光化学、干膜、曝光及显影制程

光化学、干膜、曝光及显影制程

1、Absorption 吸收，吸入
指被吸收物会进入主体的内部，是一种化学式的吸入动作。如光化反应中的光能吸收，或板材与绿漆对溶剂的吸入等。另有一近似词 Adsorption 则是指吸附而言，只附着在主体的表面，是一种物理式的亲和吸附。

2、Actinic Light(or Intensity，or Radiation) 有效光
指用以完成光化反应各种光线中，其最有效波长范围的光而言。例如在360～420 nm 波长范围的光，对偶氮棕片、一般黑白底片及重铬酸盐感光膜等，其等反应均最快最彻底且功效最大，谓之有效光。

3、Acutance 解像锐利度
是指各种由感光方式所得到的图像，其线条边缘的锐利情形 (Sharpness)，此与解像度 Resolution 不同。后者是指在一定宽度距离中，可以清楚的显像(Develope)解出多少组“线对”而言(Line Pair，系指一条线路及一个空间的组合)，一般俗称只说解出机条“线”而已。

4、Adhesion Promotor 附着力促进剂
多指干膜中所添加的某些化学品，能促使其与铜面产生“化学键”，而促进其与底材间之附着力者皆谓之。

5、Binder 粘结剂
各种积层板中的接着树脂部份，或干膜之阻剂中，所添加用以“成形”而不致太“散”的接着及形成剂类。

6、Blur Edge(Circle)模糊边带，模糊边圈
多层板各内层孔环与孔位之间在做对准度检查时，可利用 X光透视法为之。由于X光之光源与其机组均非平行光之结构，故所得圆垫(Pad)之放大影像，其边缘之解像并不明锐清晰，称为 Blur Edge。

7、Break Point 出像点，显像点
指制程中已有干膜贴附的“在制板”，于自动输送线显像室上下喷液中进行显像时，到达其完成冲刷而显现出清楚图形的“旅程点”，谓之“Break Point”。所经历过的冲刷路程，以占显像室长度的 50~75% 之间为宜，如此可使剩下旅途中的清水冲洗，更能加强清除残膜的效果。

8、Carbon Arc Lamp 碳弧灯
早期电路板底片的翻制或版膜的生产时，为其曝光所用的光源之一，是在两端逼近的碳精棒之间，施加高电压而产生弧光的装置。

9、Clean Room 无尘室、洁净室
是一个受到仔细管理及良好控制的房间，其温度、湿度、压力都可加以调节，且空气中的灰尘及臭气已予以排除，为半导体及细线电路板生产制造必须的环境。一般“洁净度”的表达，是以每“立方呎”的空气中，含有大于0.5μm以上的尘粒数目，做为分级的标准，又为节省成本起见，常只在工作台面上设置局部无尘的环境，以执行必须的工作，称 Clean Benches。

10、Collimated Light 平行光
以感光法进行影像转移时，为减少底片与板面间，在图案上的变形走样起见，应采用平行光进行曝光制程。这种平行光是经由多次反射折射，而得到低热量且近似平行的光源，称为Collimated Light，为细线路制作必须的设备。由于垂直于板面的平行光，对板面或环境中的少许灰尘都非常敏感，常会忠实的表现在所晒出的影像上，造成许多额外的缺点，反不如一般散射或漫射光源能够自相互补而消弥，故采用平行光时，必须还要无尘室的配合才行。此时底片与待曝光的板面之间，已无需再做抽真空的密接(Close Contact)，而可直接使用较轻松的 Soft Contact或Off Contact了。

11、Conformity吻合性，服贴性
完成零件坏配的板子， 为使整片板子外形受到仔细的保护起见，再以绝缘性的涂料予以封护涂装，使有更好的信赖性。一般军用或较高层次的装配板，才会用到这种外形贴护层。

12、Declination Angle 斜射角
由光源所直接射下的光线，或经各种折射反射过程后，再行射下的光线中，凡呈现不垂直射在受光面上，而与“垂直法线”呈某一斜角者(即图中之 a角)该斜角即称 Declination Angle。当此斜光打在干膜阻剂边缘所形成的“小孔相机”并经 Mylar 折光下，会出现另一“平行光”之半角(Collimation HalfAngle，CHA)。通常“细线路”曝光所讲究的“高平行度”的曝光机时，其所呈的“斜射角”应小于 1.5 度，其“平行半角”也须小于 1.5 度。

13、Definition 边缘逼真度
在以感光法或印刷法进行图形或影像转移时，所得到的下一代图案，其线路或各导体的边缘，是否能出现齐直而又忠于原底片之外形，称为“边缘齐直性”或逼真度“Definition”。

14、Densitomer 透光度计
是一种对黑白底片之透光度(Dmin)或遮光度(Dmax)进行测量之仪器，以检查该底片之劣化程度如何。其常用的品牌如 X-Rite 369 即是。

15、Developer 显像液，显影液，显像机
用以冲洗掉未感光聚合的膜层，而留下已感光聚合的阻剂层图案，其所用的化学品溶液称为显像液,如干膜制程所用的碳酸钠(1％)溶液即是。

16、Developing 显像，显影
是指感光影像转移过程中，由母片翻制子片时称为显影。但对下一代像片或干膜图案的显现作业，则应称为“显像”。既然是由底片上的“影”转移成为板面的“像”，当然就应该称为“显像”，而不宜再续称底片阶段的“显影”，这是浅而易见的道理。然而业界积非成是习用已久，一时尚不易改正。日文则称此为“现像”。

17、Diazo Film 偶氮棕片
是一种有棕色阻光膜的底片，为干膜影像转移时，在紫外光中专用的曝光用具(Phototool)。这种偶氮片即使在棕色的遮光区,也能在“可见光”中透视到底片下的板面情形，比黑白底片要方便的多。

18、Dry Film 干膜
是一种做为电路板影像转移用的干性感光薄膜阻剂,另有 PE 及 PET 两层皮膜将之夹心保护。现场施工时可将 PE 的隔离层撕掉，让中间的感光阻剂膜压贴在板子的铜面上,在经过底片感光后即可再撕掉 PET 的表护膜，进行冲洗显像而形成线路图形的局部阻剂，进而可再执行蚀刻(内层)或电镀(外层)制程，最后在蚀铜及剥膜后，即得到有裸铜线路的板面。

19、Emulsion Side药膜面
黑白底片或 Diazo 棕色底片，在 Mylar 透明片基 ( 常用者有 4 mil 与7 mil 两种)的一个表面上涂有极薄的感光乳胶(Emulsion) 层，做为影像转移的媒介工具。当从已有图案的母片要翻照出“光极性”相反的子片时，必须谨遵“药面贴药面” ( Emulsion to Emulsion ) 的基本原则，以消除因片基厚度而出现的折光，减少新生画面的变形走样。

20、Exposure 曝光
利用紫外线(UV)的能量，使干膜或印墨中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部架桥硬化的效果，完成影像转移的目的称为曝光。

21、Foot 残足
指干膜在显像之后部份刻意留下阻剂，其根部与铜面接触的死角处，在显像时不易冲洗干净而残留的余角(Fillet)，称为Foot或Cove。当干膜太厚或曝光能量不足时，常会出现残足，将对线宽造成影响。

22、Halation环晕
指曝光制程中接受光照之图案表面，其外缘常形成明暗之间的环晕。成因是光线穿过半透明之被照体而到达另一面，受反射折光回到正面来，即出现混沌不清的边缘地带。

23、Half Angle 半角
此词的正式名称是 Collimation Half Angle“平行光半角”。 是指曝光机所射下的“斜光”，到达底片上影像图案的边缘，由此“边缘”所产生“小孔照像机”效应，而将“斜光”扩展成“发散光”其扩张角度的一半，谓之“平行光半角”(CHA)，简称“半角”。

24、Holding Time 停置时间
当干膜在板子铜面上完成压膜动作后，需停置 15～30 分钟，使膜层与铜面之间产生更强的附着力；而经曝光后也要再停置 15～30 分钟，让已感光的部份膜体，继续进行完整的架桥聚合反应，以便耐得住显像液的冲洗，此二者皆谓之“停置时间”。

25、Illuminance 照度
指照射到物体表面的总体“光能量”而言。

26、Image Transfer 影像转移，图像转移
在电路板工业中是指将底片上的线路图形，以“直接光阻”的方式或“间接印刷”的方式转移到板面上，使板子成为零件的互连配线及组装的载体，而得以发挥功能。影像转移是电路板制程中重要的一站。

27、Laminator 压膜机
当阻剂干膜或防焊干膜以热压方式贴附在板子铜面上时，所使用的加热辗压式压膜机，称之 Laminator。

28、Light Integrator 光能累积器、光能积分器
是在某一时段内，对物体表面计算其总共所得到光能量的一种仪器。此仪器中含滤光器，可用以除去一般待测波长以外的光线。当此仪另与计时器配合后，可计算物体表面在定时中所接受到的总能量。一般干膜曝光机中都加装有这种“积分器”，使曝光作业更为准确。

29、Light Intensity 光强度
单位时间内(秒)到达物体表面的光能量谓之“光强度”。其单位为 Watt/cm2,连续一时段中所累计者即为总计光能量，其单位为 Joule(Watt?Sec)。

30、Luminance 发光强度，耀度
指由发光物体表面所发出或某些物体所反射出的光通量而言。类似的字词尚有“光能量”Luminous Energy。

31、Negative-Acting Resist 负性作用之阻剂，负型阻剂
是指感光后能产生聚合反应的化学物质，以其所配制的湿膜或干膜，经曝光、显像后，可将未感光未聚合的皮膜洗掉，而只在板面上留下已聚合的阻剂图形，的原始图案相反，这种感光阻剂称之为“负性作用阻剂”，也称为Negative Working Resist。反之，能产生感光分解反应，板面的阻剂图案与底片完全相同者，则称为 Positive Acting Resis 。电路板因解像度(Resolution，大陆用语为“分辨率”)的要求不高，通常采用“负性作用”的阻剂即可，且也较便宜。至于半导体IC、混成电路(Hybrid)、液晶线路(LCD)等则采解像度较好的“正型”阻剂，相对的其价格也非常贵。

32、Mercury Vaper Lamp 汞气灯
是一种不连续光谱的光源，其主要的四五个强峰位置,是集中在波长 365～560nm 之间。其当光源强度之展现与能量的施加,在时间上会稍有落后。且光源熄灭后若需再开启时，还需要经过一段冷却的时间。因而这种光源一旦启动后就要连续使用，不宜开开关关。在不用时可采“光栅”的方式做为阻断控制，避免开关次数太多而损及光源的寿命。

33、Newton Ring 牛顿环
当光线通过不同密度的介质，而其间的间隔(Gap，例如空气)又极薄时，则入射光会与此极薄的空气间隙发生作用，而出现五彩状同心圆的环状现象，因为是牛顿所发现的故称为“牛顿环”。干膜之曝光因系在“不完全平行”或散射光源下进行的，为减少母片与子片间因光线斜射而造成失真或不忠实现象，故必须将二者之间的间距尽可能予以缩小，即在抽真空下密接(Close Contact)，使完成药面接药面(Imulsion Side to Imulsion Side)之紧贴，以达到最好的影像转移。凡当二者之间尚有残存空气时，即表示抽真空程度不足。此种未密接之影像，必定会发生曝光不良而引起的解像劣化，甚至无法解像的情形。而此残存空气所显示的牛顿环，若用手指去压挤时还会出现移动现象，成为一种真空程度是否良好的指标。为了更方便检查牛顿环是否仍能移动之情形，最好在曝光台面上方装设一支黄色的灯光，以便于随时检查是否仍有牛顿环的存在。上法可让传统非平行光型的曝光机，也能展现出最良好曝光的能力。

34、Oligomer 寡聚物
原来意思是指介于已完成聚合的高分子，与原单体之间的“半成品”，电路板所用的干膜中即充满了这种寡聚物。底片“明区”部份所“占领”的干膜，一经曝光后即展开聚合硬化，而耐得住碳酸钠溶液(1%)的显像冲刷，至于未感光的寡聚物则会被冲掉，而出现选择性“ 阻剂 ”图案，以便能再继续进行蚀刻或电镀。

35、Optical Density 光密度
在电路板制程中，是指棕色底片上“暗区”之阻光程度，或“明区”的透光 程度而言，一般以D示之。另外相对于此词的是透光度(Transmittance，T)。 此二种与“光”有关的性质，可用入射光(Incident Light，Ii)及透出光(Transmitted light I) 两参数表达如下，即： T=I／Ii--------------------(1) D=－log T------------------(2) 将(1)式代入(2)中可得： D=－log (I／Ii )-----------(3) 现将“光密度”(D)，与“透光度”(T)，及棕色底片“品质”三者之关系，列表整理于下： (上表中 Dmim表示棕片明区的光密度；Dmax表示暗区的光密度) 生产线上所使用的棕色片 (Diazo)，需定时以“光密度检测仪”(见附图)去进行检查。一旦发现品质不良时，应即行更换棕片，以保证曝光应有的水准。此点对于防焊干膜的解像精度尤其重要。 光密度 D T%透光度 棕片品质 -------- ---------- --------- 0.00 100.0 棕色片明区 0.10 79.4 的光密度 Dmim 0.15 70.8 应低于 0.15 1.00 10.0 2.00 1.0 3.00 0.1 3.50 0.03 4.00 0.01 棕色片暗区 4.50 0.0065 的光密度 Dmax 5.00 0.001 应高于 3.50

36、Oxygen Inhibitor氧气抑制现象
曝光时干膜会吸取紫外线中能量，引起本身配方中敏化剂(Sensitizer)的分裂，而成为活性极高的“自由基”(Free Radicals)。此等自由基将再促使与其他单体、不含饱和树脂、及已部份架桥的树脂等进行全面的“聚合反应”。此反应须而无氧在状态下才能进行，一旦接触氧气后其聚合反应将受到抑制或干扰而无法完成，这种氧气所扮演的角色，即称为“Oxygen Inhibitor”。这就是为什幺当板子在进行其干膜曝光，以及曝光后的停置时间(Holding Time)内，都不能撕掉表面透明护膜(Mylar)的原因了。然而在实施干膜之“正片式盖孔法”(Tening)时，其镀通孔中当然也存在有氧气，为了减少上述Indibitor现象对该孔区干膜背面(与通孔中空气之接触面)的影响起见，可采用下述补救办法：1.在强曝光之光源强度下，使瞬间产生更多的自由基，以消耗吸收掉镀孔中有限的氧气。且形成一层阻碍，以防氧气自背面的继续渗入。2.增加盖孔干膜的厚度，使孔口“蒙皮”软膜的正面部份，仍可在Mylar保护下继续执行无氧之聚合反应。即使背面较为软弱，在正面已充份聚合而达到厚度下，仍耐得住短时间的酸性喷蚀，而完成正片法的外层板(见附图)。不过盖孔法对“无孔环”(Landless)的高密度电路板，则只好“无法度”了。这种先进高品级(High Eng)电路板，似乎仅剩“塞孔法”一途可行了。

37、Photofugitive感光褪色
软膜阻剂的色料中，有一种特殊的添加物，会使已感光部份的颜色变浅，以便与未感光部份的原色有所区别，使在生产线上容易分辨是否已做过曝光，而不致弄错再多曝光一次。与此词对应的另有感光后颜色加深者，称者“Phototropic”。

38、Photoinitiator感光启始剂
又称为敏化剂Sensitizer，如昆类(Quinones)等染料，是干膜接受感光能量后首先展开行动者。当此剂接受到UV的刺激后，即迅速分解成为自由基(Radicals)，进而激发各式连锁聚合反应，是干膜配方中之重要成份。

39、Photoresist Chemical Machinning(Milling)光阻式化学(铣刻)加工
用感光成像的方式，在薄片金属上形成选择性的两面感光阻剂，再进行双面铣刻(镂空式的蚀刻)以完成所需精细复杂的花样，如积体电路之脚架、果菜机的主体滤心滤网等，皆可采PCM方式制作。

40、Photoresist光阻
是指在电路板铜面上所附着感光成像的阻剂图案，使能进一步执行选择性的蚀刻或电镀之工作。常用者有干膜光阻及液态光阻。除电路板外，其他如微电子工业或PCM等也都需用到光阻剂。

41、Point Source Light点状光源
当光源远比被照体要小，而且小到极小；或光源与被照体相距极远，则从光源到被照体表面上任何一点，其各光线之间几乎成为平行时，则该光源称为“点状光源“

42、Positive Acting Resist正性型光阻剂
有指有光阻的板面，在底片明区涵盖下的阻层，受到紫外光能的刺激而发生“分解反应”，并经显像液之冲刷而被“除去”，只在板上刻意留下“未感光”未分解之部份阻剂。这种因感光而分解的阻剂称为“正性光阻剂”，亦称为Positive Working Resist。通常这种“正性光阻”的原料要比负性光阻原料贵的很多，因其解像力很好，故一般多用于半导体方面的“晶圆”制造。最近由于电路板外层的细线路形成，逐渐有采取“正片法”的直接蚀刻(Print and Etch)流程，以节省工序及减少锡铅的污染。因而干膜盖孔及油墨塞孔皆被试用过，前者对“无环”(Landless)或孔环太窄的板类，将受到限制而良品率降低，后者油墨不但手续麻烦，且失败率也很高。因而“正性的电着光阻”(Positive ED)，就将应运而生。目前此法已在日本NEC公司上线量产，因可在孔壁上形成保护膜，故能直接进行线路蚀刻，是极为先进的做法。

43、Primary Image线路成像
此术语原用于网版印刷制程中，现亦用于干膜制程上，是指内外层板之线路图形，由底片上经由干膜而转移于板子铜面上，这种专做线路转移的工作，则称为“初级成像”或“主成像”，以示与防焊干膜的区别。

44、Radiometer辐射计，光度计
是一种可检测板面上所受照的UV光或射线(Radiation)能量强度的仪器，可测知每平方公分面积中所得到光能量的焦耳数。此仪并可在高温输送带上使用，对电路板之UV曝光机及UV硬化机都可加以检测，以保证作业之品质。

45、Refraction折射
光线在不同密度的介质 (Media)中，其行进速度会不一样，因而在不同介质的交界面处，其行进方向将会改变，也就是发生了“折射”。电路板之影像转移工程不管是采网印法、感光成像的干膜法，或槽液式ED法等，其各种透明载片、感光乳胶层、网布、版膜 (Stencil)等皆以不同的厚度配合成为转移工具，故所得成像与真正设计者多少会有些差异，原因之一就是来自光线的折射。

46、Refractive Index折射率
光在真空中进行速度，除以光在某一介质中的速度，其所得之比值即为该介质的“折射率”。不过此数值会因入射光的波长、环境温度而有所不同。最常用的光源是以 20℃时“钠灯”中之D线做为标准入射光，表示方法是 20/D。

47、Resist阻剂，阻膜
指欲进行板面湿制程之选择性局部蚀铜或电镀处理前，应在铜面上先做局部遮盖之正片阻剂或负片阻剂，如网印油墨、干膜或电着光阻等，统称为阻剂。

48、Resolution解像，解像度，解析度
指各种感光膜或网版印刷术，在采用具有2 mil“线对”(Line-Pair)的特殊底片，及在有效光曝光与正确显像 (Developing) 后，于其1 mm的长度中所能清楚呈现最多的“线对”数，谓之“解像”或“解像力”。此处所谓“线对”是指“一条线宽配合一个间距”，简单的说 Resolution 就是指影像转移后，在新翻制的子片上，其每公厘间所能得到良好的“线对数” (line-pairs/mm) 。大陆业界对此之译语为“分辨率”，一般俗称的“解像”均很少涉及定义，只是一种比较性的说法而已。

49、Resolving Power解析力，解像力(分辨力)
指感光底片在其每mm之间，所能得到等宽等距(2 mil)解像良好的“线对”数目。通常卤化银的黑白底片，在良好平行光及精确的母片下，约有 300 line-pair/mm 的解析力，而分子级偶氮棕片的解像力，则数倍于此。

50、Reverse Image负片气像(阻剂)
指外层板面镀二次铜(线路铜前，于铜面上所施加的负片干膜阻剂图像，或(网印)负片油墨阻剂图像而言。使在阻剂以外，刻意空出的正片线路区域中，可进行镀铜及镀锡铅的操作。

51、Scum透明残膜
是指干膜在显像后，其未感光硬化之区域应该被彻底冲洗干净，而露出清洁的铜面以便进行蚀刻或电镀。若仍然残留有少许呈透明状的干膜残屑时，即称之为Scum。此种缺点对蚀刻制程会造成各式的残铜，对电镀也将造成局部针孔、凹陷或附着力不良等缺陷。检查法可用 5％ 的氯化铜液(加入少许盐酸)当成试剂，将干膜显像后的板子浸于其中，在一分钟之内即可检测出 Scum 的存在与否。因清洁的铜面会立即反应而变成暗灰色。但留有透明残膜处，则将仍然呈现鲜红的铜色。

52、Side Wall侧壁
在PCB工业中有两种含意，其一是指显像后的干膜侧面，从微观上所看到是否直立的情形；其二是指蚀刻后线路两侧面的直立状态，或所发生的侧蚀情形如何，皆可由电子显微镜或微切片上得以清楚观察。

53、Soft Contact轻触
光阻膜于曝光时，须将底片紧密压贴在干膜或已硬化之湿膜表面，称为 Hard Contact。若改采平行光曝光设备时则可不必紧压，称为 Soft Contact。此“轻触” 有别于高度平行光自动连线之非接触(Off Contact)式驾空曝光。

54、Static Eliminator静电消除器
电路板系以有机树脂为基材。常在制程中的某些磨刷工作时会产生静电。故在清洗后，还须进行除静电的工作，才不致吸附灰尘及杂物。一般生产线上均应设置有各种除静电装置。

55、Step Tablet阶段式(光密度)曝光表
是一种窄长条型的软性底片，按光密度(即遮光性)的不同，由浅到深做成阶段式曝光试验用的底片，每一“段格”中可透过不同的光量，然后，将之压覆在干膜上，只需经一次曝光即可让板边狭长形各段格的干膜，得到不同程度的感光聚合反应，找出曝光与后续显像(Developing)的各种对应条件。是干膜制程的现场管理工具，又称为 Step Scale、 Step Wedge 等。常用者有 Riston 17、Stouffer 21、 Riston 25、等各种“阶段表”。

56、Tenting盖孔法
是指利用干膜在外层板上做为抗蚀铜阻剂，进行正片法流程，将可省去二次铜及镀锡铅的麻烦。此种连通孔也遮盖的干膜施工法，称为盖孔法。这种盖孔干膜如同大鼓之上下两片蒙皮一般，除可保护孔壁不致受药水攻击外，并也能护住上下两板面待形成的孔环(Annular Ring)。本法是一种简化实用的正片法，但对无环(Landless)有孔壁的板子则力所不及也。原文选词起初并未想到鼓的“蒙皮”，而只想到“帐棚”，故知原文本已不够传神，而部份外行人竟按其发音译为“天顶法”实在匪夷所思不知所云。大陆业界之译名是“掩蔽法”及“孔掩蔽法”。

57、Transmittance透光率
当入射光(Incident Light)到达物体表面后，将出现反射与透射两种因应，其透光量与入射光量之比值称为“透光率”。

58、Wet Lamination湿压膜法
是在内层板进行干膜压合的操作中，也同时在铜面上施加一层薄薄的水膜，让“感光膜”吸水后产生更好的“流动性”(Flow)。对铜面上的各种凹陷，发挥更深入的填平能力，使感光阻剂具有更好的吻合性(Conformity)，提升对细线路蚀刻的品质。而所出现多余的水膜在热滚轮挤压的瞬间，也迅速被挤走。此种对无通孔全平铜面的新式加水压膜法，称为 Wet Lamination。PCM Photoresisted Chemical Machining; 光阻式化学加工(亦做Photoresist Chemical Milling光阻式化学铣镂)是在金属薄片(如不锈钢)两面施加光阻，再进行局部性精密蚀透镂空之技术。