Википедия иммерсионная печать – Технология нанесения аквапринта (аквапечати), инструкция по нанесению иммерсионной печати

Иммерсия (микроскопия) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Иммерсия.

Иммерсия (иммерсионный метод микроскопического наблюдения) в оптической микроскопии — это введение между объективом микроскопа и рассматриваемым предметом жидкости для усиления яркости и расширения пределов увеличения изображения.

Иммерсионная система — оптическая система, в которой пространство между первой линзой и предметом заполнено жидкостью. Применяемая таким образом жидкость называется иммерсионной.

Из основной формулы разрешающей способности микроскопа: d = 0,61λ/А, следует, что предел разрешения определяется длиной волны λ и числовой апертурой объектива А. Так как не всегда возможно изменить длину волны (особенно если исследование производится в белом свете), то для достижения лучшего разрешения стремятся применять объектив, имеющий бо́льшую числовую апертуру.

Однако для «сухого» объектива, с показателем преломления среды перед его передней линзой n=1, максимальное значение числовой апертуры объектива не может превысить значение около 0,95.

Для решения этой проблемы берут иммерсионную жидкость, показатель преломления которой n₂ и показатель преломления фронтальной линзы n₃ выбраны определённым образом. Исходящие от одной точки объекта OP лучи проходят без преломления через иммерсионную плёнку и могут «приниматься» фронтальной линзой объектива.

В этом случае числовая апертура увеличивается, а предел разрешения уменьшается в n₂ раз.

Дополнительные преимущества[править | править код]

• Возникающие на поверхностях покровного стекла и фронтальной линзе объектива паразитные отражения существенно меньше, нежели у «сухих» объективов, а в некоторых случаях паразитные рефлексы могут быть полностью устранены. Это улучшает контраст изображения и позволяет поднять освещённость препарата без вредного влияния на изображение.
• Толщина слоя жидкости между объективом и препаратом может меняться, и за счёт этого можно в некоторых пределах изменять компенсацию сферической аберрации.

В расчёте объективов микроскопа оптические параметры иммерсионной жидкости (показатель преломления и дисперсия) учитываются при коррекции аберраций оптической системы (исправление кривизны поля, сферических и хроматических аберраций).

Применяются:

Иммерсионное масло[править | править код]

В качестве первой иммерсионной жидкости применялось природное кедровое масло. Однако его главным недостатком было изменение свойств с течением времени. На воздухе жидкость постепенно уплотнялась, вплоть до осмоления и отвердения, показатель преломления менялся.

В XX веке начало производиться и ныне применяется исключительно синтетическое иммерсионное масло, не обладающее этим недостатком.

Считается, что первый серийный микроскоп с рассчитанным объективом масляной иммерсии появился в 1878 году.

Основные параметры иммерсионного масла стандартизованы.

По ГОСТ 13739-78 «Иммерсионное масло»: показатель преломления n_d = 1,515±0,001; коэффициент пропускания в слое толщиной 1 мм в спектральном диапазоне 500—720 нм — 95 %, 400—480 нм — 92 %. Иммерсионное масло должно применяться при температуре около +20 °C.

По Международному стандарту ISO 8036/1 «Иммерсионное масло»: показатель преломления n_е = 1,518 + 0,0005; коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне 500—760 нм — 95 %, 400 нм — 60 %.

По Международному стандарту ISO 8036-1/2 «Иммерсионное масло для люминесценции»: коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне 500—700 нм — 95 %, 365—400 нм — 60 %.

Некоторое отличие в стандартах означает, в частности, возможное ухудшение работы конкретного объектива с несоответствующим ему маслом. Результатом этого могут быть:

• снижение контраста из-за появления сферической аберрации
• окраску поля на объекте
• неравномерность освещенности в плоскости предмета (объекта) и, соответственно, в плоскости, где формируется изображение объекта
• нерезкость по полю в плоскости изображения объекта.

Водный раствор глицерина[править | править код]

Глицерин — применение в качестве иммерсионной жидкости нашёл благодаря пропусканию ультрафиолетового диапазона электромагнитных волн. Используется в виде водного раствора определённой концентрации. Первый объектив глицериновой иммерсии был рассчитан в 1867 году.

Вода[править | править код]

Используется дистиллированная вода. Считается, что впервые в серийный микроскоп рассчитанный объектив водной иммерсии был введён в 1850 году.

В конструкцию ряда иммерсионных объективов входят коррекционные оправы. Их установка определяет точное взаиморасположение линзовой системы объектива и покровного стекла. Наибольшее влияние точность задания этого взаиморасположения оказывает на компенсацию сферической аберрации оптической системы микроскопа.

На корпусе объектива обычно нанесена маркировка, показывающая:

• или пределы толщины покровного стекла (положение линз в системе объектива, при котором именно эта толщина покровного стекла скомпенсирована), например «0-0,17-0,5»
• или условное обозначение иммерсионной жидкости, например «OIL—GLYС—DRY».

Соответственно, на корректирующей оправе наносится конкретное значение, под которое скомпенсировано данное сочетание объектива и оправы. Смена корректировочных оправ требуется в следующих случаях:

Работа с разными жидкостями[править | править код]

Объектив, рассчитанный на работу с различными иммерсионными жидкостями (как правило — «водный—масляный—глицериновый» или две иммерсионные системы в разных сочетаниях), а также в вариантах «сухая—иммерсионная», требует компенсации разницы в показателях преломления.

Толщина покровного стекла[править | править код]

Работа со стандартным покровным стеклом (n = 1,52) требует корректировки и на толщину покровного стекла, если объектив рассчитан на водную (n = 1,33) или глицериновую (n=1,47) иммерсию. Такие аппараты имеют на корпусе буквенные метки, указывающие правильное положение коррекционного кольца для конкретного типа жидкости, а в пределах этой метки указываются толщины покровных стёкол, для которых компенсация сферической аберрации минимальна.

Роберт Гук был первым учёным, объяснившим технику иммерсии в докладе «Lectures and Collections», прочитанном в 1678 году. Текст доклада был им напечатан в его книге «Microscopium» в том же году. Именно с этого события начинается история иммерсионных объективов.

Дэвид Брюстер в 1812 году предложил иммерсию как средство исправления хроматических аберраций объектива, и приблизительно в 1840 году Джованни Баттиста Амичи (1786—1868) изготовил первые иммерсионные объективы. В качестве иммерсионной жидкости применялись анисовые масла, так как их показатель преломления был наиболее близок к таковому для стекла.

Однако при этом не ставилась задача увеличения апертуры. Амичи понял эту проблему. Но из-за высокой стоимости предметных стёкол микроскописты XIX века ещё не уделяли должное внимание масляной иммерсии. В результате он занялся водной иммерсией. В 1853 году он сконструировал водно-иммерсионный объектив и выставил его в 1855 году в Париже.

Роберт Толл (1820—1883) в 1858 году создал объектив с заменяемыми фронтальными линзами: одна — для работы в сухом состоянии, а другая — для водной иммерсии.

Эдмунд Хартнал (1826—1891) в 1859 году продемонстрировал свои первые водно-иммерсионные объективы с коррекционным кольцом. В последующие 5 лет он продал около 400 штук. Это породило целый бум производства объективов для водной иммерсии среди многих немецких производителей микроскопов, например Бруно Хазерта в Айзенахе, Келлнера в Вецларе, G&S Мерц в Мюнхене и Хугo Шродера в Гамбурге. Однако иммерсионные объективы Хартнала считались лучшими.

Париж. 1867 год. Эрнст Гундлах (1834—1908), желая использовать иммерсионную среду с бо́льшим показателем преломления, чем вода, сконструировал и представил на «Универсальной выставке» объектив для глицерина.

Оптические мастерские Цейсс в Йене изготовили в 1871 г. первые водно-иммерсионные объективы. И уже в 1872 г. Карл Цейсс внедрил водно-иммерсионные объективы Аббе. В тогдашнем каталоге Цейсса предлагались 3 объектива, которые все имели угол поля зрения 180°. Они имели различные рабочие расстояния, но постоянную числовую апертуру 1,0; объектив № 3 имел коррекционное кольцо, компенсирующее сферическую аберрацию.

В 1871 г. Толл представил новое открытие: для однородной (масляной) иммерсии он использовал иммерсионную среду Канадский бальзам, который имеет такой же показатель преломления, что и обычно используемое тогда стекло крон. В августе 1873 г. он изготовил трёхлинзовый объектив для однородной масляной иммерсии с числовой апертурой А = 1,25. Это достижение было признано рекордом для микроскопов. Но в том же месяце рассчитанный им объектив для глицериновой иммерсии достиг числовой апертуры А = 1,27.

С августа 1877 года Карл Цейсс начал изготовление масляно-иммерсионных объективов Aббe. Именно они стали наиболее известны как объективы для «масляной» иммерсии. В 1879 году, в докладе на Йенском медицинском и естественно-научном обществе Эрнст Аббе сообщил, что на созданную им концепцию масляно-иммерсионных объективов повлияла работа Дж. В. Стивенсона.

В 1879 году Эрнст Аббе подвёл итоги разработки иммерсионных систем и своих экспериментов в статье «Новые методы для улучшения сферической коррекции» (On New Methods for Improving Spherical Correction), опубликованной в журнале «Royal Microscopical Society». Главное сделанное им дополнение заключалось в том, что однородные иммерсионные системы позволяют получить максимальную апертуру при любых доступных оптических материалах.

Роберт Кох стал одним из первых исследователей, применивших масляно-иммерсионные объективы Аббе и систему конденсоров Аббе.

В 1904 г. предприятия Карл Цейсс изготовили 10-тысячный объектив для масляной иммерсии.

Масляная иммерсия[править | править код]

• На готовый высушенный препарат наносят 20-25 мкл монтирующей жидкости
• Покрывают препарат обезжиренным покровным стеклом
• На покровное стекло наносят каплю иммерсионного масла, и наблюдают с иммерсионным объективом (маркировка — чёрная полоса ближе к фронтальному компоненту).

Водная иммерсия[править | править код]

• На готовый препарат наносят каплю 20 м/моль фосфатного буфера, рН 7,4
• Микроскопируют объективом для водной иммерсии (маркировка — белая полоса ближе к фронтальному компоненту)

• Введение в микроскопию иммерсионных объективов (водная иммерсия, 1850, масляная, 1878) имело большое значение для цитологии, позволило решительно увеличить контраст изображения отдельных частей клетки.^[2]

Иммерсионная литография — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Иммерсия. В иммерсионной литографии свет проходит сверху вниз через систему линз, затем попадает в воду, находящуюся между нижней линзой и фоторезистом на поверхности пластины.

Иммерсионная литография (англ. Immersion lithography) — в фотолитографии для микроэлектроники — способ повышения разрешающей способности за счёт заполнения воздушного промежутка между последней линзой и плёнкой фоторезиста жидкостью с показателем преломления более 1 (метод иммерсии). Угловое разрешение увеличивается пропорционально показателю преломления. Современные литографические установки используют в качестве жидкости высокоочищенную воду, позволяя работать с техпроцессом менее 45 нм.^[1] Системы с использованием иммерсионной литографии выпускаются лишь ASML, Nikon и Canon. Улучшением данной технологии можно считать методику HydroLith, в которой измерения и позиционирование производится на сухой пластине, а экспонирование — на «мокрой».^[2]

Преимущества иммерсионной литографии[править | править код]

В системах с воздушным зазором имеются ограничения увеличения разрешения (невозможность увеличения Числовой апертуры). При помощи иммерсионной жидкости можно увеличить показатель преломления пространства между линзой и объектом, увеличив тем самым апертуру. Так, вода в системе, работающей на ультрафиолетовом свете с длиной волны 193 нм (ArF), имеет показатель 1.44.

Разрешение оборудования увеличивается на 30-40 % (точное значение зависит от материалов).

Особенности в производственном процессе[править | править код]

В 2010 году был достигнут техпроцесс 32 нм с использованием иммерсионной литографии; продолжаются эксперименты по работе с 22нм. Теоретически возможно использование иммерсионной литографии вплоть до техпроцесса 11 нм.^[3]

Согласно данным, подготовленным RealWorldTech к 2009 году иммерсионная литография использовалась практически повсеместно при производстве микросхем по наиболее тонким техпроцессам. ^[4]

Иммерсионная или гидропечать изображений

Одной из наиболее перспективных и популярных технологий, позволяющих нанести изображение на различные поверхности, является иммерсионная печать. На самом деле названий у этой технологии существует множество – аква печать, гидропечать, аква декорирование. За рубежом она известна как Watertrans ferprinting. Иммерсионная печать довольно быстро захватила область отделочных материалов для автомобилей. С ее помощью можно нанести рисунок на отдельные элементы или поверхность кузова автомобиля, тем самым, совершенно преобразив его.

Однако сегодня технология уже выходит далеко за пределы автомобильного или мотоциклетного сегмента. Она начинает широко применяться для создания уникальных предметов интерьера и мебели, при изготовлении разнообразной сувенирной продукции, в производстве компьютерной и бытовой техники. Причина такой популярности вполне обоснована, ведь иммерсионная печать является наиболее качественным способом нанесения изображения.

Что такое иммерсионная печать

Хотя иммерсионную печать называют новой технологией, в действительности, она появилась еще в 80-е годы в Японии. Однако данный метод изначально не получил широкого распространения и был востребован, главным образом, в некоторых областях промышленного производства. Например, в сфере военно-промышленного комплекса эту технологию использовали для того, чтобы камуфлировать оружие. Впрочем, иммерсионная печать поначалу была довольно дорогой, и долгое время доступ к ней имели только военные или крупные производственные предприятия. Все изменилось с появлением нового оборудования, в результате чего технология стала доступна малым и средним предпринимателям. Иммерсионная печать начала использоваться для отделки машин, военной амуниции и в производстве электроники.

Иммерсионная печать в дизайне

Аква печать – это технология нанесения изображения посредством давления воды на различные поверхности. При этом форма предмета не играет практически никакой роли – аквапринт позволяет работать с разнообразными формами. Такую печать можно применять практически к любым материалам, включая металл, стекло, разные виды пластмасс, керамику и древесину. С помощью аква печати можно создать весьма прочное покрытие (рисунок) на той или иной поверхности, даже если оно в процессе эксплуатации будет находиться в постоянных жестких условиях. Таким образом, технология может применяться к абсолютно любым предметам, окружающих нас в повседневной жизни. От крышки смартфона до предметов интерьера яхт или салона  автомобиля.

Для осуществления такой печати используется специальное оборудование, которое обычно выглядит как отдельная емкость из нескольких отсеков. Оба эти отсека оснащены нагревательным элементом, обеспечивающим необходимый температурный режим. Также оборудование включает в себя насос для перекачки воды из одного отсека в другой и двухуровневую фильтрационную систему. В целом, это  современные полуавтоматические установки, предоставляющие возможность программировать весь печатный процесс под требования пользователя.

Емкость наполняется водой, которая нагревается до заданной температуры. В нее опускается специальная многослойная пленка с заранее подобранным рисунком. Далее осуществляется удаление пузырьков воздуха, после чего на пленку распыляют органический растворитель. Затем в рабочую область оборудования медленно опускают изделие. Сам покрываемый предмет перед этим подготавливают, чтобы добиться идеально ровной поверхности. Картинка-шаблон закрепляется на извлеченном из емкости изделии. Остается только промыть, просушить изделие и нанести на его поверхность защитный лак. Именно таким нехитрым способом создаются различные отделочные материалы и оригинальные предметы. Поскольку давление воды равномерно распределяется по всей площади поверхности изделия, то картинку-дизайн действительно можно переносить даже на самые сложные поверхности.

Ключевым элементом данной технологии, конечно, является специальная водорастворимая пленка, на которой уже заранее распечатана нужная картинка. Сначала пленка взаимодействует с раствором, а затем переносит изображение на изделие. В воде пленка полностью обволакивает поверхность изделия, закрепляя на ней изображение. В конечном счете, получается предмет, который по своему внешнему виду может ничем не отличаться, например, от натуральной древесины или камня. В данном случае многослойная пленка представляет собой носитель передаваемого рисунка, сама же по себе она полностью прозрачна и добавляет только текстуру на обрабатываемую поверхность.

Под воздействием растворителя пленка становится эластичной и легко ложится по поверхности изделия, плавно повторяя все его изгибы. Высокое качество печати достигается  путем строгого соблюдения технологии нанесения картинки. В частности, непосредственно перед печатью поверхность изделия требуется тщательно обработать от малейших загрязнений и неровностей. Чтобы создать нужный художественный или декоративный эффект, также могут производить предварительное окрашивание изделия в соответствующий тон.

Готовый внешний вид изделия определяется как выбранным рисунком пленки, так и основным цветом поверхности. То есть можно использовать пленку с одним и тем же дизайном, но применять различные цвета основы и получать, таким образом, более широкие возможности для отделки.

Преимущества и возможности

В сравнении с другими технологиями нанесения изображения на различные поверхности иммерсионная печать обладает существенными преимуществами:

• Обеспечение устойчивого и прочного покрытия. Обработанной поверхности не страшны ни перепады температуры, ни давление, ни воздействие солнечных лучей или влаги, ни активные растворители и ультрафиолетовое излучение. Рисунок, получаемый с помощью технологии иммерсионной печати, сохраняется в течение очень долгого времени. При этом изделие может эксплуатироваться в самых тяжелых условиях. Покрытие не стирается со временем, не расслаивается и не трескается в процессе эксплуатации.
• Привлекательный внешний вид покрытия. Иммерсионная печать позволяет создавать уникальные и невероятно привлекательные изделия, которые могут иметь полное внешнее сходство, например, с текстурой древесиной или шлифованным металлом.
• Практичность. Одно из несомненных преимуществ данного метода печати заключается в высокой практичности обработанной поверхности.
• Возможность нанесения покрытия (изображения) на любые поверхности или изделия сложной формы. На самом деле возможности аквай печати по обработке того или иного изделия ограничены лишь размерами используемого оборудования.

Кроме того, цена декорирования изделий с помощью технологии иммерсионной печати ниже, чем заказ отделки деревом или покупка элементов из натуральных материалов. Иммерсионная печать позволяет получать изделие, которое крайне трудно отличить от оригинального предмета из карбона, металла или мрамора. И это выглядит действительно роскошно, презентабельно, а не как дешевая подделка.

Ист: http://www.mobilmag.by/

В этой связи сегодня у данной технологии открываются широкие перспективы в таких областях, как автомобиле- и судостроение, производство компьютеров и радиоэлектроники, изготовление эксклюзивной мебели и других предметов интерьера. Качество иммерсионной печати, которое выражается в долговечности и стойкости к износу получаемого покрытия, соответствует даже жестким требованиям военной промышленности. Покрытие, полученное с помощью аква печати, смотрится дорого и выигрышно, хотя на самом деле такая печать вполне доступна по своей стоимости.

Технология иммерсионной печати пользуется большой популярностью, естественно, в качестве эффективного тюнинга автомобилей, мотоциклов и катеров. За счет нанесения специального покрытия можно совершенно преобразить салон своего автомобиля, причем обойдется такое удовольствие относительно недорого. Получаемое покрытие будет имитировать текстуру карбона, ценных пород дерева, кожу рептилии или шкуры животных, вследствие чего салон автомобиля или отдельные элементы мотоцикла не будут выглядеть однообразно. Иммерсионная печать способна придать любому элементу, будь то автомобильный руль, крышка ноутбука или колесные диски, изысканный и элегантный вид.

По достоинству оценили возможности новой технологии дизайнеры интерьеров. Разумеется, технология, позволяющая наносить текстуру практически на любую поверхность, просто не может не использоваться при декорировании интерьеров. С помощью аквапринта можно преобразить внешний вид оргтехники разнообразными текстурами, вписав ее, тем самым, в общий стиль конкретного помещения. На самом деле любой предмет интерьера можно сделать по-настоящему уникальным, при этом практически не увеличивая свои расходы.

Например, можно преобразить внешний вид каминов и лестниц. Ведь зачастую дизайнеры вынуждены подгонять интерьер помещения под массивную лестницу, а не наоборот. Иммерсионная печать позволяет изменить внешний вид отдельных элементов лестницы без необходимости покупки каких-либо дополнительных натуральных материалов или проведения сложных отделочных работ. Технология иммерсионной печати также становится все более актуальной при создании керамической плитки и изготовлении роскошной, эксклюзивной мебели.

В настоящее время в качестве единственного серьезного конкурента иммерсионной печати выступает так называемый винил, то есть когда поверхность того или иного предмета покрывается специальной пленкой. Однако недостатком винила является то, что пленка со временем начинает отклеиваться и покрываться пузырями. Винил плохо переносит резкие перепады температуры, высокую влажность воздуха, жару и холод. Все это приводит к тому, что винил способен обеспечить требуемые декоративные качества на протяжении всего одного или нескольких сезонов.

Аква печать в этом плане обладает огромным преимуществом, поскольку создаваемое покрытие устойчиво к солнечному свету, легко переносит и перепады температуры, и пыль. Такая технология обеспечивает высокоточный процесс,  в результате которого человек получает качественное, готовое изделие, отвечающее всем его критериям по эстетическим и эксплуатационным характеристикам. Недаром иммерсионная печать охватывает все новые области промышленности и человеческой деятельности.

Кинокопировальный аппарат — Википедия

Кинокопирова́льный аппара́т — устройство для получения с оригинального негатива фильма его позитивных копий на киноплёнке^[1]. В классической «оптической» технологии кинопроизводства кинокопировальный аппарат служит для печати прокатных фильмокопий, а также интерпозитивов, дубльнегативов и промежуточных контратипов при изготовлении титров и спецэффектов^[2]. При цифровом фильмопроизводстве кинокопировальные аппараты используются для тиражирования плёночных фильмокопий с мастер-позитива, полученного при помощи фильм-рекордера с цифровой мастер-копии^[3]. Кинокопировальные аппараты различных типов могут осуществлять оптическую или контактную печать.

По способу печати и движению киноплёнок кинокопировальные аппараты делятся на 4 основных типа^[4]:

• контактной печати с прерывистым движением плёнок (контактной прерывистой печати) — главным образом, для промежуточной и эталонной печати;
• контактной печати с непрерывным движением плёнок (контактной непрерывной печати, «ротационные») — для массовой печати;
• оптической печати с прерывистым движением плёнок (оптической прерывистой печати) — для трюковой, комбинированной печати и для печати дубльнегатива при переводе формата;
• оптической печати с непрерывным движением плёнок (оптической непрерывной печати) — для печати 16-мм и 8-мм фильмокопий через подложку^[5];

Наибольшее распространение в кинопроизводстве получили аппараты ротационной печати, то есть непрерывной контактной, и аппараты прерывистой оптической печати^[6]. Почти во всех кинокопировальных аппаратах возможна печать оптической совмещённой фонограммы на фильмокопии одновременно с изображением^[7]. В аппаратах прерывистой печати для копирования фотографической фонограммы предусмотрен отдельный барабан с непрерывным движением, поскольку её печать возможна только при непрерывном движении носителя. Для повышения равномерности экспозиции при печати звуковой дорожки барабан может снабжаться дополнительным маховиком. В аппаратах с непрерывным движением печать фонограммы может происходить на общем барабане с изображением, или на таком же отдельном. При массовой печати фильмокопии печатаются с интернегатива, содержащего изображение и фонограмму на одной киноплёнке, поэтому дополнительный звукоблок не требуется^[8]. Современные цифровые фонограммы печатаются контактным способом специальным сменным блоком, выбираемым в зависимости от стандарта фонограммы. По конструкции кинокопировальные аппараты делятся ещё на два типа:

• предназначенные для установки в помещениях с неактиничным освещением;
• аппараты для установки в светлом помещении;

Последняя разновидность кинокопировальных аппаратов оснащена светонепроницаемым корпусом и кассетами для киноплёнки. Для массовой печати предназначаются, главным образом аппараты, устанавливаемые в затемнённом помещении, поскольку такая конструкция облегчает одновременное обслуживание нескольких копировальных машин^[9]. Производительность современных аппаратов массовой печати может достигать 10—15 тысяч погонных метров в час^[10]. На крупных кинокопировальных фабриках практикуется непосредственное сопряжение лентопротяжных трактов кинокопировального аппарата с проявочной машиной, ускоряющее процесс получения фильмокопий.

При контактной печати негатив фильма и позитивная киноплёнка, прижатые эмульсионными слоями друг к другу, прерывисто или непрерывно передвигаются мимо источника света, осуществляющего экспонирование светочувствительной киноплёнки через негатив или контратип. Основные размеры копируемых областей изображения и фонограммы при контактной печати в России регламентируются ГОСТ 13137—82^[11].

На рисунке вверху представлена схема простейшего аппарата контактной печати с непрерывным движением киноплёнки^[7]. Негатив (контратип) фильма сматывается с бобины N1 и через ролик R попадает на печатающий зубчатый барабан D. Из одинарной светонепроницаемой кассеты K1 на этот же барабан поверх негатива сматывается светочувствительная плёнка из рулона P1. Зубчатый барабан представляет собой два синхронно вращающихся венца с общим приводом и промежутком между ними. Лампа накаливания L в кожухе M осуществляет экспонирование через щель F, мимо которой передвигаются оригинал и свежая плёнка, прижатые друг к другу. Затем плёнки сматываются на бобину N2 и в кассету K2 в рулон. После лабораторной обработки экспонированной в аппарате плёнки получают позитив или промежуточный контратип.

Копировальное отделение киностудии

При таком способе печати экспозиция, получаемая светочувствительной плёнкой, помимо оптической плотности оригинала и мощности лампы, зависит от скорости вращения печатающего барабана и ширины щели F^[7]. Чем шире щель, тем больше экспозиция при той же производительности печати, и тем меньше влияние неравномерности вращения барабана на стабильность плотности копии. В то же время, увеличение ширины печатающей щели, снижает резкость, вследствие неизбежного взаимного проскальзывания плёнок за время экспозиции. Уменьшение ширины щели позволяет свести смазывание к минимуму, повысив качество изображения и фонограммы. В большинстве советских 35-мм кинокопировальных аппаратов ширина печатающей щели составляла 4—5 мм^[12]. Также для уменьшения взаимного перемещения плёнок перфорация негативных и контратипных киноплёнок изготавливается с более коротким шагом, чем перфорация позитивной. Это компенсирует разницу в скоростях плёнок, образующуюся за счёт разницы их путей по поверхности печатающего барабана. Для стандартной 35-мм киноплёнки при одинаковой усадке разница шага кадра негативной и позитивной плёнок составляет 0,04 мм, что соответствует разнице хода при стандартном диаметре барабана 96,4 мм^[13].

Печать с непрерывным движением плёнки приводит к наименьшему износу негатива и обеспечивает его максимальную тиражеустойчивость благодаря отсутствию скачкового механизма и малой нагрузке на перфорацию^[14][7]. Поэтому, она применяется, главным образом, при массовом производстве фильмокопий для кинопроката. Из советских аппаратов такой способ печати реализован, например в машинах «12Р—23» и «УКА»^[8]. В большинстве случаев машины массовой печати снабжены двухсторонним ходом, позволяя тиражировать позитивы без перемотки контратипа. При нечётных проходах печать ведётся от начала оригинала к его концу, а при чётных — наоборот. Такая технология, получившая название реверсивной печати, значительно снижает износ негатива и дубльнегатива^[15]. Безостановочная печать предусматривает склейку оригинала, заряженного в специальный магазин, в кольцо. При этом, за счёт организации непрерывной подачи свежей киноплёнки, возможна печать без остановки и перезарядки кинокопировального аппарата^[16].

При оптической печати светочувствительная киноплёнка экспонируется изображением, построенным объективом^[17]. Движение киноплёнки в таких кинокопировальных аппаратах (например, советском «23ЛТО—1»^[7]) в основном прерывистое, и осуществляется грейферным механизмом вследствие его наибольшей точности из всех скачковых. Однако, существуют и аппараты оптической печати с непрерывным движением киноплёнок, позволяющие снизить износ оригинала и получить другие выгоды. Применяется для печати узкоплёночных фильмокопий, главным образом на 8-мм киноплёнке^[5]. При оптической печати возможна печать фильмокопий формата, отличного от исходного. Например, с 35-мм негатива возможна печать 16-мм фильмокопий с уменьшением, а 35-мм широкоэкранный анаморфированный негатив может быть увеличен до широкоформатных копий на плёнке 70-мм^[17]. Оптическая печать необходима при использовании для съёмки фильма производственных форматов негатива, например, «Технископ» или «Супер-35». Производственные форматы непригодны для изготовления фильмокопий и с них производится оптическая печать на прокатные форматы — кашетированный, широкоэкранный или широкоформатный.

Перевод формата осуществляется, как правило на этапе печати дубльнегатива, поскольку для массового тиражирования фильмокопий оптическая печать с прерывистым движением киноплёнки невыгодна из-за невысокой производительности. Кроме того, при оптической печати возможен перевод широкоэкранных форматов в обычный или узкоплёночные форматы с классическим соотношением сторон кадра^[7]. В большинстве случаев такой перевод приводит к обрезке большой части кадра при пансканировании. Из советских кинокопировальных аппаратов для выкопировки части изображения широкоформатного кадра в обычный формат была пригодна машина «23РТО—1»^[18], а на узкую киноплёнку 16-мм с такого же негатива печать производилась аппаратом «23ЮТО—1»^[18]. Такая технология часто применялась при печати фильмокопий для провинциальных кинотеатров и сельских кинопередвижек, не оснащённых широкоэкранной проекцией.

Машина оптической комбинированной печати.

Кроме тиражирования фильмов и перевода одного формата в другой, до появления цифровых технологий, оптическая печать применялась в кинематографе для изготовления трюковых и комбинированных кадров, а также для впечатывания титров в изображение. Такие кинокопировальные аппараты получили название трюкмашина и позволяют печатать на одной киноплёнке изображение с разных негативов (контратипов) и в несколько экспозиций^[19]. Например, на киностудии «Мосфильм» использовалась машина оптической трюковой печати «70—ТМ», предназначенная для изготовления комбинированных кадров на широкоформатной киноплёнке шириной 70-мм^[20].

На снимке представлена машина комбинированной оптической печати, состоящая из двух кинопроекторов и одного киносъёмочного аппарата. Буквами обозначены: A — кадровое окно первого проектора, а В — объектив, проецирующий изображения первого и второго проекторов в окно С. D — объектив киносъёмочного аппарата. Е — лупа, а F — регулятор угла раскрытия обтюратора киносъёмочного аппарата, установленного на основании G.

Кроме совмещения разных изображений и впечатывания титров, в оптической технологии кинопроизводства трюкмашины использовались для осуществления монтажных переходов между соседними кадрами, таких как «шторка», «наплыв» и «затемнение»^[1][21]. Для этого изготавливались промежуточные позитивы с плавно изменяющейся от кадрика к кадрику плотностью, которые совмещались на общем дубльнегативе в кинокопировальном аппарате. Подобным образом изготавливались различные «шторки» и фигурные вытеснения^[22]. Изменение темпа движения, снятого со стандартной частотой, также происходило при помощи трюк-машин. Для этого каждый кадрик негатива печатался на копии дважды, трижды или другое количество раз, в зависимости от требуемой степени замедления. Пропуская печать кадриков негатива, можно было ускорить темп движения на экране. Такая трансформация исходного изображения с дополнительной возможностью его наклона или масштабирования могла осуществляться трюкмашиной «23КТС-1»^[23][24]. Однако в большинстве случаев изменение темпа движения на экране достигается регулировкой частоты киносъёмки, а такие приёмы печати используются только для создания некоторых художественных эффектов или при отсутствии подходящего материала. Большинство монтажных переходов может изготавливаться также на машинах промежуточной печати или химической обработкой контратипов^[22].

Кроме упомянутых принципов классификации, кинокопировальные аппараты подразделяются на аппараты массовой печати, предназначенные для тиражирования фильмов, и аппараты для печати служебных и промежуточных копий, например, рабочего позитива или монтажных фильмокопий. Последние, например 25КТК—1, являлись неотъемлемой частью классической «оптической» технологии кинопроизводства и имелись на каждой киностудии в копировальном отделении цеха обработки плёнок. От аппаратов массовой печати, рассчитанных на печать «в одном свету» с выровненного по плотности и цветоперадаче дубльнегатива, студийные аппараты отличаются более высокой точностью печати и наличием устройств изменения экспозиции, позволяя печатать выровненные копии с оригинального негатива, как правило, имеющего отклонения от идеальной плотности и цветопередачи^[25]. Для этого в таких машинах применяется световой паспорт^[26][7].

Механизм таких аппаратов, предназначенных для печати служебных и эталонных фильмокопий, осуществляет прерывистое передвижение киноплёнки, и способен изменять экспозицию в момент смены кадра, перемещая паспорт во время перекрытия света обтюратором^[27]. Кроме того, такие аппараты обладают возможностью цветокоррекции, как при помощи светового паспорта для каждой сцены отдельно, так и общую в зависимости от используемого типа и партии позитивной киноплёнки. Кроме кадров негатива при промежуточной печати в обязательном порядке пропечатывается край его перфорации для отображения футажных номеров на рабочем позитиве. При современной цифровой технологии фильмопроизводства Digital Intermediate печать промежуточных и контрольных копий не требуется, а коррекция плотности и цветопередачи производится при помощи компьютера.

Для получения фильмокопий с негативов, имеющих механические повреждения, а также при печати высококачественного контратипа применяется иммерсионная печать^[28]. Эта технология основана на погружении киноплёнки в жидкость с показателем преломления, близким к эмульсионному слою и подложке, например — тетрахлорэтилен^[29]. Такой способ позволяет скрыть большинство дефектов исходного изображения и получить качественный позитив. Заполнение иммерсионной жидкостью зазора между киноплёнками исключает появление колец Ньютона.

Известны три способа иммерсионной печати: с тонкослойным покрытием эмульсионного слоя при помощи аппликаторных роликов, «жидкостный канал», образуемый двумя стёклами, между которыми проходят киноплёнки и «полная иммерсия»^[30]. В последнем случае весь лентопротяжный механизм кинокопировального аппарата с обеими киноплёнками погружается в резервуар, заполненный иммерсионной жидкостью. Полная иммерсия использовалась при печати промежуточных контратипов в классической «оптической» технологии кинопроизводства^[30]. Большинство современных кинокопировальных машин пригодны для аппликаторной иммерсионной печати и имеют специальный шкаф для просушки негатива, после его погружения в иммерсионную жидкость^[31].

Узкие киноплёнки любительских форматов (16-мм и менее) изначально не рассчитаны на копирование, и заряжаются в кинопроектор так же, как и в киносъёмочный аппарат: эмульсией к объективу^[32]. При использовании обращаемой плёнки такая зарядка обеспечивает на экране прямое изображение. Контактная печать классическим способом — эмульсия к эмульсии — даёт на экране зеркальное изображение^[33]. Зарядка зеркально перевёрнутого позитива подложкой к объективу, как в 35 и 70-мм кинопроекторах, приводит к повышенному износу копии из-за особенностей конструкции лентопротяжного тракта, не рассчитанного на такой ход плёнки. Поэтому, узкие киноплёнки пригодны только для оптической печати или контактной через подложку направленным светом. В последнем случае резкость получаемого позитива значительно снижается^[33]. Массовая печать узкоплёночных фильмокопий осуществлялась оптическим способом с 35-мм негатива^[34].

В практике кинолюбительства печать фильмокопий существовала только в рамках любительских объединений из-за сложности и дороговизны копировального процесса. В СССР для этого небольшими партиями выпускались узкоплёночные кинокопировальные аппараты, например КАУ-16^[35]. Любительские кинокопировальные аппараты чаще всего были рассчитаны на формат 16-мм, для которого выпускались негативная и позитивная киноплёнки. Существовали также обращаемые киноплёнки специально для изготовления копий позитивов, полученных методом обращения, но они использовались, главным образом, на телевидении и рассчитаны на оптическую печать. Копировальная аппаратура любительского класса выполнялась по схеме контактной печати с прерывистым перемещением киноплёнки, как наиболее дешёвая и простая в эксплуатации^[36]. Некоторое время выпускались любительские кинокамеры «Экран», также пригодные для контактной печати 8-мм фильмов. Полученная копия была зеркальной и должна была заряжаться в проектор подложкой к объективу^[37]. С распространением дешёвых и качественных обращаемых киноплёнок любительская печать ушла в прошлое.

Массовая печать фильмокопий производится на кинокопировальных фабриках^[38]. В СССР существовали 6 крупных кинокопировальных фабрик, расположенных в Москве, Ленинграде, Новосибирске, Киеве, Рязани и Харькове^[39][40]. Кроме них, существовала Московская Лаборатория обработки цветных фильмов. В 1960-е годы они вместе ежегодно изготавливали фильмокопии различных форматов более 300 художественных фильмов и 750 документальных и научно-популярных^[40].

В настоящее время эти производства претерпели значительные изменения вследствие повсеместной замены плёночных кинотехнологий цифровыми и вытеснения узкоплёночных форматов видеозаписью. Распространение фильмокопий в современном кинематографе всё чаще происходит на жёстких дисках или по защищённому каналу через интернет с демонстрацией цифровыми кинопроекторами. Кроме того, описанная классическая технология фильмопроизводства в настоящее время не используется. Её сменила технология Digital Intermediate, не использующая киноплёнку на промежуточных стадиях. Оригинальный негатив сканируется специальным сканером и дальнейшая обработка изображения и монтаж происходят с помощью компьютера. Дубльнегатив фильма выводится с готовой цифровой мастер-копии при помощи фильм-рекордера, а кинокопировальные аппараты используются только для массовой печати плёночных фильмокопий с такого дубльнегатива. В 2008 году в Химках запущена современная кинокопировальная фабрика «Конвейер», рассчитанная на выпуск более 200 фильмокопий в сутки^[41].

1. ↑ ^{1 2} Фотокинотехника, 1981, с. 124.
2. ↑ Кинокопировальный аппарат — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
3. ↑ Современные киноплёнки для фильмопроизводства, 2010, с. 17.
4. ↑ Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 176.
5. ↑ ^{1 2} Бернштейн, 2007, с. 69.
6. ↑ Традиционная оптическая технология фильмопроизводства, 2007, с. 161.
7. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Кинофотопроцессы и материалы, 1980, с. 118.
8. ↑ ^{1 2} Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 191.
9. ↑ Кинокопировальная аппаратура, 1962, с. 65.
10. ↑ Техника кино и телевидения, 1980, с. 67.
11. ↑ ГОСТ 13137-82. Аппараты кинокопировальные для контактной печати 70-, 35- и 16-мм кинофильмов (рус.). RusCable (15 апреля 2009). Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 26 октября 2012 года.
12. ↑ Техника кино и телевидения, 1980, с. 62.
13. ↑ Кинокопировальная аппаратура, 1962, с. 112.
14. ↑ Бернштейн, 2007, с. 73.
15. ↑ Бернштейн, 2007, с. 83.
16. ↑ Техника кино и телевидения, 1980, с. 66.
17. ↑ ^{1 2} Кинопроекционная техника, 1966, с. 59.
18. ↑ ^{1 2} Гордийчук, 1979, с. 401.
19. ↑ Фотокинотехника, 1981, с. 181.
20. ↑ Коноплёв, 1975, с. 326.
21. ↑ Традиционная оптическая технология фильмопроизводства, 2007, с. 162.
22. ↑ ^{1 2} Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 168.
23. ↑ Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 189.
24. ↑ Основы кинотехники, 1965, с. 415.
25. ↑ Традиционная оптическая технология фильмопроизводства, 2007, с. 159.
26. ↑ Кинокопировальная аппаратура, 1962, с. 206.
27. ↑ Кинофотопроцессы и материалы, 1980, с. 115.
28. ↑ Кинокопировальная аппаратура, 1962, с. 27.
29. ↑ Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 229.
30. ↑ ^{1 2} Техника кино и телевидения, 1980, с. 64.
31. ↑ Модульный принтер для сухой и влажной печати (рус.). Поколение контактных кинокопировальных машин Movieclone series. Debrie. Дата обращения 3 сентября 2012. Архивировано 26 октября 2012 года.
32. ↑ Основы кинотехники, 1965, с. 203.
33. ↑ ^{1 2} Кинокопировальная аппаратура, 1962, с. 24.
34. ↑ Гордийчук, 1979, с. 403.
35. ↑ Справочная книга кинолюбителя, 1977, с. 252.
36. ↑ Кудряшов, 1952, с. 197.
37. ↑ Справочная книга кинолюбителя, 1977, с. 254.
38. ↑ Александр Зенин. Кинокопировальные фабрики (рус.). Музей кино и кинотехники общеобразовательной школы 544. Дата обращения 20 июля 2012. Архивировано 11 августа 2012 года.
39. ↑ Техника кино и телевидения, 1967, с. 15.
40. ↑ ^{1 2} Л. Г. Ларионов. Кинопромышленность (рус.). БСЭ. Дата обращения 15 мая 2012.
41. ↑ Техника и технологии кино, 2009.

• Г. Андерег, Н. Панфилов. Справочная книга кинолюбителя / Д. Н. Шемякин. — Л.,: «Лениздат», 1977. — С. 252—254. — 368 с.

• Сим. Р. Барбанель, Сол. Р. Барбанель, И. К. Качурин, Н. М. Королёв, А. В. Соломоник, М. В. Цивкин. Кинопроекционная техника / С. М. Проворнов. — 2-е изд.. — М.,: «Искусство», 1966. — 636 с.

• Н. Д. Бернштейн. Современное состояние и тенденции развития кинокопировальной аппаратуры (рус.) // «Техника кино и телевидения» : журнал. — 1980. — № 11. — С. 62—68. — ISSN 0040-2249.

• Е. М. Голдовский. Основы кинотехники / Л. О. Эйсымонт. — М.,: «Искусство», 1965. — 636 с.

• И. Б. Гордийчук, В. Г. Пелль. Справочник кинооператора / Н. Н. Жердецкая. — М.,: «Искусство», 1979. — С. 400—411. — 440 с.

• Е. А. Иофис. Глава VII. Позитивный процесс // Киноплёнки и их обработка / В. С. Богатова. — М.,: «Искусство», 1964. — С. 175—230. — 300 с.

• Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.,: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 124, 181. — 447 с.

• Н. Кудряшов. Копировальный процесс // «Как самому снять и показать кинофильм». — 1-е изд. — М.,: Госкиноиздат, 1952. — С. 193—200. — 252 с.

• Б. Н. Коноплёв. Основы фильмопроизводства / В. С. Богатова. — 2-е изд.. — М.: «Искусство», 1975. — 448 с. — 5000 экз.

• С. М. Проворнов, И. С. Голод, Н. Д. Бернштейн. Кинокопировальная аппаратура / Л. Эйсымонт. — М.,: «Искусство», 1962. — 315 с.

Иммерсионный метод рефрактометрии — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Иммерсио́нный ме́тод рефрактометри́и (от лат. immersio — погружение) или метод Бекке — метод определения показателя преломления изолированных твёрдых тел путём погружения их в жидкости с заранее известным показателем преломления^[1].

При таком методе измерения исследуемые мелкие зёрна (размер до 1—2 мкм) помещают в нанесённые на предметное стекло микроскопа капли различных жидкостей. При таких размерах большинство неметаллических соединений прозрачны. Наблюдая в микроскоп полученную картину, подбирают жидкость, показатель преломления которой наиболее близок к определяемому. Точность метода — порядка 0,001, причём форма и особенности поверхности исследуемого материала практически не влияют на результат. В основе метода лежит образование вследствие явлений интерференции и полного внутреннего отражения на границе двух веществ с разными показателями преломления «полоски Бекке» — узкой (ок. 1 мкм) светлой полоски.

При иммерсионном анализе обычно применяют иммерсионный набор из 98 жидкостей с показателем преломления от 1,408 до 1,780. Для определения веществ с низкими n используют бромнафталин в смеси с углеводородными жидкостями, с высокими n — смесь иодистого метилена и бромнафталина.

Для определения больших величин показателей применяют специальные наборы высокопреломляющих жидкостей (до 2,15) и специальные прозрачные сплавы (например — сера и селен образуют сплавы с показателем 2,6-2,7). Однако в этих диапазонах, в особенности при применении сплавов, точность измерения ниже на порядок и более. Следует отметить, что высокопреломляющие жидкости обычно токсичны.

Измеряемый объект погружают в жидкость, показатель преломления которой близок к показателю преломления объекта. Далее жидкость нагревают или охлаждают с помощью специального стола до тех пор, пока показатель преломления жидкости не сравнется с показателем преломления объекта. В данном методе используется тот факт, что показатель преломления у твёрдых тел зависит от температуры существенно меньше, нежели у жидкостей (на основании закона Дюлонга и Пти). Достижение равенства показателей преломления определяется с помощью так называемой «линии (или полосы) Бекке», а при более высоких требованиях к точности измерений — интерферометрическим способом.

• Используется в химическом анализе (в этом случае соответствующая процедура называется иммерсионном анализом) для установления чистоты соединений и определения соотношения компонентов в смесях веществ.
• Иммерсионный метод является одним из важных способов изучения минералов и горных пород.
• В некоторых отраслях химической технологии.

Фотолитография — Википедия

Фотолитогра́фия — метод получения определённого рисунка на поверхности материала, широко используемый в микроэлектронике и других видах микротехнологий, а также в производстве печатных плат. Один из основных приёмов планарной технологии, используемой в производстве полупроводниковых приборов.

Суть процесса фотолитографии сводится к тому, что вначале на обрабатываемую поверхность наносится тонкая фоточувствительная полимерная плёнка (фоторезист). Затем эта плёнка засвечивается через фотошаблон с заданным рисунком. Далее проэкспонированные участки удаляются в проявителе. Получившийся на фоторезисте рисунок используется для таких технологических этапов планарной технологии, как травление, электроосаждение, вакуумное напыление и другие. После проведения одного из этих процессов оставшийся, не удалённый при проявлении, фоторезист также удаляется.

Принципиальное отличие фотолитографии от других видов литографии заключается в том, что экспонирование производится светом (видимым или ультрафиолетовым), тогда как в других видах литографии для этого используется рентгеновское излучение (рентгеновская литография), поток электронов (электронно-лучевая литография) или ионов (ионно-лучевая литография) и другое.

Наименьшие размеры деталей рисунка, достижимые в фотолитографии (разрешение), определяются: длиной волны используемого излучения, качеством применяемой при экспонировании оптики, свойствами фоторезиста и достигают 100 нм. Применение специальных методов (иммерсионная литография) теоретически позволяет получить разрешение до 11 нм^{[источник не указан 1476 дней]}.

Очистка и подготовка поверхности[править | править код]

Первоначально подложка (при производстве монолитных микросхем это обычно пластина из монокристаллического кремния) очищается от загрязнений в ультразвуковой ванне в различных органических растворителях: ацетоне и метаноле и полосканием в изопропаноле. В случае значительных загрязнений поверхности, её обрабатывают смесью серной кислоты и пероксида водорода (H₂SO₄ + H₂O₂) с последующим применением процесса RCA очистки.

Различные материалы подложки имеют различное сцепление (адгезию) фоторезиста с ней. Например, такие металлы, как алюминий, хром и титан имеют высокую адгезию, в то время как благородные металлы — золото, серебро или платина — имеют очень плохую адгезию. В случае низкой адгезии перед нанесением фоторезиста рекомендуется наносить тонкий подслой адгезива, увеличивающий сцепление фоторезиста с поверхностью, например, гексаметилдисилазан (ГМДС). Кроме этого, иногда и поверх фоторезиста наносят антиотражающие покрытия.

Нанесение фоторезиста[править | править код]

Установки центрифугирования для нанесения фоторезиста

Наиболее широко распространённый метод нанесения фоторезистов на поверхность — это центрифугирование. Этот метод позволяет создавать однородную плёнку фоторезиста и контролировать её толщину скоростью вращения пластины (порядка нескольких тысяч оборотов в минуту). Как правило, используется при работе с большими круглыми пластинами.

При использовании не подходящих для центрифугирования поверхностей, например для покрытия небольших поверхностей, используется нанесение погружением в фоторезист. Недостатками этого метода являются большой расход фоторезиста и неоднородность получаемых плёнок.

При необходимости нанести резист на сложные поверхности используется аэрозольное распыление, однако толщина плёнки при таком методе нанесения также не является однородной.

Предварительное задубливание[править | править код]

После нанесения резиста необходимо провести его предварительную сушку (задубливание). Для этого образец выдерживается несколько минут в печи, при температуре 100—120^оС. Этот этап необходим для испарения растворителя, содержащегося в фоторезисте, что способствует улучшению адгезии, исключению прилипания к фотошаблону, возможности нанесения второго слоя фоторезиста и имеет положительное влияние в некоторых других аспектах.

Экспонирование[править | править код]

Длины волн экспонирования в литографии Схемы 4х различных видов экспонирования. Показаны контактный метод экспонирования, экспонирование с микрозазором и проекционные методы экспонирования

Процесс экспонирования заключается в засветке фоторезиста через фотошаблон, содержащий желаемый рисунок, светом видимого или ультрафиолетового диапазона, что и отличает процесс фотолитографии от других видов литографии. К примеру, в случае рентгеновской, ионно-лучевой и электронной литографии, для экспонирования используются рентгеновские лучи, ионы и электроны соответственно.

Наиболее стандартными длинами волны экспонирования в фотолитографии являются i-линия (365 нм), h-линия (405 нм) и g-линия (436 нм). Как бы то ни было, большинство фоторезистов могут быть проэкспонированы и широким спектром в ультрафиолетовом диапазоне (интегральное экспонирование), для чего обычно применяется ртутная лампа. В случае фотолитографии в глубоком (жёстком) ультрафиолете используются длины волн около 13,5 нм и специальные фоторезисты. Среди источников излучения, использующихся в фотолитографии, наиболее распространены:

Экспонирование может проводиться как с использованием фотошаблона, так и без него (безмасочная литография). В последнем случае рисунок на фоторезисте формируется непосредственно перемещающимся лазерным или электронным лучом или их группой, сфокусированным на поверхности фоторезиста. В случае же применения фотошаблонов чаще используются проекционные методы экспонирования, когда рисунок с фотошаблона переносится на фоторезист с использованием системы оптических линз. В некоторых вариантах литографии маска может находиться в контакте с фоторезистом, или в непосредственной близости, при наличии микрозазора.

Существуют технологии, позволяющие уменьшить искажения и изготовить микросхемы с меньшими проектными нормами:

При производстве полупроводниковых приборов для экспонирования больших по площади пластин (150, 200, 300 мм в диаметре) используют такие аппараты, как степперы и сканеры, в которых небольшой фотошаблон экспонируется на пластину многократно с помощью перемещения экспонируемой поверхности.

Основными параметрами экспонирования являются длина волны, время экспонирования и мощность источника излучения. Как правило, каждый фоторезист имеет определённое значение дозы (мДж/см²), необходимой для его экспонирования, поэтому важно правильно подобрать параметры экспонирования. При недостаточной дозе могут возникнуть проблемы с проявлением фоторезиста, а чрезмерное экспонирование может вызвать повреждения плёнки фоторезиста. От мощностных параметров зависит производительность фотолитографических установок, измеряемая в пластинах в час (wph).

Дополнительно стоит отметить такой метод фотолитографии, как «выжигание», при котором необходимые окна в полимерном слое выжигаются под воздействием на них мощного светового потока, испаряющего нанесённую на материал плёнку или прожигающего сам материал насквозь. Этот способ применяется для изготовления малотиражных офсетных форм и в некоторых системах ризографии.

Вторичное задубливание[править | править код]

Вторичное задубливание производится непосредственно после экспонирования и не является обязательным шагом. Этот этап требуется лишь в случаях применения химически усиленных фоторезистов, применения обращаемого фоторезиста, потребности в релаксации толстых плёнок фоторезиста и в некоторых других ситуациях.

Проявление[править | править код]

В процессе проявления части фоторезиста удаляются специальной жидкостью — проявителем (например гидроксид тетраметиламмония), формируя окна в плёнке фоторезиста. В случае использования позитивного фоторезиста удаляется проэкспонированная область, а в случае негативного — не проэкспонированная.

Определённые фоторезисты проявляются определённым проявителем и не проявляются другими. Как правило, проявитель разбавляется водой (1:2, 1:4), при этом степень разбавления контролирует скорость проявления, которая также зависит от полученной фоторезистом дозы при экспонировании.

Финальное задубливание[править | править код]

Окончательное задубливание фоторезиста также является не обязательным шагом, хотя нередко помогает улучшить его свойства. В частности, сушка при 130—140^оС повышает химическую и температурную устойчивость проявленного фоторезиста для таких последующих этапов, как электроосаждение, сухое и жидкостное травление.

Обработка поверхности[править | править код]

Как правило, фотолитография тесно связана с технологическим этапом, для которого собственно и требуется получаемый из фоторезиста рисунок. Наиболее распространённым процессом на этом этапе является травление, хотя нередко применяются и такие процессы как электроосаждение и напыление при проведении обратной фотолитографии.

Травление[править | править код]

Травление является наиболее часто используемым в совокупности с фотолитографией процессом при производстве печатных плат и полупроводниковых приборов для микроэлектроники. Существуют два основных вида травления: жидкостное (жидкое) и сухое травление. Сухое травление подразделяется на физическое распыление, ионное распыление; газофазное химическое травление; реактивное ионное травление. В зависимости от задач, применяют тот или иной тип травления. Жидкостное травление применяют в основном при изготовлении печатных плат, а также для вытравливания жертвенного слоя при изготовлении МЭМС, и других применений, где требуется изотропное травление (то есть травление во всех направлениях). Плазменное, и в особенности глубокое плазменное травление, применяют когда необходимо протравить структуру относительно глубоко, сохраняя при этом, как можно более вертикальный угол наклона стенок, то есть протравить анизотропно, только в вертикальном направлении. Результат травления тесно связан с параметрами фоторезиста, что во многом и определяет его выбор.

Электроосаждение[править | править код]

Схема основных этапов процесса фотолитографии

В процессе электроосаждения, окна в фоторезисте используются для осаждения в них материала из электролита.

Напыление. Обратная литография[править | править код]

В случаях, когда требуется получить рисунок из материала плохо подвергающегося травлению, используют процесс обратной (взрывной) литографии. В процессе обратной литографии на нанесённый и проявленный фоторезист напыляется тонкий слой материала (обычно металла), из которого требуется сформировать рисунок. На следующем этапе производится снятие фоторезиста, так что напылённый материал остаётся только в окнах, не защищённых фоторезистом, а плёнка, попавшая на фоторезист, уносится вместе с ним, то есть осуществляется так называемый «взрыв». Для обратной литографии, как правило, используются специальные LOR (lift-of-resist) фоторезисты. Существуют многочисленные модификации этого метода, например, когда используются два или даже три слоя фоторезистов с разной скоростью проявления. В целом, для аккуратного снятия фоторезиста требуется чтобы плёнка фоторезиста была в два и более раз толще, чем плёнка напылённого материала, а также чтобы стенки фоторезиста имели отрицательный наклон, что исключит возможность их покрытия напыляемым материалом.

Снятие фоторезиста[править | править код]

Финальным этапом процесса фотолитографии является снятие фоторезиста. Для удаления фоторезиста с обработанной поверхности используют либо обработку в специальной жидкости — снимателе (например, диметилсульфоксид, N-метилпирролидон, смесь серной кислоты и перекиси водорода), либо обработку в кислородсодержащей плазме. Как правило, определённые сниматели подходят только к определённым группам фоторезистов. В процессах обратной фотолитографии, вместе с фоторезистом удаляется и покрывающая его плёнка материала. Если на предыдущих этапах применялись усилители адгезии или антиотражающие покрытия, они, как правило, также удаляются снимателем.

Иммерсионная печать технология, оборудовани и видео

Иммерсионная печать (аква печать) появился несколько десятков лет назад в Японии, и теперь активно применяется для нанесения изображения на многие материалы:

• стекло
• дерево
• металл
• карбон
• фарфор
• пластмасса
• стеклопластик
• резину
• разнообразные сплавы.

Причем, иммерсионная печать позволяет печатать на предметах различной формы, что невозможно для большинства классических видов печати. Так, этот способ подходит для нанесения изображения на корпуса телефонов, детали автомобилей, военные каски, и др.

Теперь отвечаем на вопрос “иммерсионная печать что это”. Это способ печати, при котором изображение переносится со специальной пленки (пленка для иммерсионной печати) на нужный предмет. И происходит процесс печати в воде.

Технология иммерсионной печати

Технология иммерсионной печати немножко непривычная, в сравнении с другими способами печати. Но имеет ряд преимуществ, кроме этого иммерсионная печать в домашних условиях также возможна.

Для начала, нужно подготовить предмет, на который будет наноситься изображение. В частности, нужно почистить и обезжирить поверхность предмета, чтобы обеспечить хороший контакт с красителем.

Дальше на предмет наносят базовую краску и делают поверхность шероховатой и ровной.

Тогда вырезается специальная пленка нужного размера (прямоугольник), и по краям пленки наклеивается скотч.

Тогда кладут пленку на воду так, что внутренняя, липкая сторона контактировала с водой. Класть нужно аккуратно, чтобы пленка не утонул. Также, старайтесь сделать так, чтобы между пленкой и водой не было пузырьков с воздухом.

Тогда подождать несколько минут чтобы пленка выровнялась, и наносят специальный активатор для иммерсионной печати, который растворяет пленку.

И тогда сразу опускаем деталь, которую хотим покрасить. Во время процесса рисунок с пленки переходит на предмет (обволакивает его). После предмет нужно промыть и просушить. Для лучших эксплуатационных качеств можно нанести защитный лак и просушить деталь.

Оборудование для иммерсионной печати

Оборудование для иммерсионной печати представляет собой ванны с насосами, которые в процессе эксплуатации наполняются водой. Кроме этого, есть нагреватели, которые обеспечивают нужный температурный режим, фильтры для очистки воды и насосы для ее циркуляции.

В работе используют краскопульты, с помощью которых наносится базовая краска на предмет.

Также, нужна пленка для иммерсионной печати (пленка для аква печати), на которую предварительно наносят нужный рисунок. Ну и не забывайте про растворители, которые растворяют пленку в воде.

Стоимость оборудования относительно невелика, и оборудование для иммерсионной печати купит, можно в интернет магазинах компаний, которые занимают продажей станков для полиграфии.

Иммерсионная печать отзывы

Для многих начинающих бизнесменов, аква печать может стать первым делом, ведь здесь не нужно дорого оборудования или сложных технологий. А сфера применения очень большая.

Напишем преимущества и недостатки этого вида печати.

Недостатков не много. Это необходимость точного соблюдения технологии и использования качественных материалов.

Преимуществ много:

• возможность нанесения изображения на поверхность практически любой формы
• недорогое оборудование,
• получение красивого рисунка,
• устойчивая к истиранию поверхность.

Иммерсионная печать видео

Приведем несколько роликов, для тех, кого интересует иммерсионная печать своими руками.

Иммерсионная печать видео:

Еще одно видео, из которого поймете, что такое аква иммерсионная печать:

укр