JP2015513690A - 光硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
プリント回路産業では、回路パターンを担持する写真マスク又はステンシルは、フォトツールとして周知である。フォトレジストを露光できるステンシルは、電気回路を表す複雑な複合画像を提供する。画像は、共に接近して離間配置された多くの細線及び接合部から構成されることが多い。プリント回路板を製造するために使用される際、フォトツールはフォトレジスト層上に表を下にして置かれ、フォトツールを介してフォトレジストを光(典型的には紫外線)に曝露することで密着印画が行われ、次いで露光されたフォトレジスト層からフォトツールが分離される。この方法では、単一のフォトツールを用いて複数の密着印画を製造することができる。
前記のことを考慮して、化学線への曝露により硬化され得る、及び高粘度ソルダーマスクなどの粘着性材料が存在してもフォトツールから容易に剥離する、フォトレジスト組成物が必要であることが認められる。
フォトレジスト組成物は、シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーを含み、ポリエーテルブロックは、シロキサンポリマー鎖からの分枝であってもよく、又は一方若しくは両方の末端部に存在してもよい。コポリマーは、ASIL a−BPE b、又はBPE b−ASIL a−BPE bの一般構造を有し、式中、ASILはシリコーンブロックを表し、BPEはポリエーテルブロックを表し、a及びbはそれぞれのブロックの重量パーセント値である。添字「a」は、シリコーンブロックをそのコポリマーの少なくとも35重量%の割合で含むように選択され、一般的にはブロックコポリマーの35〜90重量%の割合の範囲内である。
式中、
各R1は、独立して、アルキル及びアリール基から選択され、
各R2は、独立して、アルキル、アリール及びポリエーテルブロックから選択され、
xは3〜100であり、
yは0〜20であるが、ただし、少なくとも1つのR2基はポリエーテルブロックであることを条件とする。
式中、
各R1は、独立して、アルキル及びアリールから選択され、
R3は、ポリエーテルブロックであり、
xは3〜100である。
式I、II、及びIIIに関して、ポリエーテルブロックは以下の式で構成され、
式中、
nは2〜4であり、
wは2〜50であり、
R5は、H、アルキル又はアリールであり、
Qは、−O−、−NR6−、−CmH2mO−及び−CmCH2m(OH)C2H4X−から選択される2価結合基であり、式中、R6は、H、アルキル又はアリールであり、各mは独立して1〜4であり、Xは−O−、−S−又は−NR6−である。
組成物の重合又は硬化は、光開始剤の存在下で組成物を露光してエネルギーを与えることにより達成できる。これらの光開始剤は、100pbwのフォトレジスト成分(又はフォトレジスト+添加剤?)につき、約0.0001〜約3.0pbw、好ましくは約0.001〜約1.0pbw、より好ましくは約0.005〜約0.5pbwの濃度範囲で使用され得る。
又は
X−SiR1R2−(O−SiR1R2)n−X
式中、
R1、R2、及びR3は、独立して、置換又は無置換のC1〜C6アルキル基又は芳香族基であり、
Xは、−OH、−OR、−OC(O)R、−OSiY1Y2Y3、−CH2CH2−L−SiY1Y2Y3及びR3CO−から選択される硬化性基であり、式中、RはC1〜C4アルキル基、Lは2価結合基であり、Y1、Y2及びY3は、独立して、C1〜C6アルキル基及びORから選択され、少なくとも1つのYは、−OH、−OC(O)R、及び−ORから選択される硬化性基であり、nは少なくとも2であり、mは少なくとも1であるが、ただし、反応性シリコーン添加剤の重量平均分子量(Mw)が約4200以下であることを条件とする。
フォトレジストコーティング組成物は、選択したコーティング法に好適な粘度になるまで希釈剤と混合され、スプレーコーティング、カーテンコーティング、スクリーン印刷、又はロールコーティングなどの方法によって基材に塗布され得る。組成物の塗布層を乾燥させ、組成物中に含まれる希釈剤を蒸発させて、粘着性が下がった塗膜を得ることができる。スプレーコーティング法及びカーテンコーティング法は、コーティング法の中でも特に有利に使用され得る。望ましくは、熱硬化性成分を含む実施形態では、コーティングされた光硬化性組成物を熱にさらし、溶媒を蒸発させて、組成物を部分的に硬化させる。
使用材料を表1に示す。
剥離力
Scotch 610セロハンテープ(3M Company,St.Paul,MN)の2.54cm幅のストリップを、2kgのゴムローラーを2回通過させてサンプルコーティングに積層した。Imas SP2000(IMASS Inc.,Accord,MA)を使用して、180°の角度及び2.3m/分の速度で5秒間テープを剥離した。剥離力を測定した。試験は、21℃及び50% RHで実施した。典型的には、異なる位置で3回測定を行い、平均値を報告した。
剥離試験に使用されるテープストリップを剥離し、2kgのゴムローラーを2回通過させてきれいなステンレス鋼パネルに積層した。Imass SP2000を使用して、180°の角度及び30cm/分の速度で10秒間テープを剥離した。剥離力を測定した。試験は、21℃及び50% RHで実施した。典型的には、異なる位置で3回測定を行い、平均値を報告した。
前進、後退及び静的接触角を、Krus DSA100(Cruss GmbH,Hamburg,Germany)を使用して測定した。試薬等級のヘキサデカン及び脱イオン水を使用して、ビデオ式接触角システムアナライザ(VCA−2500XE,AST Products,Billerica,MA)で測定を行った。報告される値は、液滴の右側及び左側で測定された少なくとも3滴の測定値の平均である。液滴体積は、静的接触角の測定については5マイクロリットル、前進及び後退接触角の測定については1〜3マイクロリットルであった。
AUS 303ソルダーマスク(対照−1)
「Taiyo PSR−4000 AUS303」Technical Data Sheet(著作権2005)に従って、インク組成物を調製した。簡潔に言うと、予め測定された容器内に、PSR−4000 AUS 303が70部、及びCA−40 AUS 303が30部の重量混合比で、PSR−4000 AUS 303を供給した。この混合物を、スパチュラを使用して10〜15分間手動で混合し、下塗りされたPET上に#30ワイヤーロッドを使用してコーティングした。コーティングされたPETを80℃で20分間乾燥させ、次に紫外線(「UV」)光硬化装置に連結されているコンベヤーベルト上に定置し、窒素下でFusion 500ワットHバルブを30フィート/分(914.4cm/分)で使用してUV硬化させた。
PSR−4000 AUS 308及びCA−40 AUS 308を使用して、同様に対照−2を調製した。
AUS 303ソルダーマスク中に1%(w/w)の割合でDMS−S21(添加剤)を、スパチュラを使用して10分間手動で混合し、下塗りされたPET上に#30ワイヤーロッドを使用してコーティングした。コーティングされたPETを80℃で20分間乾燥させ、窒素下でHバルブUVを照射した。
表2に示す添加剤及び濃度を使用して、E−1と同様に追加の実施例を調製した。
表3に示す添加剤を使用して、E−1と同様にC−1〜C−5を調製した。
実施例の処方及び結果を表2に示す。比較例の処方及び結果を表3に示す。実施例の処方は、2つの異なるソルダーマスク上で試験された。
28gのPSR−4000 AUS308、12gのCA−40 AUS308、及び0.5重量%のBYK−333をE−1と同様に混合することにより、実施例の処方を調製した。BYKを含まない対照及びBYK処方を、下塗りされたPET上にコーティングし、E−1と同様に乾燥させた。冷却後、異なるPETフィルムを対照及び実施例フィルムに2kgのゴムを2回通過させて積層し、E−1と同様にUV(Hバルブ)で硬化させた。積層体を表6に示す。
1.
a)フォトレジスト成分と、
b)シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーであって、シリコーンブロックを前記コポリマーの35重量%以上の割合で含む、シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーと、
c)光開始剤と、を含む、光硬化性組成物。
2.前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーが、式ASIL a−BPE b、又は
BPE b−ASIL a−BPE bの直鎖状又は分枝鎖状コポリマーであり、式中、ASILはシリコーンブロックを表し、BPEはポリエーテルブロックを表し、a及びbはそれぞれのブロックの重量のパーセント値である、実施形態1に記載の光硬化性組成物。
3.シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーの平均分子量(Mw)が、200〜15,000である、実施形態1又は2に記載の光硬化性組成物。
4.100重量部のフォトレジスト成分に対して、0.1〜5重量部のシリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーを含む、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
5.フォトレジスト成分が、ポジ型フォトレジストである、実施形態1〜4のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
6.フォトレジスト成分が、ネガ型フォトレジストである、実施形態1〜5のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
7.フォトレジスト成分が、ソルダーレジストである、実施形態1〜6のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
8.前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーが、以下の式で構成され、
式中、各R1は、独立して、アルキル及びアリールから選択され、
各R2は、独立して、アルキル、アリール及びポリエーテルブロックから選択され、
xは3〜100であり、
yは0〜20であるが、ただし、少なくとも1つのR2基はポリエーテルブロックであることを条件とする、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
9.R2ブロックが、直鎖状又は分枝鎖状のC2〜C4ポリエーテル基である、実施形態8に記載の光硬化性組成物。
10.前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーが、以下の式で構成され、
式中、各R1は、独立して、アルキル及びアリールから選択され、
各R3は、ポリエーテルブロックであり、
xは3〜100であり、
zは1〜20である、実施形態1〜9のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
11.前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーが、以下の(ASIL)a−(BPE)bブロック式で構成され、
式中、各R1は、独立して、アルキル及びアリールから選択され、
各R3は、ポリエーテルブロックであり、
xは3〜100である、実施形態1〜10のいずれかに記載の光硬化性組成物。
12.ポリエーテルブロックが、以下の式で構成され、
式中、nは2〜4であり、
wは2〜50であり、
R5は、H、アルキル又はアリールであり、
Qは、−O−、−NR6−、−CmH2mO−及び−CmCH2m(OH)C2H4X−から選択される2価結合基であり、式中、R6は、H、アルキル又はアリールであり、各mは独立して1〜4であり、Xは−O−、−S−又は−NR6−である、実施形態1〜11のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
13.100重量部のフォトレジスト組成物に基づいて、5〜40重量部の熱硬化性樹脂を更に含む、実施形態1〜12のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
14.熱硬化性樹脂成分を更に含む、実施形態1〜13のいずれか1つに記載の光硬化性組成物。
15.
a)金属ベース基板と、
b)フォトツールと、
c)それらの間に配置される実施形態1〜14のいずれか1つに記載の光硬化性層と、を備える、多層物品。
16.光硬化性層が、熱及び/又は光の曝露によって部分的に硬化されている、実施形態15に記載の多層物品。
17.フォトツールの表面上に配置されるハードコートを更に含む、実施形態14に記載の多層物品。
18.100g/インチ(〜39g/cm)未満の剥離値を有する、実施形態1〜14のいずれかに記載の半硬化組成物。
Claims (18)
- a)フォトレジスト成分と、
b)シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーであって、前記シリコーンブロックを、前記コポリマーの35重量%以上の割合で含む、シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーと、
c)光開始剤と、を含む、光硬化性組成物。 - 前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーが、式ASIL a−BPE b、又はBPE b−ASIL a−BPE bの直鎖状又は分枝鎖状コポリマーであり、式中、ASILはシリコーンブロックを表し、BPEはポリエーテルブロックを表し、a及びbはそれぞれのブロックの重量のパーセント値である、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーの平均分子量(Mw)が、200〜15,000である、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 100重量部の前記フォトレジスト成分に対して、0.1〜5重量部の前記シリコーン−ポリエーテルブロックコポリマーを含む、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記フォトレジスト成分が、ポジ型フォトレジストである、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記フォトレジスト成分が、ネガ型フォトレジストである、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記フォトレジスト成分が、ソルダーレジストである、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 前記R2ブロックが、直鎖状又は分枝鎖状のC2〜C4ポリエーテル基である、請求項8に記載の光硬化性組成物。
- 100重量部の前記フォトレジスト組成物に基づいて、5〜40重量部の熱硬化性樹脂を更に含む、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- 熱硬化性樹脂成分を更に含む、請求項1に記載の光硬化性組成物。
- a)金属ベース基板と、
b)フォトツールと、
c)それらの間に配置される請求項1に記載の光硬化性層と、を備える、多層物品。 - 前記光硬化性層が、熱及び/又は光の曝露によって部分的に硬化されている、請求項15に記載の多層物品。
- 前記フォトツールの表面上に配置されるハードコートを更に含む、請求項15に記載の多層物品。
- 100g/インチ(〜39g/cm)未満の剥離値を有する、請求項1に記載の半硬化組成物。
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