Фотошаблоны (стр. 3 из 6)

Время получения изображения 1…3 с. Светочувствительность диазографических пленок 5 см²/Дж, разрешающая способность 100 мм ', коэффициент контрастности 3–4.

Диазографические пленки используются главным образом для размножения микроформ и, в частности, для изготовления рабочих фотошаблонов печатных плат.

Диазопленки обладают такими свойствами, которые хорошо согласуются с требованиями к фотошаблонам, в частности для визуального совмещения. Фотошаблоны из диазопленки имеют прозрачное желтое изображение, позволяющее легко совмещать его со сверленными отверстиями. Это изображение не прозрачно для ультрафиолетового света, к которому чувствителен фоторезист. Мало того, поскольку изображение находится не в желатине, используемом в серебросодержащих фотопленках, поверхность фотошаблонов из диазопленки устойчива к истиранию, что очень нужно при многократном использовании фотошаблонов в процессах экспонирования.

Структура диазопленки, используемой для фотошаблонов несколько похожа на структуру серебросодержащих фотопленок, но по химическому содержанию это другой материал. Это отличие заключается в светочувствительном слое, в котором формируется изображение. Этот слой содержит четыре главных составляющих диспергированных компонента в акриловом связующем:

• светочувствительная соль диазония,

• красящие компоненты, которые реагируют с диазонием во время проявления для формирования рисунка,

• стабилизатор, предотвращающий преждевременную реакцию диазония и красящих компонентов,

• рельефообразователь (для соответствующего типа материала с рельефом для ускорения вакуумирования в раме экспонирования).

Подслои, используемый вдиазопленках, отличается оттого, что используется в серебросодержащих материалах, но назначение его то же: обеспечить адгезию активного слоя с основанием. Как и в серебросодержащих материалах, в качестве пленочного основания используется большей частью полиэфир, обеспечивающий необходимые прочность, гибкость, долговечность и размерную устойчивость. Антистатическое покрытие обратной стороны предотвращает налипание пыли и загрязнеения, вызванное статическим электричеством. Когда основание имеет толщину \75 мкм. общая толщина составляет 180 мкм.

Светочувствительный компонент в диазопленкс – соль диазония. Это органическая молекула размером примерно 1,5 нм, которая содержит два связанных атома азота. На экспонированных участках сольдиазония разлагается и теряет способность к реакции азосочетания. На участках, не подвергнутых действию света, из соли диазона и азокомпоненты при проявлении образуется азокраситель, например, ArN+ Аг2 ОН ArNP% NAr2 ОН + НХ, цвет которого зависит от строения радикаловЛги/1г2. Обработка, необходимая для получения красителя, – сухая, в парах аммиака. Время получения изображения 1…3 с. Светочувствительность диазографических пленок 5 см²/Дж, разрешающая способность коэффициент контрастности 3…4.

Как было сказано ранее, диазопленка – позитивно работающая система: там, где пленка освещалась, не будет зачернения изображения. Когда экспонирование производят в области, близкой к ультрафиолетовой, диазомолекулы разлагаются на два неактивных бесцветных компонента. Величина экспозиции также важна, как и для серебросодержащих фотопленок, но эффект от неправильно выбранной экспозиции другой. Если оригинал – негатив, большая экспозиция увеличивает ширину линии (цветную область), пробельные элементы уменьшаются. При меньшей экспозиции уменьшаются линии (цветные области) и плотность цвета.

Чтобы правильно установить экспозицию, диазопленку экспонируют через оригинал, содержащий 21-ступенчатую шкалу плотностей. Когда экспозиция установлена по наиболее хорошо воспроизведенному окну шкалы плотностей, к ней немного прибавляют выдержку, чтобы уверенно воспроизвести тонкие линии.

Во время проявления пленка подогревается и обрабатывается в парах аммиака (NH₄) OH. Аммоний разрушает защиту в светочувствительном слое и приводит диазосолъ к реакции окрашивания двух составляющих.

Одна составляющая абсорбирует голубые лучи и образует желтое визуально прозрачное изображение. Другая тоже визуально прозрачная, но непрозрачная для УФ-лучей, используемых для экспонирования фоторезистов.

Для проявления используется специальный процессор, в котором для проявления используется (NH₄) OH. Температура поддерживается в диапазоне 60…70 °С. Большая температура приводит к повышенной деформации полиэфирной основы.

После проявления формируется окрашенное изображение на неэкспонированных участках и прозрачное – п области экспонирования.

Не требуется больше никаких обработок. Диазопленки трудно перепроявить. Однако, недопроявление уменьшает оптическую плотность фотошаблонов.

1.4 Фотопленки для изготовления фотошаблонов

Общие сведения

Для изготовления фотошаблонов предназначены фототехнические черно-белые пленки и пластинки для репродукционных и копировальных работ в полиграфии. Фотопленки изготовляются на полиэтилентерефталатной (толщина 65… 175 мкм) или триацетатцеллюлозной (100…200 мкм) подложках.

Фотопленки для фотошаблонов печатных плат содержат:

•полимерную основу,

•фоточувствительный слой эмульсии,

•дополнительные вспомогательные слои поддержки

Для обеспечения размерной стабильности и удобства автоматического управления процессами экспонирования фотопленки для фотошаблонов изготавливаются на толстой полиэфирной основе. Толщина такой фотопленки, как правило, – 175 мкм. Толщина эмульсии и вспомогательных слоев – приблизительно 5 мкм. Некоторые фотопленки не имеют желатинового слоя поддержки, что уменьшает влияние относительной влажности на изменение их линейных размеров.

Для фотошаблонов очень важно обеспечить размерную стабильность в условиях изменяющихся температуры и влажности. Для этого после полива или экструзии пленку подвергают циклическому нагреву, в результате чего она ускоренно релаксирует и из ее объема выпариваются остатки растворителей. В результате снимаются внутренние напряжения и улучшается размерная стабильность.

Влияние влажности

При изменении влажности внешней среды полиэфирная основа фотопленок приобретает равновесную влажность и меняет свои размеры. Чтобы на 90% достигнуть равновесия с внешней средой (время релаксации) для пленки толщиной 175 мкм требуется порядка 4 ч. Коэффициент линейного расширения при изменении относительной влажности полиэфирной пленки – 0,0008% на 1% относительной влажности. Этот коэффициент – не зависит от толщины пленки»,но желатиновые и вспомогательные слои ощутимо влияют на изменение размеров основы, а значит и фотопленки. Причем желатин поглощает влажность очень быстро. Требуется меньше трех минут для слоя желатина, чтобы он достиг 99% равновесия с окружающей средой. Поэтому, чем толще пленка основы, тем меньший вклад имеют наслоения, и фотопленка получается стабильнее в размерах.

Процессы поглощения влаги основой и слоями желатина являются полностью обратимым: эффекты гистерезиса незначительны.

Влияние температуры

Фотопленка расширяется при повышении температуры окружающего воздуха и сжимается при понижении температуры.

Температурный коэффициент расширения полиэфирной основы – 0,0018% на 1 °С. Температурный коэффициент расширения не зависит от толщины материала.

Реакция фотопленки на изменение температуры проявляется очень быстро.

Фотопленка адаптируется к окружающей температуре в течение 2…3 минут.

Расширение и уменьшение фотопленки при изменении температуры – обратимый процесс. Однако, если фотопленку нагреть до 60 °С, произойдет необратимое изменение ее размеров.

Влияние режимов обработки

В результате мокрой обработки фотопленки (проявление фиксаж, отмывка) и последующей сушки происходит изменение ее размеров. Особенно существенно влияет температура сушки так, что фо топленки, которые сушатся при высоких температурах, будут иметь увеличенные размеры и наоборот. Изменение размеров фотопленок толщиной 175 мкм может составлять ± 0,02%. Однако, фотопленка, которая была высушена при оптимальной температуре, может изменить свои размеры очень незначительно. Мало того, существует оптимальная температура сушки, при которой это изменение размеров может сводить к нулю. Эта температура устанавливается для каждого типа фотопленки. Величина оптимальной температуры сушки в основном зависит от относительной влажности окружающей среды и относительной влажности воздуха в сушильной камере проявочной машины. Поэтому идеальная температура сушки должна быть определена исходя из относительной влажности воздуха в помещении для обработки фотопленки. Например, фирма Кодак дает такие рекомендации:

Влажность воздуха	Температура сушки
40%	27 – 32DC
40%	41 -46 °С
50%	32 – 38 °С
50%	43 -49 °С
60%	35–4ГС
60%	46–54 °С

Старение

Размер фотопленок изменяется из-за старения основы, но величина этих изменений является очень незначительной. Полиэфирная основа может изменить размеры в пределах ±0,01% за 5… 10 лет.

Изменения линейных размеров зависят от влажности и температуры хранения фотопленок. Хранение при высокой влажности, вероятно, повлечет за собой увеличение размеров фотошаблона и наоборот.