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VDE/VDI-SCHULUNGSBLÄTTER FÜR DIE LEITERPLATTENFERTIGUNG Drucktechnische Verfahren Leiterbilderstellung; Fotodruck mit Trockenfilm- oder Flüssigresist VDE/VDI 3711, Blatt 5.4 Seite 42 Bild 6.11: Brenner: Quecksilber-Xenon-Lampe (Werksbild ORC (USA)) Nach der Zündung brennt die Lampe durch die Bogenentladung. Während der Anlaufphase wärmt sich das Gas auf und der Druck erhöht sich. Die Spannung steigt an und der Strom nimmt ab, bis er den Brenner-typischen Strom im heißen Zustand erreicht. Typische Aufwärmzeiten liegen zwischen 5 und 15 Minuten. Bild 6.12: Typisches Brennerspektrum eines reinen Xenon - Brenners mit UV - Spektrum eines Photoresists (Werksbild ORC, USA) Bild 6.13: Typisches Brennerspektrum eines Quecksilber - Xenon - Brenners mit UV - Spektrum eines Photoresists (Werksbild ORC, USA)
VDE/VDI-SCHULUNGSBLÄTTER FÜR DIE LEITERPLATTENFERTIGUNG Drucktechnische Verfahren Leiterbilderstellung; Fotodruck mit Trockenfilm- oder Flüssigresist VDE/VDI 3711, Blatt 5.4 Seite 43 Die Fotoresiste haben i.a. ihren größten Empfindlichkeitsbereich zwischen etwa 340 bis 410 nm. Dieser Bereich muß vom Brenner intensiv ausgeleuchtet werden. Bild 6.12 zeigt ein typisches Emmissionsspektrum einer reinen Xenon-Lampe und ein Absorptionsspektrum eines Resists. Deutlich sichtbar ist, daß die Emmissionmaxima im IR-Bereich und Absorptionsmaxima im UV-Berich liegen. Weil sie nicht übereinstimmen, wären extrem lange Belichtungszeiten erforderlich. Wird jedoch Quecksilber zu dem Xenon gegeben, so verändert sich das Emmissionsspektrum sehr markant (Bild 6.13), die Maxima werden vom IR-Bereich in den UV- Bereich verschoben. Darüber hinaus kann das Quecksilber noch mit z.B. Eisen dotiert werden. Die daraus resultierenden Hauptlinien im UV-Bereich von 365 nm, 405 nm und 430 nm liegen dann genau in dem Bereich, in dem der Fotoresist besonders empfindlich ist. Außer undotierten und Fe-dotierten Brennern kann man z.B. auch Ga-dotierte Brenner beziehen, deren Maximum ist leicht nach höheren Wellenlängen verschoben. Es liegt etwa bei 410 nm. Bei unzufriedenen Belichtungsergebnissen sollte man den Resisthersteller nach dem optimalen Brennertyp für seinen speziellen Resist fragen. Die Lebensdauer der Brenner kann oft einige tausend Stunden betragen. Das An- und Abschalten der Lampe wirkt sich jedoch auf die Lebensdauer aus. So verkürzen hohe An- und Abschaltraten die Lebensdauer drastisch. Nach längerer Brenndauer scheidet sich Wolfram, das von den Elektroden verdunstet, am Glaskörper ab. Hierdurch wird die Lichtdurchlässigkeit des Glaskörpers negativ beeinflußt und die Lampentemperatur steigt an. Es ist deshalb nicht ratsam zu warten, bis der Brenner nicht mehr zündet, sondern ihn bereits frühzeitig zu tauschen, da mit zunehmendem Alter, für das menschliche Auge unbemerkt, die Leistung des Brenners nachläßt und dadurch zwingend die Belichtungszeiten länger werden. Ein Brenner sollte deshalb spätestens dann ausgewechselt werden, wenn die vom Hersteller vorgegebene mittlere Lebensdauer um etwa 25 % überschritten wurde. Der Lichtfluß wird bis dahin um etwa 30 - 35 % abgenommen haben, was sich direkt auf die Verlängerung der Belichtungszeit auswirkt. Die Leistung eines Brenners kann leicht mit einem Lichtmengenmeßgerät überprüft oder aber über Graukeilmessungen ermittelt werden. Die Resisthersteller empfehlen mit Lichtintensitäten von mindestens 10 Milliwatt/cm² zu arbeiten. Die Lichtmengenzähler zeigen die Lichtmenge in mJ/cm² (Millijoule pro Quadratzentimeter) an. Um auf die Leistung zu kommen, muß die angezeigte Lichtmenge durch die Belichtungszeit dividiert werden, also: gemessene Lichtmenge (mJ/cm²) Belichtungszeit (s) = Lichtintensität (mW/cm 2 ) Vor dem Einsatz neuer Brenner, sowie jeweils nach dem Einschalten, sollen die Brenner einige Zeit (ca. 15-30 Minuten) brennen, um die optimale Temperatur zu erhalten. Wichtig ist diese Aufwärmphase, damit sicher gestellt ist, daß alles Quecksilber verdampft ist. Beim Betrieb werden die Brenner gekühlt. Es ist darauf zu achten, daß die Kühlung ständig ar-
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