JPH0426464B2 - - Google Patents

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JPH0426464B2
JPH0426464B2 JP5751084A JP5751084A JPH0426464B2 JP H0426464 B2 JPH0426464 B2 JP H0426464B2 JP 5751084 A JP5751084 A JP 5751084A JP 5751084 A JP5751084 A JP 5751084A JP H0426464 B2 JPH0426464 B2 JP H0426464B2
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photocurable material
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Hooru Hausaa Uiriamu
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EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication of JPH0426464B2 publication Critical patent/JPH0426464B2/ja
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    • GPHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 印刷回路、グラフイツクアーツおよび関連産業
においては、原画(ポジまたはネガ)ホトマスク
から光感受性シートの一方または両方の側に写真
的に画像転写させる必要性が依然として存在して
いる。多くの重要な場合に、これら画像はエレメ
ント上の前以つて確立されている位置に正確に軸
合せまたは整合されなくてはならない。画像がエ
レメントの両側に転写される場合には、往々にし
て前面および背面画像もまた相互に正確に整合さ
れていることが更に要求される。すべての場合、
写真操作は望ましくないまたは偽の特性の転写を
最小にしつつ画像特性の定義および相対的位置の
両方を可及的最大の正確さをもつて保持させるよ
うにして実施される。
印刷回路は往々にして乾燥フイルムホトレジス
トを使用した反復画像転写法により製造される。
ホトレジスト法の実施のために使用される装置は
一般に、銅被覆基材板の清浄化のためのクリーナ
ーまたはスクラバー、板の予備加熱のためのオー
ブン、フイルムおよび板を一緒に積層させる場合
にそれらに熱を加えるためのロールラミネータ
ー、活性放射露光ステーシヨンおよび銅基材上の
レジスト画像現像のための溶媒洗去装置のような
独立した部分より構成されている。そのような工
程および装置は「Printed Circuits Handbook」
第2版(1979)および「Photoresist Materials
and Processes」(1975)に完全に記載されてい
る。
典型的には装置の各部分の間で手動的な基材板
の移動および位置づけが行われるがこれは費用を
上昇させそして再現性を低下させて工程の収率損
失を導く。
ホトレジスト工程を自動化させるための種々の
試みがなされた。しかしながら自動化は限定され
た程度にしか採用されなかつた。しかし近年米国
特許第4293635号、ヨーロツパ特許出願第
81104013.8号および米国特許出願第153636号およ
び同第153637号各明細書に開示のように一体化高
生産性清浄化および積層系中に板トリミングが成
功裡に包含された。更に最近、高生産性整合およ
び露光法が米国特許出願第387534号明細書に開示
された。自動化におけるこれらの進歩は使用者に
対する実質的コスト節約の結果となる。
ホトマスク整合および露光と同時に基材上に光
感受性液体をコーテイングする方法は米国特許出
願第387535号明細書に開示されている。この方法
ははんだ操作の前に回路板に永久コーテイングを
適用するにあたつて特に有用である。より厚いコ
ーテイング層に対しては優れた保護が得られるけ
れども、より薄いコーテイング層による同様の保
護は達成がより困難である。より薄いコーテイン
グが望ましいのであるから、印刷回路パターン上
の充分なコーテイング厚さを確実ならしめるため
の要求が存在している。
本発明は、光硬化性物質を基材に適用しそして
露光させて基材上に光硬化した物質の独立部分を
形成させるにあたり、 (a) 変形可能なそして固体として存在しない光硬
化性物質の層をホトマスクに適用すること、 (b) 光硬化性物質の層をホトマスクを通して活性
線放射に露光させそれによつてホトマスクから
離れて面した光硬化性物質表面を変形可能に留
めること、 (c) ホトマスクと共に露光層を基材に適用しそれ
によつて変形可能に留まつている光硬化性物質
の表面を基材に面するようにすること、 (d) 光硬化性物質を含有する層をホトマスクを通
して活性線放射に再露光させてそれによつて光
硬化した物質の結合した独立部分を基材上に生
成させること の各段階を包含する方法に関する。
本発明の好ましい具体例は、光硬化性物質をシ
ート基材に適用しそして露光させてシート基材上
に光硬化した物質の独立部分を生成させるにあた
り、 (a) 変形可能なそして固体として存在しない光硬
化性物質の層をホトマスクに適用すること、 (b) 光硬化性物質をホトマスクを通して活性線放
射に露光させそれによつてホトマスクから離れ
て面した光硬化性物質表面を変形可能に留めさ
せそしてそれによつて光硬化した物質および光
硬化性物質をホトマスクに接触状態で存在させ
ること、 (c) ホトマスク上の露光させた光硬化性物質を基
材に接触させそれによつて前記接触の間に光硬
化性物質の除去による一層緊密な接触以外の基
材に対して実質的なホトマスクの移動が生じな
いようにすること、そしてその場合界面力また
は粘張力の少くとも一方が基材とホトマスクと
を相互に固定した位置に保持するのを助けるよ
うにすること、 (d) 光硬化性物質を含有する層をホトマスクを通
して活性線放射に再露光させてそれによつて光
硬化した物質の結合した独立部分を基材上に生
成させること の各段階を包含する方法に関する。
第1図は光硬化性液体を予め像形成(以下場合
により「前画像形成」と称する)させ、この予め
像形成せしめた液体を実質的に均一な表面に適用
し、適用された液体層を再度像形成(以下場合に
より「再画像形成」と称する)させ、未硬化液体
を除去しそして場合により表面の非被覆部分を変
性させるプロセス工程を説明する一連の図面であ
る。
第2図は光硬化性液体を予め像形成させ、この
予め像形成せしめた液体を盛り上つたレリーフパ
ターンを有する表面に整合適用し、適用された液
体層を再度像形成させそして未硬化液体を除去す
るためのプロセス工程を示す一連の図面である。
第3図は本発明の好ましい方法の模式的図であ
る。
本発明の教示によりコーテイングさせそして像
形成させるべきシート基材は種々でありそしてこ
れは最終物品の用途に依存する。基材は剛性また
は可撓性、粗荒性または平滑性、均質または非均
質、電気伝導性または非電気伝導性でありうる。
この基材の一方側または両側に光感受性液体をコ
ーテイングしそして像形成させることができ、そ
して基材表面はそれ自体光感受性液体の適用の前
に光感受性でありうる。
本発明の方法は像形成せしめられた光硬化性液
体でコーテイングされたシート基材表面にわたつ
て適正な一貫した光硬化部分厚さを与えるにあた
つて有用である。光硬化性液体を使用した場合、
本発明の方法は光硬化性液体から均一厚さの高解
像レジスト像を生成させるに有用であり、そして
これは光硬化した液体による貫通孔の塞栓形成を
減少させるという別の利点を有している。この方
法は印刷回路パターン上に以後のはんだ操作の間
回路を保存する永久マスクを形成させるに特に有
用である。この場合、予備的像形成段階は、盛り
上つた回路パターン上の光硬化液体の以後のはん
だ操作の間パターンを保護するに充分な最小厚さ
を確実ならしめる。本発明の方法はまたプレート
表面にわたつて均一な画像厚さを有する石版印刷
プレートの製造においてもまた有用である。
本発明は基材へのホトマスクの軸合せがそれ程
臨界的ではない基材の一つの表面への光硬化性液
体の適用、例えば単一石版印刷プレートまたは陰
画ホトマスクの生成に対して有用であるけれど
も、本発明は例えば「テント」レジストまたはは
んだマスクとしての基材の両側へのホトレジスト
像の正確な整合適用に対して特に有用である。基
材の一方または両方の側への光硬化性液体の整
合、適用および像形成のための好ましい方法はこ
こに参照として包含されている米国特許出願第
387535号明細書に開示されている。
添付図面においては、正確な整合が重要な基材
の一方側で実施された本発明の方法が示されてい
る。基材は水平配向で示されているけれども、そ
れは垂直を含む任意の配向で保持させることがで
き、そして基材の両側または両表面を同時にかま
たは連続的に像形成させることができる。
第1図は本発明の光硬化性液体および予備的像
形成(Preimaging)法を使用しためつき貫通孔
を有する印刷回路板の製造方法を示す。
第1図Aに関して、その上に光硬化性液体層2
をコーテイングしたホトマスク1を低水準活性線
放射3に露光させる。ホトマスクの透明部分4を
通過する活性線放射はその下の光硬化性液体を一
部硬化させてホトマスク表面に隣接した均一厚さ
の薄い硬化基層5を生成せしめる。その場合ホト
マスクから遠い方を向いた光硬化性物質表面6は
変形可能に留まる。基層の厚さは光硬化性層の厚
さのわずか数分の1であり、そしてその光硬化性
層の厚さの少くとも一部そして好ましくはその半
分はホトマスクから遠い方に面した表面6上に未
硬化して留まつていて厚さ均一性を確実ならしめ
る。予備的像形成された光硬化性層を有するホト
マスクを銅被覆基材8のめつき貫通孔7に整合ま
たは正確に整軸させる。
第1図Bにおいては、整合された予め像形成せ
しめられた光硬化性層を例えば加圧ローラー10
を使用してホトマスクの外側表面にノルマルの圧
を適用しそして圧をマスクを横切つて前進させて
整合された予備的像形成積層体を生成させること
によつて基材の銅表面9に適用する。第1図Cに
おいては、前画像形成光硬化性液体層を高水準活
性線放射11に露光させるがこれはホトマスクの
透明部分を通過して銅表面の深さまでその下にあ
る光硬化性液体を硬化させて銅表面に固く整合接
着した再画像形成層12を生成させる。第1図D
においてはホトマスク1を硬化再画像形成部分1
4を全く除去することなしに再画像形成層12か
ら除去する。再画像形成層の表面を現像液例えば
溶媒にかけた際、未硬化部分15は除去されて銅
表面上の硬化再画像形成部分14よりなる第1図
Eに記載のステンシルレジスト画像を生成させ
る。貫通孔7上に位置する硬化部分は「テント」
と称される。
例えば本発明の方法により製造されたようなス
テンシルレジスト画像を使用する典型的方法はレ
ジスト画像により保護されていないすべての被覆
されていない銅表面部分9をエツチングし去るこ
とによつて印刷回路パターンを生成させることで
ある。第1図Fは基材の絶縁表面18上のエツチ
ングさせたそのような回路パターン17を示す。
残存する硬化レジスト画像14および16は典型
的にはストリツピング溶液により除去されて第1
図Gの印刷回路パターンを生成させる。典型的に
は硬化物質による貫通孔の塞栓形成は光硬化性液
体を使用する場合問題点でありうる。この問題は
本発明の前画像形成(preimaging)法により減
少する。
第2図は本発明の光硬化性液体および前画像形
成法を使用して印刷回路に永久保護コーテイング
のはんだマスクを適用する方法を示す。
第2図Aに関してはその上に高粘度光硬化性液
体層22をコーテイングしたホトマスク21を低
水準活性線放射23に露光させる。ホトマスクの
透明部分24を通過する活性線放射はその下の光
硬化性液体を一部硬化させてホトマスク表面に接
した一定の最低厚さの薄い硬化基層25を生成さ
せる。この場合合、硬化基層の厚さははんだの間
の充分な保護を確実ならしめるためには光硬化性
層の厚さの実質的部分でありうる。しかしながら
層厚さの少くとも一部、好ましくはその半分はホ
トマスク26から遠い方に面している表面上で未
硬化にそして変形可能に留まつている。前画像形
成した光硬化性層を有するホトマスクを例えば第
1図G記載の印刷回路パターン17のめつき貫通
孔7に整合または正確に軸合せさせる。特に好ま
しい操作様式においては、印刷回路パターン17
と基材の絶縁表面18を場合により低粘度液体で
コーテイングして以下に開示のように空気捕集を
減少または除外させる。
第2図Bにおいては、整合し前画像形成された
光硬化性層を加圧ローラー10を例えば使用して
ホトマスクの外側表面にノルマルの圧を適用しそ
して圧をマスクを横切つて前進させて整合前画像
形成積層体を生成させることによつて印刷回路パ
ターンに適用する。適用の間盛り上つた回路レリ
ーフパターンにより形成されるすべての空隙を光
硬化性液体で充填させるに充分な圧が要求され
る。使用される場合には低粘度液体はこの空隙の
充填を助ける。適用の間、前露光により形成され
た薄い硬化基層25は盛り上つた回路パターンが
一定に厚い光硬化物質の「キヤツプ」で保護され
ることを確実ならしめる。
第2図Cにおいては、前画像形成せしめられた
光硬化性液体層をホトマスクの透明部分を通過す
る高水準活性線放射31に露光させて銅およびそ
の下の基材表面深さまで光硬化性液体を硬化させ
て回路板を封入させそしてそれに固く接着した再
画像形成層32を生成させる。第2図Dにおいて
は、ホトマスク21を再画像形成層32から硬化
再画像形成部分28を除去することなしに除去す
る。ある場合には未露光硬化性物質29はホトマ
スク表面に接着しそしてこれと共に除去される。
再画像形成層の表面が現像液例えば溶媒に曝さ
れた際未硬化部分30は除去されてめつきされた
貫通孔7およびまわりの「パツド」部分を裸にす
る。印刷回路パターンの残余の部分は光硬化した
物質すなわちはんだマスク中に封入される。封入
された印刷回路は次いで更に一般に使用されてい
る方法により処理してめつきされた貫通孔に電気
成分を挿入させそしてはんだ処理することができ
る。
第2図は永久はんだマスク形成を記載している
けれども、記載の方法はすべての低レリーフ画像
を永久的または一時的ベースでの盛り上つた部分
に最低の保護を確実ならしめるための封入に対し
て有用であることが明白である。
添付図面の記載から前画像形成露光程度は製造
される物品の利用および光硬化性液体層のタイプ
および厚さに依存することが明白である。基材表
面が比較的平滑でありかつ液体の平滑な薄い層
(0.0001〜0.002インチ)が適用される場合には、
前画像形成露光は実質的なものでありうる。その
ような場合、硬化の勾配は通常層の厚さ全体にわ
たつて延びている。そしてホトマスクに最も近い
基層は実質的に硬化されておりそして外側表面に
最も近い基層は積層圧下では少くとも変形可能で
ある。液体の厚い層(0.001〜0.005インチ)が適
用される場合そして基材表面が不均一で低いレリ
ーフまたはステンシルを含有する場合、またはコ
ーテイングされた液体層表面が不均一である場合
には、露光はホトマスクに隣接する基層に限定さ
れる。そして層の外側基層には硬化は実質的に生
じない。その他の場合としては、所望される使用
に応じて厚い層の深部(in depth)硬化または薄
い層中の非常に薄い基層の形成があげられる。す
べての場合に対する第一義的基準は層の外側基層
が以後の再露光に対して変形可能にそして光硬化
性に留まるということである(場合により接着剤
液体の存在下に)。
光硬化性層内の硬化勾配の程度は活性線放射水
準、層中の吸収成分および層の厚さに依存する。
任意の特定の光感受性層に対しては、勾配は活性
線放射の強度、露光の持続および/または放射ス
ペクトル特性の調整によつて調節することができ
る。層の前画像形成に使用される低水準露光は、
強度またはその持続のどちらかにおいて通常層の
再画像形成に使用される高水準露光とは異つてい
る。層成分により強く吸収される放射はまた前画
像形成のために有用であり再画像形成に対しては
あまり有用ではない。
本発明の方法においては、1枚または一連の多
数のシート基材が整合および露光装置に導入され
る。装置の整合部分は一般に長方形の基材の正確
な軸合せにおけるホトマスクへの整合を可能なら
しめる。ホトマスクは活性線放射への光感受性層
の像様露光を可能ならしめる。
ホトマスクは活性線放射を通過させる可撓性シ
ートである。1個または2個のホトマスクを使用
することができる。その理由はシート基材の両側
を一連にまたは同時に画像形成させることができ
るからである。2個のホトマスクを使用して各先
行端を平行な蝶つがい(ヒンジ)関係で基材の厚
さに近似した厚さの薄いキヤリアの一方の側で結
合させることができる。ホトマスクは共通のキヤ
リアへのそれらの蝶つがい関係の故に相互に正確
に整合保持されうる。
2個のホトマスクを使用して基材をホトマスク
の間に位置させまたは軸合せさせて1個の基材部
分がキヤリアおよび少くとも1個のホトマスクと
整合されるようにする。整合接触は基材とキヤリ
アとの簡単な縁−縁接触でありうるが、この場合
の唯一の付加的判定基準はホトマスクの所望の画
像パターンが画像形成させるべきシート部分中に
完全に含有されていることである。しかしながら
より一般的には整合は基材上に含有されている細
部のホトマスク画像の細部との正確な軸合せを必
要とする。この場合少くとも2個のシート上の接
触点をキヤリアに固定させた2個の相当する接触
点に固定関係となるようにする。そのような点は
シートおよびキヤリア縁部の適当に間隔をおいた
ノツチ(切欠け)およびタブでありうる。あるい
はまた、点は整合ピンと孔との組合せより構成さ
れうる。この場合シートは整合ピンによつてバー
に対して所望の配向で位置づけされた正確にドリ
ル穿孔した整合孔を含有している。多数の基材を
使用する場合整合は基材ごとに同一であつて、多
数の基材上の実質的に同一の露光光感受性層を以
後の処理に対して生成させる。
基材がキヤリアに対して整合関係になつたなら
ば、蝶つがい形成した縁部またはその付近でホト
マスクの外側表面上でキヤリアにほぼ平行なライ
ンでノルマル圧を適用することによつて、そして
蝶つがいラインに垂直なそして基材表面に平行な
方向に加圧ラインを(相対的に)前進させそして
その前進と同時にホトマスクの内側表面をコーテ
イングすることにより前画像形成光感受性液体を
適用しそしてコーテイングされた層をホトマスク
を通して低水準活性線放射に露光させることによ
つて可撓性フイルムホトマスクを前画像形成光感
受性液体中間層の存在下に基材の少くとも一方の
側に適用する。実際には前進直線圧により形成さ
れる基材とホトマスクとの間のニツプは光感受性
中間層をカレンダーまたは成形するように作用す
る。この厚さはコーテイングされた層の前露光基
層により制御されて前画像形成光感受性層が基材
表面とホトマスクとを分離させている整合サンド
イツチ構造を生成する。基材の2表面の各々に前
画像形成光感受性液体を適用することによつて、
この積層またはカレンダー工程は好ましくは1組
の加圧ローラーを通して蝶つがい形成ホトマスク
−整合シート集成体を通過させることにより実施
される。ニツプ圧は液体の粘度、ニツプを通して
の基材の通過速度、前露光程度および要求される
層厚さにより調節される。この操作様式において
は、整合は第一に圧を基材と可撓性ホトマスクの
蝶つがい形成先行端またはその付近で適用し、各
ホトマスクの後続部分を各加圧ロールのカーブし
た表面のまわりに一部巻付ける。光感受性好まし
くは光硬化性液体を次いでホトマスクの表面にコ
ーテイングさせそしてそれを通して低水準活性線
放射源を使用して前露光させる。ある場合には光
感受性液体はこれまた光感受性でありうる低粘度
液体が基材に適用されている間にホトマスクに適
用される。好ましくは整合装置は一般的方向が上
昇方向となるように配置されている。すなわち基
材は加圧ロールおよび液体アプリケーターに相対
的に上方向に移動する。そのように配置させた場
合、基材上の低粘度液体の調整または清浄化作用
が達成されうる。その理由は過剰の液体を使用し
うるからであり、そしてこれはそれと共にすべて
の外来性物質を運びつつ受容容器中に単に流下す
るからである。更に活性露光が好ましくは行われ
る液体アプリケーター上の部分はより容易に不要
の液体なしとなりうる。コーテイングされた基材
とホトマスクとの軸合せを生成させるためのこの
方法は一般に真空の助けなしで得られる。基材の
一面のみがコーテイングされる必要がありそして
ホトマスクおよび加圧手段は基材の一方側のみに
存在させる必要があることが理解されよう。
本明細書中で「実質的に移動なし」ということ
は基材とホトマスクとの表面がそれらの表面に平
行な方向に相互に相対的に動かないこと、すなわ
ち表面が相互にスライドして基材に対するホトマ
スクの軸合せを変化させないことを意味してい
る。しかしながら「実質的に移動なし」というこ
とは、例えば基材とホトマスクとの間の界面から
過剰の未硬化液体がスクイーズされて前画像形成
光感受性層を形成する時または前画像形成層の外
側基層を変形させる時のホトマスクと基材層のそ
れらの表面に垂直な方向での相互移動は許容する
ものである。しかしながら前進加圧ラインにより
前画像形成光感受性層に接触させた基材層および
ホトマスクはそれらの表面に平行なそして垂直な
方向において固定された関係に留まる。
また本明細書においては前画像形成光感受性液
体層を通して基材とホトマスクを「接触させる」
ということは中間層を除外するものではないこと
を理解されたい。例えば基材を光感受性層液体の
適用の前に非光感受性層で湿潤化させることがで
きる。
コーテイングされた光感受性層を低水準活性線
放射に前露光させるためには、そのコーテイング
された液体層を基材表面に接触させる前に前露光
が生ずる限りはすべての方法を使用することがで
きる。整合ホトマスクと基材が加圧ローラーのニ
ツプ中に移動する一つの操作様式においては、ホ
トマスクの内側表面をアプリケーターステーシヨ
ンにおいて光感受性液体層で最初にコーテイング
せしめる。次いで加圧ローラーとアプリケーター
ステーシヨンとの間の位置させた活性線放射領域
をコーテイングされたホトマスクの外側表面が通
過する際にコーテイングされた層が前画像形成さ
れる。この動的操作様式においては、低水準露光
は照射の強度およびスペクトル特性ならびにコー
テイングされたマスクのそれが照射領域を通過す
る時の輸送速度により決定される。この様式にお
いては、照射をハンドに焦点合せさせることがで
きるしまたは光感受性層の露光特性にマツチさせ
てその強度を調節した横方向に走査する強い活性
線放射のスポツトを使用することができる。その
他の操作様式においては、アプリケーターステー
シヨンから出てくるコーテイングされたホトマス
クを停止させ、そして固定位置で懸垂させ、そし
て次いでホトマスクを通して低水準の3000〜4000
Åまたはそれ以上の領域の均一活性線放射に露光
させる。この静的操作様式においては、次いで前
画像形成コーテイングの輸送は加圧ローラーのニ
ツプ中までつづけることができる。アプリケータ
ーステーシヨンが加圧ローラーと照射領域との間
に位置しておりそしてホトマスクが加圧ローラー
から輸送されるその他の構成においては、ホトマ
スクの内側表面を第一にアプリケーターステーシ
ヨン中でコーテイングさせ、アプリケーターステ
ーシヨンから出てくるコーテイングされたホトマ
スクを停止させそして固定位置に懸垂させ、そし
て次いでこのホトマスクを通して均一低水準照射
に露光させる。アプリケーターステーシヨンを引
込ませて輸送方向を逆転させ、そして前画像形成
させたコーテイングしたホトマスクを基材と整合
させて加圧ローラーに通過させる。
前画像形成光感受性液体中間層でコーテイング
させた基材上にホトマスクが整合固定されたなら
ば前以つて処方された時間の間、光感受性液体に
対して活性な任意の放射源を使用して高水準再露
光を実施する。放射源は前画像形成に使用された
ものと同一光源でありうるしまたはそれは異つた
光源でもありうる。第一義的判定基準はそれが前
記定義の高水準露光を実施させるに充分なもので
あるということである。好ましい操作様式におい
ては加圧ローラーから出てくる積層エレメントを
停止させ、そしてて固定たて形位置で懸垂させ、
そして次いでホトマスクを通して3000〜4000Åま
たはそれ以上の領域の均一な活性線放射に露光さ
せる。基材の両側が光感受性液体層を有している
場合には、両側を好ましくは同時に露光させる。
それに代る操作様式においては、光感受性液体中
間層を、それが加圧ロールから出てきてそしてそ
れが放射領域を通過する時に活性線放射で照射さ
せる。この様式においては、照射をハンドに焦点
合せさせることができるしまたは光感受性層の露
光特性および輸送速度にマツチさせてその強度を
調節した横方向に走査する強い活性線放射のスポ
ツトを使用することができる。また整合装置から
基材を完全に除去しそしてそれをいずれかの適当
な露光ユニツト上で露光させることも可能であ
る。ホトマスクとキヤリアは界面の液体により誘
導された界面力または粘張力の作用によつて基材
およびその光感受性層に整合されて固定残留す
る。界面力と粘張力との両方が存在しうることが
理解されている。
ホトマスクから製造される材料によつて、活性
線放射はホトマスクへの液体の光接着を誘導させ
うる。露光させたそして硬化させた液体の容易な
離型を確実ならしめるためには、マスク表面を活
性線放射に対して本質的に透明な薄い離型((レ
リース)層で保護または変性させることができ
る。この離型層はマスク画像表面に対しては強い
接着力を有しているべきであるがしかしこれは硬
化された光感受性液体に対してはより弱い接着力
を有しているべきである。この離型層の厚さは露
光画像の高い解像を確実ならしめるためには最小
に例えば好ましくはマスク画像の厚さ例えば約
0.001インチまたはそれ以下にすべきである。一
つの有用な離型層は接着剤でマスク画像に接着さ
せた0.0005インチのポリエチレンテレフタレート
フイルムである。その他のものとしては種々のワ
ツクスおよび通常のモールド離型剤があげられ
る。ホトマスクの望ましい特性としてはコーテイ
ング/積層過程に従わせるに充分な可撓性、液体
組成物との長期接触における寸法安定性、液体組
成物に対する化学的安定性、容易な離型性、露光
重合体からの離型コーテイングとの光重合体共存
性および応力に対する機械的耐久性があげられ
る。
再画像形成露光が完了した時例えば露光光感受
性層の表面から剥離してすなわち画像形成エレメ
ントを整合から解放させることによるホトマスク
の除去を行う。画像形成エレメントを次いでコー
テイング−整合−露光装置から送り出す。そして
一連の基材を画像形成させる場合にはホトマスク
−キヤリア集成体をその最初の位置に戻して次の
基材を受けとるようにすることができる。好まし
い操作様式においては一連の基材に対しては大部
分の方法工程が露光段階の後逆転される。すなわ
ち露光積層エレメントを加圧手段例えばローラー
を通して逆に通過させそして各ホトマスクをその
それぞれの加圧ローラー上でキヤリア上の蝶つが
い部分に達するまで後方に引張つて保存領域中に
戻す。圧の適用のためにはローラー以外の手段例
えばスクイージーを使用することができる。この
点またはその付近でホトマスク−キヤリア集成体
を停止させ、そして画像形成基材をコーテイング
−整合−露光装置から運び出す装置に基材を放出
させる。また加圧手段が移動可能でありうる。そ
してホトマスクを有する整合基材が静止的であり
うる。そのような操作様式においては、装置は実
質的に露光させるべき一連の次のシートを受入れ
るべく準備されている。好ましい操作様式におい
ては、露光後の画像形成基材の運動は下降方向で
あり、そして加圧ローラーを分離させて画像形成
基材を輸送手段上に落下させる。ホトマスクはそ
れらを画像形成シートから剥離させた際いずれか
の多数の方法で保存することができる。一つの保
存様式は巻上げドラムでありこの上にホトマスク
表面は外的接触なしで保存される。あるいはまた
ホトマスクは前記の前露光照射領域中に懸垂保存
させることができる。この後者の保存様式は基材
の反復画像形成に対して特に有用である。
整合および像様露光法の間シート基材は水平ま
たは垂直を包含する任意の配置でありうる。好ま
しくは基材は垂直または実質的に垂直な面にあ
る。本発明の方法においては、装置中では任意の
手段を使用して基材を整合位置にそしてそこから
移動させることができる。上昇−下降方向の好ま
しい操作様式においては、基材はキヤリアの下の
位置まではベルトによつてその縁に立つて水平に
運ばれる。そしてこの時点でそれはリフト装置に
よつて整合接触に持ち上げられる。露光後画像形
成シートはコンベアベルト上に落され、そしてこ
れがそれをその縁に立てて水平に装置から運び出
す。
ホトマスクに適用される光感受性液体は好まし
くはネガとして働くものである。ネガとして働く
液体は光硬化性組成物であり、それにおける活性
線放射の効果は、露光画像部分を直接または間接
に硬化させるかまたはそれ以外の様式でそのレオ
ロジーを変化させる。好ましくは不溶化もまた生
ずる。典型的光硬化反応としては、遊離ラジカル
連鎖付加重合、交叉結合反応およびプレポリマー
の二量化反応その他があげられる。そのような光
硬化性組成は全般的に「Light Sensitive
System」(1965)に開示されている。
光感受性液体は一般に積層圧および/または重
力が作用した場合に基材とホトマスクとの間に均
一の厚さの連続層を形成しそしてこれを保持する
に適当な未露光状態粘度を有しているべきであ
る。本発明の前露光照射の故に、低粘度液体をこ
こで使用しうる。すなわち最適液体粘度は液体層
の厚さ、前画像形成照射の程度、基材とホトマス
クとの間の前画像形成液体中間層の形成に適用さ
れる圧、前画像形成液体中間層の形成速度、温度
および例えば垂直に対する水平の基材の配向によ
つて影響される。低い方の粘度限界は前画像形成
照射、積層圧、積層ロールデユロメーター(また
は接触面積)および積層速度の選ばれた条件下に
ホトマスクと基材との間に許容しうる厚さのそし
て安定な光感受性液体中間層を与える粘度および
適用条件により規定される。上限は同一の積層条
件下にホトマスクに充分な厚さの平滑な均一なコ
ーテイングを送り出す装置の性能ならびに大量の
空気の捕集またはかさ高い低粘度液体なしに存在
させる場合の回路または盛り上つたレリーフに合
致する液体の能力により規定される。
好ましいネガとして働く光感受性液体は好まし
くは1個またはそれ以上の末端エチレン基を含有
する付加重合性エチレン性不飽和化合物である少
くとも1種の単量体、および活性線放射により活
性化可能な遊離ラジカル生成性付加重合開始剤系
を含有する光重合性液体である。一般にこの液体
にはまた重合体結合剤、充填剤物質およびその他
の単量体を単独でまたは組合せで含有させて光感
受性液体の粘度およびその他の性質を調整させ
る。この液体はまたその他の成分例えば染料、顔
料、可塑剤、接着助剤、熱阻害剤コーテイング物
品の特定の用途に対して要求されうるその他のも
のをも含有しうる。有用な単量体、開始剤、結合
剤およびその他の成分の例は以下に列記されてい
る。
単量体:第3級ブチルアクリレート、1,5−
ペンタンジオールジアクリレート、N,N−ジエ
チルアミノエチルアクリレート、エチレングリコ
ールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ
アクリレート、ジエチレングリコールジアクリレ
ート、ヘキサメチレングリコールジアクリレー
ト、1,3−プロパンジオールジアクリレート、
デカメチレングリコールジアクリレート、デカメ
チレングリコールジメタクリレート、1,4−シ
クロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−
ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロ
ールジアクリレート、トリプロピレングリコール
ジアクリレート、グリセロールトリアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、2,2
−ジ(p−ヒドロキシフエニル)−プロパンジア
クリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリ
レート、2,2−ジ−(p−ヒドロキシフエニル)
−プロパンジメタクリレート、トリエチレングリ
コールジアクリレート、ポリオキシエチル−2,
2−ジ−(p−ヒドロキシフエニル)−プロパンジ
メタクリレート、ビスフエノールAのジ−(3−
メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)エ
ーテル、ビスフエノールAのジ−(2−メタクリ
ルオキシエチル)エーテル、ビスフエノールAの
ジ−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシプロ
ピル)エーテル、ビスフエノールAのジ−(2−
アクリルオキシエチル)エーテル、テトラクロロ
ビスフエノールAのジ−(3−メタクリルオキシ
−2−ヒドロキシプロピル)エーテル、テトラク
ロロ−ビスフエノールAのジ−(2−メタクリル
オキシエチル)エーテル、テトラブロモビスフエ
ノールAのジ−(3−メタクリルオキシ−2−ヒ
ドロキシプロピル)エーテル、テトラブロモビス
フエノールAのジ−(2−メタクリルオキシエチ
ル)エーテル、1,4−ブタンジオールのジ(3
−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)
エーテル、ジフエノール酸のジ−(3−メタクリ
ルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)エーテル、
トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリ
オキシプロピルトリメチロールプロパントリアク
リレート(462)、エチレングリコールジメタクリ
レート、ブチレングリコールジメタクリレート、
1,3−プロパンジオールジメタクリレート、
1,2,4−ブタントリオールトリメタクリレー
ト、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタン
ジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリメタクリレート、1−フエニルエチレン−
1,2−ジメタクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、1,5−ペンタンジオー
ルジメタクリレート、ジアリルフマレート、スチ
レン、1,4−ベンゼンジオールジメタクリレー
ト、1,4−ジイソプロペニルベンゼンおよび
1,3,5−トリイソプロペニルベンゼン。
前記エチレン性不飽和単量体の他に光硬化性層
はまた少くとも300の分子量を有する次の遊離ラ
ジカル開始連鎖延長付加重合性エチレン性化合物
の少くとも1種を含有しうる。これら単量体とし
ては好ましくは2〜15個の炭素原子を含有するア
ルキレングリコールまたは1〜10個のエーテル結
合のポリアルキレンエーテルグリコールから製造
されたアルキレンまたはポリアルキレングリコー
ルジアクリレートおよびここに参照として包含さ
れている米国特許第2927022号明細書に開示のも
の例えば特に末端結合として存在している場合の
複数の付加重合性エチレン結合を有するもの、そ
して特にそのような結合の少くとも1個そして好
ましくはそのほとんどが炭素−炭素二重結合およ
び炭素とヘテロ原子(例えば窒素、酸素および硫
黄)との二重結合を含む二重結合炭素と共役して
いるものがあげられる。顕著なものはエチレン性
不飽和基特にビニリデン基がエステルまたはアミ
ド構造と共役しているものである。
開始剤:共役炭素環系中に2個の環共有炭素原
子を有する置換または非置換の多核キノン。適当
なそのような開始剤としては9,10−アントラキ
ノン、1−クロロアントラキノン、2−クロロア
ントラキノン、2−メチル−アントラキノン、2
−エチルアントラキノン、2−第3級ブチルアン
トラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,
4−ナフトキノン、9,10−フエナントレンキノ
ン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベ
ンズアントラキノン、2−メチル−1,4−ナフ
トキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1,
4−ジメチルアントラキノン、2,3−ジメチル
アントラキノン、2−フエニルアントラキノン、
2,3−ジフエニルアントラキノン、アントラキ
ノンα−スルホン酸のナトリウム塩、3−クロロ
−2−メチルアントラキノン、レチンキノン、
7,8,9,10−テトラヒドロナフタセンキノン
および1,2,3,4−テトラヒドロベンズ(a)ア
ントラセン−7,12−ジオンがあげられる。それ
らのあるものは85℃の低い温度でも熱的に活性で
ありうるにしてもこれまた有用なその他の光開始
剤は米国特許第2760863号明細書に記載されてお
り、これらとしてはビシナルケトアルドニル化合
物例えばジアセチル、ベンジルその他、α−ケト
アルドニルアルコール例えばベンゾイン、ピベロ
インその他、アシロインエーテル例えばベンゾイ
ルメチルおよびエチルエーテルその他、α−メチ
ルベンゾイン、α−アリルベンゾインおよびα−
フエニルベンゾインを含むα−炭化水素置換芳香
族アシロインがあげられる。更に米国特許第
2850445号、同第2875047号、同第3097096号、同
第3074974号、同第3097097号および同第3145104
号各明細書に開示の光還元性染料および還元剤な
らびにフエナジン、オキサジンおよびキノン群の
染料を使用しうる。その他の適当な重合開示剤は
ミヒラーのケトン、ベンゾフエノン2,4,5−
トリフエニルイミダゾリル二量体と水素ドナーお
よびその混合物で米国特許第3427161号、同第
3479185号および同第3549367号各明細書に記載の
ものである。前記すべての米国特許および出願は
ここに参照として包含されている。
結合剤:結合剤は光感受性液体の粘度調整のた
めに単独でかまたは組合せで、または充填剤との
組合せで使用しうる。典型的結合剤としては以下
のものがあげられる。ポリアクリレートおよびα
−アルキルポリアクリレートエステル例えばポリ
メチルメタクリレートおよびポリエチルメタクリ
レート、ポリビニルエステル例えばポリビニルア
セテート、ポリビニルアセテート/アクリレー
ト、ポリビニルアセテート/メタクリレートおよ
び水解ポリビニルアセテート、エチレン/ビニル
アセテート共重合体、ポリスチレン、ビニリデン
クロリド共重合体例えばビニリデンクロリド/ア
クリロニトリル、ビニリデンクロリド/メタクリ
レートおよびビニリデンクロリド/ビニルアセテ
ート共重合体、ポリ塩化ビニルおよび共重合体例
えばポリ塩化ビニル/アセテート、約4000〜
1000000の平均分子量を有するポリグリコールの
高分子量ポリエチレンオキシド、エポキシド、コ
ポリエステル例えば式HO(CH2o−OH(式中n
は2〜10の整数である)のポリメチレングリコー
ルと(1)ヘキサヒドロテレフタル酸、セバシン酸お
よびテレフタル酸、(2)テレフタル酸、イソフタル
酸およびセバシン酸、(3)テレフタル酸およびセバ
シン酸、(4)テレフタル酸およびイソフタル酸との
反応生成物から製造されたものおよび(5)前記グリ
コールと(i)テレフタル酸、イソフタル酸およびセ
バシン酸および(ii)テレフタル酸、イソフタル酸、
セバシン酸およびアジピン酸から製造されたコポ
リエステル混合物、合成ゴム例えばブタジエン/
アクリロニトリル、アクリロニトリル/ブタジエ
ン(カルボキシ変性、例えば3%)、アクリロニ
トリル/ブタジエン/スチレン、アルキル(1〜
4個の炭素原子)メタクリレート/アクリロニト
リル/ブタジエン、アルキル(1〜4個の炭素原
子)メタクリレート/スチレン/アクリロニトリ
ル/ブタジエン共重合体、2−クロロブタジエ
ン/1,3−重合体、塩素化ゴム、スチレン/ブ
タジエン/スチレン、スチレン/イソプレン/ス
チレンブロツク共重合体およびここに参照として
包含されている米国特許第3265765号明細書記載
のその他のブロツク共重合体、n−ブチルメタク
リレート、ポリエーテルポリウレタン樹脂その
他、ナイロンまたはポリアミド例えばN−メトキ
シメチルポリヘキサメチレンアジパミド、セルロ
ースエステル例えばセルロースアセテート、セル
ロースアセテートサクシネートおよびセルロース
アセテートブチレート、セルロースエーテル例え
ばメチルセルロース、エチルセルロースおよびベ
ンジルセルロース、ポリカーボネート、ポリビニ
ルアセタール例えばポリビニルブチラール、ポリ
ビニルホルマル、ポリホルムアルデヒド。
充填剤:所望により光重合性層はまた光重合体
物質の露光に使用される波長では本質的に透明な
非混和性の重合体状または非重合体状有機または
無機充填剤または補強剤例えば親有機性シリカ、
ベントナイト、シリカ、粉末ガラス、コロイドカ
ーボンならびに種々のタイプの染料および顔料を
光重合性層の所望の性質に関して種々の量で含有
することができる。米国特許第3754920号および
同第3785877号各明細書に開示の粒子状物の大き
さはこの目的に対して有用である。
その他の任意成分としての添加剤としては阻害
剤、染料、顔料、可塑剤その他があげられる。
適当な熱重合阻害剤としてはp−メトキシフエ
ノール、ヒドロキノンおよびアルキルおよびアリ
ール置換ヒドロキノンおよびキノン、第3級ブチ
ルカテコール、ピロガロール、樹脂酸銅、ナフチ
ルアミン、β−ナフトール、塩化第1銅、2,3
−ジ第3級ブチル−p−クレゾール、フエノチア
ジン、ピリジン、ニトロソ二量体例えば1,4,
4−トリメチル−2,3−ジアザビシクロ−
〔3.2.2〕−ノン−2−エン−2,3−ジオキシド、
ジニトロベンゼン、p−トルキノンおよびクロラ
ニルがあげられる。
種々の染料を加えて形成画像の可視性を上昇さ
せることができる。顔料もまたこの能力において
使用しうる。使用されるすべての着色剤は好まし
くは使用される活性線放射に対して透明であるべ
きである。
有用な可塑剤は使用される重合体状結合剤と共
存性の任意の一般的可塑剤例えばジアルキルフタ
レート、ポリエチレングリコールおよびアルキル
ホスフエートでありうる。
光感受性液体は前画像形成用にホトマスクに適
用されるがこの液体はホトマスクおよび基材の両
方に適用することができる。あるいはまた異つた
光感受性液体を同時に各表面に適用して特性勾配
を有する層を生成させることができる。更に異つ
た系を基材の前面および背面に適用することがで
きる。
本発明の更にその他の具体例においては基材を
調整(コンデイシヨニング)液で処理することが
できる。そのような調整液はごみまたは不要の表
面酸化物その他を除去する清浄化作用またはエツ
チング作用溶液でありうる。そのような清浄化用
液体は米国特許出願第153637号(再出願第341618
号)明細書に開示のように機械的清浄化と組合せ
て使用することができる。調整液は下塗り溶液ま
たは例えば米国特許第3645772号明細書に開示の
接着促進剤の溶液でありうる。光感受性層をレリ
ーフ表面を有する基材に例えばはんだマスクを回
路板に適用する場合には、調整液例えば単量体、
可塑剤または米国特許第4069076号明細書に開示
の液体を基材に適用して積層の間のレリーフ表面
での泡または空気捕集を除外させることができ
る。
液体を基材表面に適用するためにはいずれかの
手段で使用することができる。適用手段に対する
第一義的要求はそれらが表面を損傷させないこ
と、そしてそれらが適用される液体の交叉汚染を
誘導しないということである。
第3図は光感受性液体を前画像形成の前にホト
マスクの一方または両方に適用するためそして基
材の一方または両側に前画像形成された液体を適
用するための好ましい方法を示している。ホトマ
スク41と整合固定されたキヤリアバー40は、
ホトマスク41がロール42のまわりに巻き取ら
れると下方に移動して懸垂位置となる。光感受性
液体43はアプリケーターロール44に重力フイ
ーダー45および供給パン46から適用される。
ドクターナイフ48の適当な位置づけによつてア
プリケーターロール44の上に形成される光感受
性液体47の層はそれらがロール42のまわりを
巻き戻されるとホトマスク41に移される。キヤ
リアバー40がロール42の間の位置に達すると
アプリケーターロール44はホトマスク41の表
面から除外されそして次いでコーテイングされた
ホトマスクを有するキヤリアバーを露光ランプ4
9の間の位置に上昇させる。上昇、露光およびそ
れに続く再巻戻し操作の間、ロール42は別の位
置に保持されている光感受性層47の相互表面接
触は阻止される。キヤリアバー40およびホトマ
スク41を露光ランプ49との間の位置に固定さ
せたら、ランプを前以つて処方した時間の間活性
化させて光感受性層47を前露光させる。前露光
完了後、キヤリアバー40をロール42の間の位
置に戻しそしてホトマスク41を懸垂位置に再び
巻き上げる。基材50例えば2面印刷回路板をキ
ヤリアバー40と整合接触させて上昇させる。こ
の上昇操作の前またはその間に基材50の表面を
低粘度液体51で例えばスプレーまたはブラツシ
ユアプリケーター52を使用して処理することが
できる。整合接触がなされたならば、ロール42
を一緒に動かして前以つて処方された積層圧を与
え、そしてキヤリアバー40を基材50、ホトマ
スク41および前画像形成光感受性層47と共に
上昇させそして露光ランプ49の間の位置に整合
保持させる。整合された積層複合体を露光ランプ
49の間の位置に固定させたらランプを前以つて
処方させた時間の間活性化させて光感受性層47
を完全に画像形成させる。再露光完了後、ロール
42をそれらの最初の位置に分け、そしてキヤリ
アバー40を下げそしてホトマスク41をそれら
の懸垂位置に戻しそれによつてその中に光硬化さ
せた画像部分を有する基材を放出させる。画像形
成基材が放出されそしてホトマスクがロール42
のまわりに巻き取られると、アプリケーターロー
ル44は係合されそして光感受性層47は後の基
材の画像形成用にコーテイングされることができ
る。
本発明の方法は一連の同様のシート基材の増感
および画像形成において特に有用である。そのよ
うな反復過程は銅被覆基材(一次画像形成として
知られる)からの印刷回路板の製造ならびにはん
だ処理の前の印刷回路板への永久的マスキング層
(はんだマスクとして知られる)の適用があげら
れる。ある特定の場合には、本発明の反復過程は
例えば米国特許第3469982号明細書に開示のよう
な標準乾燥フイルムレジスト法と組合せて改善さ
れたレジスト画像例えば「テント」レジストを生
成させることができる。すなわち優れた接着性を
有する乾燥フイルムホトレジストを積層させた一
連の銅被覆基材を本発明の方法によつて画像形成
併合レジスト層に優れた処理性を与える光感受性
液体で処理することができる。
本発明の方法はまた改善された表面性を有する
石版印刷プレートおよび平版印刷プレートを製造
するためのグラフイツクアーツ産業においてもま
た有用である。本発明の方法を使用してアルミニ
ウムプレートをそのままの光重合性液体でコーテ
イングしそして画像形成させることによつて、よ
り少い労力と時間で、液体を使用して通常に製造
される石版プレートよりも一層均一なそして一層
大なる摩耗耐性を有するリスプレートを製造する
ことができる。本発明の方法によつてそのままの
光重合性液体を光重合性デイープレリーフ印刷プ
レート、特に米国特許第4323636号明細書記載の
タイプのフレキソグラフプレートに適用して印刷
表面特性を修正させそして/または製造、保存ま
たは取扱の間に生成された表面欠陥を補正させる
ことができる。
例 1 印刷回路板の単一側を整合させ、室温で前画像
形成光重合性液体でコーテイングし、そして次い
で像様露光させる。ここでは米国特許出願第
387535号明細書例1記載の粘稠液体の逆ロールコ
ーテイングが使用される。容器中で成分を合しそ
して均質溶液が得られるまでエアモーター駆動プ
ロペラタイプ撹拌機で撹拌することによつて次の
組成を有する粘稠光重合性液体が製造される。特
に記載されない限り成分量は重量部で与えられて
おり、そして粘度はスピンドルNo.5で6rpmで25
℃において測定されたブルツクフイールド粘度計
を使用して測定されたポアズで与えられている。
粘稠光重合性液体A 成 分 重量部 トリプロピレングリコールジアクリレート 62.1 56%エチルアクリレート、37%メチルメタクリ
レートおよび7%アクリル酸のターポリマー
(分子量約260000、、酸価約76〜85、TG37゜)
26.3 「カーボセツト(Carboset )」515アクリル
樹脂(100%粘度2000000cps、酸価63、分子量
7000、TG14℃) 6.3 第3級ブチルアントラキノン 1.9 ジエチルヒドロキシルアミン 1.2 3−メルカプト−1,3,4−トリアゾール
0.2 HVTグリーン顔料 3 液体粘度 857 低粘度液体は次の成分を使用して製造される。
低粘度液体AA 成 分 重量部 トリプロピレングリコールジアクリレート 42 第3級ブチルアントラキノン 2 エポン 828(シエル・ケミカル社の液体エポキ
シ樹脂、エポキシド当量185〜192、粘度(ガー
ドナーホルト)100〜160(ノガロン約9.7ポン
ド)および20℃での屈折指数1573) 52 ジシアンジアミド 4 5−メルカプトトリアゾール 0.2 前記成分を機械的撹拌機で混合し、そして次い
で1/4インチセラミツク棒で24時間ミル処理して
液体中に難溶性ジシアンジアミドを分散させる。
ホトマスクは通常のジアゾ物質から製造され
る。ホトマスクの画像表面は0.0005インチ接着剤
層を有する0.0005インチ透明ポリエステルフイル
ムであるタプコル(Tapcor)エマルジヨン保護
フイルム(タプコル社製品)シートを接着させる
ことより保護されている。ホトマスクウエブに
は、その上に整合タブを含有しそして画像形成さ
せるべき印刷回路板と近似した厚さを有する回路
板ガイドが整合接続されている。
ホトマスクの保護された表面は次の方法によつ
て粘稠液体Aの層によりコーテイングされてい
る。時計方向に回転するアプリケーターロールは
供給パンから液体をとりあげる。アプリケーター
ロール表面上に位置させた計量ナイフはコーテイ
ング厚さおよびコーテイング幅を制御し、そして
両端の2個のスクラツパーはホトマスク上に過剰
の液体バングが沈着するのを阻止する。ホトマス
クが時計方向に第2のロールのまわりに巻きつく
際、ホトマスクの保護された表面は回転アプリケ
ーターロールのコーテイングされた表面をスキム
してコーテイングされた液体を保護された表面に
移して約0.007インチ厚さのコーテイング層を生
成させる。
コーテイングされたホトマスクをDMVL−HP
露光源(コーライト社の製品)中に置きそして光
重合性層を空気の存在下にホトマスクを通して前
露光させる。
0.062インチ厚さのフアイバーグラスエポキシ
板の一方の側に約0.003インチ高さの回路パター
ンを有する印刷回路板は回路板ガイドの整合タブ
に合致する整合ノツチを先行端に有している。印
刷回路板を低粘度液「AA」中に浸漬させそして
液体をブラシでこの印刷回路パターン上にひろげ
る。前露光後、前露光されたコーテイングホトマ
スクを有するこの回路板ガイドを加圧ロールによ
り形成されたニツプに通過させそしてホトマスク
を第2ロールのまわりに巻き取る。ガイドがニツ
プを通過する際、コーテイングされた印刷回路板
のノツチをガイドの整合タブ上に嵌合させて、印
刷回路板がホトマスクの画像と整合状態でニツプ
を通つて引張られるようにする。板がニツプを通
る際、コーテイングされた回路表面は前露光粘稠
液体層に整合接触しそしてニツプからすべての過
剰の液体を絞り出すことによつて前画像形成され
た均一にコーテイングされた印刷回路板が生成す
る。得られるコーテイングの0.004インチの所望
の厚さは積層が実施される速度および/または加
圧ロールにより適用される圧の調節により得られ
る。印刷回路板とホトマスクの後続端とがニツプ
を通過すると複合体エレメントは取り去られそし
て再びDMVL−HP露光源中で接着させたホトマ
スクを通して光重合性層のすべての露光部分を硬
化させるに充分な活性線放射に像様露光せしめら
れる。
活性線放射による再露光が完了した後で、回路
板はホトマスクから分離される。光硬化した画像
はホトマスクの保護表面から完全に分離しそして
回路板表面にしつかりと接着残留する。
前記の方法を使用して一連の異つた前露光およ
び後露光を実施する。使用された相対的活性露光
は任意の単位で以下の表に示されている。コーテイング# 前露光 再露光 1 なし 14 2 3 14 3 4 14 4 6 26 5 2 53 コーテイング1は前露光されない。そしてこれ
は積層層の硬化に必要な露光の水準を示すことの
みを意図している。前露光の直後に、各前画像形
成層の覆われていない表面を手で触れて調べて、
それが画像部分で変形可能(未硬化)であるかど
うかを測定する。各前画像形成表面は手で触れて
粘着性(変形可能)に留まる。コーテイングの
各々から生ずる画像形成された板を調べた場合、
0.0003インチ以下の泡を検出しうる顕微鏡検査
(×30)によつてさえも回路線に沿つては空気捕
集気泡は検出できない。泡不含の保護コーテイン
グははんだの間に使用される保護マスクすなわち
はんだマスクに対する重要な判定基準である。同
様の印刷回路板を前画像形成粘稠液体「A」のみ
でコーテイングさせ、すなわち低粘度液体
「AA」による前コーテイングなしでそして再画
像形成させた場合には泡の形の空気捕集がコーテ
イング通路に垂直の回路線に沿つて観察される。
画像形成回路板上に残存する未硬化液体は3〜
4フイート/分のプロセツサー速度で95〓で1%
Na2CO3溶液を使用して市場的に入手可能なADS
−24プロセツサー中で除去されて電気成分をその
中にはんだづけすべき貫通孔に相当するパツド部
分以外は全回路パターン上に硬化させて保護コー
テイングを有するそれぞれの印刷回路板を生成す
る。各々の場合、コーテイングを前露光させた場
合には、液体「A」のみが使用された場合でさえ
も回路ラインの頂部は少くとも0.001インチの硬
化光重合体で保護されている。
現像後保護コーテイングを300〓のオーブン中
で1時間板を焼成させ次いで10フイート/分で市
場的に入手可能なUV硬化装置に2回通過させる
ことによつて硬化させる。この回路板はこの時点
で通常のフイニツシユ、フラツクス処理、電気成
分挿入およびはんだ処理に対して準備される。
例 2 印刷回路板の両側を整合させ、顔料添加光重合
性液体の薄い層でコーテイングしそして次いで第
3図記載の装置中で像様露光させる。
例1記載の方法によつて次の組成を有する粘稠
な光重合性液体が製造される。
粘稠光重合性液体B 成 分 重量部 トリプロピレングリコールジアクリレート 64 56%エチルアクリレート、37%メチルメタクリ
レートおよび7%アクリル酸のターポリマー
(分子量約260000、酸価約76〜85、TG37゜) 27 カーボセツト 515アクリル樹脂(100%粘度
2000000cps、酸価63、分子量7000、TG14℃)
6 第3級ブチルアントラキノン 2 ジエチルヒドロキシルアミン 0.2 3−メルカプト−1,3,4−トリアゾール
0.2 ジシアンジアミド 0.5 ソルベントレツド109 0.1 液体粘度 800 低粘度液体は例1記載の方法によつて次の成分
から製造される。
低粘度液体BB 成 分 重量部 トリプロピレングリコールジアクリレート 42 第3級ブチルアントラキノン 2 エポン 815〔シエル・ケミカル社の液体エポキ
シ樹脂、エポキシド当量175〜195(ASTM D
−1652)および粘度5〜7ポアズ(ASTM D
−445)を有する〕 53 3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール 1 ジシアンジアミド 2 各基材両面を画像形成させるために使用される
べきホトマスク41は例1におけるようにして保
護表面を使用して製造されそしてピンバー整合機
構40に整合状態で取付けられる。
0.062インチ厚さのフアイバーグラスエポキシ
板の各面上に約0.003インチ高さの回路パターン
を有しそして回路パターンに整合させた銅めつき
貫通孔パターンを有する印刷回路板50は先行端
上にピンバー機構の整合ピンに合致した2個の整
合孔を有している。
両ホトマスクの保護表面を次の方法によつて粘
稠液体「B」の薄い層で同時にコーテイングさせ
る。第3図を参照して述べるに、整合されたホト
マスク41を有するピンバー40を最初露光ラン
プ49間の上昇された位置に位置させてホトマス
クの保護された表面が内側を向くようにする。ホ
トマスクの後続部分はそれぞれロール42のまわ
りに巻き付けられそして平行なロール42は保護
表面の接触を阻止するために別の位置にある。バ
ーおよびホトマスクが下方向に移動する際、ホト
マスクはロール42から巻き戻され、そして平行
ステンレススチールアプリケーターロール(それ
ぞれ直径約2.5インチ)44によつて粘稠な液体
の層47をコーテイングされそしてコーテイング
されたマスクは懸垂位置に送られる。コーテイン
グ法においては光感受性液体「B」43が重力フ
イーダー45および供給パン46から回転アプリ
ケーターロール44に適用され。アプリケーター
ロール44上に形成される光感受性液体の層47
はドクターナイフ48を適当に位置づけすること
によつて約0.007インチ厚さに制御されそしてそ
れらがロール42のまわりにほどかれるにつれて
ホトマスク41の保護表面に移される。整合バー
40がロール42の間の位置に達すると、アプリ
ケーターロール44をホトマスク41の表面から
除去し、そして次いでコーテイングされたホトマ
スクを有する整合バーを上昇させて露光ランプ間
の最初の位置とする。各ドクターナイフとアプリ
ケーターロールとの間のギヤツプを閉じ、アプリ
ケーターロールの回転を停止させそして各アプリ
ケーターロールをそれぞれのホトマスクの表面か
ら約0.002インチの位置に戻す。バー40を再び
下方に動かし、そして各々のコーテイングされた
ホトマスクをロール42と静止アプリケーターロ
ール44の間で巻きほぐして懸垂位置としそれに
よつて各コーテイングされた層47を約0.002イ
ンチ厚さにドクターナイフ調整させる。バー40
が再びロール42の間の位置に達したらアプリケ
ーターロール44をドクターナイフ処理した表面
から除去しそして次いでコーテイングされたホト
マスクを有するキヤリアバーを2個の露光ランプ
バンクの間の最初の位置に上昇させる(各バンク
は10個のランプよりなり、これらはホトマスクの
面から4インチである)。定位置に固定されたな
らばコーテイングされたホトマスクを100秒間ラ
ンプを付勢することにより前露光させる。前露光
完了後、キヤリア整合バー40をロール42の間
の位置に戻しそしてホトマスク41を懸垂位置に
再び巻きあげる。
低粘度液体「BB」を印刷回路板50の両側に
ブラシがけしそして回路板の先行端を上昇させて
バー40に接触させそして機構の整合ピンによつ
てバーに整合させる(ピンバー機構は米国特許出
願第387534号明細書開示のものと同様である)。
整合接触がなされたならば、ロール42を一緒に
動かして中等度の積層圧を与えそしてキヤリアバ
ー40を回路板50、ホトマスク41および前画
像形成光感受性層47と共に上昇させそして露光
ランプの間の位置で整合保持させる。この整合積
層複合体が露光ランプ49の間の位置に固定され
たら、ランプを50秒間付勢する。これは光感受性
層を完全に画像形成せしめる。再露光完了後、ロ
ール42を分離させてそれらの最初の位置に置
き、そしてキヤリアバー40を降下させそしてホ
トマスク41をそれらの懸垂位置に戻しそれによ
つてその上に光重合画像部分を有しそしてコーテ
イングされた画像形成した層中に小さな泡を示さ
ない回路板を放出させる。
画像形成回路板上の残存する未硬化液体を除去
しそして保護コーテイングを例1記載のようにし
て硬化させる。
画像形成した保護コーテイングを有する第2の
回路板を前記のようにして調製したがただしコー
テイングされたホトマスクは活性線放射に100秒
露光させることにより前画像形成されなかつた。
回路ライン上の硬化重合体の厚さはCMD−3
厚さゲージ(UPA社製品)を使用して製造され
た各回路板の両側の数ケ所で測定される。各側に
ついての平均厚さは次の表に与えられている。
回路ライン上の平均重合体厚さ(0.001イン
チ) 前画像形成法 単一露光法 A側 1.38 0.78 B側 1.14 0.76 回路ライン上の0.001インチ以上の平均重合体
厚さは通常その回路板が以後のはんだ操作の間充
分に保護されていることを示すに充分である。前
記の測定から、前画像形成法は薄いコーテイング
が使用される場合でさえも反復基準で実施された
場合には常に優れたはんだマスクの保護を与える
ことが予期される。
例 3 それぞれの銅被覆基材を整合させそして例2記
載の粘稠液体「B」のコーテイングおよび前画像
形成を使用して基材の両側に同時にコーテイング
しそして画像形成させることによつて一連の同様
の印刷回路板が製造される。
各基材の両側の画像形成のために使用されるホ
トマスクは例1記載のようにして保護表面を使用
して製造されそしてピンバー整合機構に整合状態
で取りつけられる。
各銅被覆基材は両側に銅被覆されそして基材の
一端の2個の整合孔に整合された銅めつき貫通孔
パターンを有する長方形のフアイバーグラス板よ
りなつている。コーテイングの前に各基板の両銅
表面を化学的に清浄化させそして場合により基材
をコーテイングのために持上げられつつある間に
表面処理液体をスプレーさせることができる。
両ホトマスクの保護された表面を同時に0.002
インチの粘稠液体「B」の層で実質的に例2記載
のコーテイング法によつてコーテイングする。そ
してその例におけるようにしてコーテイングさせ
た層を前画像形成させるがしかしこの場合10秒露
光のみを使用する。
各コーテイングおよび画像形成サイクルに対し
ては、前画像形成段階の完了後、次の方法に従
う。最初に加圧ロール42を外側にずらし、その
結果ホトマスク上の前画像形成されたコーテイン
グされた表面のニツプが開きそして例2記載のよ
うにアプリケーターロール44から各前画像形成
表面を移動させる。ピンバー整合機構は開いたニ
ツプの上の位置で除去される。清浄化された銅被
覆基材を基材リフト装置(図示されていない)上
に縁様式で整合孔を含有する頂部端を整合バーに
軸合せさせて位置させる。基材をピン整合させそ
してそれを捕えるピンバー機構に結合するまで基
材を上昇させる。この整合された基材とバーとを
開放ニツプのところまで下降移動させ、そして加
圧ロール42を内方に移動させてバー基材機構に
結合させることによつてニツプを閉鎖させる。次
いで整合された基材と前画像形成されたコーテイ
ングされたホトマスクとを次いでニツプを通して
上昇させそしてコーテイングされた複合エレメン
トを露光ランプの2個のバンクの間の位置に懸垂
させる。
0.001インチの均一コーテイング厚さを生成さ
せるに充分な圧をロール42により適用する。複
合エレメントの両側を例2に記載のようにして
100秒間紫外線ランプに照射させる。次いで加圧
ロール42をそれらの最初の位置に除去させそし
てピンバー機構およびホトマスクをそれらの最初
の位置に戻す。この点でピンバー機構は画像形成
基材を開放させそして基材はリフト装置により降
下される。画像形成基材は更に処理するために除
去されそして画像形成させるべき次の基材で置換
されそしてこのサイクルをくりかえす。画像形成
露光後の下降移動の間、両ホトマスクを画像形成
された光硬化表面から剥離させる。いくらかの未
硬化光重合体がホトマスクの保護表面に接着して
いるけれども、すべての硬化した画像部分は銅基
材表面に固く接着残留する。
画像形成基材をコーテイングおよび露光ユニツ
トから除去したら、それらを95〓において3フイ
ート/分のプロセツサー速度で1%Na2CO3水性
溶液を使用してADS−24プロセツサー中で現像
させて画像形成銅被覆基材上に残存するすべての
未硬化光重合性液体を除去する。現像後ホトレジ
スト保護基材を通常のプレートおよびエツチング
法を使用して処理して同一二面印刷回路板を生成
させる。
ある場合には例えば米国特許第3645772号明細
書に開示の接着促進剤を含有する液体を清浄化さ
れた基材の銅被覆表面にそれがノズル52を上昇
通過する間にスプレーさせて処理の間の最終レジ
スト接着を促進させる。同様に低粘度溶液による
スプレーによつて銅表面に対する接着は改善され
うる。
その他の場合には基材表面クリーニングステー
シヨンをコーテイングおよび画像形成ユニツトと
インラインで位置させる。この場合、銅被覆基材
はこのステーシヨンを通つてコーテイングおよび
画像形成ユニツトのニツプ中に供給される。それ
によつてコーテイングさせるべべき銅表面の均一
性は確実ならしめられそして得られる印刷回路板
中により一定の品質が生成される。
例 4 印刷回路板の両側を整合させ、前画像形成せし
められた光重合性液体の薄い層でコーテイングさ
せ、そして次いで第3図記載の装置中で像様露光
させる。
粘稠な光重合性液体「B」および低粘度液体
「BB」は例2におけるようにして製造される。
各基材の両側に画像形成させるために使用され
るべきホトマスク41は通常のジアゾ物質から製
造される。各ホトマスクの画像表面は、0.001イ
ンチの厚さのテフロン FEPフルオロカーボン
フイルムタイプC(デユポン社製品)で保護され
ている。ホトマスクの画像側は通常のスプレー接
着剤でスプレーされそしてフルオロカーボンのフ
イルムの処理側は加圧ロールを使用してホトマス
クに積層される。ホトマスクは保護された表面を
内側に向けてピンバー整合機構40に整合状態で
取り付けられる。
0.062インチ厚さのフアイバーグラスエポキシ
板の各側に約0.003インチ高さの回路パターンを
有しそして回路パターンと整合させた銅めつき貫
通孔パターンを有する印刷回路板50は先行端に
ピンバー機構の整合ピンに合致させた2個の整合
孔を有している。
両ホトマスクの保護表面を次の方法によつて粘
稠液体「B」の薄い層で同時にコーテイングさせ
る。第3図について述べるに、ホトマスク41を
有するピンバー40を最初露光ランプ49間の上
昇された位置に位置させて、ホトマスクの保護さ
れた表面が内側を向くようにする。ホトマスクの
後続部分はそれぞれロール42のまわりに巻き付
けられており、そして平行ロール42は保護表面
との接触を阻止するために別の位置にある。バー
およびホトマスクが下降移動する間にホトマスク
はロール42から巻きほぐされ、そして平行アプ
リケーターロール(それぞれ直径約2.5インチ)
44によつて粘稠な液体の層47でコーテイング
され、そしてコーテイングされたホトマスクは懸
垂位置に送られる。この場合、各アプリケーター
ロール44は90Aのデユロメター硬度を有する
0.25インチ厚さのシリコーンゴムスリーブを有す
るアルミニウムコアよりなつている。コーテイン
グ法においては、光感受性液体「B」43が重力
フイーダー45および供給パン46から回転アプ
リケーターロール44に適用される。アプリケー
ターロール44上に形成される光感受性液体の層
47はドクターナイフ48を適当に位置づけする
ことによつて約0.002インチ厚さに制御されそし
てそれらがロール42のまわりでほどかれるにつ
れてホトマスク41の保護表面に移される。この
場合、各ドクターナイフは静止ステンレススチー
ル丸形バーよりなつている。整合バー40がロー
ル42の間の位置に達したら、アプリケーターロ
ール44をホトマスク41の表面から除去しそし
て次いで均一にコーテイングしたホトマスクを有
する整合バーを上昇させて露光ランプの2個のバ
ンクの間の最初の位置とする。各バンクはホトマ
スクの面から4インチの10のランプよりなつてい
る。定位置に固定されたらこのコーテイングされ
たホトマスクを5秒間、ランプを付勢することに
より前露光させる。前露光の完了後、キヤリア整
合バー40をロール42の間の位置に戻し、そし
てホトマスク41を再び懸垂位置に巻きあげる。
低粘度液体「BB」を印刷回路板50の両側の
先行表面にブラシがけしそして回路板の先行端を
バー40に上昇させて接触させ、そして機構の整
合ピンによつてバーに整合させる(ピンバー機構
は米国特許出願第387534号明細書開示のものと同
様である)。整合接触がなされたならば、ロール
42を一緒に動かして中等度の積層圧を生成させ
そしてキヤリアバー40を回路板50、ホトマス
ク41および前画像形成光感受性層47と共に上
昇させそして露光ランプの間の位置に整合状態で
保持させる。この整合積層複合体が露光ランプ4
9の間の位置に固定されたらランプを30秒間付勢
する。これは光感受性層を完全に画像形成させ
る。再露光の完了後、ロール42を分離させてそ
れらの最初の位置に置き、そしてキヤリアバー4
0を下降させそしてホトマスク41をそれらの懸
垂位置に戻し、それによつてその上に光重合画像
部分を有しそしてコーテイングした画像形成した
層中に小さな泡を示さない回路板を放出させる。
画像形成回路板上に残存する未硬化液体を除去
しそして保護コーテイングを例1に記載のように
して硬化させる。
画像形成した保護コーテイングを有する第2の
回路板を前記のようにして調製するがただしコー
テイングされたホトマスクは活性線放射に5秒露
光させることにより前画像形成されない。
回路ライン上の硬化重合体の厚さはCMD−3
厚さゲージ(UPA社製品)を使用して製造され
た各回路板の数ケ所で測定される。回路板に30秒
の単一画像形成露光のみを与えた場合には回路ラ
イン上の硬化重合体の厚さは0.0012±0.0002イン
チであり、そして粘稠液体を5秒間前露光させた
場合には回路ライン上の硬化重合体の厚さは
0.0023±0.001インチである。
前露光は回路ライン上に硬化重合体の「キヤツ
プ」を与える。これは単一露光により得られる硬
化重合体より2倍厚く、そして実質的により均一
である。改善されたキヤツプ厚さおよび均一性に
加えて、前画像形成は実質的に低粘度液体と高粘
度液体との間の相互汚染を阻止し、それによつて
2個の基層のホトレジストの形成を可能ならしめ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は光硬化性液体を予め像形成させ、この
予め像形成せしめた液体を実質的に均一な表面に
適用し、適用された液体層を再度像形成させ、未
硬化液体を除去しそして場合により表面の非被覆
部分を変性させるプロセス工程(A〜G)を説明
する一連の図面であり、第2図は光硬化性液体を
予め像形成させ、この予め像形成せしめた液体を
盛り上つたレリーフパターンを有する表面に整合
適用し、適用された液体層を再度像形成させそし
て未硬化液体を除去するためのプロセス工程(A
〜E)を示す一連の図面でありそして第3図は本
発明の好ましい方法の模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光硬化性物質を基材に適用しそして露光させ
    て基材上に光硬化した物質の独立部分を形成させ
    るにあたり、 (a) 変形可能な光硬化性物質の液体層をホトマス
    クにコーテイングすること、 (b) 光硬化性物質の層をホトマスクを通して活性
    線放射に露光させてホトマスクに面しない側の
    光硬化性物質の表面を変形可能にさせておくこ
    と、 (c) 変形可能になつている光硬化性物質の表面が
    基材に面するようにホトマスクと一緒に露光さ
    れた層を基材に適用すること、 (d) 光硬化性物質を含有する層をホトマスクを通
    して活性線放射に再露光させて光硬化した物質
    の結合した独立部分を基材上に形成させること の各段階を包含する方法。 2 光硬化性物質が光感受性液体である前記特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 3 基材表面が実質的に平滑である前記特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 4 基材表面が盛り上がつた部分を含む前記特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 5 盛り上がつた部分が電気伝導性である前記特
    許請求の範囲第4項記載の方法。 6 盛り上がつた部分が電気絶縁性である前記特
    許請求の範囲第4項記載の方法。 7 光硬化性物質を基材の両面に適用しそしてこ
    れを活性線放射に露光させる前記特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 8 光硬化性物質がネガとして働く前記特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 9 低粘度液体が(c)段階の前に基材に適用される
    前記特許請求の範囲第1項記載の方法。 10 光硬化性物質が付加光重合性成分を含有し
    ている前記特許請求の範囲第1項記載の方法。 11 段階(d)の後でホトマスクを露光された光硬
    化性物質の表面から除去しそして現像液を光硬化
    した物質の表面に適用して未露光の未硬化独立部
    分を除去する前記特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 12 (b) 光硬化性物質の層をホトマスクを通し
    て活性線放射に露光させてホトマスクに面しな
    い側の光硬化性物質の表面を変形可能にさせて
    おきそれによつて光硬化した物質と光硬化性物
    質はホトマスクと接触しており、 (c) ホトマスク上の露光された光硬化性物質を基
    材に接触させそれによつて前記接触の間に光硬
    化性物質の押しのけによる一層緊密な接触以外
    には基材に対して実質的なホトマスクの移動が
    生じないようにすることそしてその場合界面力
    または粘張力の少なくとも一方が基材とホトマ
    スクとを相互に固定した位置に保持する助けと
    なる、前記特許請求の範囲第1項記載の方法。 13 基材とホトマスクとの間の光硬化性物質を
    押しのけそして基材とホトマスクを前進ニツプに
    より一層緊密に接着させる、前記特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 14 光硬化性物質の適用が実質的に垂直面に保
    持されている基材表面に対して行われる、前記特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 15 光硬化性物質の適用が実質的に水平面に保
    持されている基材表面に対して行われる、前記特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 16 基材とホトマスクとの間の光硬化性物質を
    基材とホトマスクを前進ライン圧によつて一層緊
    密に接触させる時に除去する、前記特許請求の範
    囲第12項記載の方法。 17 前記前進ライン圧がニツプを使用している
    前記特許請求の範囲第16項記載の方法。
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