Способ изготовления матриц для гальванопластического формирования плоских сложнопрофилированных изделий

 

Использование: изготовление матриц с трапецевидным профилем для гальванопластического формирования плоских изделий. Сущность изобретения: на металлическую подложку наносят последовательно два слоя фотополимеризующихся композиций следующего состава, в мае.ч,: сополимер бутилметакрилата (БМА) - метакриловой кислоты, содержащий 23% МАК- 1,00, олигоэфиракрилат ТГМ-3 (диметакрилаттриэтиленгликоль) - 0,6-1,0, изо-бутиловый эфир бензоина - 0,2-0,4, 3,5-дитретбутилбензохинон-1,2 -0,0002-0,0004, краситель фиолетовый кристаллический - 0,01-0,02, сополимер бутилметакрилата (БМА) и метакриловой кислоты (МАК), содержащий 23% МАК - 1,00, олигоэфиракрилат ТГМ-3 (диметакрилаттриэтиленгликоль) - 1,0-2,0, изо-бутиловый эфир бензоина - 0,1-0,2,3,5- дитретбутилбензохинон-1,2 - 0,002-0,005, родамин-Ж - 0,02-0,04, затем экспонирование слоев проводят одновременно . 1 табл.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я С 25 D 1/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,6-1,0 (21) 4920324/26 (22) 19,03,91 (46) 23.04,93. Бюл. ¹ 15 (71) Научно-исследовательский институт технологии и организации производства (72) Г.Д.Розенштейн, В.П.Таранец, В.М.Тре- . ушников, С.А.Есин, Т,А,Зуева, Е.И.Сацкая, H.Â,Áóëãàêîâà, С,Г.Радковский, Е.В.Нестерова и Б.П.Калашников (56) Авторское свидетельство СССР № 532662, кл, С 25 D 1/10, 1976.

Патент ФРГ № 3401963, кл. С 25 0 1/10, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1221256, кл. С 25 D 1/10, 1986. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦ

ДЛЯ ГАЛЬВАНОПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ СЛОЖНОПРОФИЛИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: изготовление матриц с трапецевидным профилем для гальваноплаИзобретение относится к способам получения матриц для гальванопластического изготовления плоских изделий с отверстиями, например, таких как камерообразующие пластины струйных печатающих головок, сетки для трафаретной печати. Оно может быть использовано в приборостроении, радиотехнической, электронной промышленности.

Цель изобретения — расширить ассортимент получаемых изделий.

Сущность изобретения заключается в том, что на металлическое основание последовательно наносят два слоя ФПК следующих составов:

В качестве нижнего слоя: (в мас,ч.)

Сополимер бутилметакрилата(БМА)„„. ЖÄÄ 1810397 А1 стического формирования плоских изделий.

Сущность изобретения: на металлическую подложку наносят последовательно два слоя фотополимеризующихся композиций следующего состава, в мас,ч,: сополимер бутилметакрилата (БМА) — метакриловой кислоты, содержащий 23 Д МАК вЂ” 1,00, олигоэфиракрилат ТГМ вЂ” 3 (диметакрилаттриэтиленгл и кол ь) — 0,6 — 1,0, изо-бу гиловый эфир бензоина — 0,2 — 0,4, 3,5 — дитретбутилбензохинон-1,2 — 0,0002-0,0004, краситель фиолетовый кристаллический — 0,01 — 0,02, сополимер бутилметакрилата (6MA) и метакриловой кислоты (МАК), содержащий 23

МАК вЂ” 1,00, олигоэфиракрилат ТГМ-3 (диметакрилаттриэтилен гликоль) — 1,0-2,0, изо-бутиловый эфир бензоина — 0,1 — 0,2, 3,5дитретбутил бензохинон-1,2 — 0,002 — 0,005, родамин-Ж вЂ” 0,02-0,04, затем экспонирование слоев проводят одновременно. 1 табл. метакриловой кислоты (MAK), содержащей

237 МАК 1,00

Олигоэфиракрилат ТГМ вЂ” 3 (диметакрилаттриэтиленгликоль)

Изо-бутиловый эфир бензоина 0,20 — 0,40

3,5-Дитретбутил бе н зохинон-1,2 0,0002-0,0004

Краситель фиолетовый кристаллический 0.01-0,02

В качестве верхнего слоя:

Сополимер бутилметакрилата(БМА) и метакриловой кислоты(МАК), содержащей 237 МАК 1,00

1810397

Олигоэфиракрилат

ТГМ-3 (диметилакрилаттриэтиленгликоль) 1,0-2,0

Изо-бутиловый эфир бензоила 0,1 — 0,2

3,5-Дитретбутилбензохинон-1,2 0,002 — 0,005

Родамин-Ж 0,02-0,04

Экспонирование обоих слоев проводят одновременно с использованием обычных установок, однако данный, результат реализуется даже с коллимированным световым потоком.

После экспонирования проводят одновременное проявление двух слоев фотарезиста в 2% растворе, Особенность данного решения заключается в подборе составов слоев ФПК таким образом, что при их экспонировании расширение линейных размеров формируемого рельефа происходит с большей скоростью B нижнем слое, чем в верхнем.

Синтез сополимера БМА — MAK (бутилметакрилат-метакриловая кислота), содержащего 23% МАК, проводили по методике, описанной в заявке N 4625644/23.04 (143064) от 6 октября 1988 года (положител ьное решение от 8 января 1990 г,), Сополимер получают методом растворной полимеризации в этиловом спирте при температуре

78 С в присутствии агента передачи цепи полимеризации — децилмеркаптана. Готовили смесь; 77 весовых частей БМА смешивали с 23 весовыми частями MAK. К полученной смеси добавляли равное по объему количество этилового спирта, а так же децилмеркаптан и перекись бензоина в количестве 0.8 и 0,9 весовых частей на смесь мономеров, соответственно, Полученный раствор загружали в реактор и в атмосфере аргона прогревали раствор в течение 3 часов при температуре 78 C (температура кипения спирта).

Полученный раствор использовали для приготовления растворов ФПК, Пример 1.

Приготовление раствора ФПК для нижнего слоя.

К полученному раствору сополимера

БМА — MAK(23% МАК) в количестве 100 г при перемешивании добавляли олигоэфиракрилат (ОЭА) ТГМ-3 (диметакрилаттриэтиленгликоля); иэо-бутиловый эфир бензоина;

3,5-дитретбутилбензохинон-1,2 и краситель фиолетовый кристаллический в количестве

60 г, 40 г, 0,02 г и 1 г соответственно, Приготовление раствора ФПК для верхнего слоя.

К полученному раствору сополимера

БМА--MAK (23% MAK) в количестве 100 г при перемешивании добавляли ОЭА марки

ТГМ вЂ” 3; изо-бутиловый эфир бензоина; 3,5дитретбутилбензохинон-1,2 и родамин-Ж в количестве 200 r; 10 r: 0,5 г и 4 г соответственно.

Получение защитного рисунка, Раствор ФПК, приготовленныйдля нижнего слоя, наносили методом центрифугирования на металлическое основание из

10 нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной

1 мм и сушили при температуре 50 С в течение 30 мин, Раствор ФПК, приготовленный для верхнего слоя наносили методом центрифугирования на лавсан толщиной

"5 30 мкм и сушили при температуре 50 С в .течение 30 мин. С помощью ламинатора (валика) лавсановую пленку с нанесенным слоем ФПК прикатывали на металлическое основание с нанесенным слоем ФПК таким

20 образом, чтобы произошло сцепление обоих слоев ФПК (не должно быть защемленных пузырьков воздуха), Экспонирование проводили светом ртутной лампы ДРК вЂ” 120 через фотошаблон с заданным рисунком в течение 120 с, Интенсивность света падающего на поверхность фотошаблона составляла 100 Вт/м .

После экспонирования удаляли лавсановую пленку и проявляли в 2% растворе КазСОз. - 0 После проявления на поверхности металлического основания оставался защитный ри" сунок. Угол наклона (p) боковых стенок сформированного рельефа относительно поверхности основания составлял 46".

Конкретные примеры сведены в таблицу

Сущность изобретения поясняетс рис.1-2.

Обозначение позиций на рисунках;

1, Металлическая подложка.

2. Нижний слой ФПК, 3, Верхний слой ФПК, 4. Лавсановая пленка.

5, Фотошаблон с заданным рисунком.

6. Сформированная и проявленная структура ФПК с наклонными боковыми стенками, Сополимер бутилметакрилата (EMA) и метакриловой кислоты (МАК) содержит 23%

МАК, что является оптимальной концентрацией. Содержание МАК менее 23% не позволяет проявлять ФПК в 2% водном рас творе Ка2СОэ, При содержании МАК более

23 „— не будет совмещения ТГМ вЂ” 3 с пол.

55 имером — будет происходить расслаивание

ФПК, Соотношение между сополимером и олигомером (ТГМ-3) обусловлено тем,,ч1е при соотношении меньше 1, 0,6 резко сни жается светочувствительность ФПК, а пр .

1810397

0,2-0,4

0,1 — 0,2

Состав ФПК и режимы обработки

Пимеы

1, Нижний слой ФПК (состав а весовых частях из расчета на смесь мономеров):(в. ч.)

Сопол имер БМА—

МАК 23%

ОЗА ТГМ вЂ” 3

Иэо-бутиловый эфир бензоина

3,5-Дитретбутил бензохинон-1,2

Краситель фиолетовый кристаллический

100

100 80

40

25,8

25,5

25,2

0,040

0,03

0,04

0,02

0,025

0,035

0,04

1,3

1,5

1,5 увеличении более 1:2 ФПК течет после экспонирования.

Увеличение содержания фотоинициатора (изо-бутилового эфира бензоина) выше

1;0,4 приводит к выкристаллизовыванию его из раствора, уменьшение ниже 1:0,1 снижает светочувствительность ФП К.

Увеличение содержания (3,5-дитретбутилбензохинона-1,2) ингибитора радикальной пол име риза ции выше 1:0,005 приводит к падению светочувствительности, уменьшение ниже 1:0,0002 — сокращает срок хранения ФПК за счет самопроизвольной термополимеризации.

Увеличение содержания красителя выше максимального значения (краситель фиолетовый кристаллический для нижнего слоя и родамин-Ж для верхнего слоя) — приводит к эффекту экранировки, приводящему к искажению профиля проявления ФПК, уменьшение ниже минимального содержания приводит к получению малоконтрастного рельефа, форму и размеры которого трудно контролировать визуально.

При изготовлении ФПК применяли следующие материалы;

МАК вЂ” ТУ 6-01-914-79, БМА — ТУ 6-012-784-86;ТГМ-3 — ТУ 6-16-2010-82; изо-БЭ Б—

ТУ 6-14-319-83;родамин-Ж вЂ” ТУ 6-09-246382;3,5-дитретбутилбензохинон-1,2 — ТУ 614-482-84;краситель кристаллический ф и ол ето в ы и — ТУ 6-09-1258-83;спирт этиловый — ГОСТ 5262 — 67.

Предлагаемый способ опробован при изготовлении камерообраэующих никелевых пластин для термо-струйных печатающих головок принтеров.

Формула изобретения

Способ изготовления матриц для гальванопластического формирования плоских сложнопрофилированных изделий, включающий нанесение на подложку фото и ол имеризующей композиции, экспонирование и проявление, о т л и ч а ю щ и й5 с я тем, что, с целью расширения ассортимента получаемых изделий, фотополимерные композиции наносят в виде двух слоев с разной световой чувствительностью, причем нижний слой имеет состав, 10 мас.ч,:

Сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты, содержащий

23% метакриловой

15 кислоты 1

Олигоэфиракрилат

ТГМ-3 (димета крилаттриэтиленгликоль) 0,6-1

Изо-бутиловый эфир

20 бензоина

3,5-Дитретбутилбензохинон-1,2 0,0002-0,0004

Краситель фиолетовый кристаллический 0,01-0,02

25 а верхний слой имеет состав, мас.ч,:

Сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты, содержащий 23% метакриловой кислоты 1

Олигоэфиракрилат

ТГМ-3 (димета крилаттриэтиленгликоль) 1-2

Изо-бутиловый эфир

35 бензоина

3,5-Дитретбутилбензохинон-1,2 0,002-0,005

Родами н-Ж 0,02-0,04, а экспонирование слоев проводят одновре40 менно, 1

1810397

Продолжение таблицы

Состав ФПК и режимы обработки

П име ы

200

185

170

160

150

125

100

15,5

20

15

0,35

0,5

4,0,4

3,5

0,32

2,5

0,28

2,3

0,25

2,3

0,2

125

125

130

120

120

130

130

46о

64о

720

80о

89о

Редактор Е. Полионова

Заказ 1422 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2. Верхнил слой ФПК (весовые части из расчета на смесь мономеров):(в. ч.)

Со полимер 6МАМАК 23

ОЭА ТГМ вЂ” 3

Изо-бутиловый эфир бензоина ,5-Дитретбутил бе н3OXNH0H-1,2

Родамин-Ж

3. Экспонирование через общий фотошаблон с ртутной лампой ЦР К-120 (1000 вт/м ) с

4. Угол наклона боковых стенок фотополимерной композиции к подложке, г ад.

Составитель Г. Розенштейн

Техред М.Моргентал Корректор О, Кравцова