平行光曝光機工作原理是什么？有什么用途？

隨著電子產(chǎn)品高精度成像的需求，對印制電路板的設(shè)計與制造的要求也越來越高。這推動了PCB生產(chǎn)所需的曝光設(shè)備的研制。為此研發(fā)出平行光曝光設(shè)備是制作密集細線路的關(guān)鍵。文章介紹了平行曝光機工作原理及圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)，跟隨小編來詳細的了解一下吧。

　　平行光曝光機的特點

這個類型的設(shè)備只有一個燈管，曝光臺面也是分有上下方兩個鏡子，使用的是光線折射的原理。當(dāng)兩個面同時進行曝光的時候，上下燈的曝光是分開的。上等先進行曝光，一面鏡子將光線反射到臺面的上方鏡子，然后再折射到曝光臺面上。下燈曝光時，光線是直接直射到下方的鏡子里然后在折射到臺面上，因此說使用品行曝光機進行曝光的時候，上燈的能量會比下燈的能量要更大一些，曝光及級數(shù)才會一樣。

　　平行光曝光機工作原理

1、光源

圖1是高壓水銀弧光燈構(gòu)造圖。印刷電路板制程中干膜曝光所需的光源大致而言以近紫外光為主，波長范圍為：400 nm ~ 300 nm；紫外光源是以水銀弧光燈為主。當(dāng)電流通過一個內(nèi)部充滿惰性氣體和金屬蒸氣的玻璃封管時，就會產(chǎn)生弧光。簡單的原理為封管內(nèi)游離電子經(jīng)電場加速后本身具有足夠的能量，可將被其碰撞的惰性氣體（例如氖）使其發(fā)生離子化反應(yīng)。碰撞后，帶正電的氖離子往相反電極方向走，再碰到電子時發(fā)生互相結(jié)合，而成中性。因其之碰撞以及正負結(jié)合的能量，使產(chǎn)生一種激發(fā)態(tài)的氖原子。這種激發(fā)態(tài)的氖原子壽命較長，可再將激發(fā)能移給封管內(nèi)同時存在的金屬蒸氣（例如汞原子），使其也被激發(fā)。此種激發(fā)態(tài)汞再以放出光能的方式將能量放出，以回到安定狀態(tài)。這就是弧光燈發(fā)光的原理。如下反應(yīng)式：

2、光路

圖2是平行光原理示意圖，光源發(fā)出來的光，部份經(jīng)過聚光器，然后再經(jīng)過介質(zhì)性的冷光面鏡或雙向鋁鏡，而反射出來；此兩種鏡面也可當(dāng)作紅外線濾光器雙向鋁鏡，讓光源中的紅外光透過，其中之熱量則被散熱座所吸收。剩下的冷光成90°折射透過另外一個雙凸透鏡的組合（一般稱為光線整合器Light Integrator），此時紅外光被濾走，剩下來幾乎都是很純的紫外光，是一種外觀為藍色的光，其波長在320 nm ~ 405 nm之間。然后再到達另兩個反射表面，一般稱此為平行光反射鏡，變成平行光線反射出來，到達工作區(qū)域上。

　　圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)

1、干膜

感光材料介質(zhì)，由聚酯片基、光敏抗蝕膠膜和聚乙烯保護膜三層構(gòu)成。片基是光敏抗蝕劑膠膜的載體，使抗蝕干膜保持良好的尺寸穩(wěn)定性，還可保護抗蝕膜不被磨損；光敏抗蝕劑膠膜由具有光敏性抗蝕樹脂組成；聚丙烯或聚乙烯薄膜是覆蓋在抗蝕膠層另一面的保護層。

2、底片

底片是圖形轉(zhuǎn)移媒介，如圖3。

3、圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)原理

紫外光透過圖形轉(zhuǎn)移媒介（黑片）與感光材料（干膜）發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，使高分子內(nèi)部或高分子之間的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致感光性高分子的物性發(fā)生變化，其化學(xué)活性較差。未照射的不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，活性不變，發(fā)生反應(yīng)部分化學(xué)活性較低，利用這一特性，采用溶解或剝離方法形成導(dǎo)電圖形。

4、干膜圖形轉(zhuǎn)移流程

　　平行光曝光機的用途

平行光曝光機主要是用于光刻膠曝光。

光刻膠也稱為光致抗蝕劑，是一種光敏材料，它受到光照后特性會發(fā)生改變。光刻膠主要用來將光刻掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓片上。

光刻膠有正膠和負膠之分。正膠經(jīng)過曝光后，受到光照的部分變得容易溶解，經(jīng)過顯影后被溶解，只留下未受光照的部分形成圖形而負膠卻恰恰相反，經(jīng)過曝光后，受到光照的部分會變得不易溶解，經(jīng)過顯影后，留下光照部分形成圖形。

負膠在光刻工藝上應(yīng)用最早，其工藝成本低、產(chǎn)量高，但由于它吸收顯影液后會膨脹，導(dǎo)致其分辨率（即光刻工藝中所能開誠最小圖形》不如正膠，因此對于亞微米甚至更小尺寸的加工技術(shù)，主要使用正膠作為光刻膠。