感光膠核心成分解析與應用基礎

高分子基體：成膜與承載的核心

感光膠的主體框架由成膜樹脂構成，它決定了膠膜最終的理化性能和機械強度。常見的類型包括：

• 溶劑型樹脂： 如改性酚醛樹脂、醇溶性聚酰胺等，依靠溶劑揮發成膜，常用于絲網印刷膠。賦予膠層良好的耐化學性和附著力。
• 水溶性樹脂： 如聚乙烯醇（PVA）及其衍生物。環保性好，常用作重氮感光膠的成膜基材，成膜性和水顯影性優異。
• 液態光聚合物： 如丙烯酸酯類低聚物或單體。在紫外光照射下能發生快速聚合交聯，是現代高分辨率液態光刻膠（如用于PCB或LDI制版）的核心。固化后形成高強度的三維網絡結構。
• 干膜載體樹脂： 干膜光刻膠通常使用特定高分子（如改性纖維素酯、聚酯）作為支撐膜和感光藥膜的基體，便于層壓操作和應用。

光敏體系：光化學反應的驅動者

這是感光膠實現“感光”功能的關鍵組分，在特定波長光照下發生化學變化，引發膠膜溶解性或物理狀態的根本改變。主要類型有：

• 重氮化合物： 尤其指重氮樹脂（如重氮基二苯胺縮聚物）。在紫外光（通常為365nm）照射下發生光分解反應，釋放氮氣并生成親水性極強的羧酸結構，導致光照區在水中由不溶變為可溶（正型原理）。廣泛用于絲網印刷和部分平版制版膠。
• 疊氮化合物： 光解產生高活性的氮賓自由基，能攻擊鄰近的C-H鍵進行交聯反應，使光照區變得難溶（負型原理）。常用于需要高耐印力的感光膠體系。
• 光引發劑與丙烯酸酯體系： 是現代液態光刻膠（如用于PCB、芯片制造）的主流。光引發劑（如苯偶姻醚類、?；⒀趸镱悾┪展庾雍螽a生活性自由基或陽離子，引發丙烯酸酯單體/低聚物發生鏈式聚合交聯，使液態層瞬間固化形成固態圖案（負型原理）。
• 醌二疊氮化合物： 與特定酚醛樹脂（如Novolac樹脂）配套使用。光照后發生光致重排生成烯酮，繼而水解成羧酸（Wolff重排），大幅提高光照區在堿性顯影液中的溶解度（正型原理）。是半導體和精密光刻領域最重要的正性光刻膠體系。

輔助組分：性能調節的關鍵

為滿足特定的應用要求和優化工藝性能，感光膠中還包含多種不可或缺的添加劑：

• 溶劑： 溶解樹脂和其它固體組分，調節粘度以適應不同涂布方式（如噴涂、旋涂、刮涂）。常見的有水、醇類（乙醇、丙醇）、酯類（乙酸乙酯）、酮類（丁酮、環己酮）、醚類（乙二醇單甲醚）等。溶劑的選擇直接影響膠的儲存穩定性、涂布性能和干燥速度。
• 增感劑/增感染料： 拓寬光引發劑的有效感光波段，提高特定波長（如可見光或特定紫外波長）的光量子利用效率，從而提升感光速度。
• 染料/顏料： 提供膠膜顏色（如藍色、綠色、橙色），便于操作者觀察涂布均勻性、曝光程度和顯影效果。某些染料（如蒽醌類）兼具增感作用。
• 流平劑/消泡劑： 改善膠液在基材上的潤濕鋪展性，減少涂布過程中產生的氣泡和缺陷，確保形成均勻平整的膠膜。
• 增塑劑/增韌劑： 調節固化后膠膜的柔韌性和彈性模量，減少脆性，提高其抗沖擊性和與基材的適應性（尤其在絲網印刷膠中重要）。
• 穩定劑/抑制劑： 提高膠液的儲存穩定性，防止在暗處或儲存條件下發生預聚合或降解。
• 表面活性劑： 改善水基感光膠的潤濕性和顯影性能。

安全與儲存：不可忽視的要素

感光膠的許多組分（如有機溶劑、活性單體、光敏劑）具有易燃、易揮發、有刺激性甚至毒性。安全使用至關重要：

• 操作防護： 需在通風良好處使用，佩戴手套、護目鏡、防護服等，避免皮膚直接接觸和吸入揮發氣體。
• 防火防爆： 溶劑型膠應遠離明火、熱源。
• 合理儲存： 嚴格按照產品說明要求的溫度（通常需冷藏或避光常溫）、濕度條件儲存，避免光照和高溫。密封容器，防止溶劑揮發或膠液固化結皮。

理解感光膠各個組分的功能及其協同作用原理，是科學選擇和優化應用工藝的基礎。從基礎的高分子成膜到精妙的光化學反應設計，再到滿足實際需求的各類添加劑，共同構成了這一功能材料的基石。