干膜光致抗蚀剂的技术条件

1、干膜光致抗蚀剂的技术条件印制电路制造者都希望选用性能良好的干膜， 以保证印制板质量， 稳定生产，提高效益。 生产干膜的厂家也需要有一个标准来衡量产品质量。为此在电子部、化工部的支持下， 1983 年在大连召开了光致抗蚀干膜技术协调会议，制定了国产水溶性光致抗蚀干膜的总技术要求。近年来随着电子工业的迅速发展，印制板的精度密度不断提高，为满足印制板生产的需要， 不断推出新的干膜产品系列， 性能和质量有了很大的改进和提高，但至今国产干膜的技术要求还没 有修订。现将 83 年制定的技术要求的主要内容介绍如下，虽具体数字指标已与现今干膜产品及应用工艺技术有差距， 但作为评价干膜产品的技术内容仍有参考价值

2、。外观 使用干膜时， 首先应进行外观检查。 质量好的干膜必须无气泡、 颗粒、 杂质；抗蚀膜厚度均匀；颜色均匀一致；无胶层流动。如果干膜存在 上述要求中的缺陷， 就会增加图像转移后的修版量， 严重者根本无法使用。膜卷必须卷绕紧密、整齐，层间对准误差应小于1mm,这是为了防止在贴膜时因卷绕误差而弄脏热压辊， 也不会因卷绕不紧而出 现连续贴膜的故障。聚酯薄膜应尽可能薄，聚酯膜太厚会造成曝光时 光线严重散射，而使图像失真，降低干膜分辨率。聚酯薄膜必须透明 度高，否则会增加曝光时间。聚乙烯保护膜厚度应均匀，如厚度不均 匀将造成光致抗蚀层胶层流动，严重影响干膜的质量。干膜外观具体技术指标如表71所述：表7

3、 1干膜外观的技术指标指标名称指标一级二级透明度透明度良好，无浑浊。透明度良好，允许有不明显的浑浊。色泽浅色，不允许有明显的色不均匀现象。浅色，允许有色不均匀现象，但不得相差悬殊。气泡、针孔不允许有大于0.1mm的气泡及针孔不允许有大于0.2mm的气泡及针 孑L, 0.1 0.2mm的气泡及针孔允 许v 20个平方米。1指标名称指标一级二级凝胶粒子不允许有大于0.1mm的凝胶粒子。不允许有大于0.2mm的凝胶粒子，0.1 0.2mm的凝胶粒子允许< 1介/平方米机械杂质不允许有明显的机械杂质。允许有少量的机械杂质。划伤不允许。允许有不明显的划伤。流胶不允许。允许有不明显的流胶。折痕不允许

4、。允许有轻微折痕。光致抗蚀层厚度一般在产品包装单或产品说明书上都标出光致抗蚀层的厚度，可根据不同的用途选用不 同厚度的干膜。如印制蚀刻工艺可选光致抗蚀层 厚度为25 z的干膜，图形电镀工艺则需选光 致抗蚀层厚度为38 z 的干膜。如用于掩孔，光致抗蚀层厚度应达到50 m。干膜厚度及尺寸公差技术要求如表72。表72干膜的厚度及尺寸公差公差规格名称标称尺寸一级二级25 30±3±3聚酯片基光致抗厚 度25、38、50±2. 5±30. 5蚀层聚乙烯保护(um)25 30±5±10膜总厚度±0. 5±16. 575110

5、宽度(mm)485,300巧长度(m)> 100聚乙烯保护膜的剥禺性要求揭去聚乙烯保护膜时，保护膜不粘连抗蚀层。贴膜性当在加热加压条件下将干膜贴在覆铜箔板表面上时，贴膜机热压辊的 温度105土 10C，传送速度0.91.8米/分，线压力0.54公斤/cm, 干膜应能贴牢。光谱特性在紫外一一可见光自动记录分光光度计上制作光谱吸收曲线(揭去聚乙烯保护膜，以聚酯 薄膜作参比，光谱波长为横坐标，吸收率即光 密度D作纵坐标)，确定光谱吸收区域波长及安 全光区域。技术要求 规定，干膜光谱吸收区域波长为 310440毫微米(nm),安全光区域 波长 为460毫微米(nm)。高压汞灯及卤化物灯在近紫外区

6、附近辐射强度较大, 均可作为干膜曝 光的光源。低压钠灯主要幅射能量在波长为 589.0 5896nm 的范围, 且单色性 好,所发出的黄光对 人眼睛较敏感、明亮,便于操作。故可选用低 压钠灯作为干膜操作的安全光。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 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。在光源强度及灯距固 定的情况下,感光速度表现为曝光时间 的长短,曝光时间短即为感 光速度快,从提高生产效率和保证印制板精度方面考虑,希望选用 感光速度快的干膜。干膜曝光一段时间后,经显影,光致抗蚀层已全部或大部分

7、聚合,一 般来说所形成的图像 可以使用,该时间称为最小曝光时间。将曝光时间继续加长，使光致抗蚀剂聚合得更彻底，且经显影后得到的图 像尺寸仍与底版图像尺寸相符，该时间称为最大曝光时间。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。干膜的深度曝光性很重要。曝光时，光能量因通过抗蚀层和散射效应 而减少。若抗蚀层对 光的透过率不好，在抗蚀层较厚时，如上层的 曝光量合适，下层就可能不发生反应，显影后抗蚀 层的边缘不整齐， 将影响图像的精度和分辨率，严重时抗蚀层容易发生起翘和脱落现 象。为使 下层能聚合，必须加大曝光量，上层就可能曝光过

8、度。因 此深度曝光性的好坏是衡量干膜质量 的一项重要指标。第一次响应时的光密度和饱和光密度的比值称为深度曝光系数。 此系 数的测量方法是将 干膜贴在透明的有机玻璃板上，采用透射密度计 测量光密度，测试比较复杂，且干膜贴在有机玻璃板上与贴在覆铜箔板上的情况也有所不同。为简便测量及符合实际应用情况， 以干膜 的最 小曝光时间为基准来衡量深度曝光性，其测量方法是将干膜贴 在覆铜箔板上后，按最小曝光时 间缩小一定倍数曝光并显影，再检 查覆铜箔板表面上的干膜有无响应。在使用5Kw高压汞灯，灯距650mm,曝光表面温度25土 5C的条件 下，干膜的感光性应符合如表73要求：表7-3干膜的感光性一级二级最小

9、曝光抗蚀层厚度25卩m< 10< 20时间抗蚀层厚度38卩m< 10< 20tmi n（秒）抗蚀层厚度50卩m< 12< 24曝光时间宽容度tmax/tmin>2> 1.585深度曝光性（秒）< 0.2tmin< 0.5tmin显影性及耐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 像效果的好坏，即电 路图像应是清晰的，未曝光部分应去除干净无 残胶。曝光后留在板面上的抗蚀层应光滑，坚实。干膜的耐显影性是指曝光的干膜耐过显影的程度，即显影时间可以超过的程度，耐显影性反映了显影工艺的宽容度。干膜的显影性与耐显影性直接

10、影响生产印制板的质量。显影不良的干膜会给蚀刻带来困 难，在图形电镀工艺中，显影不良会产生镀不上或镀层结合力差等缺陷。干膜的耐显影性不良，在过度显影时，会产生干膜脱落和电镀渗镀等毛病。上述缺陷严重时会导致印制板报废。对干膜的显影性和耐显影性技术要求如表74。表74干膜的显影性和耐显影性溶液温度C40 i240 ±21 %无水碳酸钠抗蚀层厚度25 a m< 60< 90溶液显影时间抗蚀层厚度38 a m< 80< 100（秒）抗蚀层厚度50 a m< 100< 1201 %无水碳酸钠溶液耐显影时间（分）>5>3分辨军所谓分辨率是指在1mm的

11、距离内，干膜抗蚀剂所能形成的线条（或间 距）的条数，分辨率 也可以用线条（或间距）绝对尺寸的大小来表示。 干膜的分辨率与抗蚀剂膜厚及聚酯薄膜厚度有关。抗蚀剂膜层越厚， 分辨率越低。光线透过照相底版和聚酯薄膜对干膜曝光时，由于聚 酯薄膜对光线的散射作用，使光线侧射，因而降低了干膜的分辨率，聚酯薄膜越厚，光线侧射越严重，分辨率越低。技术要求规定，能分辨的最小平行线条宽度，一级指标v0. 1mm, 二级指标 0.15mm 耐蚀刻性和耐电镀性 技术要求规定，光聚合后的干膜抗蚀层，应能耐三氯化铁蚀刻液、过 硫酸铵蚀刻液、酸性氯 化铜蚀刻液、硫酸 过氧化氢蚀刻液的蚀 刻。在上述蚀刻液中，当温度为 50 一

12、 55C时，干膜 表面应无发毛、 渗漏、起翘和脱落现象。在酸性光亮镀铜、 氟硼酸盐普通锡铅合金、 氟硼酸盐光亮镀锡铅合金 以及上述电镀的各种 镀前处理溶液中，聚合后的于膜抗蚀层应无表 面发毛、渗镀、起翘和脱落现象。去膜性能 曝光后的干膜，经蚀刻和电镀之后，可以在强碱溶液中去除，一般采 用3 5 %的氢氧化 钠溶液，加温至60 C左右，以机械喷淋或浸泡方 式去除，去膜速度越快越有利于提高生产效 率。去膜形式最好是呈 片状剥离， 剥离下来的碎片通过过滤网除去， 这样既有利于去膜溶液 的 使用寿命， 也可以减少对喷咀的堵塞。 技术要求规定， 在35% （重量比）的氢氧化钠溶液中，液温60 土 10C, 级指标为去膜 时间 3075秒，二级指标为去膜时间 60一150秒，去膜后无残胶。 储存期 干膜在储存过程中可能由于溶剂的挥发而变脆， 也可能由于环境温度 的影响而产生热聚合，或因抗蚀剂产生局部流动而造成厚度不均匀 （即所谓冷流 ） ，这些都严重影响干膜的使用。 因此在良好的环境里储 存干膜是十分重要的。技术要求规定，干膜应储存在阴凉而洁净的 室内，防止与化学药品和放射性物质一起存放。 储存条件为：黄光区， 温度低于27C （5 21 C为最佳），相对湿度5