JP2019534909A - プリント回路板製造用エッチング抵抗性インキジェットインキ - Google Patents
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Abstract
Description
例えば一官能価重合性化合物における用語「一官能価(monofunctional)」は、前記重合性化合物が1つの重合性基を含むことを意味する。
本発明の放射線硬化性インキジェットインキは、
(1)アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドおよびメタクリルアミドからなる群から選択される少なくとも1つのフリーラジカル重合可能な基、
(2)少なくとも1つの脂肪族第三アミン、並びに
(3)少なくとも1つのカルボン酸またはその塩、ただし該カルボン酸は、置換される場合があるメチレン基および置換される場合があるエチレン基からなる群から選択される2価の結合基を介して、脂肪族第三アミンに結合されることを条件とする:
を含む定着剤を含む。
前記定着剤は、
(1)アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドおよびメタクリルアミドからなる群から選択される少なくとも1つのフリーラジカル重合可能な基、
(2)少なくとも1つの脂肪族第三アミン、並びに
(3)少なくとも1つのカルボン酸またはその塩、ただし該カルボン酸は、置換される場合があるメチレン基および置換される場合があるエチレン基からなる群から選択される2価の結合基を介して、脂肪族第三アミンに結合されることを条件とする:
を含む。
XはOおよびNHからなる群から選択され、
Rは水素またはメチル基から選択され、そして
Lは2ないし15個の炭素原子を含む2価の結合基を表わす]
に従う少なくとも1つの構造単位を含む。
前記放射線硬化性インキジェットインキは好ましくは、前記の定着剤以外の、別の重合性化合物を含む。
ピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコール(2×プロポキシル化)ジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジトリメチロイルプロパンテトラアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびポリエチレングリコールジアクリレートからなる群から選択される。
−15ないし70重量%の前記のアクリルアミド、
−20ないし75重量%の前記の二ないし多官能価アクリレート、および
−1ないし15重量%の前記の定着剤:
からなる、重合性組成物を含む。
前記放射線硬化性インキジェットは実質的に無色のインキジェットインキである場合があるが、好ましくは、前記放射線硬化性インキジェットは少なくとも1種の着色剤を含む。前記着色剤は導体パターンの製造業者に前記暫定的マスクを明白に可視化させ、それにより品質の目視検査を可能にする。
前記放射線硬化性インキジェット中の着色剤が顔料の場合は、前記放射線硬化性インキジェットは、前記顔料を分散するために、好ましくは分散剤、より好ましくはポリマー分散剤を含む。
・統計的重合モノマー(例えば、ABBAABABに重合されたモノマーAおよびB);・交互の重合モノマー(例えば、ABABABABに重合されたモノマーAおよびB);・勾配(テーパー)重合モノマー(例えば、AAABAABBABBBに重合されたモノマーAおよびB);
・ブロックコポリマー(例えば、AAAAABBBBBに重合されたモノマーAおよびB)、前記ポリマー分散剤の分散能に対し、各ブロックの長さ(2、3、4、5または6以上)が重要である;
・グラフトコポリマー(グラフトコポリマーはその主鎖に結合された(attached)ポリマーの側鎖を伴うポリマーの主鎖からなる);および
・該ポリマーの混合形態、例えば、ブロック状の勾配コポリマー、
を有する。
・BYK CHEMIE GMBHから市販のDISPERBYK(商標)分散剤;
・NOVEONから市販のSOLSPERSE(商標)分散剤;
・EVONIKからのTEGO(商標)DISPERS(商標)分散剤;
・MUNZING GHEMIEからのEDAPLAN(商標)分散剤;
・LYONDELLからのETHACRYL(商標)分散剤;
・ISPからのGANEX(商標)分散剤;
・CIBA SPECIALTY CHAMICALS INCからのDISPEX(商標)およびEFKA(商標)分散剤;
・DEUCHEMからのDISPONER(商標)分散剤;並びに
・JOHNSON POLYMERからのJONCRYL(商標)分散剤、
である。
前記放射線硬化性インキジェットは好ましくは、少なくとも1種の光開始剤を含むが、複数の光開始剤および/または共開始剤を含む光開始系を含む場合がある。
価光開始剤より、ずっと低い移動性(mobility)を示す光開始剤である。該光開始剤の移動性を低下させるためにいくつかの方法を使用する場合がある。一つの方法は、前記拡散速度が低下されるように前記光開始剤の分子量を増加することであり、例えばポリマーの光開始剤である。別の方法は、それが重合ネットワークに組み入れられるように、その反応性を高めることであり、例えば多官能価光開始剤(2、3または4以上の光反応開始基を有する)および重合性光開始剤である。
ら選択される。もっとも好ましくは、前記拡散妨害共開始剤は、少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する、より好ましくは、少なくとも1つのアクリレート基を有する重合性共開始剤である。
前記放射線硬化性インキジェットインキは、前記インキの熱安定性を改善するために少なくとも1種の阻害剤(inhibitor)を含む場合がある。
前記放射線硬化インキジェットは、少なくとも1種の界面活性剤を含む場合があるが、好ましくは、界面活性剤は含まれない。界面活性剤が含まれない場合は、前記放射線硬化性インキジェットインキは前記金属シート上に十分に広がらず、それにより細い導電性ライン(thin conductive lines)の形成を可能にする。
、通常、前記放射線硬化性インキジェットインキの総重量にもとづいて1重量%未満の総量で添加される。
着色(pigmented)放射線硬化性インキジェットインキの調製は当業者に周知である。好ましい調製法は、国際公開第2011/069943号パンフレットのパラグラフ[0076]ないし[0085]に開示されている。
a)金属表面上に前記のとおりの放射線硬化性インキジェットインキをプリントしそして硬化させることにより、前記金属またはガラスの表面上に保護領域を形成し、
b)エッチング処理により、前記金属またはガラス表面の未保護領域から前記金属またはガラスを取り除き、そして
c)前記金属またはガラス表面の前記の保護領域から、前記の硬化済み放射線硬化性イン
キジェットインキを少なくとも一部取り除く:
工程を含む。
前記インキジェットプリント法の工程b)におけるような金属表面のエッチング処理は
、エッチング剤(etchant)を使用することにより実施される。前記エッチング剤は好ましくはpH<3または8<pH<10の水溶液である。
Reagent,Picral and Vilella’s Reagentを含む。
エッチング工程の後に、例えば、電気装置または電子装置が前記残留金属表面(導体パターン)と接触する可能性があるように、またはエッチング処理金属パネルの装飾的特徴(feature)が完全に可視的になるように、前記硬化済み放射線硬化性インキジェットインキは、前記金属表面から少なくとも一部は除去されなければならない。例えば、トランジスターのような電子部品(electronic component)はプリント回路板上の導体(銅)パターンと電気的接触することができなければならない。好ましい実施態様において、前記の硬化済み放射線硬化性インキジェットインキは前記金属表面から完全に除去される。
前記放射線硬化性インキジェットインキは、1個もしくは複数のプリントヘッドについて移動している基板(substrate)上に、制御された方法でノズルを通して小滴を噴射する1個以上のプリントヘッドにより噴射される場合がある。
前記放射線硬化性インキジェットインキは、電子ビームまたは紫外線のような化学線に曝露されることにより硬化される場合がある。好ましくは、前記放射線硬化性インキジェットインキは、紫外線によって、より好ましくはUV LED硬化を使用して硬化される。
る。従って、静的に固定された線源、例えば、光ファイバーの束または内部反射性の柔軟な管のような、柔軟な放射線伝導手段(radiation conductive)により前記放射線源に接続された硬化UV源が使用される場合がある。
・UV−A:400nmないし320nm、
・UV−B:320nmないし290nm、
・UV−C:290nmないし100nm、
のとおりにUV−A、UV−BおよびUV−Cと分類される。
以下の実施例中に使用されたすべての材料は、別記されない限りALDRICH CHEMICAL Co.(ベルギー)およびACROS(ベルギー)のような、標準的な製
造元から容易に入手可能であった。使用された水は脱イオン水であった。
銅の洗浄
CCI EurolamからのIsola(商標)400の銅板を、pH<1を有し、H2SO4、H2O2およびCu2+を含む、MEC EuropeからのMecbrite(商標)CA−95と呼ばれる溶液で25℃において5秒間洗浄した。この操作中に、Cu(0.3ないし0.5μm)の薄い最上層が除去された。次に前記銅板を90秒間、水のジェットですすぎ、乾燥し、そして直ちに使用した。
前記インキの粘度を、CAMBRIDGE APPLIED SYSTEMSからの“Robotic Viscometer Type VISCObot”を使用して45℃および1000s-1のずり速度において測定した。
前記対照放射線硬化性インキジェットインキCOMP−1ないしCOMP−5および本発明の放射線硬化性インキジェットインキINV−1を表4に従って調製した。重量百分率(重量%)はすべて前記放射線硬化性インキジェットインキの総重量にもとづく。
前記放射線硬化性インキジェットインキCOMP−1ないしCOMP−5およびINV−1それぞれの5×10cmの2つのパッチを、洗浄されたIsola(商標)銅板上に10μmの厚さにコートし、次に、20/分の速度でコンベヤーベルト上を前記UV−ランプの下方で完全硬化のために前記サンプルを2回運搬した、Fusion VPS/1600ランプ(D−電球)を備えたFusion DRSE−120コンベヤー上で硬化させることにより調製した。前記ランプの最大出力は1.05J/cm2であり、5.6W/cm2のピーク強度であった。
対照の試験サンプルCOMP−S−1ないしCOMP−S−5および本発明の試験サンプルINV−S−1
PCB製造のための作業の流れ全体に渡る前記湿潤接着性を以下のとおりにシミュレートした。
対照インキCOMP−6およびCOMP−7および本発明のインキINV−2を表7に従って調製した。重量百分率(重量%)はすべて前記放射線硬化性インキジェットインキの総重量にもとづいた。
対照の試験サンプルCOMP−S−6およびCOMP−S−7および本発明の試験サンプルINV−S−2を、720*1440 DPIの解像度において単方向プリントの8パスプリントモードでプリントされるAnapurna Mを使用して、洗浄直後の銅板
上に前記インキCOMP−6およびCOMP−7およびINV−2を噴射することにより得た。前記サンプルを、前記プリンター上にHバルブを使用して全出力で硬化した。
Claims (15)
- (1)アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドおよびメタクリルアミドからなる群から選択される少なくとも1つのフリーラジカル重合可能な基と、
(2)少なくとも1つの脂肪族第三アミンと、
(3)少なくとも1つのカルボン酸またはその塩と
を含む定着剤(adhesion promoter)を含む、放射線硬化性インキジェットインキであって、前記カルボン酸は、置換される場合があるメチレン基および置換される場合があるエチレン基からなる群から選択される2価の結合基を介して、脂肪族第三アミンに結合される、放射線硬化性インキジェットインキ。 - 前記フリーラジカル重合性基は、アクリレートまたはメタクリレートである、請求項1記載の放射線硬化性インキジェットインキ。
- 前記の2価の結合基は、置換される場合があるメチレン基である、請求項1または2記載の放射線硬化性インキジェットインキ。
- 前記定着剤は、置換される場合があるメチレン基を介して、脂肪族アミンに結合された少なくとも2つのカルボン酸またはその塩を含む、前記請求項のいずれかに記載の放射線硬化性インキジェットインキ。
- Xは酸素であり、Lは置換される場合があるエチレン基、置換される場合があるプロピレン基および置換される場合があるブチレン基からなる群から選択される2価の結合基を表わす、請求項7記載の放射線硬化性インキジェットインキ。
- 前記定着剤の量は前記インキジェットインキの総重量について1ないし20重量%の間である、前記請求項のいずれかに記載の放射線硬化性インキジェットインキ。
- 更に、アクリルアミドまたは二もしくは多官能価アクリレートを含む、前記請求項のいずれかに記載の放射線硬化性インキジェットインキ。
- 前記アクリルアミドは環式アクリルアミドであり、そして前記二もしくは多官能価アクリレートは、ジプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコール(2×プロポキシル化)ジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジトリメチロイルプロパンテトラアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびポリエチレングリコールジアクリレートからなる群から選択される、請求項10記載の放射線硬化性インキジェット。
- a)金属またはガラスの表面上に請求項1ないし11のいずれかに規定されるとおりの前記放射線硬化性インキジェットインキをプリントしそして硬化させることにより前記金属またはガラスの表面上に保護領域を形成する工程と、
b)エッチング処理により、前記金属またはガラスの表面の未保護領域から前記金属またはガラスを取り除く工程と、
c)前記金属またはガラスの表面の保護領域から、前記硬化済み放射線硬化性インキジェットインキを少なくとも一部取り除く工程と
を含む、インキジェットプリント法。 - 前記金属表面は銅の表面である、請求項12に記載の方法。
- 前記硬化工程はUV光線を使用して実施される、請求項12または13に記載の方法。
- 請求項12ないし14のいずれかに記載のインキジェットプリント法を含む、導体パターンを製造する方法。
Applications Claiming Priority (3)
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