Способ получения метеллического позитивного изображения Советский патент 1979 года по МПК G03C5/00 H05K3/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОЗИТИВНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к области получения фотографических изображений и может быть использовано при формировании позитивных изображений на металлическом слое, например, при изготовлении печатных схем.

Известен способ получения металлического позитивного изображения, основанный на том, что светочувствительные материалы после подсветки через проецируемый объект и специальной обработки образуют металлическое изображение. Эти светочувствительные материалы являются галогенидами и халькогенидами, которые можно изготавливать либо в виде эмульсии, либо в виде тонкопленочных заранее введенных в металл напыляемых слоев. При освещении через проецируемый объект металл в местах подсветки диффундирует внутрь объема, в то время как в неосвещенных участках остающийся нетронутым металл затем удаляют смывкой. Далее следует непосредственное полз чение изображения из слоя металла путем физического проявления, причем перещедщий в объем слоя металл действует как катализатор 1.

Однако в этом случае возникают трудности, связанные с комбинацией светочувствительное вещество-металл. Кроме того, большая часть предварительно наносимого металла теряется во время фиксирования, что значительно удорожает весь процесс.

Наиболее близким к изобретению является способ получения металлического позитивного изображения, включающий нанесение на подложку слоя светочувствительного, материала, способного восстанавливать ионы благородного металла из раствора, экспонирование его через трафарет, активирование в растворе соли благородного металла с последующим усилением полученного изображения путем дополнительного осаждения металла ,2.

Недостаток этого способа состоит в том, что полученное остаточное изображение после подсветки очень быстро исчезает.

Кроме того, применяемая по такому способу светочувствительная пленка представляет собой эмульсию, для которой необходимы в качестве связки специальные органические вещества, которые в целом ряде применений нежелательны, что, со своей стороны, приводит к значительному усложнению процесса.

Цель изобретения - упрощение технологического процесса - достигается тем, что нри способе получения металлического позитивного изображения, включаюн ;ем ианесеиие на подложку слоя светочувствительного материала, способного восстанавливать ионы благородного металла из раствора, экспонирование его через трафарет, активирование в растворе соли благородиого металла с последующим усилением полученного изображения путем дополнительного осаждения металла, в качестве светочувствительного материала, снособного восстанавливать ионы благородного металла из раствора, используют стеклообразный арсенхалькогенид, состоящий из системы As-S, или As-Те, или As-S-Se, или As-S-Те, или Аз-S-Se-Те.

В основе изобретения лежит явление, которое наблюдалось в ходе исследований по свойствам тонких напыляемых полупроводниковых иленок из стеклообразного халькогеннда в химической системе мыщьяк-сера. Известно, что сульфид мышьяка при его погружении в раствор нитрата серебра восстанавливает ионы серебра, причем черно-коричневый слой серебра осаждается поверх сульфида. Исследования показали, что при освещении сульфида мыщьяка это свойство исчезает у него или скорость этого процесса резко падает. Следовательно, если освещать напыленный слой из сульфида мыщьяка через специальный трафарет и после этого погрузить его в раствор нитрата серебра, то получится позитивное изображение с высокой плотностью почернения. Существует также в этом случае возможность применения других благородных металлов, например систем хлорида палладия II, хлорида золота III. На этих металлизированных слоях получается остаточное изображение, которое можно в дальнейщем усилить посредством физического проявителя или ванны для химической металлизации. После частичного удаления слоя посредством специального состава растворителя сохраняется изменение восстанавливающей способности стеклообразного арсенхалькогениДа, что служит доказательством того, что это свойство связано со структурными перестроЙ1 ами в объеме этого вещества.

Предлагаемый способ сводится к следующему.

На подложку погружением или набрызгиванием наносят слой специального клейкого вещества, например, типа полиакрилнитрила. Это может быть стеклянная подложка, покрытая ф|тористым кадмием или хромом по технологии вакуумного напыления, либо подложка-из анодированного алюминия, которая применяется в полигра-. фической промышленности для изготовления печатных форм, а также пластинки с

шероховатой поверхностью из металла, полиэфирных пластиков, эпоксидиой смолы и других материалов. Поверх такой покрытой одиим из указанных материалов и подсущепной подложки напыляют в вакууме од. ну тонкую пленку стеклообразного арсеихалькогенида, состоящую из одной. из следующих комбинаций элементов: As-S,

./TL.S i С) .tiS О 1 С. .i iS о ocj ./i-S о

Se-Те. Это производится в вакуумноиспаритлгльной установке, работающей в диапазоне разрежений порядка б-Ю мм рт. ст. Толщина слоя не имеет сз щественного значения и может варьироваться от нескольких ангстрем до нескольких миллиметров. Затем следует освещение полученного таким образом светоч вствительного материала через шаблон и проявление остаточного изображения. Это может происходить с

предварительным удалением слоя -из арсенхалькогенида или без него. В последнем случае слой погружается в концентрированный раствор нитрата серебра, причем неподвергшиеся подсветке участки покрываются черно-коричневым слоем из выделяемого серебра. По первому варианту осуществления способа после освещения следует частичное удаление слоя из арсенхалькогенида в разбавленном растворе щелочного основания, в концентрированном растворе аммиака либо в специально приготовленном растворителе. После промывки в дистиллированной воде этот материал посредством погружения в раствор соли благородного металла (например, нитрата серебра, хлористого золота П1, хлористого палладия II) приводится в состояние активации, причем в неосвещенных местах соответствующий металл осаждается. Тонкая оболочка

из благородного металла, в свою очередь, активирует дополнительное осаждение металла из любой подходящей для химической металлизации ванны. Таким образом, в зависимости от выбранного типа гальванической ванны позитивное изображение может состоять, например, из меди, хрома, никеля, железа, кобальта, серебра, цинка, а также из комбинаций названных металлов. Благодаря этому предложенный способ пригоден для ряда особых применений в электронике, где требуется селективное осаждение различных металлов или их комбинаций, которые имеют, например, надлежащие магнитные или сверхпроводяЩие свойства. Повышенная продолжительность проявления вызывает осаждение достаточного количества металла, так что это изображение становится электропроводным. Это обстоятельство, а также хорошая схватывасмость металлоизображения с подложкой, делает этот способ особенно пригодным для работы в области электроники для изготовления печатных плат (схем) на подложках любого типа, включая гибкие

подложки.

Отделение светочувствительного слоя после облучения светом позволяет осажденному металлу во время усиления изображения войти в тесный контакт с клеевым составом подложки и тем самым обеспечить хорошее прихватывание его подложкой. Кроме того, Б том случае, если полученное изображение используется в качестве копировочного трафарета, отделение слоя халькогенида обуславливает рост градаций тона изображения, как и увеличениеДиапазопа спектра собственного пропускания трафарета, таккак халькогенид самимеет нёкоторое поглощение в ультрафиолетовой области спектра.,

По другому варианту осуществления предложенного способа часть веществ, необходимых для усиления изображения, примыкает к светочувствтттельному слою, так что достигается улучшеннаявоспроизводимость при обработке. В этом случае светочувствительный слой покрывают водопроницаемым органическим составом, например желатином, и поверх него наносят содержащий благородный металл (в виде соли этого металла) слой водорастворимого полимера, например поливинилового спирта.

После экспозиции полученного таким образом фотографического материала достаточно опустить его в воду, чтобы начался процесс активирования изображения. Тем самым необходимым остается только обычное физическое проявление или химическая металлизация.

Преимущества предложенного способа заключаются в том, что светочувствительный элемент состоит только из одной компоненты и что химическая обработка чрезвычайно упрощена, при этом молшо избежать применения токсичных селективных растворителей. Все это облегчает производственный процесс и ведет к существенному расширению области применения этого способа.

Отсутствие органических связующих в составах по первому варианту осуществления делает слои тоньше и однороднее, что позволяет достичь большой разрешающей способности изображения. Кроме того, необязательно обрабатывать материал, служащий для фоторегистрации изображения, сразу после экспозиции, так как остаточное изображение остается стабильным со временем.

Пример I. На изолирующую подложку (например, стекло, полиэфирная пленка) наносят слой стеклообразного арсентрисульфида. Сульфид испаряют из кварцевого тигля в вакуумной установке, работающей в области разрежения 5-10 мм рт. ст. При температуре тигля около 250°С слой нарастает за 4 мин, толщина его соответствует количеству арсентрисульфида (трехсернистого мышьяка) около ЫО г/см.

Таким образом полученный фотографический регистрирующий.материал экспонируют 30 с через расположенный перед 40-ваттной ртутной лампой с коллимированным лучом трафарет, причем полЗчается позитивное остаточное изображение.

Проявление остаточного изображения проводят затем путем погружения этого материала на 30 с в свежеприготовленный 65%-ный раствор нитрата серебра. При этом неосвещенные yqactftff осажд &1 його серебра становятся черными, но освещенные места о стаются с прбзрачньтм светложелтым слоем из арсентрисульфида. Так получают прямое позитивное изображение трафарета.

После проявления материал обильно обмывается водой и после этого подсушиваетсяг. ----- - При определении оптической плотности замерено макс 3,5 и -Омин 0,6 (D - оптическая плотность слоя из прозрачного сульфида).

Пример 2. На любую подходящую подложку, с нанесенным на ней тонким слоем адгезионной смолы, напылением в вакууме наносят слой арсентрисульфида, как в примере 1. При температуре тигля около 250°С в течение 30 с нарастает слой, толщина которого соответствует количеству арсентрисульфида примерно 1 10 г/см

Таким образом пол гченный фотографический материал для регистрации изображений экспонируют в течение 30 с светом расположенной на расстоянии 16 см от материала 100-ваттной ксеноновой лампы и после этого (по истечении 30 с) 1 мин обрабатывают-1 %-ным раствором едкого натра в воде, при этом в освещенных участках сульфидный слой выцветает до прозрачного. После обильного промывания в дистиллированной воде и краткой активации (около 15 с) в растворе следующего состава:

Хлористый палладий И0,26 г

Соляная кислота (концентрированная)2,5 мл

Дистиллированная водаДо 1 л

Проявляют остаточное изображение в ванне для химического меднеиия следующего состава, г:

Сульфат меди (кристаллический)10 . Гидроокись натрия17

Карбонат калия4

Сегнетова соль50

Натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,7

Дистиллированная вода900 мл

Перед употреблением к вышеназванному раствору добавляют 100 мл 36-38%-ного раствора формальдегида при спокойном помешивании. При комнатной температуре за 60-90 с получают позитивное изображение из меди с копировочного трафарета.

Пример 3. На любого рода подложку (к примеру полиэфирную пленку, стекло или стеклоткаиь) с наиесенным тонким слоем из специального клейкого состава наносят слой из композиции As-S соответственно технологии, описанной в примере 2. Соотношение As/S в системе As-S определяют в весовых процентах и выбирают преимущественно от мышьяк 40, сера 60 до мышьяк 70, сера 30 вес. %.

После экспонирования в условиях, описанных в примере 1, и после двухминутного отделения слоя из светочувствительного вешества в 1%-ном растворе едкого натра в воде следует двухступенчатое проявление,, состояшее в погружении на 1 мин в 65%ный раствор нитрата серебра и промывке в течение 30 с в дистиллированной воде, а затем в погружении на 15 с при комнатной температуре в свежеприготовленный физический проявитель следующего химического состава:

А (г)

Раствор Б

Нитрат 8,3 серебра 30 г

Дистил8,3 лированнаявода 45 мл

Уксусная кислота Желатин

Дистиллированнаявода

Перед употреблением 50 ч. раствора А смещивают с 1 ч. ргйтвора В.

В результате получают позитивное изображение на слое серебра.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 2. Патент США № 3562005, кл. 117-212, опублик. 1971.