JPWO2017169624A1 - 硬化装置およびソルダーレジストの製造方法 - Google Patents
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Abstract
硬化塗膜の密着性低下や表層部の変色を抑制することのできる硬化性組成物の硬化装置を提供する。
本発明の硬化装置1は、光透過性を有する基材を支持する支持手段4と、該支持手段4に支持される該基材2の第1面2aに対向して配置されたノズル6を有し、該ノズル6から硬化性組成物を該基材2の第1面2aに向けて吐出するインクジェットヘッド5と、上記基材2の第1面2aに対向し、該インクジェットヘッド5に隣接して設けられた第1の光源7と、上記基材2の第2面2bに対向して設けられた第2の光源8とを有する。
本発明の硬化装置1は、光透過性を有する基材を支持する支持手段4と、該支持手段4に支持される該基材2の第1面2aに対向して配置されたノズル6を有し、該ノズル6から硬化性組成物を該基材2の第1面2aに向けて吐出するインクジェットヘッド5と、上記基材2の第1面2aに対向し、該インクジェットヘッド5に隣接して設けられた第1の光源7と、上記基材2の第2面2bに対向して設けられた第2の光源8とを有する。
Description
本発明は、硬化装置、およびそれを用いたソルダーレジストの製造方法に関する。
プリント配線板にエッチングレジスト、ソルダーレジスト、シンボルマーキングなどを形成する場合には、高粘度の組成物をスクリーン印刷などの印刷法で基板への塗布を行った後、活性エネルギー線の照射によってインキを硬化させる手法が一般的であった。
近年、スクリーン印刷の代わりに、インクジェット方式により上記エッチングレジスト、ソルダーレジスト、シンボルマーキングなどを形成する方法が開発された。インクジェット方式の特徴として、インキの使用量が削減でき、スクリーン印刷用の版も不要であり、デジタルデータからの直接描画が可能である。また、インクジェットプリンタのヘッド若しくはその近傍にUV照射装置を備え付けることにより、パターン印刷とUVによる仮硬化を同時に行うことが可能であり、工程にかかわる時間も削減できる。例えば、インクジェットヘッドからインクをプリント配線板の表面に吐出して該表面に印刷を施すシンボルマーキングのためのプリント配線板の印刷装置および方法が提案されている(特許文献1)。また、インクジェットプリンタを用いてパターンを作製する、エッチングレジストのための装置および方法が提案されている(特許文献2)。
近年、スクリーン印刷の代わりに、インクジェット方式により上記エッチングレジスト、ソルダーレジスト、シンボルマーキングなどを形成する方法が開発された。インクジェット方式の特徴として、インキの使用量が削減でき、スクリーン印刷用の版も不要であり、デジタルデータからの直接描画が可能である。また、インクジェットプリンタのヘッド若しくはその近傍にUV照射装置を備え付けることにより、パターン印刷とUVによる仮硬化を同時に行うことが可能であり、工程にかかわる時間も削減できる。例えば、インクジェットヘッドからインクをプリント配線板の表面に吐出して該表面に印刷を施すシンボルマーキングのためのプリント配線板の印刷装置および方法が提案されている(特許文献1)。また、インクジェットプリンタを用いてパターンを作製する、エッチングレジストのための装置および方法が提案されている(特許文献2)。
インクジェット方式によりプリント配線板またはその基材に硬化性組成物を塗布したときに、塗布された硬化性組成物の膜厚が部分的に相違していることがあった。例えば、インクジェット方式により、導体回路が形成されているプリント配線板の基材の導体回路を覆うようにソルダーレジストを形成すると、導体回路上に塗布された硬化性組成物の膜厚と、該導体回路が形成されていない部分、すなわち基材表面上に塗布された硬化性組成物の膜厚とは、基材の表面と導体回路の表面との高低差により相違していた。
次工程で硬化性組成物の表面に向けて活性エネルギー線、例えば紫外線を一定量で照射したときに、硬化性組成物は、表面から厚さ方向に順次硬化する。そのため、基材上で硬化性組成物の膜厚が部分的に相違していると、膜厚が相対的に厚い部分は、薄い部分に比べて、硬化性組成物の厚さ方向の基材寄りの部分で、換言すれば膜厚のうちの深部で、十分に硬化しないおそれがあった。十分に硬化しない場合は、硬化性組成物の硬化塗膜の密着性が低下する。
また、硬化塗膜の密着性を向上させるために活性エネルギー線の照射量を増加させると、硬化性組成物の厚さ方向の表面寄りの部分で、換言すれば膜厚のうちの表層部で変色を生じるおそれがあった。なかでも、硬化性組成物が白色顔料を含む白色硬化性組成物である場合には変色が生じ易かった。
また、硬化塗膜の密着性を向上させるために活性エネルギー線の照射量を増加させると、硬化性組成物の厚さ方向の表面寄りの部分で、換言すれば膜厚のうちの表層部で変色を生じるおそれがあった。なかでも、硬化性組成物が白色顔料を含む白色硬化性組成物である場合には変色が生じ易かった。
本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、塗膜の密着性低下や表層部の変色を抑制することのできる硬化装置およびソルダーレジストの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、光透過性の基材を用い、該基材の第1面(おもて面)にインクジェット方式で塗布された硬化性組成物に対して、該第1面に対向する側から活性エネルギー線を照射するとともに、第1面とは反対側の面である第2面(裏面)に対向する側から活性エネルギー線を照射することにより硬化塗膜の密着性低下や表層部の変色を抑制することのできることを見出し、そこから、該基材の第1面および第2面に対してそれぞれ活性エネルギー線を照射し得る本発明の装置を得た。
本発明の硬化装置は、光透過性を有する基材を支持する支持手段と、
該支持手段に支持される該基材の第1面に対向して配置されたノズルを有し、該ノズルから硬化性組成物を該基材の第1面に向けて吐出するインクジェットヘッドと、
該基材の第1面に吐出された硬化性組成物に対して光照射する硬化用光源と、
を備える硬化装置において、
上記硬化用光源が、上記基材の第1面に対向し、該インクジェットヘッドに隣接して設けられた第1の光源と、上記基材の第2面に対向して設けられた第2の光源とを有することを特徴とする。
該支持手段に支持される該基材の第1面に対向して配置されたノズルを有し、該ノズルから硬化性組成物を該基材の第1面に向けて吐出するインクジェットヘッドと、
該基材の第1面に吐出された硬化性組成物に対して光照射する硬化用光源と、
を備える硬化装置において、
上記硬化用光源が、上記基材の第1面に対向し、該インクジェットヘッドに隣接して設けられた第1の光源と、上記基材の第2面に対向して設けられた第2の光源とを有することを特徴とする。
上記本発明の硬化装置は、
上記インクジェットヘッドおよび上記硬化用光源の間に、上硬化用光源から照射された光を遮る遮光板を有することができ、
上記インクジェットヘッドおよび上記硬化用光源に対して、上記基板が相対的に移動可能であり、上記硬化用光源が、上記基板の移動方向の下流側に設けられたものとすることができ、
上記第1の光源および上記第2の光源が、互いに同時にまたは異なる時に発光可能であるものとすることができ、
上記硬化性組成物が、白色顔料を含むものとすることができ、
上記基材の全光線における透過率が、65%以上であるものとすることができ、
上記基材のヘイズ値が、5以下であるものとすることができ、
上記基材が、導体回路が形成されたフィルム基材であるものとすることができ、
上記フィルム基材が、PETまたはPENからなる基材であるものとすることができる。
上記インクジェットヘッドおよび上記硬化用光源の間に、上硬化用光源から照射された光を遮る遮光板を有することができ、
上記インクジェットヘッドおよび上記硬化用光源に対して、上記基板が相対的に移動可能であり、上記硬化用光源が、上記基板の移動方向の下流側に設けられたものとすることができ、
上記第1の光源および上記第2の光源が、互いに同時にまたは異なる時に発光可能であるものとすることができ、
上記硬化性組成物が、白色顔料を含むものとすることができ、
上記基材の全光線における透過率が、65%以上であるものとすることができ、
上記基材のヘイズ値が、5以下であるものとすることができ、
上記基材が、導体回路が形成されたフィルム基材であるものとすることができ、
上記フィルム基材が、PETまたはPENからなる基材であるものとすることができる。
また、本発明のソルダーレジストの製造方法は、
上記の硬化装置を用いて、光透過性を有する基材の第1面に向けて、インクジェットヘッドから硬化性組成物を吐出した後、硬化用光源の第1の光源および第2の光源から前記基材に向けて互いに同時にまたは異なる時に発光させて該硬化性組成物を硬化させることを特徴とする。
上記の硬化装置を用いて、光透過性を有する基材の第1面に向けて、インクジェットヘッドから硬化性組成物を吐出した後、硬化用光源の第1の光源および第2の光源から前記基材に向けて互いに同時にまたは異なる時に発光させて該硬化性組成物を硬化させることを特徴とする。
本発明によれば、硬化塗膜の密着性低下や表層部の変色を抑制することのできる硬化性組成物の硬化装置およびソルダーレジストの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の硬化装置およびソルダーレジストの製造方法を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明の硬化装置は、光透過性を有する基材を支持する支持手段と、該支持手段に支持される該基材の第1面に対向して配置されたノズルを有し、該ノズルから硬化性組成物を該基材の第1面に向けて吐出するインクジェットヘッドと、該基材の第1面に吐出された硬化性組成物に対して光照射する硬化用光源と、を備える硬化装置において、上記硬化用光源が、上記基材の第1面に対向し、該インクジェットヘッドに隣接して設けられた第1の光源と、上記基材の第2面に対向して設けられた第2の光源とを有することを特徴とするものである。
本発明の硬化装置は、光透過性を有する基材を支持する支持手段と、該支持手段に支持される該基材の第1面に対向して配置されたノズルを有し、該ノズルから硬化性組成物を該基材の第1面に向けて吐出するインクジェットヘッドと、該基材の第1面に吐出された硬化性組成物に対して光照射する硬化用光源と、を備える硬化装置において、上記硬化用光源が、上記基材の第1面に対向し、該インクジェットヘッドに隣接して設けられた第1の光源と、上記基材の第2面に対向して設けられた第2の光源とを有することを特徴とするものである。
図1に、本発明の一実施形態の硬化装置の模式的な正面図を示す。図1に示した硬化装置1は、基材2の表面に向けて硬化性組成物をインクジェット方式で吐出させた後、基材2上の当該硬化性組成物を硬化させる装置である。
本実施形態で示した基材2は、光透過性を有する材料からなる。基材2は、一例としてプリント配線板用の基板である。当該基材2のおもて側の面である第1面2aには、導体回路3が選択的に形成されている。基材はリジッドな基板でもよいし、フレキシブルな基板でもよい。一例では、導体回路が形成されたフィルム基材とすることができる。
基材は光透過性を有することが必要である。具体的には、硬化性組成物を硬化させるための後述する第1の光源7および第2の光源8から照射される活性エネルギー線の波長において、基材2の全光線における透過率が65%以上、355〜415nmにおける透過率が70%以上であることが好ましい。基材2の透過率が65%以上であることにより、第2の光源8から照射された活性エネルギー線が基材2を透過して硬化性組成物に到達し、当該硬化性組成物を効果的に硬化させることができるからである。なお、ここでいう透過率とは、光学および分光法において、特定の波長の入射光が試料を通過する割合のことをいう。別の視点からは基材2は、ヘイズ値が5以下である。ヘイズ値が5以下であることにより、第2の光源8から照射された活性エネルギー線が基材2を透過して硬化性組成物に到達し、当該硬化性組成物を効果的に硬化させることができる。
全光線透過率は、分光光度計(紫外可視分光光度計(日本分光社製V−600))にてJIS K7361-1の方法により求める。ヘイズ値は、分光光度計(紫外可視分光光度計(日本分光社製V−600))にてJIS K7136の方法によって求める。
全光線透過率は、分光光度計(紫外可視分光光度計(日本分光社製V−600))にてJIS K7361-1の方法により求める。ヘイズ値は、分光光度計(紫外可視分光光度計(日本分光社製V−600))にてJIS K7136の方法によって求める。
基材の具体的な材料は、上記の透過率またはヘイズ値を満たす材料であれば特に限定されない。例えばPETやPENやポリイミドなどを挙げることができる。
基材2は、基材2の裏面側の面である第2面2bが対向するように、支持手段としてのテーブル4上に載置される。テーブル4は、図示した例では載置面が水平方向に平行であるが、これに限るものではない。水平方向の載置面に基材2が載置されることでテーブル4は基材2を支持しているが、別途に基材を保持または固定する手段を具備していてもよい。
基材2は、次に述べるインクジェットヘッド5に対向させる前に、加熱することができる。基材2を加熱するための手段は、硬化装置1に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置1とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
基材2は、基材2の裏面側の面である第2面2bが対向するように、支持手段としてのテーブル4上に載置される。テーブル4は、図示した例では載置面が水平方向に平行であるが、これに限るものではない。水平方向の載置面に基材2が載置されることでテーブル4は基材2を支持しているが、別途に基材を保持または固定する手段を具備していてもよい。
基材2は、次に述べるインクジェットヘッド5に対向させる前に、加熱することができる。基材2を加熱するための手段は、硬化装置1に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置1とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
基材2の第1面2aに対向してインクジェットヘッド5が配置されている。インクジェットヘッド5には、攪拌可能なインクタンク15に収容されたインクが、加温装置16により必要に応じて加熱されて供給される。このインクジェットヘッド5における、上記第1面2aに対向する端部には、基材2に向けたノズル6を有している。インクジェットヘッド5は、圧電素子を用いたピエゾ式インクジェットヘッドとすることもできるし、熱を用いたサーマルインクジェットヘッドとすることもできるし、その他の方式のインクジェットヘッドとすることもできる。インクジェットヘッド5は、基材2の移動方向と交差する方向に、複数のノズルを並べて配置され、基材2の移動にタイミングを合わせてノズル6から基材2の第1面2aに向けて所定量で硬化性組成物を吐出可能になっている。これにより、インクジェットヘッド5は、基材2の第1面2a上の所定領域に硬化性組成物を部分的に形成することができる。
基材2とインクジェットヘッド5とは、基材2の第1面2aと平行な方向に、相対移動可能になっている。相対移動可能にするために、硬化装置1は、テーブル4およびインクジェットヘッド5のうちのいずれか一方または両方を移動させるための移動装置を有している。また、導体回路3の厚さに応じて、インクジェットヘッド5と基材2の距離を調整するために、テーブル4およびインクジェットヘッド5のうちのいずれか一方または両方を移動させるための移動装置を有している。具体的にはインクジェットヘッド5と基材2の距離は印刷精度の観点から、1mm以内が好ましい。基材2とインクジェットヘッド5とを基材2の第1面2aと平行な方向に相対移動させる移動装置と、インクジェットヘッド5と基材2の距離を調整する移動装置とは、別個の装置でもよいし、上記相対移動と上記距離の調整との両機能を有する一つの装置でもよい。なお、図1においては、本実施形態の要部を図示しているため、この移動装置の図示を省略している。図1では、一例として紙面右側から左側にテーブル4を移動させるものとして、これによりテーブル4上に載置された基材2もまた、紙面右側から左側に移動する。
基材2の移動方向の下流側、かつ、インクジェットヘッド5に隣接して、硬化用光源としての第1の光源7が設けられている。第1の光源7は、インクジェットヘッド5に対して相対移動する基材2の第1面2aに対向するように設けられ、該第1面2aに向けて活性エネルギー線を照射可能になっている。インクジェットヘッド5から基材2の第1面2a上に吐出された硬化性組成物を早く硬化させるために、第1の光源7は、インクジェットヘッド5から近い位置に配置することが好ましい。第1の光源7は、インクジェットヘッド5と一体化したものでもよい。一体化したものでなくても、第1の光源7が、インクジェットヘッド5に追随して基材2に対して相対移動可能な構成であることが好ましい。また、第1の光源7から照射された活性エネルギー線がノズル6に到達することは回避するのがよい。そのため、インクジェットヘッド5と第1の光源7との間に遮光板10などの遮光手段を設けることが好ましい。
第1の光源7は、図1ではインクジェットヘッド5に隣接して1個が示されているが、第1の光源7の数は1個に限られない。基材2の移動方向に沿って複数個を設けることもできる。
また、基材2の移動方向の下流側、かつ、基材2の第2面2bに対向して、硬化用光源としての第2の光源8が設けられている。第2の光源8は、インクジェットヘッド5に対して相対移動する基材2の第2面2bに向けて活性エネルギー線を照射可能になっている。
第2の光源8からの活性エネルギー線を基材2の第2面2bに到達させるために、テーブルは光を透過する手段が施されている。一例として、透明性のある材質で形成されていたり、開口部を有している。一例ではテーブル4の一部4aがガラスで形成されていて、このテーブル4を通して第2の光源8から活性エネルギー線を基材2に照射する、
インクジェットヘッド5から基材2の第1面2a上に吐出された硬化性組成物を早く硬化させるために、第2の光源8は、インクジェットヘッド5から近い位置に配置することが好ましい。
第2の光源8は、基材2に対して第1の光源7と対称な位置に設けられる場合に限られない。第2の光源8は第1の光源7よりも基材2の移動方向の上流側に配置してもよいし、下流側に配置してもよい。もっとも、第2の光源8は、インクジェットヘッド5から吐出された硬化性組成物を硬化させるという目的のため、インクジェットヘッド5よりも下流側に配置される。第2の光源8から照射された活性エネルギー線がノズル6に到達することは回避するのがよい。そのため、インクジェットヘッド5と第2の光源8との間に、遮光板10などの遮光手段を設けることは好ましい。
第2の光源8は、図1ではインクジェットヘッド5に隣接して1個が示されているが、第2の光源8の数は1個に限られない。基材2の移動方向に沿って複数個を設けることもできる。複数個を設ける場合に、1個を第1の光源7との同時発光用の光源、他のものを第1の光源7との逐次発光用の光源とすることができる。
第1の光源および第2の光源から照射する活性エネルギー線は、基材2の第1面2a上にノズル6から吐出された硬化性組成物を硬化させるための活性エネルギー線であり、例えば所定の波長範囲の紫外線である。かかる紫外線を照射させるために、第1の光源および第2の光源は、例えば低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、LEDなどが使用可能である。紫外線に限られず、電子線、α線、β線、γ線、X線、中性子線なども用いることができる。第1の光源および第2の光源は、互いに活性エネルギー線の波長を同じくしてもよいし、異ならせてもよい。
また、第1の光源および第2の光源8は、上記ランプやLED等の光源と、ミラー等の光を導く手段との組み合わせであってもよい。ミラー等を用いることにより、光源の配置の自由度を高くすることができる。
また、第1の光源および第2の光源は、照射量を同じくしてもよいし、異ならせてもよい。硬化性組成物に変色を生じさせることなく、未硬化部分を十分に硬化させるように照射量を適切に調整することが好ましい。
第1の光源7の好適な照射量(露光量)は150〜3000mJ/cm2であり、第2の光源8の好適な照射量(露光量)は50〜2000mJ/cm2、より好ましくは100〜1500mJ/cm2である。
第1の光源7の好適な照射量(露光量)は150〜3000mJ/cm2であり、第2の光源8の好適な照射量(露光量)は50〜2000mJ/cm2、より好ましくは100〜1500mJ/cm2である。
第1の光源7および第2の光源8の照射のタイミングや時間等を調整するために、第1の光源7および第2の光源8は制御装置9と接続されている。なお、インクジェットヘッド5は、ノズル6からの硬化性組成物の吐出のタイミングや吐出量等を調節するための制御装置と接続されているが、図1では、発明の理解を容易にするためにインクジェットヘッド5と接続している制御装置の図示を省略している。
基材2の第1面2a上に吐出された硬化性組成物の硬化促進のために、活性エネルギー線を照射した後の基材2を加熱することができる。基材2を加熱するための手段は、硬化装置1に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置1とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
基材2の第1面2a上に吐出された硬化性組成物の硬化促進のために、活性エネルギー線を照射した後の基材2を加熱することができる。基材2を加熱するための手段は、硬化装置1に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置1とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
図1に示した本実施形態の硬化装置1による硬化塗膜の一例としてのソルダーレジストの形成方法の例を説明する。
光透過性を有する基材2を用意する。基材2は、一例ではプリント配線板用の基材であり、第1面2aに導体回路3が選択的に形成されている。基材2を、第2面2bがテーブル4の載置面に接するように載置する。基材2は、必要に応じて加熱される。
光透過性を有する基材2を用意する。基材2は、一例ではプリント配線板用の基材であり、第1面2aに導体回路3が選択的に形成されている。基材2を、第2面2bがテーブル4の載置面に接するように載置する。基材2は、必要に応じて加熱される。
次にテーブル4をインクジェットヘッド5に対して移動させつつ、テーブル4上の基材2の第1面2aに向けてインクジェットヘッド5のノズル6から硬化性組成物を吐出する。
基材2の第1面2a上に形成された硬化性組成物に向けて第1の光源7から活性エネルギー線を照射する。また、基材2の第2面2bに向けて第2の光源8から活性エネルギー線を照射する。第2の光源8からの活性エネルギー線は、光透過性を有する基材2を通して基材2の第1面2a上に形成された硬化性組成物に到達する。したがって、基材2の第1面2a上に形成された硬化性組成物は、基材2の第1面2a側から第1の光源7により硬化されるばかりでなく、基材2の第2面2b側から第2の光源8により硬化される。
基材2の第1面2aの特定箇所に吐出された硬化性組成物に対して、第1の光源7から先に照射してもよいし、第2の光源8から先に照射してもよいし、同時に照射してもよい。硬化性組成物が硬化した硬化塗膜を有する基材2は、必要に応じて加熱されて硬化促進される。
基材2の第1面2aの特定箇所に吐出された硬化性組成物に対して、第1の光源7から先に照射してもよいし、第2の光源8から先に照射してもよいし、同時に照射してもよい。硬化性組成物が硬化した硬化塗膜を有する基材2は、必要に応じて加熱されて硬化促進される。
本実施形態の硬化装置1の効果を、図2に示すプリント配線板の模式的な断面図で説明する。図2(a)、(b)に示すプリント配線板20は、一例として基材2が光透過性を有するPETフィルムからなる。この基材2の第1面2aに導体回路3が選択的に形成されている。第1面2aの導体回路3を覆うようにインクジェットヘッド5のノズル6から硬化性組成物が吐出され、当該硬化性組成物に対して、図2(a)に示すように第1ステップとして第1の光源7から活性エネルギー線として特定波長の紫外線を照射する。すると、硬化性組成物は第1の光源7に対向した表面から膜厚方向に硬化してソルダーレジスト21が形成する。しかし、前述したように、基材2に吐出された硬化性組成物は、基材2上の膜厚と導体回路3上の膜厚とで相違があるので、照射量によっては基材2上で未硬化部分21aが生じ得る。
そこで、図2(b)に示すように第2ステップとして第2の光源8から特定波長の紫外線を照射する。すると、ソルダーレジスト21の未硬化部分21aは第2の光源8から紫外線により基材に接した表面から膜厚方向に硬化する。したがって、従来の硬化装置のように第1の光源7のみから照射した場合に生じ得る、ソルダーレジスト21の密着性の低下を抑制することができる。
また、本実施形態の硬化装置1は、基材2の第1面2aに対向する第1の光源7からの照射量を従来の装置に比べて低減しても密着性の低下を抑制できる。したがって、照射により変色し易い硬化性組成物、なかでも硬化性組成物中に白色顔料を含む、白色硬化性組成物を硬化させるのに適している。このように本実施形態の硬化装置1は、第1の光源7の照射量と第2の光源8の照射量を調整することで、硬化性組成物の組成等に応じて最適な条件で硬化させることができる。
次に、図3を用いて本発明の別の実施形態の硬化装置を説明する。図3に示す硬化装置11は、図1に示した硬化装置1と同様の構成のインクジェットヘッド5、ノズル6、第1の光源7、第2の光源8および制御装置9を備えている。これらインクジェットヘッド5、ノズル6、第1の光源7、第2の光源8、制御装置9の説明は、図1に示した硬化装置1と重複するので以下では省略する。また、インクジェットヘッド5にインクを供給するための、インクタンク15および加温装置16についても図示を省略している。第1の光源7から照射された活性エネルギー線がノズル6に到達することは回避するのがよい。そのため、インクジェットヘッド5と第1の光源7との間に遮光板10などの遮光手段を設けることが好ましい。
図3の硬化装置11の、図1に示した硬化装置1との相違は、硬化性組成物を表面に形成させる基材12が、フレキシブルプリント配線板の基材であり、この基材12を巻いてなるロール12r1から当該基材12を巻き出し、所定距離を連続的に移動させてからロール12r2に巻き取る過程で、すなわち、この基材12をロールトゥロールで移動させる過程で硬化性組成物の吐出と硬化性組成物の硬化を行うことである。
基材12は光透過性を有していてフレキシブルプリント配線板に用いることができる材料よりなり、例えばPETやPENやポリイミド等よりなる。基材12の透過率は、基材2同様に65%以上が好ましく、また、ヘイズ値は、透過性が良好となることより、5以下が好ましい。基材12の第1面12aには、導体回路3が形成されている。
基材12は、インクジェットヘッド5に対向させる前に、加熱することができる。基材12を加熱するための手段は、硬化装置11に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置11とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
基材12は、インクジェットヘッド5に対向させる前に、加熱することができる。基材12を加熱するための手段は、硬化装置11に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置11とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
基材12をロールトゥロールで処理するために、硬化装置11は、基材12の支持手段として複数のローラ14を備えている。このローラ14上で基材12が載置されつつ移動する。第2の光源8は、隣り合うローラ14の間の隙間から基材12に向けて活性エネルギー線を照射することができる。
第2の光源8から照射された活性エネルギー線がノズル6に到達することは回避するのがよい。そのため、インクジェットヘッド5と第2の光源8との間に、遮光板などの遮光手段を設けることは好ましい。より具体的に、第2の光源8の近傍に、遮光板10を設けることができる。
基材12の第1面2a上に吐出された硬化性組成物の硬化促進のために、活性エネルギー線を照射した後の基材12を加熱することができる。基材12を加熱するための手段は、硬化装置11に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置11とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
基材12の第1面2a上に吐出された硬化性組成物の硬化促進のために、活性エネルギー線を照射した後の基材12を加熱することができる。基材12を加熱するための手段は、硬化装置11に設けられた加熱装置でもよいし、硬化装置11とは別に設けられた加熱装置でもよい。加熱装置は、熱風加熱、電気加熱、赤外線加熱等によるものを用いることができる。
図3に示した本実施形態の硬化装置11による硬化塗膜の一例としてのソルダーレジストの形成方法の例を説明する。
基材12を一方のロール12r1から巻き出して、必要に応じて加熱され、ローラ14上を移動させ他方のロール12r2に巻き取る。ローラ14上の基材12の第1面12aに向けてインクジェットヘッド5のノズル6から硬化性組成物を吐出する。
基材12を一方のロール12r1から巻き出して、必要に応じて加熱され、ローラ14上を移動させ他方のロール12r2に巻き取る。ローラ14上の基材12の第1面12aに向けてインクジェットヘッド5のノズル6から硬化性組成物を吐出する。
基材12の第1面12a上に形成された硬化性組成物に向けて第1の光源7から活性エネルギー線を照射する。また、基材2の第2面12bに向けて第2の光源8から活性エネルギー線を照射する。第2の光源8からの活性エネルギー線は、光透過性を有する基材12を通して基材2の第1面12a上に形成された硬化性組成物に到達する。したがって、基材12の第1面12a上に形成された硬化性組成物は、基材12の第1面側から第1の光源7により硬化されるばかりでなく、基材12の第2面側から第2の光源8により硬化される。
基材12の第1面12aの特定箇所に吐出された硬化性組成物に対して、第1の光源7から先に照射してもよいし、第2の光源8から先に照射してもよいし、同時に照射してもよい。硬化性組成物が硬化した硬化塗膜を有する基材12は、必要に応じて加熱されて硬化促進される。
基材12の第1面12aの特定箇所に吐出された硬化性組成物に対して、第1の光源7から先に照射してもよいし、第2の光源8から先に照射してもよいし、同時に照射してもよい。硬化性組成物が硬化した硬化塗膜を有する基材12は、必要に応じて加熱されて硬化促進される。
本実施形態の硬化装置11は、先に説明した図1の硬化装置1と同様に、従来の硬化装置のように第1の光源7のみから照射した場合に生じ得る、ソルダーレジスト21の密着性の低下や、変色を抑制することができる。また、基材12上の硬化性組成物の形成および硬化をロールトゥロールで行うことができる。
次に、本発明の硬化装置に用いられる硬化性組成物について説明する。
硬化性組成物は、白色顔料を含むものが好ましく、一例として(A)白色顔料(成分(A))と、(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物(成分(B))と、(C)光重合開始剤(成分(C))と、(D)湿潤分散剤(成分(D))とを含むものが挙げられる。
また、硬化性組成物中に含まれる粒子の最大粒径が0.1〜5μm以下であることが好ましく、0.1〜1μmであることがより好ましい。最大粒径が0.1μm以上であれば、粒子の凝集力が高くなりすぎるということがなく、5μm以下であれば、インクジェット印刷時のノズル詰りなどの問題が発生する可能性が低くなる為好ましい。
組成物中に含まれる粒子の最大粒径は、粒度分布計により測定することができ、そのD100値を最大粒径とする。
硬化性組成物は、白色顔料を含むものが好ましく、一例として(A)白色顔料(成分(A))と、(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物(成分(B))と、(C)光重合開始剤(成分(C))と、(D)湿潤分散剤(成分(D))とを含むものが挙げられる。
また、硬化性組成物中に含まれる粒子の最大粒径が0.1〜5μm以下であることが好ましく、0.1〜1μmであることがより好ましい。最大粒径が0.1μm以上であれば、粒子の凝集力が高くなりすぎるということがなく、5μm以下であれば、インクジェット印刷時のノズル詰りなどの問題が発生する可能性が低くなる為好ましい。
組成物中に含まれる粒子の最大粒径は、粒度分布計により測定することができ、そのD100値を最大粒径とする。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタアクリレートおよびそれらの混合物を総称する用語で、他の類似の表現についても同様である。
[(A)白色顔料]
本発明において、(A)白色顔料は、酸化チタン,酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、中空樹脂粒子、硫化亜鉛など公知の白色顔料を用いることができる。中でも、高い着色性および反射率から酸化チタンが好ましい。これら白色顔料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。酸化チタンは、ルチル型酸化チタンでもアナターゼ型酸化チタンでもよいが、着色性、隠蔽性および安定性からルチル型チタンを用いることが好ましい。同じ酸化チタンであるアナターゼ型酸化チタンは、ルチル型酸化チタンと比較して白色度が高く、白色顔料としてよく使用されるが、アナターゼ型酸化チタンは、光触媒活性を有するために、特にLEDから照射される光により、硬化性組成物中の樹脂の変色を引き起こすことがある。これに対し、ルチル型酸化チタンは、白色度はアナターゼ型と比較して若干劣るものの、光活性を殆ど有さないために、酸化チタンの光活性に起因する光による樹脂の劣化(黄変)が顕著に抑制され、また熱に対しても安定である。このため、LEDが実装されたプリント配線板の絶縁層において白色顔料として用いられた場合に、高反射率を長期にわたり維持することができる。
本発明において、(A)白色顔料は、酸化チタン,酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、中空樹脂粒子、硫化亜鉛など公知の白色顔料を用いることができる。中でも、高い着色性および反射率から酸化チタンが好ましい。これら白色顔料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。酸化チタンは、ルチル型酸化チタンでもアナターゼ型酸化チタンでもよいが、着色性、隠蔽性および安定性からルチル型チタンを用いることが好ましい。同じ酸化チタンであるアナターゼ型酸化チタンは、ルチル型酸化チタンと比較して白色度が高く、白色顔料としてよく使用されるが、アナターゼ型酸化チタンは、光触媒活性を有するために、特にLEDから照射される光により、硬化性組成物中の樹脂の変色を引き起こすことがある。これに対し、ルチル型酸化チタンは、白色度はアナターゼ型と比較して若干劣るものの、光活性を殆ど有さないために、酸化チタンの光活性に起因する光による樹脂の劣化(黄変)が顕著に抑制され、また熱に対しても安定である。このため、LEDが実装されたプリント配線板の絶縁層において白色顔料として用いられた場合に、高反射率を長期にわたり維持することができる。
ルチル型酸化チタンとしては、公知のものを使用することができる。ルチル型酸化チタンの製造法には、硫酸法と塩素法の2種類あり、本発明では、いずれの製造法により製造されたものも好適に使用することができる。ここで、硫酸法は、イルメナイト鉱石やチタンスラグを原料とし、これを濃硫酸に溶解して鉄分を硫酸鉄として分離し、溶液を加水分解することにより水酸化物の沈殿物を得、これを高温で焼成してルチル型酸化チタンを取り出す製法をいう。一方、塩素法は、合成ルチルや天然ルチルを原料とし、これを約1000℃の高温で塩素ガスとカーボンに反応させて四塩化チタンを合成し、これを酸化してルチル型酸化チタンを取り出す製法をいう。その中で、塩素法により製造されたルチル型酸化チタンは、特に熱による樹脂の劣化(黄変)の抑制効果が顕著であり、本発明においてより好適に用いられる。
市販されているルチル型酸化チタンとしては、例えば、タイペークR−820、タイペークR−830、タイペークR−930、タイペークR−550、タイペークR−630、タイペークR−680、タイペークR−670、タイペークR−780、タイペークR−850、タイペークCR−50、タイペークCR−57、タイペークCR−Super70、タイペークCR−80、タイペークCR−90、タイペークCR−93、タイペークCR−95、タイペークCR−97、タイペークCR−60、タイペークCR−63、タイペークCR−67、タイペークCR−58、タイペークCR−85、タイペークUT771(石原産業株式会社製)、タイピュアR−100、タイピュアR−101、タイピュアR−102、タイピュアR−103、タイピュアR−104、タイピュアR−105、タイピュアR−108、タイピュアR−900、タイピュアR−902、タイピュアR−960、タイピュアR−706、タイピュアR−931(デュポン株式会社製)、R−25、R−21、R−32、R−7E、R−5N、R−61N、R−62N、R−42、R−45M、R−44、R−49S、GTR−100、GTR−300、D−918、TCR−29、TCR−52、FTR−700(堺化学工業株式会社製)等を使用することができる。
この中で塩素法により製造されたタイペークCR−50、タイペークCR−57、タイペークCR−80、タイペークCR−90、タイペークCR−93、タイペークCR−95、タイペークCR−97、タイペークCR−60、タイペークCR−63、タイペークCR−67、タイペークCR−58、タイペークCR−85、タイペークUT771(石原産業株式会社製)、タイピュアR−100、タイピュアR−101、タイピュアR−102、タイピュアR−103、タイピュアR−104、タイピュアR−105、タイピュアR−108、タイピュアR−900、タイピュアR−902、タイピュアR−960、タイピュアR−706、タイピュアR−931(デュポン株式会社製)がより好ましく使用され得る。
また、アナターゼ型酸化チタンとしては、公知のものを使用することができる。市販されているアナターゼ型酸化チタンとしては、TITON A−110、TITON TCA−123E、TITON A−190、TITON A−197、TITON SA−
1、TITON SA−1L(堺化学工業株式会社製)、TA−100、TA−200、TA−300、TA−400、TA−500、TP−2(富士チタン工業株式会社製)、TITANIX JA−1、TITANIX JA−3、TITANIX JA−4、TITANIX JA−5、TITANIX JA−C(テイカ株式会社製)、KA−10、KA−15、KA−20、KA−30(チタン工業株式会社製)、タイペーク A−100、タイペークA−220、タイペークW−10(石原産業株式会社製)等を使用することができる。
1、TITON SA−1L(堺化学工業株式会社製)、TA−100、TA−200、TA−300、TA−400、TA−500、TP−2(富士チタン工業株式会社製)、TITANIX JA−1、TITANIX JA−3、TITANIX JA−4、TITANIX JA−5、TITANIX JA−C(テイカ株式会社製)、KA−10、KA−15、KA−20、KA−30(チタン工業株式会社製)、タイペーク A−100、タイペークA−220、タイペークW−10(石原産業株式会社製)等を使用することができる。
(A)白色顔料の配合量は、硬化性組成物100質量部中、1〜50質量部が好ましく、より好ましくは1〜40質量部、特に好ましくは3〜30質量部である。白色顔料が1質量部以上であれば、組成物の反射率が十分となる。50質量部以下であれば、組成物の粘度が過剰な上昇および印刷性の低下を抑制できる。
[(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物]
(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物は、モノマーまたはオリゴマー等の低分子量の材料が使用され、具体的には分子量100〜1000の範囲、好ましくは分子量110〜700の範囲の材料が用いられる。
(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物は、モノマーまたはオリゴマー等の低分子量の材料が使用され、具体的には分子量100〜1000の範囲、好ましくは分子量110〜700の範囲の材料が用いられる。
(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物の具体的例としては、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。市販品としてはアロニックスM−5700(東亞合成社製の商品名)、4HBA、2HEA、CHDMMA(以上、日本化成社製の商品名)、BHEA、HPA、HEMA、HPMA(以上、日本触媒社製の商品名)、ライトエステルHO、ライトエステルHOP、ライトエステルHOA(以上、共栄社化学社製の商品名)等がある。(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物は1種類または複数種類を組み合わせて用いることができる。
このうち、特に2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートが好ましく用いられる。また、粘度調整の容易さ等から単官能(メタ)アクリレート化合物が好ましく用いられる。
(B)水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物の配合量は、硬化性組成物100質量部中、好ましくは5〜50質量部、より好ましくは10〜30質量部である。水酸基を有する(メタ)アクリレートの配合量が、5質量部以上の場合、組成物の密着性がより良好となる。一方、配合量が50質量部以下の場合、インキの相溶性の低下を抑えることができる。
硬化性組成物は、このような(A)成分、(B)成分、および、後述する(D)成分の組み合わせにより、短時間での分散においても分散性に優れ、かつ、プラスチック基板と導体回路金属の双方に対して優れた密着性を有し、例えばプリント配線板用のレジストインキ(エッチングレジストインキ、ソルダーレジストインキ、メッキレジストインキ)として、優れた基板保護性能を発揮する。また、低露光量であっても、優れた硬化塗膜特性を発揮する。
[(C)光重合開始剤]
(C)光重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、例えば光ラジカル重合開始剤を用いることができる。この光ラジカル重合開始剤としては、光、レーザー、電子線等によりラジカルを発生し、ラジカル重合反応を開始する化合物であれば全て用いることができる。
(C)光重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、例えば光ラジカル重合開始剤を用いることができる。この光ラジカル重合開始剤としては、光、レーザー、電子線等によりラジカルを発生し、ラジカル重合反応を開始する化合物であれば全て用いることができる。
(C)光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとベンゾインアルキルエーテル類;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン等のアルキルフェノン系;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン等のアセトフェノン類;2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアミノアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;リボフラビンテトラブチレート;2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール等のチオール化合物;2,4,6−トリス−s−トリアジン、2,2,2−トリブロモエタノール、トリブロモメチルフェニルスルホン等の有機ハロゲン化合物;ベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類またはキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド系;ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−フェニル−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ジ−クロロ−チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2、3、4、5、6ペンタフルオロフェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2、6−ジフルオロ−3−(ピロール−1−イル)フェニル)チタニウムなどのチタノセン類などが挙げられる。
これら公知慣用の光重合開始剤は、単独でまたは2種類以上の混合物として使用でき、さらにはN,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類などの光開始助剤を加えることができる。
市販されているものとしては、イルガキュア261、184、369、651、500、819、907、784、2959、ダロキュア1116、1173、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG−24−61、ルシリンTPO、CGI−784(以上、BASFジャパン社製の商品名)、DAICATII(ダイセル化学工業社製の商品名)、UVAC1591(ダイセル・ユーシービー社製の商品名)、ロードシル フォトイニシエーター2074(ローディア社製の商品名)、ユベクリルP36(UCB社製の商品名)、EsacureーKIP150、KIP65LT、KIP100F、KT37、KT55、KTO46、KIP75/B、ONE(Lamberti社製の商品名)等が挙げられる。
(C)光重合開始剤の配合割合は、硬化性組成物100質量部中、0.5〜10質量部の範囲が好ましい。
[(D)湿潤分散剤]
(D)湿潤分散剤としては、一般的に顔料の分散を補助する効果のあるものを用いる事が出来る。このような湿潤分散剤としては、カルボキシル基、水酸基、酸エステルなどの極性基を有する化合物や高分子化合物、例えばリン酸エステル類などの酸含有化合物や、酸基を含む共重合物、水酸基含有ポリカルボン酸エステル、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドと酸エステルの塩などを用いることができる。
また、これらの湿潤分散剤の中でも酸価を有するものが、酸化チタンなどの無機顔料の分散により有効である為好ましい。
酸価を有する湿潤分散剤の具体例としては、Anti−Terra−U、Anti−Terra−U100、Anti−Terra−204、Anti−Terra−205、Disperbyk−101、Disperbyk−102、Disperbyk−106、Disperbyk−110、Disperbyk−111、Disperbyk−130、Disperbyk−140、Disperbyk−142、Disperbyk−145、Disperbyk−170、Disperbyk−171、Disperbyk−174、Disperbyk−180、Disperbyk−2001、Disperbyk−2025、Disperbyk−2070、Disperbyk−2096、BYK−P104、BYK−P104S、BYK−P105、BYK−9076、BYK−220S(何れもBYKChemie社製)等が挙げられる。
これらの酸価を有する湿潤分散剤の酸価は10〜300mgKOH/gが好ましい。
上記湿潤分散剤の配合量は、白色顔料100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部である。
(D)湿潤分散剤としては、一般的に顔料の分散を補助する効果のあるものを用いる事が出来る。このような湿潤分散剤としては、カルボキシル基、水酸基、酸エステルなどの極性基を有する化合物や高分子化合物、例えばリン酸エステル類などの酸含有化合物や、酸基を含む共重合物、水酸基含有ポリカルボン酸エステル、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドと酸エステルの塩などを用いることができる。
また、これらの湿潤分散剤の中でも酸価を有するものが、酸化チタンなどの無機顔料の分散により有効である為好ましい。
酸価を有する湿潤分散剤の具体例としては、Anti−Terra−U、Anti−Terra−U100、Anti−Terra−204、Anti−Terra−205、Disperbyk−101、Disperbyk−102、Disperbyk−106、Disperbyk−110、Disperbyk−111、Disperbyk−130、Disperbyk−140、Disperbyk−142、Disperbyk−145、Disperbyk−170、Disperbyk−171、Disperbyk−174、Disperbyk−180、Disperbyk−2001、Disperbyk−2025、Disperbyk−2070、Disperbyk−2096、BYK−P104、BYK−P104S、BYK−P105、BYK−9076、BYK−220S(何れもBYKChemie社製)等が挙げられる。
これらの酸価を有する湿潤分散剤の酸価は10〜300mgKOH/gが好ましい。
上記湿潤分散剤の配合量は、白色顔料100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部である。
硬化性組成物には、上記成分の他、必要に応じて、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体等のアミノ樹脂、ブロックイソシアネート化合物、シクロカーボネート化合物、環状(チオ)エーテル基を有する化合物、ビスマレイミド、カルボジイミド樹脂等の公知慣用の熱硬化性成分、希釈溶剤、光反応性希釈剤、熱反応性希釈剤等の公知慣用の希釈剤、表面張力調整剤、界面活性剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラックなどの公知慣用の着色剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系等の消泡剤およびレベリング剤の少なくとも1種、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカップリング剤等の密着性付与剤のような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
硬化性組成物は、アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物を含むことができる。アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物は、水酸基を有しないものであることが好ましい。アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物を含むことにより、インクジェット印刷に適した低粘度の組成物を得ることができる。
また、硬化性組成物においては、環状骨格を有する(メタ)アクリレート類を含んでいてもよい。環状骨格を有する(メタ)アクリレート類としては、環状炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート、窒素原子や酸素原子等を含む複素環構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、硬化性組成物は、組成物のUV硬化後のタック性を向上させることを目的として3官能以上の(メタ)アクリレート化合物(水酸基を有するものを除く)を配合することが出来る。
硬化性組成物は、アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物を含むことができる。アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物は、水酸基を有しないものであることが好ましい。アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレート化合物を含むことにより、インクジェット印刷に適した低粘度の組成物を得ることができる。
また、硬化性組成物においては、環状骨格を有する(メタ)アクリレート類を含んでいてもよい。環状骨格を有する(メタ)アクリレート類としては、環状炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート、窒素原子や酸素原子等を含む複素環構造を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、硬化性組成物は、組成物のUV硬化後のタック性を向上させることを目的として3官能以上の(メタ)アクリレート化合物(水酸基を有するものを除く)を配合することが出来る。
上記各成分を有する硬化性組成物は、インクジェット法に適用することから、硬化性組成物の50℃における粘度が、5〜50mPa・sであることが好ましく、5〜20mPa・sであることがより好ましい。これにより、インクジェットヘッドでの良好な吐出が可能となる。
硬化性組成物の粘度は、JIS K2283に従って常温(25℃)または50℃で測定した粘度をいう。常温で150mPa・s以下、または50℃における粘度が5〜50mPa・sであれば、インクジェット印刷法での印刷が可能である。
更に、硬化性組成物は、フレキシブル配線板に対してロールトゥロール方式の印刷が可能である。
光照射は、紫外線または活性エネルギー線の照射により行われるが紫外線が好ましい。光照射の光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、LEDランプなどが適当である。その他、電子線、α線、β線、γ線、X線、中性子線なども利用可能である。
更に必要に応じ、光照射後に加熱により硬化する。ここで、加熱温度は、例えば、70〜200℃である。かかる加熱温度範囲とすることにより、十分に硬化できる。加熱時間は、例えば、10〜100分である。
更に、硬化性組成物は、ポリイミド等を主成分とするプラスチック基板と、その上に設けられた導体回路とを含むプリント配線板に対し密着性に優れ、かつ、はんだ耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、鉛筆硬度、無電解金めっき耐性、折り曲げ性等の諸特性に優れたパターン硬化塗膜を形成できる。
<プリント配線板>
プリント配線板は、回路パターンを有する基材上に、硬化性組成物からなる硬化物を有する。プリント配線板は以下の方法により製造することができる。
プリント配線板は、回路パターンを有する基材上に、硬化性組成物からなる硬化物を有する。プリント配線板は以下の方法により製造することができる。
まず、硬化性組成物を、回路形成した基材上に、本発明の硬化装置を用いて塗布してパターンを有する硬化物を形成する。硬化性組成物が光塩基発生剤を含む場合、硬化のための光照射後に硬化塗膜を加熱することが好ましい。加熱温度は、例えば、70〜200℃である。
硬化性組成物は、プリント配線板の硬化塗膜形成用材料として好適であるが、特にプリント配線板の永久被膜形成用材料として好適であり、中でもソルダーレジスト、マーキングインキなどの永久絶縁膜形成用材料として好適である。また、本発明の硬化性組成物は、カバーレイ形成用材料、層間絶縁層形成用材料として用いることもできる。
硬化性組成物は、プリント配線板の硬化塗膜形成用材料として好適であるが、特にプリント配線板の永久被膜形成用材料として好適であり、中でもソルダーレジスト、マーキングインキなどの永久絶縁膜形成用材料として好適である。また、本発明の硬化性組成物は、カバーレイ形成用材料、層間絶縁層形成用材料として用いることもできる。
図1に示した硬化装置1を用いて、フレキシブルプリント配線板用の基材2の第1面2aに、硬化性組成物をインクジェットヘッド5のノズル6から吐出させた後、第1の光源7および第2の光源8から紫外線を照射してソルダーレジストを形成した。
基材2はPETよりなり、厚さは36μm、波長395nmにおける透過率は82%、ヘイズ値は1であった。基材2の第1面2aには銅箔を選択的にエッチングして形成された導体回路3を有している。導体回路の厚さは15μmであった。
基材2はPETよりなり、厚さは36μm、波長395nmにおける透過率は82%、ヘイズ値は1であった。基材2の第1面2aには銅箔を選択的にエッチングして形成された導体回路3を有している。導体回路の厚さは15μmであった。
硬化性組成物の組成は、アルキレン鎖を有する2官能(メタ)アクリレートとして(1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(ダイセル・サイテック社製)20質量部、水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物として4−ヒドロキシブチルアクリレート(日本化成社製)15質量部、光反応性希釈剤としてn−ブチルアクリレート(東亜合成社製)10質量部、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物としてトリメチロールプロパントリアクリレート(東亜合成社製)30質量部、アミノアセトフェノン系光重合開始剤としてイルガキュア907(2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、BASFジャパン社製)3質量部、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としてイルガキュア819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、BASFジャパン社製)4質量部、熱硬化成分としてBI7982(ジメチルピラゾールでブロックされた3官能イソシアネート、Baxenden社製)10質量部、湿潤分散剤としてdisperbyk−111(酸基を含む共重合物、ビックケミー社製)0.5質量部、湿潤分散剤としてBYK−307(ジメチルポリシロキサン、ビックケミー社製)0.05質量部、白色顔料としてCR Super 70(ルチル型酸化チタン、石原産業社製)10質量部であった。
この硬化性組成物は50℃100rpmにおける粘度は20mPa・s以下であった。
この硬化性組成物は50℃100rpmにおける粘度は20mPa・s以下であった。
得られたソルダーレジストの表面硬化性、変色および密着性を評価した。その結果を表1に、第1の光源7の照射量および第2の光源8の照射量および硬化方法と併せて示す。この硬化方法は第1の光源7と第2の光源8との発光タイミングが同時発光か、逐次発光(ステップ発光)か等を表した。
ステップ1→2・・・第1の光源による露光後、第2の光源による露光を行い、硬化。
ステップ2→1・・・第2の光源による露光後、第1の光源による露光を行い、硬化。
1のみ・・・第1の光源による露光のみにより硬化。
2のみ・・・第2の光源による露光のみにより硬化。
表1において、表面硬化性は、硬化後の硬化性組成物の表面の指触乾燥性を確認した。
○:べたつきがないもの
×:べたつきがあるもの
○:べたつきがないもの
×:べたつきがあるもの
また、密着性は図1の硬化装置により硬化性組成物を厚さ30μmで基材2上に形成し硬化させた後、150℃の熱風循環式乾燥炉にて60分間熱処理を行った。このようにして得られたサンプルに対して、クロスカットテープピール試験を実施した。結果は碁盤目の残存数が100個あるうちの何個あるかを数えて、以下の基準により評価した。
○:残存数80〜100個
×:残存数79個以下
○:残存数80〜100個
×:残存数79個以下
さらに、変色は目視により評価した。
○:変色なし
×:変色あり
○:変色なし
×:変色あり
さらに、パターンにじみは、インキジェット印刷にて形成したパターンにおいて、硬化塗膜と下地基板との境界線から、下地基板側に発生しているにじみの幅を光学顕微鏡で観察・測定し、以下の基準で評価した。なお、下地基材として、プリント配線板用銅張積層板(FR−4、150mm×95mm×1.6mm)を使用した。
○:にじみの幅が30μm以下
×:にじみの幅が30μm超
○:にじみの幅が30μm以下
×:にじみの幅が30μm超
表1から分かるように、硬化装置1により、基材2の第1面側から第1の光源を用いて、および第2面側から第2の光源8を用いて、基材2に紫外線を照射した各実施例は、表面硬化性、密着性に優れ、変色もなかった。具体的に各実施例をみると、第1の光源7の照射量が第2の光源8の照射量よりも大きい実施例2、3、5、6であっても第2の光源8の照射量が第1の光源7の照射量よりも大きい実施例1、4、7であっても、表面硬化性、密着性、耐変色性のいずれも優れていた。また、第1の光源7および第2の光源8を同時発光させた実施例1〜3であっても、第1の光源を先に、第2の光源8を後に発光させるステップ発光の実施例4〜6であっても、表面硬化性、密着性、耐変色性のいずれも優れていた。また、第2の光源を先に、第1の光源7を後に発光させるステップ発光の実施例7であっても、表面硬化性、密着性、耐変色性のいずれも優れていた。
これに対して、第1の光源7のみを発光させ、第2の光源8を発光させなかった比較例1、2のうち、第1の光源7の照射量が小さい比較例1は密着性が悪く、第1の光源7の照射量が大きい比較例2は変色が生じた。
また、第2の光源8のみを発光させ、第1の光源7を発光させなかった比較例3は、表面硬化性、およびパターンにじみが悪かった。
更に、基材2の第1面側に2個の光源を基材の進行方向に沿って配置し(第2面側には光源を配置せず)、該2個の光源を逐次に発光させた比較例4、5は、密着性が悪かった。
また、第2の光源8のみを発光させ、第1の光源7を発光させなかった比較例3は、表面硬化性、およびパターンにじみが悪かった。
更に、基材2の第1面側に2個の光源を基材の進行方向に沿って配置し(第2面側には光源を配置せず)、該2個の光源を逐次に発光させた比較例4、5は、密着性が悪かった。
1 硬化装置
2 基材
3 導体回路
4 テーブル(支持手段)
5 インクジェットヘッド
6 ノズル
7 第1の光源
8 第2の光源
9 制御装置
10 遮光板
12 基材
12a 基材の第1面
12b 基材の第2面
12r1、12r2 ロール
14 ローラ
20 プリント配線板
21 ソルダーレジスト
21a 基材上の未硬化部分
2 基材
3 導体回路
4 テーブル(支持手段)
5 インクジェットヘッド
6 ノズル
7 第1の光源
8 第2の光源
9 制御装置
10 遮光板
12 基材
12a 基材の第1面
12b 基材の第2面
12r1、12r2 ロール
14 ローラ
20 プリント配線板
21 ソルダーレジスト
21a 基材上の未硬化部分
Claims (10)
- 光透過性を有する基材を支持する支持手段と、
該支持手段に支持される該基材の第1面に対向して配置されたノズルを有し、該ノズルから硬化性組成物を該基材の第1面に向けて吐出するインクジェットヘッドと、
該基材の第1面に吐出された硬化性組成物に対して光照射する硬化用光源と、
を備える硬化装置において、
前記硬化用光源が、前記基材の第1面に対向し、該インクジェットヘッドに隣接して設けられた第1の光源と、前記基材の第2面に対向して設けられた第2の光源とを有することを特徴とする硬化装置。 - 前記インクジェットヘッドおよび前記硬化用光源の間に、前記硬化用光源から照射された光を遮る遮光板を有する請求項1記載の硬化装置。
- 前記インクジェットヘッドおよび前記硬化用光源に対して、前記基材が相対的に移動可能であり、前記硬化用光源が、前記基板の移動方向の下流側に設けられた請求項1記載の硬化装置。
- 前記第1の光源および前記第2の光源が、互いに同時にまたは異なる時に発光可能である請求項1記載の硬化装置。
- 前記硬化性組成物が、白色顔料を含む請求項1記載の硬化装置。
- 前記基材の全光線における透過率が、65%以上である請求項1記載の硬化装置。
- 前記基材のヘイズ値が、5以下である請求項1記載の硬化装置。
- 前記基材が、導体回路が形成されたフィルム基材である請求項1記載の硬化装置。
- 前記フィルム基材が、PETまたはPENからなる基材である請求項8記載の硬化装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の硬化装置を用いて、光透過性を有する基材の第1面に向けて、インクジェットヘッドから硬化性組成物を吐出した後、硬化用光源の第1の光源および第2の光源から前記基材に向けて互いに同時にまたは異なる時に発光させて該硬化性組成物を硬化させることを特徴とするソルダーレジストの製造方法。
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