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菲林变形问题

了解菲林的相关特性, 分析引起菲林变形的原因,方能对症下药从根本上解决对位异常的问题。下面卡罗菲林总结了影响菲林变形的一些因素,供同行业人员参考:

一、 温度的影响

在一定的相对湿度下,菲林的尺寸随着温度的上升而涨大,温度下降而缩小,其热涨变形系数(CTE)在18ppm/℃左右,也就是说当温度发生1℃的变化时,50cm长的菲林会发生9um的变化(或20寸中的0.36mil)。

二、 湿度的影响

 在一定的相对温度下,菲林的尺寸随着湿度的上升而涨大,相对湿度的降低而缩小,湿涨变形系数(CHE)在10ppm/%RH右,也就是说当温度发生1℃的变化时,50cm长的菲林会发生5um的变化(或20寸中的0.20mil)。但各种菲林的湿涨系数均有不同具体见(表一)

表一:各种菲林的平均湿涨系数
 

片基(7mil或175um) 8.5ppm/%RH
偶氮棕片(Diazo Film) 9.0ppm/%RH
卤化银黑白底片 12-15ppm/%RH

了解菲林的性质后,即可就温度与湿度的控制而计算出环境变化之间菲林所发生的尺寸涨缩,或者说菲林欲维持的某种公差时,而估计出可忍受多大的温湿变化。下表为温湿度搭配中20寸卤化银黑白底片所呈现的尺寸变化。

从表中可以看出,温湿度的匹配有好几种适合的组合,通常对温度的管控要比对湿度的关管控容易得多,因而当总体尺寸变化相同时,对于+/-1℃与+/-3%RH的管控要比+/-1.5℃与+/-2%RH要容易得多。

菲林对应于温湿度所产生的变化,本质上是各自独立而且还具有累积性。不过出自温度变化所发生的涨缩反应会来得快一些,而对于湿度的反应却需要好几个小时。因此建议各位重点管控温度的同时不要忘记湿度变化对菲林尺寸造成的影响。
 
表二:当卤化银黑白底片尺寸为20时可预期的尺寸变化(um)

  40% 41% 42% 43% 44% 45% 46% 47% 48% 49% 50% 51% 52% 53% 54% 55% 56% 57% 58% 59% 60%
25℃ -10 -4 1 7 12 18 23 29 34 40 45 51 56 62 67 73 78 84 89 95 100
24.5℃ -15 -9 -4 2 7 13 18 24 29 35 40 46 51 57 62 68 73 79 84 90 95
24℃ -19 -13 -8 -2 3 9 14 20 25 31 36 42 47 53 58 64 69 75 80 86 91
23.5℃ -24 -18 -13 -7 -2 4 9 15 20 26 31 37 42 48 53 59 64 70 75 81 86
23℃ -28 -22 -17 -11 -6 0 5 11 16 22 27 33 38 44 49 55 60 66 71 77 82
22.5℃ -33 -27 -22 -16 -11 -5 0 6 11 17 22 28 33 39 44 50 55 61 66 72 77
22℃ -37 -31 -26 -20 -15 -9 -4 2 7 13 18 24 29 35 40 46 51 57 62 68 73
21.5℃ -42 -36 -31 -25 -20 -14 -9 -3 2 8 13 19 24 30 35 41 46 52 57 63 68
21℃ -46 -40 -35 -29 -24 -18 -13 -7 -2 4 9 15 20 26 31 37 42 48 53 59 64
20.5℃ -51 -45 -40 -34 -29 -23 -18 -12 -7 -1 4 10 15 21 26 32 37 43 48 54 59
20℃ -55 -49 -44 -38 -33 -27 -22 -16 -11 -5 0 6 11 17 22 28 33 39 44 50 55
19.5℃ -60 -54 -49 -43 -38 -32 -27 -21 -16 -10 -5 1 6 12 17 23 28 34 39 45 50
19℃ -64 -58 -53 -47 -42 -36 -31 -25 -20 -14 -9 -3 2 8 13 19 24 30 35 41 46
18.5℃ -69 -63 -58 -52 -47 -41 -36 -30 -25 -19 -14 -8 -3 3 8 14 19 25 30 36 41
18℃ -73 -67 -62 -56 -51 -45 -40 -34 -29 -23 -18 -12 -7 -1 4 10 15 21 26 32 37
17.5℃ -78 -72 -67 -61 -56 -50 -45 -39 -34 -28 -23 -17 -12 -6 -1 5 10 16 21 27 32
17℃ -82 -76 -71 -65 -60 -54 -49 -43 -38 -32 -27 -21 -16 -10 -5 1 6 12 17 23 28
16.5℃ -87 -81 -76 -70 -65 -59 -54 -48 -43 -37 -32 -26 -21 -15 -10 -4 1 7 12 18 23
16℃ -91 -85 -80 -74 -69 -63 -58 -52 -47 -41 -36 -30 -25 -19 -14 -8 -3 3 8 14 19
15.5℃ -96 -90 -85 -79 -74 -68 -63 -57 -52 -46 -41 -35 -30 -24 -19 -13 -8 -2 3 9 14
15℃ -100 -94 -89 -83 -78 -72 -67 -61 -56 -50 -45 -39 -34 -28 -23 -17 -12 -6 -1 5 10

三、 显影机造成的影响

1、 卤化银黑白底片显影时造成的变化是由药膜的物性变化和基片的吸水变化引起的,所以显影后必须彻底干燥,并还必须保持稳定的干燥度。显影后须静置30-45min后方可消除大部分吸水引起的变化。至于无法复原的部分尺寸变化则可通过光绘时的数据补偿使其使用时的尺寸与设计尺寸保持一致;

2、 偶氮棕片(Diazo Film)显影时受到温度的影响会出现较快的涨缩,且由于其制程时间较短,且室温中经过一段时间的平衡后又会恢复到原来的尺寸,所以可忽略不计;

四、 存放环境的影响

1、 菲林使用前应适应工作的环境温湿度,并达到完全适应此环境的平衡状态,下图为菲林移入低3℃与增5%的环境中菲林随时间变形的曲线图:
菲林存放时间变形曲线图

由上图可以看出,菲林在改变环境后须6-8小时方可逐渐稳定至预期的涨缩尺寸,建议菲林使用前应在工作环境内静置8小时以上。

2、 其他原因造成的变形:拷片机的真空度、抽真空的时间、菲林存放的方式等原因均会对菲林的涨缩造成较大的影响。

关于片机的真空度和抽真空的时间造成的影响,可通过数据收集后得出变形系数,在菲林光绘时进行补偿;

菲林存放的方式则根据各厂家的存放工具进行相关的控制,卡罗菲林使用的垂直菲林存放柜配合专用的菲林存放袋对菲林存放时涨缩造成的影响较小。

以上菲林变形影响因素仅供各位业界的朋友作参考使用,具体的变形系数根据各菲林厂家的工作环境和菲林的品牌、厚度的变化会产生一定的差异。

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