Проведенные исследования показали, что снижение содержания ненасыщенных мономеров приводит к ухудшению основных показателей фоторезистов, а увеличение их количества сверх оптимального не даст возможности достичь той термостойкости защитных покрытий, которая возможна в данной системе.

Из табл. 9.10 следует, что состав 8, именуемый далее состав 1 , обладает оптимальным сочетанием технологических и эксплуатационных характеристик. Высокие значения гибкости (минимальный диаметр изгиба - 3 мм) и термостойкости защитного покрытия (время разрушения при погружении в припой ПОС-61 при / = 400°С - 35 с) позволяют рекомендовать данный состав сухого пленочного фоторезиста Для получения термостойких защитных селективных покрытий печатных кабелей и гибких печатных плат.

При исследовании свойств сухих пленочных фоторезистов, содержащих ненасыщенные полиамидокислоты на основе диангидрида 3,3, 4,4-тет-ракарбоновой кислоты 4,4-дифенокси-(2,2-дифенил)-пропана и 4,4-диа-минодифенилоксида, отмечено, что в этом случае наилучшие результаты достигаются при использовании ненасыщенной полиамидокислоты с молекулярной массой 12500. Ее увеличение до 17100 или уменьшении до 5500 приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик защитных покрытий (табл. 9.11).

При этом установлено, что снижение содержания ненасыщенных мономеров в составе фотополимеризующихся композиций вызывает сниже-

ние основных показателей фоторезистов, а их увеличение снижает время разрушения покрытий при пофужении в припой ПОС-61 (? = 400°С) до значений порядка 17...28 с.

Использование в составе фоторезистов ненасыщенной полиамидокислоты на основе диангидрида 3,3, 4,4-тефакарбоновой кислоты 4,4-дифенокси-(2,2-дифенил)-пропана и 4,4-диаминодифенилоксида позволяет повысить, по сравнению с аналогичными по составу фоторезистами, содержащими в качестве полимерной основы ненасыщенную полиамидокислоту на основе диангидрида 3,3, 4,4-дифенилоксидтефа-карбоновой кислоты и 4,4-диаминодифенилоксида, технологические характеристики материалов, что приводит к повышению производительности фуда при изготовлении защитных рельефов.

Сравнение эластических свойств термообработанных покрытий показало, что в случае использования ненасыщенной полиамидокислоты на основе диангидрида 3,3, 4,4-дифенилоксидтефакарбоновой кислоты и 4,4-диаминодифенилоксида наблюдается некоторое их снижение. Вследствие этого, области применения разработанных материалов будут разными.

Очевидно, что на изменение эластических свойств покрытий оказывает влияние химическое сфоение используемой полиамидокислоты и прежде всего сфуктура шарнирного фрагмента, связывающего арильные остатки в молекуле диангидрида. Кислородный мостик обеспечивает большую подвижность, чем изопропилиденовая фуппировка.

Таблица 9.11. Характеристики сухих пленочных фоторезистов, содержащих ненасыщенную полиамидокислоту на основе диангидрида 3,3,4,4-тетра-карбоновой кислоты 4,4-дифенокси-(2,20дифенил)-пропана и 4,4-ди-аминодифенилоксида с молекулярной массой 12500

Таблица 9.10. Характеристики сухих пленочных фоторезистов, содержащих нема сыщенную полиамидокислоту на основе диангидрида 3 3 4 4 ли фенилоксидтетракарбоновой кислоты и 4,4-диаминодифенилоксида с молекулярной массой 10600 *Ида

Проведенные иссдедования показали, что оптимальное сочетание технологических и эксплуатационных характеристик наблюдается у композиции №11 (см. табл. 9.11), именуемой далее состав 2 . Ее высокие показатели дают возможность использовать этот сухой пленочный фоторезист для получения термостойких защитньгх рельефов при изготовлении микросхем и плат печатного монтажа.

Как отмечено выше, роль структурирующего агента в защитном покрытии выполняет полиимид. В связи с этим очевидно, что изменение строения исходной полиамидокислоты скажется на свойствах конечного продукта. В этой связи представилось интересным в качестве основы для метакрилирования использовать продукт из 3,3, 4,4-тетрааминодифени-локсида и диангидрида 3,3, 4,4-дифенилоксидтетракарбоновой кислоты:

H,N О

с R

В отличие от исследованных ранее полиамидокислот, в данном случае ненасыщенные группы являются не только концевыми, но и содержатся в звене полимера.

Испытания показали, что высокая степень структурирования полимера способствует повышению разрешающей способности фоторезистов. В этом случае, при использовании полимера с молекулярной массой 8000 в сочетании с бинарной смесью мономеров ТГМ-3 : МЭО, взятой в

Таблица 9.12. Характеристики сухих пленочных фоторезистов, содержащих ненасыщенную полиамидокислоту на основе 3,3, 4,4-тетрааминодифенилок-сида и диангидрида 3,3, 4,4-дифенилоксидтетракарбоновой кислоты с молекулярной массой 8000

количестве 30 (масс.ч) на 100 (масс.ч) ненасыщенной полиамидокислоты, разрешающая способность светочувствительного слоя, характеризуемая минимально воспроизводимой линией (промежутком, достигается шириной 25 мкм (табл. 9.12, композиция № 23, в дальнейшем называемая состав 3 ). При этом сохраняются хорошие технологические и эксплуатационные характеристики защитных покрытий, что позволяет рекомендовать данную композицию для получения термостойких защитных селективных покрытий прецизионных печатных плат и гибридных интегральных схем, где наиболее важным показателем является разрешающая способность используемого фоторезиста.

Состав 3 обладает наилучшей разрешающей способностью среди всех исследованных нами композиций. Он имеет достаточно высокую термостойкость и гибкость защитного рельефа, что делает его наиболее пригодным для вышеуказанных целей.

Повышенная термостойкость фоторезистов является необходимым условием для получения и длительной эксплуатации в составе изделий спецтехники современных микросхем и других изделий микроэлектроники и печатного монтажа. Попытка создания подобного материала является главной целью настоящей работы. Для сравнительной оценки термостойкости был использован метод динамического термогравиметрического анализа образцов покрытий, имеющих оптимальные технологические и эксплуатационные характеристики (состав 1, состав 2, состав 3), и пленок соответствующих ненасыщенных полиамидокислот в воздушной среде.

Продукты термообработки пленок исходных ненасыщенных полиамидокислот в порядке увеличения устойчивости можно расположить в следующий ряд (табл. 9.13).

Покрытия на основе фоторезистов оптимальных составов (состав 1, состав 2, состав 3) по увеличению термостойкости можно расположить в следующем порядке (табл. 9.14).

Таблица 9.13. Данные термогравиметрических испытаний пленок исходных ненасыщенных полиамидокислот на воздухе {t = 5 °С) после термодеструкции

Исходные полиамидокислоты

R= -о

молекулярная масса = 10600

г. С

R /=\

молекулярная масса = 8 000

Потери,

2,78

3,69

6,52

3,07

4,93

9,22

4,67

Таблица 9.14. Данные термогравиметрических испытаний фоторезистов оптимальных составов на воздухе {At = 5 °С)

Поскольку реальный диапазон температур при технологических и эксплуатационных воздействиях на фоторезист, как правило, не превыщает 300 °С, то составы 1, 2 и 3 являются пригодными для использования в изделиях спецтехники, так как потери при этих температурах значительно меньще 10 %, что является вполне допустимой величиной для такого рода материалов.

На основе проведенных исследований ненасыщенных полиамидокислот различного химического строения были определены три состава фотополимеризующихся композиций, обладающие оптимальными технологическими и эксплуатационными характеристиками и имеющие разные области технического использования (табл. 9.15).

Таблица 9.15. Характеристики оптимальных составов сухих пленочных фоторезистов