Was ist ein Photosäuregenerator?
Photosäuregeneratoren sind Verbindungen, die bei Lichteinwirkung, z. B. durch ultraviolettes Licht, Säure erzeugen. Die erzeugte Säure ermöglicht Reaktionen mit anderen Verbindungen, um Materialien zu bilden. Sie werden häufig zur Reaktion und Verfestigung von Stoffen verwendet, insbesondere von solchen, die sich in Lösung befinden.
In Photosäuregeneratoren werden häufig Sulfoniumsalze verwendet. Bei den Materialien auf der Verfestigungsseite handelt es sich häufig um Epoxidharze.
Die Substanzen in Photosäuregeneratoren reagieren nicht bei normalem Raumlicht, so dass der Zeitpunkt der Reaktion frei bestimmt werden kann.
Anwendungen von Photosäuregeneratoren
Ein Beispiel für eine Anwendung von Photosäuregeneratoren sind Klebstoffe.
Ein typisches Harz, das in Klebstoffen verwendet wird, ist Epoxidharz. Epoxidharze werden für die Verklebung von Bauteilen in vielen Bereichen verwendet, z. B. für elektronische Bauteile und im Bauwesen, da sie zahlreiche hervorragende Eigenschaften aufweisen, darunter Haltbarkeit, Korrosionsschutz und elektronische Isolationseigenschaften.
Epoxidharze haben Epoxidgruppen in einer zyklischen Struktur im Molekül. Wenn die Epoxidgruppen mit der vom Photosäuregenerator freigesetzten Säure reagieren, härten sie aus und verwandeln sich in einen starken Klebstoff. Je höher die Reaktionstemperatur ist, desto schneller kann die Aushärtung erfolgen.
Funktionsweise von Photosäuregeneratoren
Im Folgenden wird der Mechanismus erläutert, nach dem Photosäuregeneratoren Säure erzeugen und mit Verbindungen reagieren:
Wenn Licht auf den Photosäuregeneratoren trifft, geht dieser in einen angeregten Zustand über. Im angeregten Zustand ist die Energie hoch und die Elektronen sind aktiv in Bewegung. Die aktive Bewegung der Elektronen bewirkt, dass sie sich in positiv geladene Elektronen (Kationen) und negativ geladene Elektronen (Anionen) aufspalten.
Der angeregte Zustand ist instabiler als der normale Grundzustand und kann daher eher mit anderen Stoffen reagieren.
Nachdem das Kation Wasserstoff entzogen hat, wird Wasserstoff auf die anionische Seite übertragen, und es entsteht eine Säure. Die Säure greift den Substituenten auf der reagierenden Seite an, was zu einer Vernetzung und zur Bildung der gewünschten Verbindung führt.
Die meisten Photosäuregeneratoren arbeiten mit Kationen, aber in letzter Zeit hat sich ein Typ herauskristallisiert, der als chemisch verstärkter Typ bekannt ist.
Beim chemisch verstärkten Typ greift die erzeugte Säure die Verbindung nicht direkt an, sondern wirkt als Katalysator, um die Reaktion der Verbindung zu erleichtern.
Chemisch verstärkte Typen werden bei der Herstellung von elektronischen Schaltkreisen verwendet. Ein Resist wird bei der Strukturierung der Schaltung als Film verwendet. Durch die katalytische Wirkung lässt sich der Resist leichter in der Entwicklungslösung auflösen.