Лабораторная работа ….

Изготовление тестового фотошаблона

Цель работы: ознакомиться с терминологией, методами изготовления фотошаблонов печатных плат и изготовить тестовый фотошаблон.

Введение

Какие бы процессы печати не использовались, все они начинаются с фотографического изображения будущего рисунка — фотошаблона, на котором изображена топология схемы со всеми элемен­тами печатного монтажа: проводниками, контактными площадка­ми для пайки, для отверстий, экраны, печатные разъемы и т.д. Используя фотошаблон, получают масоч­ное изображение на cите — сетчатый трафарет для трафаретной печа­ти. С помощью фотошаблона проводят экспонирование контактным или проекционным методом с целью получения рисунка на полупроводниковой пластине.

К фотошаблонам предъявляют жесткие требования, поскольку их качество существенным образом сказывается на качестве плат.

1. Материалы для фотошаблонов

1.1. Основные термины

Оптическая плотность – мера непрозрачности вещества, равная отношению потока излучения, падающего на слой вещества, к потоку прошедшего излучения.

Контрастность – разность наибольшей и наименьшей оптической плотности почернения.

Разрешающая способность - способность фотоматериала раз­дельно передавать мелкие детали (участки) объекта фотографиро­вания; выражается количеством разрешаемых линий на 1 мм в фо­тографическом изображении специального тест-объекта.

Гранулярность (зернистость) - флуктуации оптической плот­ности равномерно экспонированного и проявленного фотоматери­ала; численная оценка зернистой структуры фотографического изоб­ражения определяется среднеквадратической гранулярностью.

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 дли 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, а негативные (прозрачные линии — проводники) - для внут­ренних слоев.

1.2. Основные требования к фотошаблонам

а) высокая разрешающая способность. Это требование связано с необходимостью получения изображений: размерами менее 1 мкм в производстве ИМС, размерами порядка единиц-десятков мкм в производстве ГИМС, размерами десятки –сотни мкм в производстве печатных плат;

б) высокая контрастность. Рисунок на фотошаблоне состоит из сочетаний прозрачных и непрозрачных участков. Необходимо, чтобы непрозрачные участки имели высокую оптическую плотность, а на прозрачных отсутствовала вуаль;

в) точность воспроизведения размеров элементов рисунка. От выполнения этого требования зависят геометрические размеры изготавливаемых структур;

г) совмещаемость комплектов фотошаблонов. Для изготовления только однослойной печатной платы требуется не менее двух фотошаблонов, элементы которых должны точно совмещаться;

д) минимальная плотность дефектов. К дефектам фотошаблонов относятся царапины, вырезы, проколы на непрозрачных участках, пятна на програчных;

г) стойкость к истиранию. В связи с высокой стоимостью изготовления фотошаблонов желательно, чтобы они использовались в технологическом процессе многократно. Металлизированные фотошаблоны на 2-3 порядка устойчивее к износу, нежели эмульсионные;

д) хорошая термическая стабильность;

е) плоскостность рабочей поверхности. При контактной фотолитографии наличие зазора между пластиной и фотошаблоном ухудшает качество передачи изображения. Допустимое отклонение от плоскостности не должно превышать 0,5 мкм;

ж) размеры рабочего поля фотошаблона зависят от технологической оснастки и размеров применяемых заготовок . На рабочем поле фотошаблона может находиться несколько идентичных изображений топологии платы – мультиплицирование рисунка платы.