JPH03188150A - ハンダ付けマスク用液状組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はプリント配線板の製造に使用されるハンダ付
けマスクに関する。

〔従来の技術〕

ハンダ付けマスクはプリント配線を行なう間。

配線板上の配線を保護し、かつ配線板の寿命を通して継
続的な保護をなすものである。これらのマスクはメチレ
ンクロリドのようなエツチング液に対しては勿論のこと
、ハンダ組成物に対しても耐えなければならず、また温
度や湿度の変化のような環境の負荷にも抗し得なければ
ならない。同時にこのマスクは亀裂または剥離を伴なオ
〕ない機械的な負荷に抗し得る程度に十分柔軟性を持続
しなければならない。

“Ｉｎ５ｔｊｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃ
ｔｉｎｇ　ａｎｄ　ＰａｃｋａｇｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ　Ｃ１ｒｃｕｊ、ｔｒｙ　（ＩＰＣ）”はその５
Ｍ８４０−８仕様にハンダ付けマスク被覆について記載
する。この仕様は諸事項中特に加水分解に対する安定性
、電気抵抗性、熱的安定性、耐摩耗性、耐溶剤性および
制炎性を包含している。クラス■の材料に対する要求は
最も厳格であるが、その理由は、これらの材料が生命維
持装置および軍事設備に使用されるためである。

ハンダ付けマスク用組成物は配線板に塗布され。

光学装置または写真原板を通して紫外線照射することに
より希望する領域において部分的に硬化される。水溶液
または有機溶剤で洗うことにより露光していない組成物
が配線板から除去された後、部分的に硬化されたマスク
はさらに紫外線の照射または紫外線照射と熱的硬化との
組合せによって十分に硬化される。

〔発明が解決しようとする問題〕

アクリル系バインダー、多官能性（メタ）アクリラート
モノマー、溶剤および光反応開始剤を含む光重合性組成
物は、たとえば米国特許４，６２９．６８０　；４．８
４５，０１１および４，５０４，５７３に記載されてい
るが、これらの組成物は、ハンダ付けマスク用として使
用するために要求される独特な物性、すなわち溶融した
ハンダの侵入に対する抵抗およびプリン１−配線板上の
永続的保護被覆を形成し得る物性をもっていない。

液状で塗布され、次いで乾燥されて、被覆された配線板
の取扱いの容易さを堤供することのできる、被膜の厚さ
の制御および乾燥フィルムハンダ付けマスクを用いる場
合に要する真空積層の必要がないこと等の点で有利なハ
ンダ付けマスク用組成物が求められている。

〔問題を解決するための手段〕

この発明の、液状で、水性現像可能な、ＩＪＶ−硬化型
ハンダ付けマスクは、アクリル系バインダー光反応開始
剤、多官能性（メタ）アクリラートモノマーおよび溶剤
を含有し、以下の組成からなることを特徴とする。すな
わち（１）非反応性バインダーすなわち（ａ）少なくと
も１種は炭素数４〜１２のアルカノールのエステルであ
る１種またはそれより多くのアクリル酸又はメタクリル
酸のアルキルエステルモノマー、（ｂ）メタクリル酸ま
たはアクリル酸、および場合により（ｃ）スチレンまた
はα−メチルスチレンから合成されるフィルム形成性ラ
ンダムコポリマー４０％〜７０％（組成物から溶剤を除
いた成分に基づく、以下同様）、（２）２個以上のエチ
レン性二重結合を有する１種以上のアクリル酸またはメ
タクリル酸エステルモノマー（ただし、少なくとも１種
のモノマーは少なくとも４個のエチレン性二重結合を有
する）２０〜４０％（３）光反応開始剤１〜５％、（４
）充填剤５〜１５％および（５）有機溶剤または有機溶
剤混合物が組成物全重量に基づき３５〜７０％の組成を
有することを特徴とする。

この発明におけるハンダ付けマスク組成物中のアクリラ
−１−（メタクリラート）バインダーおよびメタクリラ
ート（アクリラート）モノマーに添加される充填剤は、
接着性を改良し、塑性流動修正剤となり、粘着性を減じ
、また耐溶剤性を改良するものである。

この発明の非反応性フィルム形成用ポリマーバインダー
の重量平均分子量（Ｍｗ）は５０，０００〜２００．０
００ｇ／−１１−／Ｌ／（７）間が好ましく　、　７５
，０００〜１５０，０００ｇ１モルであれば、さらに好
ましい。また、多分散性（数平均分子量／ｆｈ）は、好
ましくは５未満であり、さらに好ましくは３未満である
。これらのバインダーは何れもその一つのポリマー鎖か
ら次のポリマー鎖への組成の変化が最小であることが好
ましい。そのバインダーは、（ａ）少なくとも１種は炭
素数が４〜１２のアルカノールのエステルである１種ま
たは２種以上のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキ
ルエステルモノマー、（ｂ）メタクリル酸またはアクリ
ル酸および任意的に（ｃ）スチレンまたは　α−メチル
スチレンのラング１１コポリマーである。

（ラング１１コポリマー中の）メタクリル酸またはアク
リル酸のｗｔ％は１５〜２５％が標準的である。

パ非反応性″バインダーとは、バインダーが硬化反応に
加わらずかつ多官能性上ツマ−とも反応しないことを意
味する。

バインダーとモノマーは一つの″半相及侵入網目（ｓｅ
ｗ−ＩＰＮ）”を形成し、その二つの成分は相互に化学
的には結合せず、バインダーは架橋しないが多官能性モ
ノマーは架橋していると信じられている。

バインダーの調製に適した典型的なアクリル酸およびメ
タクリル酸エステルのモノマーとしては、たとえば、ブ
チル（メタ）アクリラート、メチル（メタ）アクリラー
ト、ラウリル（メタ）アクリラート、ペンチル（メタ）
アクリラートおよびエチル（メタ）アクリラ−１・が含
まれる。このバインダーは溶剤を除いた成分の中の４０
〜１ｄ　ｉｉｔ％存在する。

この発明の組成物の（２）の成分として使用に適した２
個またはそれ以上のエチレン性二結合を有する多官能性
アクリル酸またはメタクリル酸エステルのモノマーとし
ては、たとえば１〜リメチロールプロパントリアクリラ
ート、ペンタエリトリトールトリアクリラート、ペンタ
エリトリトールテトラアクリラート、ジペンタエリトリ
ト−ルペンタアクリラート、トリプロピレングリコール
ジアクリラート５ジ−トリメチロールプロパンテトラア
クリラート、ビスフェノールＡシアクリラード、ビスフ
ェノールＡジメタクリラードおよび２〜２０個のエチレ
ンオキシド単位をもったビスフェノールＡのポリエチレ
ングリコール付加物のシアクリラードまたはジメタクリ
ラードが含まれる。これらのモノマーは重量平均分子量
が１，１００ｇ１モルより少ないものが好ましい。この
モノマーの含有量は溶剤を除いた成分の２０〜４０すｔ
％、好ましくは２５〜３５νｔ％の間である。

この発明の組成物の成分（３）としては、紫外線によっ
て活性化されるが、１６０℃以下の温度では熱的に不活
性の一般的な光反応開始剤を用いることができる。有用
な光反応開始剤の例は米国特許４．２６８，６１０に記
載されている。好ましい光反応開始剤としては、α、α
−ジメトキシフェニルアセ１〜フェノン、ベンゾフェノ
ン、２−メチル−１−（４−（メ゛チルチオ）フェノー
ル〕−２−モルホリノプロパノン−１及びエチル４−（
ジメチルアミノ）−ベンゾアートが含まれる。さらに、
ミヒラー氏ケトン、イソプロピルチオキサントンのよう
な光増感剤を添加することができる。この光反応開始剤
は溶剤を除いた成分の１〜５ｗｔ％の量である。

この発明の組成物は、また、１種または２種以上の有機
溶剤を含む。この溶剤または混合溶剤の蒸発速度は工業
的使用によって障害にならぬように十分速いことが必要
であり、酢酸ブチルの蒸発速度を］とするとき一般には
１と０．０１との中間である。スクリーン印刷について
は０．１〜Ｏ１旧の範囲が好適である。当業者は、良好
な平らになる性質、適当な゛′アウトータイム″（使用
できない程粘稠になるまでスクリーン上に残留すること
ができる時間）、および工業的使用に差支えないように
十分に速い乾燥速度をもったフィルムをつくるために、
適当に溶剤を組み合せ使用することができる。溶剤の含
有量は組成物の全重量に基づいて３５〜７０％が標べｆ
！的である。適当な溶剤としては、たとえば、酢酸ブチ
ル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチル
エーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジ
メチルホルムアミド及びジプロピレングリコールモノメ
チルエーテルが含まれる。

この組成物には、たとえば酸化アルミニウム、二酸化ケ
イ素、タルク、マイカまたはカオリンの微粉の充填剤が
、溶剤を除いた成分に基づいて５〜１５重量％添加され
る。このフーイラーの平均粒経は概ね０．３μｍ未満で
ある。

この組成物はトルトリアゾール−ポル１１アルデヒド−
ジェタノールアミンの４−メチルおよび５−メチル異性
体のような接着促進剤を含むことができる。接着促進剤
を使用するときは、溶剤を除いた成分の重量に基づいて
０．０５〜０．３％である。またよく知られた抗酸化剤
や顔料のような他の添加剤も加えることができる。

この発明のハンダ付けマスク用組成物は溶液として、回
路パターンが形成される清浄なプリン１へ配線基板の上
に塗布される。塗布はスクリーンを用いて行なうのが典
型的であるが、ロールコート法、浸漬コート法、カーテ
ンコート法も用いることができる。基板は塗布の間必ず
しも水平に保持されていなくてもよく、片側または両側
に塗布することもできる。それから塗布液を乾燥して溶
剤を除去するが、このときの温度は周囲温度から約１５
０℃まで、好ましくは約７５〜１００℃である。この発
明の組成物は先行技術の組成物と異り、熱的に活性化さ
れる架橋剤を添加することなく完全に硬化することがで
き、乾燥時間は特に限定されない。

この発明の組成物は熱的に安定であって、乾燥操作が通
常の場合より１０〜２０倍も長く続いても期待された物
性が低下することはない。乾燥に続いてこのマスクは紫
外線照射によって像が形成され、硬化領域と未硬化領域
とのパターンができる。未硬化物はアルカリ水溶液、一
般的には２９〜４６℃の０．７５〜１．５％Ｎａ−ＣＯ
３水溶液で洗い流される。ハンダ付け用マスクは紫外光
（通常３〜５Ｊ／ａｊ）で後硬化され、通常１〜１．５
時間１５０〜１７０℃で加熱される。この回路板に従来
よく知られた技法によりハンダ付けと回路形成を行なう
ことができる。

この発明の硬化されたハンダ付けマスク用組成物はＴｎ
ｓｔｉｔｕｔｅ　　ｏｆ　　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ
ｉｎ（Ｈａｎｄ　　ｌ’ａｃｋａｇｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｒｙ（ＩＰＣ）の５Ｍ８４
０−Ｂ仕様に記載されたクラス■、クラス■およびクラ
ス■の要求に合格するものである。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に列挙した各成分の溶液を次のようにして調製し
た。二酸化ケイ素とフタロシアニングリーン顔料とを、
ポリマーバインダーの５０％エチレングリコールモノメ
チルエーテル溶液中に高剪断力のミキサーを使用して分
散させた。これに残余成分を添加した混合物を１．５時
間攪拌して均一な溶液を得た。この溶液を用いて銅被覆
エポキシ−ガラスｌ＆維積層板の上に４０メツシユのス
クリーンを用いてスクリーンコート法によりフィルムを
形成した。またＩＰＣＢ２５のテストパターンに従って
銅とスズ／釦との配線板上にもフィルムを形成した。

コートされたフィルムはベントつきオーブン中で１００
℃で２０分熱乾燥した。残留する溶剤を検査した結果、
エチレングリコールモノメチルエーテルのフィルム中残
存量は０．０１％以下であった。

この残留溶剤試験はゲル浸透法クロマトグラフ（ｃｐｃ
）により行なった。コートされたフィルムは次に中圧水
銀蒸気アーク灯からの紫外光をジアゾフィルムを通すこ
とにより像を形成させた。露光しないで未硬化の部分は
２９℃で２０ｐｓｊ（１，４ｋｇ／ｃｎｆ）のスプレー
圧力の希アルカリ溶液（０，７５％Ｎａ２Ｃｏ３）で除
去し、水洗の後乾燥した。これらの試料は次に６Ｊ／ａ
＃のＵｖ光に曝し、１５０℃で１時間加熱する。

この試料は、ハンダ付け用マスク物質に対するＩＰＣ試
験を行ない、ｒＰＣクラス■の要求を満足することが判
った。

この試料は、２６０℃の溶融したハンダ中に１０秒間浸
漬する間安定である。

第１表 成　　　分　　　　　　　　　　　　　　　　　部沈降
性シリカ エチレングリコール七ツメチルエーテルエチレングリコ
ールモノブチルエーテルトリメチロールプロパン　トリ
アクリラードペンタエリトリトールテトラアクリラート
ｌ０１０ ２０．０ ２０．０ １．６０ １５．０ ７、　ジペンタエリトリトールペンタアクリラート４．
０ ９、　α、α−ジメトキシフェニルアセトフェノン１０
、　　フタロシアニングリーン顔料５．０ ０．４０ 本メタクリルＭ（２２％）、メチルメタクリラ−１〜（
２０％）、ラウリルメタクリラート（２５％）及びエチ
ルアクリラート（３３％）のランダムコポリマー 実施例２ 最終の熱処理に用いた乾燥時間と温度を変えたほかは実
施例１の記載と同様にして、第２表に示した成分を用い
て試料Δ、Ｂ、ＣおよびＬ）を調製した。その温度と時
間とを第３表に示した。

第２表 成　　　分 部 酸化アルミニウム ヒユームドシリカ エチレングリコールモノブチルエーテルジプロピレング
リコールモノメチルエーテル４．０ ４．０ ２７．５ １０．０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（１）（ａ）少なくとも１種は炭素数４〜１２のア
   ルカノールのエステルである１種または２種以上の（メ
   タ）アクリル酸のアルキルエステルのモノマーと、（ｂ
   ）アクリル酸またはメタクリル酸と場合により、（ｃ）
   スチレンまたはα−メチルスチレンから合成されるフィ
   ルム形成性ランダムコポリマーである非反応性バインダ
   ー４０〜７０％（溶剤を除く成分の重量に基づく、以下
   同様）、 （２）少なくともモノマーの一種は少なくとも４個のエ
   チレン性二重結合を有する２個以上のエチレン性二重結
   合を含む１種または２種以上のアクリル酸またはメタク
   リル酸エステルモノマー２０〜４０％、 （３）光反応開始剤１〜５％、 （４）充填剤５〜１５％および （５）有機溶剤または有機溶剤混合物３５〜７０％（こ
   の百分率は組成物全重量に基づく）からなることを特徴
   とする、アクリル系バインダー、光反応開始剤、多官能
   性メタ（アクリラート）モノマー及び溶剤を含む液状で
   水性現像可能なＵＶ硬化性ハンダ付けマスク用組成物。 ２．請求項１に記載の組成物であって、中成分（１）が
   ブチルアクリラート、メチルメタクリラートおよびメタ
   クリル酸のランダムコポリマーであることを特徴とする
   組成物。 ３．請求項１または２に記載の組成物であって、非反応
   性バインダーが５０，０００〜２００，０００ｇ／モル
   の重量平均分子量を有することを特徴とする組成物。 ４．請求項３に記載の組成物であって、重量平均分子量
   が７５，０００〜１５０，０００ｇ／モルであることを
   特徴とする組成物。 ５．前記いずれかの請求項に記載の組成物であって、非
   反応性バインダーの多分散性が５より少ないことを特徴
   とする組成物。 ６．請求項５に記載の組成物であって多分散性が３より
   少ないことを特徴とする組成物。 ７．前記いずれかの請求項に記載の組成物であって、非
   反応性バインダー中のアクリル酸またはメタクリル酸の
   含有量が重量で１５〜２５％であることを特徴とする組
   成物。 ８．前記いずれかの請求項に記載の組成物であって、（
   メタ）アクリル酸エステルモノマーの重量平均分子量が
   １１００ｇ／モルより小であることを特徴とする組成物
   。 ９．前記いずれかの請求項に記載の組成物であって、充
   填剤がシリカであることを特徴とする組成物。 １０．前記いずれかの請求項に記載の組成物であって、
   少なくとも４個のエチレン性二重結合を有するモノマー
   がペンタエリトリトールテトラアクリラートまたはジペ
   ンタエリトリトールペンタアクリラートであることを特
   徴とする組成物。 １１．前記いずれかの請求項に記載の組成物であって、
   接着促進剤を含むことを特徴とする組成物。 １２．前記いずれかの請求項に記載のハンダ付けマスク
   用の組成物において、架橋の後クラスIII（ＩＰＣ）の
   要求に適合することを特徴とする組成物。 １３．前記いずれかの請求項に記載のハンダ付けマスク
   用の組成物の回路板の被覆への利用。