводников вводится в считывающее устройство координатографа, на котором автоматически выполняется фотошаблон.

Координатограф (рис. 5.9) состоит из вакуумного стола 8, на котором закрепляют фотопленку, фотоголовки и блока управления 1. Стол перемещается с высокой точностью в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью прецизионных ходовых винтов 9 и 3, которые приводятся во вращение шаговыми двигателями 2 и 10. Фотоголовка включает осветитель 4, фокусирующую систему 5, круговую диафрагму 6 и фотозатвор 7. Диафрагма имеет набор отверстий (25— 70), оформляющих определенный элемент рисунка ПП, и закрепляется на валу шагового двигателя. В соответствии с программой работы сигналы от блока управления подаются на шаговые двигатели привода стола, диафрагмы и на осветитель. Современные координатографы (табл. 5.4) снабжаются системами автоматического поддержания постоянного светового режима, вывода из ЭВМ информации о фотошаблонах на пленку в масштабах 1:2; 1:1; 2:1; 4:1.

Рис. 5.9. Схема координатографа

Таблица5.4 - Основные технические характеристики координатографов

Максимал

Размеры Точность ьная Шаг

Модель рабочего позиционир скорость Ширина перемещ

поля, мм ования, мм перемещен ^{линии, мм} ения, мм ия, м/мин

―Минск-2005‖ 500 600 ±0,03 3 0,2—5 0,025

(СССР)

КПА-1200 (СССР) 1200 1200 ±0,05 6 0,2—4 0,025

723 (Gerber 865 1120 ±0,01 5 0,1—4 0,025

Sientific, США)

201 (Ariston, 865 1120 ±0.015 9,4 0,1—4 0,025

Германия)

―Минск-2010МГ‖ 500 600 0,006 9 0,1—2,5 0,025

(Беларусь)

5.6. ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ С ПРОБЕЛЬНЫХ МЕСТ

Травление меди — сложный окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является травильный раствор, переводящий медь из металлического состояния в ионное. Выбор травильных растворов зависит от следующих факторов: типа применяемого резиста; типа оборудования, обеспечивающего высокую производительность и экологическую защищенность процесса травления; допустимой величины коэффициента подтравливания; оптимальной скорости травления.

Промышленность использует травильные растворы на основе хлорного железа, персульфата аммония, хлорной меди, смеси хромового ангидрида и серной кислоты, перекиси водорода, хлорита натрия (щелочные растворы). Выбор травильного раствора определяется типом применяемого резиста (табл. 5.5), скоростью травления, величиной бокового подтравливания, сложностью оборудования, возможностью регенерации и экономичностью всех стадий процесса.

Таблица 5.5 - Совместимость травителей и применяемых резистов

Основной компонент травителя	Резист
	Трафар етная краска	Фото резист	Sn— Pb	Sn	Au, Au— Ni	Ni, Sn— Ni	Ag
Хлорное железо	+	+	–	–	+	–	+
Персульфат аммония	+	+		–	+	–	+
Хлорная медь	+	+1	–	–	+	+	+
Перекись водорода	+	+			+	+	+
Хромовая кислота	+	+		+	+	–	+
Хлорит натрия	+2	+2	+	+	+	+	+
Хлорное железо и хлорная медь	+	+	–	–	+	–	+

Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: + — не взаимодействует с травителем; – — взаимодействует с образованием растворимых соединений;

— взаимодействует с образованием нерастворимых соединений, удаляемых впоследствии осветлением; 1—кроме фоторезиста на основе ПВС; 2 — кроме резистов, удаляемых щелочью.

Скорость травления оказывает существенное влияние на качество формируемых элементов ПП. При малых скоростях время травления увеличивается, что приводит к ухудшению диэлектрических свойств основания и увеличению бокового подтравливания. Оно возникает вследствие того, что травитель также взаимодействует с боковой поверхностью проводников. Вследствие этого уменьшается их токонесущая способность и прочность сцепления с диэлектриком.

Величина подтравливания характеризуется коэффициентом, представляющим собой отношение глубины травления h к боковому подтравливанию с:

k

.

Наибольшее применение получили травильные растворы на основе хлорного железа (плотностью 1,36 — 1,42 г/см²) благодаря высокой и равномерной скорости травления, малой величине бокового подтравливания, низкой токсичности. Состав: 500 г/л FeCl₃ , 4—6 % HCl; режимы травления: T = 35—

50 C, перемешивание. Растворение меди идет по реакции 2FeCl₃ Cu 2FeCl₂CuCl₂.