Фізико–технологічні основи фотолітографії
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
? дуже важливо забезпечити розмірну стабільність в умовах температури, що змінюються, і вологості. Для цього після поливу або екструзії плівку піддають циклічному нагріву, внаслідок чого вона прискорено релаксує і з її обєму випаровуються залишки розчинників. В результаті знімається внутрішня напруга і поліпшується розмірна стабільність.[5]
Вплив вологості
При зміні вологості зовнішнього середовища поліефірна основа фотоплівок набуває рівноважної вологості і міняє свої розміри. Щоб на 90% досягти рівноваги із зовнішнім середовищем (час релаксації) для плівки товщиною 175 мкм потрібно порядка 4 г.Коефіцієнт лінійного розширення при зміні відносної вологості поліефірної плівки 0,0008% на 1% відносної вологості. Цей коефіцієнт не залежить від товщини плівки, але желатинові і допоміжні шари відчутно впливають на зміну розмірів основи, а значить і фотоплівки. Причому желатин поглинає вологість дуже швидко. Потрібно менше трьох хвилин для шару желатину, щоб він досяг 99% рівноваги з навколишнім середовищем. Тому, чим товща плівка основи, тим менший внесок мають нашарування, і фотоплівка виходить стабільніша в розмірах.
Процеси поглинання вологи основою і шарами желатину є повністю оборотними: ефекти гістерезису незначні.
Вплив температури
Фотоплівка розширюється при підвищенні температури навколишнього повітря і стискається при пониженні температури.
Температурний коефіцієнт розширення поліефірної основи 0,0018% на 1С. Температурний коефіцієнт розширення не залежить від товщини матеріалу.
Реакція фотоплівки на зміну температури виявляється дуже швидко.
Фотоплівка адаптується до навколишньої температури протягом 2-3 хвилин.
Розширення і зменшення фотоплівки при зміні температури оборотний процес. Проте, якщо фотоплівку нагрівати до 60С, відбудеться необоротна зміна її розмірів.
Вплив режимів обробки
В результаті мокрої обробки фотоплівки (проявка, фіксаж, відмивання) і подальшої сушки відбувається зміна її розмірів. Особливо істотно впливає температура сушки так, що фотоплівки, які сушаться при високих температурах, матимуть збільшені розміри і навпаки. Зміна розмірів фотоплівок товщиною 175 мкм може складати 0,02%. Проте, фотоплівка, яка була висушена при оптимальній температурі, може змінити свої розміри зовсім трохи. Мало того, існує оптимальна температура сушки, при якій ця зміна розмірів може зводити до нуля. Ця температура встановлюється для кожного типу фотоплівки. Величина оптимальної температури сушки в основному залежить від відносної вологості навколишнього середовища і відносної вологості повітря в сушильній камері проявочної машини. Тому ідеальна температура сушки повинна бути визначена виходячи з відносної вологості повітря в приміщенні для обробки фотоплівки.
Старіння
Розмір фотоплівок змінюється із-за старіння основи, але величина цих змін є дуже незначною. Поліефірна основа може змінити розміри в межах 0,01% за 5-10 років.
Зміни лінійних розмірів залежать від вологості і температури зберігання фотоплівок. Зберігання при високій вологості, ймовірно, спричинить збільшення розмірів фотошаблону і навпаки.
Розмірна стабільність
Фотоплівки для фотошаблонів друкарських плат з позицій розмірної стабільності можуть бути згруповані в два класи: фотоплівки, які не мають допоміжних шарів і фотоплівки, які його мають (на желатиновій основі).
Таблиця 1.4.1
Коефіцієнт вологості: зміни розмірів % на 1% вологостіТемпературний коефіцієнт: % зміни довжини на 1 0СвздовжпоперечноФотоплівки без допоміжних плівок на основі желатину0,0110,0090,018% на 1 0СФотоплівки з допоміжними плівками на основі желатину0,013…0,0170,011…0,0150,018% на 1 0С
Методика вимірювань
Зміна розмірів від зміни вологості приводиться зазвичай для діапазону вологості від 15 до 50% при температурі 21С. Ця процедура відносно складна, оскільки зміна розмірів не лінійні по відношенню до зміни вологості. Це важливо, оскільки вимірювання в різних діапазонах вологості можуть мати відмінності. Можна як приклад привести значення коефіцієнт лінійного розширення при зміні вологості, виміряні при низькій, середній і високій вологості:
Низька вологість: від 15 до 50% - 0.0014;
Середня вологість: від 30 до 60% - 0.0012;
Висока вологість: від 50 до 80% - 0.0010;
Тому при порівнянні поведінки різних фотоплівок від зміни вологості важливо знати діапазон абсолютної зміни вологості, при якій він визначався.
Те ж саме відноситься і до температури. Показані в таблицях коефіцієнти визначені в діапазоні температур між 21С і 49С і відносній вологості 20%. Температурний коефіцієнт всіх фотоплівок на полиефірній основі практично однаковий, незалежно від її товщини.
Ефект "Срібного шару"
Кількість срібла в шарі фотоемульсії може впливати на зміну розміру фотоплівки. Негативи, що мають високе відношення непрозорої (срібловмісної) області до прозорої, матимуть менші зміни лінійних розмірів, чим позитиви того ж зображення. Високий вміст срібла стабілізує желатиновий шар. І хоча значення цього ефекту дуже мала в другому знаку температурного коефіцієнта зміни розмірів, його потрібно враховувати.
Час релаксації фотоплівки
Час, потрібний, щоб досягти рівноваги з вологістю в приміщенні залежить від товщини фотоплівки. Потрібно одну годину на 25 мкм товщини фотоплівки, щоб досягти рівноваги по відносній вологості з навколишнім середовищем:
Таблиця 1.4.2
Час релаксації (год)Час релаксації (го?/p>