印制电路板实现图像成形技术途径

　　近年来电子信息系统的迅速发展，向体积小型化、高性能化、低价格化倾向。印制电路板的高密度化、薄型化、高速化、低成本化的要求越来越迫切。为此，要制作高密度的电路图形，就需要具有高分辩率的光敏抗蚀剂。研制与开发新的高性能的光敏抗蚀剂摆在印制电路工作者的面前，从目前微电子封装技术发展趋势分析，高精端的电子产品的载体制造技术会在2010年（class A）出现L/S=10/10μm，而（class C）L/S=45/50μm规格。

　　在抗蚀蚀刻液方面干膜成为主流（以下称DFR）适用一般的需要，高密度化、低成本化，适用基板扩大要求的中，以曝光方式制作电路图形新的抗蚀剂提出，如：电泳使用的液态抗蚀剂、电镀使用的DFR的薄膜型引起市埸的注意。

　　光敏抗蚀剂的涂布方法，按反应的形态分类（见图1）：

  

　　 ⑴ 电泳抗蚀剂

　　1．电泳涂布光敏抗蚀剂模式
　　电泳时，被涂物（印制电路板）与极板同时浸渍在高分子电解质溶液内，通过电压（直流电流）高分子电解质就在被涂物表面析出。

　　阴离子型电泳抗蚀剂情况下，阳极上的被涂物（PCB）与阴极上的极板连接通电，阳极发生水的电解，于是电解质的溶液的Ph值发生变化，添加中和剂，使胺化合物脱离，抗蚀剂在被涂物析出阴离子型电泳抗蚀剂结构图（见图2）：

  

　　 2.电泳抗蚀剂的化学反应：

　　根据电泳抗蚀剂紫外光照射部位，经过显影时膜不溶解为负性型（阴极型）和经过紫外光照射的部位，显影液显影时不溶解为正性型（即阳极型）。负性型电泳抗蚀剂，易在碱性溶液中溶解，电解质的组成羧基含有不饱和树脂、中和剂、不饱和单体、光引发剂等为主要成份的负性型电泳抗蚀剂。紫外光照射部位（即曝光）的不饱和基的原子团聚合产生高分子量化（即架桥反应），而非照射部位（未曝光部位）的比较，碱性溶解性能变低，就是利用溶解性能的差别而形电路图形。

　　正性型电泳抗蚀剂的树脂含有与负性型相同的羧基，而感光剂为重氮化合物（以下称DNQ）。当紫外光照射DNQ时，经过茚羧基酸，树脂被碱性溶解性提高，一般正性型电泳抗蚀剂，经过曝光和未曝光部位的溶解度差，利用DNQ光化反应，产生的架桥反应与负性型电泳抗蚀剂比较溶解度要小。但是，抗蚀膜硬、脆，很容易在显影、蚀刻时电路图形划伤产生，所以要严格控制其工艺过程。

　　在工艺过程中增加曝光后进行加热风干（Post Exposure Bake：以下称PEB），未曝光部位产生架桥反应的PEB型正性型电泳抗蚀剂的开发。PEB型正性型电泳抗蚀剂的利用DNQ与茚羧基酸和水酸基反应性，使未曝光部位的DNQ与水酸基而产生架桥反应，而曝光部位的DNQ的茚羧基酸、水酸基反应经过高分子化其溶解度不发生变化。

　　⑵ 液态抗蚀剂：

　　1． 抗蚀剂的组成和反应形态
液态抗蚀剂种类很多，其中负性型抗蚀剂的组成与DFR相类似（见图3）：
　　液态光敏抗蚀剂

　　 2．液态抗蚀剂的涂布方法：

　　涂布方法根据生产量的特点，最好采用最简便可操作性好的、小型化工艺装备，而且两面同时进行涂布。
　　⑶ DFR

　　1．负性型DFR:：

　　负性型DFR抗蚀剂的厚度为20-50微米，是多数常规工艺采用的抗蚀剂。由于对解像度的要求，使常规使用的DFR厚度减薄。最近试用的DFR抗蚀剂的厚度达到7微米，其解像度达到L/S=6/6微米报告。

　　并且内部的导通孔确保抗张强度，抗蚀剂厚度在30微米以上，用于常规工艺，但其解像度不如电泳涂布抗蚀剂和液态抗蚀剂（见表1）：

　　 导体图形的工艺方法很多，从实用化来看各有所长和所短。为此，要选择用图形成工艺方法时，就必须从导体图形的技术要求出发，选择更具有适用性的抗蚀剂。

　　2．正性型DFR：

　　从前所使用的DNQ的感光剂用于正性型DFR进行试验，光聚合后的膜层具有高的抗蚀性能，高的抗张强度与附着力。但膜层硬而脆的质量普遍存在。

　　今介绍的正性型DFR是液态状抗蚀剂，它具有高的解像度和高的作业效率，成为新的抗蚀液刻液的抗蚀剂。所形成的膜层厚度达到10微米，抗张强度也很高。羧基、苯酚基水酸基和在碱性可溶性基为基体树脂，多官能乙烯醚化合物、光酸发生剂为主要成份。当抗蚀剂的成膜时是碱性可溶成基和多官能乙烯醚起反应，生成保护结构，显影时不溶于碱性溶液内。

　　紫外光照射，光酸发生剂分解产生，PEB选择性架桥结构被切断，再进行显影时在碱性溶液内发生溶解。（见表2）：

　　⑶ 曝光技术方向性和抗蚀剂技术的展望

　　潜像的形成主要靠抗蚀剂光敏性，并在一次曝光机内形成，超高密度印制电路板制造就会发生处理的伸缩采用的对策就是采用计数补正机能投影分割曝光机，适用于低成本。短周期。多品种小批量的生产需要。光敏抗蚀剂不采用曝光法而采用激光直接成像法（以下称LDI）。

　　1．氩离子激光用于光敏抗蚀剂

　　LDI系统使用光敏抗蚀剂的组成，与负性型中液态的组成相似。使用时要特别注重所用激光波长对感度的影响民必要的。

　　氩离子激光波长为488纳米，适用于LDI系统所采用的光敏抗蚀剂，其感光区域长，波长漂移，高感度化的目的，基体树脂以及光引发剂、增感色素系的开发和上市。经过LDI成像导线宽度达到L/S=40/20微米、30/30微米。

　　2.YAG-SHG激光用光敏抗蚀剂

　　它所使用的光敏抗蚀剂（glass blanks ：CrOx=30nm/Cr =70nm）制作使用液态抗蚀剂的报告中，两种不同类型的不饱和氨酯树脂使用，达到高感度曝光量50-100j/m2（见图4）：
涂覆 2μm 旋转涂覆