感光高分子完整版本

EIGHTHGROUP感光性高分子Photosensitivepolymer第八組

演示目錄目錄概述類型合成方法功能及應(yīng)用發(fā)展前景

概述

感光性高分子又稱感光性樹脂，是具有感光性質(zhì)的高分子物質(zhì)。高分子的感光現(xiàn)象是指高分子吸收了光能量后，分子內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)或結(jié)構(gòu)的變化，如降解、交聯(lián)、重排等。吸收光的過程可能是借助于其他感光性低分子物（光敏劑），當(dāng)光敏劑吸收光能后再引發(fā)高分子物的化學(xué)變化。

感光作用機(jī)理?分子具有三種能量：即轉(zhuǎn)動(dòng)能、振動(dòng)能、電子能。在末吸收外界能量時(shí)，它處于基態(tài)(D)，分子中的電子處于成鍵軌道，配對(duì)自旋。分子一旦吸收了光的能量，振動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能雖有增大，但以電子的激發(fā)能量增加為最大。分子受光照激發(fā)后，可能發(fā)生如下反應(yīng)：（D*屬于激發(fā)態(tài)分子）

感光作用機(jī)理是當(dāng)處于激發(fā)三重態(tài)的光引發(fā)劑或增感劑分子和感光性樹脂的分子碰撞時(shí)，把感光性樹脂的分子激發(fā)到它的三重態(tài)能量轉(zhuǎn)移作用激發(fā)三重態(tài)引起化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)槠浠瘜W(xué)和物理性質(zhì)。

發(fā)生碰撞頂某些處于激發(fā)三重態(tài)的光引發(fā)劑或光增感劑分子以發(fā)射磷光的方式放出能量，而回復(fù)到基態(tài)。放出能量添加各種有效的光引發(fā)劑或光增感劑將當(dāng)被激發(fā)到反成鍵軌道的電子，改變自旋方向吸收光能后，即上升到激發(fā)單一態(tài)(S1)，然后轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)三重態(tài)(T1)，而不出現(xiàn)熒光現(xiàn)象激發(fā)三重態(tài)分子隨后把能量轉(zhuǎn)移到和它相碰撞的感光性樹脂分子，而不通過發(fā)射磷光使能量消失掉。

感光性高分子發(fā)展簡史1823年發(fā)現(xiàn)用瀝青涂料制作的照相布景在強(qiáng)光的長期照射下，產(chǎn)生了交聯(lián)現(xiàn)象。1903年，才首次運(yùn)用光固化原理，將不飽和酸類和不飽和酮類涂料制成圖像來刻飾標(biāo)牌。1940年開始，用感光性高分子制成的光刻已經(jīng)大量應(yīng)用于印刷電路工業(yè)。1947年以后，光交聯(lián)型感光性高分子已廣泛應(yīng)用在印刷工業(yè)的膠印技術(shù)上。本世紀(jì)60年代中期，伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，對(duì)集成電路的精細(xì)加工提出了越來越高的要求，相繼研究和開發(fā)了各種類型的高分子。感光高分子發(fā)展簡圖195019601970198019901991感光性樹脂正性光致抗蝕劑超細(xì)微抗蝕劑化學(xué)增幅高感度化高感度化和光伏直接成像光膜抗蝕劑感光性高分子類型

感光高分子類型（1）根據(jù)光反應(yīng)的類型光交聯(lián)型，光分解型，光聚合型等。（2）根據(jù)感光基團(tuán)的種類重氮型，疊氮型，肉桂酰型，丙烯酸酯型等。（3）根據(jù)骨架聚合物的類型PVA系，聚酯系，尼龍系，丙烯酸系，環(huán)氧系等。（4）根據(jù)物理變化光致不溶型，光致溶化型，光降解型，光導(dǎo)電型，光致變色型等。感光性高分子帶感光基團(tuán)的聚合物感光化合物+高分子型感電子束和X射線的高分子光聚合型光聚合型單體+高分子化合物單獨(dú)光聚合物其他帶感光基的高分子光降解性高分子帶重氮基和疊氮基的高分子聚乙烯醇肉桂酸酯及類似聚合物其他的感光性的化合物+高分子重氮和疊氮基化合物

+

高分子重鉻酸鹽+高分子1重絡(luò)酸鹽+親水性高分子重絡(luò)酸鹽導(dǎo)致高分子化合物光固化。3芳香族疊氮化合物+高分子疊氮基具光學(xué)活性，能直接吸收光而分解為亞氮化合物和氮。2芳香族重氮化合物+高分子有自由基和離子兩種形式。重要的感光性高分子高分子化合物+增感劑：感光性高分子合成方法具有感光基團(tuán)的高分子從嚴(yán)格意義上來講，感光材料并不是真正的感光性高分子。因?yàn)樵谶@些材料中，高分子本身不具備光學(xué)活性，而是由小分子的感光化合物在光照下形成活性種，引起高分子化合物的交聯(lián)。感光性高分子材料帶有感光基團(tuán)高分子這類帶有感光基團(tuán)高分子中，感光集團(tuán)直接連接在高分子主鏈上，在光作用下激發(fā)成活性基團(tuán)，從而進(jìn)一步形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物。1使帶有感光基團(tuán)的單體進(jìn)行聚合或縮聚反應(yīng)2通過高分子反應(yīng)，使高分子骨架上帶感光基團(tuán)在實(shí)際應(yīng)用中，只引入感光基團(tuán)還不夠，常需對(duì)高分子骨架進(jìn)行改性。改性的主要途徑是通過高分子反應(yīng)引入新的側(cè)基，以及與其他單體進(jìn)行共聚合。改性的目的是為改進(jìn)溶解性能，成膜性能以及力學(xué)性能等，以滿足實(shí)用需求感光分子的合成方法一些帶有感光基團(tuán)的單體感光性高分子功能及應(yīng)用感光高分子具有制作照相圖像、制作固化膜、降解老化、催化及其他反應(yīng)、固相表面改性等功能。照相功能：感光性高分子是主要的光致抗蝕劑和印刷制版的感光材料，它屬于非銀鹽感光材料。（與傳統(tǒng)制版工業(yè)相比，用光刻膠制版，具有速度快、重量輕、圖案清晰等優(yōu)點(diǎn)。）感光高分子功能性質(zhì)感光性高分子的應(yīng)用當(dāng)前，感光高分子作為光致抗蝕材料最重要和最有前途的應(yīng)用是制造大規(guī)模集成電路，工業(yè)上稱為光刻膠。在光的作用下，光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（交聯(lián)或降解）使溶解度降低（負(fù)性光刻蝕）或提高（正性光刻蝕）。在制造大規(guī)模集成電路中光刻工藝如圖功能高分子材料目前開發(fā)成熟：光致抗蝕材料、光致誘蝕材料產(chǎn)品：光刻膠、光固化粘合劑、感光油墨、感光涂料是微電子技術(shù)中細(xì)微圖形加工的關(guān)鍵材料之一光刻蝕感光油墨牙齒修補(bǔ)粘合劑，用光固化方法操作，安全又衛(wèi)生光固化粘合劑農(nóng)用塑料薄膜生化光信息記錄材料光導(dǎo)電

標(biāo)牌刻蝕制作光固化膜光固化精細(xì)金屬加工光致抗蝕劑其他方面應(yīng)用感光性高分子發(fā)展前景發(fā)展前景無論從過去、現(xiàn)在和將來的角度來看印刷工業(yè)，它都將是感光性高分子的主要應(yīng)用方面。感光性高分子材料可用于制備光固化型紙張上光油和光固化油墨。用感光性高分子制作的印刷版不僅分辨力高而且使用方便，已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉛字和銅鋅版?，F(xiàn)在用酚醛樹脂和雙疊氮化臺(tái)物的混合物來制備的Ps版，其分辨力可達(dá)l～2um?，F(xiàn)在利用激光一次性直接制版已成為印刷工業(yè)的主攻方向。感光性高分子在印刷工業(yè)印刷感光性高分子在電子工業(yè)的應(yīng)用感光性高分子在電子工業(yè)及微電子工業(yè)的應(yīng)用極廣，這主要是光刻膠在制造大規(guī)模集成電路被開發(fā)和應(yīng)用以后發(fā)展起來的。特別是當(dāng)今的電子計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展使得感光性高分子有了極大的發(fā)展空間。無論是已經(jīng)出現(xiàn)的l200兆的電腦芯片，還是將要開發(fā)的300MHz的微處理器都需要特種光刻膠的開發(fā)才能成功。傳統(tǒng)的光刻膠有重鉻酸系抗蝕劑、聚乙烯醇肉桂酸酯系抗蝕劑、二疊氮萘醌系抗蝕劑等，近年來聚亞酰氨系化臺(tái)物由于其穩(wěn)定性好，有一定的強(qiáng)度，較高感度，保存期長，正得到越來越多的青睞。發(fā)展前景發(fā)展方向1當(dāng)代的印