Способ себежко в. н. получения скрытого изображения на пленочном фоторезисте и устройство себежко в. н. для его осуществления

(омитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) СПОСОБ СЕБЕЖКО В.Н. ПОЛУЧЕНИЯСКРЫТОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПЛЕНОЧНОМФОТОРЕЗИСТЕ И УСТРОЙСТВО СЕБЕЖКОВ,Н. ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(67) Использование: в ности в производств изобретения: способ ществления позволяю способность пленочны когда на гюверхност защитная лавсановая рование выполняют ди фотокомпозиции в в температуры и атмасф электронной технике, в частпечатных схем Сущность и устройство для его осут увеличить разрешающую х фоторезисторов для случая,фотокомлозиции находится пленка. Для этого экспонискретно в процессе текучести акуумной раме под действиемго давления. 2 спф-лы, 2004083Изобретение относится к электронной технике, в частности к производству печатных схем.Известен способ получения скрытого изображения рисунка на пленочном фото резисте(авт. св. СССР М 1662258), заключающийся в расширении технологических возможностей способа, в частности разрешающей способности пленочного фоторезиста использованием его внешней 10 поверхности без защитной органической пленки на фотокомпоэиции для Фокусировки экспонирующего излучения. При этом экспонирование выполняют на известных установках, содержащих вакуумнуа раму, 15 источник экспонирующего излучения и реле времени, например на установке из комплекта оборудованил АДМАРД.Недостатками данного способа являютсл необходимость перед экспонированиемудаленил с поверхности Фотокомпозиции защитной органической пленки, необходимость удаления из объема Фотокомпозиции легколетучей фазы, что снижает достоинствопленочного Фоторезиста -. его высокую 25 технологичность.Недостатком устройства являетсл отсутствие шторок между экспонируемой фотоком позицией и источником экспонирования, которые позволили бы 30 смонтировать на них нагреватели и осуществить индикацию возможностей Фатокомпозиции в процессе нагрева перед ее экспонированием, Кроме того, в устройстве отсутствует система управле 1 л процессам 35 экспонирования на основании полученной начальной информации о возможностях Фотокомпозиции.Известен способ получения скрытого изображения рисунка на пленочном Фото резисте (авт,св. СССР Иг 1600529), заключающийся в расширении технологических воэможностей способа, в частности разрешающей способности пленочного фоторезиста использованием его внешней 45 поверхности с защитной полиэтиленовой пленкой на фатакампозиции для Фокусировки экспонирующего излучения и включающий нанесение фоторезиста на металлизированную заготовку печатной 50 платы путем ламинирования, селективнае экспонирование фоторезиста в вакуумной раме с одновременным контролем процесса по изменению плотности тока, протекающего через границу раздела Фотарезист - металл, При этом экспонирование выполняют на установке, содержащей вакуумную раму, источник экспонирующего излучения, шторки между ними и реле времени, например на автомате двустороннего экспонирования печатных плат (информационный листок Ы 8 - 82).Недостатком данного способа лвляется необходимость использования полиэтиленовой пленки на поверхности фотокомпозиции вместо лавсановой, что, в частности, снижает скорость нанесенил пленочного фоторезиста из-за неудовлетворительной механической прочности полиэтиленовой пленки по сравнению с лавсановой.Недостатком устройства является отсутствие нагревателей на шторках, которые позволяют получать информацию о возможностях фо-окомпозиции в процессе ее нагрева, Кроме того, в устройстве отсутствует система управленил процессом экспонирования на основании полученной начальной информации о возмокностлх Фотокомпозиции.Цель изобретения - расширение технологических вазможностей существующих технологий за счет фокусировки фотакомпозицией с защитной лавсановой пленкой на ее поверхности экспонирующего излучения в процессе текучести фатакомпозиции в вакуумной раме под действием темпера гуры и атмосФерного давления,По способу Формирования скрытого изображения рисунка на пленочном фоторезисте, включающему нанесение Фоторезиста на металлизированную заготовку печатной платы пу-ем ламинирования, селективнае экспонирование Фаторезиста в вакуумной раме с одновременным контролем процесса па изменении плотности тока, протекающего через границу раздела фоторезист - металл, согласно изобретению экспонирование выполняют дискретно при нагреве Фотакампазиции в вакуумной раме ат 35 до 70 С и разрежении в вакуумной раме не менее 0,4-0,5 кгс/см с длительно 2стью воздействия экспонирующего излучения 2-4 с и паузой 8 - 12 с, при этом время экспонирования и пауз не более или равно времени текучести фатокомпозиции и отсчитывается с момента достижения фото- композицией температуры начала текучести.Устройство палученил скрытого изображения рисунка на пленочном Фоторезисте, содеркащее вакуумную раму, иСточник экспонирующего излучения, шторки между ними и реле времени экспонирования фотакомпозиции, согласно изобретению снабжено реле паузы экспонирования, котааое соединено с реле времени экспонирования, кроме того, нагреватели фотокомпозиции в вакуумной раме установлены ка шторках, а между шторками и вакуумной рамой помещен термометр, 2 И)4083Введение перечисленных элементовобеспечивает решение указанной задачи.Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемые технические решения связанымежду собой единым изобретательским замыслом.Изучение общедоступных в СССР сведений и их анализ позволяют сделать выводо том, что предлагаемые технические решения 1 являются новыми, так как не иэвест- "0ны иэ существующего уровня техники, т,е,изобретение соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень",На фиг. 1 схематично показано изменение геометрии рисунка из фоторезиста при 15воздействии на рисунок растворителя фоторезиста; на фиг. 2 схематично представленмеханизм .формирования скрытого. изображения рисунка в фотокомпозиции; на фиг. 3схематично изображено заявляемое устройство; на фиг, 4 представлена схема получения информации для определения времениэкспонирования и пауз при формированиирисунка; на фиг, 5 - информация для определения времени экспонирования и пауз 25при формировании рисунка,Пример осуществления способа.На фиг. 1 а представлен фрагмент рисунка из фоторезиста СПФ-ВЩ толщиной 50мкм, полученного согласно ТУ на фоторезист и соответствующего геометрии фотошаблона. При воздействии на данныйрисунок (фиг. 16) растворителя фоторезиста, например воды, происходит уменьшение размеров пробельного места на 35величину 2 Ьх, составляющую ЗО - 35 отпредельно допустимой ширины пробельного места для рассматриваемого фоторезиста - 125 мкм. Испарение растворителя(фиг. 1 в) приводит к восстановлению первоначальной геометрии рисунка.Уменьшение времени экспонированияфотокомпозиции незначительно изменяетвеличину 2 Ьх, но при этом резко уменьшается стойкость получаемого рисунка в 45проявителе, Увеличение времени экспонирования приводит к возрастанию 2 Ьх и, какследствие, исключается возможность проявления пробельных мест рисунка.50Представленная информация являетсярезультатом известной способности сухихпленочных фоторезистов к усадке (уменьшению объема), причем как в вертикальной,так и в горизонтальнОЙ плоскостях, под деЙствием экспонирующего излучения и релаксации (возвращению к первоначальномусостоянию) после прекращения его воздействия,Наличие в рассмотренном примеребольшой величины 2 Ьх - горизонтальнойдеформации фотокомпозиции без видимойее вертикальной составляющей обьясняется, например, разницей более чем в два разалинейных размеров формируемого рисункаиз фоторезиста в этих плоскостях, т.е. в данном случае при толщине пленочного фоторезиста 50 мкм ширина формируемого изнего элемента составляет 125 мкм,Исходя из рассмотренной информации,возможности существующих сухих пленочных фоторезистов, например, по разрешающей способности могут быть расширены,если управлять величиной 2 Ьх. Для этогообратимся к фиг. 2.На фиг, 2 а показана известная совокупность элементов в вакуумной раме установки экспонирования перед формированием вфотокомпозиции скрытого изображения, Нафиг. 26 схематично показано начало усадкифотокомпозиции под действием экспонирующего излучения. При этом часть объемафотокомпоэиции, защищенная темным полем фотошаблона - аЬс, 1 е 1, переходит взону экспонирования. Векторы Гью характеризуют этот переход.Так как фотокомпозиция в начальныймомент экспонирования в зонах, подвергающихся экспонированию и не подвергающихся ему, не отличается по свойствам, то всоответствии с существующими представлениями о деформации эластичных материалов на фотокомпозиции в области границычерного и белого поля фотошаблона образуется локальное утоненке - вогнутость, Появившаяся краевая вогнутость - дуга еп,(фиг, 26).приводит к временной фокусировке,экспонирующего излучения - вектор "Ф".Продолжение экспонирования фотокомпозиции приводит к возрасТанию ееусадки (фиг. 2 в) до величин (аЬ+ ф (1 е+ Ь)в горизонтальной плоскости и Ау в вертикальной. При этом в области пробельныхмест фотошаблона поверхность фотокомпозиции становится горизонтальной - частьдуги Од, т.е, исчезает отклонение экспонирующего излучения от вертикального направления - вектор "Ф" (фиг, 26), переходитв вектор "П" (фиг. 2 в) и рйсунок из фотокомпозйции формируется в соответствии с геометрией фотоааблона.Дальнейшее экспонирование фотокомпозиции приводит к возрастанию ее усадки в вертикальной плоскости до величиныЛу (фиг. 2 г), появлению известной видимойвогнутости нэ фотокомпозиции и, как следствие, рассеиванию экспонирующего излу 200408330 ДРЛ) в процессе еетекучести при вре чения - вектор "П" (фиг. 2 в) переходит ввектор "Р" (фиг. 2 г),Исходя иэ информации фиг, 2 а, б, в, г,лишь для случая фиг. 2 б усадка фотокомпозиции может позволить расширить ее возможности, например, по разрешающейспособности, если использовать фокусировку Фотокомпозицией - вектор "Ф" экспонирующего ее излучения. Но эта стадияэкспонирования промежуточная. Поэтому. для ее неоднократного повторения необходима, во-первых, прекращать процесс экспонирования, когда дуга еп (Фиг. 2 б), начинает переходить в дугу Од (фиг. 2 в),во-вторых, перед очередным экспонированием дуга еп должна перейти в прямую, т.е.необходимо выполнить релаксацию Фотокомпозиции,Сформулированные условия Фокусировки фотокомпоэицией экспонирующего ее излучения и является сутью заявляемого способа. Для его реализации предлагается устройство (фиг. 3), которое состоит из вакуумной рамы 1, источника 2 экспонирующего излучения, шторок 3, реле 4 времени экспонирования фотокомпозиции, нагревателей 5 на шторках, термометра 6, реле 7 времени паузы (релаксации фотокомпозиции).Устройство работает следующим образом,За счет известной способности фото- композиций сухих пленочных фоторезистов к текучести под действием температуры и давления нагрев в вакуумной раме 1 фотокомпозиции на заготовке печатной платы от источников ИК-излучения (ламп КГТ) на шторках 3 позволяет получить эту текучесть. Дискретное экспонирование фото- композиции от источника 2 (лампы мени экспонирования и паузах между экспонированиями, выставленных на реле 4 и 7 времени, обеспечивает реализацию сФормулированных условий Фокусировки, Показания термометра 6 обеспечивают оперативный визуальный контроль протекания процесса формирования рисунка из фоторезиста,Пример реализации заявляемых способа и устройства.Перед Формированием на партии заготовок печатных плат толщиной 1-1,5 мм рисунка иэ пленочного фоторезиста СПФ-ВЩ толщиной 50 мкм на нескольких из них в зоне технологического поля выполняют разрез АВ (фиг, 4) злектропроводного слоя, к которому подключают последовательно со 5 10 15 20 45 50 55 единенные источник постоянного напряжения Б 5-47 и микроамперметр Ф 195 и который в дальнейшем электрически замыкают фотокомпозицией пленочного фоторезиста. В фотокомпозицию пленочного фоторезиста вводят медь-константановую термопару, после чего заготовку помещают в вакуумную раму установки экспонирования, В результате выполнения ряда проб устанавливают, что при нагреве фотокомпозиции в диапазоне температур 35 - 70 С и разрежении в вакуумной рам 0,9 - 1 кгс/см деформация фотокомпозиции по толщине достигает 35-40 О. При этом минимальное разрежение в вакуумной раме, когда наблюдается деформация, составляет 0,4 - 0,5 кгс/см 2,Нагрев фотокомпозиции в вакуумной раме позволяет снять кривую яГ (фиг, 5) изменения тока во времени в созданной электрической цепи. Так как известно, что кривая 1 пз, симметричная кривой д , относительно перпендикулярна 1 е - это кривая экспонирования фотокомпозиции, когда равномерно по толщине изменяются свойства фотокомпозиции, то для получения режима экспонирования необходимо определить величины векторов А 1 и В 1, т,е. длительность экспонирования - вектор А и паузы (релаксации) - В 1, Для этого выполняют пробные экспонирования и по изменению тока в электрической цепи (фиг, 4) устанавливают, что время экспонирования должно быть 2-4 с, длительность паузы между экспонированиями 8 - 12 с, т.е, в результате определяются условия, когда Фотокомпозиция может фокусировать экспонирующее ее излучение (Фиг, 2 б).При использовании данного технического решения по сравнению с известными разрешающая способность пленочного фоторезиста может быть повышена в 3 - 4 раза. Так, например, известно для отечественного пленочного фоторезиста СПФ-ВЩ: толщиной 50 мкм может быть получен рисунок с минимальной шириной линий и зазором между ними 125 мкм, согласно предлагаемым техническим решениям эта величина составляет 30 - 40 мкм.(56) Авторское свидетельство СССР М 1600529,кл. 6 03 Г 7/26, 1990.Информационный листок М 8-82. Автомат двустороннего экспонирования печатных плат, Новосибирск, ЦНТИ, 19822004083 про Рльн Аа но АОЖге (цс парение нО 9Формула изобретен ия 1. Способ получения скрытого иэображения на пленочном фоторезисте, включающий нанесение фоторезиста на металлизированную заготовку печатной . платы путем ламинирования и селективное экспонирование фотореэиста в вакуумной раме с одновременным контролем процесса по изменению плотнрсти тока, протекающего через границу раздела фоторезистметалл, отличающийся тем, что экспонирование выполняют дискретно при нагреве фоторезиста в вакуумной раме от 35 до 70 С и разрежении в вакуумной раме не менее 0,4 - 0,5 кгс/см с длительностью2воздействия экспонирующего излучения 2 -4 с и паузой 8 - 12 с, при этом время экс 8 оьЗейгтБе расгп 3 оригпел рогпорезисгпа но рисунои ОрогпорРЪисгпо понирования и пауз не более или равно времени текучести композиции фоторезиста и отсчитывается с момента достижения композицией температуры начала текуче сти.2. Устройство для получения скрытогоизображения на пленочном фоторезисте, содержащее вакуумную раму, источник экспонирующего излучения, шторки, раз мещенные между рамой и источником излучения, и реле времени экспонирования, отличающееся тем, что оно снабжено реле паузы экспонирования, соединенным с релле времени экспонирования, и нагревате"5 лями, установленными на шторках, а такжетермометром, размещенным между шторками и вакуумной рамой. Возращение к исходнойгоиелрии продеяьно 2 о люба про цспоенио росе 8 оригпеия крае 3 оо 3(ррекп уменьшения продиьно 2 о Рама осцезоегаЬУ Р(Фок) Составитель А.Черепанова Техред М.Моргентал орректор М,Максимишине дактор Т. Юрчиков Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3328 Произво но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. Ул.Гээринэ, 101