JPS5911697A - スクリ−ン印刷マスクの清浄化方法 - 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】 〔本発明の技術的分野〕 本発明は、極性材料及び無極性材料の両方を含む、固形
物及び極めて粘性の高い残渣を除去する方法に係り、更
に具体的に言えば、ペースト残渣を効果的に清浄化し得
るが、健康及び／若しくは火災又は爆発の危険を生じな
い溶剤でスクリーン印相１マスクからペースト残渣を清
浄化する方法に係る。

〔従来技術〕

導電性金属パターンは半導体パンケージング構造体に於
て広範囲に用いられている。それらのパターンは、半導
体素子の端子の小さな形態がファン・アウトされ、同一
基板上に装着された半導体素子間の篭側的ｉ！ｉｉ’線
接続体が設けられ、そして素子と外部篭側接点を設ける
ためのＩ１０接続体との間に電気的接続体が設けられる
様に、プリント回路を設けるために用いられている。

導電性金属パターンを付着するだめの極めて一般的な方
法は、基板に密着して配置されているマスク中の開孔を
通して導電性ペーストを付着する方法である。その様な
ペースト・スクリーン印刷掃作を施すための装置につい
ては、米国特許第６３８４９３１号の明細書に記載され
ている。

半導体素子の形態がよ′り高密度になるに従って、端子
の間隔がそれに応じて減少し、それらの素子を支持する
基板上により小さいスクリーン印刷パターンが必要とさ
れる。更に、素子の速度の増加のため、素子間の距離が
減少されることがより望ましく、従ってマスク及びスリ
ーン印刷の寸法が更に制約を受ける。マスク開孔の寸法
が減少するに従って、スクリーン印刷された線及び関連
するパターンの形態の完全性を保つことがより難くなる
。前のペースト・スクリーン印刷動作で残されたすべて
の残渣を除去するために各操作後にスクリーン印刷マス
クを清浄化することが多くのペースト組成物について必
要とされることが解った。その清浄化の操作は、微細な
線のパターンをスクリーン印刷する場合に特に重要であ
る。

スクリーン印刷マスクは、米国特許第４３０４５６６号
の明細書に記載されているスフｌ）−ン印刷装置を用い
て各使用後に自動的に簡便に清浄化され得る。この装置
に於ては、スクリーン印刷マスクが、残されたすべての
ペースト残渣を除去するために、使用後に溶剤を噴霧さ
れ、それから各スクリーン印刷操作前に乾燥される。

その使用に於いては、特に米国特許第４２４５２７６号
の明細書に記載されている型の多層セラミック（ＭＬＣ
）基板の製造に於いて、種々の導電性ペーストが一般的
に用いられている。

異なる導電性回路パターンに含まれる異なるペースト領
域のためにセラミック未焼結・ノートとの相互作用を制
御するため、異なる樹脂結合剤及び溶剤を含むペースト
が必要である。それらのペーストは、性質が無極性から
極めて強い極性多異なる樹脂−溶剤系を用い得る。従っ
て、マスクの清浄化に用いられる溶剤は、極性及び無極
性の両方の樹脂−溶剤系の清浄化に効果的であることが
重要である。

ベルクロルエチレンは、無極性及び極性の樹脂−溶剤系
材料を効果的に清浄化し得る、広く用いられている、周
知の溶剤である。しかしながら、ペルクロルエチレンは
、癌を発生させる薬剤であり得るとして、０８ＨＡによ
る疑わしい発癌物質のリストに、最近載せられている。

その疑いが正しいことが解った場合には、ベルクロルエ
チレンは既知の発癌物質とされ、使用範囲に於ける許容
レベルが製造状況に於て不充分な保たれ得ないレベル多
着しく低下されてしまう。

従って、非発癌物質であり、不燃性であり、好ましくは
８２°Ｃ以上の引火点を有する、ペルクロルエチレンの
清浄化動作を行ない得る他の溶剤を選択することが必要
である。更に、その溶剤は、毒性が低く、低汚染物質で
あり、ハロゲン化されていない溶剤であるべきである。

好ましくは、その溶剤は、マスク材料及び装置を腐食せ
ず、低温で効果的であり、再生利用され得るべきである
。

〔本発明の概要〕

本発明の目的は、非発癌物質であり、非汚染物質である
溶剤を用いて、極性材料及び無極性材料の両方を含む、
スクリーン印刷マスクの如き被処理体」二の残渣を清浄
化する、安全な方法を提供することである。

本発明の方法によれば、清浄化されるべき松処理体が、
Ｎ−７クロヘキシ゛ルー２−ピロリドン、Ｎ−（ソプロ
ピル−２−ピロリドン、エチル・ヘキノル・ア七テート
（ｅｔｈｙｌ　　ｈｅｘｙｌ　ａｃｅｔａｔｅ）、ジブ
チル・カビトール、　Ｍａｇｉｅ　Ｏｉｌ≠５４６（商
品名）、及びそれらの混合物より成る群から選択さ力５
た溶剤を少くとも含んでいる液体溶剤に接触される、極
性及び無極性材料の残渣を清浄化するための方法が達成
される。

〔本発明の実施例〕

本発明の方法の好実施例の実施に於ては、スクリーン印
刷用導電性ペーストに通常用いらねでいる樹脂−溶剤系
の極性、無極性、及び中間のあらゆる程度の極性の残渣
を効果的に除去する溶剤を選択することが重要であった
。選択された溶剤は、再生利用可能でなければならず、
即ち、残渣のペースト構成成分を除くために濾過及び／
若しくは蒸留され得なければならない。

より重要なことは、その溶剤が、非発癌物質であり、毒
性が低く、不燃性であって、好捷しくは８２℃以上の引
火点を有していなければならない。

更に、その溶剤は、マスク拐料及び装置を腐食せず、好
ましくは室温程度の低温で働くべきである。

’ｃ　ノ溶剤は、ペルクロルエチレンの清浄化能力を有
しているべきであるが、用件ペルクロルエチレンについ
て云わわている汚染の可能性及び発癌物質の疑いを有し
ているべきではない。

用いられる溶剤の選択に於て、広範、囲の文献が１ｇ＋
べられ、溶解度パラメータ、引火点、粘度、分子量、密
度、蒸勿圧等の如き物理的特性を含む、知らね、ている
、好捷しくの一般に入手され得る溶剤系のリストが作成
された。

初めの選択に於て、発癌物！質である可能性があるため
、ノ・ロゲン化された溶剤がすべて除外された。水を基
材とする清浄液も、スクリーン印刷装置に於ける鉄の素
子を腐食する可能性を有するため、そして又処理或は再
生に於て特別な問題を生じるサーファクタント及び分散
剤を含むために、除外された。不燃性の条件を充たし得
ない溶剤も、すべて除外された。

更に選択を行うために、初めの選択により残さねだ溶剤
を特徴づけるテークが注意深く調べられた。しかしなが
ら、ペーストｅ渣の清浄化の問題は、相互作用が予測出
来ない、界なるペースト系の複離な有機及び無機梧成成
分の取扱を含むので、この情報に完全に依存することは
不可能であった１、ペルクロルエチレンの溶解度パラメ
ータを法定し、それから同様な特性パラメータを有する
仙の溶剤を選択することが試みられた。しかしながら、
ペルクロルエチレンの極性及び無極性パラメータは、一
般的なりラスの溶剤が除外されているハロゲン化された
溶剤に特有のものと思われることが見出された。初めの
選択により残された溶剤の対応するパラメータは比較さ
れ得なかった。

適当な溶剤は、各溶剤の性能を実験的に法定することに
よってのみ発見さ一１′１．得るという結論が得らｔた
。

ペースト残渣を清浄化するための神々の溶剤の適性を決
定するために、各々異なる樹脂−溶剤系を有する、３つ
の異なる導電性ペーストが形成された。第、１の溶剤−
樹脂系は、エチル・セルロースとブチル・カルピトール
・アセテートとの混合物１より成り、椿めて強い極性で
あった。第２の溶剤ｉｆ　脂系ハ、エステル−アルコー
ルとエチル・セルロースとの混合物より成り、僅かに極
性であった。第６の溶剤−樹脂系は、炭化水素の樹脂と
炭化水素の溶剤との混合物より成り、無極性であった。

上記導電性ペーストに対するｌ中々の溶剤の効果が、衝
撃テスト及び浸漬テストによって測定され、それらの結
果が比較された。更に、それらのテストが異なる温度で
行われた。本発明の方法に於て用いられるべき溶剤の選
択はこれに基づいて行わわ、た。

ｆｉ′ｉ撃テストは基本的゛には、顕ｉｔ鏡のスライド
を前述の型のペースｉ・で被覆し、各スライドを滴下漏
斗から下方に成る所定の距離だけ離して４５℃の角度で
装着し、測定された量のテストされている溶剤により上
記の被覆されたスライド上を衝撃させることを含む。溶
剤による衝撃は成る時間間隔を置いて反復さね、衝撃期
間及び浸透期間が設けら力た。そのテストの終了時点は
、上記スライド上のペーストを溶婬和（Ｓｏｌｖａｔｅ
）させるため又は底部に達する穴を生せしめるために要
した、溶剤サイクル数として考えられる。その装置及び
テストについては、ＩＢＭＴＤＢ第２４巻、第１１Ｂ号
、１９８２年４月、第６００２頁に示されている。この
テストで得られる実験テークは、湿潤さ、ｆ’Ｌそして
拡大さ力るパターン、衝撃位置に於ける突侵′時間、最
終的終了時点、清浄化さカフたパターンの寸法及び形状
の性質、清浄化動作に与７ぐる温度の効果、並ひに被膜
の持上り及び付着である。

浸漬テストに於ては、被接されたスライドがテストされ
る溶剤中に浸漬され、該溶剤が攪拌される。

ペーストに対する上言ピ溶剤の清浄化動作が観察されて
、比較される。そのテストが、異なる温度で行われる。

時間的要素は、溶剤で充たされた容器を被覆されたスラ
イドに関して、却則的な時間間隔で降下させることによ
って、導入され得る。

本発明による清浄化方法に於て、Ｎ−シクロへキシル−
２−ピロリドン、Ｎ−イソプロピル−２−ピロリドン、
エチル−ヘキシル９ア＋テート、ジプチル・カルピトー
ル、及びＭａｇｉｅ　　Ｏｉ＋≠５４６は、清浄化され
るべき杉処理体がそれらの溶剤に接触されたときに、極
性及び無極性の両方の残渣を効果的に除去することが発
見された。その接触は、好ましくは攪拌を伴った浸漬、
噴霧、又は浸漬と噴霧との組合せによって行われ得る。

上記溶剤は、沸点以下の任意の適当な温度で接触され得
る。好ましくは、上記溶剤は室温又はそｔよりも僅かに
高い温度で用いられる。選択された溶剤は、条件が許せ
ば、他の液体溶剤と組合わせて用いられ得る。しかしな
がら、溶剤の組合せは通常、溶剤を再使用するための再
生利用のプロセスを複奈１化する。再生利用のプロセス
は通常、蒸留工程に依存している。異なる蒸気圧を有す
る液体の組合せの蒸留に於ては、一定の比率の溶剤を維
持するために複離なテスト及び補給の問題が生じる。こ
の理由のために、単一の溶剤又は溶剤の共沸混合物を用
いることが望せしい。

Ｎ−シクロへキシル−２−ピロリドン及びジブチル・カ
ルピトールは、極性及び無極性の残渣を、１５℃乃至沸
点の温度で除去する場合に効果的であることが発見され
た。清浄化のための好ましい温度範囲は１５乃至７０℃
であり、最も女子ましくけ室温である。

エチル・ヘキシル・アセテート・Ｎ−イソプロピル−２
−ピロリドン、及びＭａｇｉｅ　　Ｏｉｌ＋５４３は、
極性及び無極性の残渣を、好１しくは５０乃至７０℃の
範囲、最も好寸しくは６０℃のより高い温度で清浄化す
る場合に最も効果的であることが発見゛された。

Ｍａｇｉｅ　　０４１＋５４３は、米国イリノイ州所在
のＭａｇｉｅ　　Ｂｒｏｇ、Ｏｉｌ　　Ｃｏｍｐａｎｙ
　製の完全に芳香族の蒸留生成物である。ＭａｇｉｅＯ
ｉｌ　　＃５４３は、薄縁色、おだやかな芳香族の臭い
、０．９９６５の比重、１０７℃の引火点、１、５９６
３の屈折率、１００のに、　Ｂ１番号、及び１６５の平
均分子量を有している。

前述の溶剤又は極付及び無極性残渣の組合せの特定の清
浄４１作用は予測され得ない。

次に、本発明の方法の好実施例を示すが、それらは本発
明の範囲を伺ら限定するものではない。

実施例　Ｉ 異なる極性の導電性ペーストの効果をテストするために
、無極性から極めて強い極性多異なる樹脂−溶剤系を有
する３つの異なるペーストが形成された第一１の強い極
性のペーストは、エチル・セルロース樹脂及びブチル・
カルピトール・アセテート溶剤を用いて３に成された。

第２の弱い極性のペーストは、エチル・セルロース樹脂
及びテキザノール〔１，２，２４−トリメチル・ペンタ
ン・ジオール−１，６−モツイソブチレート（１，２，
２４−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ　　ｐｅｎｔａｎｅ　　Ｄｉ
ｏｌ−１，３−Ｍｏｎｏｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ）：）
溶剤を用いて形成された。第３の無極性のペーストは、
ＡＢ−１８０（商品名）樹脂及びＡＭＳＣＯ５５００ｉ
ｌ　　（商品名）溶剤を用いて形成された。

顕微鐘のスライドが上記ペーストで均一な厚さに被覆さ
れた。その被膜が均一に付着される様に一様な表面特性
を得るために、スライドが用いられた。

それらのスライドが、前述のＩＢＭ　　ＴＤＢν。

２４巻、第１１Ｂ号、１９８２年４月、卯、６００２頁
に記載されている装置を用いて、滴下漏斗の下方に成る
所定の距離だけ離して４５°の角度で順次装着された。

そｈ−から、テストされるべき溶剤が上記ペーストに供
給された。漏斗のコックを１８０°回転させることによ
り、予め測定された量の溶剤が滴Ｆされて、被覆された
スライド上を衝撃した。上記プロセスが１０秒毎に反復
され、衝撃期間及びその後の浸透期間が設けられた。そ
のテスト終了時点は、上記の被膜されたスライドを溶媒
和させるため又は底部に達する穴を生ぜしめるために要
した、溶剤サイクル数として考えられた。

ペーストに対して溶解力を全く又は極めて僅かしか示さ
なかった溶剤は、５０サイクルでテストが停止された。

何らかの清浄化の徴候があった場合には、清浄化が完了
する迄テストが行われた。室温では粘性が高すぎた溶剤
は、より高い温度、即ち６０℃でもテストされた。

次の表■に示す溶剤が、上記工程により、前述の各ペー
ストに与える効果についてテストされた。初め、テスト
は室温の溶剤で行なわれ、その結果が人工に示されてい
る。一部の溶剤は、２つの数字で示された結果を有する
。その第１の数字は、ペーストを貫通する穴を生ぜしめ
るために要したサイクル数を表わす。この初めの清浄化
により生じた穴は、通常、該溶剤により湿潤された領域
（湿潤されているパターン）の幅全体に亘っていない。

第２の数字は、上記の湿潤されているパターンの端部迄
ペースト領域を清浄化するために要したサイクル数を表
わす。ＮＥＰなる表示は、その溶剤が何ら終了時点を有
さなかったことを示し、ＳＲなる表示は、成る程度除去
したが、・通常の清浄化のパターンを生じなかったこと
を、示している。

ｏ＋ｃｉ　　−べ　　　　閑　寸　師　喝　区　の〒−
で　　　　　　　Ｆ　　　　　　　Ｆ　　　で　　　で
１　　−　　　〒　　　〒−ベルクロルエチ１？ンは、
参照用溶剤として用いられ、６つのすべての型のペース
トを効果的に清浄化して、鍵形のパターンを形成し、こ
れがテストされた溶剤のための終了時点の標準として用
いられた。溶剤２乃至５はカルピトールであった。

溶剤２及び４は、ペースト１及び２を清浄化したが、ペ
ースト３を清浄化しなかった。溶剤６はペースト１だけ
を清浄化し、溶剤５はいずれのペーストも効果的に清浄
化しなかった。溶剤７及び６は、各々ペースト１及び２
に於て用いラレテいる同一の溶剤である。溶剤７は、ペ
ースト１を清浄化したが、ペースト２及び６を清浄化し
なかった。溶剤６は、該溶剤を用いているペースト２を
含むすべてのペーストを清浄化しなかった。これは、予
期しなかったことであり、マスクの清浄化に必要とされ
る条件を充たすように溶剤を選択する場合の問題を示し
ている。

溶剤８乃至１０はピロリドンであった。溶剤８は、６つ
のすべてのペーストを室温で効果的に清浄化した。しか
しながら、溶剤９及び１０は、ペースト３を清浄化しな
かった。溶剤１１．１２．１４及び１５は、移々の石油
炭化水素の混、合物であった。溶剤１３のブチル・セロ
ソルブは、ペースト６を効果的に清浄化しなかった。溶
剤１６は、すべてのペーストを室温で効果的に清浄化し
た。溶剤１７は、６つのすべてのペースト中に穴を生じ
たが、ペースト２及び乙に於てそれらの穴を拡大し得な
かった。溶剤１８のＭａｇｉｅ　　Ｏｉｌ　＋５４３は
、ペースト１及び乙の両方を清浄化したが、室温ではペ
ースト２を清浄化しなかった。要約すると、溶媒８．１
６及び１７、即ちＮ−７クロヘキ／ルー２−ピロリドン
、ジブチルΦカルピトール、及び２−エチル・ヘキシル
・アセテートたけが、３つのすべてのペーストを室ン晶
で清浄化することが出来た。

実施例　■ 更に、高温でテストを行うために、多数の溶剤が選択さ
れた。溶剤及びペース、ト試料が適当な加熱されたジャ
ケット及び囲いにより６０℃に保たれた以外は実施例Ｉ
の場合と同じ工程を用いて、次の表ＩＩに示されている
溶剤がテストさねた。

比較し易い様に、実施例■に於ける室温でのテスト・デ
ータが表Ｈに再び示されている。

溶剤１のペルクロルエチレンは、高温では僅かにより効
果的であった。溶剤２及び６ば、室温ではペーストろを
溶解し得なかった。しかしながら、６０℃に於ては、溶
剤２は６つのすべてのペーストを効果的に清浄化し、溶
剤３Ｉ′ｉこの場合もペースト３を清浄化し得なかった
。溶剤２．６及び４は、すべてピロリドンであったが、
各々予勘し得ない異なる清浄化能力を有した。溶剤４及
び５は、室温に於ても、６０℃に於ても、３つのすべて
のペーストを効果的に清浄化した。溶剤乙のエチル・ヘ
キシル・アセテートは、室温ではペースト２及び乙に於
ける穴を拡大し得る清浄化能力を有していなかったが、
６０℃に於てはそれらを効果的に清浄化した。溶剤７は
室温ではペース６を清浄化し得なかったが、６０℃では
２つのペーストに７」してより効果的であった。

溶剤８のＭａｇｉｅ　　Ｏｉｌ　　＋５’４３は、室温
ではペースト２を清浄化し得なかったが、６０℃ではペ
ースト２を効果的に清浄化した。

要約すると、溶剤乙のエチル・ヘキシル・アセテート、
溶剤２のＮ−イソプロピル−２−ピロリドン、及び溶剤
８のＭａｇｉｅ　　Ｏｉｌ　　＋５４３は、高温に於て
、６つのすべてのペーストを清浄化する場合に効果的で
ある。溶剤４のＮ−シクロへキシル−２−ピロリドン及
び溶剤５のジブチル・カルピトールは、室温及び高温の
両方に於て、６つのすべてのペーストを清浄化する場合
に効果的である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 清浄化されるべきスクリーン印刷マスクを、Ｎ〜シクロ
   ヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−インプロビル−２−ピ
   ロリドン、エチル・−＼キシル・アセテート、ジプチル
   ・カルピトール、及びそれらの混合物よシ成る群から選
   択された溶剤を少くとも含んでいる液体溶剤に接触させ
   ることを含む、スクリーン印刷マスクから極性及び無極
   性材料の残渣を清浄化するための方法。