Медные соли алифатических фторкарбоновых кислот,проявляющие фотохимическую активность в процессах фотоселективной металлизации диэлектриков Советский патент 1981 года по МПК C07C53/21 H05K3/18 

Изобретение относится к органичес кому синтезу, в частности к новым органическим соединениям - медным солям алифатических фторкарбоновых кислот, проявляющих фотохимическую активность в процессах фотоселективной металлизации диэлектриков и может применятьс в устройствах для записи информации, например, в технологии изготовления микросхем и печатшлх плат по фотоаддитивной технологии. Известны медные соли органических кислот, несодержаншх фтора-ацетаты или формиаты, проявляющие фотохими- ческую активность в процессах фотоселективной металпиэгщии диэлектриков |. Недостатком известных соединений является то, что для приготовления н их основе светочувствительных композиций необходимо дополнительно вводить в них еще пять компонентов,такик как дорогостоящий фотосенсибилизатор или специальные поверхностноактивные вещества (itAB). Цель изобретения - создание новой химической структуры, проявляющей фотохимическую активность в процессах фотоселективной матишшзации диэлектриков и позволяющей упростить состав композиции, а именно исклю шть введение специального ПАВа и снизить процентное содержание фотосенсибилизатора (натриевой соли антрахинон2,6-ди-сульфокислоты). Указаншле свойства определяются новой химической структурой общей формулы Н (СР,)„ СООЗд Си.Н,,0, где пв2,4 1 Указаншле соединения получают путем взаимодействия Ц)-гидрофторкарбоновых кислот с гидроокисью меди в воде. Исход1911ми продуктами являются тетрафторпропионовая и октафторвал риановая кислоты, которые получаются 3 окислением тетрафторпропанола и октафторпантанола соответственно. Медные соли фторкарбоновых кислот и фторкарбоновые кислоты устойчивы в ки лых и нейтральных средах длительное вре мя . Они образуют прозрачные растворы в водноорганических, органических и водных средах, уст.ойчивы при хранении. П р и м-е р 1 ,Медь-бис-р ,1,2,2тетрафторпропионат)-гидрат. В однолитровую двухгорлую колбу пом1ацают 97,56 г (1 моль гидроокиси меди, колбу снабжают обратным водяным холодильником и капельной воронкой. Затем приливают 100 мл дистиллированной воды и 292 г (2 моля) 5,1,2,2-тетрафторпропионовой кислоты Затем реакционную массу экстрагируют дважды эфиром (порциями по 150 мл). Эфирные вытяжки объединяют, эфир упа ривают. Остаток растворяют в 200 мл метанола, фильтруют и ъ етанол упаривают, остаток сушат. Получают 315 медь-бис (1,1,2,2-тетрафторпропионат -гидрата. Выход 85%. П р и м е р 2. Медь-бис(1,1,2,2,3 3,4,4-октафторвалериат)-гидрат. В однолитровую двухгорлую колбу помещают .97,56 г (1 моль) гидроокиси меди, колбу снабжают обратным водяны холодильником и капельной воронкой. Затем приливают 100 мл дистиллирован ной воды и492, 5 г (2 моля) 1,1,2,2,3 3,4,4-октафторБалериановой кислоты. Реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и экстрагируют дважды эфиром (порциями по 200 мл). Эфирные вытяжки объединяют, эфир упа ривают, остаток растворяют в 300 мл метанола, фильтруют и метанол упаривают, остаток сушат. Получают 459 медь-бис(1,1,2,2,3,3,4,4-октафторвалериата)-гидрата. Выход 80%. Данные элементного анализа по при мерам 1 и 2 и константы приведены в таблице. Светочувствительная композиция на основе медилх солей полифторированных кислот включает, %: Медная соль полифторкарбоновой кислоты 1, Вторичный восстановитель - понтаэритрит до 5, Фотосенсибклизатор 0,01-1,6 Интенсификатор процесса усиления изображения до 4 Растворитель вода Приготовленный прозрачный водный аствор поливом, вытягиванием из растора, разбрызгиванием или другим способом наносят на заготовки диэлектрического материала, подготовленного к металлизации. Светочувствительный раствор хорошо распределяется по поверхности диэлектрика, а также в отверстиях заготовки, что является залогом успешного осаждения металлического покрытия на засвеченных участках. Расход сваточивствительной композиции около 1 мл/дм . Высушенную заготовку экспонируют с одной или двух сторон через стеклянный или пленочный фотошаблон. Проявление открытого изображения производится погружением заготовки в щелочной раствор физического проявления на основе сернокислой меди, сегнетовой соли и формалина или в другой раствор метиллизации. Проявленный рисунок схемы может быть усилен в растворе толстослойного меднения . В примерах цоказаны возможности использования солей (l) в составе светочувствительной композиции дпя фотоселективной активации диэлектрических материалов. Пример 3, Готовится светочувствительная композиция следующего состава,%: Медь -бис(1,1,2,2-тетрафторпропионат) гидрат0,8 Пентаэритрит5 Na-Соль антрахинон-2,6-дисульфокислоты 0,8 Лимонная кислота 2 Вода .91,4 и наносится поливом в 2 приема на подготовленную поверхность диэлектрика с адгезивным слоем СТЭФ-1-2 ЛК в количестве 2,5-3,0 мл/дм. Сушат при температуре 25-30 с в течение 10-15 мин, экспонируют через пленочный шаблон в течение 5-10 мин, что л соответствует облученности 1000 Вт/м и проявляют изображение в растворе химического меднения следующего состава, вес.%: Сернокислая медь 3 K-Na-винокислый 14 Натр едкий4 Формалин (37%)12 Водадо 1 л Металлический рисунок проявляется с двух сторон на засвеченных уча ках поверхности диэлектрика, ширина металлических линий 0,25; 0,15; 0,10 мм, с таким же расстоянием меж ними. После этого толщина покрытия доводится до 20-25 мкм в растворе химического меднения.- Адгезия метал лического покрытия, измеренная мето дом полоскового обрыва под углрм 90 , составляет 430 t15 Гс/мм .: П р и м е р 4. Готовят светочувс вительный раствор,%: Медь-бис(1,1,2,2-тетрафторпропионат)-гидрат1 Пентаэритрит 5 Динатриевая соль а нтр ахи но н- 2,6-дисульфокислоты 1,0 Лимонная кислота 4 Вода89,0 и наносят его на подготовленную поверхность диэлектрика с отверстиями диа.етром 0,6 мм окунанием в 2 слоя с промежуточным высушиванием дри те пературе 18-25 С под вентилятором. Экспонирование и проявление проводя согласно примеру 3. Получается четк двусторонний металлический рисунок, прочно связанный с основой,, со спл ной металлизацией в отверстиях. П р и м е р 5. Готовят светочувс вительную композицию следующего сос ва,%: Медь бис (1,1,2,2, 3,3,4,4-октафторвалериат) гидрат1 Пентаэритрит5 Динатриевая соль-антрахинон-2,6-дисульфокислоты0,8 Лимонная кислота 0,4 Вода89,2 Светочувствительная композиция н носится, сушится, экспонируются и проявляется согласно примеру 3. По лучаются линии микросхе1«й 0,25; 0,1 0,10 мм с такой же шириной зазора. П р и м е р 6. Наносимая окунани на диэлектрик с отверстиями 0,6 мм в 2 слоя светочувствительная композиция представляет собой раствор, с держащий, вес.%: Медь -бис (1,1,2,2, 3,3,4,4-октафторвалериат) гидрата 1,2 Пентаэритрит5 Na-соль 2,6-антрахинондисульфокислоты1,0 Лимонной кислоты 2 Воды 90,8 Все последующие процессы нанесения сушки экспонирования и проявления аналогичнь примеру 3. В растворе толстослойного меднения толщина металлического покрытия доводится до 25 мкм. Таким образом, из приведенных материалов следует, что медные соли (Л) -гидрополифторкарбоновых кислот являются новыми веществами, проявляющими высокую фотохимическую активность Б процессах фотоселективной металлизации диэлектриков и могут применяться в процессе изготовления микросхем и печатных плат. Применение их позволяет снизить содержание фотосенсибилизатора до 0,8% по сравнению с известным требующим 1.6% сенсибилизатора, и устранить применение специальных ПАВов из состава композиции, что приводит к значительному упрощению ее. Применение предлагаемых соединений (1) позволяет металлизировать отверстия с отношением высоты отверстия к диаметру 2,5-3 при диаметре 0,6 мм. С применением синтезированных соединений (1 ) были изготовлены схемы на диэлектриках - стеклотекстолита с адгезивными слоями из эпоксидной смолы ЭД-8 и эпоксикаучуКОБОЙ -2 ЛК, ситапле. на поликарбонате ПКТ-5 и наполненном полиэтилене. Разрешение до 80 мкм при зазоре 100 мкм. Ориентировочная стоимость процесса активации с применением пред лагаемых солей меди (1) в составе светочувствительной композиции оцениБается в 0,28-0,3 руб. на 1 м- поверхности, а известных 0,35-0,4 руб. Кроме того, немаловажным обстоятельством является то, что использование медных солей и)-гидрополифторированных кислот позволяет расширить сырьевую базу п1ЮИЗВОдстБа фотопромоторов при одноБременной утилизации мапоиспользуемого сырья - еломерилх спиртов H{CF2)i (,2). 9 Формула изобретения Медные соли фторкарбоновых общей формулы Н (CF2)y, COO,;, Си- Н, , где ,4, кислот зации диэлектриков, 85710610 проявляющие фотохимическую активность в процессах фотоселективной металл - . 5 li Патент США № 3930963, кл. 204-15, опублик. 1972.