光成像抗蝕抗電鍍油墨(以下簡(jiǎn)稱濕膜)是上世紀(jì)九十年代初出現(xiàn)的用于電路板制造的新型抗蝕抗電鍍掩膜材料。當(dāng)時(shí)原電子部的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)和部門作為一種新工藝在行業(yè)內(nèi)推廣,而且還組織專業(yè)人員赴首先使用的廠家桂林無線電五廠進(jìn)行參觀和組織專業(yè)學(xué)習(xí)。十幾年過去了,濕膜以它優(yōu)良的抗蝕抗電鍍性能、高分辨率和多種涂布形式(輥涂、簾涂、網(wǎng)印、噴涂等)以及設(shè)備的通用和廉價(jià)等著名的有點(diǎn),在電路板行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。濕膜的普及應(yīng)用表明了圖形轉(zhuǎn)移工藝的發(fā)展,進(jìn)入了一個(gè)新的里程,為細(xì)線的制造提供了理想的掩膜材料,推動(dòng)了集成電路合微電子技術(shù)的發(fā)展是電路材料發(fā)展的重大成就。近幾年來由油墨商的熱情服務(wù)和大力推廣,在標(biāo)牌、面板、裝飾畫的制造中也都使用濕膜,收到了很大的效果。到目前為止,印刷、建材和有關(guān)領(lǐng)域也正在使用,其發(fā)展的速度是驚人的?! ?、濕膜的耐蝕性和用于多種掩膜 1.1耐多種酸性蝕刻液 濕膜的突出一點(diǎn)就是耐多種酸性蝕刻液:酸性氯化銅蝕液、三氯化鐵蝕刻液、硝酸系列蝕刻液、硫酸雙氧水蝕刻液。這些蝕刻液除用于電路板的蝕刻液外,有的還用于鋼鐵、不銹鋼、鋁標(biāo)牌、面板的蝕刻?! ?.1.1耐堿性蝕刻液 在雙面板及多層板的外層蝕刻時(shí)均以鍍層做為抗蝕層,而蝕刻液為堿性氯化銅蝕刻液。在多層板的內(nèi)層生產(chǎn)中,多以濕膜做掩膜制造圖型。因銅層較厚,而濕膜在一定條件下完全能耐堿性氯化銅蝕刻液蝕刻,樣不僅節(jié)省了一臺(tái)設(shè)備(酸性蝕刻機(jī)),減少了生產(chǎn)面積,省去了輔助設(shè)備(再生裝置)和蝕刻液的調(diào)整與維護(hù),也減少了污染?! ?.2用于標(biāo)牌面板的掩膜 近幾年來濕膜又普遍用于標(biāo)牌、面板、金屬畫、濾網(wǎng)、柵網(wǎng)、集成電路框架的掩膜。過去制造這些產(chǎn)品的掩膜都是以重鉻酸鹽為感光劑的骨膠和聚乙烯醇。根據(jù)感光理論:感光的部分產(chǎn)生交聯(lián)變?yōu)槿齼r(jià)鉻,成為所需的圖型留在板面上;而未感光的部分顯影后被水沖走的都是六價(jià)鉻?,F(xiàn)在用濕膜代替不僅縮短了生產(chǎn)周期,避免了六價(jià)鉻的排放,為環(huán)保立了大功,也消除了對(duì)操作工人的毒害。今年四月在江陰召開的全國(guó)標(biāo)牌技術(shù)座談會(huì)上,到會(huì)的廠長(zhǎng)及各位代表對(duì)此呼聲很高。一家濕膜制造商在會(huì)上發(fā)放了約30戶樣品,銷售火爆??磥斫Y(jié)束以重鉻酸鹽以感劑的時(shí)刻已經(jīng)為期不遠(yuǎn)了?! ?.3用于模具制造的掩膜 濕膜有良好的耐蝕性并非表現(xiàn)在電路板的直接蝕刻,因?yàn)橐话愕姆筱~厚度在18um、35um或者更薄。最突出的還是用于壓輥模具制造的掩膜(壓輥模具用于皮革、織物、塑料和紙張的壓花等)蝕刻深度在0.2~0.4mm,用硝酸蝕刻的設(shè)備(材質(zhì)以45#鋼、工具鋼較多)。蝕刻方式均按壓輥?zhàn)赞D(zhuǎn)浸入法,時(shí)間約5~10分鐘,用于大規(guī)模集成電路框架的蝕刻大都用于三氯化鐵溫度40~45℃,時(shí)間4~6分鐘不等(材料:鐵鎳合金,厚0.4~0.2mm)雙面蝕刻?! ?.4用于電蝕刻的掩膜 在標(biāo)牌、面板的蝕刻中,廢液的處理和排放是個(gè)大問題,在無條件回首和處理廢蝕刻液的小城市更為突出。近幾年來風(fēng)靡全行業(yè)的電蝕刻(也稱電解蝕刻)工藝解決了這一難題?;ㄉ蠋浊г涂梢再?gòu)買一臺(tái)設(shè)備,這是因?yàn)殡娢g刻液為無污染的蝕刻液,因此也就無需解決蝕刻液的處理和排放。但是用于電蝕刻的掩膜,是用自動(dòng)刻字機(jī)預(yù)先刻出不干膠圖型,然后再轉(zhuǎn)貼到被蝕刻的表面進(jìn)行電蝕刻,這樣就限制了成批生產(chǎn)(成批成本太高)而細(xì)小的字及較精細(xì)復(fù)雜的圖案無法加工,改使用濕膜后,無論是單件還是大批量,無論圖案復(fù)雜精細(xì)與否。均能操作自如。另外,濕膜用于陽(yáng)紋圖案(即圖型凸出)的大面積蝕刻的標(biāo)牌面板更能顯示出它的優(yōu)良性能:底面平整,側(cè)蝕較小?! ?、較高的分辨率 突出的另一優(yōu)點(diǎn)是有較高的分辨率,從而為電路板加工細(xì)線,和精美金屬畫創(chuàng)造了條件。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值上沒有那一種掩膜能和它相比。用單面板的直接蝕刻(包括多層板的內(nèi)層)時(shí)能輕松地做出2mil的線寬和線間。這些數(shù)據(jù)是在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中獲得而不是試驗(yàn)和樣品?! 〗鼛啄暝谖宜芙佑|的產(chǎn)品中柵網(wǎng)的制造世最突出的一例:材料為不銹鋼或鐵鎳合金,厚度為0.02~0.05mm,用濕膜做為掩膜,蝕刻后鏤空的線粗為0.015~0.012mm。另外在金屬畫的制造中也能按層次版制造,其產(chǎn)品精美具有收藏價(jià)值。現(xiàn)在剃須刀的網(wǎng)罩、過濾網(wǎng)、隔音板、金屬名片的制作……均以濕膜為掩膜?! ?、抗電鍍性質(zhì) 在雙面和多層板升層的圖型電鍍掩膜,越來越多的廠家由用干膜轉(zhuǎn)為濕膜。隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保的要求,嚴(yán)禁氟化物的排放已經(jīng)提到日程上來,原來的鍍錫鉛溶液因含氟化物,不僅污染水源還影響操作者的健康,為此改為不含氟化物的鍍純錫勢(shì)在必行。目前,已有許多廠家改用鍍純錫,生產(chǎn)實(shí)踐證明濕膜做為鍍純錫的掩膜已經(jīng)被電路板行業(yè)認(rèn)可。另外它做為二次銅鎳金、錫鉛(仍有部分廠家采用)的電鍍掩膜一直在工藝制程中應(yīng)用。 3.1用于標(biāo)牌的電鍍 它的抗電鍍性能為標(biāo)牌和面板的制造增加了新的加工手段和新的品種。利用其良好的耐蝕刻和抗電鍍性能同時(shí)用在標(biāo)牌、面板取得了良好的效果,如在銅板上鍍黑鎳的蝕刻面板或標(biāo)牌?! ∑淞鞒虨椋何g刻凸圖型→鍍黑鎳→去膜→保護(hù)銅面。這樣字和圖型維凸出的金色、底為黑色鍍層的標(biāo)牌或面板就完成了,其效果 美觀大方,有突出的特色,實(shí)為精品(也可做出凹下為金色其余板面為黑色)。良好的抗電鍍性能還應(yīng)用在高檔標(biāo)牌的鍍金。北京某研究所的牌子就是鍍金,始終保持著光亮的本色。選擇鍍金是標(biāo)牌行為制造高檔標(biāo)牌的手段,其效果美觀成本卻不高?! ?、濕膜的選擇 4.1選擇的首要條件是環(huán)保型的濕膜 在諸多的濕膜品牌中,如何選擇適于自己產(chǎn)品的濕膜是使用中的主要問題。這就要根據(jù)自己的產(chǎn)品特點(diǎn)來選擇,在同種產(chǎn)品中其性能未必相同,但首要的條件是選擇低毒、無毒或污染較小的濕膜、雖是首要條件但難度較大,因在諸多的品牌中大都含有苯、醚或大量的有機(jī)溶劑已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成污染。有的廠商在標(biāo)貼上明文告之有機(jī)溶劑的名稱和含量,但也有相當(dāng)數(shù)量的品牌為低毒型的或正在向低毒邁進(jìn)的濕膜。可是大量稀釋劑的使用(有機(jī)溶劑)不可小視。第二個(gè)條件就是價(jià)格和質(zhì)量性能的統(tǒng)一?! ?.2用于單面、內(nèi)層的電路板、標(biāo)牌面板的濕膜選擇(用于直接蝕刻)用于直接蝕刻的掩膜一定是選擇有較好的流平性即不論網(wǎng)印或滾涂,在板面上能迅速流平。因?yàn)槭怯糜谥苯游g刻其涂布厚度大約在5~10um。有的廠商用加稀釋劑擴(kuò)大涂布面積(隨之降低成本),按常規(guī)濕膜加稀釋劑的量不應(yīng)超過總量的5%,因產(chǎn)品不同使用者經(jīng)常加入量由10%~25%不等,其涂布面積由原來的20~25㎡擴(kuò)大至25~30㎡不等,厚度也可大概降至4~7un?! ?.2.1稀釋添加的控制 稀釋劑最好是原濕膜廠商提供(也可選擇環(huán)?;虻投拘停?。如果稀釋劑加的太多將產(chǎn)生曝光能量的下降或抗蝕刻性能的下降。尤其用于滾涂時(shí)輥?zhàn)拥牟蹨喜煌ㄓ械臒o槽溝)加入的稀釋劑也各異,也可根據(jù)產(chǎn)品的不同適量添加?! ∠♂寯嚢钑r(shí)會(huì)出現(xiàn)氣泡,這是攪拌的原因。攪拌時(shí)應(yīng)沿一個(gè)方向,若正反混用,按流體力學(xué)理論,流動(dòng)的液體遇到反作用力將產(chǎn)生漩渦,于是便出現(xiàn)氣泡。正常情況下氣泡應(yīng)在網(wǎng)印后40秒內(nèi)消失。若靜10分鐘仍未消失這可能是濕膜本身有問題或者稀釋劑添加不當(dāng)?! ?.2.2濕膜的細(xì)度 按常規(guī)油墨商的說明書上標(biāo)細(xì)度為小于5um。這種細(xì)度用于一般線條和網(wǎng)點(diǎn)地掩膜是可行的,但用于細(xì)線和細(xì)網(wǎng)點(diǎn)時(shí),上述的細(xì)度就較為勉強(qiáng)。顯影后線條和網(wǎng)點(diǎn)的邊緣會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的毛刺。在這種情況下我們就應(yīng)選擇2.5um~3.0um的細(xì)度。為了操作方便可購(gòu)細(xì)度計(jì)對(duì)所購(gòu)的濕膜進(jìn)行檢測(cè)是非常必要的。 4.2.3稀釋劑的選擇 前面談過最好選用濕膜配套的稀釋劑,而市面所出售的稀釋劑大都含有醚類和苯的碳?xì)浠衔?,最好不用或者少用。濕膜是集UV感光和熱固為一體的成膜物,含有一定量的溶劑。這些溶劑不僅有嗅味而且毒性較大(根據(jù)不同品牌不同溶劑而言),嚴(yán)重地危害工人健康和周圍環(huán)境。早在上世紀(jì)八十年代德國(guó)統(tǒng)計(jì),每年用涂料和油墨的溶劑高達(dá)40噸。美國(guó)、瑞典等國(guó)也立法嚴(yán)格限制有機(jī)溶劑的加入,并規(guī)定:油墨及涂料含苯的碳?xì)浠衔锊坏酶哂?%。 我國(guó)在《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》也規(guī)定在操作間甲苯、甲醛、苯及苯的同系物在1m內(nèi)的最高允許值。隨著我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)在地操作間有很大改善,通風(fēng)送風(fēng)室內(nèi)空氣新鮮,但是最根本的問題是請(qǐng)研究部門或?qū)<覀冄芯块_發(fā)無毒或低毒的濕膜,其體系的改進(jìn)是唯一的出路
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