高分辨率圖象的制作技術分析

• 導線節距：0.40mm；
• 內層導線：0．05mm；
• 外層導線：0.05-0．0762mm；
• 內層銅層厚度：10um；
• 層數：10-20層；
• 填充厚度：0．05-0．127mm；
• 盲孔和埋孔：0．05-0.20mm。

　　根據以上提出的技術條件。要制作精細電路圖形是很困難的。即要保證產品的高質量和高可靠性，還要保持較高的生產效率和較低的制造成本。為達到此目的，就首先必須對精密圖象的制作技術難點進行科學的分析，從中找出規律性的東西，以提高制作高密度精細圖形的成功率。

—．圖象的形成和失真：

　　在圖象形成的過程中，首先分析上述所提供的技術數據，要制作高品質的電路圖形必須具備有高質量的底片、薄的光敏抗蝕膜和超薄的銅箔，它是確保電路圖形高品質表面和內在質量關鍵因素。但往往由于內外原因產生圖象某些程度的失真。圖象失真的量對圖象的特征將會產生無可挽救的缺陷。如果在2．54mm間距之內允許導線的寬度增加到0．05mm，但在0.05mm間距就很容易產生短路。此外，圖象失真與原材料的表面狀態和加工過程中產生的質量缺陷有關。特別是在覆銅箔層壓板的表面存在有凹坑、凸出物、和沾污等，都會導致光敏抗蝕劑結合力的降低，使制作出來的電路圖象就會與原圖的技術要求相距太遠。同時圖象的制作離不開光具-底片，而介于透明和不透明的區域內可能存在針孔、暗斑，曝光過程中就會阻礙散射光的通過或者光射到銅的表面，非直線光能夠在光掩膜的背面產生半暗影。光敏抗蝕劑的厚度的均勻性在制造上也很難達到一致性，同時又受到溫度和時間的變化，導致膜質量的變化，也會嚴重地影響電路圖象的質量。

二. 測量圖象的變化

　　圖象轉移后電路圖形是可以測量的。在刻度尺范圍內從零開始，當圖象不完整時，圖象變化校正到刻度尺1的范圍。評價所獲得不同導線／間距的變化是在每毫米成對導線／間距是相等的。圖象變化的曲線量為導線／間距的頻數的函數。調節變化特性(MTF)表明：制作電路圖象逼真度直接與加工特性有關。當MTF和圖象質量水平降低到1以下時，成對導線計算頻數被稱之謂斷開頻數，即表示邊線介于可靠和不可靠加工之間。除了這點外，精細導線和間距制造是處于不均稱的低產出的結果。

　　采用MTF方法適用于單個電路圖象測量步驟或者使用全部圖象通過增加個別的加工特性，以獲取完整的工藝特性。如果采取的工藝步驟對形成電路圖象質量影響比較大，也是最不穩定的工序時，必須進行調節采取最少和有效的工步，以達到產出的最實際的效果和提高它的可靠性。

三．精細導線圖形制作原材料的變化

　　精細導線制作的高質量和高產量是通過高精尖的工藝裝備、強化過程控制和人員的熟練程度是可以保證的。特別是光敏抗蝕劑的研究，從常規使用的干膜轉換到液態抗蝕劑，并運用到實際生產中去。它提供薄的膜層和內在的高分辯率。現最為典型的是采用滾涂和噴涂技術，非常適用于制作高密度的印制電路板。目前較為困難的是要求有較大的投資。但與現實生產廣泛采用的干膜比較，還存在可靠性的問題。盡管它具有很大的潛力，但對制作精細導線圖象，液體抗蝕劑并不代表一種完全可靠和可行的工藝技術。

四．高產量和高分辯率的抗蝕劑技術

　　制作電路圖形的關鍵就是正確的選擇光敏抗蝕劑，它是圖象成形的關鍵。要制作高質量的圖象，還必須具備品質高的光具-底片。通過曝光光源的控制，充分利用光敏抗蝕劑所具有的高分辯率，來達到提高精細導線制作的產量。通常經過曝光和非曝光區域是有很大的差別的，也就是介于曝光和非曝光抗蝕劑部分是有差別的，即在曝光區域內的抗蝕膜結合力更好和更可靠；而非曝光區域的抗蝕膜需要快速的清理、顯影才能使介于這個范圍抗蝕膜成象的失真度最小。抗蝕劑所具有的反差與介于曝光光的輸入和抗蝕劑的聚合程度有關。在圖象轉移過程中。對圖象質量的優劣與可能產生的缺陷的預測是不可能的。一般高反差的抗蝕劑幾乎都是雙特性曲線即聚合到高穩定狀態通常是在中等曝光正確確定的工藝范圍以內。

　　MTF與反差成正比例，反差的額定值比1高，而MTF也比1高。所以，高反差的抗蝕劑是能夠校正其成象的模糊程度。這歸功于它具有較高的聚合度，經過曝光后膜層的結合力更牢。同時，在相當高的曝光能量下，使圖象的逼真度接近實際原設計的技術要求。因為經曝光的抗蝕劑在顯影過程中更加穩定而可靠，而非曝光的抗蝕劑又很容易清洗去除。

五．高密度圖象分辯率加工程序

　　按照目前的所使用的干膜材料和加工工藝要達到減少圖象的失真和制作出導線寬度為0．10-0．15mm圖象，就其干膜的分辯率而言，即是增加其反差在1.2—1．7以上，也達不到設計所提出的技術要求。為此，需要進一步增加干膜的反差，就必須增加具有輔助圖象加工特性的新工序-HDI。

　　HDI就是在曝光后和覆蓋膜除去及顯影前，將板浸在熱水中(85-95℃)時間最少5秒、最多120秒。實踐證明最佳時間為30秒。并建議短暫的冷卻。為確保能提高其分辯率，曝光后到浸熱水之間盡量少于1分鐘。
    在加熱過程中，溫度超過抗蝕劑的軟化點。而HDI基本原理：主要由于單體從非曝光區遷移到曝光區內抗蝕劑加速了反應和抗蝕劑的化學聚合速度達到了增加膜層的硬度；而沒有經過HDI加工序的曝光后的膜層其最大硬度是中等。在非曝光區域內抗蝕劑最高能量和單體的軟化程度是最低的；顯影期間由于執蝕劑邊緣稍微硬，加上單體的溶解和顯影不完全，尤其在電鍍時會產生所不希望的邊緣的溶解。

　　采用HDI加工工序，不但曝光后的膜層硬度增加，它還具有高的穩定性。顯影時由于經過輔助工序處理，導線邊緣側壁逐漸硬度增加而邊緣整齊不變形。再由于單體從非曝光區遷移，單體減少使非曝光區抗蝕劑更具親水性，所以也就更加容易被顯影液所溶解除去。

六．結論

　　采用此種輔助工序加工，達到了提高干膜分辯率的最終目的。控制作離密度圖象在現有的工藝條件下，就有可能保質保量的達到上述設計所提出的技術指標。當然還有它的局限性，因為此種工藝方法，是否對所有的抗蝕劑都起良好的作用，還待進一步的開發和研究。