Способ защиты эмульсионного слоя фотошаблонов

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для защиты эмульсионного слоя фотошаблонов рабочих растворов для изготовления теневых масок цветных телевизоров. Сущность изобретения: на фотошаблон наносят защитную композицию, представляющую собой смесь аминоформальдегидной смолы, насыщенного полиэфира или алкидной смолы и растворителя при следующем соотношении компонентов (% мас): аминоформальдегидная смола - 3,0 - 7,5, насыщенный полиэфир или алкидная смола - 3,0 - 13,5, растворитель - остальное, а отверждение композиции проводят при 100 - 160^oC. Полученное покрытие имеет прочность к истиранию до 1700 кг/мкм и выдерживает до 12000 рабочих циклов. 1 табл.

Изобретение относится к области защитных покрытий эмульсионного слоя фотошаблонов, а именно к способу защиты фотошаблонов рабочих растров для изготовления теневых масок цветных телевизоров. Защита необходима для предотвращения последствий от механических воздействий на эмульсионный слой на стадии засветки. Стальная движущаяся лента с нанесенным светочувствительным слоем подвергается многоразовой (многоцикловой) засветке через фотошаблон. После дальнейшей химической обработки стальной ленты получают теневую маску с изображением отверстий согласно фотошаблону. Качество фотошаблона (отсутствие царапин, вмятин от случайного попадания металлической или стеклянной крошки) гарантирует высокий выход годных теневых масок.

Известен способ защиты различных субстратов, характеризующийся применением для получения защитного покрытия фоторезиста, представляющего собой раствор поливинилциннамата (ПВЦ) и оптического сенсибилизатора в метилцеллозольвацетате.

При использовании этого фоторезиста для защиты фотошаблонов рабочих растров его наносят на защищаемую поверхность, высушивают и отверждают УФ-экспонированием (осуществляется в процессе эксплуатации в рабочих циклах засветки фотошаблона), при этом на защищаемой поверхности образуется сшитая пленка на основе ПВЦ.

Недостатками описанного способа защиты являются невысокие стойкость к истиранию и циклостойкость фотошаблона, полученного с его применением (под циклостойкостью понимают количество циклов засветки, которое фотошаблон выдерживает на масочной линии в рабочем состоянии). Низкая циклостойкость (700 циклов) связана с тем, что после определенного числа засветок сшитый ПВЦ подвергается фотодеструкции, покрытие приобретает хрупкость и неустойчивость к царапанию.

Кроме того, для предотвращения нежелательных оптических искажений изображения на фотошаблоне защитная пленка должна быть очень тонкой 0,5 - 1,0 мкм. Поскольку раствор фоторезиста имеет вязкость 75 105 м²/c, то перед его нанесением на фотошаблон требуется дополнительное разбавление растворителем, что создает дополнительные технологические трудности.

Задача данного изобретения разработка способа защиты фотошаблонов, позволяющего увеличить стойкость покрытия к истиранию и, соответственно, работоспособность фотошаблона на масочной технологической линии.

Эта задача решается путем нанесения на фотошаблон защитной композиции, включающей аминоформальдегидную смолу, насыщенный полиэфир или алкидную смолу и растворитель с последующим отверждением при температуре 100 160^oC.

В качестве аминоформальдегидной смолы могут быть использованы гексаметоксиметилолмеламин или бутанолизированные мочевино- и меламиноформальдегидные смолы в смеси растворителей.

В качестве насыщенных полиэфиров можно применять продукты конденсации диолов и/или многоатомных спиртов с ароматическими и/или циклоалифатическими дикарбоновыми кислотами или их ангидридами и алифатическими дикарбоновыми кислотами с к.ч. 3,0 6,0 мг КОН/г.

В качестве диолов пригодны для использования этиленгликоль, диэтиленгликоль, трипропиленгликоль.

В качестве многоатомных спиртов могут использоваться глицерин, пентаэритрит, триметилолпропан.

Из алифатических или циклоалифатических дикарбоновых кислот пригодны янтарная, глутаровая, адипиновая, себациновая или малеиновая, а из ароматических дикарбоновых кислот изофталевая кислота, фталевая кислота или ее ангидрид.

В качестве растворителей используют ароматические углеводороды кетоны, спирты, гликолевые эфиры и их смеси.

В качестве алкидной смолы в защитной композиции можно использовать продукты взаимодействия диолов и/или многоатомных спиртов с ароматическими или циклоалифатическими дикарбоновыми кислотами и насыщенными или ненасыщенными жирными кислотами. В качестве жирных кислот пригодны капроновая, каприловая, пеларгоновая, лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая, олеиновая, линолевая, а также их смеси, полученные из природных масел (льняного, касторового, таллового, соевого) в смеси с канифолью.

В качестве растворителя защитной композиции используют метилэтилкетон, ксилол, метилхлороформ, этилцеллозольв, этилцеллозольвацетат, метилцеллозольв, метилцеллозольвацетат.

Защитную композицию готовят смешением исходных компонентов и последующей очисткой полученной смеси от механических примесей. Очищенную смесь наносят на фотошаблон вертикальным способом (полив сверху), либо горизонтальным (с помощью валика). Отверждение нанесенной композиции проводят при 100 - 160^oC.

В этом температурном интервале взаимодействуют в процессе реакции поликонденсации гидроксильные группы полиэфира или алкидной смолы и метоксильные или бутоксильные группы аминоформальдегидной смолы, в результате чего образуется покрытие сетчатой структуры. Ниже указанного интервала температур не происходит полное отверждение композиции, выше указанного интервала температур покрытие становится хрупким и слегка желтеет.

Толщина полученной после отверждения пленки составляет 0,5 2,0 мкм.

Прочность на истирание отвержденного защитного слоя определяют по ГОСТу 2081175. Циклостойкость определяют по количеству отработанных циклов засветки для каждого фотошаблона (раствора) теневой массы на масочной линии телевизионных заводов.

Настоящее изобретение иллюстрируется ниже следующими примерами.

Пример 1 (сравнительный по прототипу).

Негативный фоторезист, представляющий собой раствор поливинилциннамата и оптического свенсибилизатора N-метил-2-бензоилметилен-β-нафтотиазолина в метилцеллозольвацетате с исходной вязкостью 75 мм²/c, разбавляют растворителем, доводя растворы до кинематической вязкости 2 мм²/с.

Полученную композицию наносят на фотошаблон, высушивают при 60^oC. УФ-экспонирование осуществляется в рабочих циклах засветки фотошаблона. Полученное покрытие испытывают на истирание. Прочность на истирание равна 250 кг/мкм. На масочной линии фотошаблон с покрытием выдерживает всего лишь 700 циклов.

Пример 2.

6,5 г гексаметоксиметилолмеламина смешивают с 13,5 г насыщенного олигоэфира продукта конденсации триметилолпропана, этиленгликоля, фталевого ангидрида и адипиновой кислоты (к.ч. 2,36 мг КОН/г) в циклогексаноне. В качестве растворителя используют метилэтилкетон в количестве 80,0 г. Получают композицию с кинематической вязкостью 1,12 мм²/c. Композицию фильтруют и наносят на фотошаблон валковым способом. Отверждение осуществляют при температуре 160^oC. Прочность покрытия на истирание и циклостойкость приведены в таблице.

Пример 3.

6,14 гексаметоксиметилолмеламина смешивают с 13,00 г насыщенного полиэфира продукта конденсации пентаэритрита, этиленгликоля, фталевого ангидрида и адипиновой кислоты в циклогексаноне, к.ч. 4,13 мг КОН/г. В качестве растворителя используют смесь метилэтилкетона и метилцеллозольва в соотношении 2,0: 1,0 в количестве 80, 86 г. Полученную композицию после фильтрации наносят методом вертикального полива на фотошаблон, отверждают при 150^oC. Результаты испытания на пригодность к истиранию и циклостойкость приведены в таблице.

Пример 4.

3,2 г этерифицированного метиловым спиртом гексаметилолмеламина с содержанием метоксильных групп (в масс.) 4,0 смешивают с 12,8 г насыщенного полиэфира продукта взаимодействия глицерина, этиленгликоля, фталевого ангидрида и адипиновой кислоты в циклогексаноне, к.ч. 3,02 мг КОН/г. В качестве растворителя для композиции используют 84 г смеси метилэтилкетона и метилцеллозольвацетата, взятых в соотношении 2,2:1,0. Полученную композицию после фильтрации наносят валковым способом на фотошаблон и отверждают при температуре 155^oC. Результаты испытаний полученного покрытия приведены в таблице.

Пример 5.

3,38 г бутанолизированной мочевиноформальдегидной смолы в ксилоле с к.ч. 3,0 мг КОН/г смешивают с 3,54 г невысыхающей глифталевой смолы, модифицированной касторовым маслом, в растворе ксилола с сольвентом к.ч. 12,5 мг КОН/г, смесь доводят до вязкости 1,06 мм²/c с помощью смеси растворителей метилэтилкетона и метилхлороформа, взятых в соотношении 1:3,5. Полученный раствор фильтруют и готовую композицию наносят валковым способом на фотошаблон, отверждают при 140^oC.

Результаты испытаний покрытия приведены в таблице.

Пример 6.

3,0 г бутанолизированной мочевино-формальдегидной смолы в н-бутаноле с к. ч. 4,0 мг КОН/г смешивают с 3,2 г невысыхающей глифталевой смолы, модифицированной синтетическими жирными кислотами, в смеси органических растворителей (ксилол сольвент) с к.ч. 12,0 мг КОН/г. Смесь доводят до вязкости 1,19 мм²/с с помощью смеси метилэтилкетона и этилцеллозольвацетата (в соотношении 1: 2). После фильтрации композиции методом полива наносят на фотошаблон, отверждают при 140^oC.

Результаты испытаний покрытия приведены в таблице.

Пример 7.

7,5 г бутанолизированной мочевино-формальдегидной смолы в смеси н-бутанола и изобутанола с к. ч. 4,5 мг КОН/г смешивают с 7,5 г пентафталевой смолы, модифицированной жирными кислотами растительного масла, в растворе уайт-спирита и ксилола с к.ч. 8,2 мг КОН/г, затем добавляют 17,0 г метилэтилкетона и 68,0 г метилхлороформа. Полученный раствор после перемешивания фильтруют и полученную композицию наносят на фотошаблон.

После отверждения при температуре 150^oC получают защитное покрытие.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 8.

6,0 г меламиноформальдегидной бутоксилированной смолы в смеси бутанола с изобутанолом (к. ч. 1,0 мг КОН/г) смешивают с 60 г глифталевой смолы (к.ч. 12,0 мг КОН/г), модифицированной касторовым маслом в смеси с синтетическими жирными кислотами (с длиной цепи C₁₀ C₁₆). Добавляют 88 г смеси метилэтилкетона и этилцеллозольва ксилола в соотношении 1:2:2,5. После фильтрации композицию наносят на фотошаблон любым из известных способов и отверждают при температуре 130^oC. Результаты испытания полученного покрытия приведены в таблице.

Пример 9.

3,0 меламиноформальдегидной бутоксилированной смолы в бутаноле с к.ч. 1,5 мг КОН/г смешивают с 7,5 г глифталевой смолы, изготовленной на дегидратированном касторовом масле (к.ч. 9,0 мг КОН/г). Добавляют 89,5 г смеси метилхлороформа, метилэтилкетона и ксилола в соотношении 1:2:2,5. После фильтрации готовую композицию наносят на фотошаблон, отверждают при температуре 100^oC. Результаты испытаний полученного покрытия приведены в таблице.

Таким образом, как видно из таблицы, предложенный способ защиты обеспечивает увеличение прочности защитного покрытия к истиранию до 1700 кг/мкм (по прототипу 250 мг/мкм) и повышение циклостойкости покрытия до 12000 циклов (по прототипу 700 циклов).

Формула изобретения

Способ защиты эмульсионного слоя фотошаблонов рабочих растров для изготовления теневых масок цветных телевизоров, включающий нанесение на эмульсионный слой фотошаблона композиции, содержащей смолу и растворитель, и ее последующее отверждение, отличающийся тем, что в композицию дополнительно вводят насыщенный полиэфир или алкидную смолу, а в качестве смолы используют аминоформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.

Аминоформальдегидная смола 3,0 7,5 Насыщенный полиэфир или Алкидная смола 3,2 13,5 Растворитель Остальное а отверждение проводят при температуре 100 160^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2