光致抗蚀干膜的结构和种类
干膜结构
干膜结构:(1)聚乙烯保护膜,覆盖在感光胶的保护膜,防止灰尘等污染物沾污,避免卷膜时,每层抗蚀剂膜间的相互粘连。
(2)光致抗蚀剂膜,干膜的主体感光材料,将液态光致抗蚀剂均匀涂在聚酯膜上再烘干形成,有感光性,将菲林底片图形转移到PCB上。
(3)载体聚酯薄膜,曝光后显影前撕去,作用防止曝光时氧气向抗蚀剂层扩散,破坏游离基,引起感光度下降。
特点:(1)分辨率高。
(2)工序简单。
(3)干膜组成成分稳定。
(4)成本高。
(5)粘附力较弱。
湿膜图形转移:①液态与基板密贴性好,可填充铜箔表面轻微的凹坑、划痕等缺陷,涂覆层比干膜薄,所以导线图形分辨率清晰度比干膜法高;②制作细导线时,湿膜法可减少由于覆铜箔板表面针孔、凹陷、划伤及玻璃纤维造成的凹凸不平等微小缺陷而造成的电镀渗镀和蚀刻断线;③采用湿膜法材料成本低,与干膜法相比,可以节约40%左右;④湿膜工艺虽然不需贴膜设备,却增加了预烘干步骤,不易于进行连续自动化生产。
涂覆工艺:有机助悍保护膜、热平整风工艺、化学镀镍金和化学镀镍、化学镀金、化学镀银、化学镀钯HASL工艺流程:水平:热风整平前处理-预热-助焊剂涂布-热风整平-冷却-热风整平后处理垂直:热风整平前处理-预涂助焊剂-热风整平-冷却-清洗-干燥优点:(1)热风整平后,焊料涂层一致性好,可焊性优良(2)导线侧边缘覆盖性(3)可调工艺参数能控制涂层厚度(4)去除焊料桥接、阻碍膜起皱和脱落等现象缺点:1)铜对焊料槽的污染2)焊料涂层重金属元素,对人体,污染(3)生产成本高(4) 热冲击大,易使印制板板材变形、起翘,热应力大半固化片:(1)树脂含量:树脂含量的大小直接影响介电常数、击穿电压和尺寸稳定性。
树脂含量高,则介电常数低,击穿电压高,但尺寸稳定性差,挥发物含量高;树脂含量低,则介电常数高,击穿电压低,尺寸稳定性好,挥发物含量低。
(2)树脂流动性:树脂流动性高,树脂流失多,易造成缺胶现象;树脂流动性低,填充间隙困难,产生气泡、空洞现象。
干膜技术资料[借鉴材料]
特选材料
二、光致抗蚀干膜:
光致抗蚀干膜是六十年代后期研制与开发出来的光成像 原材料。由主体树脂和光引发剂或光交联剂组成。又根据 感光材料的种类的不同,有的增加触变剂、流平剂、填料 等。此种材料的最大特点是分辨率高、抗蚀能力强、涂布 均匀、感光层的厚度可制作成25μm、分辨率达到极限值为 0.10mm。工序操作简单易实现自动化生产,适合大批量印 制电路板生产。但随着组装密度要求越来越高,印制电路 图形的导细更细和间距更窄。采用此类光致抗蚀干膜,要 制造出0.10-0.076mm导线宽度就显得更加困难。而且制作 出更薄的光致抗蚀干膜,从加工手段分析是不太可能。所 以,基干膜本身厚度与涂覆尺寸的收缩限制再提高是很困 难的
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特选材料
其电路图形的转移采用上述任何原材料都无法 达到其技术指标。因此研制与开发更新型的光 致抗蚀剂-阳极法电沉积光致抗蚀剂(ED法) 其基本原理是将水溶性的有机酸化合物等溶于 槽液内,形成带有正、负荷的有机树脂团,而 把基板铜箔作为一个极性(类似电镀一样)进 行“电镀”即电泳,在铜的表面形成5-30μm光 致抗蚀膜层,是可控制的。其分辨率可达到 0.05-0.03mm。这种电路图形转移材料是很有 发展前途的工艺方法。当然任何新型有图形转 移材料都有它的局限性,随着高科技的发展还 会研制与开发更适合更佳的原材料。
1.有较高的分辨率,一般线宽可做到0.1mm;
2.干膜应用在图形电镀工艺中,电镀加厚在高而垂直的夹壁问进行, 在镀层厚度小于 抗 蚀剂厚度时,可以防止产生镀层突延和防止去 膜时抗蚀剂嵌入镀层下面,保证线条精度;
3.干膜的厚度和组成一致,避免成像时的不连续性,可靠性高;
4.应用干膜,大大简化了印制板制造工序,有利于实现机械化、自动 化。
干膜
感光胶层成分
1.成膜树脂
成膜树脂也叫黏结剂或粘结聚合物,作为光致抗蚀剂的成膜剂,使感光胶黏结成膜,起抗蚀剂伪骨架作用, 在光致聚合过程中不参加化学反应。需要具有较好的成膜性,也就是较好的挠曲性、韧性和抗强强度等物理机械 性能 ,与光致抗蚀剂的各组分有较好的互溶性,与加工金属表面有较好的附着力,很容易从金属表面用碱溶液 除去,有较好的抗蚀、耐镀、抗冷流、耐热等性能 。阻焊干膜还需具备良好的耐高温和电气性能。
制作时可在感光树脂的丙酮溶液中加入光敏引发剂、热阻聚剂、染料及多种助剂,配成胶液,在一定温度下 涂布于聚酯薄膜上,加热干燥得到抗蚀膜,再在上面覆涂一层聚乙烯膜,收卷成筒,即为产品 。
一般显影采用2%(重量百分比)的碳酸钠或磷酸三钠的水溶液,因为这种感光膜不耐碱,所以最后去膜用510%的NaOH的水溶液 。
使用性
聚乙烯保护膜的剥离性要好,易于剥离同时保护膜不得粘连抗蚀层。当在加热加压的条件下将干膜贴在金属 表面时,贴膜机热压辊的温度(105±10)℃,传送速度0.9~1.8 m/min,线压力0.54 kg/cm,干膜能良好地和 金属表面粘贴牢固 。
光谱特性
干膜必须有确定吸收区域波长及安全光区域。技术要求规定:干膜的吸收区域波长为310~440 nm,安全区 域波长为≥460 nm 。高压汞灯及卤化物灯在近紫外区附件辐射强度较大,均可作为干膜曝光的光源。
3.深度曝光特性
干膜的深度曝光特性很重要,曝光时,光能量因通过光致抗蚀层和散射效应而减少。
显影能力
1.显影性:干膜的显影性是指干膜按最佳工作状态贴膜、曝光及显影后所获得图文效果的好坏,即图文应是 清晰的,未曝光部分的感光胶层应去除干净无残胶。曝光后留在金属板面上的抗蚀层应光滑、坚实。
水性丙烯酸光致抗蚀干膜的合成
Abta t Wae s c: tr—slbearl eis WB C)w r y tei d b a i lp l r ai ,w i r ou l cy crs ( A i n eesnhs e yrdc oy i t n hc z a me z o h
w r fr ua dwt p nartro tarl e P T ee om l e i e t y hi lr c a ( E A)a d U h tiiao rp r w t breU — t h e t i y t n V p o nt t t pe ae a ron V o i ro e
P T h p e e .T s r s l fd l n ia e h tUV c o si kn a r a l i r v h o v n e E A a p n d e t e u t o r f m i d c td t a r s l i g c n g e t mp o e t e s le tr - s y i n y
摘 要: 采用 溶液聚合法合成 了水溶性丙烯酸树脂 ( A ) 将其与季戊 四醇三丙 烯酸酯 ( E A) 紫外光引发 剂 WB C , PT 、
调 配 制 备 了 水 性 丙 烯 酸 光 致 抗 蚀 干膜 。傅 里 叶 红外 光 谱 分 析 表 明 ,E A 和 WB C发 生 了光 固 化 交 联 反 应 ; 致 抗 蚀 PT A 光
7 . 8 和 0 7 , 膜 失 质 量 5 的 温 度 为 32 6c 4 1% .1涂 % 0 . c。 关 键 词 : 致 抗 蚀 干膜 ; 溶 性 丙 烯 酸 树 脂 ; 戊 四醇 三 丙 烯 酸酯 ; 保 光 水 季 环 中 图分 类 号 :Q 68 T 3 文 献标 识 码 : A 文章 编 号 :2 3— 3 2 2 1 )2— 0 3— 4 0 5 4 1 (0 0 1 0 3 0
外层干膜培训教材
③ 感光性
感光性包括感光速度、曝光时间宽容度和深度曝光性等。 感光速度 感光速度是指光致抗蚀剂在紫外光照射下,光聚合单体产生聚合反应 形成具有一定抗蚀、能力的聚合物所需光能量的多少。
曝光时间宽容度
通常干膜的最佳曝光时间选择在最小曝光时间与最大曝光时间之间。 最大曝光时间与最小曝光时间之比称为曝光时间宽容度。
采用厚聚酯片基的银盐片和重氮片,它们的利弊比较如下:
项目
遮光率 对位 弹性 厚度
重氮片
较好 易 较好 较厚,散射较多,影响分辨 率 稍好 吸收约50%
银盐片
好 难 较难 较薄,较少散射
曝光中发热 曝光中吸收部分UV 能量
易,故粘底片可能性大 吸收约25%
5.3 主要品质问题
问题 原 因 解决办法
2.3 主要组成成分
粘结剂:作为光致抗蚀剂的成膜剂,使感光胶各组份粘结成膜,
起抗蚀剂的骨架作用,它在光聚合过程中不参与反应。 光聚合单体:它是光致抗蚀剂干膜的主要成份,在光引发剂的 存在下,在曝光过程中经紫外光照射,会与自由基发生反应, 然而再开始一连串传播式的感光聚合反应,或称为交联反应而 生成体型聚合物,感光部分不溶于显影液,而未感光部分可通 过显影除去,形成抗蚀图形。 光引发剂:在320-400nm波长的紫外光照射下,光引发及吸收 紫外光的能量产生自由基,而自由基进一步引发光聚合单体发 生交联反应。 增塑剂 热阻聚剂 染料 溶剂
6.3 显影点的控制
显 影 段 入 口
传送方向
显影缸
X
Y
显影点=X/Y
X—板面出现残胶的点到显影段入口的距离
Y—显影段总长度
6.4 主要品质监控点
问题 原因 显影温度太低 解决方法 调整显影温度至标准 范围内。 调整显影时间至标准 范围内。 调整喷淋压力至标准 范围内/检查喷嘴是否 堵塞,并进行清洗。 加入适量的消泡剂 备注 显影后板面残胶的检查方 法: 1)显影后板面是否有余胶 ,肉眼很难看出,可用1% 甲基紫酒精水溶液或l一2 %的硫化钠 或硫化钾溶液 检查,染十甲基紫颜色和 浸入硫化物后没有颜色改 变说明有余胶。 2)显影后板面经过清洁、 微蚀粗化及稀硫酸处理后 ,放入5%重量比氯化铜溶 液内处理30秒,板面会与 氯化铜溶液很快形成一层 灰黑色氧化层;若铜面有 余胶,则仍会保持光亮铜 的颜色。
pcb用干膜结构
干膜光致抗蚀剂的结构、感光胶层的主要成分及作用干膜光致抗蚀剂的结构干膜光致抗蚀剂由聚酯薄膜,光致抗蚀剂膜及聚乙烯保护膜三部分组成。
聚酯薄膜是支撑感光胶层的载体,使之涂布成膜,厚度通常为25μm左右。
聚酯薄膜在曝光之后显影之前除去,防止曝光时氧气向抗蚀剂层扩散,破坏游离基,引起感光度下降。
聚乙烯膜是复盖在感光胶层上的保护膜,防止灰尘等污物粘污干膜,避免在卷膜时,每层抗蚀剂膜之间相互粘连。
聚乙烯膜一般厚度为25μm左右。
光致抗蚀剂膜为干膜的主体,多为负性感光材料,其厚度视其用途不同,有若干种规格,最薄的可以是十几个微米,最厚的可达100μm。
干膜光致抗蚀剂的制作是先把预先配制好的感光胶在高清洁度的条件下,在高精度的涂布机上涂覆于聚酯薄膜上,经烘道干燥并冷却后,覆上聚乙烯保护膜,卷绕在一个辊芯上。
★光致抗蚀剂膜层的主要成分及作用我国大量用于生产的是全水溶性干膜,这里介绍的是全水溶性干膜感光胶层的组成。
1)粘结剂(成膜树脂)作为光致抗蚀剂的成膜剂,使感光胶各组份粘结成膜,起抗蚀剂伪骨架作用,它在光致聚合过程中不参与化学反应。
要求粘结剂具有较好的成膜性;与光致抗蚀剂的各组份有较好的互溶性;与加工金属表面有较好的附着力;它很容易从金属表面用碱溶液除去;有较好的抗蚀、抗电镀、抗冷流、耐热等性能。
粘结剂通常是酯化或酰胺化的聚苯乙烯——顺丁烯二酸酐树脂(聚苯丁树脂)。
2)光聚合单体它是光致抗蚀剂胶膜的主要组份,在光引发剂的存在下,经紫外光照射发生聚合反应,生成体型聚合物,感光部分不溶于显影液,而未曝光部分可通过显影除去,从而形成抗蚀图像。
多元醇烯酸酯类及甲基丙烯酸酯类是广泛应用的聚合单体,例如季戊四醇三丙烯酸酯是较好的光聚合单体。
3)光引发剂在紫外光线照射下,光引发剂吸收紫外光的能量产生游离基,而游离基进一步引发光聚合单体交联。
干膜光致抗蚀剂通常使用安息香醚、叔丁基恿醌等作光引发剂。
4)增塑剂可增加干膜抗蚀剂的均匀性和柔韧性。
精选干膜技术资料
干膜光致抗蚀剂的结构、感光胶层的主要成分及作用
干膜光致抗蚀剂的结构、感光胶层的主要成分及作用
干膜光致抗蚀剂的结构
干膜光致抗蚀剂由聚酯薄膜,光致抗蚀剂膜及聚乙烯保护膜三部分组成。 聚酯薄膜是支撑感光胶层的载体,使之涂布成膜,厚度通常为25μm左右。聚酯薄膜在曝 光之后显影之前除去,防止曝光时氧气向抗蚀剂层扩散,破坏游离基,引起感光度下降。 聚乙烯膜是复盖在感光胶层上的保护膜,防止灰尘等污物粘污干膜,避免在卷膜时,每层 抗蚀剂膜之间相互粘连。聚乙烯膜一般厚度为25μm左右。 光致抗蚀剂膜为干膜的主体,多为负性感光材料,其厚度视其用途不同,有若干种规格,最薄的可以是十几个微米,最厚的可达100μm。
三、湿法贴膜技术:
从成本分析,采用干膜法进行图形转移,生产中采用此法时间最长,而采用湿法贴膜技术,是最近几年的事情。它是利用干膜水溶性特点,使膜面部分液体形式排挤基板表面留在缺陷处的气泡并能填满和粘着牢固,经湿影后确保细导线图形的完整性和一致性。其实质是排挤基板面上与干膜间残留的微气泡,以免造成精细导线产生质量缺陷(缺口、针孔、断线等)。其分辨率可达到0.08mm。但是这种工艺方法也不可能再继续提高其分辨率。
4)增塑剂
可增加干膜抗蚀剂的均匀性和柔韧性。三乙二醇双醋酸脂可作为增塑剂。 5)增粘剂
可增加干膜光致抗蚀剂与铜表面的化学结合力,防止因粘结不牢引起胶膜起翘、渗镀等弊 病。常用的增粘剂如苯并三氮唑。 6)热阻聚剂
在干膜的生产及应用过程中,很多步骤需要接受热能,为阻止热能对干膜的聚合作用加入 热阻聚剂。如甲氧基酚、对苯二酚等均可作为热阻聚剂。7)色料
1.有较高的分辨率,一般线宽可做到0.1mm;
2.干膜应用在图形电镀工艺中,电镀加厚在高而垂直的夹壁问进行,在镀层厚度小于 抗 蚀剂厚度时,可以防止产生镀层突延和防止去膜时抗蚀剂嵌入镀层下面,保证线条精度;
干膜技术
2020/8/1
根据显影和去膜的方法可把干膜分为三种类型:
1.溶剂型干膜 使用有机溶剂作显影剂和去膜剂,例如用1.1.1三氯乙 烷显影,二氯甲烷去膜,这两种溶 剂遇火不燃烧。醋酸 丁酯等有机溶剂也可用作显影和去膜,但易燃烧,很不 安全。 溶剂型干膜是美国最早研制并投入大量生产的一 种干膜,我国早期也研制过。它的优点是 技术成熟,工 艺稳定,耐酸耐碱,应用范围广。但是,使用这种干膜 需要消耗大量的有机溶剂,需 要价格昂贵的显影和去膜 设备及辅助装置,生产成本高,溶剂有毒,污染环境, 所以日趋以水溶 性干膜所取代,仅在特殊要求时才使用。
7)色料 为使干膜呈现鲜艳的颜色,便于修版和检查而添加色料。如 加入孔雀石绿、苏丹三等色料 使干膜呈现鲜艳的绿色、兰色 等。
8)溶剂 为溶解上述各组份必须使用溶剂。通常采用丙酮、酒精作溶 剂。 此外有些种类的干膜还加入光致变色剂,使之在曝光后 增色或减色,以鉴别是否曝光,这 种干膜又叫变色于膜。
4)光致抗蚀剂的分类: 按用途分为耐蚀刻抗蚀剂和耐电镀抗蚀剂。 按显影类型分为全水溶性抗蚀剂、半水溶性抗蚀剂和溶剂 性抗蚀剂。
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2020/8/1
什么是图像转移
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2020/8/1
什么是图像转移
制造印制板过程中的一道工序就是将照相底版上 的电路图像转移到覆铜箔层压板上,形成一种抗 蚀或抗电镀的掩膜图像。抗蚀图像用于“印制蚀 刻工艺”,即用保护性的抗蚀材料在覆铜箔层压 板上形成正相图像,那些未被抗蚀剂保护的不需 要的铜箔,在随后的化学蚀刻工序中被去掉,蚀 刻后去除抗蚀层,便得到所需的裸铜电路图像。 而抗电镀图像用于“图形电镀工艺”,即用保护 性的抗蚀材料在覆铜层压板上形成负相图像,使 所需要的图像是铜表面,经过清洁、粗化等处理 后,在其上电镀铜或电镀金属保护层(锡铅、锡镍、 锡、金等),然后去掉抗蚀层进行蚀刻,电镀的金 属保护层在蚀刻工序中起抗蚀作用。
干膜结构及和类组成部分及干膜作用
干膜结构及和类组成部分及干膜作用干膜结构是指一种由高分子物质构成的薄膜状结构,通常具有较好的柔韧性和耐久性。
干膜可以根据不同的组成部分分为不同的类别,例如有机干膜、无机干膜、复合型干膜等。
干膜通常由主要成分、助剂和添加剂组成,不同的组成部分决定了干膜的性质和应用领域。
干膜的主要作用包括保护、装饰、隔离、润滑等多种功能。
干膜结构可以分为有机干膜和无机干膜两种类型。
有机干膜是由有机高分子物质构成的薄膜,如聚合物薄膜、树脂薄膜等。
有机干膜具有良好的柔韧性、耐磨损性和耐化学物质侵蚀性,可以用于保护和装饰各种表面,例如建筑物、家具、汽车等。
无机干膜则是由无机物质构成的薄膜,如陶瓷薄膜、金属薄膜等。
无机干膜通常具有较高的硬度和耐高温性能,可以用于电子器件、光学元件、高温工具等领域。
干膜的组成部分通常包括主要成分、助剂和添加剂。
主要成分是干膜的主要构成材料,通常是一种或多种高分子物质,如聚合物、树脂等。
不同的主要成分决定了干膜的基本性质,如硬度、柔韧性、耐热性等。
助剂是改善干膜性能的辅助成分,通常是一些添加在主要成分中的化学物质,如增韧剂、粘合剂等。
添加剂是为了增加干膜的特殊性能而添加的物质,如颜料、防腐剂等。
干膜的作用可以分为多种功能,主要包括保护、装饰、隔离和润滑等。
保护是干膜的最主要作用之一,干膜可以保护物体表面不受外界环境的侵蚀和损害,例如防水、防腐、防晒等。
此外,干膜还可以提供物体表面的装饰效果,包括形成各种颜色、花纹等。
隔离是指干膜可以隔离物体表面与外界环境的直接接触,保护物体不受外界因素的影响,例如隔热、隔音等。
润滑是指干膜可以减少物体表面之间的摩擦和磨损,提高物体的使用寿命和性能。
总之,干膜是由高分子物质构成的薄膜状结构,具有良好的柔韧性和耐久性。
根据不同的组成部分,干膜可以分为有机干膜和无机干膜。
干膜的主要作用包括保护、装饰、隔离和润滑等。
对于不同的应用领域,选择适当的干膜结构和组成部分,可以实现更好的效果和性能。
光致抗蚀干膜的结构和种类
光致抗蚀干膜的结构和种类:(1)光致抗蚀干膜制造印制电路的优点分辨率高,能制造线宽0.1mm的图形,在干膜厚度范围以内都能获得边缘垂直的线条,保证线条精度;干膜的厚度和组成基本稳定,避免成像时的不连续性,可靠性高;便于掌握。
应用干膜可大大简化印制板制造工序,有利于实现机械化和自动化。
(2)光致抗蚀干膜结构干膜由保护膜聚乙烯、光致抗蚀剂膜和载体聚酯薄膜三部分组成,三者厚度分别是25μm几十至100μm和25μm。
干膜结构示意如图5-1所示。
(3)光致抗蚀干膜种类依照干膜显影和去膜方法的不同,将干膜分成三类:溶剂型干膜、水溶性干膜和剥离型干膜。
根据干膜的用途,也将干膜分成三类:抗蚀干膜、掩孔干膜和阻焊干膜。
(4)光致抗蚀干膜的主要成分及作用1 胶黏剂主要是使胶膜具有一定的化学、物理及机械性能,通常是酯化或酰胺化的聚苯丁树脂。
胶黏剂不含感光基团,属于光惰性物质,它与组分的混溶性、成膜性、显影性和去膜性良好。
2 光聚合单体是胶膜的主要成分,在光引发剂的存在下,经紫外光照射发生聚合反应,而不溶于显影液,未感光部分被显影掉,形成抗蚀干膜图像。
光聚合单体还是增塑剂,直接影响干膜的韧性、抗蚀性及贴膜性。
它主要采用高沸点、易混溶的多官能团不饱和酯类,如三乙二醇双丙烯酸酯,季四醇三烯酸酯等。
3 光引发剂在紫外光的照射下分解成游离基,引发聚合和交联反应的物质常用安息醚,叔丁基蒽、醌等。
4 增塑剂用于增加干膜的韧性,降低贴膜温度,常用的是三缩乙二醇二乙酸酯。
5 增黏剂可增强干膜与铜表面之间的结合力,克服干膜固化后与铜表面之间产生应力而黏附不牢引起胶膜起皮翘起、渗镀。
常用增黏剂有苯并三氮,苯并咪唑等,是氮杂环化合物,与铜表面形成配价键结构而提高黏附力。
6 热阻聚剂在干膜的制造、运输、贮存和使用过程中,可能发生热聚合,影响干膜的解像力和显影性能。
为阻止热能引发的干膜聚合,可在干膜抗蚀剂中加入了对苯二酚,对甲氧基酚等物质。
7色料为使干膜抗蚀剂感光显影后形成良好的视觉反差,在干膜中加入了孔雀石绿、甲基紫、亚甲基蓝等颜料。
光致抗蚀剂[应用]
光致抗蚀剂[应用]光致抗蚀剂一. 光致抗蚀剂分类及其机理光致抗蚀剂(简称光刻胶或抗蚀剂)是一种用于光加工工艺中对加工材料表面起临时选择[1]则性保护的涂料,是现代加工工业的重要功能材料之一。
光致抗蚀剂分为两大类:?正性光致抗蚀剂:受光照部分发生降解反应而能为显影液所溶解,留下的非曝光部分的图形与掩模版一致。
正性抗蚀剂具有分辨率高、对驻波效应不敏感、曝光容限大、针孔密度低和无毒性等优点,适合于高集成度器件的生产。
它主要包括:聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯、环氧树脂、环化橡胶等等。
?负性光致抗蚀剂:受光照部分产生交链反应而成为不溶物,非曝光部分被显影液溶解,获得的图形与掩模版图形互补。
负性抗蚀剂的附着力强、灵敏度高、显影条件要求不严,适于低集成度的器件的生产。
它主要包括:线性酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等等。
二(光致抗蚀剂的起源光致抗蚀剂的历史可追溯至照相的起源,1826年人类第一张照片诞生就是采用了光致抗蚀剂材料--感光沥青。
在19世纪中期,又发现将重铭酸盐与明胶混合,经曝光、显影后能得到非常好的图形,并使当时的印刷业得到飞速的发展。
二次大战以后,East—man--Kodak公司的Minsk等人研究成功的聚乙烯醇肉桂酸酯(KPR)为代表的新型感光高分子用于照相制版,从而开创了微电于工业用的光刻胶历史。
1944年德国Kalle公司发表了重氮萘醌的光重排反应,在此基础上,1949年开发了重氮萘醌——线性酚醛树脂系感光材料,即紫外正性光刻胶,成为二十世纪八十年代超大规模集成电路用光致抗蚀剂的主流。
1958年East(man--Kodak的Mu9plot和J(J(Sagura等开发了环化橡胶一双叠氮系负性光刻胶取代了。
1954年该公司开发的聚乙烯醇肉桂酸酯负性光刻胶,现在它仍为负性光致抗蚀剂的主流。
1980年IBM首先发现使用光致产酸剂可使聚合物分子上的特丁氧基脱落,脱悬挂基团反应使憎水聚合物变成亲水性聚合物,这种极性的变化使这种光刻胶可以成正型和负型的两型图像,且光致产酸的量[2]并不随反应的进行而减少,对反应具有加速的作用,故称之为化学增幅型光刻胶。
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光致抗蚀干膜的结构和种类:
(1)光致抗蚀干膜制造印制电路的优点分辨率高,能制造线宽0.1mm的图形,在干膜厚度范围以内都能获得边缘垂直的线条,保证线条精度;干膜的厚度和组成基本稳定,避免成像时的不连续性,可靠性高;便于掌握。
应用干膜可大大简化印制板制造工序,有利于实现机械化和自动化。
(2)光致抗蚀干膜结构干膜由保护膜聚乙烯、光致抗蚀剂膜和载体聚酯薄膜三部分组成,三者厚度分别是25μm几十至100μm和25μm。
干膜结构示意如图5-1所示。
(3)光致抗蚀干膜种类依照干膜显影和去膜方法的不同,将干膜分成三类:溶剂型干膜、水溶性干膜和剥离型干膜。
根据干膜的用途,也将干膜分成三类:抗蚀干膜、掩孔干膜和阻焊干膜。
(4)光致抗蚀干膜的主要成分及作用
1 胶黏剂主要是使胶膜具有一定的化学、物理及机械性能,通常是酯化或酰胺化的聚苯丁树脂。
胶黏剂不含感光基团,属于光惰性物质,它与组分的混溶性、成膜性、显影性和去膜性良好。
2 光聚合单体是胶膜的主要成分,在光引发剂的存在下,经紫外光照射发生聚合反应,而不溶于显影液,未感光部分被显影掉,形成抗蚀干膜图像。
光聚合单体还是增塑剂,直接影响干膜的韧性、抗蚀性及贴膜性。
它主要采用高沸点、易混溶的多官能团不饱和酯类,如三乙二醇双丙烯酸酯,季四醇三烯酸酯等。
3 光引发剂在紫外光的照射下分解成游离基,引发聚合和交联反应的物质常用安息醚,叔丁基蒽、醌等。
4 增塑剂用于增加干膜的韧性,降低贴膜温度,常用的是三缩乙二醇二乙酸酯。
5 增黏剂可增强干膜与铜表面之间的结合力,克服干膜固化后与铜表面之间产生应力而黏附不牢引起胶膜起皮翘起、渗镀。
常用增黏剂有苯并三氮,苯并咪唑等,是氮杂环化合物,与铜表面形成配价键结构而提高黏附力。
6 热阻聚剂在干膜的制造、运输、贮存和使用过程中,可能发生热聚合,影响干膜的解像力和显影性能。
为阻止热能引发的干膜聚合,可在干膜抗蚀剂中加入了对苯二酚,对甲氧基酚等物质。
7色料为使干膜抗蚀剂感光显影后形成良好的视觉反差,在干膜中加入了孔雀石绿、甲基紫、亚甲基蓝等颜料。
8 溶剂干膜中常用溶剂是丙酮和乙醇。