Способ получения фотографических изображений Советский патент 1982 года по МПК G03C1/72 

чувствительную к видимому свету систему, в которой при весьма незначительных временах экснозиции на облученных местах формируются каталитически активные центры для осаждения металла или сплава из растворов металлизации. Образование высокочувствительной к видимому свету системы ироисходит, но-видимому, вследствие частичной диссоциации иолупроводиикового вещества ири его нанесениц на иодложку методами вакуумного испарения и взаимодействия продуктов этой диссоциации с частицами металла.

При изменении порядка нанесения металла и полупроводника iia подложку на обратный, как в известном способе, и использовании этих веществ в больщих по сравнению с предлагаемыми количествами не представляется возможным получить высокочувствительную к свету систему и негативные фотографические изображения или рисунки из токопроводящих пленок металлов и сплавов за счет использования методов химического осаждения этих веществ из растворов.

Особенностью предлагаемого способа является также то, что в нем, наряду с чистыми металлами, образующими с полупроводниковым веществом (или смесями полупроводниковых веществ) светочувствительную систему, на подложку перед металлизацией могут быть нанесены смесн металлов и сплавов. Это позволяет расщирить возможности способа, так как на экспонированных участках образуются центры, обладающие каталитической активностью в реакции восстановления не только ионов серебра, но и ионов других благородных и неблагородных металлов из растворов физических проявителей или растворов металлизации, на которых вследствие этого можно осаждать самые разнообразные металлы и сплавы.

Материал, полученный нанесением на подложку тонкого слоя металла и полупроводника, оказывается стабильным при хранении. Негативные каталитически активные центры для осаждения металла или сплава из раствора металлизации могут быть сформированы в нем при экспонировании как сразу после получения, так и спустя несколько суток.

По предлагаемому способу в качестве подложки могут быть использованы различные диэлектрики (бумага, полимерные пленки, стекло, керамика, стеклотекстолит и др.).

Как уже отмечалось, на подложку перед химической металлизацией из растворов должны быть нанесены тонкий слой металла, смеси металлов или сплава, а затем слой полупроводникового вещества, смеси полупроводниковых веществ или смеси полупроводникового вещества с диэлектриком. При этом могут быть использованы

как благородные .тета.;1лы (например, Ag, Аи, Pd, Pt), так и неблагородные (нанри.мер Си, Sn), а также в качестве полупроводникового вещества обычно использукггся такие, которые при контакте с металлом сразу или при хранении образуют светочувствительную систему. К таким вен1ествам, в частности, относятся чувствительные к действию света галогениды свинца (РЬЛг), кадмия (CdJ2), а смеси, нанример PbJs - CdJz.

Материал, полученный носле нанесения на подложку металла и полупроводника, чрезвычайно чувствнтелен к видимому свету и должен храниться в темноте. Конфигурация рисунка задается экспонированием материала через негатив или щаблон. Может быть использована как контактная, так и проекционная печать с использованием фотоувеличителя. Экспонирование может осуществляться любым источником видимого излучения, цапример лампой накаливания мощностью 60 Вт. При расположении материала на расстоянии 30 см от лампы время экспонирования обычно не превыщает 1 - 10 с.

Для получения фотографических изображений и рисунков за счет осаждения металлов или сплавов на негативных каталитически активных центрах, сформированных на подложках при экспонировании, могут быть использованы известные, описанные в литературе растворы для металлизации, например растворы для меднения, серебрения, платинирования, золочения, палладирования и т. д. При необходимости методы химического осаждения металлов могут сочетаться с электрохимическими. Адгезия осажденного металла или сплава к подложке оказывается вполне удовлетворительной. При необходимости она может быть существенно увеличена прогревом.

Разрещающая способность процесса изготовления рисунка зависит от больщого числа факторов: природы подложки, природы металла и полупроводника, условий экспонирования и металлизации, состава растворов металлизации и др.

В опытах при использовании растворов серебрения и меднения на стеклянных подложках легко различается более 100 мин/мм.

Предлагаемый способ получения рисунков из токопроводящих металлов и сплавов на диэлектрических подложках, включая стекло, керамику и стеклотекстолит, может найти щирокое применение в практике изготовления различных устройств (щкал, трафаретов, проводящих дорол ек и др.) и в микроэлектронике.

Пример 1. Па фильтровальную бумагу путем термического испарения в вакууме (5-10 тор) наносят вначале тонкий слой серебра (5-10- г/см), а затем йодида свинца (100 А). Полученный материал экспопируют через трафарет лампой накаливания (60 Вт) на расстоянии 30 см в течение 2 с. Видимое негативное фотографическое изображение образуется через 20 с при контакте экспонированного материала с раствором физического серебряного ироявителя следующего состава: соль Мора 15,64 г; Fe( (КЮз)з-9Н2О 8,08 г; лимонная кислота 3,84 г; HsO 120 мл (А); додециламин 0,2%, ОП-7 0,2% (ДДЦА : ОП-7 2 ; 1) Б; AgNOs 1,69 г; НгО 20 мл (В). А : Б : В -- 6 : 3 : 2. При увеличении времени проявления до 1 мин получают рисунок из токопроводяилей пленки серебра. Аналогичные результаты получаются в том случае, когда вместо серебра для создания светочувствительной системы используют слой меди толщиной 8-10 г/см (время экспонирования 0,5 с), слой золота такой же толщины (время экспонирования 4 с) или слой олова толщиной 3-10 г/см (время экспонирования 10 с), а также при замене йодпда свипца на йодид кадмия (время экспонирования 15 с). Сходные результаты получают при замене бумажных подлол ек на стеклянные, керамику, полимерные нленки. Пример 2. На фильтровальную бумагу путем термического испарения в вакууме (5-10 тор) ианосят сначала тонкий слой меди (5,10), а затем йодида свиниа (100 А). Для получепия фотографических изображепий или рисунков из меди материал после экспонирования лампой, как в примере 1, помещают в раствор меднения следуюидего состава: Си5О4-5П2О 25 г; сегнетова соль 150 г; КОП 190 г; HzO до 1 л (А); формальдегид 37% (Б). Части А и Б смешивают перед употреблением в соотношении 4:1. Безвуальный токопроводящий рисунок из меди получают при коитакте эксионироваипого материала с раствором в течение 180 с. Для получения рисунка из сплава меди с никелем используют раствор меднения того же состава, содержащий в части А 0,5 г NiSO4-7H2O. Пример 3. Па бумажную нодложку одновремеииым испарением в вакууме (8-10 тор) наносятслой меди (8-10-3 py(,j,i2 j 3-10-s г/см2), а затем слой PbJ2 (100 А). Материал экспонируют, как в примере 1 в течение 1 с через трафарет. Негативное фотографическое изображение получают после погружения в серебряный физический проявитель (того же состава, как в примере 1) на 5 с. Увеличение времени проявления до 15 с приводит к получению негативного токопроводящего рисунка. Пример 4. Па стеклянную подложку термическим испарением в вакууме наносят слой меди 810- г/см, а затем РЬ J2 (100 А). Материал экспонируют через негатив методом контактной печати лампой накаливания мощностью 60 Вт в течение 20 с. После проявления в течение 15 с в серебряном ироявителе (того же состава, что в примере 1) образуется негативный токонроводящий рисунок из серебра. Аналогичные результаты получают при замене ко ггактной печати на проекциониую с использованием фотоувеличителя. Время экспонирования материала составляет 1 мин. Пример 5. Па бумал иую подложку термическим испарением в вакууме (8-10- тор) наносят сплав, содержащий Jn, Аи, Са в количестве 1-10- г/см. Экспоиироваиие осуществляют также, как в прпмере 1. Пегативпый токопроводящий рисунок получают через 15 с после проявления в физическом серебряном проявителе того же состава, что и в примере 1. Пример 6. Па фильтровальную бумагу путем термического испарения в вакууме (10 тор) наносят вначале слой меди (310- г/см), затем слой хлорида таллия Т1 С1 (160 А). Полученный материал экснонируют через трафарет лампой накаливания (60 Вт) на расстоянии 12 см в течение 20 с. Видимое негативное фотографическое изображение образуется через 4 мин после погружения экспонированного матерпала в раствор серебряного физического проявителя, состав которого приведен в прпмере 1. Пример 7. Так же, как и в примере 6, на фильтровальную бумагу наносят слой меди (3-10-8 г/см2) и слой Т1 Вг (320 А). Полученный материал экспонируют, как в примере 6, в теченне 5 с, иосле чего обрабатывают, как в примере 6. Образуется видимое негативное изображение. Пример 8. Так же, как и в примере 6, на фильтровальную бумагу наносят слой сплава (Си 95%, Zn 4%, в количестве до 1% содержатся Ре, РЬ, Sn, Ni, Sb, Bi, P) (4-10-8 г/см2) и слой PbJ2 (40 А). Полученный материал экспонируют, как в примере 1, в течеиие 0,1 си далее обрабатывают, как в примере 1. Образуется видимое негативное изображение. Пример 9. Так же, как и в примере 6, па фильтровальную бумагу наносят слой сплава (Си 64%, Zn 32%, РЬ 3%), в количестве до 1% содержатся Sn, Si, Bi, Ni, Fe, Al, P) (3-10-8 1,/см2) и слой Pb (40 A). Полученный материал обрабатывают, как в примере 8. Образуется видимое негативное изображение. Формула изобретения Способ получения фотографических изображений на материале, состоящем из диэлектрической подложки, слоя металла или сплава и полупроводникового слоя, экспонирования и проявления, отличаю7щийся тем, что, с целью повышения еве точувствительности материала к видимой области спектра и обеснечеиия возможиости получеиия на нем негативных изображений на диэлектрическую подложку иос-5 ледовательно наносят слой металла или сплава в количестве 10--Ю г/см и слой иолупроводиика в количестве 8 -10 г/см, а проявление осуществляют в серебряном или бессеребряиом физическом проявителе, ,, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 11. Патент Великобритании ЛЬ 1151310, кл. G 2G, 1969 (прототип).