DE2758575A1

DE2758575A1 - Lichtempfindliches schichtuebertragungsmaterial

Info

Publication number: DE2758575A1
Application number: DE19772758575
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Chem Dr Franke; Markus Dipl Chem Dr Seibel
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1979-07-05
Also published as: JPS6156498B2; FR2413688B1; JPS5492724A; US4389480A; FR2413688A1; GB2012976B; GB2012976A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

KALLE Niederlassung der Hoechst AG K 2603

Wiesbaden-Biebrich

Lichtempfindiiches Schichtübertragungsmaterial

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K 2603 - / -

Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches Schichtübertragungsmaterial mit einer temporären Trägerfolie und einer lichtempfindlichen thermoplastischen Photoresistschicht, die zur trockenen übertragung auf einen permanenten Schichtträger geeignet ist.

Ein derartiges Material ist z. B. aus der USA-Patentschrift 3 469 982 bekannt. Es wird insbesondere für die Herstellung von Ätz- oder Galvanoreserven für kopierte Schaltungen, Tiefdruckformen, zum Formtei1 ätzen und dgl. verwendet und hat für derartige Anwendungen erhebliche Vorteile gegenüber dem sonst üblichen Aufbringen der Photoresistschicht aus einer Lösung. Die Schichtübertragung erfolgt in der Weise, daß die freiliegende oder durch Abziehen eines gegebenenfalls vorhandenen Schutzfilms freigelegte Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht unter Erwärmen und Druck auf die endgültige Unterlage laminiert und der temporäre Träger, im allgemeinen eine transparente Kunststoffolie, nach dem Belichten von der lichtempfindlichen Schicht abgezogen wi rd.

Der erwähnte Schutzfilm, der die Seite der Photoresistschicht abdeckt, die der temporären Trägerfolie abgewandt ist, ist immer dann erforderlich, wenn das Schichtübertragungsmaterial zur Lagerung oder zum Transport zu einem Wickel aufgerollt werden soll. Da das in der Praxis stets erfolgt, ist auch bisher kein technisches Produkt bekannt geworden, das nicht einen derartigen Schutzfilm enthält. Käme beim Aufrollen die ungeschützte Seite der Photo-

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resistschicht unmittelbar mit der Rückseite der Trägerfolie in Kontakt, wäre es nicht mehr möglich, die Photoresistschicht gezielt und zuverlässig von dieser Rückseite wieder

abzulösen.
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Die Verwendung eines Schutzfilms bzw. einer Deckfolie, deren Haftung gegenüber der Photoresistschicht geringer ist als die der Trägerfolie, hat jedoch Nachteile.

Allen bekannten Schichtübertragungsmaterialien bzw. Trockenresists ist gemeinsam, daß als besonders geeignete Deckfolie Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, genannt bzw. verwendet wird. Folien aus diesen Materialien haben aber den Nachteil, da3 sie nicht so dimensionsstabil, stippenfrei, gleichmäßig und beim Kaschiervorgang leicht und faltenfrei zu handhaben sind wie die im allgemeinen als Trägerfolie verwendete Polyesterfolie. Es ist schwierig, aufeinander abgestimmte Folien zu finden, die die geforderten unterschiedlichen Hafteigenschaften und die erforderliche Flexibilität, Transparenz, optische und mechanische Gleichmäßigkeit, Maschinengängigkeit usw. aufweisen, damit vor allem bei der Delaminierung die Resistschicht nicht an der falschen Folie hängenbleibt, andererseits aber nicht so stark haftet, daß beim Abziehen der Trägerfolie die auflaminierte Resistschicht von dem permanenten, zu modifizierenden Träger abgerissen wird. Ferner muß die Trägerfolie so weich und andererseits so steif sein, daß beim Beschneiden des beschichteten und noch mit Folie bedeckten permanenten Trägers, z. B. einer Leiterplatte, keine FoIienrandabhebungen und daraus entstehende Resistschichtdefekte entstehen. Von

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Nachteil sind besonders beim Polyäthylen Ungleichmäßigkeiten, die sich bei der Lagerung in die Resistschicht eindrücken und einen erheblichen ästhetischen und anwendungstechnischen Mangel darstellen können. 5

Aufgabe der Erfindung war es, ein lichtempfindliches Schichtübertragungsmaterial bereitzustellen, dessen lichtempfindliche Schicht bis unmittelbar vor der Verarbeitung vor mechanischen Verletzungen, z. B. Kratzern, vor Staub und vor chemischen Einflüssen geschützt ist und das nicht die Nachteile aufweist, die die Verwendung der handelsüblichen Polyäthylendeckfolie mit sich bringt, z. B. Eindrücke von Ungleichmäßigkeiten (Stippen) der Folie mit Löcherbildung in der lichtempfindlichen Schicht als Folgefehler.

In der älteren Patentanmeldung P 26 58 422 wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, eine zweilagige Photoresistschicht zu verwenden, deren beide Lagen unterschiedliche Haftung gegenüber der temporären Trägerfolie haben. Auf diese Weise wird es ermöglicht, Trägerfolie und Deckfolie aus dem gleichen Material, z. B. aus Polyester, zu wählen.

Die Erfindung geht aus von einem lichtempfindlichen Schichtübertragungsmaterial, bestehend aus einer temporären Trägerfolie und einer damit abtrennbar verbundenen lichtempfindlichen thermoplastischen Photoresistschicht. Das erfindungsgemäße Material ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Trägerfolie gegenüber der Photoresistschicht eine geringere

Haftung hat als die Vorderseite.
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Als Vorderseite der Folie soll hier immer die Seite verstanden werden, die nach dem Abziehen des Materials von der Rolle mit der Photoresistschicht verbunden bleibt.

Das Weglassen der Deckfolie bringt außer dem technischen Vorteil der Vermeidung von Einprägungen und Löchern in der lichtempfindlichen Schicht durch Unregelmäßigkeiten in der Deckfolie auch den Vorteil der Kosten- und Gewichtsersparnis.
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Bei der Verarbeitung des aufgerollten Materials auf einem handelsüblichen Laminiergerät trennt sich die Resistschicht von der sie abdeckenden schwächer haftenden Rückseite der Trägerfolie. Die weiteren Verarbeitungsschritte verlaufen in an sich bekannter Weise. Probleme, die beim Zweifolienmaterial durch die Deckfolie hervorgerufen werden, entfallen bei diesem Verbundaufbau zwangsläufig.

Um eine vollständige und sichere Trennung der Photoresistschicht von der Rückseite der Trägerfolie, die die geringste Haftkraft aufweist, bei der Abrollung vom Wickel zu erzielen, soll die Haftkraftdifferenz der beiden Folienseiten gegenüber der Resistschicht mindestens 8 g/100 mm, bevorzugt 8 bis 50 g/100 mm, betragen; die Haftkraft der am stärksten haftenden Folienseite soll jedoch unterhalb 70 g/100 mm, bevor zugt zwischen 15 und 65 g/100 mm, liegen, damit beim Abziehen der Folie von der z. B. auf Kupfer laminierten und dann belichteten Photoresistschicht diese nicht wieder vom Kupfer abgezogen wird.

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Die vorgenannte Haftkraftdifferenz der beiden Folienseiten kann durch Haftkrafterhöhung der Vorderseite der Trägerfolie, die bevorzugt aus Polyester besteht, in bekannter Weise, z. B. durch Behandlung mit Halogenalkancarbonsäuren, wie Trichioressigsäure, oder haiogenierten Phenolen, durch Vorbeschichtung mit geeigneten Polymeren, insbesondere Acrylatpolymeren, oder durch Coronabehandlung erzeugt werden. Derartige Behandlungsweisen sind z. B. in den folgenden Druckschriften beschrieben: DE-AS 1 166 616, DE-OS 2 403 054, DE-OS 2 438 471, DE-OS 2 335 465, DE-OS 2 034 4C7, DE-OS 2 528 807, DE-OS 2 538 550, DE-OS 1 797 348, DE-OS 1 694 und DE-OS 1 572 147.

Eine geeignete Haftschicht läßt sich z. B. auch aus einem hochmolekularen Mischpolyester auf Basis aromatischer Dicarbonsäuren und aliphatischer Diole mit einen mittleren Holgewicht von 1800 - 20000, wie er als Handelsprodukt bekannt ist, herstellen.

Von Vorteil wirkt sich die Hafterhöhung auch dadurch aus, daß beim Beschneiden der Leiterplatten zuweilen entstehende Pxesi stf 1 i tter an der Folie haften bleiben und nicht als vagabundierende statisch aufgeladene Flitter die Verarbeitungsprozesse stören.

Eine ausreichende Haftkraftdifferenz kann auch durch Erniedrigung der Haftung der Rückseite der Trägerfolie durch einseitige Behandlung der Folie mit Gleit- oder Netzmitteln, insbesondere anionenaktiven oder nichtionogenen Netzmittelη, erreicht werden. Geeignete anionenaktive Netzmittel sind

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Amide oder Ester gesättigter oder ungesättigter höhermolekularer (Cg-C₂₀)-Fettsäuren mit Amino- bzw. Hydroxyalkansulfonsäuren bzw. deren Alkalisalzen, z. B. C₁₈H₃₅COOCH₂CH₂SO₃Na oder C₁₃H₃₅CON(CH₃)CH₂CH₂SO₃Na. Durch diese Behandlung wird zugleich eine antistatische Wirkung und eine bessere Benetzbarkeit der entsprechenden Oberflächen erzielt.

Weitere geeignete Netzmittel sind lineare Alkylarylpolyglykoläther, z. B. Nonylphenylhexaäthylenglykoläther, oder Monoricinusölsäuretriäthanolaminester, dem etwa 10 % eines Dispergiermittels, z. B. eines Äthylenoxid-Fettsäure-Additionsprodukts, zugesetzt werden können, Diisobutenylbernsteinsäurepolyglycerid oder Natriumdiäthoxyäthylsulfosuccinat.

Als Trägerfolien sind die für diesen Zweck bekannten und gebräuchlichen, z. B. die in der USA-PS 3 469 982 angegebenen Materialien geeignet, bevorzugt werden Folien aus Polyestern, insbesondere biaxial verstreckte und thermofixierte Polyäthylenterephthalatfolien.

Die Photoresistschicht kann eine positiv oder negativ arbeitende Schicht sein. Geeignete negativ arbeitende Schichten sind in der genannten US-PS beschrieben, von ihnen werden photopolymerisierbare Schichten aus polymerisierbaren Verbindungen mit mindestens zwei endständigen Vinyl- oder Vinylidengruppen, insbesondere Acryl- oder Methacrylsäureester, polymeren Bindemitteln, insbesondere solchen, die in wäßrigen Alkalien löslich sind, und Photo-

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initiatoren bevorzugt. Geeignete positiv arbeitende Photoresistschichten sind z. B. in der USA-PS 3 782 939 und der DE-OS 2 403 054 beschrieben.

In den folgenden Beispielen stehen Gewichtsteile (Gt) und VoluRiteile (Vt) im Verhältnis von g zu ecm. Prozentzahlen und Mengenverhältnisse sind, wenn nichts anderes angegeben ist, in Gewichtseinheiten zu verstehen.

Beispiel 1

Eine 23,um dicke Polyäthylenterephthalat-Folie wurde einseitig mit einer 10%igen wäßrigen Trichioressigsäurelösung behandelt und bei 135° C getrocknet. Die Haftkraft der behandelten Seite gegenüber der unten angegebenen unbelichteten Photoresistschicht betrug 62 g/100 mm, die der unbehandelten Seite ca. 20 g/100 mm. Die behandelte Seite wurde mit einer Beschichtung nachstehender Zusammensetzung, die nach der Trocknung eine 25,um dicke Schicht ergab, versehen:

173 Gt eines Umsetzungsprodukts von 1 Mol 2,2,4-Trimethylhexamethylen-diisocyanat mit 2 Mol Hydroxyäthylmethacrylat,
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200 Gt eines Terpolymerisats aus n-Hexyl-methacrylat, Methacrylsäure und Styrol,

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6,1 Gt 9-Phenyl-acridin,

0,4 Gt Michlers Keton,

4,6 Gt Triäthylenglykoldimethacrylat und 1,0 Gt eines blauen Azofarbstoffs, erhalten durch Kuppeln von 2,4-Dinitro-6-chlor-benzo1-

diazoniumsalz mit 2-Methoxy-5-acetylamino-N-cyanoäthyl-N-hydroxyäthyl-anilin.

Die beschichtete Trägerfolie wurde bei 135° C getrocknet und dann aufgerollt.

Das Material ließ sich in einem handelsüblichen Laminiergerät problemlos von der Rolle abziehen, wobei die Photopolymerschicht zuverlässig auf der mit Trichloressigsäure vorbehandelten Seite der Folie haftete.

Beispiel 2

Eine zur Erniedrigung der Haftkraft einseitig mit einer 4 %igen wäßrigen Lösung eines anionenaktiven Netzmittels der Formel C₁₈H₃₅COOCH₂CH₂SO₃Na behandelte 23.u dicke Polyäthylenterephthalatfolie wurde auf der Rückseite mit einer Photopolymerschicht der in Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung versehen, dann bei 135° C getrocknet und aufgerollt.

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Claims

HOECHST AKTIE N G ESELLSC H AFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG K 2603 -/' - 28. Dezember 1977 WLK-Dr.N.-ur Patentansprüche

1. Lichtempfindliches Schichtübertragungsmaterial, bestehend aus einer temporären Trägerfolie und einer damit abtrennbar verbundenen lichtempfindlichen thermoplastischen Photoresistschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Trägerfolie gegenüber der Photoresistschicht eine geringere Haftung hat als die Vorderseite.

2. Schichtübertragungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Vorderseite der Trägerfolie gegenüber der Photoresistschicht nicht größer als 70 g/ 100 mm und die Differenz der Haftung von Vorder- und Rückseite mindestens8g/100mmist.

3. Schichtübertragungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Vorderseite der Trägerfolie gegenüber der Photoresistschicht durch eine Behandlung mit einem Haftvermittler erhöht worden ist.

4. Schichtübertragungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Rückseite der Trägerfolie durch Behandeln mit einer Netzmittel lösung erniedrigt worden ist.

5. Verfahren zur übertragung einer lichtempfindlichen Photoresistschicht von einem temporären auf einen permanenten Schichtträger, bei dem man ein Schichtübertragungsmaterial aus einer temporären Trägerfolie und einer damit abtrennbar ver bundenen lichtempfindlichen thermoplastischen Photoresist-

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schicht unter Druck auf den permanenten Träger laminiert und die temporäre Trägerfolie von der Photoresistschicht abzieht, dadurch gekennzeichnet, daß man eine temporäre Trägerfolie verwendet, deren Rückseite eine geringere Haftung gegenüber der Photoresistschicht aufweist als die Vorderseite.

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