2023 A teljes útmutató a fotoreziszthez

Gyors válasz: Photoinitiator choice is usually driven by lamp match, cure depth, yellowing, and whether the final film still performs on the real substrate. The best package is rarely the cheapest single grade.

For negative photoresist development, OXE-02 fotoiniciátor is a useful product reference when evaluating cure speed and imaging performance under UV exposure.

A fotoreziszt, más néven fotoreziszt egy fényérzékeny kevert folyadék. Fotoiniciátorból, fotorezisztgyantából, monomerből, oldószerből és egyéb adalékanyagokból áll. A fotoreziszt egyfajta grafikai átviteli közeg, amely a fényreakciót követően különböző oldhatóságú maszkváltozat grafikájának a hordozóra történő átvitelére használható. Jelenleg a fotorezisztet széles körben használják az optoelektronikai információs iparban a finom grafikai vonalak előállítására. Ez az egyik legfontosabb anyag az elektronikai gyártás területén.
A fény hullámhossza szerint a fotorezisztet ultraibolya (300-450 nm) fotorezisztre, mély ultraibolya (160-280 nm) fotorezisztre, extrém ultraibolya (EUV, 13,5 nm) fotorezisztre, elektronsugár fotorezisztre, ionnyaláb fotorezisztre, röntgen fotorezisztre stb. lehet osztani. Általánosságban elmondható, hogy minél rövidebb a hullámhossz, annál jobb a feldolgozási felbontás azonos feldolgozási módszer mellett.
A különböző alkalmazások szerint a fotorezisztek nyomtatott áramköri lapokhoz (PCB), folyadékkristályos kijelzőkhöz (LCD), félvezetőkhöz és egyéb alkalmazásokhoz használt fotorezisztekre oszthatók. A NYÁK-fotorezisztek technikai akadályai viszonylag alacsonyak a másik két kategóriához képest, míg a félvezető-fotorezisztek a fotorezisztek legfejlettebb technológiai szintjét képviselik.
Kémiai szerkezet szerint; a fotorezisztek fotopolimer, fotolitikus, fotokeresztkötésű és kémiailag túlzó anyagokra oszthatók. A fotopolimer fotorezisztek alkén-monomereket használnak, hogy fény hatására szabad gyököket hozzanak létre, amelyek tovább indítják a monomerek polimerizációját, és végül polimereket hoznak létre. A fotolitikus fotorezisztek diazokinonokat (DQN) használnak fényérzékelő anyagként, amelyek megvilágítás után fotolitikus reakcióval pozitív fotorezisztekké alakíthatók; a fotokeresztezett fotorezisztek polivinil-laurátot használnak fényérzékeny anyagként, amelyek negatív fotorezisztekké alakíthatók azáltal, hogy fény hatására oldhatatlan hálós szerkezetet képeznek, és ellenállnak a korróziónak. A mély ultraibolya (DUV) fényforrásoknak a félvezető integrált áramkörök litográfiájában való használata után a kémiai erősítés (CAR) technológia fokozatosan az ipari alkalmazások főáramává vált. A CAR technológiában a gyanta egy polietilén, amelyet kémiai csoportok védenek, és ezért nehezen oldódik. A kémiailag erősített fotorezisztek fotoiniciátorként fotósavakat (PAG) használnak. Amikor a fotorezisztet megvilágítják, a PAG a megvilágított területen sav keletkezik. Ez a sav katalizátorként működik a hőkezelés utáni sütési folyamat során, és eltávolítja a gyanta védőcsoportjait, így a gyanta könnyen oldhatóvá válik. A kémiailag erősített fotorezisztek 10-szer gyorsabbak, mint a DQN fotorezisztek, és jó optikai érzékenységgel rendelkeznek a mély UV fényforrásokkal szemben, nagy kontrasztot és nagy felbontást biztosítanak.
A fotoreziszt az IC gyártás fontos anyaga: a fotoreziszt minősége és teljesítménye kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja az IC teljesítményét, hozamát és megbízhatóságát, a fotolitográfiai folyamat költsége körülbelül 35% a teljes chipgyártási folyamatból, és körülbelül 40-50% a teljes chipfolyamat idejéből, a fotoreziszt költsége körülbelül 4% az IC gyártási anyagok teljes költségéből, a piac hatalmas. A Wisdom Research Consulting harmadik fél intézménye szerint a globális fotoreziszt piac mérete 2019-ben várhatóan közel $9 milliárd lesz, 2010-től napjainkig mintegy 5,4% CAGR-rel. A piac a következő három évben várhatóan továbbra is átlagosan 5% éves ütemben fog növekedni, és a globális fotoreziszt piac mérete 2022-re meghaladja a 10 milliárd dollárt. A fotoreziszt iparágban nagyon magasak az iparági korlátok, így az iparág globális szinten oligopolhelyzetben van. A fotoreziszt iparágat hosszú évek óta a japán és amerikai professzionális vállalatok monopolizálják. Jelenleg az első öt gyártó a globális fotorezisztpiac 87% részét foglalja el, és az iparág erősen koncentrált. Közülük a japán JSR, a Tokyo E&C, a japán Shin-Etsu és a Fuji Electronic Materials együttes piaci részesedése eléri a 72%-t. A nagy felbontású KrF és ArF félvezető fotorezisztek alaptechnológiáját pedig alapvetően a japán és amerikai vállalatok monopolizálják, és a legtöbb termék japán és amerikai vállalatoktól származik, mint például a DuPont, a JSR Corporation, a Shin-Etsu Chemical, a Tokyo Chemical Industry, a Fujifilm és a Korea Dongjin. Az egész fotoreziszt piaci mintázat, Japán a fotoreziszt ipar óriási gyűjtőhelye. Jelenleg a kínai szárazföld nagymértékben függ a külföldi országoktól az elektronikus anyagok, különösen a fotorezisztek tekintetében. Ezért elkerülhetetlen tendencia, hogy a félvezető anyagok hazai termelését helyettesítsék.

 

Gyakorlati kiválasztási módszer fotoiniciátorokkal kapcsolatos projektekhez

Amikor a műszaki vásárlók vagy a formulációk gyártói fotoiniciátorokat szűrnek, a leghasznosabb döntési keret általában a kikeményedési minőség és az alkalmazáshoz való illeszkedés: melyik csomagolás köt meg megbízhatóan, tartja meg az elfogadható megjelenést, és működik továbbra is a tényleges folyamat lámpájának, filmvastagságának és aljzatának körülményei között.

• Először illessze a csomagot a lámpához: A higanylámpák, az UV LED-ek és a látható fényű rendszerek ugyanazokat a fotoiniciátorokat nagyon eltérően rangsorolhatják.
• A mélységi és a felületi kikeményedést külön-külön ellenőrizni kell: Egy felül száraznak érződő filmréteg alatta még gyenge lehet.
• A sárgulás és a reakcióképesség egyensúlyban tartása: A legerősebb mélykeményedési módszer nem mindig a legjobb kereskedelmi választás, ha az elszíneződés vagy a migráció kockázata elfogadhatatlanná válik.
• Használja a végső képletet viszonyítási alapként: A pigmentterhelés, a monomercsomag és a filmvastagság mind megváltoztathatja ugyanazon iniciátor látszólagos rangsorát.

Ajánlott termékreferenciák

• CHLUMINIT TPO-L: Erős, alacsony sárgulási arányú referencia LED-orientált UV rendszerekhez.
• CHLUMINIT 819: Hasznos, ha egy készítménynek erősebb felszívódást és mélyebb kikeményedési támogatást kell nyújtania.
• CHLUMINIT 184: Klasszikus szabadgyökös referenciaérték a gyors felületi kikeményedéshez számos UV-rendszerben.

GYIK vásárlóknak és formulálóknak

Miért olyan elterjedtek a kevert fotoiniciátor csomagok?
Mivel az egyik termék szabályozhatja a sárgulást vagy jól illeszkedhet a lámpához, míg egy másik javítja a kikeményedési mélységet vagy a gyártósor sebességét, a teljes csomag gyakran erősebb, mint bármelyik önálló minőség.

A hiányos gyógyulást mindig több iniciátor hozzáadásával kell megoldani?
Nem automatikusan. Az igazi korlátot a lámpa, a film vastagsága, a pigmentárnyalat vagy a reaktív rendszer többi része okozhatja, nem pedig az egyszerű aluladagolás.