DE2944097A1

DE2944097A1 - Zusammengesetzte beschichtungsmaterialien

Info

Publication number: DE2944097A1
Application number: DE19792944097
Authority: DE
Inventors: Robert William Courtney; Stephen John Parker; Alan Charles Threadgold
Original assignee: Coates Brothers and Co Ltd
Current assignee: Coates Brothers and Co Ltd
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1980-05-14
Also published as: NO159729C; HK75587A; SE7909024L; NO793475L; BR7907098A; FR2440978B1; SE445647B; JPS5562976A; JPS6032360B2; NO159729B; IT7912796A0; DK460579A; IT1124219B; DE2944097C2; FR2440978A1; CH645395A5

Description

WOLLSTÄNDIGE SPEZIFIZIERUNG der Erfindung des britischen Unternehmens COATES BROTHERS & COMPANY LIMITED, Easton Street, Rosebery Avenue, London U.C.1,

unter der Bezeichnung:

"Zusammengesetzte Beschichtungsmaterialien"

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ZUSAMWENGESETZTE BESCHI CHTUNGShATERI ALI EN 2944097

Diese Erfindung betrifft die Verbesserung won zusammengesetzten Beschichtungsmaterialien, vor allem Materialien für die Herstellung photopolymerisierbarer Beschichtungen auf einer Unterlage.

Zum Aufbringen elektrischer Bauteile auf einen gedruckten Schaltkreis, der von einer ein bestimmtes Muster aufweisenden Schicht eines elektrisch leitenden Metalls (gewöhnlich Kupfer) überdeckt ist und dessen Unterlage nicht elektrisch leitend ist (gewöhnlich eine mit Kunststoff imprägnierte Unterlage), wird eine Lötabdeckschicht mit einem bestimmten Muster auf die Platine aufgebracht, so daß Teile des Metallbeschichtungsmusters freiliegen und die derart beschichtete Platine so mit Schmelzlötmasse in Berührung kommt, daß die Lötmasse auf den freiliegenden Teilen der Metallbeschichtung haften bleibt. Bevor die Platine mit der Lötmasse in Berührung gebracht wird, werden die elektrischen Bauteile gewöhnlich auf der anderen Platinenseite mit elektrisch leitenden Elementen aufgebracht und won dort aus durch Löcher in der Platine an die freiliegenden Teile des Metallschichtmusters geführt.

Nach dieser Erfindung wurde nun festgestellt, daß sich eine Lötabdeckung in einem bestimmten Muster aus einer photopolymeriaierbaren Materialzusammensetzung formen läßt, die ein festes oder halbfestes Reaktionsprodukt aus einem Polyepoxid und einer aethylen-ungesättigten Carboxylsäure, einen entsprechenden Photopolymerisierungsinitiator und ein inertes, anorganisches Füllmittel enthält,und zwar durch Behandlung einer Schicht aus diesem Material mit aktinischer Strahlung durch eine geeignete, transparente Unterlage, die ein undurchsichtiges Musterbild aufweist.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird demnach folgende Zusammensetzung für die Herstellung photopolymerisierbarer Beschichtungen vorgestellt:

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• t -

a) Ein aethylen-ungesättigtes, polymerisierbares Reaktionsprodukt aus einem Polyepoxid und einer aethylen-ungesättigten Carboxylsäure,und zuar fest oder halbfester Konsistenz;

b) ein inertes, anorganisches Füllmittel. Füllmittel und Reaktionsprodukt sind in einem Verhältnis von 20 bis 65 Geuichteteilen Füllmittel zu 80 bis 35 Gewichtsteilen Reaktionsprodukt vorhanden;

c) ein photopolymerisations-Initiator für das polymerisierbare Reaktionsprodukt; und

d) ein flüchtiges, organisches Lösungsmittel für das polymerisierbare Reaktionsprodukt.

Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Ausbildung einer photopolymerisierbaren Beschichtung auf einer Unterlage vor, und zuar durch Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung nach vorstehender Definition auf die Unterlage und durch Trocknen infolge Verdampfens des flüchtigen organischen Lösungsmittels.

Ein wichtiger Bestandteil des zusammengesetzten Beschichtungsmaterials der Erfindung ist das Reaktionsprodukt aus einem Polyepoxid und einer aethylen-ungesättigten Carboxylsäure, gewöhnlich Akrylsäure oder Methakrylsäure, die nachstehend einfach als "Epoxy-Akrylat" bezeichnet wird. Das Epoxy-Akrylat sollte bei Raumtemperatur fest oder halbfest sein und sollte z. B. einen Erweichungspunkt (nach der britischen Normenspezifizierung Nr. 4692 aus 1971) von mindestens 5 C, vorzugsweise mindestens 3O⁰C, aufweisen. Das Epoxy-Akrylat ist eine aus der Reaktion eines Polyepoxids mit einer aethylen-ungesättigten Carboxylsäure oder mit einem entsprechenden Reaktionsprodukt gewonnene Substanz.

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Es sollte sich um ein aromatisches Polyepoxid handeln. Jedes derartige Polyepoxid kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß sich aus seiner Reaktion mit der aethylen-ungesättigten Säure ein bei Raumtemperaturen festes oder halbfestes Produkt ergibt. Aromatische Polyepoxide sind Polyepoxide, die phenylgruppen (Polyphenyl-Polyepoxide) enthalten, etwa Polyepoxyde aus der Reaktion von Bi-Phenolen, vor allem vielkerniger BiPhenole, etua Biphenol-A, mit Epichlorhydrin oder mit epoxidierten Phenyl-Novolacs, uobei das erstere gewöhnlich bevorzugt wird. Aromatische Polyepoxide sind allgemein bekannt und werden z. B. in "Chemistry of Organic Film Formers", Soloman D. H., 2. Auflage, Krieger Publishing, 1977, auf den Seiten 188, 189 und 192 beschrieben. Geeignete Epo*y-Akrylate können hergestellt werden, indem man ein aus der Reaktion von Biphenol A mit Epichlorhydrin hervorgegangenes Polyepoxid mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 150Ü, bevorzugt zwischen 4OU und 850, mit einer Cr, - C^ alpha- und betaaethylen-ungesättigten Monokarboxylsäure reagieren läßt.

Der zweite wichtige Bestandteil der Zusammensetzungen nach der Erfindung ist ein inertes, anorganisches Füllmittel. In Pulver- oder fein verteilter Form dient es der Erhöhung der Festigkeit des Materials beim Einsatz als Lötabdeckung gegenüber Uärme oder Uärmeschocks, wie sie beim Kontakt zwischen dem behandelten Material und der Schmelzlötmasse auftreten. Uird das Beschichtungsmaterial bei der Herstellung von Lötabdeckungen benutzt, sollte das Füllmittel nicht gegen Verformung durch Uärme anfällig sein, wie sie bei der Berührung mit Schmelzlötmasse auftritt. Geeignete Füllmittel sind z.B. Barytweiss, Aluminiumhydrat, Porzellanerde, Kalziumkarbonat (beschichtet oder unbeschichtet) und mikronisiertes Talkum oder entsprechende Gemische. Das Gewichtsverhältnis von Füllmittel zu Epoxy-Akrylat beträgt 20 - 65 zu 80 - 35, bevorzugt zwischen 25 und 55 zu 75 und 45, am besten jedoch zwischen 30 und 45 zu 70 bis 55.

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Um eine allgemein nicht klebende Beschichtung mit dem zusammengesetzten Material (nach folgender Beschreibung) zu erzielen, ist beim Gebrauch weniger fester Epoxy-Akrylate (d. h. solcher mit niedrigeren Erweichungstemperaturen) eine größere Menge anorganischer Füllmittel - natürlich aus der Vielzahl der genannten Möglichkeiten- vorzuziehen.

Der in den Zusammensetzungen der Erfindung verwendete Photopolymerisierungs-Initiator dient der Einleitung der Polymerisierung des Epoxy-Akrylats, wenn das Material nach dem Aufbringen auf eine Unterlage aktinischer Strahlung ausgesetzt wird. Es gibt viele bekannte Photopolymerisierungs-Initiatoren, etwa Benzoin-Äther und Anthrachinon-Nebenprodukte. Bevorzugte Initiatoren für die Zusammensetzungen nach der Erfindung sind Phenylketon-Inijbiatoren, Z₀ B. Benzophenon, Azetophenon oder Mischlers Keton oder entsprechende Gemische. Der Initiator soll im Material möglichst in einer Menge zwischen 1 und 20 Gew. %_t bevorzugt jedoch zwischen 5 und 15 Gew. % - auf der Basis des Epoxy-Akrylatgewichts - vorhanden sein.

Die Zusammensetzungen der Erfindung enthalten außerdem ein flüchtiges organisches Lösungsmittel für das Epoxy-Akrylat, wobei das letztere in dem Mittel gelöst wird. Geeignete Lösungsmittel sind z. G. das niedrigerwertige Carboxylsäure-Ester niedrigerwertigerer Alkohole (z. B. Isopropylazetat), niedrigerwertige Dialkyläther (z. B. Diaethyl-Ather), Ketone (z. B. Azeton oder Methylethylketon) oder, bevorzugt, Hydroxy-Akryl-Äther wie etwa die unter den Handelsbezeichnungen "Cellosolve" oder "Butyl Cellosolve" (Aethylenglykol-Monoaethyläther und Aethylenglykol-Monobutyläther) erhältlichen.

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Die Menge des in einem Beschichtungsmaterial nach der Erfindung vorhandenen organischen Lösungsmittels nach dem Aufbringen auf eine Unterlage (z. B. auf einen gedruckten Schaltkreis) hängt in gewissem Umfang won der Art des Verfahrens ab, nach dem das Material auf die Unterlage aufgebracht uerden soll. Soll das Material z„ B. durch ein Rasterdruckv/erfahren auf die Unterlage aufgebracht uerden, so kann es bis zu 50 Geu. % flüchtiges Lösungsmittel enthalten, uogegen bei einem lagenweisen Auftragen bis zu 75 Geu. % flüchtiges organisches Lösungsmittel erlaubt sind. Die Zusammensetzungen der Erfindung können ohne weiteres weniger Lösungsmittel enthalten, als nach dem Auftragverfahren notwendig wäre; das benötigte zusätzliche Lösungsmittel kann dem Material dann vor dem Auftragen zur Verdünnung zugesetzt werden. Auf jeden Fall sollte die Zusammensetzung ausreichend flüchtiges organisches Lösungsmittel zum Auflösen des Epoxy-Akrylats enthalten, d. h. vor der genannten Verdünnung am besten bis zu 35 Gew. %.

Die Beschichtungsmaterialien der Erfindung enthalten nach Möglichkeit auch einen Farbstoff, z. B. einen organischen Farbstoff wie chloriniertes Phtalozyan-Pigment, damit die Zusammensetzung beim Aufbringen auf die Unterlage ein sichtbares Bild hinterläßt. Solche Farbstoffe sind möglichst in Mengen bis zu 5 Gew_o % - auf der Grundlage der Gewichte von Epoxy-Akrylat, Füllstoff und Initiator - vorhanden, bevorzugt jedoch zwischen Q,5 und 2 Gew. %, Die Beschichtungsmaterialien der Erfindung können auüerdem schaumhemmende Mittel enthalten, etwa Silikonöle, die die Auftrageigenschaften verbessern. Schaumhemmende Mittel dürfen in gleichen Mengen vorhanden sein, wie sie für Farbstoffe angegeben wurden.

Die Materialien der Erfindung enthalten zwar Epoxy-Akrylat als wichtigsten photopolymerisierbaren Beetandteil, sie

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können jedoch auch weitere photopolymsiisierbare Stoffe enthalten, z. B. Ester von Mono- oder Poly-Uasserstoff-Alkoholen mit aethylen-ungesättigten Carboxylsäuren, bzw. Akryl- oder Methakrylsäure, sowie flüssige Epoxy-Akrylate. Derartige weitere photopolymerisierbare Stoffe sind indessen nicht wesentlich; werden sie verwendet, so sollen sie möglichst in kleineren Mengen gegenüber Epoxy-Akrylat eingesetzt werden, d. h. mit weniger als 25 Gew. %, bevorzugt jedoch unter 10 Gew. % des festen oder halbfesten Epoxy-Akrylats.

Ein Material nach der Erfindung wird zur Herstellung einer photopolymerisierbaren Beschichtung auf einer Unterlage verwendet, und zwar durch Aufbringen des Materials auf die Unterlage nach einem beliebigen Verfahren, z. B. durch Rasterdruck, lagenweise Beschichtung oder Rollbeschichtung, wonach man die Schicht trocknen läßt, bis daß sie nicht mehr an einer Fläche kleben kann, die mit ihr in Berührung kommen könnte. Gewöhnlich wird das Trocknen durch Erhitzen der aufgetragenen Beschichtung beschleunigt.

Die Beschichtung kann dann polymerisiert werden, indem man sie aktinischer Strahlung aussetzt, z. B. einer Quecksilberdampflampe.

Uie bereits erwähnt, eignet sich die Beschichtung mit einer Zusammensetzung nach der Erfindung vor allem zur Herstellung einer Lötabdeckung flir gedruckte Schaltkreise.

Demnach besteht eine weitere AusfUhrungsform der Erfindung in einem V/erfahren zur Ausbildung eines Lötmusters auf einer Schicht auβ elektrisch leitendem Metall, das einer elektrisch nicht leitenden Unterlage aufliegt, und zwar durch Beschichtung des Metalls mit einer Abdeckung in einem bestimmten Muster, wodurch bestimmte Teile der Metallfläche mit der Lötabdackbeschichtung Überzogen werden, andere Teile der

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l^vietallfläche jedoch freibleiben; hierbei wird die mit Lötabdeckbeschichtung überzogene Metallflache mit Schmelzlötmasse in Berührung gebracht, uodurch die Lötmasse an den unbeschichteten Teilen der Fletallflache haftet. Die Lötabdeckbeschichtung wird durch die durch aktinische Strahlung bewirkte Polymerisierung einer photopolymerisierbaren Schicht gebildet, die durch Aufbringen eines Beschichtungsmaterials nach der Erfindung auf die Metallfläche und anschlieGendes Trocknen hergestellt uurde.

Ein derartiges Verfahren umfaßt folgende Schritte:

a) Überziehen einer Schaltplatine, die ein Flächenmuster aus leitendem Metall aufweist (nachstehend einfach als Kupfer bezeichnet), mit einer Schicht aus dem Material der Erfindung, und zwar zumindest der Kupferfläche, z. B„ durch Rasterdruck- oder lagenweise Beschichtung; im zuletzt genannten Fall überzieht die Beschichtung der Erfindung die gesamte Fläche der Platine.

b) Einwandfreies Trocknen der aufgebrachten Beschichtung,

d. h. durch Verdampfen des flüchtigen organischen Lösungsmittels .

c) Behandlung der beschichteten Platine mit aktinischer Strahlung durch eine Schablone des gewünschten Lötmusters (d. h. gewöhnlich durch ein Negativ bzw. Photonegativ, deren lichtdurchlässige Bereiche den nicht zu lötenden Bereichen des gewünschten Lötmusters bzw. deren lichtundurchlässige Partien den zu lötenden Bereichen des gewünschten Lötmusters entsprechen). Hierdurch werden die exponierten Teile der Beschichtung behandelt bzw. das darin befindliche photopolymerisierbare Material wird photopolymerisiert.

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d) Entfernen der nicht exponierten Bereiche der Beschichtung durch ein entsprechendes Lösungsmittel, z. ü. durch ein
Keton, etwa Cyclohexanon, oder durch ein halogenisiertes organisches Lösungsmittel, etwa Methylenchlorid oder Trichloraethylen.

e) Zusammenbringen der Platine mit dem üeschichtungsbild im gewünschten Muster mit Schmelzlötmasse, z. B. in Form einer sogen. Löt-"Standwelle", wodurch die Lötmasse im gewünschten Muster auf die Platine aufgebracht wird.

Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Schaltkreisen mit einer Lötabdeckung in bestimmtem Muster mit einem
hohen Grad der Definition und Genauigkeit, da die Behandlung mit aktinischer Strahlung durch_/ eine Schablone hindurch gewöhnlich eine hohe Genauigkeit und Abgrenzung ergibt. Dies
ist wichtig, da die Gesamtgröße von Schaltkreisen - und damit auch die GröQe der einzelnen Bestandteile des Lötabdeckmusters - immer kleiner wird. Diese Entwicklung hat sich in jüngster Zeit ergeben.

Der Schaltkreis mit in bestimmtem Muster aufgetragener
Kupferschicht, der als Ausgangsmaterial für Schritt (a) des oben beschriebenen Verfahrens benutzt wird, kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, entweder nach dem sog.
"subtraktiven" oder dem sog. "additiven" Verfahren.

Nach dem subtraktiven Verfahren wird zunächst ein Plättchen (Kupferschicht auf nicht leitender Unterlage) mit dem Positivmuster einer säurefesten Beschichtung überzogen; das
freiliegende Kupfer wird dann mit einer geeigneten Säure
weggeätzt (z. B. mit Salzsäure); das übrige Kupfer wird
durch Entfernen der säurefesten Beschichtung freigelegt.
Eine Schicht aus säurefestem Material kann nun bekanntlich
durch Beschichtung in bestimmtem Mustsr, etwa durch Raster-

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druck oder durch überziehen des Kupfers,mit einer Lage lichtempfindlichen Materials überzogen werden. Anschließend wird diese Schicht durch ein Positiv- oder Negativ-Bild des gewünschten Kupfermusters einer Lichtquelle ausgesetzt, je nachdem, ob es sich bei der Beschichtung um eine sogen, positive oder negative Abdeckung handelt. Anschließend werden die entwicklungsfähigen (d. h. nicht im Lösungsmittel löslichen) Teile des Bildes mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt.

Die Zusammensetzungen der Erfindung selbst eignen sich vorzüglich zur Verwendung als negative Abdeckung, d. h. als Abdeckung, deren freiliegende Teile so behandelt werden, daß sie eine unlösliche Beschichtung ergeben. Die mit einer Kupferlage in bestimmtem Muster versehenen Schaltplatinen können demnach so gefertigt werden, daß eine kupferüberzogene Unterlage mit einem Material der Erfindung beschichtet und dann getrocknet wird. Die trockene Beschichtung wird dann aktinischer Strahlung durch ein Positiv mit dem gewünschten Nüster der Kupferschicht hindurch behandelt, wonach der unbehandelte Teil der Beschichtung mit einem entsprechenden Lösungsmittel entferntund anschließend die beschichtete Platine geätzt wird. Die behandelte Schicht kann dann mit einem entsprechenden Lösungsmittel, z. B. IM-Methyl-Pyrolidon, abgewaschen werden. Abschließend kann die Platine, wie vorstehend beschrieben, mit der Lötschicht im gewünschten Muster überzogen werden.

Getrocknete, jedoch unbehandelte Beschichtungen aus dem Material der Erfindung sind gegenüber den Ätzsäuren unempfindlich, durch die der Kupfer entfernt wird, und deshalb kann die Schaltplatine, die ein Mus ter in Kupfer trägt, auch gefertigt werden (z. B. durch Rasterdruck), indem man eine Musterbeschichtung aus dem Material der Erfindung auf eine mit Kupfer überzogene, nicht leitende Unterlage druckt, die Schicht trocknen läßt und dann das freiliegende Kupfer von

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der Platine wegätzt. Um dann eine Lötschicht mit Muster auf dar Platine zu erhalten, braucht man sie lediglich aktinischer Strahlung durch ein Positiv mit dem Lötmuster (nach Beschreibung unter Stufe c) auszusetzen, ohne daß eine weitere Beschichtung mit dem Material der Erfindung nötig wäre; anschließend kann zu den beschriebenen Stufen (d) und (e) übergegangen werden. Auf Uunsch kann eine weitere Schicht aus dem Material der Erfindung auf die Platine aufgebracht werden, bevor sie in.der unter Stufe (c) beschriebenen Ueise aktinischer Strahlung ausgesetzt wird.

Beim additiven Verfahren zur Fertigung der platine, die eine Kupferauflage mit Muster trägt, wird zunächst eine nichtleitende Unterlage mit aktivierendem Material für eine sogen, unelektrische Verkupferungslösung überzogen; dann wird die Platine mit dem Negativmuster der Uiderstandsbeschichtung versehen und anschließend in eine unelektrische Verkupferungslösung eingetaucht, so daß sich eine Kupferschicht auf den freiliegenden Teilen der Platine bildet, d. h. dort, wo keine Lötabdeckung ist. Auch hier kann das Material der Erfindung für die Abdeckschicht verwendet werden, z. B. durch Beschichtung der aktivierten Platine mit der Materialzusammensetzung, wonach man sie trocknen läßt und aktinischer Strahlung durch ein entsprechendes Positiv des Schaltmusters aussetzt, so daß der exponierte Teil der Schicht lichtgehärtet wird, während der nicht exponierte Teil anschließend mit geeignetem Lösungsmittel entfernt wird.

Wenn die Zusammensetzungen der Erfindung lichtempfindlich sind, so sind sie dennoch nicht wirklich empfindlich gegenüber gedämpftem Licht oder gegen Licht einer Wellenlänge über 420 Nanometer. Daher kann das erste Auftragen der Beschichtung auf die Unterlage bei Licht durchgeführt werden (wenn auch natürlich nicht bei Licht mit starker aktinischer Strahlung).

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Zum vollen Verständnis der Erfindung werden die folgenden Beispiele - lediglich zur Veranschaulichung - gegeben. Hierin sind alle Anteile und Prozentsätze nach Gewicht angegeben, wenn nicht Gegenteiliges gesagt wird.

Vorbereitunqsbeispiel A Herstellung von Epoxy-Akrylat

86,3 Teile eines Biphenol-A/Epichlorhydrin-Polyepoxids im Festzustand (Handelsmarke "Epikote 1001") wurden in ein Reaktionsgefau gegeben, das mit einem Rührwerk ausgestattet war, und zwecks Schmelzens des Polyepoxids darin erhitzt. Dann wurden 13,7 Teile eisartige Akrylsäure (mit Zusatz von Ü,25 /ü - auf der Basis des Gesamtgewichts von Polyepoxid und Säure - Triphenylphosphin und von 0,2 % -auf der Basis des Gesamtgewichts von Polyepoxid und Säure - eines phenolhaltigen Polymerisierungshemmers) in das Gefäß gegeben.

Das Reaktionsgemisch wurde bei 120 - 130°C gerührt, bis daß sein Säurewert auf 10 mg KüH/gm (97 Stunden bei 125°C) gefallen war. Dann wurde das Produkt aus dem Gefäß entleert und gekühlt und ergab eine bei Raumtemperatur feste Substanz, deren Erweichungspunkt zwischen 64 und 67,5°C lag.

Vorbereitungsbeispiel B

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 ließ man ein Teil Epoxy eines handelsüblichen Epoxy-Novolakharzes (Dow Epoxy Novolak DEN 438) mit einem Teil eisartiger Akrylsäure reagieren, bis daß ein Säurewert von 8,5 mg KOH/gm erreicht war. Das Produkt war eine viskose, halbfeste Substanz, deren Erweichungspunkt bei ca. 10°C lag.

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Beispiel 1

60 Teile des Produkts von Beispiel A uurden in 40 Teilen Butyl-Cellosolve gelöst, um eine Farbstoffträgersubstanz I zu erhalten.

Aus Folgendem uurde ein Abdeckfarbstoff hergestellt:

Phtalogrün-Pigment 0,5 Teile

Mikronisiertes Talcum 20,0 Teile

Trägersubstanz I 73,5 Teile

Irgacure 651 (ein durch Ciba-Geigy her- 5,0 Teile gestellter Photopolymerisierungsinitiator; Dimethoxyphenylazetophenon) Silikon MS 200/100 (ein von Dou Corning 1,0 Teile Ltd. hergestellter Silikonschaumhemmer)

Der Farbstoff uurde mit 5 % Butyl Cellosolve verdünnt und durch Rasterdruck mit einem Sieb von 77 Maschen/cm über die ganze Oberfläche eines sauberen, mit Kupfer überzogenen Epoxyplättchens aufgebracht, auf dem das Kupfer bereits in Form eines Schaltmusters vorhanden uar. Das beschichtete Plättchen uurde 5 Minuten lang (bei 120°C) in einen Infrarot-Trockner gelegt, damit die Schicht nicht mehr klebte. Nach dem Trocknen uurde ein Positiv des benötigten Lötmusters über die Beschichtung gelegt und die sich ergebende Kombination zum Härten UU-Strahlung ausgesetzt, durch Vorbeiziehen unter zuei 80 Uatt/cm Mitteldruck-Quecksilberdampflampen mit einer Geschuindigkeit von 160 cm/min. Nach dem Härten uurde das Positiv entfernt und das Lötmuster durch Abuaschen mit Trichlorethylen entuickelt. AbschlieQend uurde die Platine abgespült (mit CECM Solders "Superspeed 17" Spülmittel) und getrocknet. Die abgespülte Platine uurde dann über eine Standuelle aus Schmelzlötmasse bei ca. 260 C geleitet.

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Das Ergebnis war ausgezeichnet. Die Lötstellen waren genau placiert, und die Beschichtung war lötunempfindlich.

Beispiel 2

70 Teile Beckopox WEN 37/1 (ein handelsübliches, festes Epoxy-Akrylat mit Erweichungspunkt bei 58 - 63 C) wurden in 30 Teilen Butyl Cellosolve gelöst, um eine Farbstoffträgersubstanz II zu gewinnen.

Der Abdeckfarbstoff bestand aus folgendem:

Phtalogrün-Pigment 1,0 Teile

Barytweiss 25,0 Teile

Trägersubstanz II 69,0 Teile

Hischlers Keton 1,0 Teile

Benzophenon 3,0 Teile

Silikonöl 1,U Teile.

Der Farbstoff wurde mit 15 y_a Butyl Cellosolve verdünnt und durch Rasterdruck mit einem Mustersieb von 77 Maschen/cm auf ein sauberes, mit Kupfer überzogenes Phenolplättchen aufgebracht,um das Bild des benötigten Schaltmusters zu erhalten. Diese Beschichtung wurde durch 4 Minuten langes Erhitzen auf 120 C getrocknet. Die Platine wurde in ein Säureätzbad (17 Teile konzentrierte Salzsäure, 3 Teile UoI. /a Uasserstoffsuperoxydlösung, 80 Teile Leitungswasser) bei 4O⁰C gelegt, um überschüssiges Kupfer zu entfernen. Dann wurde die Platine gespült und getrocknet. Die Beschichtung war gegenüber dem Säureätzmittel unempfindlich und ergab sehr saubere Spurkanten.

Die so gewonnene Platine, die Kupfer im Schaltmuster mit bereits vorhandener Beschichtung nach der Erfindung enthielt, wurde dann zusammen mit einer Schablone des benötig-

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ten Lötmusters in einen Belichtungsrahmen gelegt und nach Beschreibung in Beispiel 1 UV-Strahlung ausgesetzt. Die exponierte Beschichtung uurde entwickelt nach dem Entfernen des Positivs durch Abwaschen mit Methylenchlorid. Die Platine wurde dann nach Beispiel 1 gespült und über eine Standwelle aus Schmelzlötmasse bei 260 C geleitet. Die Lötstellen waren genau placiert und die Beschichtung war lötunempfindlich.

Beispiel 3

65 Teile des Produkts yon Beispiel A wurden in 35 Teilen Cellosolve gelöst, um eine Trägersubstanz III zu erhalten.

Der Abdeckfarbstoff bestand aus folgendem:

PhtalogrUn-Pigment 1,0 Teile

Mikronisiertes Talcum 12,0 Teile

Tonerdehydrat 12,0 Teile

Trägersubstanz III 69,0 Teile

Benzil (ein von A.B.M. Chemicals 5,0 Teile hergestellter Photoinitiator)

Antifoam A 1,0 Teile

(ein von Dow Chemicals hergestelltes Silikonöl).

Der Farbstoff wurde mit 10 % Cellosolve verdünnt und dann, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingesetzt. Die Ergebnisse waren im wesentlichen die gleichen.

Beispiel 4

60 Teile Beckopox VEN 37/1 wurden in 40 Teilen Butyl Cellosolve gelöst, um eine Farbstoffträgersubstanz IV zu erhalten,

Der Abdeckfarbstoff bestand aus folgendem:

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Phtalogrün-Pigment 0,5 Teile

Clikronisiertes Talcum 30,0 Teile

Trägersubstanz IV 63,5 Teile

Irgacure 651 5,0 Teile

Silicon-Schaumhemmer 1,0 Teile.

Der Farbstoff uurde mit 10 % Butyl Cellosolve verdünnt und im Rasterdruck mit einem Sieb von 77 Maschen/cm über die gesamte Fläche eines sauberen, mit Kupfer überzogenen Phenolplättchens bedruckte Die Schicht uurde in einem Infrarot-Trockner (bei 120°C) getrocknet und dann mit dem Negativ des benötigten Schaltmusters in einen Belichtungsrahmen gelegt. Das Schaltmuster uurde, nach Beispiel 1, UV-Strahlung ausgesetzt, und die nicht exponierten Bereiche der Beschichtung uurden nach dem Entfernen aus dem Rahmen durch Waschen mit Methylchlorid entuickelt.

Die Platine uurde dann in ein Säureätzbad (uie in Beispiel 2 beschrieben) bei 40 C gelegt, uodurch das freiliegende Kupfer entfernt uurde. Nach dem Spülen und Trocknen der Platine uurde der Kupferschaltkreis mit einer gehärteten Schicht aus dem Material der Erfindung versehen. Die Beschichtung uar ätzfest und ergab sehr saubere Spurkanten. Die Platine uurde dann in ein Bad mit N-Methylpyrrolidon gelegt und die behandelte Beschichtung entfernt.

Danach uurde die Platine gereinigt und noch einmal,unter Veruendurig des Siebs von 77 Maschen/cm, mit einer Farbstoffschicht über die ganze Oberfläche bedruckt. Dann wurde sie, uie vorstehend, getrocknet und mit der Positivschablone des benötigten Lötmusters im Belichtungsrahmen in Kontakt gebracht, worin sie gemäG vorstehender Beschreibung UV-Strahlung ausgesetzt uurde. Die nicht exponierten Bereiche der Beschichtung uurden durch Abuaschen mit Methylenchlorid entuickelt.

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Die entwickelte Platine wurde dann nach Beispiel 1 gespült und über eine Standwelle aus Schmelzlötmasse bei 260 C geleitet. Die Platine wies daraufhin genaue Spurkanten und Lötstellen auf. Die Beschichtung war lötfest, ohne /\nzeichen von Mängeln.

Beispiel 5

Ein Farbstoff wurde aus Folgendem hergestellt:

Produkt von Vorbereitungsbeispiel B 48,5 %

Phtalogrün-Pigment 0,5 ^

Mikronisiertes Talcum 30,0 %

Butyl Cellosolve 15,0 <fa

Irgacure 651 5,0 /Ό

Silikonöl ' 1,0 >i.

Der Farbstoff wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet, mit Ausnahme dessen, daß die abgespülte Platine durch Eintauchen in ein Bad aus Schmelzzinn/Blei gelötet wurde, das 10 see. lang auf 260 C gehalten wurde. Die behandelte Beschichtung wies eine gute Lötfestigkeit auf.

Beispiele 6 und 7

Farbstoffe wurde nach folgenden Formeln hergestellt:

Phtalogrün-Pigment Plikronisiertes Talcum Trägersubstanz II (wie in Beispiel 4 beschrieben) Flüssiges Akrylat 1⁺ Flüssiges Akrylat 2⁺⁺ Irgacure 651
Silikonöl

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Beispiel 6	%	Beispiel 7
0,5	%	0,5 >0
30,0	%	30,0 %
53,5	%	5B,5 %
10,0		—
-	%	5,0 %
5,0	%	5,0 %
1,0	1,0 %.

beide Farbstoffe uurde, uie in Beispiel 5 beschrieben, weruendet und uiesen eine gute Lötfestigkeit auf.

Flüssigakryl 1 uar ein Triakrylat eines oxypropylierten Trimethylol-Propans.

⁺⁺ Flüssigakryl 2 uar das Reaktionsprodukt, nach dem Verfahren des Uorbereitungsbeispiels A, aus der Reaktion von ü,35 Teilen tpoxy einer 11 yjigen Lösung eines Biphenol A/Epichlorhydrin-Polyepoxids in Üutylglycidyl-Äther mit ü,33 Teilen eisartiger Akrylsäure.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Eine Materialzusammensetzung zur Herstellung durch Licht bearbeitbarer Geschiehtungen, dadurch gekennzeichnet, dab sie besteht aus

(a) einem aethylen-ungesättigten, polymerisierbaren Reaktionsprodukt aus einem aromatischen Polyepoxid mit einer aethylen-ungesättigten Carboxylsäure, uobei das Produkt fest oder halbfest ist;

(b) einem inerten, anorganischen Füllstoff, uobei der Füllstoff und das genannte polymerisierbare Reaktionsprodukt in einem Geuichtsverhältnis won 20 bis 65 Geuichtsteilen Füllstoff zu 8D bis 35 Geuichtsteilen polymerisierbaren Reaktionsprodukts vorhanden sind;

(c) einem Photopolymerisierungs-Initiator für das genannte polymerisierbare Reaktionsprodukt, und

(d) einem flüchtigen, organischen Lösungsmittel für das polymerisierbare Reaktionsprodukt.

2. Eine Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerisierbare Reaktionsprodukt einen Erweichungspunkt von mindestens 5 C, bevorzugt von mindestens 30 C hat.

3. Eine Materialzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daü das aromatische Polyepoxid aus der Reaktion eines Biphenols mit Epichlorhydrin geuonnen wurde.

4. Eine Materialzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daQ das aromatische Polyepoxid aus der Reaktion von Biphenol A mit Epichlorhydrin gewonnen wurde und ein Molekülgeuicht zwischen 400 und 1500 besitzt.

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5. Eine Materialzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem aromatischen Polyepoxid um epoxidiertes Phenyl-Novolac-Harz handelt.

6. Eine Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der aethylen-ungesättigten Carboxylsäure um eine C, - Cg alpha-beta-aethylen-ungesättigte Monocarbonoxylsäure handelt, z. U. um Akrylsäure oder f'lethakrylsäure.

7. Eine Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Geuichtsverhältnis des inerten, anorganischen Füllstoffs zum polymerisierbaren Reaktionsprodukt 25 - 55 zu 75 - 45, bevorzugt

30. - 45 zu 7U - 55 beträgt.

Θ. Eine Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photopolymerisierungs-Initiator ein oder mehrere Phenylketone umfaßt.

9. Eine Materialzusammenöetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photopolymerisierungs-Initiator in einer Menge zwischen 1 und Geu. /o vorhanden ist, bevorzugt jedoch zwischen 5 und 15 Geu. %, auf der Basis des Geuichts des polymerisierbaren Reaktionsprodukts.

10. Eine Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, uobei das flüchtige organische Lösungsmittel ein Hydroxylalkyl-Ester ist.

11. Eine Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die auch einen Farbstoff enthält.

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12. Line Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die auch ein oder mehrere weitere photopolymerisierbare Bestandteile enthält, bevorzugt in einer Menge won unter 25 Gew. % auf der Basis des Geuichts des photopolymerisierbaren Reaktionsprodukts.

13. Ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung aus einer photopolymerisierbaren Materialzusammensetzung auf einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daQ es im Auftragen einer Materialzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche besteht, wonach man die Schicht durch Verdampfen des flüchtigen organischen Lösungsmittels trocknen läßt.

14. Ein Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daü die Beschichtung oder ein Teil derselben anschließend durch aktinische Strahlung polymerisiert wird.

15. Ein Verfahren zur Herstellung eines Lötmusters auf einer Schicht elektrisch leitenden Metalls, das einer elektrisch nicht leitenden Unterlage aufliegt, und zuar durch Aufbringen eines Lötabdeckschichtmusters auf die Metallschicht, wodurch Teile der Metallschicht durch die Lötabdeckung beschichtet werden, während andere Teile nicht beschichtet werden, und durch Bewirken des Kontakts zwischen der mit Lötabdeckung beschichteten Metallschicht und Schmelzlötmasse, wodurch die Lötmasse auf den nicht mit Lötabdeckung überzogenen Teilen der Metallschicht haften bleibt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lötabdeckschicht gebildet wird, indem durch aktinische Strahlung eine photopolymerisierbare Beschichtung polymerisiert wird, wobei diese Beschichtung durch Aufbringen der Materialzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auf die Metallschicht utid durch anschließendes Trocknen hergestellt wurde.

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16o Ein Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Lötabdeckmuster hergestellt uird, indem man eine Schicht mit der photopolymerisierbaren Materialzusammensetzung aktinischer Strahlung durch eine Schablone hindurch aussetzt, so daß die Bereiche der bestrahlten Beschichtung polymerisiert und die nicht der Strahlung ausgesetzten Beschichtungsteile nicht polymerisiert werden, wonach die nicht exponierten Teile der Beschichtung durch ein geeignetes Lösungsmittel entfernt werden.

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