Компания Toray Industries представила новый фоточувствительный полиимид STF-2000, предназначенный для высокоточной микрообработки пленок толщиной до 200 мкм с формированием линий шириной 30 мкм и высоким аспектным соотношением. Разработка основана на применении высокочувствительной негативной рецептуры и запатентованной технологии проектирования фоторезистов, позволяющей контролировать напряжения при термическом отверждении.
Возможности высокоточной микрообработки
Материал сохраняет основные характеристики полиимидов, включая стойкость к воздействию высоких температур и химических веществ, механическую прочность, хорошие изоляционные свойства и устойчивость к рентгеновскому излучению. При этом STF-2000 обеспечивает формирование микроэлементов с аспектным соотношением до 7. При проектировании учитывались требования устойчивого производства.
Материал не содержит N-метил-2-пирролидон и пер- и полифторалкильные вещества (PFAS), что снижает экологический след при изготовлении электронных компонентов, микромеханических систем (MEMS) и других устройств без ущерба для их эксплуатационных характеристик. Стандартная форма поставки — раствор, однако Toray разрабатывает вариант в виде толстопленочных листов. Проводятся испытания у заказчиков, коммерческий запуск ожидается в 2025 финансовом году.
Спрос на высокоточные фоточувствительные материалы
Развитие высокопроизводительной электроники требует новых технологий микрообработки для миниатюризации и плотной интеграции компонентов, а также материалов, способных поддерживать сложные конструкции. Особенно востребованы фоточувствительные материалы, позволяющие проводить точную обработку даже при значительной толщине пленки с сохранением преимуществ полиимидной структуры.
Преодоление технологических ограничений
Традиционная фотолитография сталкивается с рядом проблем при работе с толстопленочными материалами:
- Деформация и растрескивание из-за значительных усадочных напряжений при отверждении слоев свыше 100 мкм.
- Неполное отверждение под действием ультрафиолета, поскольку толщина снижает глубину проникновения света и ухудшает качество формирования рисунка.
- Недостаточное проявление при высоких аспектных соотношениях, что приводит к остаткам пленки в микроструктурах и искажению элементов.
- Загрязнение частицами и расслаивание при послойном нанесении и экспонировании нескольких тонких пленок, что снижает производственную эффективность.
STF-2000 решает данные задачи за счет оптимизированной рецептуры и технологии нанесения.
Экологические преимущества
PFAS обладают высокой устойчивостью к разложению и вызывают экологические и санитарные риски. В связи с этим усилилось давление на разработку более безопасных материалов. STF-2000 не содержит PFAS и использует щелочной процесс проявления без органических растворителей, что снижает воздействие на окружающую среду и способствует переходу к более устойчивой экономике.
Применение материала для формирования толстых пленок улучшает изоляционные свойства электронных компонентов и поддерживает создание высокоаспектных соединений. В структурных приложениях полиимид предоставляет инженерам больше возможностей при разработке микроструктур методом фотолитографии и способствует созданию более сложных MEMS-устройств. Материал упрощает производство, позволяя формировать толстопленочные рисунки одним циклом нанесения, экспонирования и проявления, что повышает производительность и сокращает затраты.
STF-2000 также обеспечивает высокое разрешение рисунков с отношением линии/промежутка до 4 мкм в диапазоне толщин пленки 10–30 мкм, где ранее применялись традиционные полиимиды.
Toray планирует и далее использовать компетенции в области органического синтеза, полимерной химии, биотехнологий и нанотехнологий для разработки новых материалов, способных обеспечить технологический прогресс и повысить устойчивость производства.