一、前言
網(wǎng)版印刷是一門實(shí)用技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，印制電路是網(wǎng)版印刷中要求最高的一種。網(wǎng)版印刷包括制版和印刷二大部分，印刷高質(zhì)量、高精度、高密度的印制電路板首先取決于高質(zhì)量的絲網(wǎng)模版，而感光制版中曬版曝光工序是其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，絲網(wǎng)模版存在的許多問題與模版的曝光相關(guān)聯(lián)。模版曝光的目的是在絲網(wǎng)版上生成圖像或者說是復(fù)制原稿。重要的是在曝光期間利用紫外光激發(fā)化學(xué)反應(yīng)，把感光乳劑的高分子化合物單體轉(zhuǎn)化成大聚合物，改變其性質(zhì)，由水溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成耐水和耐溶劑物質(zhì)，使乳劑硬化，經(jīng)受住印刷膠別的磨損。曝光不足則感光乳劑光化學(xué)作用不完全，膠層薄，邊緣清晰度差，易出現(xiàn)鋸齒，嚴(yán)重時在顯影沖洗過程中即會脫落；曝光過度會造成顯影困難，解像力下降。
正確的曝光應(yīng)該是絲網(wǎng)模版足以達(dá)到所要求的交聯(lián)強(qiáng)度。在絲網(wǎng)模版曝光時圖像的質(zhì)量：其再現(xiàn)性、分辨率和模版耐印率取決于下述的自變量因素：
?。泄馊閯焊泄馊閯┓N類、涂布厚度、干燥程度（溫度和時間）；
?。z網(wǎng)：絲網(wǎng)目數(shù)、厚度及絲網(wǎng)的顏色；
?。庠春推毓庠O(shè)備：光源的種類、幾何形狀和照經(jīng)，曬版距離和曝光時間；
?。ヅ湫?，感光乳劑的分光感度與光源分光能量分布的重合程度；
＊玻璃、聚酯底片片基對紫外光的透過率、曝光表的放置位置等。
二、感光乳劑
對于感光乳劑是有一定要求的，其制版性能好，如便于涂布，有適當(dāng)?shù)母泄夤庾V范圍，波長在 330~420nm之間（感光波長過長的材料的操作和貯存需嚴(yán)于暗室條件，而波長過短則難于光源的選擇和防護(hù)），感度高，達(dá)到節(jié)能快速的目的，容差大，顯影性能好。
感光乳劑中的敏化劑（即光引發(fā)劑）的類型直接影響到感光時間，目前感光乳劑中的敏化劑有二大類；重氮樹脂類和非重氮樹脂類，而重鉻酸鹽類的敏化劑由于環(huán)保原因已被淘汰。
重氮樹脂類的感光乳劑感光速度快、解像力好、耐水、耐溶劑性和耐磨性都很好，是目前應(yīng)用最廣泛的感光乳劑，感光波長的峰值在365nm附近，有較大的曝光寬容度；另一類是非重氮樹脂類，是指有別于重氮樹脂類的感光乳劑，它們是新開發(fā)的一類純感光化合物，感光速度比重氮樹脂還快，但曝光寬容度較重氮樹脂類窄，經(jīng)過激活處理的此類感光乳劑具有存放時間長，曝光時間短，對熱和潮氣的抵抗力強(qiáng)的特點(diǎn)。通常凡是好的感光乳劑都有較寬的曝光寬容度，曝光寬容度較低點(diǎn)意味著最大的解像力，較高點(diǎn)則意味著模版的最佳強(qiáng)度。實(shí)際上應(yīng)該在這兩個極限之間進(jìn)行選擇，尋找最合適應(yīng)用和要求的曝光時間或曝光能量。
感光乳劑的涂布厚度對曝光時間產(chǎn)生影響，曝光時間與涂布厚度成正比，通常感光乳劑越厚感光時間越長。感光乳劑涂層厚度的均勻性也是很重要的，厚薄不勻的涂層很難確定曝光時間。半自動或自動同版感光乳劑涂布機(jī)對于高精度大面積的感光乳劑涂布可消除膜層厚薄不勻的現(xiàn)象，經(jīng)由設(shè)定的涂布壓力和涂布次數(shù)來確定厚度，涂布的膜層厚度的精度可達(dá)3μm之內(nèi)。而采用間接法感光膜片貼膜的厚度的均勻性則可得到保證。膜層厚度可用厚度測試儀測量，磁感應(yīng)法或渦流測試法都能在各種尺寸的模版內(nèi)實(shí)現(xiàn)非常簡便準(zhǔn)確無破壞性的測試，先測試一下繃好網(wǎng)的絲網(wǎng)厚度，隨后測試涂膠層的厚度，利用二者的測試值之差就可以得到感光乳劑膜層厚度的正確數(shù)據(jù)。
感光乳劑的干燥程度即烘干溫度和時間同樣也對曝光時間產(chǎn)生影響。因?yàn)楦泄馊閯╅L期含有微量水分，干燥不良的絲網(wǎng)模版由于有殘留水分會導(dǎo)致降低感光乳劑涂層的感光性。雖然曝光曬版時間或能量正確，但仍會造成缺陷。一般來說烘干溫度應(yīng)控制在40℃以下，溫度過高會對感光乳劑產(chǎn)生暗反應(yīng)，導(dǎo)致顯影沖洗困難。感光乳劑涂層干燥不充分主要會造成膠膜與絲網(wǎng)的粘附不良，嚴(yán)重時會使模版圖像在沖洗時局部脫落。在涂布感光乳劑的過程中要確定水分含量并非簡單的事，一般是根據(jù)操作間空氣溫、濕度和干燥時間來判斷，采用接觸式濕度測試儀可以消除不可靠的判斷，能正確提供模版正確曝光所必要的依據(jù)。將濕度測試儀探頭置于被測的感光乳劑涂層，便可以在指示器上確定殘留水分，從而可以知道感光乳劑涂層中水分是否完全被排除。
三、絲網(wǎng)
絲網(wǎng)是涂布感光乳劑的載體，精細(xì)印制電路板制版用的絲網(wǎng)主要有二種：單絲平織聚酯絲網(wǎng)和不銹鋼絲網(wǎng)。不同規(guī)格型號的絲網(wǎng)有不同的目數(shù)、網(wǎng)紗線徑、開度和厚度。因而會影響到絲網(wǎng)模版涂層的厚度（為了獲得理想的網(wǎng)印效果，通常涂層厚度是絲網(wǎng)厚度的1／4），同時也會影響到網(wǎng)孔中的光反射。絲網(wǎng)目數(shù)越低，網(wǎng)孔越大，網(wǎng)紗越粗，感光乳劑涂層則越厚，所需的感光時間也越長；絲網(wǎng)目數(shù)越高，網(wǎng)孔越小，網(wǎng)紗越細(xì)，感光乳劑涂層則越薄，所需的感光時間越短。但從另一角度來說，由于精細(xì)絲網(wǎng)的表面積增大，在曝光時光反射程度要比粗絲網(wǎng)強(qiáng)，因此對于精密制版要綜合考慮。
當(dāng)感光乳劑中敏化劑受到紫外光激活與感光乳劑中的成膜劑反應(yīng)并相互交聯(lián)時，成膜劑將徹底破裂形成感光圖像。當(dāng)使用白色聚醋絲網(wǎng)時，網(wǎng)紗反射紫外光會引起倒壁漫反射滲入到照相底片圖像邊緣的下面產(chǎn)生過度曝光的跡象，而使圖像邊緣清晰度降低，出現(xiàn)鋸齒，再現(xiàn)性差；惟有縮短感光時間來減少這種副作用，但又會妨礙感光乳劑的充分硬化，降低模版的耐印率，因而對于精細(xì)制版不宜使用白色絲網(wǎng)。
當(dāng)使用125目／英寸以上絲網(wǎng)時宜采用染色絲網(wǎng)如桔紅、暖黃。染色絲網(wǎng)對于 330～420nm的紫外光吸收效果很好，能消除絲網(wǎng)網(wǎng)紗的漫反射，有利于模版的清晰度、解像力和耐化學(xué)溶劑性能，從而提高絲網(wǎng)模版的精度和再現(xiàn)原稿圖像的能力，而且染色絲網(wǎng)的曝光寬容度比白色絲網(wǎng)大得多，所以由于采用染色絲網(wǎng)必須延長曝光時間30%～50％。
而當(dāng)采用不銹鋼絲網(wǎng)時，由于照射光線受到絲網(wǎng)網(wǎng)紗的阻擋，其曝光時間相對于聚醋絲網(wǎng)要長些。
四、光源
絲網(wǎng)模版曬版曝光用的光源主要采用金屬鹵素?zé)艉透邏汗療?，目前已很少使用脈沖氙燈和碳素弧光燈。它們之間的分光照度和光源分光能量分布（即峰值的波長）是有所差別的。如高壓汞燈是一種離子器件，利用在高壓狀態(tài)下弧光放電而產(chǎn)生強(qiáng)烈的電子輻射，其輻射能量是從近紫外光區(qū)一直到可見光呈連續(xù)狀態(tài)。因而對于不同的曝光光源所用的曝光時間也不盡相同。上述提到的不同敏化劑的感光材料對紫外光波長吸收也是有差異的，因此感光材料的分光感度也就是波長范圍與光源的光能量分布的重合程度即匹配性決定了曝光過程感光材料光能量吸收的多少，反映在曝光時間上如匹配性佳，光源的能量絕大部分為感光材料所吸收，曝光時間則短，反之曝光時間則長。
為了使感光乳劑均勻曝光，網(wǎng)版必須均勻地接受照射，對于點(diǎn)光源來說曝光光源與網(wǎng)版之間距離將影響到曝光性能，一般來說網(wǎng)版的中間部分百分之百接受曝光，而在網(wǎng)版的邊緣曝光強(qiáng)度有所減弱，而且網(wǎng)版面積越大減弱強(qiáng)度越多；另外當(dāng)點(diǎn)光源發(fā)射到不同網(wǎng)距的網(wǎng)框上時，離光源 1m的A處平面上所接收的光能量與離光源2m處的B平面所接收的光能量是相等的，但單位面積上A 平面和B平面的光能量照度卻是不等的，后者是前者的1／4。這就是點(diǎn)光源所發(fā)出的光按被照射距離的平方擴(kuò)散，因此單位面積內(nèi)的光能量按距離增大而逐漸減弱，這稱為照度的逆平方法則。由于點(diǎn)光源有上述的缺陷，所以應(yīng)采用“平行光源”，可以達(dá)到良好的曝光效果，所謂 “平行光源”是通過曝光機(jī)的光源反射罩將點(diǎn)光源漫射型光轉(zhuǎn)換成平行光，這樣使到達(dá)曝光網(wǎng)框內(nèi)的表面的光能量基本均勻相等。為了依照射光源以同等強(qiáng)度到達(dá)感光區(qū)域，還有一個理想曝光距離，根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)可使用以下的公式：
最小曝光距離（H）=網(wǎng)框?qū)蔷€距離（D）＋1／3網(wǎng)框?qū)蔷€距離（D） 還有一種簡易的計(jì)算方法，即：
最小曝光距離（H）≥1．5模版對角線距離（D）
從以上的經(jīng)驗(yàn)公式中可以看出，網(wǎng)框面積越大，曝光距離則越遠(yuǎn)，曝光的時間則會越長久。
五、曝光管理
在模版的曝光中需對兩個重要參數(shù)進(jìn)行控制：光源的質(zhì)量以及在網(wǎng)印模版范圍內(nèi)的均勻分布即對照射光的分布和紫外光輻射的密度狀態(tài)值，當(dāng)曝光網(wǎng)框的中心和四個角落的光密度處在同一水平時就達(dá)到理想的狀態(tài)。
通常計(jì)算感光材料恰當(dāng)?shù)钠毓馐鞘褂靡恍┖啽銓?shí)用的測試工具，如21級灰色分級卡，它是在細(xì)長透明聚酯片上依次按溶度（D）級差制成梯度標(biāo)尺，其底片光密度從1~21級依次增大。采用不同的曝光參數(shù)用21級灰色分級卡對絲網(wǎng)模版進(jìn)行曝光，在相同條件下顯影后觀察模版的解像力情況，而確定曝光參數(shù)。另一種為曝光計(jì)算器，它是由1、0．7、0．5、0．33、 0．25五個清晰度圓靶列組成，第一列后無濾包片，曝光系數(shù)為1，其余四個均有一個中性密度濾色片，它將抵達(dá)模版上的光分別減少到0．7、0．5、0． 33、0．25，因而可以同時進(jìn)行五種曝光。使用該工具先是估算你認(rèn)為是正確的曝光時間，然后加倍計(jì)，可以從五個圓靶列中選擇一個獲得最佳效果，再用試驗(yàn)時間乘以選擇系數(shù)即可。這二種方法中曝光時間都覆蓋整個曝光寬容度，即從嚴(yán)重的曝光不足到曝光過度。
但是由于外界因素的變化如電壓波動、燈管表面被沾污及燈管老化等原因，采用時間管理方法不能避免產(chǎn)生曝光不足的現(xiàn)象。因此得到的曝光時間最好轉(zhuǎn)化為用累計(jì)光量表進(jìn)行管理，這可防止曝光錯誤。累計(jì)光量表與外界的因素變化、燈光的強(qiáng)弱無關(guān)，以累計(jì)方式計(jì)算出感光材料完全達(dá)到光化學(xué)反應(yīng)為止的照射光能量，一旦滿足設(shè)定需要的光能量值時會自動切斷電源，因此對曬版曝光可始終準(zhǔn)確的控制，累計(jì)光量表的感光波長范圍峰值必須與所用的感光材料分光感度特性一致，且安裝位置要適宜。
此外使用射線探測儀可測試紫外光范圍內(nèi)的光輻射能量值以及利用感光乳劑制造商提供的數(shù)據(jù)對感光乳劑敏感度進(jìn)行正確的網(wǎng)版曝光測試，該儀器還可以對新的曬版燈光源的輻射密度進(jìn)行記錄，并且在燈光光源相同的情況下，每月定期測試檢定對比光源的強(qiáng)度。
六、操作中的注意事項(xiàng)
在實(shí)際操作中絲網(wǎng)模版接受照度還受其它因素的影響，如當(dāng)紫外光通過曝光機(jī)的玻璃和聚醋照相底片時，這些材料也會吸收部分光能量，使照射能量有所減弱，而不同材料的種類和厚度對紫外光的吸收率也是不同的，這都會影響曝光時間的正確性，必須考慮補(bǔ)償。同時對于聚酷照相底片的光密度也應(yīng)考慮，如使用黑白銀鹽片，其反差要符合要求，黑色部分的密度要大于3，而透明部分則要小于0．2。
在感光乳劑涂布或感光膜片貼膜后存放時間不要太久，要立即進(jìn)行曬版曝光作業(yè)。
不要使用已超過貯存期的感光乳劑，當(dāng)使用已超過貯存期的感光乳劑時會產(chǎn)生如下現(xiàn)象：即使曝光時間正確，絲網(wǎng)清潔操作正常，其它條件并無變化的情況下，模版的錄影沖洗仍會十分困難，從版面上可以看清圖像的形狀，但構(gòu)成圖像的網(wǎng)孔并不通透，被一層薄霧樣的感光膜層所封閉。而當(dāng)使用低劣的曝光光源曬版曝光肘，即使是曝光不足也會出現(xiàn)曝光過度的跡象。
七、結(jié)束語
從上述的分析討論看出，模版的曬版曝光受諸多的工藝因素影響，管理好工藝變量因素如感光乳劑、絲網(wǎng)、光源及其匹配性，控制影響關(guān)稅的主要因素并借助于檢測工具和儀器，才能做到正確的曝光。避免許多質(zhì)量問題如網(wǎng)版上的針孔、鋸齒、模版不牢、難于回收及模版顯影困難等曝光不良的典型現(xiàn)象，從而達(dá)到理想的制版效果。
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