DE4116045A1 - Entwicklungsverfahren mit indikationseffekt - Google Patents
Entwicklungsverfahren mit indikationseffektInfo
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
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Description
Die Erfindung betrifft ein Entwicklungsverfahren mit
Indikationseffekt, das die Anzeige des Ablaufs sowie des
Zustands der Entwicklung umfaßt. Die Erfindung betrifft
insbesondere die Anzeige des Verlaufs sowie des Zustands der
Entwicklung bezüglich einer metallischen Unterlage mit einer
Beschichtung aus einem lichtempfindlichen Harz unter
Berücksichtigung der Veränderung in der Färbung der
metallischen Unterlage während des Entwicklungsverfahrens, das
bezüglich einer Standard-Entwicklungszeit beurteilt wird sowie
danach, ob die Entwicklung ausreichend ist und ob die
Entwicklung teilweise oder vollständig durchgeführt ist. Dies
stellt im Vergleich mit jedem beliebigen üblichen Verfahren
eine Verbesserung dar.
Die Praxis der Verwendung von lichtempfindlichen Harzen zur
Beschichtung einer metallischen Unterlage, eines metallischen
Untergrunds oder eines einer Belichtung unterzogenen Sub
strats, für Entwicklungsverfahren zu Vervielfältigungszwecken
und für an das Verfahren anschließende Behandlungen unter
Verwendung von Ätz- und Beschichtungstechniken ist in
modernen, mit Präzisionsverfahren arbeitenden Industrien, z. B.
für CDs, Strahlenabschirmungen in der Farbfernsehindustrie,
grafische Layouts für Anreißplatten und Fotogravüren-Druck,
die Fotoätz-Technik einschließlich der Bearbeitung von
Präzisionschronometer-Teilen, Platten, PC-Platinen und licht
empfindlichen CKT-Platinen, weit verbreitet.
Nach der Theorie soll bei einem optimalen Entwicklungsverfah
ren nur der Teil der lichtempfindlichen Membran, der nicht
zurückbleiben soll, d. h. der nicht-sichtbare Bereich, als
Ganzes gelöst werden, während der Teil der lichtempfindlichen
Membran, der zurückbleiben soll, d. h. der sichtbare Bereich,
erhalten bleibt, ohne daß es auch nur die kleinste Auflösung
gibt. In Wirklichkeit läuft in den meisten Fällen die
Entwicklung so ab, daß während der Auflösung des nicht-sicht
baren Bereichs gleichzeitig der zum Verbleib vorgesehene
sichtbare Bereich aufgelöst wird, wobei die Auflösung des
sichtbaren Bereichs nur mit einer geringeren Geschwindigkeit
stattfindet. Eine Standard-Entwicklungszeit ist erreicht, wenn
die lichtempfindliche Membran im nicht-sichtbaren Bereich
vollständig gelöst ist und der gelöste Teil der
lichtempfindlichen Membran in dem sichtbaren Bereich minimale
Ausdehnung hat; dies ist auch eine Zeit, bei der ein optimales
Ergebnis der Entwicklung möglich ist. Wenn die Entwicklung
trotzdem fortgesetzt wird, resultiert sie in einer verminder
ten Präzision, grafischen Verzerrungen, einer ungenügenden
Membrandicke, einer beschädigten Membran und einem totalen
Verlust der Auflösung, wobei dies alles der Überentwicklung
zuzuschreiben ist. Da die Entwicklung einen Unterschied
zwischen der Auflösegeschwindigkeit des sichtbaren (fokalen)
Bereichs und der des nicht-sichtbaren (nicht-fokalen) Bereichs
wiedergibt und da diese Geschwindigkeitsdifferenz nicht
ausreichend ist, wurden Vorschläge zur Verstärkung dieses
Unterschieds durch Zumischen von Glaspulver, Siliciumdioxid
oder anderer Mittel gemacht, aber auch diese Bemühungen führ
ten ausschließlich zu einer geringen Vergrößerung der Fehler
toleranz.
Die Entwicklung ist ein Verfahren mit allmählicher Auflösung
der Teile der lichtempfindlichen Membran, die nicht zurück
bleiben sollen. Dabei wird üblicherweise der nicht-fokale
Bereich bis zu einer solchen Höhe aufgelöst, daß die Restmem
bran gerade noch 0,5 µm dick oder noch dünner ist, mit dem
Effekt, daß die Membran nahezu kristallklar ist, so daß es
kaum möglich ist, mit dem bloßen Auge zu beurteilen, ob
irgendetwas von der lichtempfindlichen Membran zurückbleibt.
Schon eine nur 0,1 µm dicke, zurückbleibende lichtempfindliche
Membran reicht aus, um an dem fokalen Bereich zu haften und
damit einen Mißerfolg wegen mangelhafter Entwicklung herbei
zuführen. Eine übliche Praxis zur Vermeidung dieser Mißerfolge
ist heutzutage die Verwendung des Exzess-Entwicklungsverfah
rens, um sicherzustellen, daß die lichtempfindliche Membran
des nicht-fokalen Bereichs vollständig gelöst werden kann,
wobei jedoch dieses Exzess-Entwicklungsverfahren in Ermange
lung einer Fehlergrenze für zu schnelle oder zu langsame
Entwicklungsgeschwindigkeit, verbunden mit der Unmöglichkeit
zur Beurteilung bezüglich der Standard-Entwicklungszeit leicht
wegen unzureichender oder übermäßiger Entwicklung in einem
Mißerfolg enden kann. Die zur Entwicklung benötigte Zeit ist
mit einer großen Unsicherheit behaftet, da sie von einer
Vielzahl von Faktoren abhängt, z. B. die nach der Beendigung
der Herstellung der lichtempfindlichen Membran verstrichene
Zeit, die Dicke der Membran, die Lichtverhältnisse bei der
Belichtung, die Konzentration der Entwicklungslösung, die
Temperatur und die Alterung. Diese Unsicherheit kommt zu der
Schwierigkeit und den Fehlerraten, denen man sich zwangsläufig
gegenüber sieht, hinzu, wenn man gemäß einem üblichen Entwick
lungsverfahren arbeitet. Kurz gesagt, das zur Zeit verwendete
Entwicklungsverfahren bringt nicht nur keine Entwicklung
zustande, wenn die beste Gelegenheit zur Entwicklung gegeben
ist, sondern verursacht ebenso leicht eine übermäßige oder
mangelhafte Entwicklung oder vereitelt eine Entwicklung. Der
Mißerfolg ist für unerfahrene, nicht professionelle Verwender
von lichtempfindlichen CKT-Platinen unvermeidlich, wenn diese
sich mit Präzisions-Bildentwicklungen befassen. Dies gilt auch
für Bedienungskräfte mit nur eingeschränkter Erfahrung.
Angesichts der genannten Nachteile führt die Erfindung hiermit
ein Entwicklungsverfahren mit Indikationseffekt ein, das die
Zugabe eines Färbemittels zu einer üblichen Entwicklerlösung
oder zum teilweisen Austausch dagegen schafft, das die Farbe
von metallischen Komponenten in 0 bis 60 Sekunden,
vorzugsweise in 0 bis 10 Sekunden, ändern kann. Alternativ
ermöglicht das Verfahren, auf die Verwendung einer neuen
Entwicklerlösung überzugehen, die die gemeinsame Durchführung
der o.g. Entwicklung und der Färbung ermöglicht, wobei eine
solche Entwicklungslösung mittels ihrer Färbefähigkeit in 0
bis 10 Sekunden eine sofortige Färbung der nicht-fokalen
lichtempfindlichen Membran vor der Beendigung ihrer Auflösung
in der Entwicklungslösung ermöglicht und die neu
hervortretenden Metallkomponenten in Kontakt mit der
Entwicklungslösung kommen und dabei eine sichere Anzeige der
Standard-Entwicklungszeit ermöglichen. Weiterhin kann auch
eine Situation, in der die Entwicklung in einem bestimmten
Bereich durchgeführt ist, aber in dem anderen Bereich noch
durchzuführen ist, wegen des Erfordernisses einer perfekten
Einheitlichkeit der Dicke der lichtempfindlichen Membran
deutlich in Form des gefärbten Bereichs im Kontrast zu dem
nicht gefärbten Bereich angezeigt werden, wodurch anderenfalls
unvermeidliche Fehler wegen mangelhafter Entwicklung
verschiedener Bereiche vollständig beseitigt werden. Weil die
Zeit des Kontakts zwischen den Metallkomponenten und den
Färbemitteln ebenfalls die Farbeffekte beeinflußt, ermöglicht
das Verfahren der Erfindung zusätzlich zur Vorbeugung von
Fehlern wegen übermäßiger oder mangelhafter Entwicklung
weiterhin die Aufzeichnung des gesamten Entwicklungsverfahrens
bezüglich des Ausmaßes der Änderung der Färbung und der Stärke
dieser Änderung. Ein weiterer Vorteil ist, daß die ehemals
nicht beachtete Standard-Entwicklungszeit durch den Zeitpunkt
der Farbänderung deutlich angezeigt werden kann.
Mit Hilfe der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichten
Anzeige kann auch eine völlig unerfahrene Bedienungskraft das
Entwicklungsverfahren für Präzisionsdrucke unter optimalen
Entwicklungsbedingungen mit der gewünschten Leichtigkeit
durchführen. Ein anderer Nachteil konventioneller Entwick
lungsverfahren ist die Schwierigkeit, nach Beendigung der
Entwicklung das Duplikat sichtbar zu machen; dies führt leicht
zu Schwierigkeiten bei der Feinarbeit und beim Retuschieren.
Eine übliche Praxis beim Umgang mit dieser Situation ist die
Zugabe von intensiv färbenden Färbemitteln oder Farbstoffen zu
den lichtempfindlichen Harzen oder die Absorption von
Farbstoffen auf der visuellen Membran nach dem
Entwicklungsverfahren. Die Verstärkung des Farbunterschieds
zwischen dem visuellen Bereich und dem Substrat nimmt dabei
eine Schlüsselstellung ein. Jedoch kann die Verwendung von
intensiv färbenden Farbstoffen leicht Anlaß zu Störungen wie
verminderter Empfindlichkeit und verminderter Festigkeit der
Membranoberfläche geben. Darüber hinaus erfordert die Absorp
tion von Farbstoffen auf der Membranoberfläche nach der
Entwicklung zusätzliche Verfahrensschritte; in der
Zwischenzeit nimmt die Wahrscheinlichkeit für eine
Beschädigung der Membranoberfläche zu. Nach dem Gegenstand der
Erfindung werden jedoch mit Beendigung der Entwicklung die
metallischen Komponenten des nicht-fokalen Bereichs im
Vergleich mit dem fokalen Bereich wegen der Einfärbung einen
deutlichen Farbunterschied aufweisen, der zu einer klaren und
deutlichen Aussage darüber ausreicht, ob die fokale
Membranoberfläche irgendeine Beschädigung erlitten hat, ob sie
irgendwie verzogen ist und ob es in dem nicht-fokalen Bereich
irgendwelche unerwünschten Punkteffekte gibt, wodurch all die
verschiedenen, mit den Eingriffsmöglichkeiten durch die o.g.
Farbstoffzugabe oder Farbstoffabsorption gemäß einem üblichen
Verfahren verbundenen Nachteile beseitigt werden.
Im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel gegeben.
35 g Natriumsulfid, 25 g Ammoniumpolysulfid und 1000 g Wasser
werden zum Erhalt einer für das Verfahren der Erfindung
verwendbaren Entwicklerlösung in einem flachen Becken bis zur
Auflösung gemischt.
Man schneidet eine mit Kupfer beschichtete Platine (PC-Plati
ne) in 10×10 cm große Probestücke (4 Teile) und unterzieht
diese Entfettungs-, Schleif-, Wasserwäsche- und Trocknungs
behandlungen. 2 der 4 Teile werden mit einem Überzug aus dem
positiv arbeitenden Photoresist AZ 1350 beschichtet und
anschließend 15 min bei 80°C in einem Ofen getrocknet. Auf die
Oberseite wird ein Negativ mit einer Linienbreite von 1 mm und
einem Linienabstand von 2 mm aufgelegt und diese unter einer 1
KW-Hochspannungs-Ultraviolettlampe in einer Entfernung von
90 cm 90 Sekunden belichtet.
Man taucht ein nicht mit einem Photoresist (einer lichtemp
findlichen Membran) versehenen Probenkörper in die o.g.
Entwicklerlösung ein, worauf die Kupferfolie auf der Oberflä
che sofort tangerinenfarbig wird, dann gelb und gelblich-grün,
wobei in ungefähr 10 Sekunden ein Umschlag zu schwärzlich-grün
erfolgt, das sich von da an vertieft, um in der 20. Sekunde
grau-schwarz auszusehen und sich anschließend weiter zu
verändern, möglicherweise bis zum tiefen Schwarz.
Man taucht einen hinreichend belichteten Probekörper in die
o.g. anzeigende Entwicklerlösung, schwenkt ihn leicht und
erkennt, daß die lichtempfindliche Membran des nicht-fokalen
Bereichs aufgelöst wird und verschwindet, so daß allmählich
die Farbe der Kupferfolie erhalten wird, während durch die
gleiche Maßnahme der visuelle Bereich in der 20. Sekunde zum
Vorschein kommt. Mit bloßem Auge kann man eine lichtempfindli
che Membran in dem nicht-fokalen Bereich kaum erkennen, denn
der nicht-fokale Bereich hat sich in der Farbe nicht geändert;
dies zeigt an, daß es in dem nicht-fokalen Bereich noch eine
dünne Membran gibt, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist.
Nicht vor der 38. Sekunde beginnt ein Teil des Bereichs leicht
braun zu werden; dies zeigt an, daß in diesem Teil die Ent
wicklung beendet ist, während der andere Teil wegen Unregelmä
ßigkeiten der Dicke noch in Bearbeitung ist. In der 58.
Sekunde ändert sich die Farbe von tangerinenfarbig nach
schwarz. Die erfindungsgemäße anzeigende Entwicklerlösung kann
die Farbe der Kupferfolie plötzlich ändern, so daß ein Zeit
punkt perfekter Entwicklung vorliegt, wenn die Farbe des
Probekörpers auf der Kupferfolien-Seite vollständig von
tangerinenfarbig nach schwarz umschlägt. Wenn das Entwick
lungsverfahren dennoch fortgesetzt wird, schlägt die Farbe des
fokalen Bereichs allmählich nach schwärzlich-grün, gräulich-
schwarz und möglicherweise nach tiefschwarz um. Die auf diese
Weise fortschreitende Farbänderung ist ein klarer Hinweis auf
eine Überentwicklung in verschiedenem Ausmaß.
Mit dem erfindungsgemäßen anzeigenden Entwicklungsverfahren
kann man unter Bezugnahme auf den Verlauf der Änderung der
Kupferfolien-Färbung, d. h. der Farbänderung der lichtempfind
lichen Membran, die die Farben: tangerinenfarbig, gelb, gelb-
grün, schwärzlich-grün, gräulich-schwarz und tiefschwarz
durchläuft, sowohl die aktuelle Phase der Entwicklung als auch
das Ergebnis der Entwicklung erkennen. Weiterhin ist ein
scharfer Kontrast beim Vergleich der Linien in dem nicht
fokalen Bereich, die von tiefgrün bis schwarz variieren, mit
den leicht roten Linien (wegen der Zugabe von roten
Farbstoffen in dem positiv arbeitenden Photo Resist AZ 1350)
in dem Fokalbereich für nach dem Entwicklungsverfahren
durchgeführte Retuschen hilfreich.
Wenn stattdessen der gleiche Probekörper in dem Waschwasser
verbleibt und weiter dem Entwicklungsverfahren unterzogen
wird, wird man in ungefähr 3 min 42 s bemerken, daß ein Teil
des visuellen Bilds anfangen wird, die Farbe zu wechseln; dies
zeigt an, daß die Entwicklung zu weit gegangen ist. Die
Zeitspanne zwischen der Zeit, bei der die Entwicklung
vollständig und angemessen ist, nach 58 Sekunden und der Zeit
der Überentwicklung nach 3 min 42 s beträgt nur 2 min 44 s.
Dies zeigt, daß der Unterschied bezüglich der Auflösung
zwischen dem fokalen Bereich und dem nicht-fokalen Bereich
während des Ablaufs des Verfahren nicht angemessen ist.
Man mischt 30 g Natriumsilikat und 30 g Trinatriumphosphat mit
1000 g Wasser bis zur Auflösung, so daß eine Entwicklerlösung
hergestellt wird, die anderenfalls auch leicht im Handel
erhältlich ist.
Man taucht einen nicht mit einem Photoresist versehenen
Probekörper in die o.g. Entwicklerlösung und erkennt, daß die
Oberfläche der Kupferfolie keine Farbänderung zeigt.
Taucht man einen entsprechend belichteten Probekörper in die
o.g. Entwicklerlösung und schwenkt ihn leicht (wie im vorheri
gen Beispiel), dann bemerkt man, daß die lichtempfindliche
Membran des nicht-fokalen Bereichs gelöst wird, so daß man
eine der Farbe der Kupferfolie ähnliche Farbe erhält und mit
bloßem Auge kaum bestimmen kann, ob noch etwas von der Membran
in dem nicht-fokalen Bereich zurückbleibt. Die Beendigung des
Entwicklungsverfahrens zu diesem Zeitpunkt wird mit Sicherheit
eine Unterentwicklung ergeben, so daß man eine Überentwicklung
zuläßt, bis man als geübter Beobachter sicher ist, daß ein
Rückstand durch eine dünne Membran ausgeschlossen ist. Bei
jeder unerfahrenen oder falsch beurteilenden Bedienungskraft
ist ein falsches oder unzureichendes Ergebnis, im Sinne
entweder einer Unterentwicklung oder Überentwicklung, möglich.
Eine Dosierung eines farbändernden Mittels zur Verwendung in
einer regulären Entwicklerlösung, die durch Zugabe von 5 g
Kaliumpolysulfid bei dem in dem Vergleichsbeispiel verwendeten
Verfahren hergestellt wird, ergibt die gleichen farbändernden
Effekte wie das beschriebene Ausführungsbeispiel, wenn sie im
Zeitpunkt der Beendigung des Entwicklungsverfahrens in der
Entwicklerlösung, in der die lichtempfindliche CKT-Platine
geschwenkt wird, in Kontakt gebracht wird mit der zum Vor
schein kommenden Kupferfolie, wobei das Entwicklungsverfahren
ebenso beurteilt werden kann.
Es folgt eine Vergleichstabelle für das Beispiel der vorlie
genden Erfindung und das Beispiel gemäß dem Stand der Technik.
Claims (4)
1. Entwicklungsverfahren mit Indikationseffekt, bei dem
Zustand und Verlauf des Entwicklungsverfahrens durch
Änderung der Farbe eines mit einer Schicht eines
lichtempfindlichen Harzes überzogenen Metallsubstrats
angezeigt wird.
2. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1, in dem die für das
Entwicklungsverfahren verwendete Entwicklerlösung durch
ein farbänderndes Mittel, das zu einer üblichen
Entwicklerlösung zugegeben wird oder zum Ersetzen eines
Teils derselben verwendet wird, oder mehrere dieser
farbändernden Mittel umfaßt, das oder die die sichtbare
Farbe von Metallsubstraten innerhalb 60 Sekunden ändern
können, oder in dem die gleiche Entwicklerlösung zur
Filmentwicklung und zum Erreichen von farbändernden
Effekten auf den Metallsubstraten des gleichzeitig verar
beiteten Films dient.
3. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metallsubstrat Kupfer bzw. ein mit
Kupfer beschichtetes Material ist.
4. Entwicklungsverfahren nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung mit
einer Lösung von Natriumsulfid, gegebenenfalls unter
Zusatz von Ammoniumpolysulfid, in Wasser erfolgt.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE4116045A DE4116045A1 (de) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Entwicklungsverfahren mit indikationseffekt |
US07/758,411 US5215865A (en) | 1989-11-27 | 1991-08-03 | Image developing method utilizing sodium sulfide and ammonium polysulfide developer solution whereby exposed copper substrate surface changes color |
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---|---|---|---|
DE4116045A DE4116045A1 (de) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Entwicklungsverfahren mit indikationseffekt |
US07/758,411 US5215865A (en) | 1989-11-27 | 1991-08-03 | Image developing method utilizing sodium sulfide and ammonium polysulfide developer solution whereby exposed copper substrate surface changes color |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4116045A1 true DE4116045A1 (de) | 1992-11-19 |
Family
ID=25903678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4116045A Withdrawn DE4116045A1 (de) | 1989-11-27 | 1991-05-16 | Entwicklungsverfahren mit indikationseffekt |
Country Status (2)
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DE (1) | DE4116045A1 (de) |
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DE2953553T1 (de) * | 1979-02-26 | 1982-03-25 | Xidex Corp | Contrast colorant for photopolymerizable compositions |
US4777111A (en) * | 1985-06-03 | 1988-10-11 | Fairmount Chemical Company, Inc. | Photographic element with diazo contrast enhancement layer and method of producing image in underlying photoresist layer of element |
-
1991
- 1991-05-16 DE DE4116045A patent/DE4116045A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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