L'entreprise chimique japonaise Toray Industries a récemment annoncé le lancement imminent de la production à grande échelle de sa solution de polyimide photosensible STF-1000. Ce matériau vise à améliorer les technologies de micro-usinage, et la société le décrit comme « le résultat d’efforts continus pour repousser les limites de notre technologie propriétaire de photorésist négatif ».

Le STF-1000 permet de réaliser des motifs avec un rapport d’aspect élevé de 36 dans des films atteignant 500 micromètres d’épaisseur. Cette technologie de rapport d’aspect élevé confère aux microstructures des caractéristiques à la fois étroites et hautes, ce qui est crucial pour les applications avancées en électronique et dans les systèmes micro-électromécaniques.

Toray Industries envoie des échantillons à ses clients depuis l’année dernière pour évaluation dans des domaines tels que les composants électroniques et les systèmes micro-électromécaniques. La technologie des systèmes micro-électromécaniques utilise des méthodes de micro-usinage des semi-conducteurs pour intégrer des composants micromécaniques, des capteurs et des actionneurs.

L'innovation de l'entreprise a été récompensée par le prix du développement technologique des jeunes chimistes de la Société chimique du Japon en 2025. Ce prix reconnaît la réussite de Toray à maintenir les avantages du polyimide en matière de résistance à la chaleur et aux produits chimiques, de résistance mécanique, d'isolation et de durabilité aux UV, tout en réalisant des motifs à rapport d'aspect élevé.

Le procédé de photolithographie est à la base du STF-1000. Il consiste à enduire un substrat d'un matériau photosensible, puis à l'exposer pour former des motifs de circuits, générant ainsi des graphiques haute résolution sur de grandes surfaces. Cette technologie est essentielle pour la fabrication de semi-conducteurs, d'écrans à cristaux liquides et de capteurs.

« La demande de miniaturisation et d'intégration dense des composants électroniques stimule le développement des dispositifs à systèmes micro-électromécaniques », a déclaré Toray, soulignant la croissance des besoins en matériaux photosensibles permettant des motifs à rapport d'aspect élevé dans des films épais. Les matériaux traditionnels rencontrent généralement des problèmes de délaminage ou de fissuration au-delà de 200 micromètres.

Toray a relevé ce défi en améliorant la conception des polymères de son photorésist négatif. Le résultat est un matériau en polyimide qui supprime la déformation et la fissuration des motifs, même dans des films épais, permettant d'atteindre un rapport d'aspect allant jusqu'à 36 dans des films dépassant 200 micromètres.

Ce matériau prend en charge divers types de motifs, notamment les vias de semi-conducteurs et les structures de systèmes micro-électromécaniques, et convient également aux panneaux scintillateurs utilisés dans les équipements de contrôle non destructif par rayons X. Les applications futures pourraient inclure les semi-conducteurs avancés et les dispositifs microfluidiques.

En 2025, Toray a également développé le STF-2000, un polyimide photosensible exempt de substances per- et polyfluoroalkylées, destiné aux applications de composants électroniques et de microfluidique.

À l'avenir, Toray prévoit d'utiliser son expertise en chimie organique de synthèse, chimie des polymères, biotechnologie et nanotechnologie pour stimuler le développement de nouveaux matériaux. La société réitère son engagement à fournir une valeur innovante et à contribuer au progrès sociétal.