Способ образования кислотоустойчивой копии на поверхности

 

1. СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ КИСЛОТОУСТОЙЧИВОЙ КОПИИ НА ПО-. ВЕРХНОСТИ, включающий нанесение на поверхность покрытия из светочувствительного резиста, содержащего казеинат, светосенсибилизат в виде щелочного бихромата и воду, высушивание зтого покрытия, экспонирование высушенного покрытия, проявление экспонированного покрытия для удаления участков, неподвергнувшихся зкспонированию, и закаливание проявленного покрытия для придания остальным участкам кислотоустойчивости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени экспонирования путем улучшения светочувствительности, используют светочувствительный резист рН 5,8-7,0 и плотностью 1,028-1,036 г/см, дополнительно (Л содержащий диспергирующий агент, при этом в качестве казеината используют щелочный казеинат в количестве 6-12 мас,%, а доля щелочного бихромата составляет 10-30% от массы щелочного казеината. т 41 01 со vl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) ((1) (51)4 Н 01 J 29/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:!

:;-з 1

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2174820/24-21 (22) 11.09.75 (31) 505511 (32) 12.09.74 (33.) US (46) 23.08.85. Бюл. М 31 (72) Джозеф Джон Пиассински и Эрнест Эдвин Доерчук Ш (US) (71) РКА Корпорейшн (US) (53) 621.385.832 (088.8) (56) Патент США Р 3313225, кл. 355-89, 1967.

Патент США Р 3751250, кл. 96-36, 1973.

Патент США N 3745011, кл. 96-88, 1973. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ

КИСЛОТОУСТОЙЧИВОЙ КОПИИ HA ПОВЕРХНОСТИ, включанлций нанесение на поверхность покрытия иэ светочувствительного резиста, содержащего каэеинат, светосенсибилиэат в виде щелочного бихромата и воду, высушивание этого покрытия, экспонирование высушенного покрытия, проявление экспонированного покрытия для удаления участков, неподвергнувшихся экспонированию, и закаливание проявленного покрытия для придания остальным участкам кислотоустойчивости, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения времени экспонирования путем улучшения светочувствительности, используют светочувствительный резист рН 5,8-7,0 и плотностью

1,028-1,036 г/см, дополнительно содержащий диспергирующий агент, при этом в качестве казеината используют щелочный казеинат в количестве 6-12 мас.7., а доля щелочного бихромата составляет 10-307. от массы щелочного каэеината.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что светочувствительный резист дополнительно содержит тетраборнокислый натрий в количестве 18-351 от массы щелочного казеината.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качест175370 ве щелочного бихромата используют бихромат аммония.

4. Способ по пп. -3, о т— л и ч а ю шийся тем, что в качестве щелочного казеина— та используют казеинат нат рия.

25

Изобретение относится к способам формирования кислотоустойчивой копии на металлической поверхности и может быть использовано в технологии травления теневой маски для кинескопов цветных телевизоров.

Целью изобретения является уменьшение времени экспонирования путем улучшения светочувствительности применяемого составас

На фиг.1 показан металлический лист после травления в соответствии с предлагаемым способом, вид в плане; фиг.2-6 — последовательность операций осуществления предлагаемого способа.

Заготовка 1 теневой маски (ко. торая используется затем в кинескопе) выполнена в металлическом листе 2, содержащем ряд заготовок, протравленных по краям 3 с оставлением точек (не показаны) в количестве, достаточном для удержания заготовки 1 на месте в листе 2. Заготовка 1 содержит снабженную отверстиями центральную часть 4, ограниченную пунктирной линией 5, и кромку 6 без отверстий (в некоторых вариантах в ней могут быть протравлены отверстия). Кислотоустойчивая копия, выполненная согласно предлагаемому способу, может быть использована при травлении отверстий в центральной части 4.

Заготовка 1 маски подвергается травлению в листе из нормальноуглеродистой или низкоуглеродистой холоднокатаной стали толщиной.

0,10-0,25 мм. Травлению можно подвергать листы и из другого материала, например из никелевой стали

r или медно-никелевого сплава. Лист 2 проходит через различные операции, включая его очистку, получение на нем кислотоустойчивых копий, травление лис га до получения отверстий и снятия с него копий. Затем заготовку 1 вырывают из листа 2, подвергают термической обработке (закаливают), роликовой правке, штамповке на прессе и чернению до получения масок для кинескопа цветного телевизора.

На фиг. 2-6 показана последовательность операций для получения круглого отверстия в центральной части 4 полосы толщичой 0,15 мм.

Лист 2 на обеих поверхностях покрывают композицией, выполненной согласно предлагаемому способу.

После высушивания на воздухе получают светочувствительные покрытия

7 и 8 в виде очувствленного бихроматом казеината натрия (фиг.2).

После высушивания покрытий покрытую полосу помещают между двух светопрозрачных шаблонов 9 и 10 (фиг.3), в качестве которых может быть использовано хромовое или никелевое покрытие на внутренних поверхностях стеклянных пластин 11

М 12, так, чтобы шаблоны находились в непосредственном контакте с покрытиями 7 и 8. Фотошаблон 9 имеет круглую форму с размером по наружному диаметру 0,13 мм, а фотошаблон

10-0,4 мм. Центральные линии фотошаблонов могут совпадать или быть сдвинуты одна относительно другой.

Затем покрытия 7 и 8 подвергают воздействию излучения, например, от дугового источника и это излучение проходит через стеклянные плас3 тины 11 и 12 на покрытия 7 и 8, которые под его воздействием становятся нерастворимыми, за исключением участков, покрытых фотошаблонами.

После соответствующей выдержки экспонирование прекращают и фотошаблоны удаляют. Покрытия проявляют струйной промывкой, например, водой или другим водным растворителем для удаления неэкспонированных участков. После проявления (фиг.4) на поверхностях листа 2 образуются копии, образованные покрытиями 7, имеющими отверстия 13 и 14.. Затем копии подвергают закаливанию на воздухе при 275-325 С для придания стойкости к травлению.

Затем лист подвергают травлению.(на фиг.5 показан защищенный копиями лист в начале травления, а на фиг.6 — в конце), которое проводится обычным образом с использованием водного раствора хлорного железа с соляной кислотой. Для поддержания крепости раствора в него вводят регулируемые количества гаэообразного хлора.

По завершению травления покрытий копиями пист промывают водой для удаления достатков раствора, кислотоустойчивые покрытия 7 и 8 удаляют путем распыления на них водного раст вора едкого натрия при 50-80 С, после этого лист промывают в воде и сушат.

В табл.1 приведены составы (в граммах) и свойства составов, которые могут быть применены в предлагаемом способе. Состав 1 может ис1 пользоваться в лабораторных условиях, а составы 2-4 — в промышлен ности.

Составы готовят следующим обра- эоме

Состав 1. Растворяют при интенсивном перемешивании казеинат натрия в 800 л воды с температурой 50 С. Добавляют диспергирую0 щий агент вЂ, тритон. Растворяют буру (Na25 02 ° 10Н О) в 100 мл деионизированной воды, нагревают этот раствор до 90 С и медленно добавляют к раствору каэеината натрия, затем туда же добавляют раствор бактерицида, например феио». ла, в 100 мл деиониэированной воды.

Раствор охлаждают до 20-23 С.

1 175370 4

Растворяют бихромат аммония (ИН4) Сг 0 > в 200 мл деионизированной воды и добавляют этот раствор

K раствору казеината натрия.

Состав 2,Растворяют буру в 4 л горячей (80 С) деионизированной воды и добавляют этот раствор к о

32 л горячей (80 С) деионизированной воды. Добавляют диспергирующий

10 агент (например, сульфрамин 4010) к укаэанному раствору и около

2 мин сильно размешивают. Продолжая-размешивать, добавляют казеинат натрия. Затем добавляют бакте15 рицид, охлаждают до 20-23 С, добавляют раствор (NH ) Сг 0 в 5 мл

47. 2 7 деионизированной воды при требуемой плотности.

Состав 3. Растворяют буру в

20 33 5 л горячей (55-85 С) воды при сильном перемешивании и добавляют медленно казеинат натрия. При появлении комков добавление казеината прекращают до тех пор, пока началь25 ный материал не растворится. Размешивание продолжают до полного растворения казеината, температура раствора 25 2 С..Добавляют бихромат аммония, растворенный в 4,1 л деионизированной воды .при комнатной температуре, и размешивают в течение

5 мин. Добавляют раствор сульфрамина 4010 в 0,5 л деионизированной воды, затем добавляют воду до тре35 буемои плотности.

Состав 4. Готовят аналогично составу 3. Увеличение рН покрытия из-за большей концентрации буры компенсируется эа счет увеличенного

4р содержания бихромата аммония.

В предлагаемом составе можно использовать любой щелочной казеинат.

Казеинат натрия предпочтительнее казеината калия или аммония, в

45 частности, вследствие лучшей растворимости в воде. Чтобы реализовать в сухом покрытии максимальную светочувствительность, желательно, чтобы щелочные казеинаты имели молекулярный

Вес выше 250000.

Величина рН состава определяется получением необходимой светочувствительности.

55 Плотность состава определяет толщину покрытия, которая также зависит и от температуры в камере для нанесения покрытия. Плотность

1175370

f5

Т мпературу в туннельной камере рекомендуется поддерживать в пределах 51,7 -71,1 С. При падении темгературы ниже 37,8 С могут появиться

"пятна" бихромата аммония, что приведет к браку в масках. Печь для сушки должна обеспечивать сверху и снизу очувствление полосы температуры порядка 90 С при замере поверхност- ЗО о ным пирометром.

Таблица 1, Номер состава

1 2 3

Казеинат натрия

110,0

415?,0

3782,0

719,0

832,0

3782,0

1134,0

1134,0

441

12,0

Бура

1030 0

11,0

6,7

0 ° 15

6,0

6,7

5,0

123,0

11э5

7 5

9,5

8,5

1,032

1,030

1,030

1,034

6,6 рН

6,8

6,8

0,11

0 11

0,19

0,30 от 1,028 до 1,032 г/см обеспечивает покрытия толщиной 1-5 мкм.

Бихромат аммония по сравнению с бихроматами натрия и калия обеспечивает покрытиям наибольшую чувствительность (время экспонирования эквивалентно времени экспонирования покрытий из рыбьего клея, очувствленного бихроматом аммония), а такг же проявляет меньшую тенденцию к выкристаллизации в процессе сушки.

Диспергирующий агент может быть выбран из большой группы известных диспергирующих агентов. Бактерицид можно не использовать, если приготовленный состав используется в течение трех дней.

Состав покрытия и свойства

Бихромат аммония

Диспергирующий агент

Бактерицид

Вода

Вязкость при 21,1 С, сП

0 о

Плотность при 21,2 С

Весовое отношение бура/ка,зеинат

Тетрабористокислый натрий (бура) обеспечивает более быстрый процесс.

Бура придает большую растворимость казеинатам щелочных металлов, особенно казеинату натрия. При отсутствии буры покрытие может плохо проявляться, могут потребоваться меньшие линейные скорости и более высокие температуры проявления, что снижает производительность. Оптимальная температура проявления 37,8 С.

Толщина покрытия на металлическом листе является важным параметром в изготовлении масок. Если слой слишком тонок (менее 1 мкм), травление будет неоднородным и вызывает дефекты в масках, если же слишком толст (выше 25 мкм) — увеличивается время экспонирования, возникают механичес" кие проблемы, сложность обеспечения четкости края плохая однородность маски.

В табл.2 приведены типичные толщины для покрытий, содержащих казеинат натрия и рыбий клей.

Предпочтительные температуры за" о калки 275-325 С. Покрытия,.подверг-! нутые закалке при температуре 305 С, наиболее эффективно удаляются после травления при промывке каустиком.

До требуемой плотности

1175370

Показатель

1-1, 7

2-2,5

1,7

40,6 мм вниз 2,5-4,8

Фиь. 2

Фиг. Ф

Верх

20,3 мм вниз

Таблица 2

Толщина покрытия, мкм, содержащего казеинат рыбий клей натрия

2 о

11

Я

12

2

7 г

1175370

Заказ 5218/57

Тираж б79 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Н. Григорьева

Редактор А. Шишкина Техред А.Ач Корректор С. Шекмар