1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Методы осаждения тонких пленок 2.3.3.1Б Процесс печати. Процесс трафаретной печати, схематически изображенный на рис. 2.17, включает установку подложки в корпусе держателя, перевод держателя в положение„ при котором он находится непосредственно под трафаретом, и точную фиксацию подложки относительно рисунка трафарета. Рисунок трафарета создают с использованием методов фотолитографии, при этом участки полотна трафарета с открытыми ячейками определяют конфигурацию области, на которую будет нанесена паста.
Подложка, переведенная в рабочее положение, находится на малом, строго определенном расстоянии от трафарета. Верхнюю плоскость трафарета покрывают небольшим количеством пасты. Резиновый скребок, называемый ракелемп, перемещаясь от одного края трафарета к другому, прогибает его, приводя в контакт с подложкой, и выталкивает пасту через открытые ячейки сетки. Когда ракель выходит за пределы подложки, полотно трафарета под действием упругих сил возвращается в исходное положение, а на подложке остается отпечаток пасты необходимой формы.
После этого держатель выводят из-под трафарета и, установив новую подложку, продолжают процесс печати. Печатное устройство содержит следующие основные элементы: 1) трафарет, закрепленный в раме; 2) держатель подложки и систему механической подачи, которую можно приводить в действие вручную или автоматически; 3) ракель и прижимное устройство; 4) регулировочный механизм для установки подложки строго в определенном положении по отношению. к трафарету. Трафарет крепится с помощью микрометрических винтов, которые облегчают его установку 1путем перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях и поворота) в таком положении, при котором поверхность трафарета параллельна подложке.
Возможна также регулировка зазора между трафаретом и подложкой. Его величина влияет на количество пасты, проходящей через трафарет, и на точность воспроизведения рисунка. Держатель подложки представляет собой пластину с углублением для подложки, фиксируемой с помощью вакуумного прижимного устройства. Держатель устанавливают на движущейся каретке, которая перемещается между теми частями печатного устройства, где осуществляются загрузка подложки и печать.
Механизм, приводящий в действие ракель, снабжен различными микрорегуляторами, которые обеспечивают его параллель- о Ракела — тонкая пластина в виде ножа, применяемая в машинах трафаретной 1а также глубокой) печати для разравнивания и продавливания густой краски или пасты через отверстия сетчатой печатной формы. — . Прим. перев. ное перемещение по отношению к трафарету, необходимое давление и определенный угол между лезвием ракеля и трафаретом. Обычно перемещение ракеля вдоль трафарета производится в автоматическом режиме со скоростью, устанавливаемой в диапазоне от 0,25 до 25 см/с.
Печатное устройство может работать как при прямом ходе ракеля, так и при его перемещении в прямом и обратном направлениях. Паста наносится на поверхность трафарета вручную при помощи шпателя, однако можно использовать и автоматическое дозирующее устройство. Трафарет выполняет две функции: с его помощью создают рисунок оттиска и регулируют количество поступающей на подложку пасты.
Объем пасты, содержащейся на участках трафарета с открытыми ячейками, зависит от плотности ячеек, их диаметра и толщины полотна трафарета. Чаще всего применяют трафареты следующих четырех типов. 1) Эмульсионный трафарет, при изготовлении которого фотоэмульсия накатывается однородным слоем на сетку и просушивается. Затем для разметки рисунка производится экспонирование эмульсии через соответствующий фотошаблон с использованием ультрафиолетового излучения. Облученные участки фотоэмульсии становятся нерастворимыми н остаются в дальнейшем на поверхности трафарета.
Химически активные (неэкспонированные) участки эмульсии удаляются в проявителе. Фотоэмульсия, нанесенная в виде тонкого слоя, закрывает отверстия ячеек и практически не влияет на толщину трафарета или на количество пасты, содержащейся в открытых ячейках. При использовании большего количества эмульсии возрастают как эффективная толщина трафарета, так и объем пасты в открытых ячейках. 2) В комбинированном эмульсионном трафарете применяется светочувствительная пленка, к тыльной поверхности которой приклеена полиэфирная пленка, имеющая покрытие из желатина. Слоистую структуру, состоящую из светочувствительной и полиэфирной пленок, экспонируют, проявляют и промывают таким же образом, как и при изготовлении обычно~о эмульсионного трафарета, а затем влажную пленку накладывают на сетку и скрепляют их благодаря клеяшим свойствам желатина, После просушивания полиэфирную пленку удаляют, и полученный трафарет готов для употребления.
Наличие клея- щего слоя увеличивает толщину трафарета. Комбинированные эмульсионные трафареты имеют более однородный по толщине слой эмульсии и обеспечивают более высокое разрешение линий по сравнению с обычными эмульсионными трафаретами. Однако для них характерно относительно слабое механическое сцепление между слоем эмульсии и сеткой. Если с помощью обычного эмульсионного трафарета Мвтоды осаждения тонких пленок 87 Таблица 2.7.
Соотношения между плотностью ячеек трафарета, диаметром проволоки сетки и толщиной нанесенного слоя пасты )105) Количество отверстий иа одни линейный дюйм, меш толщина слоя пасты во влажном состоянии,о мкм Диаметр проволоки. мим и предполагается, что вся паста, содержащаяся на трафарете, переноситсю на подложку. можно получить около 20 тыс.
оттисков, то при использовании комбинированного трафарета — лишь около 5 тыс. При изготовлении трафаретов обоих типов в качестве полотна обычно применяют сетки из нейлона или нержавеющей. стали. Натяжение сетки зависит от размеров рамы и диаметра проволоки или нити. В табл. 2.7 представлены соотношения. между плотностью отверстий сетки, диаметром проволоки и толщиной нанесенного слоя пасты. При тщательном контроле- процесса печати, применении паст на основе тонкого порошка и мелких густых сеток минимально возможные значения 1пирины линий и расстояния между ними составляют -100 мкм, Использование при контактной печати металлических масок. позволяет получать рисунок с шириной линий до 25 мкм, расстоянием между ними около 75 мкм при допуске на ширину линии ь5 мкм. 3) Гибкие металлические трафареты изготовляют методом травления из металлической фольги толщиной 25...50 мкм, которую после химического вытравливания соответствующего.
рисунка прикрепляют к растянутой на раме сетке из нержавеющей стали. 4) Жесткие металлические трафареты, получаемые методом травления, состоят из биметаллической пластины, в нижнеьг 105 120 145 165 165 200 200 250 250 270 270 325 325 400 400 76 66 56 51 48 53 41 4! 36 41 36 36 28 28 25 113 98 83 74 72 56 60 54 51 51 48 44 39 35 34 Глава 2 слое которой с помощью соответствующего травителя создают необходимый рисунок, а в верхнем слое, над участками, на которые в соответствии с рисунком должна поступать паста, вытравливают набор сквозных отверстий. Применение жестких трафаретов вместо гибких металличе.ских (у которых полученный травлением рисунок точно не совпадает с расположением ячеек сетки) позволяет уменьшить допуски на размеры линий, поскольку прн их изготовлении перед проведением операции травления рисунки верхней и нижней частей биметаллической пластины точно совмещают с помощью микроскопа.
Металлические трафареты имеют больший срок службы, чем эмульсионные, причем наиболее долговечны жесткие металлические трафареты, получаемые методом травления. Для равномерного поступления пасты из трафарета необходимо, чтобы при рабочем ходе ракеля его нижний край перемещался параллельно трафарету. Еще одно важное условие при проведении печати состоит в том, что лезвие ракела должно быть изготовлено из материала, химически инертного по отношению к обычно применяемым растворителям. К таким материалам относятся неопрен, полиметан и политетрафторэтнлен.
Согласно рекомендациям, угол между лезвием ракеля и трафаретом должен составлять 45', однако при определенных условиях к лучшим результатам приводит использование затупленного лезвия из относительно мягкого материала. Давление ракела на трафарет должно быть таким, чтобы -его прохождение через участки, не содержащие пасты, не вызывало повреждения тонкой пленки, закрывающей ячейки сетки. Усилие, которое необходимо приложить к ракелю, зависит от натяжения сетки и зазора между трафаретом и подложкой, и его величина обычно не превышает 54 Н.
Избыточное усилие приводит к образованию оттисков с неровными краями и может вызвать деформацию трафарета при выходе ракеля за пределы подложки. 2,3.3.!с. Качество оттисков. Качество оттисков в значительной степени зависит от реологических параметров пасты, таких, как вязкость, поверхностное натяжение и способность к тиксотропному восстановлению структуры. Эти параметры влияют на смачивание пастой поверхности подложки и трафарета и, следовательно, на количество пасты, выделяющейся из ячеек на подложку в процессе печати. Наиболее важными характеристиками оттиска являются толщина пленки и четкость рисунка. Для получения оттисков малой толщины необходимы следующие условия: 1) низкая вязкость пасты, 2) высокое давление ракеля, 3) большая скорость перемещения ракела, 4) узкий зазор между трафаретом и подложкой, 5) небольшой угол между лезвием ракеля и трафаретом, б) использование ракеля с лезвием из твердого мате- Методы осаждения тонким пленок риала.
Если какие-либо из этих условий не выполняются, то толщина пленки возрастает. Оттиски, имеющие неоднородную толщину по длине подложки, образуются при 1) неравномерном перемешении ракеля, 2) непараллельном расположении трафарета и подложки, 3) недостаточном количестве пасты на трафарете и 4) узком зазоре между трафаретом и подложкой. Оттиски неоднородной толщины по ширине подложки получают при 1) непараллельном расположении трафарета и подложки, 2) недостаточном количестве пасты на трафарете, 3) слабом давлении ракеля на тпафапет и 4) износе лезвия ракеля.
Использование пасты с очень высокой вязкостью также приводит к образованию неоднородных слоев. Неровные края линий, наличие участков, не заполненных пастой, или ее растекание снижают четкость рисунка. Неровные края оттиска являются следствием 1) износа трафарета, 2) износа лезвия ракеля, 3) недостаточного давления ракеля и 4) грубого поверхностного рельефа подложки. Не заполненные пастой участки подложки образуются при 1) засорении ячеек сетки, 2) высокой вязкости пасты, 3) недостаточно большом давлении ракеля, 4) использовании твердого или изношенного лезвия ракела, 5) малом угле между лезвием ракеля и трафаретом и 6) чрезмерно высокой скорости перемешения ракеля. Растекание пасты вызывают 1) ее очень низкая вязкость, 2) недостаточно широкий зазор между трафаретом и подложкой, 3) малая скорость перемешения ракеля, 4) износ лезвия ракеля, 5) избыточное давление ракела на трафарет, 5) загрязнение трафарета и 7) слабое натяжение сетки трафарета.
2.3.8.И. Процесс отжига. В процессе дальнейшей обработки оттисков можно выделить четыре стадии: соединение частиц пасты, сушку, удаление органического связующего и отжиг при высокой температуре. Свеженапечатаниый рисунок состоит нз множества отдельных точек, положение которых соответствует открытым ячейкам трафарета. При выдержке подложки в течение нескольких минут в обычных условиях происходит слияние частиц пасты и образуется сплошная ровная пленка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
