Способ изготовления матриц для гальванопластического формирования плоских сложнопрофилированных изделий Советский патент 1993 года по МПК C25D1/10 

Изобретение относится к способам получения матриц для гальванопластического изготовления плоских изделий с отверстиями, например, таких как камерообразующие пластины струйных печатающих головок, сетки для трафаретной печати. Оно может быть использовано в приборостроении, радиотехнической, электронной промышленности.

Цель изобретения - расширить ассортимент получаемых изделий.

Сущность изобретения заключается в том, что на металлическое основание последовательно наносят два слоя ФПК следующих составов:

В качестве нижнего слоя: (в мас.ч.)

Сополимер бутилметакрилата(БМА)ме такриловой кислоты (МАК), содержащей 23% МАК

Олигоэфиракрилат ТГМ-3 (диметакрилаттриэти- лен гликоль) Изо-бутиловый эфир бензоина

3,5-Дитретбутилбензо- хинон-1,2

Краситель фиолетовый кристаллический В качестве верхнего слоя: Сополимер бутилмета- крилата(БМА) и метакриловой кислоты(МАК), содержащей 23% МАК 1,00

1,00

0,6-1,0 0,20-0,40 0,0002-0,0004 0,01-0,02

00

I

о

Сл

ю

XS

Олигоэфиракрилат

ТГМ-3 (диметилакрилаттриэтиленгликоль)1,0-2,0

Изо-бутиловый эфир

бензоила0,1-0,2

3,5-Дитретбутилбензохинон-1,20,002-0,005

Родамин-Ж0,02-0,04

Экспонирование обоих слоев проводят одновременно с использованием обычных установок, однако данный результат реализуется даже с коллимировзнным световым потоком.г;

После экспонирования проводят одновременное проявление двух слоев фоторезиста в 2% растворе.

Особенность данного решения заключается в подборе составов слоев ФПК таким образом, что при их экспонировании расширение линейных размеров формируемого рельефа происходит с большей скоростью в нижнем слое, чем в верхнем.

Синтез сополимера БМА-МАК (бутил- метакрилат-метакриловая кислота), содержащего 23% МАК, проводили по методике, описанной в заявке № 4625644/23.04 (143064) от 6 октября 1988 года (положител fence решение от8 января 1990г.). Сополимер получают методом растворной полимеризации в этиловом спирте при температуре 78°С в присутствии агента передачи цепи полимеризации - децилмеркаптана. Готовили смесь: 77 весовых частей БМА смешивали с 23 весовыми частями МАК. К полученной смеси добавляли равное по объему количество этилового спирта, а так же децилмеркаптан и перекись бензоина в количестве 0,8 и 0,9 весовых частей на смесь мономеров, соответственно, Полученный раствор загружали в реактор и в атмосфере аргона прогревали раствор в течение 3 часов при температуре 78°С (температура кипения спирта).

Полученный раствор использовали для приготовления растворов ФПК.

Пример 1.

Приготовление раствора ФПК для нижнего слоя.

К полученному раствору сополимера БМА-МАК (23% МАК) в количестве 100 г при перемешивании добавляли олигоэфиракри- лат (ОЭА) ТГМ-3 (диметакрилаттриэтиленг- ликоля); изо-бутиловый эфир бензоина; 3,5-дитретбутилбензохинон-1,2 и краситель фиолетовый кристаллический в количестве 60 г, 40 г, 0,02 г и 1 г соответственно.

Приготовление раствора ФПК для верхнего слоя.

К полученному раствору сополимера БМА-МАК (23% МАК) в количестве 100 г при

перемешивании добавляли ОЭА марки ТГМ-3; изо-бутиловый эфир бензоина; 3,5- дитретбутилбензохинон-1,2 и родамин-Ж в количестве 200 г; 10 г; 0,5 г и 4 г соответственно.

Получение защитного рисунка. Раствор ФПК, фиготовленныйдля нижнего слоя, наносили методом центрифугирования на металлическое основание из

нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм и сушили при температуре 50°С 8 течение 30 мин. Раствор ФПК, приготовленный для верхнего слоя наносили методом центрифугирования на лавсан толщиной

5 30 мкм и сушили при температуре 50°С в течение 30 мин. С помощью ламинатора (валика) лавсановую пленку с нанесенным слоем ФПК прикатывали на металлическое основание с нанесенным слоем ФПК таким

0 образом, чтобы произошло сцепление обоих слоев ФПК (не должно быть защемленных пузырьков воздуха).

Экспонирование проводили светом ртутной лампы ДРК-120 через фотошаблон

5 с заданным рисунком в течение 120 с. Интенсивность света падающего на поверхность фотошаблона составляла 100 Вт/м2. После экспонирования удаляли лавсановую пленку и проявляли в 2% растворе Na2CO,r

0 После проявления на поверхности металли ческого основания оставался защитный рисунок. Угол наклона (р) боковых стенок сформированного рельефа относительно поверхности основания составлял 46°.

5Конкретные примеры сведены в таблицу.

Сущность изобретения поясняется рис.1-2.

Обозначение позиций на рисунках:

0- 1, Металлическая подложка.

2. Нижний слой ФПК.

3. Верхний слой ФПК,

4. Лавсановая пленка.

5. Фотошаблон с заданным рисунком.

5 6. Сформированная и проявленная структура ФПК с наклонными боковыми стенками.

Сополимер бутилметакрилата (БМА) и метакриловой кислоты (МАК) содержит 23%

0 МАК, что является оптимальной концентрацией. Содержание МАК менее 23% не позволяет проявлять ФПК в 2% водйом рас творе Ыа2СОз. При содержании МАК более 23% - не будет совмещения ТГМ-3 с пол

5 имером - будет происходить расслаивание ФПК.

Соотношение между сополимером и олигомером (ТГМ-3) обусловлено тем. ,чтг при соотношении меньше 1:0.6 резко сни жается светочувствительность ФПК, а прг

увеличении более 1:2 ФПК течет после экспонирования.

Увеличение содержания фотоинициатора (изо-бутилового эфира бензоина) выше 1:0,4 приводит к выкристаллизовыванию его из раствора, уменьшение ниже 1:0,1 снижает светочувствительность ФПК.

Увеличение содержания (3,5-дитретбутил- бензохинона-1,2) ингибитора радикальной полимеризации выше 1:0,005 при водит кладе- нию светочувствительности, уменьшение ниже 1:0,0002 - сокращает срок хранения ФПК за счет самопроизвольной термополимеризации..

Увеличение содержания красителя выше максимального значения (краситель фиолетовый кристаллический для нижнего слоя и ро- дамин-Ж для верхнего слоя) - приводит к эффекту экранировки, приводящему к искажению профиля проявления ФПК, уменьше- ние ниже минимального содержания приводит к получению малоконтрастного рельефа, форму и размеры которого трудно контролировать визуально.

При изготовлении ФПК применяли слё- дующие материалы;

МАК-ТУ 6-01-914-79; БМА - ТУ 6-01- 2-784-86ЛТМ-3 - ТУ 6-16-2010-82; изо-БЭБ - ТУ 6-14-319-83;родамин:Ж - ТУ 6-09-2463- 82;3,5-дитретбутилбензохинон-1,2 - ТУ 6- 14-482-84;краситель кристаллический фиолетовый - ТУ 6-09-1258-83;спирт этиловый - ГОСТ 5262-67.

Предлагаемый способ опробован при изготовлении камерообразующих никеле- вых пластин для термо-струйных печатающих головок принтеров.

Формула изобретения

Способ изготовления матриц для гальванопластического формирования пло-

ских сложнопрофилирован включающий нанесение фотополимеризующей компнирование и проявление, от с я тем, что, с целью расштимента получаемых изделмерные композиции нанос слоев с разной световой стью, причем нижний слой мае.ч.:

Сополимер бутилметакрилата и метакриловой

кислоты, содержащий

23% метакриловой

кислоты

Олигоэфиракрилат

ТГМ-3 (диметакрилаттриэтиленгликоль)

Изо-бутиловый эфир

бензоина

3,5-Дитретбутилбензохинон-1,2

Краситель фиолетовый кристаллический а верхний слой имеет состав

Сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты,содержащий 23% метакриловой

кислоты

Олигоэфиракрилат

ТГМ-3 (диметакрилаттриэтиленгликоль)

Изо-бутиловый эфир

бензоина

3,5-Дитретбутилбензохинон-1,2

Родамин-Ж а экспонирование слоев променно.

Продолжение таблицы

Использование: изготовление матриц с трапецевидным профилем для гальванопластического формирования плоских изделий. Сущность изобретения: на металлическую подложку наносят последовательно два слоя фотополимеризующихся композиций следующего состава, в мае.ч,: сополимер бутилметакрилата (БМА) - метакриловой кислоты, содержащий 23% МАК- 1,00, оли- гоэфиракрилат ТГМ-3 (диметакрилаттриэ- тиленгликоль) - 0,6-1,0, изо-бутиловый эфир бензоина - 0,2-0,4, 3,5-дитретбутил- бензохинон-1,2 -0,0002-0,0004, краситель фиолетовый кристаллический - 0,01-0,02, сополимер бутилметакрилата (БМА) и метакриловой кислоты (МАК), содержащий 23% МАК - 1,00, олигоэфиракрилат ТГМ-3 (ди- метакрилаттриэтиленгликоль) - 1,0-2,0, изо-бутиловый эфир бензоина - 0,1-0,2,3,5- дитретбутилбензохинон-1,2 - 0,002-0,005, родамин-Ж - 0,02-0,04, затем экспонирование слоев проводят одновременно. 1 табл.