LU81652A1 - COMPOSITION FOR POSITIVE PHOTORESERVES - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/0236—Condensation products of carbonyl compounds and phenolic compounds, e.g. novolak resins
Description
8- λ L-24318- λ L-2431
Ά C Pî GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURGΆ C Pî GRAND-DUCHY OF LUXEMBOURG
.........!......M ..........! ...... M.
du 05.. 09 *.19 7.9.............. Monsieur le Ministre " Titre délivré - de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes _______ Service de la Propriété Industriellefrom 05 .. 09 * .19 7.9 .............. Minister "Title issued - from the National Economy and the Middle Classes _______ Industrial Property Service
LUXEMBOURGLUXEMBOURG
Demande de Brevet d’invention I. RequêtePatent Application I. Application
Minnesota Mining and Manufacturing Company, 3M Center, ..........j^n“™s^~T5T01~.....εΓΘΤα77......rëprës'enteë'''paf..........................................Minnesota Mining and Manufacturing Company, 3M Center, .......... j ^ n “™ s ^ ~ T5T01 ~ ..... εΓΘΤα77 ...... rëprës'enteë '' 'paf .. ........................................
Jean Waxweiler,21-25 AlléeScheffer/Luxembourg,agissant en qualité de mandataire dépose ce cinq septembre mil neuf cent soixante dix-neu^ à.......heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ...........................................................................................................................................................................*..............................................__.....................................................(41Jean Waxweiler, 21-25 AlléeScheffer / Luxembourg, acting as agent files this September 5, nineteen hundred and seventy-nine ^ at ....... hours, at the Ministry of National Economy and the Middle Classes, at Luxembourg: 1. the present request for obtaining a patent for an invention concerning: .............................. .................................................. .................................................. ......................................... * ........ ......................................__........... .......................................... (41
Composition pour photoreserve positive.Composition for positive photoreserve.
déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : ....J.ohn..,.B,..V.ike.sl.an.d.....e.t.....Richard....M..P_re.sley..........................................................................................................(5) 3M Center, Saint Paul, Minnesota 55101, E.U.A.declares, assuming responsibility for this declaration, that the inventor (s) is (are): .... J.ohn ..,. B, .. V.ike.sl.an.d. .... and .... Richard .... M..P_re.sley .............................. .................................................. .......................... (5) 3M Center, Saint Paul, Minnesota 55101, USA
2. la délégation de pouvoir, datée de_____________________________________________________________________ le ____________________________________________________________________ 3. la description en langue......................française----------------------<je invention en deux exemplaires ; 4......./.._____________________ planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le cing septembre mil neuf cent soixante dix-neuf revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)------------------ferevet-------------------------------------------------déposée(s) en (7).............._______________________,_________________________.............................2. the delegation of power, dated_____________________________________________________________________ on ____________________________________________________________________ 3. the description in French ...................... ---------- ------------ <I invention in two copies; 4 ....... / .._____________________ drawing boards, in two copies; 5. the receipt of the fees paid to the Registration Office in Luxembourg, the five th September one thousand nine hundred and seventy-nine claims for the above patent application the priority of one (s) request (s) from (6) - ----------------- ferevet -------------------------------- ----------------- filed in (7) .............._______________________, _________________________........ .....................
six septembre mil neuf cent soixante dix-huit sous le no.six september one thousand nine hundred and seventy-eight under no.
, le 9jgv9Bg·------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(8), the 9jgv9Bg · ---------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- - (8)
John P.Vikesïand et Richard M.Presïéÿ au nom de ...................................................................................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ________________________ _________Jean-JWaxMeil.er^.21-25····Allée Schefier.f.Lmgembourq__________________________________________________ao) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à...........6______________________________mois.John P. Vikesïand and Richard M. Presïéÿ on behalf of ...................................... .................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..... (9) elect domicile for him (her) and, if designated, for his representative, in Luxembourg ________________________ _________ Jean-JWaxMeil.er ^ .21-25 ···· Allée Schefier.f.Lmgembourq __________________________________________________ ao) request the issuance of a patent for the subject described and represented in the abovementioned appendices, - with postponement of this grant to ........... 6______________________________months.
Le i|andatai^e^_______________________ ^ Π. Procès-verbal de Dépôt •La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 05.09.1979 15.00 .........Pr. le Ministre , à................................heures / \ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes,The i | andatai ^ e ^ _______________________ ^ Π. Procès-verbal de Dépôt • The above application for a patent for invention has been filed with the Ministry of National Economy and the Middle Classes, Industrial Property Service in Luxembourg, on: 05.09.1979 15.00 ..... .... Pr. the Minister, at ................................ hours \ \ of the National Economy and the Middle Classes,
GoiC \ JGoiC \ J
ίΙ,'Λ F tn_~ _ίΙ, 'Λ F tn_ ~ _
REVENDICATION DE PRIORITECLAIM OF PRIORITY
Dépôt da Ιο demande de brevet en e.u.a.Filing of demandeο patent application in u.a.
du 6 septembre 1978 Sôus* numéro 939.989September 6, 1978 Sôus * number 939.989
MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI D'UNE DEMANDE DE BREVET D'INVENTION AU GRAND-DUCHE DE LUXEMBOURGDESCRIPTIVE MEMORY FILED IN SUPPORT OF A PATENT INVENTION APPLICATION IN THE GRAND DUCHY OF LUXEMBOURG
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MINNESOTA MINING AND MANUFACTURING COMPANYMINNESOTA MINING AND MANUFACTURING COMPANY
par; COMPOSITION POUR PHOTORESERVE POSITIVE.by; COMPOSITION FOR POSITIVE PHOTORESERVES.
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La présente invention concerne une composition pour ' photoréserve positive.The present invention relates to a composition for positive photoresist.
Dans la fabrication d'éléments photosensibles secs, tels que des plaques lithographiques, des photoréserves et 5 similaires, on utilise des compositions photosensibles qui sont négatives ou positives. Les systèmes à caractère négatif s'insolubilisent sous la forme d'une image après exposition à un rayonnement actinique. Comme les zones exposées sont rendues relativement insolubles, des solutions de développement 10 particulières peuvent dissoudre ou éliminer d'autre façon les portions non exposées de la composition tout en laissant intactes les zones exposées. Donc le contraste de l'image obtenue est l'inverse du contraste de l'original et elle constitue donc une image négative. Inversement, avec les systèmes lè positifs, les portions exposées sont rendues plus solubles ou rendues développables par exposition aux rayonnements actiniques et on peut ainsi les éliminer avec des solutions de développement particulières tandis que les portions non exposées demeurent intactes. On obtient dans ce cas une image 20 dont le contraste correspond à celui de l'image originale, c'est-à-dire une image positive.In the manufacture of dry photosensitive elements, such as lithographic plates, photoresists and the like, photosensitive compositions are used which are negative or positive. Negative systems become insoluble in the form of an image after exposure to actinic radiation. As the exposed areas are made relatively insoluble, particular developing solutions can dissolve or otherwise remove the unexposed portions of the composition while leaving the exposed areas intact. So the contrast of the image obtained is the opposite of the contrast of the original and it therefore constitutes a negative image. Conversely, with positive systems, the exposed portions are made more soluble or made developable by exposure to actinic radiation and can thus be eliminated with particular developing solutions while the unexposed portions remain intact. In this case, an image 20 is obtained whose contrast corresponds to that of the original image, that is to say a positive image.
Dans le domaine particulier de la fabrication des photoréserves, on utilise de façon typique une photoréserve pour former une image sur un substrat de façon à protéger 25 selon une image la matière du substrat dans des opérations chimiques ou physiques ultérieures de fabrication telles ’ qu'une morsure chimique, une métallisation sous vide ou la formation d'un dépôt ëlectrolytique. En d'autres termes, après exposition et développement de la matière constituant 30 la photoréserve, on peut soumettre le substrat sous-jacent portant la photoréserve à un traitement physique produisant une modification correspondant à l'image, c'est-à-dire n'affectant que les zones qui ne sont pas protégées par la réserve. Dans la fabrication des plaques à circuit à revêtement de cui-35 vre, on applique de façon typique une photoréserve à la surface de la plaque à circuit puis on forme une image que l'on développe. Après ce traitement initial, on pulvérise de haut en bas sous pression élevée une solution d'attaque sur le « « 2 f substrat, pour éliminer le cuivre métallique qui n'est pas protégé par la photoréserve et obtenir un circuit métallique semblable à l'image après élimination de la photorëserve.In the particular field of photoresist manufacturing, a photoresist is typically used to form an image on a substrate so as to image protect the substrate material in subsequent chemical or physical manufacturing operations such as chemical bite, vacuum metallization or the formation of an electrolytic deposit. In other words, after exposure and development of the material constituting the photoresist, the underlying substrate carrying the photoresist can be subjected to a physical treatment producing a modification corresponding to the image, that is to say n affecting only areas that are not protected by the reserve. In the manufacture of copper coated circuit boards, a photoresist is typically applied to the surface of the circuit board and then an image is developed which is developed. After this initial treatment, an etching solution is sprayed from top to bottom under high pressure onto the “2 f substrate, to remove the metallic copper which is not protected by the photoresist and to obtain a metallic circuit similar to the image after elimination of the photoresist.
Pour reproduire de façon précise la structure du cir-5 cuit, il est nécessaire que la photoréserve adhère fortement au substrat auquel elle est appliquée et présente une grande cohésion. L'adhésion est nécessaire pour que la solution d'attaque ne creuse pas de façon excessive sous la réserve en diminuant ainsi la résolution de l'image, et la cohésion est nécessaire 10 pour maintenir la structure appropriée du circuit. Les pellicules sèches de réserve doivent présenter une flexibilité raisonnable, pouvoir être appliquées à chaud et sous pression, pouvoir être exposées avec une vitesse raisonnable, posséder d'excellentes caractéristiques de développement avec des pulvérisait tions sous pression modérée de solutions de développement, former des revêtements d'excellente qualité (c'est-à-dire dépourvus de défauts physiques), pouvoir être rapidement éliminés par voie chimique après l'emploi et produire une image visible après exposition à un rayonnement actinique.To accurately reproduce the structure of the fired cir-5, it is necessary that the photoresist strongly adheres to the substrate to which it is applied and has great cohesion. Adhesion is necessary so that the etching solution does not excessively dig under the reserve thereby reducing the resolution of the image, and cohesion is necessary to maintain the proper structure of the circuit. The dry resist films must have reasonable flexibility, be able to be applied under heat and under pressure, be able to be exposed with a reasonable speed, have excellent development characteristics with sprays at moderate pressure of developing solutions, form coatings. of excellent quality (that is to say free of physical defects), being able to be rapidly eliminated by chemical means after use and producing a visible image after exposure to actinic radiation.
20 On connaît depuis assez longtemps des pellicules sè ches de réserve négatives. Une caractéristique importante que doit posséder une réserve est la résolution. La résolution des réserves positives est par nature supérieure à celle de leurs équivalents négatifs. Cette différence est due en partie à la 25 présence généralement nécessaire d'une pellicule d’arrêt imperméable à l'oxygène avant et pendant l'exposition de la réserve négative, car les matières négatives classiques sont généralement sensibles à l'oxygène.20 Negative dry reserve films have been known for a long time. An important feature that a reserve must have is resolution. The resolution of positive reserves is inherently superior to that of their negative equivalents. This difference is due in part to the generally necessary presence of an oxygen impermeable barrier film before and during the exposure of the negative stock, since conventional negative materials are generally sensitive to oxygen.
Certaines conditions caractéristiques relatives à la 30 résolution dans l'industrie électronique sont les suivantes : la production de circuits imprimés d'emploi général nécessite de façon typique des traits de 0,25 mm avec des espaces de 0,25 mm, celle des circuits de précision, des traits de 0,025 mm avec des espaces de 0,025 mm et la micro-électronique néces-35 site des traits et des espaces inférieurs à 2,5 ym.Some characteristic conditions relating to resolution in the electronics industry are as follows: the production of general purpose printed circuits typically requires lines of 0.25 mm with spaces of 0.25 mm, that of printed circuits precision, lines of 0.025 mm with spaces of 0.025 mm and micro-electronics néces-35 site of lines and spaces less than 2.5 µm.
A ce jour, le marché des pellicules sèches de réserve est constitué pratiquement exclusivement de réserves négatives. Ceci est essentiellement dû au fait que l'on n'a pas encore 3 mis au point de pellicule de photoréserve positive satisfai-sant aux critères précités. Les pellicules de réserve positives présentent, de façon typique, une fragilité excessive conduisant à un écaillage de la réserve lors d'une flexion même 5 modérée de la feuille support, des défauts de revêtement, une cohésion insuffisante provoquant des ruptures lors de la morsure chimique et une mauvaise adhésion de la photoréserve à la surface du substrat.To date, the dry reserve film market consists almost exclusively of negative reserves. This is essentially due to the fact that a positive photoresist film has not yet been developed satisfying the aforementioned criteria. Positive resist films typically exhibit excessive brittleness leading to spalling of the resist upon even moderate bending of the backing sheet, coating defects, insufficient cohesion causing breakage upon chemical bite and poor adhesion of the photoresist to the surface of the substrate.
L'invention concerne une nouvelle composition photo-10 sensible positive utile pour préparer des pellicules sèches de photoréserve satisfaisant à beaucoup de critères précités. De plus, la composition pour photoréserve de l'invention, à l'état durci, est oléophile, c'est-à-dire prend l'encre et on peut donc l'utiliser comme revêtement sur des surfaces en aluminium 15 ou en acier inoxydable pour former des plaques d'impression lithographique ou pour fabriquer des plaques d'impression bimétalliques .The invention relates to a novel positive photo-sensitive composition useful for preparing dry photoresist films which satisfy many of the above criteria. In addition, the photoresist composition of the invention, in the cured state, is oleophilic, i.e., takes up ink and can therefore be used as a coating on aluminum or steel surfaces stainless to form lithographic printing plates or to make bimetallic printing plates.
L'invention concerne une composition photosensible positive particulièrement utile pour former des photoréserves 20 qui comprend : (a) une résine d'urëthane réticulée formée par réticulation catalysée d'une résine phénolique de type novola-que ne réagissant pas à la chaleur et d'un composé de type di-isocyanate ; (b) une résine époxy ayant un équivalent pondéral en époxyde inférieur à environ 400 et un agent de durcissement 25 de cette résine ; et (c) un photosensibilisateur positif.The invention relates to a positive photosensitive composition particularly useful for forming photoresists which comprises: (a) a crosslinked urethane resin formed by catalyzed crosslinking of a non-heat reactive novola-type phenolic resin and a di-isocyanate compound; (b) an epoxy resin having an epoxy equivalent weight of less than about 400 and a curing agent for this resin; and (c) a positive photosensitizer.
Lors de l'application préférée de la composition à un t substrat (qui peut être une couche support provisoire, une pellicule séparable ou un substrat que l'on revêt de la composition avant le traitement) et séchage, la résine époxy durcit et 30 la pellicule sèche obtenue constitue une pellicule sèche de photoréserve idéale. De plus, la pellicule sèche est oléophile et on peut donc l'utiliser comme surface d'une plaque d'impression.In the preferred application of the composition to a substrate (which may be a temporary support layer, a separable film or a substrate which is coated with the composition before treatment) and drying, the epoxy resin hardens and dry film obtained constitutes an ideal photoresist dry film. In addition, the dry film is oleophilic and can therefore be used as the surface of a printing plate.
Sous la forme d'un revêtement sec, la composition posi-35 tive de l'invention est constituée fondamentalement de deux réseaux de résines polymères mélangés et entrelacés. Le premier de ces réseaux est constitué d'une résine d'urëthane réticulée formée par réticulation d'un diisocyanate avec une résine ¥ 4 phénolique de type novolaque et le second est constitué d'une résine époxy durcissable à chaud. Le mélange des résines contient un photosensibilisateur positif qui confère la photosensibilité au système.In the form of a dry coating, the positive composition of the invention basically consists of two networks of mixed and interlaced polymer resins. The first of these networks consists of a crosslinked urethane resin formed by crosslinking a diisocyanate with a phenolic ¥ 4 resin of the novolak type and the second consists of a hot-curing epoxy resin. The resin mixture contains a positive photosensitizer which provides photosensitivity to the system.
5 La résine d'uréthane est formée en solution par la réaction de réticulation catalysée d'une résine phénolique de type novolaque et d’un polyisocyanate qui est de préférence un tri ou un diisocyanate et mieux un diisocyanate à chaîne longue.The urethane resin is formed in solution by the catalyzed crosslinking reaction of a novolak type phenolic resin and a polyisocyanate which is preferably a tri or a diisocyanate and better still a long chain diisocyanate.
On peut simplement dissoudre dans un solvant approprié 10 les composants utilisés pour former l'uréthane avec un catalyseur approprié pour que la réaction de réticulation s'effectue. Lorsque la viscosité de la solution se stabilise, la réaction est achevée.The components used to form the urethane can simply be dissolved in a suitable solvent with a suitable catalyst for the crosslinking reaction to take place. When the viscosity of the solution stabilizes, the reaction is complete.
La résine phénolique de type novolaque doit de façon 15 typique constituer environ 40 à environ 80 et, de préférence, 50 à 70 % du poids de la composition et elle de doit pas réagir à la chaleur. On entend par là dans l'invention, que la résine ne doit pratiquement pas se polymériser par simple chauffage.The novolak type phenolic resin should typically constitute from about 40 to about 80 and preferably 50 to 70% by weight of the composition and should not react to heat. By this is meant in the invention that the resin should practically not polymerize by simple heating.
Une polymérisation non négligeable correspond à un accroisse-20 ment du poids moléculaire moyen d'au moins 10 %. De préférence, le poids moléculaire moyen doit, par chauffage, présenter un accroissement nul ou d'au plus 4 %. L'accroissement de la concentration en novolaque peut augmenter la fragilité de la pellicule et accroître de façon indésirable la solubilité des 25 zones non exposées de la pellicule, ce qui peut provoquer une différence de solubilité insuffisante entre les zones exposées et les zones non exposées de la pellicule. La diminution de la concentration peut empêcher un développement convenable de la pellicule après exposition selon une image avec un rayonnement 30 actinique. Les résines de type novolaque que l’on préfère sont les novolaques phénoliqueformaldêhydes ayant un poids molécur laire d'environ 500 à 1.000. Parmi ces résines figurent celles du brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 4.148.655 que l'on prépare à partir de différents composants phénoliques.A significant polymerization corresponds to an increase in the average molecular weight of at least 10%. Preferably, the average molecular weight must, by heating, have a zero increase or at most 4%. Increasing the concentration of novolak can increase the brittleness of the film and undesirably increase the solubility of unexposed areas of the film, which can cause an insufficient difference in solubility between the exposed and unexposed areas of the film. film. The decrease in concentration can prevent proper development of the film after image exposure with actinic radiation. The preferred novolac type resins are formaldehyde phenolic novolaks having a molecular weight of about 500 to 1,000. Among these resins are those of US Patent No. 4,148,655 which are prepared from different phenolic components.
35 Les polyisocyanates utiles dans l'invention sont les polyisocyanates aromatiques et aliphatiques classiques. De préférence, les polyisocyanates sont à chaîne longue, ce qui signifie que les radicaux isocyanate sont réunis par des 5 liaisons comportant environ 10 à environ 40 ou 50 atomes de carbone. Les diisocyanates aromatiques et aliphatiques à chaîne plus courte (par exemple de 6 atomes de carbone) ou plus importante demeurent utiles dans la pratique de l'invention.The polyisocyanates useful in the invention are the conventional aromatic and aliphatic polyisocyanates. Preferably, the polyisocyanates are long chain, which means that the isocyanate radicals are joined by bonds having about 10 to about 40 or 50 carbon atoms. Aromatic and aliphatic diisocyanates with a shorter chain (for example of 6 carbon atoms) or longer remain useful in the practice of the invention.
5 Par exemple, la diisocyanatoisophorone, le diisocyanatoto- luëne et tout autre diisocvanate sont particulièrement utiles. Le polyisocyanate doit de préférence être présent à une concentration d'environ 6 à environ 12 parties en poids pour 100 parties en poids de la résine de type novolaque, selon le poids 10 moléculaire ou l'équivalent pondéral en isocyanate du polyisocyanate. En général, le pourcentage pondéral ne doit pas sortir d'une gamme d'environ 3 à 20 % par rapport au poids de la résine de type novolaque. Des quantités plus élevées tendent à rendre la pellicule produite extrêmement fragile, avec une 15 cohésion insuffisante et dans le cas des photoréserves, l'adhésion au substrat auquel la pellicule est appliquée est réduite. Des quantités plus faibles tendent à provoquer un mauvais placage de la pellicule et une mauvaise élimination des zones exposées lors du développement. On peut utiliser tout 20 catalyseur que l'on sait utile pour catalyser la formation des uréthanes. Les catalyseurs que l'on préfère particulièrement sont des amines tertiaires telles que par exemple le diaza-1,4 bicyclo[2.2.2]octane et le tris(diméthylaminomëthyl)-2,4,6 phénol.For example, diisocyanatoisophorone, diisocyanatoto-luene and any other diisocvanate are particularly useful. The polyisocyanate should preferably be present at a concentration of from about 6 to about 12 parts by weight per 100 parts by weight of the novolak type resin, depending on the molecular weight or the isocyanate equivalent of the polyisocyanate. In general, the weight percentage should not go outside a range of around 3 to 20% relative to the weight of the novolak type resin. Higher amounts tend to make the produced film extremely brittle, with insufficient cohesion, and in the case of photoresists, adhesion to the substrate to which the film is applied is reduced. Smaller amounts tend to cause poor film plating and poor removal of exposed areas during development. Any catalyst which is known to be useful for catalyzing the formation of urethanes can be used. The catalysts which are particularly preferred are tertiary amines such as, for example, 1,4-diaza-bicyclo [2.2.2] octane and tris (dimethylaminomethyl) -2,4,6 phenol.
25 La concentration du catalyseur n'a pas de limitation particulière tant qu'une quantité suffisante pour provoquer la v réticulation est présente. De façon typique, une concentration supérieure à environ 0,05 partie en poids pour 100 parties de résine de type novolaque est plus que suffisante pour assurer 30 une réticulation complète, et une concentration aussi faible que 0,01 partie peut être suffisante.The concentration of the catalyst has no particular limitation as long as an amount sufficient to cause crosslinking is present. Typically, a concentration greater than about 0.05 parts by weight per 100 parts of novolak type resin is more than sufficient to ensure complete crosslinking, and a concentration as low as 0.01 parts may be sufficient.
Lorsque la formation de l'uréthane est achevée, on ajoute à la solution une résine époxy polymérisable ayant un équivalent pondéral en époxyde inférieur à environ 400 et un 35 agent de durcissement de cette résine. Un exemple typique et préféré de résine époxy est l'éther diglycidylique du bisphé-nol A. Les concentrations en résine époxy doivent être comprises entre environ 20 et environ 40 parties en poids pour 100 6 parties en poids de la résine de type novolaque. Un accroissement des concentrations tend à augmenter, la flexibilité de la pellicule photosensible sèche obtenue mais la capacité d'exposition selon une image et de développement est réduite. La di-5 minution de la concentration tend à réduire l'adhésion et les caractéristiques de manipulation de la pellicule sèche obtenue.When the urethane formation is complete, a polymerizable epoxy resin having a weight epoxy equivalent of less than about 400 and a curing agent for that resin is added to the solution. A typical and preferred example of an epoxy resin is the diglycidyl ether of bisphenol A. The epoxy resin concentrations should be between about 20 and about 40 parts by weight per 100 6 parts by weight of the novolak type resin. An increase in concentrations tends to increase, the flexibility of the dry photosensitive film obtained but the capacity of exposure according to an image and of development is reduced. The decrease in concentration tends to reduce the adhesion and handling characteristics of the dry film obtained.
On peut citer comme exemples d'agents de durcissement des résines époxy, les amines aliphatiques ou aromatiques, les anhydrides aliphatiques ou aromatiques, les disulfones, les 10 nitriles et d'autres agents connus. On peut utiliser l'un quelconque de ces agents ou d'autres dans la pratique de l'invention. Les agents de durcissement préférés sont l'anhydride phtalique, la diaminodiphénylsulfone ou une de leurs combinai sons. De façon typique, environ 5 à environ 50 parties d'agent 15 de durcissement pour 100 parties de résine êpoxy suffisent pour assurer le durcissement de la résine.Examples of curing agents for epoxy resins include aliphatic or aromatic amines, aliphatic or aromatic anhydrides, disulfones, nitriles and other known agents. Any of these or other agents can be used in the practice of the invention. The preferred curing agents are phthalic anhydride, diaminodiphenylsulfone or a combination thereof. Typically, about 5 to about 50 parts of curing agent per 100 parts of epoxy resin is sufficient to cure the resin.
Sans incorporation de l'agent de durcissement de la résine époxy ou sans durcissement de cette résine, la pellicule obtenue tend à être cassante et ne possède pas la cohésion 20 nécessaire pour que les performances de la photoréserve soient satisfaisantes. Au contraire, lorsque la résine époxy est convenablement durcie, la pellicule obtenue a une flexibilité et une cohésion très accrues qui la rendent extrêmement utile comme photoréserve.Without incorporation of the curing agent of the epoxy resin or without curing of this resin, the film obtained tends to be brittle and does not have the cohesion necessary for the performance of the photoresist to be satisfactory. On the contrary, when the epoxy resin is suitably cured, the film obtained has very increased flexibility and cohesion which makes it extremely useful as a photoresist.
25 On ajoute de façon appropriée le photosensibilisateur positif par mélange intime à la solution contenant l'uréthane, la résine époxy polymérisable et l'agent de durcissement de la résine époxy. On peut citer comme exemples de photosensibilisateurs, des diazo-oxydes connus dans l'art tels que l'ester p-30 méthylphénylique de l'acide naphtoquinone-i,2-diazide-(2)-5- sulfonique comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique No. 3.046.120, No. 3.046.121 et NO. 3.211.553 et des di-azosulfones connues dans l'art, comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique No. 2.465.760, 35 No. 3.113.865 et No. 3.661.573 et le brevet britannique numéro 1.277.428. Les photosensibilisateurs doivent être solubles dans le solvant utilisé pour appliquer la solution de revêtement.The positive photosensitizer is suitably added by intimate mixing to the solution containing the urethane, the polymerizable epoxy resin and the curing agent for the epoxy resin. As examples of photosensitizers, mention may be made of diazo-oxides known in the art such as the p-30 methylphenyl ester of naphthoquinone-i, 2-diazide- (2) -5- sulfonic acid as described in the patents of the United States of America No. 3.046.120, No. 3.046.121 and NO. 3,211,553 and di-azosulfones known in the art, as described, for example, in U.S. Patents No. 2,465,760, No. 3,113,865 and No. 3,661,573 and the British patent number 1.277.428. The photosensitizers must be soluble in the solvent used to apply the coating solution.
Un photosensibilisateur, particulièrement utile est un naphto- 7 quinone-(1,2)-diazide-sulfonique-(5)-naphto-diester commercialisé sous le nom de "Diazo LL" par Molecular Rearrangement Company. Les photosensibilisateurs positifs du brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 4.148.654 sont également utiles dans l'in-5 vention. Selon l'invention, un photosensibilisateur positif est une matière qui, lorsqu'elle est frappée par un rayonnement, de préférence un rayonnement actinique, se décompose en una matière qui est plus acide que le photosensibilisateur. De préférence, le photosensibilisateur est à l'origine neutre ou basique 10 pour que le changement du pH soit maximal. Il n'est pas nécessaire que le composant photosensibilisateur ait une quelconque cohésion car on le répartit dans le mélange d'urêthane, de résine époxy polymérisable et de l'agent de durcissement.A particularly useful photosensitizer is a naphtho-quinone- (1,2) -diazide-sulfonic- (5) -naphtho-diester sold under the name "Diazo LL" by Molecular Rearrangement Company. The positive photosensitizers of U.S. Patent No. 4,148,654 are also useful in the invention. According to the invention, a positive photosensitizer is a material which, when struck by radiation, preferably actinic radiation, decomposes into a material which is more acidic than the photosensitizer. Preferably, the photosensitizer is originally neutral or basic so that the change in pH is maximum. The photosensitizer component need not have any cohesion as it is distributed in the mixture of urethane, polymerizable epoxy resin and the curing agent.
La concentration du photosensibilisateur peut être com- « 15 prise entre environ 10 parties en poids pour 100 parties de résine de type novolaque et la saturation de la solution.The concentration of the photosensitizer can be between about 10 parts by weight per 100 parts of novolak type resin and the saturation of the solution.
On peut choisir librement les solvants utilisés pour former la solution photosensible et ils peuvent par exemple être constitués de méthylisobutylcétone, de mêthyléthylcétone, etc.The solvents used to form the photosensitive solution can be freely chosen and they can for example consist of methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, etc.
20 En pratique, on peut simplement de façon connue revêtir de la solution une matière support puis sécher à une température suffisante pour durcir la résine époxy. Dans le cas d'une photorêserve appliquée au moyen d'une pellicule de transfert, la pellicule support doit contenir un agent de séparation tel 25 que de la méthylcellulose, de la polyvinylpyrrolidone et des copolymëres d'éther méthylvinylique et d'anhydride maléique pour permettre une séparation facile de la pellicule support, qui est par exemple en polyester, de la couche de photoréserve.Après séchage, on peut simplement plaquer la composition de photo-30 réserve en s'aidant de la chaleur et de la pression, à divers substrats tels que des métaux comme le cuivre, l'acier inoxydable et l'or, des céramiques, le verre, le dioxyde de silicium et des polymères organiques tels qu'un polyimide, une résine époxy, des polysiloxanes et des polyesters.In practice, it is simply possible, in a known manner, to coat a support material with the solution and then dry at a temperature sufficient to harden the epoxy resin. In the case of a photoresist applied by means of a transfer film, the support film must contain a separating agent such as methylcellulose, polyvinylpyrrolidone and copolymers of methyl vinyl ether and maleic anhydride to allow easy separation of the support film, which is for example polyester, from the photoresist layer. After drying, the photo-resist composition can simply be plated with various heat using pressure and heat such as metals such as copper, stainless steel and gold, ceramics, glass, silicon dioxide and organic polymers such as polyimide, epoxy resin, polysiloxanes and polyesters.
35 De plus, on peut revêtir de l'acier inoxydable avec la solution photosensible liquide pour préparer des plaques d'impression bimétalliques par dépôt électrolytique après avoir impressionné et développé la matière photosensible ou appliquer 8 la solution photosensible liquide à de l'aluminium ou aluminium silicaté pour préparer des plaques d'impression, car la composition sèche est par nature oléophile.In addition, stainless steel can be coated with the liquid photosensitive solution to prepare bimetallic printing plates by electroplating after having impressed and developed the photosensitive material or apply the liquid photosensitive solution to aluminum or aluminum. silicate to prepare printing plates, because the dry composition is by nature oleophilic.
Avant l'application à un support, on peut ajouter à la 5 solution des matières telles qu'un alcoxysilane comportant des fonctions époxy ou amine pour améliorer l'adhésion à des substrats ayant des surfaces en verre, en dioxyde de silicium ou autres. On peut citer comme exemples de ces matières, le γ-aminopropyltriéthoxysilane et le γ-glycidoxypropyltriméthoxy-10 silane.Prior to application to a support, materials such as an alkoxysilane having epoxy or amine functions may be added to the solution to improve adhesion to substrates having surfaces of glass, silicon dioxide or the like. Examples of these materials that may be mentioned include γ-aminopropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxy-10 silane.
On peut effectuer l'exposition selon des techniques classiques, par exemple avec un arc au charbon, etc., selon le rayonnement auquel le photosensibilisateur est sensible. On effectue le développement de l'image avec des révélateurs tels 15 que des solutions faiblement alcalines, etc. que l'on emploie habituellement avec les sensibilisateurs utilisés.The exposure can be carried out according to conventional techniques, for example with a charcoal arc, etc., according to the radiation to which the photosensitizer is sensitive. Image development is carried out with developers such as weakly alkaline solutions, etc. usually used with the sensitizers used.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de quelques exemples qui illustrent, à titre non limitatif, des modes de réalisation de l'in-20 vention et où les parties sont exprimées en poids, sauf indications contraires.The invention will be better understood on reading the detailed description which follows of a few examples which illustrate, without implied limitation, embodiments of the invention and where the parts are expressed by weight, unless otherwise indicated.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Pour préparer une composition positive on mélange les composants suivants à la température ordinaire.To prepare a positive composition, the following components are mixed at room temperature.
2525
Composants...........% en poids Méthyléthylcétone 27,6Components ...........% by weight Methyl ethyl ketone 27.6
Resinox, nom commercial d'une résine 30 phénolformaldéhyde commercialée par 11,0Resinox, trade name of a phenolformaldehyde resin sold by 11.0
Monsanto CompanyMonsanto Company
Tris(diméthylaminométhyl)-2,4,6 phénol 0,23 DDI-1410, nom commercial d'un diiso-cyanate aliphatique dont le groupe de _5 pontage comporte environ 36 atomes de 2^ qq carbone, commercialisé par General 'Tris (dimethylaminomethyl) -2,4,6 phenol 0,23 DDI-1410, trade name of an aliphatic diiso-cyanate of which the group of bridging contains about 36 atoms of 2 ^ qq carbon, marketed by General '
Mills Chemicals, Inc.Mills Chemicals, Inc.
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On mélange la solution contenant les composants ci-dessus, jusqu'à ce que sa viscosité, mesurée avec un visco-simëtre Brookfield ordinaire muni d'une tige No. 2, se stabilise à environ 17 centipoises puis on ajoute les constituants 5 suivants.The solution containing the above components is mixed until its viscosity, measured with an ordinary Brookfield viscometer fitted with a No. 2 rod, stabilizes at approximately 17 centipoise and then the following components are added.
Constituants % en poids Méthyléthylcétone 11,0 DER 331, nom commercial d'un éther diglycidylique du bisphënol A ayant un équivalent pondéral en époxyde de 186 3,31 à 192, commercialisé par Dow ChemicalConstituents% by weight Methyl ethyl ketone 11.0 DER 331, trade name of a diglycidyl ether of bisphenol A having an epoxide equivalent by weight of 186 3.31 to 192, marketed by Dow Chemical
Company . Anhydride phtalique 0,26 15Company. Phthalic anhydride 0.26 15
Diaminodiphénylsulfone 0,13 1,2-naphtoquinone-diazide-5-sulfonate 3 , de p-tert-butylphényle ' 20 Après avoir soigneusement mélangé, on applique la solu tion à la racle sur une feuille de polyester épaisse de 50 μπι ο que l'on a préalablement revêtue de 5,4 mg/dm de méthylcellu-lose, puis on sèche le revêtement photosensible à 82°C pendant 4 minutes. La résine époxy durcit pendant le séchage.Diaminodiphenylsulfone 0.13 1,2-naphthoquinone-diazide-5-sulfonate 3, p-tert-butylphenyl '20 After mixing thoroughly, apply the solution with a doctor blade on a thick polyester sheet of 50 μπι ο that l 'was previously coated with 5.4 mg / dm of methylcellulose, then the photosensitive coating was dried at 82 ° C for 4 minutes. The epoxy resin hardens during drying.
25 La pellicule obtenue est suffisamment souple pour ré sister à une flexion modérée sur le support sans se rompre. On plaque la pellicule à une feuille de cuivre avec un lamineur à rouleau chauffé à 100°C. On décolle le support de polyester de la photoréserve après le placage et on expose la réserve à tra-30 vers un original au moyen d'un arc au carbone pendant 50 secondes. On développe ensuite la réserve exposée par pulvérisation avec une solution aqueuse à 1 % d'hydroxyde de sodium pendant 2 minutes. On peut ensuite soumettre le cuivre exposé à une attaque chimique ou à un revêtement par galvanoplastie selon 35 une technique industrielle habituelle.The film obtained is flexible enough to resist moderate bending on the support without breaking. The film is plated to a copper foil with a roller laminator heated to 100 ° C. The polyester support is removed from the photoresist after plating and the reserve is exposed to tra-30 to an original by means of a carbon arc for 50 seconds. The exposed reserve is then developed by spraying with a 1% aqueous solution of sodium hydroxide for 2 minutes. The exposed copper can then be subjected to chemical attack or electroplating by conventional industry technique.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Pour préparer une composition positive, on mélange les constituants suivants.To prepare a positive composition, the following components are mixed.
\ 10\ 10
Constituants % en poids Mêthyléthylcétone 27,7 5 Resinox 11,0Constituents% by weight Methyl ethyl ketone 27.7 5 Resinox 11.0
Diaza-1,4 bicyclo[2.2.2]octane 0,01 DDI-1410 1,23 10 jusqu'à ce que la viscosité de la solution se stabilise au voisinage de 50 centipoises.Diaza-1,4 bicyclo [2.2.2] octane 0.01 DDI-1410 1.23 10 until the viscosity of the solution stabilizes in the vicinity of 50 centipoises.
Lorsque la formation de l'urëthane est achevée, on ajoute à la solution les composants suivants.When the formation of urethane is complete, the following components are added to the solution.
Constituants .% en poids DER 331 3,0Constituents.% By weight DER 331 3.0
Anhydride phtalique 0,3 „ 1,2-naphtoquinone-diazide-5-sulfonate „ _ de p-tert-butylphënyle 'Phthalic anhydride 0.3 „1,2-naphthoquinone-diazide-5-sulfonate„ _ p-tert-butylphenyl '
Après revêtement, exposition et développement comme dans l'exemple 1, la pellicule présente une excellente flexi-25 bilité et d'excellentes propriétés comme photoréserve.After coating, exposure and development as in Example 1, the film has excellent flexibility and excellent properties as a photoresist.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Pour préparer une composition positive, on mélange les constituants suivants.To prepare a positive composition, the following components are mixed.
3030
Constituants. % en poids Mêthyléthylcétone 27,7Constituents. % by weight Methyl ethyl ketone 27.7
Resinox 11,0Resinox 11.0
Diaza-1,4 bicyclo[2.2.2]octane 0,06 DDI-1410 1,18 jo ___________ jusqu'à ce que la viscosité de la solution se stabilise.Diaza-1,4 bicyclo [2.2.2] octane 0.06 DDI-1410 1.18 jo ___________ until the viscosity of the solution stabilizes.
i 11 ti 11 t
On ajoute ensuite les composants suivants à la solution.The following components are then added to the solution.
Constituants % en poids 5 -:---- DER 331 2,15Constituents% by weight 5 -: ---- DER 331 2.15
Diaminodiphénylsulfone 0,40 1,2-naphtoquinone-diazide-5-sulfonate _ _ de p-tert-butylphényle ' 10 __.Diaminodiphenylsulfone 0.40 1,2-naphthoquinone-diazide-5-sulfonate _ _ of p-tert-butylphenyl '10 __.
Après revêtement, séchage, exposition et développement comme dans l'exemple 1, la pellicule présente une bonne flexibilité et de bonnes propriétés comme photoréserve.After coating, drying, exposure and development as in Example 1, the film has good flexibility and good properties as a photoresist.
15 EXEMPLE 415 EXAMPLE 4
Pour préparer une composition photosensible, on mélange les constituants suivants.To prepare a photosensitive composition, the following constituents are mixed.
Constituants % en poids 2o--Constituents% by weight 2o--
Produit de la réaction du "Resinox" et du DDI-1410 de l'exemple 1 DER 331 9Reaction product of "Resinox" and DDI-1410 of Example 1 DER 331 9
Diaminodiphénylsulfone 1,7 25 "Diazo LL", nom commercial d'un naphto-quinone(l,2)-diazide-(l)-sulfonique- χ g (5)-naphto-diester commercialisé par 'Diaminodiphenylsulfone 1.7 25 "Diazo LL", trade name of a naphtho-quinone (l, 2) -diazide- (l) -sulfonique- χ g (5) -naphthodiester marketed by '
Molécular Rearrangement, Inc.Molecular Rearrangement, Inc.
γ-aminopropyltriéthoxysilane 0,26 30 --γ-aminopropyltriethoxysilane 0.26 30 -
On revêt avec la solution de l'aluminium silicaté et on sèche à 82°C. On utilise la composition obtenue comme plaque d'impression, c'est-à-dire qu'on l'expose à un rayonnement ac-tinique pour former une image, on développe et on encre. On 35 constate que la pellicule prend l'encre et convient comme plaque d'impression.The solution is coated with silicate aluminum and dried at 82 ° C. The composition obtained is used as a printing plate, that is to say that it is exposed to acinic radiation to form an image, it is developed and inked. It is found that the film takes up ink and is suitable as a printing plate.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Le présent exemple montre qu'il est souhaitable de 12 t durcir la résine êpoxy en présence du polyuréthane pour former ' un réseau de deux polymères entremêlés.The present example shows that it is desirable to cure the epoxy resin in the presence of the polyurethane to form a network of two intermingled polymers.
Pour préparer une composition positive, on mélange les composants suivants à la température ordinaire.To prepare a positive composition, the following components are mixed at room temperature.
55
Composants % en poidsComponents% by weight
Acétone 27,6Acetone 27.6
Resinox, nom commercial d'une résine 11 0 10 phénol-formaldéhyde de Monsanto Company 'Resinox, trade name of an 11 0 10 phenol-formaldehyde resin from Monsanto Company '
Tris(diméthylaminométhyl)-2,4,6 phénol 0,23 DDI-1410, nom commercial d'un diiso- cyanate aliphatique de General Mills 1,00Tris (dimethylaminomethyl) -2.4.6 phenol 0.23 DDI-1410, trade name of an aliphatic diisocyanate from General Mills 1.00
Chemicals, Inc.Chemicals, Inc.
l5 -:---l5 -: ---
On mélange la solution contenant les composants ci-dessus jusqu'à ce que sa viscosité, mesurée avec un viscosi-mètre Brookfield ordinaire, se stabilise à environ 15 centi-poises. On combine cette solution avec une autre que l'on a 20 préparée à partir des composants suivants.The solution containing the above components is mixed until its viscosity, measured with an ordinary Brookfield viscometer, stabilizes at approximately 15 centi-poises. This solution is combined with another which has been prepared from the following components.
Composants % en poidsComponents% by weight
Acétone 11,0 25Acetone 11.0 25
Epon 828, nom commercial d'un éther diglycidylique du bisphénol A ayant ^ . un équivalent pondéral en époxyde de ’ 186 à 192, de Shell Chemical CompanyEpon 828, trade name of a diglycidyl ether of bisphenol A having ^. an epoxy weight equivalent of 186 to 192 from Shell Chemical Company
Anhydride phtalique 0,26 30 Diaminodiphénylsulfone 0,13Phthalic anhydride 0.26 30 Diaminodiphenylsulfone 0.13
On porte les composants de cette seconde solution à ébullition à reflux pendant 20 heures. Aux solutions combinées, on ajoute : 35 __The components of this second solution are brought to boiling under reflux for 20 hours. To the combined solutions, add: 35 __
Constituant % en poids l,2-naphtoquinone-diazide-5-sulfonate 3 de p-tert-butylphényle ...... ^,b 13Constituent% by weight 1,2-naphthoquinone-diazide-5-sulfonate 3 of p-tert-butylphenyl ...... ^, b 13
Après avoir soigneusement mélangé, on applique la solu-' tion combinée à la racle sur une feuille de polyester épaisse de 50 ym que l'on a préalablement revêtue de 5,4 mg/dm2 de méthylcellulose ou de 5,4 mg/dm d'un copolymère hydrolysé 5 d'éther méthylvinylique et d'anhydride maléique. On sèche le revêtement photosensible à 82°C pendant 4 minutes.After careful mixing, the combined solution is applied with a doctor blade onto a 50 µm thick polyester sheet which has been previously coated with 5.4 mg / dm2 of methylcellulose or 5.4 mg / dm d hydrolyzed copolymer of methyl vinyl ether and maleic anhydride. The photosensitive coating is dried at 82 ° C for 4 minutes.
On plaque la pellicule sur une feuille de cuivre avec un lamineur à cylindre chauffé à 100°C. On retire le support de polyester de la photoréserve après le placage et on expose 10 la réserve à la lumière ultraviolette à travers un cache photographique. On développe la portion exposée de la réserve par pulvérisation avec une solution aqueuse à 1 % d'hydroxyde de sodium.The film is plated on a copper foil with a cylinder laminator heated to 100 ° C. The polyester support is removed from the photoresist after plating and the resist is exposed to ultraviolet light through a photographic cover. The exposed portion of the reserve is developed by spraying with a 1% aqueous solution of sodium hydroxide.
Les réserves ainsi obtenues sont inférieures à celles l5 obtenues dans les exemples 1 à 4. Il est difficile de séparer le support de polyester. La qualité de l'image est moins bonne et on observe un certain degré de bavure de matières à partir de l'image de réserve non exposée. Egalement la réserve est plus fragile que les revêtements décrits dans les exemples 1 20 à 4. Ces revêtements demeurent cependant aussi bons que beaucoup d'autres utilisés dans l'industrie.The reserves thus obtained are lower than those 15 obtained in Examples 1 to 4. It is difficult to separate the polyester support. The quality of the image is less good and a certain degree of smearing of materials is observed from the unexposed reserve image. Also the resist is more fragile than the coatings described in Examples 1 to 4. These coatings, however, remain as good as many others used in the industry.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envi-25 sctgëes et sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention.Of course, the invention is in no way limited to the examples described, it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envi-25 sctgëes and without departing from it from the spirit of invention.
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