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Vernetzungsverfahren - "Vulkanisation" ohne Schwefel

Vulkanisation mit energiereicher Strahlung

Eine radikalische Vernetzung kann auch durch Röntgen-, Elektronen- oder 60Co-Strahlung initiiert werden. Sie wird für gesättigte Polymere wie Polyethylen und andere Polyolefine kommerziell genutzt.

Ultaviolette Strahlung als Vernetzer spielt eine große Rolle in der Technologie der integrierten Schaltkreise. Mit Hilfe von Masken werden durch Belichtung von Polymerfilmen Netzwerke in bestimmten Strukturen geschaffen. Die nicht belichteten Stellen der so genannten "negativen Photoresists" bleiben unvernetzt und werden herausgelöst.

Abb.1
Prinzip der negativen Photoresists

Die Photoresist-Schicht vernetzt beim Bestrahlen. Bei der Entwicklung werden die unvernetzten Bereiche herausgelöst. Zur weiteren Bearbeitung kann z.B. das Substrat angeätzt werden. Die Photoresist-Schicht schützt bestimmte Stellen, wodurch eine reliefartige Struktur entsteht. Anschließend wird der Rest dieser Schutzschicht entfernt.

Hier werden z.B. in γ-Butyrolacton gelöste Epoxidharze mit Triarylsulfoniumsalzen als Photoinitiator eingesetzt. Bei der Belichtung des Resists wird eine starke Lewis-Säure freigesetzt, die die Vernetzung katalysiert. Darauf folgt eine Wärmebehandlung, das so genannte Post-Exposure-Bake, durch die die Vernetzung vervollständigt wird.

Abb.2
Epoxidharz-Oligomer aus Bisphenol-A und Epichlorhydrin
Abb.3
Bis-[4-(diphenylsulfonio)phenyl]-sulfid-bis-hexafluorophosphat als Photoinitiator
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