双层涂布的负性光致抗蚀干膜制造技术

本发明专利技术提供了一种应用于印刷线路板的双层涂布的负性光致抗蚀干膜，包括载体薄膜、覆盖薄膜、光阻剂层及中间保护层，其特征在于：中间保护层位于载体薄膜及光阻剂层之间,是无色透明的，在光阻剂层的显影液中可溶解，与光阻剂层及载体薄膜具有良好的粘着力，但其与光阻剂层的粘着力要大于其与载体薄膜的粘着力的聚乙烯醇或含有羧基的高分子聚合物；光阻剂层的组份中含有高分子粘合剂、光游离基引发剂、可加聚单体、热聚合抑制剂，为进一步改善性能，还可以添加其它组分，如增塑剂、染料、增粘剂等。可以降低了载体薄膜的成本，使光阻干膜的解析度得以提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双层涂布的负性光致抗蚀(光阻)干膜，其特征是在其两层支撑(或保护)薄膜之间有两层涂层，一层是高分子非感光材料的中间保护层，另一层为光敏材料的光阻剂涂层。
技术介绍
在印刷线路板的生产中，需要使用光阻干膜。出于生产成本及环保方面的考虑，绝大部分的光阻干膜是用水溶液进行显影的。一般而言，可用水溶液显影的光阻干膜，是由两个支撑层(或称为保护层)覆盖光阻剂薄膜而形成的。如图I所示，支撑层薄膜的厚度一般为15μπι 25μπι，光阻剂薄膜涂层一般为12 μ m 75 μ m。 合适的支撑层可以从各种高聚薄膜中广泛选择，如聚酰胺、聚烯、聚酯等，其中支撑层一通常称为载体薄膜，而支撑层二通常称为覆盖薄膜。支撑层薄膜的厚度必须均匀，不含有任何颗粒杂质，这样才能保证干膜光阻剂的质量及使用效果，确保在应用时所生产的印刷线路板的合格率。而且载体薄膜还必须无色透明才能确保足够的曝光程度。通常，光阻干膜的生产是将光阻剂的有机溶液涂布到载体薄膜(一般而言是使用透明度极佳、不含任何异物颗粒的聚酯薄膜)上，待涂布层的有机溶剂挥发后形成”干”膜；然后再以另一层薄膜(通常是聚乙烯薄膜)覆盖在涂布层上而形成光阻干膜产品，如图I所/Jn ο应用于生产印刷线路板的光阻干膜分成两类，即正性及负性光阻干膜。在曝光后，光阻剂层的曝光部分在显影液中从不可溶变成可溶的，即为正性干膜；反之，在曝光后，光阻剂层的曝光部分在显影液中由可溶变为不可溶的，即为负性光阻干膜。在使用负性光阻干膜时，先将聚乙烯薄膜剥离，同时将光阻剂涂层连同载体薄膜热压至用铜箔覆盖的基物上。然后将线路图像的底片覆盖于载体薄膜之上，用紫外光或镭射光透过底片和载体薄膜使光阻剂曝光而发生光聚合反应。负性光阻干膜中的光阻剂塗层在碱性显影水溶液是可溶的，而曝光后光阻剂塗层中的一些组分发生光聚合反应而不溶于碱性显影水溶液。曝光后的光阻干膜在除去载体薄膜后，在碱性水溶液中显影，除去干膜的未曝光可溶部分而保留其曝光不溶部分。可溶部分所覆盖的铜箔表面随即裸露，由蚀刻液除去，余下的即为不可溶的干膜部分及其覆盖而保留的铜层。最后用碱性剥离液将在显影液中不溶的干膜剥离除去即形成电子线路。使用正性光阻干膜的步骤与上述负性光阻干膜类似，但其光阻剂塗层是不溶于碱性显影水溶液的，曝光发生光化学反应后，光阻剂塗层的曝光部今即可溶于碱性显影水溶液。由于該本质的不同，使得正性及负性光致干膜的化学组成，制作方法及要求，以及使用工艺上都存在了很大的差異。上述光阻干膜在印刷线路板生产中的应用以及正性、负性光阻干膜已为印刷线路板工业界所熟知。在传统的負性光阻干膜使用上，载体薄膜的使用是必要的。首先，它起了一种阻隔氧气的作用。众所周知，氧是游离基反应的抑制剂，在有氧气存在的条件下，曝光的速度会降低。其次，该载体薄膜起了一种在貯存及运輸中保护干膜光阻剂涂层的作用。更重要的是没有该载体薄膜，曝光用底片会与干膜光阻剂粘连而造成加工缺隙。由于曝光是透过该载体薄膜实施，因此，载体薄膜必须无色透明才能确保曝光时的曝光度及质量，这就增加了载体薄膜的成本。而且由于厚度15ym到25μπι的载体薄膜会有一定的光散射作用，使光阻干膜的解析度降低而影响产品质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用水溶液显影的双层涂布的负性干膜光阻剂，以改进现有传统光阻干膜的技术，降低载体薄膜的要求及成本，并使光阻干膜的解析度得以提高。本专利技术还包含有该高分子涂层材料的选用及某些高分子涂层材料的合成。本专利技术还包含有粘合剂的组分及合成，游离基引发剂、多功能基团可光聚单体、增塑剂及热聚抑制剂在负性光致抗蚀干膜中的使用。 本专利技术的双层涂布的负性光致抗蚀干膜的组成及制作的方法如下本专利技术的双层涂布的负性光致抗蚀干膜，包括有载体薄膜、覆盖薄膜、光阻剂层及中间保护层，其特征在于本专利技术中在载体薄膜与光阻剂之间添加了一种水溶性的高分子涂层作为中间保护层，中间保护层是无色透明的，在显影液中可溶解，与光阻剂层及载体薄膜具有良好的粘着力，以确保光阻干膜生产時的质量；更重要的是中间保护层与光阻剂层的粘着力要大于其与载体薄膜的粘着力，在剥离载体薄膜时，中间保护层仍紧密盖拎光阻剂层上。中间保护层材料还必须具有很低的氧气渗透率，因此曝光前除去载体薄膜后留在光阻剂层表面的中间保护层就可以起到阻隔氧气的作用，防止曝光过程中光阻剂层进行光引发自由基聚合时受到氧气的抑制。本专利技术中的高分子涂层材料可以是水溶性的，亦可以是有机溶剂可溶性的，必须有良好的成膜性能。最适用的材料是聚乙烯醇或含有羧基的高分子聚合物。聚乙烯醇(PVA)可从市場购得，要求醇化度为60 100%，最好为70 90%;重量分子量为20，000 150，000的最好为30，000 120，000。聚乙烯醇的水溶液即可用作为中间保护层的涂布。含有羧基的高分子聚合物也可用作为中间保护层材料，可以使用本专利技术中的粘合剂(見下)，粘合剂的水溶液可以从悬浮聚合而得到的粘合剂固体溶解于水中而得到，通常需调节PH到8 10，固含量调节至5 15wt%进行涂布；粘合剂如由溶液聚合法合成，固含量为25 40wt%，可直接用以涂布。高分子涂层材料还可以选用聚苯乙烯-马来酸水溶性盐或聚苯乙烯-马来酸半酯水溶性盐，包括胺盐、钠盐、钾盐、锂盐，其中苯乙烯及马来酸的摩尔比率为1.20:1.0到O. 8:1. O。聚苯乙烯-马来酸水溶性盐或聚苯乙烯-马来酸半酯水溶性盐的分子量为40，000 150，000，最好为50，000 100,000。聚苯乙烯-马来酸半酯水溶性盐包括甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、己酯。高分子涂层材料还可以选用其他水溶性高分子，如水溶性纤维素醚、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。本专利技术中的可用水溶液显影的负性干膜抗阻剂由下列组分构成，特定的高分子粘合剂、光游离基引发剂、可加聚单体、热聚合抑制剂、增塑剂、染料、增粘剂等。本专利技术的干膜抗阻剂的配方中，高分子粘合剂占干膜光阻剂总重量的40 70%，更好的是50% 60% ;光游离基引发剂占O. 5 10%，更好的是3 7% ;可加聚单体占5 40%，更好的是15 35% ；增塑剂占2 30%，更好的是9 15% ;热聚合抑制剂占O. 003 O. 04%,更好的是O. 01 O.02%。本专利技术的含有羧基的高分子粘合剂至少由两种或两种以上的单体合成。第一种单体为具有至少含有3到15个碳原子的α，β -不饱和的含有羧基的单体。有用的含有羧基的单体的例子为肉桂酸、巴豆酸、山梨酸、丙烯酸、甲基丙烯酸，其中以丙烯酸及甲基丙烯酸为较好。第二种单体为第一种单体所对应的酸酯。其中酯基部分可以是(i) C1-C8的烷基，该烷基可以是直链或支链的( )含有羟基的C1 C8的烷基，该烷基可以是直链或支链的(iii)含有C1 C4烧基取代的苯基，该C1 C4的烧基可以是直链或支链的；该苯基可以·是烷基单取代或多取代的。一个或一个以上的第一种单体以及一个或一个以上的第二种单体即可用以合成含有羧基的可形成薄膜的高分子粘合剂。在本专利技术中使用的粘合剂，可以用游离基溶液聚合法合成。较好的该粘合剂的重量平均分子量为20，000 200，000，最好的重量平均分质量为40，00本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层涂布的负性光致抗蚀干膜，由载体薄膜、覆盖薄膜、光阻剂层及中间保护层组成，其特征在于：中间保护层位于载体薄膜及光阻剂层之间是无色透明的，在光阻剂层的显影液中可溶解,其重量平均分子量为20,000～150,000，醇化度为60～100%的聚乙烯醇或含有羧基的高分子聚合物，其厚度在0.5μm及10μm之间；光阻剂层曝光的部分不溶于碱性的显影水溶液，而未曝光部分可溶于显影液而成像，其组份中含有高分子粘合剂、光游离基引发剂、可加聚单体、热聚合抑制剂，亦可添加包括染料,增塑剂或粘着剂在内的添加剂；光阻剂层厚度是在10μm～100μm之间；载体薄膜及覆盖薄膜均为没有光学透明及无色要求的可成膜的高分子材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆德凯，杨卫国，董岩，
申请(专利权)人：珠海市能动科技光学产业有限公司，
类型：发明
国别省市：