СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА Российский патент 1995 года по МПК G03F7/04 

Изобретение относится к технологии изготовления светочувствительных материалов, применяемых в производстве печатных плат, а именно к технологии изготовления сухих пленочных фоторезистов (СПФ).

Все типы СПФ, выпускаемые на мировой рынок, представляют собой трехслойную систему, состоящую из пленки-основы, светочувствительного слоя и защитной полимерной пленки. Защитная пленка необходима для получения возможности сматывать изготавливаемый слоистый пленочный материал в рулон, так как при отсутствии защитной пленки при разматывании рулона возможен разрыв светочувствительного слоя вследствие равных сил адгезии этого слоя как к лицевой, так и к тыльной стороне пленки-основы. Для изготовления СПФ на специальной поливочной машине на пленку-основу поливают композицию, представляющую собой раствор всех компонентов светочувствительного слоя в органическом растворителе, высушивают при повышенной температуре, затем с помощью специального узла-ламинатора наслаивают на светочувствительный слой защитную пленку.

Недостатком существующих типов СПФ является наличие защитной пленки и специального ламинирующего узла на поливной машине, необходимого для их изготовления.

Целью этого изобретения является отказ от защитной пленки в конструкции СПФ, приводящий к экономии ресурсов и упрощению технологического оборудования.

Единственным аналогом предлагаемого изобретения является предложенный в 1979 г. исследователями фирмы "Хехст" способ изготовления СПФ без защищенной пленки [1] Суть этого способа заключается в том, что полиэтилентерефталатную (лавсановую) пленку-основу обрабатывают с одной стороны таким образом, чтобы ослабить или усилить ее адгезию к светочувствительному слою по сравнению с необработанной стороной. При этом наиболее близким к предлагаемому является рецепт обработки лавсановой пленки-основы раствором так называемого агента набухания, в частности 10% -ным раствором трихлоруксусной кислоты в воде. Однако при использовании этого способа не удается получить удовлетворительных результатов: наблюдаются залипание светочувствительного слоя в рулоне и разрыв светочувствительного слоя при размотке.

Целью изобретения является устранение этого недостатка с тем, чтобы вследствие оптимально подобранной величины адгезии лицевой и тыльной сторон лавсановой пленки-основы рулон СПФ легко разматывался, а после экспонирования в ходе фотолитографического процесса изготовления печатной платы лавсан легко отделялся от светочувствительного слоя.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в рецептуру раствора агента набухания наряду с низкомолекулярным сильнополярным компонентом (трихлоруксусная кислота) вводят высокомолекулярное связующее, а вместо полностью не совмещающегося со светочувствительным слоем растворителя (вода) используют растворитель, в котором светочувствительный слой набухает (этанол). В предлагаемом способе в качестве раствора агента набухания используют раствор, содержащий 7-9% трихлоруксусной кислоты и 2-3% бустирана (по весу) в 96%-ном этаноле.

П р и м е р 1. Приготовление композиции фотополимерного слоя.

В реактор емкостью 25 л, снабженный мешалкой, загружают 15,3 кг бустирана (монобутилового эфира полистиролмалеиновой кислоты в ацетоне и бутаноле ТУ 6-01-03-48-85), 0,286 кг бензофенона, 0,052 кг монометилового эфира гидрохинона, 0,032 кг метона Михлера, 4,4 кг триакрилата пентаэритрита и 0,006 кг красителя "Основной фиолетовый К".Реакционную массу перемешивают 2 ч при комнатной температуре, затем добавляют этилцеллозольв до получения кинематической вязкости раствора 130 сСт (композиция А) и отфильтровывают.

Для приготовления композиций других составов вместо 4,4 кг триакрилата пентаэритрита используют 4,4 кг олигоэфиракрилата МГФ-9 (ТУ 6-01-450-86), а вместо бензофенона и Кетона Михлера 0,2 кг 2-третбутилантрахинона (композиция Б) или 0,2 кг 2-этилентрихинона (композиция В).

П р и м е р 2. Изготовление СПФ и проведение фотолитографического процесса.

Для полива используют поливную машину "Сомар" (Япония), имеющую два поливочных узла и два сушильных тракта. В емкости первого узла полива помещают раствор агента набухания, который получают путем смешивания компонентов (бустиран, трихлоруксусная кислота, растворитель) в течение 15 мин с последующей фильтрацией. В емкость второго узла раствор светочувствительной композиции. Полив проводят на скорости движения полиэтилентерефталатной основы 5 м/мин и температуре сушки 60-100^оС в сушильных трактах. Полученный плотно намотанный рулон СПФ помещают на валковый ламинатор и наслаивают на нагретую до 60-80^оС фольгированную медью заготовку печатной платы, предварительно очищенную стандартным образом. При этом отмечают легкость разматывания рулона и наличие или отсутствие разрывов светочувствительного слоя. Ламинирование проводят при температуре нагревательных элементов 110 ± 5^оС и скорости движения заготовки 0,3-1,0 м/мин. Заготовку платы с нанесенным СПФ выдерживают 20 мин в темноте, экспонируют на установке с лампой ДРШ-500 через фотошаблон, выдерживают 30 мин в темноте и отделяют лавсановую пленку от светочувствительного слоя. При этом отмечают легкость отделения лавсановой пленки и отсутствие или наличие разрывов светочувствительного слоя. После снятия лавсановой пленки проявляют 2%-ным водным раствором соды и проводят последующие обработки в соответствии со стандартным технологическим циклом изготовления печатных плат.

В таблице приведены рецептуры раствора агента набухания, тип фотополимерной композиции и свойства полученных образцов СПФ.

Как следует из данных таблицы, использование способа по прототипу (опыты N 13 и 14) приводит к недостаточному увеличению адгезии лицевой стороны лавсана по сравнению с тыльной стороной (залипание, разрывы светочувствительного слоя). Аналогичный результат получается при использовании менее 7% трихлоруксусной кислоты (опыт 4) и менее 2% бустирана (опыт 6). При использовании более 10% трихлоруксусной кислоты (опыт 5) или более 5% бустирана (опыт 8) адгезия с лицевой стороны становится слишком высокой и лавсановая пленка в ходе фотолитографического процесса отделяется после экспонирования от медной подложки вместе со светочувствительным слоем. Опыты NN 1-3,7,9 иллюстрируют успешное использование предлагаемого способа.

Использование: для изготовления сухих пленочных фоторезисторов (СПФ). Сущность изобретения: способ изготовления СПФ водно-щелочного проявления поливом на ПЭТФ основу раствора, включающего мас. агент набухания-трихлоруксусную кислоту 7 9, бустиран 2 3, растворитель 96%-ный этан остальное, высушиванием политого слоя и сматыванием политого материала в рулон. Рулон легко разматывается, основа легко снимается после экспонирования. 1 табл.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА водно-щелочного проявления поливом на полиэтилентерефталатную основу раствора, включающего агент набухания трихлоруксусную кислоту и растворитель, высушиванием политого слоя и сматыванием политого материала в рулон, отличающийся тем, что раствор в качестве агента набухания дополнительно содержит бустиран, в качестве растворителя 96%-ный этанол при следующем соотношении компонентов, мас.

Трихлоруксусная кислота 7 9
Бустиран 2 3
96%-ный этанол Остальное