一种水分散性负型感光性组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种感光性组合物，其包括按重量份计的下述组分：（ａ）１００份含有羧基的丙烯酸类树脂；（ｂ）５～２０份的光引发剂；（ｃ）１０～５０份的不饱和光交联单体；（ｄ）一种碱，其用量超过丙烯酸类树脂中４０％的羧基的量；以及（ｅ）０．２～５份的水溶性树脂，其选自纤维素树脂、动物明胶、聚乙烯醇及聚丙酰胺。本发明专利技术的感光性组合物，可用水作为溶剂，最多可达９０％，且不影响使用效果。该感光组合物适合用做印刷电路板制程中线路的光致抗蚀剂或抗焊剂材料。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水分散性负型感光性组合物，特别涉及一种适合用做印刷电路板制程中线路的蚀刻用光致抗蚀剂或抗焊剂的材料。在印刷电路板制作过程中，所使用的感光性材料分为蚀刻用光致抗蚀剂(photoresist for etching)，增层法用介电层(dielectric forbuild-up process)，及抗焊剂(solder resist)等三种材料。蚀刻用光致抗蚀剂适用于铜导体线路的蚀刻，蚀刻后需将其自铜线表面剥除；增层法用介电层适用于上下两层铜导体线路的绝缘；抗焊剂则适用于在铜导线路制作完成后，涂布于部分导线上，使得在浸焊锡的过程可以避免与导体的连接，以达到绝缘的功效。而按照外观分类，上述三种材料又可分为液态及干膜态二种形态，对液态感光性材料通常采用网印法(screen printing)、滚筒涂布法(roller coating)、幕式涂布法(curtaincoating)及浸渍涂布法(dip coating)等方法将其涂布于电路板基材上。对干膜态感光性材料则是预先将液态感光性材料涂布于透明的聚酯基材上，使用时再以热压的方法将感光层压着于电路板基材上。若以显影的形式来分类，上述感光性材料可分为溶剂显影型及碱水显影型二种显影形式，前者的显影液为溶剂，在操作过程中对人体具有潜在的刺激性及伤害性，且还存在挥发引起的污染及回收成本较高等问题，已逐渐被后者所取代。碱水显影型感光性材料所用的显影液大多为碳酸钠水溶液，由于感光性组合物中的成膜用粘合剂含有羧基，可在显影过程中，与碳酸钠中和形成盐类，并使未曝光部分的感光性组合物乳化而分散于水中，达到显影的功能。感光性材料的主要组成物有成膜用粘合剂(binder)、光交联单体(photomonomer)、光引发剂(photoinitiator)、热聚合抑制剂(thermalinhibitor)、储存稳定剂(storage stabilizer)，增塑剂(plasticizer)及其它添加剂，由于各成分不完全相容，故通常必须再添加30～70％的溶剂，以达到分散、溶解各成分的目的，参见美国专利号4，418，138、4，537，855、4，604，343、5，364，737、5，393，643、5，387，494、5，389，495及5，411，837。所用溶剂的种类因感光性组合物的用途而异，常用的有二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、异丁醇、正戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、正己醇、甲氧基丙醇(propyleneglycol monomethyl ether)、二丙二醇甲醚(dipropyleneglycol monomethyl ether)、二乙二醇乙醚(carbitol)、丙酮、丁酮、及甲氧基丙二醇乙酸酯(propyleneglycol monomethyl etheracetate)等。由于溶剂的大量使用，不但给制造人员的身体带来潜在的危险，而且给工厂带来潜在工业灾害的风险，还增加了物料成本及处理或回收溶剂设备的成本，进而降低了此种材料的市场竞争性，使用者同样须面对相同的威胁，并且同时还需增加废气处理设备，以解决溶剂挥发所产生的废气。因此，本专利技术的构想是以水取代溶剂，但又要维持所作出的感光性组合物在印刷电路板制程的性质，此即为本专利技术之目的。本专利技术的目的在于提供一种水分散性负型感光性组合物，其是以水取代溶剂的，由此可带来诸多优点。本专利技术涉及一种感光性组合物，其适合用做印刷电路板制程中的线路光致抗蚀剂或抗焊剂材料，该感光性组合物包括以重量份计的下列成分(a)100份含有羧基的丙烯酸类树脂，其玻璃转变温度为95～135℃，该丙烯酸类树脂即为成膜用粘合剂；(b)5～20份的光引发剂，；(c)10～50份的不饱和光交联单体，其不饱和基的数目大于或等于5；(d)一种碱，其用量为超过丙烯酸类树脂中40％羧基的当量，该碱是用于中和丙烯酸类树脂中的羧基；以及(e)0．2～5份的水溶性树脂，其选自纤维素树脂、动物明胶、聚乙烯醇及聚丙酰胺。由于成份(d)及(e)的添加，使得上述感光性组合物易溶于水中，从而不需使用有机溶剂。因此，本专利技术所述的感光性组合物是分散于水中的。上述感光性组合物可经过涂布、干燥、曝光、显影等制程，就可将感光性材料的图像(pattern)制作于印刷电路板基材上。本专利技术所使用的丙烯酸类树脂即成膜用粘合剂是由丙烯酸类单体经由热聚合反应合成的，该树脂的玻璃化转变温度为95～135℃，酸值为70～120，平均分子量为11，000～50，000。适合的丙烯酸类单体或类似物可选自丙烯酸，甲基丙烯酸，顺式丁烯二酸，反式丁烯二酸，(甲基)丙烯酸烷基酯，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯，聚丙烯酰胺，丙烯腈及苯乙烯。引入含羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸，即可使感光性组合物符合碱水显影的需求，又可增加亲水性；引入其他的丙烯酸类单体则可根据需求，以轻易地调整丙烯酸类树脂的亲水性与玻璃转变温度。丙烯酸类树脂的亲水性愈高，则可提高感光性组合物整体组成对水的相容性与显影性，但也会使附着力下降；玻璃转变温度则会影响感光性组合物预烤后的粘性，太低会使感光层发粘，不利影像转移(image transfer)制程的操作。本专利技术所使用的光引发剂并无特别限制。但对液态感光组合物而言，宜选择吸光分解能力强的光引发剂，这样可避免因氧气抑制而降低涂料表面交联度的问题出现。适宜的光引发剂可选自2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(benzil dimethyl ketal)、2，4-二乙基硫基氧杂蒽酮(2，4-diethylthioxanthone)、异丙基硫基氧杂蒽酮(isopropylthioxanthone)、2-甲基-1--2-吗啉代-丙-1-酮(2-methyl-1--2-morpholinopropanone-1)及二苯甲酮(benzophenone)，再配合苯甲酸2-二甲基氨基乙酯(2-dimethyl aminoethyl benzoate)、对二甲基氨基苯甲酸乙酯或米蚩酮(Michler’s ketone)等增感剂均可得到感光度良好的感光性组合物。本专利技术所使用的光交联单体，其含有的不饱和基的数目大于或等于5，可在感光性组合物对紫外线曝光时提供双键从而进行聚合反应，其每一分子中含有的不饱和双键数目愈多，则交联度愈高，其适合的用量为10～50份，低于10份会造成交联度不足，使附着力降低；高于50份则会造成感光层太粘，导致沾附而污染曝光底片，妨害影像转移制程的操作。适合的不饱和光交联单体可选自五丙烯酸羟基双季戊五酯(dipentaerythritol pentaacrylate)、六丙烯酸羟基双季戊六酯(dipentaerythritol hexaacrylate)，以及芳族类聚氨酯六丙烯酸酯单体(aromatic urethane hexaacrylate)。上述不饱和光交联单体可单独使用或二者以上共用，其种类及添加量需视涂膜软硬程度而定。本专利技术所述的感光性组合物可进一步包括一额本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分散性负型感光性组合物，其包括以重量份计的下列成分： （ａ）１００份含有羧基的丙烯酸类树脂，其玻璃转变温度是介于９５～１３５℃之间； （ｂ）５～２０份的光引发剂； （ｃ）１０～５０份的不饱和光交联单体，其不饱和基的数目大于或等于５； （ｄ）一种碱，其用量为超过丙烯酸类树脂中４０％羧基的当量；以及 （ｅ）０．２～５份的水溶性树脂，其选自纤维素树脂、动物明胶、聚乙烯醇及聚丙酰胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林显光，郑昭德，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]