JPH0756337A - 光重合性組成物 - Google Patents

光重合性組成物

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JPH0756337A
JPH0756337A JP6174813A JP17481394A JPH0756337A JP H0756337 A JPH0756337 A JP H0756337A JP 6174813 A JP6174813 A JP 6174813A JP 17481394 A JP17481394 A JP 17481394A JP H0756337 A JPH0756337 A JP H0756337A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は光重合性組成物を提供する。 【構成】 a)20−80重量%の、アンモニアもしく
はアミンまたは無機塩基により中和される高分子量の特
定のフィルム形成性酸基含有アクリル酸エステル、b)
0.1−15重量%の光開始剤、c)1−25重量%の
所望の成分、およびd)水、並びにe)少なくとも一種
の付加的な所望の(メタ)アクリル酸エステルモノマー
もしくは(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーまたは
光により架橋するビニル化合物よりなる光重合性組成
物。 【効果】付加的な多分子ポリマーバインダーを含有せず
そして水性に適用できるフォトレジスト、好ましくはプ
リント回路板のコーティングに使用できる。得られたコ
ーティング物は乾燥後不粘着性でありまた良好な縁被覆
率を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規水性光重合性組成
物、それらの製造方法、および特にプリント回路板をコ
ーティングするための該新規組成物の使用に関する。
【0002】
【従来の技術】フォトレジストとしての使用のための、
典型的にはプリント回路板をコーティングするためのお
よび半田マスク(solder masks) をつくるための光重合
性組成物は長いこと知られてきた。
【0003】従って、例えばヨーロッパ特許庁公開公報
第493317号は、バインダーとして好ましくは80
℃より高い軟化点を有するポリマー、並びに光重合性ア
クリル酸エステルおよび/もしくはメタアクリル酸エス
テルモノマーおよび光開始剤を含有し、そして水性に適
用できる放射線感受性組成物を開示している。
【0004】更に、米国特許発明明細書第504543
5号は、アクリル酸エステルモノマー、光開始剤およ
び、バインダーとして水に不溶のカルボキシル化(メ
タ)アクリル酸エステルコポリマーよりなるフォトレジ
ストコーティング組成物を開示している。これら組成物
も同様に水性適用できる。
【0005】従ってかかる組成物は多分子ポリマーバイ
ンダーおよび比較的に低分子のアクリル酸エステルを含
有しそして水性に適用できるものである。
【0006】低分子エポキシ樹脂およびエポキシノボラ
ックより誘導される、光化学的にもしくは熱的に硬化し
たエポキシアクリル酸エステルは、それらの良好な熱的
および機械的特性並びにアグレシブな化学薬品に対する
良好な耐性について知られている。しかしながらかなり
低い相対的モル量のために導体上にてこれらの系により
得られるレジストフィルムの粘着性および縁被覆率は満
足のいくものではない。従って、実際の適用においては
高度に重合したポリマーバインダーを添加することによ
りこれらの欠点を回避することがしばしば必要である。
該バインダーは通常官能性アクリル酸エステル基を含有
せずまた、光化学的硬化もしくは熱的硬化の間に同時に
反応しない、即ちそれらは網状構造中の「不動」成分と
して取り込まれず、そのために網状構造の密度の希釈が
生じ、これが順に、特に化学薬品に対する耐性および加
工したレジスト層の電気的特性において悪影響を与え
る。さらに、アクリル酸エステル基の「希釈」の結果と
して、感光性が減少する。高い重合性ポリマーバインダ
ーの添加は、固形分が比較的低いときでさえもこれらの
配合物の高い粘稠性をひき起こし、そのためコーティン
グにおいてしばしば深刻な問題となる。
【0007】最後に、日本国特開平4−294352号
は芳香族エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸と反応さ
せ、その後不飽和ポリカルボン酸の無水物と反応させ、
そして最後にアミンにより中和することにより製造さ
れ、またそれは感光性組成物として使用される水分散性
液体樹脂を開示している。
【発明が解決しようとする課題】
【0008】従って、本発明の目的は前記に言及した欠
点を有さず、かつ特には、好ましくは多分子ポリマーバ
インダーを用いずに機能することができ、そして粘着性
をほとんど有さずまたとても良好な縁被覆率を有し、ま
た水性に適用できるところの光重合性組成物を提供する
ことにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】本発明の目的は a)20ないし80重量%の、アンモニアもしくはアミ
ンまたは無機塩基により中和される高分子量の特定のフ
ィルム形成性、酸基含有アクリル酸エステルと、ここで
少なくとも10重量%の成分a)はビスフェノールおよ
びエチレン性不飽和モノカルボン酸によりアドバンスさ
れた多分子エポキシ樹脂の反応生成物よりそしてこれに
続く有機ポリカルボン酸の環状無水物との反応の後に誘
導された高分子量のアクリル酸エステルを含有してお
り、 b)0.1ないし15重量%の光開始剤と、 c)1ないし25重量%の所望の成分と、および d)水と、並びに e)少なくとも一種の付加的な所望の(メタ)アクリル
酸エステルモノマーもしくは(メタ)アクリル酸エステ
ルオリゴマーまたは光により架橋するビニル化合物と よりなる光重合性組成物により達成される。
【0010】好ましい組成物は、成分a)として、20
ないし100重量%、好ましくは40ないし100重量
%の多分子アクリル樹脂を含む。
【0011】示された成分を以下の比率で含有する組成
物が最も好ましい。20ないし60重量%の成分a)、
1ないし10重量%の成分b)、1ないし15重量%の
成分c)、および100重量%を成り立たせる成分d)
【0012】成分a)としての使用に適しているアクリ
ル酸エステルは、アンモニアもしくはアミンにより中和
されうる、全知のフィルム形成性の、酸基含有多官能性
アクリル酸エステルである。適した中和剤はまた無機塩
基、典型的には水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウ
ムである。
【0013】適したアクリル酸エステルは典型的にはエ
ポキシ化合物例えば、エポキシノボラックもしくはビス
フェノールAのエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸およ
び多塩基性環状カルボン酸無水物との反応生成物、並び
にポリカルボン酸とグリシジル基もしくはエポキシ基を
含有するアクリル酸エステルとの、またはヒドロキシ基
を含有するアクリル酸エステルとの反応生成物である。
【0014】これらアクリル酸エステルの多くは知られ
ており、また幾つかはまた商業的に入手可能である。そ
れらの平均分子量は約1000ないし500000の範
囲内であるが、しかし好ましくは2000よりも多いも
のである。
【0015】しかしながら特に好ましいアクリル酸エス
テルは、ビスフェノールによりアドバンスされたエポキ
シ樹脂のアクリル化誘導体を含有するものであり、該誘
導体はポリカルボン酸の環状無水物と反応しており、ま
た該誘導体は1993年7月2日に出願されたスイス特
許発明明細書(出願番号2003/93−0および同2
004/93−2、発明の名称:エポキシアクリル酸エ
ステル)に開示されている。スイス特許発明明細書第2
004/93−2の開示によれば、特に好ましいエポキ
シアクリル酸エステルは式IIおよびIIIにより表さ
れるものである。
【0016】式II:
【化1】 〔式中、Mは次式
【化2】 により表される基を表し、R1 は−Hもしくは−CH3
を表し、R2 は−H、−CH3 もしくはフェニル基を表
し、Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基もしくはハ
ロゲン原子、好ましくはCH3 もしくはBrを表し、x
は0ないし3、好ましくは0もしくは1の整数を表し、
およびYは次式
【化3】 (式中、R3 およびR4 は各々他方と独立して水素原子
もしくは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表し、ま
たはR3 およびR4 は結合する炭素原子と一緒になって
5もしくは6員炭化水素環を形成し、また結合基Yの芳
香族基は未置換またはハロゲン原子もしくは炭素原子数
1ないし4のアルキル基により置換されている。)によ
り表される結合基を表し、Xは−S−,−O−,もしく
は−SO2 −を表し、およびnは0ないし300の整数
を表す、但し、少なくとも10mol%の基Mは次式
【化4】 (式中、R1 およびR2 は前に定義されたものを表
す。)により表される構造を有する。〕
【0017】非常に特に好ましいエポキシアクリル酸エ
ステルは次式II[式中、Rは−Hもしくは−CH3
表し、R1 は−Hもしくは−CH3 を表し、R2 は−H
を表し、xは0もしくは1を表し、nは0ないし30の
整数を表し、およびYは次式
【化5】 (式中、R3 およびR4 は−Hもしくは炭素原子数1な
いし4のアルキル基を表し、また結合基の芳香族基は未
置換またはハロゲン原子もしくは炭素原子数1ないし4
のアルキル基により置換されている。)により表される
結合基を表す。]を有するが、好ましくはYは次式
【化6】 を表し、R1 は−Hもしくは−CH3 を表し、およびR
2 は−Hを表すところのものである。
【0018】式III:
【化7】 (式中、Aは水素原子もしくは次式
【化8】 により表される基を表し、およびR1 、R2 、R、n、
xおよびYは式IIとの関係において定義されたものと
同じ意味を表し、およびR5 は無水物基を取り除いた後
のポリカルボン酸の無水物の環状無水物の基を表し、そ
して少なくとも10モル%の基Aは前述した次式
【化9】 により表される構造を有する。)
【0019】好ましい式IIIのエポキシアクリル酸エ
ステルは、好ましい式IIのエポキシアクリル酸エステ
ルに相当し、そして式III中の記号R1 、R2 、R、
x,nおよびYは式IIとの関連で表示されたものと同
じ好ましい意味を有する。スイス特許出願2003/1
3−0の教示によると、特に好ましいエポキシアクリル
酸エステルは式IIIa)およびIV)である:
【0020】式IIIa:
【化10】 〔式中、Qは水素原子もしくは次式
【化11】 により表される基を表し、R1 は−Hもしくは−CH3
を表し、R2 は−H、−CH3 もしくはフェニル基を表
し、Tは二官能性芳香族化合物の基を表し、Mは水素原
子もしくは次式
【化12】 (R1 およびR2 は前に定義したものと同じ意味を表
す。)により表される基を表し、Aは二官能性芳香族化
合物の基を表し、nは0ないし300の整数を表し、お
よびLは次式
【化13】 により表される基を表し、但し、式IIIa)中、全て
の基Mが同時には水素原子もしくは次式
【化14】 により表される基を表すわけではないが、しかし末端基
QおよびLにおいて存在しないところの、少なくとも1
0モル%の、好ましくは20ないし100モル%の基M
は次式
【化15】 (式中、R1 およびR2 は前に定義した意味を表す。)
により表される基を表す。]しかし最も好ましくは式I
IIa)のエポキシアクリル酸エステルは、式中、R1
は水素原子もしくはメチル基を表しおよびR2 は水素原
子、メチル基もしくはフェニル基を表し、およびnは0
ないし50の整数を表しまたAおよびTは各々他方と独
立して次式
【化16】 (式中、R4 およびR5 は各々他方と独立して−Hもし
くは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表し、また結
合基のフェニル基は未置換もしくは臭素置換されてい
る。)により表される結合基を表す。
【0021】式IVのカルボキシ基含有エポキシアクリ
ル酸エステル
【化17】 〔式中、Xは水素原子もしくは次式
【化18】 により表される基を表し、R3 は無水物基を取り除いた
後のポリカルボン酸の環状無水物の基を表し、W1 は水
素原子もしくは次式
【化19】 により表される基を表し、W2 は−Hもしくは次式の基
【化20】 を表し、およびYは式−O−A−O−W1 もしくは次式
【化21】 により表される基を表し、そして式中、記号A、T、R
1 、R2 およびnは式IIIa)との関連で定義された
ものと同じ意味を表すが、但し式IV中、末端基Xおよ
びYにおいて存在しないところの少なくとも10重量%
の基W1 は次式
【化22】 (式中、R1 、R2 およびR3 は前に定義された意味を
表す。)により表される基を表す。]
【0022】遊離カルボキシル基の数を特徴づけるアク
リル酸エステル成分a)の酸価[アクリル酸エステル1
gを中和するのに必要とされるKOHのmg]は、水溶
性および水性アルカリ溶液中における現像能力に関する
組成物の良好な特性を確実にするためにはアンモニアも
しくはアミンとの反応の前に少なくとも25あるべきで
ある。より良くは、従ってより好ましくは60よりも多
い酸価である。
【0023】カルボキシル基とアンモニアもしくはアミ
ンとの反応は、中和反応により相当するアンモニウムも
しくはアミンカルボン酸エステルの形成に導かれる。こ
れらの比較的イオン性カルボン酸エステル基はアクリル
酸エステルを水中において容易に溶解もしくは分散せし
める。しかしながら、該組成物が熱的処理を受ける場
合、例えば組成物のコーティングの乾燥のときもしくは
該コーティングの熱的硬化における場合、アンモニウム
カルボン酸エステル基はふたたび分解しそして塩基は揮
発する。
【0024】大多数のアミンはアクリル酸エステルのカ
ルボキシ基を反応させるために適している。全ての種類
のアミンは、典型的には第一、第二および第三アミン並
びにN−複素環式アミンを含むが、適するものである。
選択の制限は、アミンと反応したカルボキシ基を含有し
たアクリル酸エステルが水溶性でなければならないこと
のみに課される。従って、アミノ窒素に結合した有機基
は好ましくは比較的にわずかの炭素原子を含有するべき
である。アミンの有機基は好ましくは水中において溶解
性を促進する置換基、典型的にはヒドロキシ基を保有す
る。適したアミンには典型的には低級アルキルアミン例
えばモノメチルアミン、ジメチルアミンおよびトリメチ
ルアミン、相当する純粋なエチルアミン、プロピルアミ
ンおよびブチルアミン、および引用した基を含有する混
合アミンもまた該当する。非常に適したアミンはまたア
ルカノールアミン例えばエタノールアミン、ジメチルエ
タノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノール
アミンもしくは2−アミノ−2−メチル−1,3−プロ
パンジオールである。芳香族アミン例えばアニリンはま
た適して使用されうる。モルホリンは、アミノ窒素含有
複素環の具体例としてとりあげることができる。アンモ
ニアがより好ましい。
【0025】適したアミンは更にそれらの揮発性および
それらの沸点に基づいて2つのグループに分けられる。
第一グループは、水と比較して、かなり揮発性であるア
ミン、例えば同一の温度において、水よりもより低い蒸
発数(evaporation number)もしく
はより高い蒸気圧を有するものである。一般に、かかる
アミンは約80℃よりも低い沸点を有するものである。
第二グループは水よりも揮発性でなくかつ通常100℃
よりも高い沸点を有するアミンよりなる。具体例はジメ
チルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミンもしくは2−アミノ−2−メチル−1,3
−プロパンジオールである。
【0026】第一グループのアミンをベースとする組成
物を塗布することにより形成されるフィルムは、アクリ
ル酸エステルのアンモニウムカルボキシ基がふたたび分
解しまた遊離アミンが乾燥組成物より実質的に揮発する
ところの、約70ないし100℃の範囲内の温度におい
て乾燥されうる。アクリル酸エステルの遊離カルボキシ
ル基の再形成により、これらの組成物は水性アルカリ中
に溶解する。従って好ましい新規組成物はカルボキシル
基がアミンと反応したものであってそれが少なくともフ
ォトポリマー溶液より放射線感受性組成物のフィルムを
形成するために塗布される温度にて再び揮発するように
選択されているものである。
【0027】一方、低揮発性アミンをベースとする新規
組成物の(フィルム形成性アクリル酸エステルの)アン
モニウムカルボキシレート基は該組成物を乾燥させるた
めに有利に選択された温度にて多くとも小程度に分解す
る。従って、多数のイオン性もしくは強極性アンモニウ
ムカルボキシレート基がなお該フィルム中に存在するお
かげで、これらのフィルムは水中において溶解する。
【0028】もちろん、アンモニウムカルボキシレート
基の分解が不可能である。相当する温和乾燥方法が使用
されるとき、アンモニアもしくは第一グループの比較的
揮発性のアミンをベースとする組成物の水溶性フィルム
を得ることもまた可能である。
【0029】成分b)として適した光開始剤としては、
感光性でありラジカルを形成しまた光重合可能な組成物
に乳化可能である全知のタイプのものを使用することが
可能である。
【0030】所望により、付加的な共開始剤および/も
しくは安定剤が使用されうる。
【0031】光開始剤の適した例は芳香族カルボニル化
合物例えばベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル例
えばイソプロピルもしくはn−ブチルエーテル、α−置
換アセトフェノン、好ましくはベンジルケタール例えば
ベンジルジメチルケタール、もしくはα−ハロゲン−置
換アセトフェノン例えばトリクロロメチルーp−第三−
ブチルフェニルケトンもしくはモルホリノメチルフェニ
ルケトン、もしくはジアルコキシアセトフェノン例えば
ジエトキシアセトフェノン、もしくはα−ヒドロキシア
セトフェノン例えば1−ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン;もしくはベンゾフェノン例えばベンゾフェ
ノンもしくはビス(4−ジメチルアミノ)ベンゾフェノ
ン;もしくはメタロセン開始剤例えばチタノセン開始
剤、例えばビス(π−メチルシクロペンタジエニル)ビ
ス(σ−ペンタフルオロフェニル)チタニウムIV;も
しくはフォトリダシブル染料(photoreduci
ble dye)と結合したスタンナン、例えばメチレ
ンブルーもしくはベンガルピンクと結合したトリメチル
ベンジルスタンナン;もしくは少なくとも1つのα−炭
素原子を少なくとも1つの水素原子上にて保持するアミ
ンと結合しているキノンもしくはチオキサントン、典型
的にはビス(4−ジメチルアミノ)ベンゾフェノンもし
くはトリエタノールアミンと結合したアントラキノン、
ベンゾキノンもしくはチオキサントン;もしくはチオキ
サントン、例えば、アルキルもしくはハロゲン置換チオ
キサントン、例えば2−イソプロピルチオキサントンも
しくは2−クロロチオキサントン;もしくはアシルホス
フィンオキシドもしくはビアシルホスフィンオキシド。
【0032】前に記述した種類の中で便利な光開始剤は
登録商標イルガキュア 907(Irgacure 9
07)および登録商標カンタキュア ITX(Quan
tacure ITX)、また登録商標イルガキュア
369(Irgacure369)登録商標イルガキュ
ア 651(Irgacure 651)および登録商
標ラジリンTPO(Luzirin TPO)である。
登録商標イルガキュア 907(Irgacure 9
07)および登録商標カンタキュア ITX(Quan
tacure ITX)が好ましい。
【0033】新規組成物は他の成分c)として、典型的
には次のものを含有することができる。熱硬化剤、約1
ないし20重量%の量で、例えばN−メチロールアクリ
ルアミド、エポキシ樹脂、ブロックトイソシアネートお
よびメラミン樹脂、顔料もしくは水不溶性染料、約0.
1ないし2重量%の量で、例えばミコロリットブルー
4G(Microlith blue 4G),オラゾ
ールブルーGN(Orasol blue GN)およ
びイルガニットグリーンGLN(Irganite g
reen GLN)、水に相溶性の有機および無機充填
剤、約5ないし15重量%の量で、例えばタルク、石英
(SiO2 ),硫酸バリュウム(BaSO4 )、酸化ア
ルミウムおよび炭酸カルシウム、これを用いいると、コ
ーティングの耐熱性、粘着性もしくは耐引掻性を含む特
性を改良することができる。水性コーティング組成物
(コーティング組成物)のための添加剤、約0.1ない
し5重量%の全量で、例えば消泡剤(例えばByk8
0)、粘着促進剤(例えば、ベンゾトリアゾール)、殺
真菌剤(fungicides)、チキストロープ剤、
および付加的に15重量%までの有機溶媒例えば、メト
キシプロパノール、メトキシプロピルアセテートおよび
ブチルグリコール。
【0034】新規組成物の成分d)は本質的に単独溶媒
および/もしくは乳化剤としての水である。しかしなが
ら、該組成物は、もし組成物のために使用された成分が
該溶媒中に溶解/乳化されるならば、成分d)としての
水に加えて、15重量%までの有機溶媒を含有すること
ができる。その後水は平衡を形成し100%とする。
【0035】該組成物の水含量は該組成物の所望の固形
分により実質的に支配される。好ましい組成物は約40
ないし80重量%の水を含有しまた通常乳濁液もしくは
懸濁液である。
【0036】光重合性組成物は所望の成分e)として、
少なくとも1つの(メタ)アクリレートモノマーもしく
はオリゴマーを、成分a)に基づいて、好都合には5な
いし50重量%の量で含有する。該化合物は適当には 1)モノ(メタ)アクリル酸エステル 2)ジ(メタ)アクリル酸エステル 3)少なくとも3の官能価を有するポリ(メタ)アクリ
ル酸エステル である。
【0037】新規組成物の成分1)は典型的には以下の
化合物より選択される:アリルアクリル酸エステル、ア
リルメタクリレート、メチル(メタ)アクリル酸エステ
ル、エチル(メタ)アクリル酸エステル、n−プロピル
(メタ)アクリル酸エステル、n−ブチル(メタ)アク
リル酸エステル、イソブチル(メタ)アクリル酸エステ
ル、n−ヘキシル(メタ)アクリル酸エステル、2−エ
チルヘキシル(メタ)アクリル酸エステル、n−オクチ
ル(メタ)アクリル酸エステル、n−デシル(メタ)ア
クリル酸エステルおよびn−ドデシル(メタ)アクリル
酸エステル、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸
エステル、2−および3−ヒドロキシプロピル(メタ)
アクリル酸エステル、2−メトキシエチル(メタ)アク
リル酸エステル、2−エトキシエチル(メタ)アクリル
酸エステルおよび2−または3−エトキシプロピル(メ
タ)アクリル酸エステル、テトラヒドロフルフリルメタ
アクリル酸エステル、2−(2−エトキシエトキシ)エ
チルアクリル酸エステル、シクロヘキシルメタアクリル
酸エステル、2−フェノシキエチルアクリル酸エステ
ル、グリシジルアクリル酸エステルおよびイソデシルア
クリル酸エステル。そのような生成物は同様に公知であ
り、そしてそして幾つかは例えばサルトマー社から市販
されている。
【0038】成分2)は適当にはジアクリル酸エステ
ル、および1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール400、プロピレングリコール600、トリプロ
ピレングリコール、エトキシレート化もしくはプロポキ
シレート化ネオペンチルグリコール、1,4−ジヒドロ
キシメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシシクロヘキシル)プロパンもしくはビス(4−ヒド
ロキシシクロヘキシル)メタンを含む脂肪族もしくは環
状脂肪族ジオールのジメチルアクリル酸エステルエステ
ルより、並びにこの目的のために使用された慣用のウレ
タンアクリル酸エステル、ポリエステルアクリル酸エス
テルもしくはエポキシアクリル酸エステルより選択され
れる、
【0039】以下の化合物は典型的には成分3)として
使用される:1,1,1−トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリル酸エステル、エトキシ化1,1,1−
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステ
ル、ペンタエリトリトールテトラアクリル酸エステル、
ペンタエリトリトールモノヒドロキシトリ(メタ)アク
リル酸エステル、ジペンタエリトリトールモノヒドロキ
シペンタ(メタ)アクリル酸エステル。該化合物は公知
でありおよび幾つかは商業的に、例えば登録登録商標S
R−295,SR−350,SR−351,SR−36
7,SR−399,SR−444およびSR−454の
もとにサートーマー社より入手可能であり、並びに本目
的のために使用された慣用のウレタンアクリル酸エステ
ル、ポリエステルアクリル酸エステルもしくはエポキシ
アクリル酸エステルも公知でありおよび商業的に入手可
能である。
【0040】光により架橋可能な適するビニル化合物は
N−ビニルピロリドンもしくはN−ビニルカプロラクタ
ムである。
【0041】それは付加的な多分子ポリマーバインダー
を含有していないので、本発明の組成物は乾燥後不粘着
性であり、湿潤環境(>80%の相対湿度)における良
好な電気絶縁性および高い光安定性を有し、また湿潤環
境において電圧が印加された場合に電触を発生させるこ
とはないところの水性光硬化性組成物である。15%を
越えない有機溶媒が使用されるので、水性系としてそれ
らは実質的に環境的に安全である。
【0042】新規組成物は、例えば攪拌下室温にて成分
a),b)およびd)をまた所望の成分c)およびe)
を混合して均質の溶液もしくは好ましくは均質の乳濁液
もしくは分散剤に混合することにより製造されうる。
【0043】本発明の新規光重合性組成物は特には、水
性に適用できまた特にプリント回路板をコーティングす
るために使用されるフォトレジスト系として使用され
る。新規組成物は好都合にはプリント回路板のファブリ
ケーションのためのおよび/もしくはこれを保護するた
めに半田マスクとしてもしくはプライマリーレジスト
(primary resists)として使用され
る。支持体上、好ましくは洗浄されたプリント配線板上
のコーティングは、イエローランプ下知られている方法
により塗布される。コーティングされた光重合性組成物
は後に空気中で約1ないし10分間またその後約5ない
し20分間70ないし100℃にて乾燥される。コーテ
ィング物は空気乾燥を行わずに70ないし100℃にて
オーブン中でもまた直接乾燥される。
【0044】その後乾燥された光硬化性組成物はフォト
マスクを通して、好ましくはメタルハライドのドープさ
れた5000Wの高圧水銀灯により約5ないし100秒
間暴露され、そして続いて水性もしくは好ましくは、水
性アルカリ溶液、所望により1%アルカリ水溶液により
現像される。コーティングの暴露されていない域は取り
除かれそしてその後暴露された域は約1時間加熱されコ
ーティングの後硬化作用をなす。
【0045】新規組成物の暴露は化学線、通常紫外線お
よび/もしくは可視光線照射、好ましくは約220ない
し550nmの範囲内の波長、好ましくは220ないし
450nmにより行われる。公知の照射源は、すべて暴
露に使用でき、高圧水銀ランプもしくは紫外線/可視光
線レーザーである。プロセスパラメーター例えば暴露時
間および照射源と放射線感受性層は通常感光性組成物の
種類および所望のコーティング物の特性に依存し、また
規定の実験に熟慮した当業者により測定される。イメー
ジワイズ暴露(imagewise exposur
e)はフォトマスクを通じて行われるかもしくは感光性
レーザービーム上のレーザービームにより直接書き込む
ことにより行われる。
【0046】暴露の後に現像が行われる。フォトレジス
トの未暴露領域は現像剤溶液を用いた処理により取り除
かれる。本発明の実施により加工された層のための非常
に適した現像剤は好ましくは、乾燥の間において、多く
の遊離カルボキシル基はコーティング物中において再び
形成されるならばならばメタノアクリレートを使用する
場合アルカリ性でなければならないところの水性溶液で
ある。しかしながら、有機溶媒、典型的にはブチルジグ
リコール、エチルジグリコールもしくはγ−ブチロール
アクトンをベースとする現像剤を使用することもまた可
能である。現像は密閉されたタンク中において通常行わ
れるので、溶媒の放出の危険は最小限である。
【0047】従って、本発明はまた、以下の個々の段階
よりなるフォトレジスト画像の製造方法にも関する。新
規光重合性組成物を基材に塗布すること、水および存在
するいかなる溶媒を組成物より取り除くことにより基材
上に該光重合性組成物のフィルムを形成すること、所望
のパターンで化学線によりコーティングされた基材を照
射すること、水性もしくは水性アルカリ溶液によりコー
ティングの未暴露域を取り除くことにより基材を暴露す
ること、および所望により基材上に残存しているコーテ
ィングを熱硬化もしくは紫外線硬化をせしめること
【0048】コーティングされた基材の製造はコーティ
ングが均質に塗布されうるそれ自体公知の方法により実
施される。該コーティング方法の典型的な例はスピンコ
ーティング、スクリーン印刷、ブラッシング法、噴霧
法、特には静電噴霧法、リバースローラー塗布法、浸漬
コーティング法およびナイフ塗布法およびカーテン塗布
法である。
【0049】含浸量(add−on)(層厚)および基
材の種類は、所望する用途の領域に依存する。新規組成
物は比較的に薄い層、好ましくは5ないし150μmに
おいて塗布され、また良好な分解能を与える。光源およ
び放射線感受性組成物と一致して、それらは構造画像を
作ることが所望される全ての用途分やに適している。
【0050】本発明のコーティング物はまた、それらを
熱い液体金属および/もしくは合金、例えば通常約27
0℃の温度を有する半田浴に接触せしめるとき優秀な耐
熱性を有する。
【0051】暴露および現像の後に、コーティング物は
所望の熱的後処理もしくは硬化に受けさせる。これは架
橋が形成される温度にまで加熱することにより行われ
る。必要な温度は、通常100℃よりも高い温度の範囲
内において、例えば120ないし180℃において、好
ましくは120ないし150℃の範囲内において、約1
時間以上に渡って加熱である。紫外線放射により付加的
な硬化を実施をすることが場合により有用である(メ
タ)アクリル酸エステルモノマーもしくはオリゴマーの
重合がより完全に行われる。これは典型的には熱的硬化
により行われる。
【0052】驚くことに、多くの基材上、例えばプリン
ト配線板積層物上の本発明組成物のコーティング物は、
基材をあらかじめ水により例えば、スポンジもしくは技
術的にはゴムローラーにより軽く湿潤した場合に特に良
好な品質であることが見いだされた。この方法による
と、特に均質な分散また特に乾燥時に泡を形成する極め
て低い傾向を達成することができる。従って、コーティ
ングの製造方法のための本発明の特に好ましい態様にお
いて、基材はコーティングの実施の前に湿潤される。
【0053】本発明は以下の制限を含まない実施例によ
り説明される。
【0054】実施例1:光重合性組成物は以下の成分A
およびBを室温にて混合することにより製造される。
分Aは有機層(油層)でありまた以下の31重量%の、
エポキシクレゾールノボラック樹脂ECN 1299と
アクリル酸の反応生成物(該生成物は無水琥珀酸(酸
価:0.7eq/kg,MPA(メトキシプロピル酢酸
塩)中の70%)によりエステル化されている。)と、
アクリル酸エステル成分、2.2重量%の登録商標イル
ガキュア 907(Irgacure 907)と、
0.4重量%の光重合剤としての登録商標カンタキャア
ITX(Quantacure ITX)と、並びに
7.2重量%の超微細タルクおよび0.2重量%の添加
剤としての登録商標マイクロライトブルー4G(Mic
rolith blue 4G)とよりなる。成分B
水溶性層でありまた以下の1.8ないし25重量%の水
性アンモニアと、2.0重量%の硬化剤としてのN−メ
チロールアクリルアミドと、0.1重量%のコーティン
グ添加剤としてのベンゾトリアゾールと、0.1重量%
の消泡剤としてのByk80と、および55重量%の水
とよりなる。成分AとBを攪拌により混合することによ
り、均質な、安定なフォトレジスト乳濁液が得られた。
イエローライト下、水性光重合性成分はアプリケーター
(約125μ未乾燥塗膜厚)により洗浄したプリント配
線板に塗布した。コーティング物を10分間空気中でそ
して更に20分間80℃にて乾燥した。その後暴露をフ
ォトマスクを通じて20秒間5000Wメタルハライド
水銀ランプにより行った。その後に現像を炭酸ナトリウ
ムの1%水溶液により約30℃にて行い、未暴露域を溶
出した。現像された回路板を1時間150℃の温度に加
熱し、残留するコーティング物の後硬化を行った。コー
ティングされた回路板は270℃の熱い半田浴中におい
て10分間浸漬した。はんだ付けの後に可視できる変化
はなにも観察されなかった。
【0055】実施例2:以下の成分AおよびBは、以下
に示されることを除いて実施例1に記載されたようにし
て製造された。成分A 31重量%の、エポキシクレゾールノボラック樹脂EC
N 1299とアクリル酸の反応生成物(該生成物はテ
トラヒドロフタル酸(酸価:1eq/kg,MPA中の
71%)によりエステル化されている。)と、2.2重
量%の登録商標イルガキュア 907(Irgacur
e 907)と、0.4重量%の光重合剤としての登録
商標カンタキャア ITX(Quantacure I
TX)と、並びに7.2重量%の超微細タルクとおよび
3.5重量%の成分Cとしてのエポキシフェノールノボ
ラック樹脂EPN 1139とおよび0.2重量%の登
録商標マイクロライトブルー4G(Microlith
blue 4G)成分B 2.4重量%の25%水性アンモニアと、0.1重量%
のコーティング添加物としてのベンゾトリアゾールと、
0.1重量%の消泡剤としてのByk80と、および5
2.9重量%の水とIPC B−25規格の試験板はこ
の組成物によりコーティングされた。硬化の後に、試験
板は以下の条件下、電触試験に受けさせた。 条件:42℃、90%の相対湿度、100V電圧、連続
21日間処理。 試験板は目に見える変化もしくは変色は見られなかっ
た。
【0056】実施例3:実施例1におけるものと同一の
組成物を、エポキシ樹脂が等量のアドバンスされたエポ
キシクレゾールノボラック樹脂 ECN 1299[エ
ポキシ価4.1eq/kgを有するビスフェノールAに
よりアドバンスされそしてその後アクリル酸と反応しそ
して続いて無水琥珀酸によりエステル化されている;酸
価0.9eq/kg;1993年7月2日に出願され
た、発明の名称「エポキシアクリル酸エステル」のスイ
ス特許出願2004/93−2号の実施例3に従って製
造されている;固形分69%に濃縮されている]に置き
換えられていることを除いて製造した。はんだ付け試験
の後(270℃にて10秒)に可視出来る変化は見られ
なかった。
【0057】実施例4:実施例1におけるものと同一の
組成物は、エポキシ樹脂が等量のビスフェノールAのポ
ストグリシジル化されたエポキシ樹脂[エポキシ価2.
8eq/kgアクリル酸と反応しそして続いて無水琥珀
酸によりエステル化されている;酸価0.9eq/k
g;1993年7月2日に出願された、発明の名称「エ
ポキシアクリル酸エステル」のスイス特許発明明細書第
2003/93−0号の実施例15に従って製造されて
いる]に置き換えられていることを除いて製造された。
硬化された板はDIN46033に従う断面試験に受け
させた。0価が積層物上並びに銅張り積層坂上において
得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 H05K 3/06 H 9443−4E 3/28 D 7128−4E

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)20ないし80重量%の、アンモニア
    もしくはアミンまたは無機塩基により中和される高分子
    量の特定のフィルム形成性、酸基含有アクリル酸エステ
    ルと、 ここで少なくとも10重量%の成分a)はビスフェノー
    ルおよびエチレン性不飽和モノカルボン酸によりアドバ
    ンスされた多分子エポキシ樹脂の反応生成物よりそして
    これに続く有機ポリカルボン酸の環状無水物との反応の
    後に誘導された高分子量のアクリル酸エステルを含有し
    ており、 b)0.1ないし15重量%の光開始剤と、 c)1ないし25重量%の所望の成分と、および d)水と、並びに e)少なくとも一種の付加的な所望の(メタ)アクリル
    酸エステルモノマーもしくは(メタ)アクリル酸エステ
    ルオリゴマーまたは光により架橋するビニル化合物とよ
    りなる光重合性組成物。
  2. 【請求項2】 成分a)はビスフェノールによりアドバ
    ンスされたエポキシ樹脂のアクリル化誘導体であり、ま
    た該誘導体はポリカルボン酸の環状無水物と反応してな
    るところの請求項1記載の光重合性組成物。
  3. 【請求項3】 成分c)は熱硬化剤および/もしくは顔
    料または水不溶性染料および/もしくは充填剤および/
    もしくは水性コーティング組成物のための添加剤(コー
    ティング添加剤)を表すところの請求項1記載の光重合
    性組成物。
  4. 【請求項4】 成分d)として、水に加えて、15重量
    %までの有機溶媒を含むところの請求項1記載の光重合
    性組成物。
  5. 【請求項5】 成分b)は登録商標イルガキュア 90
    7(Irgacure 907)および/もしくは登録
    商標カンタキュア ITX(Quantacure I
    TX)であるところの請求項1記載の光重合性組成物。
  6. 【請求項6】 成分a),b)およびd)、および所望
    の成分c)およびe)は室温にて攪拌により混合されて
    均質な乳濁液もしくは分散液にあるところの請求項1記
    載の光重合性組成物。
  7. 【請求項7】 水性に適用できるフォトレジスト系とし
    ての請求項1記載の光重合性組成物の使用方法。
  8. 【請求項8】 プリント回路板をコーティングするため
    の請求項7記載の使用方法。
  9. 【請求項9】 プリント回路板のための半田レジストと
    してのまたはプリント回路板のファブリケーションのた
    めのエッチレジストもしくはガルバノレジストとしての
    請求項7記載の使用方法。
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