ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА Советский патент 1995 года по МПК G03C1/72 

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям, использующимся для изготовления сухих пленочных фоторезистов в технологии получения печатных плат в радио- и электротехнической промышленности.

Целью изобретения является повышение скорости удаления защитного рельефа водными растворами сильных оснований и улучшение полноты растворения композиции при удалении.

В качестве триэтиленгликольдиметакрилата предложенная композиция может содержать промышленный продукт олигоэфиракрилат (полиэфир) марки ТГМ-3, выпускаемый по ТК 6-16-2010-76.

В качестве диметакрилат-бис(этиленгликоль)фталата фотополимеризующаяся композиция содержит промышленный продукт олигоэфиракрилат марки МГФ-1 (ТУ 6-16-2210-77).

Биссебацинат этиленгликоля представляет собой промышленный продукт марки СГ-2 (отвердитель эпоксидных смол) по ТУ 16-505.015-76.

П р и м е р 1. Фотополимеризующуюся композицию получают путем растворения компонентов, указанных в табл.1 (составы 1-12), при температуре (30 ±3)^oC и перемешивании в смеси хлористый метилен-изопропанол соответствующего состава. Полученный раствор фильтруют под давлением через слой полиамидной сетки.

Параллельно, в тех же условиях, готовят фотополимеризующуюся композицию по прототипу (см.табл.1).

Приготовленные фотополимеризующиеся композиции наносят при помощи фильеры на поверхность полиэтилентерефталатной пленки толщиной 20 мкм и сушат обдувом горячим воздухом при 50^oC до содержания остаточного растворителя в политом слое не более 1 мас. На светочувствительный слой всех изготовленных образцов, имеющий после сушки толщину 40± 3 мкм наносят путем ламинирования защитную полиэтиленовую пленку толщиной 30 мкм.

Полученный таким образом сухой пленочный фоторезист выдерживают в темноте при (20 ±2)^oC в течение 3 сут, затем его наносят на поверхность фольгированного медью стеклотекстолита марки СФ-2. Предварительно поверхность медной фольги обезжиривают толуолом при помощи тампона, декапируют 10%-ной серной кислотой, затем производят механическую зачистку поверхности фольги водно-пемзовой суспензией при помощи вращающихся полиамидных щеток. Для испытания используют одинаковые образцы площадью 2 дм². Сухой пленочный фоторезист наносят при помощи валкового ламинатора модели И4.084.0030 при температуре 120^oC и скорости нанесения 0,5 м/мин с одновременным удалением защитной полиэтиленовой пленки. Изготавливают по 2 образца с нанесенным фоторезистом каждого состава, в том числе состава по прототипу.

Образцы экспонируют на установке КП 63. 41, снабженной ртутными лампами высокого давления мощностью 1 кВт при освещенности 50000 Лк (расстояние до образца 150 мм). Выдержка при экспонировании образцов составов 1-12 и состава по прототипу приведена в табл.2. Первую группу образцов, имеющих составы 1-12 (см.табл.1), и один образец состава по прототипу экспонируют через пленочный фотошаблон печатной платы с проводниками и промежутками шириной 200 мкм. Вторую группу образцов экспонируют через фотопленку, не содержащую фотографического изображения. Экспонированные образцы выдерживают в темноте 30 мин для завершения темновой фотохимической реакции, затем удаляют (отслаивают) полиэтилентерефталатную пленку с поверхности светочувствительного слоя и проявляют на струйной установке 2%-ным водным раствором кальцинированной соды (см.табл.2).

Первую группу образцов, имеющих рельефное изображение печатной платы, используют для гальванического осаждения металла, сначала меди толщиной 25 мкм из электролита следующего состава: сернокислая пятиводная медь 150 г, серная кислота (d 1,84) 150 г, дистиллированная вода до 1000 мл, при плотности тока 2 А/дм² и времени гальванопокрытия 1 ч, а затем сплава олово-свинец из электролита состава, г: борфтористое олово (II, в пересчете на металл) 11,5-15,5, борфтористый свинец (II, в пересчете на металл) 7-11, борфтористоводородная кислота 360-460, пептон 3-5, дистиллированная вода до 1000 мл, при времени осаждения 20-25 мин, плотности тока 1,5 А/дм², толщина покрытия 10-15 мкм.

После нанесения гальванического покрытия определяют скорость удаления защитного рельефа при воздействии 5%-ного водного раствора едкого натра при 50^oC. Результаты сравнительных испытаний предложенной композиции (составы 1-12 из табл.1) и композиции по прототипу приведены в табл.2.

Вторую группу образцов, экспонированных через прозрачную фотопленку и имеющих сплошное покрытие, используют для определения полноты растворения композиции при ее удалении. С этой целью каждый образец погружают в ванну, содержащую 0,2 л 5%-ного водного раствора едкого натра, подогретого до 50^oC. После выдержки в течение 20 мин раствор разбавляют 300 мл дистиллированной воды, фильтруют через предварительно взвешенный фильтр и промывают водой. Отфильтрованный полимерный осадок сушат вместе с фильтром при 100^oC до постоянной массы, затем взвешивают на аналитических весах. Полноту растворения (II) композиции определяют по формуле
П 100% где G_o масса светочувствительного слоя площадью 2 дм²
G₁ масса фильтра;
G₂ масса фильтра с осадком.

Результаты определения полноты растворения композиций (предложенной и по прототипу) приведены в табл.2.

П р и м е р 2. Фотополимеризующуюся композицию готовят и испытывают, как указано в примере 1, но для получения предложенной композиции применяют диметакрилат-бис(этиленгликоль)фталат вместо триэтиленгликольдиметакрилата, использованного в композициях составов 1-12 по примеру 1, в тех же количествах (указаны в табл.1). Состав и загрузка остальных компонентов при этом не изменяются. Результаты испытания образцов композиции, содержащих диметакрилат-бис(этиленгликоль)фталат, приведены в табл.3.

П р и м е р 3. Приготовление и испытание фотополимеризующейся композиции производят, как указано в примере 1, но для получения предложенной композиции составов 1-12 вместо смеси метакрилированных эпоксисоединений формул I и II используют 1-хлор-2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропан в том же количестве (см. табл.1). Состав и загрузка других компонентов при этом не изменяются. Основные показатели композиции приведены в табл.4.

П р и м е р 4. Фотополимеризующуюся композицию готовят и испытывают, как указано в примере 1, но для получения предложенной композиции составов 1-12 используют диметакрилат-бис-(этиленгликоль)фталат вместо триэтиленгликольдиметакрилата с одновременной заменой смеси метакрилированных эпоксисоединений формул I и II на 1-хлор-2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропан, взятых в тех же количествах (см.табл.1). Состав и загрузка других компонентов не изменяются. Результаты испытания композиции приведены в табл.5.

Из приведенных примеров следует, что предложенная фотополимеризующаяся композиция обладает более высокой скоростью удаления при воздействии водных растворов сильных оснований и большей полнотой растворения, чем известная при тех же условиях испытания.

ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА, включающая сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, мономер акрилового ряда, фотоинициатор, ингибитор, краситель и органический растворитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости удаления защитного рельефа водными растворами сильных оснований и улучшения полноты растворения композиции при удалении, она содержит сополимер, имеющий 15 35 мол. карбоксилсодержащих звеньев и среднемассовую мол.м. 12500-55000 у.е. в качестве мономера акрилового ряда композиция содержит смесь метакрилированных эпоксисоединений формул I и II, взятых в массовом соотношении 3,1 1

мол.м. 512

(мол.м. 796),
с триэтиленгликольдиметакрилатом или диметакрилат-бис-(этиленгликоль)фталатом в массовом соотношении 1 1 4 1 или смесь 1-хлор-2-гидрокси-3-метакрилоилоксипропана с триэтиленгликольдиметакрилатом или диметакрилат-бис-(этиленгликоль)фталатом в массовом соотношении 1 1 4 1, в качестве фотоинициатора содержит метиловый эфир бензоина или смесь бензофенона с 4,4'-бис-(диметиламино)бензофеноном в массовом соотношении 2 1 7 1, в качестве ингибитора гидрохинон или n-метоксифенол, или бисалкофен, в качестве красителя метиловый фиолетовый C. J. N 42535 или основной синий K C.J N 44040, или основной зеленый 1 C.J. N 42040, в качестве растворителя смесь хлористого метилена с изопропанолом в массовом соотношении 1 1 5 1 и дополнительно содержит биссебацинат этиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Указанный сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой 90-110
Указанный мономер акрилового ряда 50-100
Указанный фотоинициатор 3-8
Указанный ингибитор 0,01 0,30
Указанный краситель 0,05 0,25
Указанный растворитель 150-600
Биссебацинат этиленгликоля 10 40