Фотошаблоны (стр. 1 из 6)
Фотошаблоны
Введение
Какие бы процессы печати ни использовались, все они начинаются с фотографического изображения будущего рисунка – фотошаблона, в нашем случае – с изображения топологии схемы со всеми элементами печатного монтажа: проводниками, контактныыми площадками для пайки, для отверстий, экраны, печатные разъемы, элементы электрической схемы и т.д. Используя фотошаблон получают масочное изображение на сите – сетчатый трафарет для трафаретной печати, рельефное изображение фоторезиста на плоском основании для формировании рисунка субтрактивным или аддитивным методом, рельефные формы для офсетной печати краской или для флексографии.
1.Материалы фотошаблонов – носители изображений
Из всего разнообразия фотопроцессов в техническом (не художественном) их применении установились определенные традиции, основная направленность которых – получить штриховое (без полутоноь) изображение большой плотности и большой контрастности. Материалы для фотошаблонов должны обладать в первую очередь высоким градиентом оптической плотности, высокой износоустойчивостью, позволяющей многократно использовать их в процессах фотопечати и, что очень важно, высокой размерной устойчивостью.
1.1 Общие свойства фотоматериалов
Фотоматериалы – светочувствительные материалы, предназначенные для получения фотографических изображений. Различают галогеносеребряные фотоматериалы, в которых светочувствительным элементом является галогенид серебра (AgHal), и несеребряные (светочувствительный элемент – соединения железа, хрома, соли диазония и др.
Фотоматериалы для фотошаблонов по обшей классификации фотоматериалов выделяются следующим образом:
•по назначению – микрофильмирование;
•по воспроизведению цвета объекта съемки – черно-белые монохроматические (с однотонным окрашенным изображением);
•по способу применения – негативные, позитивные, обращаемые;
•по виду подложки – на гибкой полимерной основе, на жесткой основе (фотопластинки, чаще всего из стекла),
•по формату – листовые, рулонные;
•по сенситометрическим характеристикам: общая и эффективная светочувствительность, коэффициент контрастности, фотографическая широта, оптическая плотность вуали, максимальная оптическая плотность изображения и др.,
•по структурнорезкостным характеристикам: разрешающая способность, среднеквадратическая гранулярность,
•по физико-механическим свойствам: размерная устойчивость в условиях изменения температуры и влажности, термостойкость, механическая прочность слоев, влагоемкость, скручиваемость.
Основные сенситометрические характеристики фотоматериалов определяют по экспериментальной характеристической кривой (сенситограмме, рис. 4.1), выражающей зависимость между логарифмом экспозиции \g Н и оптической плотностью почернения D, образованного металлическим серебром. Экспозицию Я вычисляют по формуле: Н= Et, где £-освещенность, t– время экспонирования (выдержка). Оптическая плотность участков фотографического слоя, не подвергавшихся действию света, называется оптической плотностью фотографической вуали D0. Она не зависит от экспозиции и определяется свойствами самого фотоматериала и условиями его обработки. Принятая в фотографии величина минимальной оптической плотности представляет собой сумму значений оптической плотности вуали и оптической плотности подложки. Наибольшая оптическая плотность почернения (потемнения) фотоматериалов, т.е. плотность в высшей точке характеристической кривой, называют максимальной плотностью D.
Сенситометрические испытания фотоматериалов проводят в стандартных условиях, при которых важнейшим фактором является цветовая температура источника света – величина, характеризующая спектральный состав излучения источника света. Цветовая температура определяется температурой абсолютно черного тела, при которой его излучение имеет такой же спектральный состав и такое же распределение энергии по спектру, что и излучение данного источника; выражается в Кельвинах. В сенситометрических измерениях обычно используют три цветовые температуры: 2850 К~ при испытании фотобумаг; 3200 К – для позитивных кинопленок; 6500 К – для негативных фотоматериалов.
Светочувствительность S – способность фотоматериалов регистрировать световое излучение и образовывать в фоточувствительном слое материала почернение (потемнение). Светочувствительность (см2/Дж) рассчитывается как величина, обратно пропорциональная экспозиции: S = 1/Et = 1/Н. Светочувствительность измеряют, как правило, в относительных единицах – числах светочувствительности – S = k/Н, где Н – экспозиция, необходимая для получения определенной оптической плотности потемнения D(критерий светочувствительности); к – коэффициент пропорциональности, имеющий определенное принятое значение для каждого из видов фотоматериалов. Для черно-белых негативных фотоматериалов общего назначения за критерий светочувствительности приняты оптическая плотность D = Dg+ 0, \ и коэффициент пропорциональности к =V2.
Строгого эквивалента между светочувствительностью фотоматериалов и числами светочувствительности не существует; приблизительно считают, что 1 единица ГОСТ эквивалентна 106 см2/Дж.
Коэффициент контрастности – градиент прямолинейного участка характеристической кривой – характеризует способность фотоматериалов передавать различие яркости объекта съемки по различию оптической плотностей потемнений. Определяется как тангенс угла наклона прямолинейного участка кривой к оси абсцисс:
Фотографическая широта Lопределяется как интервал яркостей объектов съемки, передаваемых на изображении с одинаковым коэффициентом контрастности; на характеристической кривой соответствует диапазону логарифмов экспозиций: L = lgH2 – IgH' Интервал экспозиций, ограниченных верхним и нижним пределами потемнений, называют полным интервалом экспозиции L. или полной фотографической широтой.
Разрешающая способность – способность фотоматериала раздельно передавать мелкие детали (участки) объекта фотографирования; выражается количеством разрешаемых линий на 1 мм в фотографическом изображении специального тест-объекта (так называемой, резольвометрической миры).
Гранулярность (зернистость) – флуктуации оптической плотности равномерно экспонированного и проявленного фотоматериала; численная оценка зернистой структуры фотографического изображения определяется среднеквадратической гранулярностью.
Серебросодержащие фотопленки могут быть негативными и позитивными. Негатив воспроизводит черным прозрачные места и прозрачным черные места. Позитив воспроизводит черное черным. Диазопленки обычно позитивные. Фотопленки для фотоплоттеров – негативные. Фотопленки для контактной печати могут быть любыми, это зависит от задач репродукции и вида фоторигинала (негатив или позитив). Обычно позитивные фотошаблоны (черные линии – проводники) используются для наружных слоев печатных плат, и негативные (прозрачные линии – проводники) – для внутренних слоев.
Серебросодержащие фотопленки не безразличны к процессам проявления и типам проявителей. Выбор проявителя может сказаться на скорости и глубине проявления, на зернистости и на реализации чувствительности пленки. Поэтому для проявления фотопленки нужно придерживаться рекомендаций в прилагаемой спецификации.
Серебросолержашие и диазопленки отличаются и по свойствам и по физическим процессам обработки, о чем будет сказано дальше. Но визуальная прозрачность, сопротивление к истиранию и явно лучшая размерная стабильность диазопленок делают их незаменимыми для изготовления прецизионных фотошаблонов. Однако, серебросодержащие фотопленки по большему ряду фотографических характеристик лучше для использования в фотоплоттерах, преобразования изображений и большей части фотокопировальных работ.
1.2 Серебросодержащие фотоматериалы
Сенситометрические и структурнорезкостные показатели серебросодержащих фотоматериалов зависят в основном от размеров, формы и состава микрокристаллов AgHal, а также условий их химической или спектральной сенсибилизации.
Все галогеносеребряные фотоматериалы состоят из светочувствительных (эмульсионных) и дополнительных (вспомогательных) слоев, нанесенных на подложку (рис. 4.2).
Основой всех фотоматериалов является светочувствительный слой толщиной 3…30 мкм, который представляет собой суспензию микрокристаллов AgHalв связующих – водных растворах желатина, эфирах целлюлозы, агаре, альбумине и др. Нанесенная на подложку и высушенная фотоэмульсия образует светочувствительный слой фотоматериалов. Концентрация желатина в фотоэмульсиях составляет обычно 5… 10% по массе, концентрация AgHal (в пересчете на металлическое серебро) – 30… 150 г.Agна 1 л объема фотоэмульсии. Средние линейные размеры микрокристаллов 0,01… 10 мкм, их количество в 1 см3 – 101С…Ю16.
Поверхностная концентрация AgHal(в пересчете на серебро) от 0.1 г./м2в малочувствительных фотоматериалах до 5… 10 г./м2в высокочувствительных негативных фотоматериалах и до 10–35 г./ м2– в радиографических материалах. В светочувствительном слое фотоматериалов содержится до 40…60% AgHal.
Подложкой для различных фотоматериалов могут служить стеклянные пластинки толщиной 0,8…5 лш (и более), гибкие полимерные пленки из триацетата целлюлозы толщиной 60–220 мкм или полиэтилентерефталата толщиной 25… 175 мкм.
Для придания фотоматериалам высоких физико-механических, противоореольных, антистатических и др. свойств на подложку и светочувствительные слои обычно наносят вспомогательные и дополнительные слои: подслой, защитный, противоореольный, противоскручивающий, антистатический, фильтровый, промежуточный, восковый и др. Подслой – вспомогательный слой толщиной 0.5… 1 мкм. нанесенный на подложку в целях обеспечения прочного сцепления (адгезии) светочувствительного слоя с подложкой. Подслой для фотопленок содержит коллоидный раствор желатины в воде, органический растворитель, подрастворяющий полимер подложки, и органическую кислоту, стабилизирующую коллоидный раствор желатина. Подслой для фотопластинок содержит, кроме того, жидкое стекло.