(57)【要約】【課題】パターン形成【解決手段】反発性バリヤー組成物を基体に選択的に適用し、次いで、このバリヤー組成物によって形成された空間またはチャネルに放射エネルギー感受性材料を適用する。この反発性バリヤー組成物は、放射エネルギー感受性材料をはじき、したがってこれは、バリヤー組成物によって形成された空間またはチャネルに導かれる。この反発性バリヤー組成物を除去して、基体上にパターンを形成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基体に選択的に反発性バリヤー組成物を適用する工程と；
（ｂ）前記反発性バリヤー組成物によって形成された空間において基体に放射エネルギー感受性材料を適用する工程と；および
（ｃ）前記反発性バリヤー組成物を除去して、基体上にパターンを形成する工程と；
を含む方法。
【請求項２】
前記反発性バリヤー組成物を、インクジェットによって基体に適用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反発性バリヤー組成物が、５ｃｐ〜２５ｃｐの粘度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記反発性バリヤー組成物が、１０，０００ｃｐ超の擬似粘度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに、パターンによって形成された空間に、１つまたはそれ以上の金属または金属合金層を付着させる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
（ａ）塩基で基体をローラーコーティングする工程と；
（ｂ）塩基に酸を選択的に適用して、反発性バリヤー組成物を形成する工程と；
（ｃ）未反応塩基を基体から除去する工程と；
（ｄ）未反応塩基の除去によって形成され、かつ前記反発性バリヤー組成物によって輪郭が描かれた空間に、放射エネルギー感受性材料を適用する工程と；および
（ｅ）前記反発性バリヤー組成物を除去して、パターンを形成する工程；
を含む方法。
【請求項７】
前記酸はインクジェットによって適用される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記反発性バリヤー組成物が、ゲルまたはゲル／塩である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
（ａ）基体上に酸をローラーコーティングする工程と；
（ｂ）酸コーティングされた基体上に塩基を選択的に適用して、反発性バリヤー組成物を形成する工程と；
（ｃ）未反応酸を基体から除去する工程と；
（ｄ）未反応酸の除去によって形成され、かつ前記反発性バリヤー組成物によって輪郭が描かれた空間に、放射エネルギー感受性材料を適用する工程と；および
（ｅ）前記反発性バリヤー組成物を除去して、パターンを形成する工程；
を含む方法。
【請求項１０】
物理的、静電気的、化学的、またはこれらの組合わせによって、放射エネルギー感受性材料をはじく、１以上のワックス、もしくは１つ以上のポリマー、またはこれらの混合物を含む組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体へのパターン形成を目的とする。より詳細には、本発明は、放射エネルギー感受性材料をはじく組成物を用いる、基体へのパターン形成を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
基体へのパターン形成方法は、様々な産業、例えばエレクトロニクス、グラフィックアート、およびテキスタイル産業を包含する。パターンまたは画像形成は一般的に、平板印刷法またはフォトリソグラフィー法を包含する。例えばプリントされた織物（ｆａｂｒｉｃ）ラベルは、多様な技術、例えばスクリーン印刷、オフセット平板印刷、染色、フレキソ印刷、インプラント印刷、転写を用いて作製することができる。このようなラベルは、装飾、識別、宣伝、洗浄および取扱いの指示、サイズ、価格、ならびにほかの目的のために衣料品に適している。
【０００３】
シルクスクリーンとしても知られているスクリーン印刷は、スクリーンに取り付けられた多孔ステンシルを使用し、この場合、非印刷区域はこのステンシルによって保護されている。マスキング材料はまた、乾燥ラッカー、シェラック、またはグルーであってもよい。印刷は、機械化印刷機でスクリーンの下に布を供給し、ペンキ様コンシステンシーを有するインクをスクリーンに適用し、広げ、スキージを用いて細かいメッシュ開口部にこれを強制的に通すことによって行なわれる。
【０００４】
オフセット平板印刷法において、画像および非画像区域は本質的に、薄い金属プレートの表面の同一平面上にあり、これらの間の輪郭の明確さは化学的に維持される。インクは、このプレート上の疎水性区域によって巻上げられるが、親水性区域によっては巻上げられない。次いで画像は、オフセットゴムロールに転写され、次いでロールから織物シートに転写される。
【０００５】
フレキソ印刷は、柔軟性ゴムプレートおよび速乾性流体インクを用いる回転活版印刷の一形態である。ゴムプレートは、画像作製のためにレリーフ方法を利用し、この場合、画像区域は非画像区域の上に盛上げられている。インクローラーは、盛上がった区域の上部表面に触れるだけである。その周りの非印刷区域はこれよりも低く、インクを受入れない。インクが付けられた画像は、直接布に転写される。染色は、上記の印刷プロセスのどれにおいても、顔料インクではなく染料を用いて実施することができる。しかしながら染料の使用は、織物中に染料を固定させるために追加の後処理を必要とする。
【０００６】
３つの型の転写がある。１つの型は湿潤転写であり、もう１つはサーマクロームまたは溶融転写であり、３つ目はドライ転写、蒸気相転写、または昇華転写である。ドライ転写において、多様な技術、例えば活版印刷、フレキソグラビア、回転スクリーン、またはオフセット平板印刷を用いて図案が印刷される。
【０００７】
湿潤転写において、ペーパーキャリヤシートに、多様な染料種、例えばバット、酸、および直接染料、およびアセテート分散染料でのグラビア印刷技術を用いて図案が印刷される。これらの印刷インクは、熱可塑性成分を含んでいる。プリントされた紙が織物と接触させられる時、紙から織物へのプリントの転写は、熱および圧力を加えて実施される。次いで織物上のプリントが蒸気で処理され、染料が硬化され、次いで洗浄によって増粘剤が除去される。このような後処理は、織物を染色するための従来技術に用いられているものである。
【０００８】
サーマクロームにおいて、プリントされた図案の織物への転写によって図案がキャリヤペーパーにプリントされ、このプリントされた紙が、織物と接触して加熱され、この上で樹脂が融解し、織物基体に一部転写される。このようなプリントは、後処理を必要としない。
【０００９】
ドライ転写において、耐熱性キャリヤー、例えば紙は、昇華性染料を含んでいるインクでプリントされる。次いでこのプリントされた紙が、織物表面と接触させられる。熱および圧力がこの紙の裏面に加えられた時、染料がインクから紙上に昇華し、エアギャップを横断して織物中の繊維の表面に拡散し、繊維上で凝縮し、次いでこれらの繊維の内部に拡散する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
転写技術ならびに上記のその他の方法は、織物ラベルへ直接プリントするには不適切である。転写紙にはまず、ラベルに転写されることになっている文字または図案がプリントされなければならない。経済的にするために、通常、前印刷が現場外で多量に行なわれる。各々の衣料品は、必要とされる適切なラベリングを確実に受取ることができるように、様々なラベルの多量の在庫が維持されている。印刷がインプラントで行なわれることになっているならば、様々な前印刷転写紙の同様に多量な在庫が必要とされる。さらには印刷ローラーは非常に高価で、かつ生産が遅い。したがって織物へパターンを形成するための改良方法へのニーズが存在する。
【００１１】
エレクトロニクス産業においては、フォトリソグラフィーによる回路の形成のためにパターンが基体に形成される。このことは、放射エネルギー感受性材料、例えば感光性材料の使用を包含し、これは、全区域コーティング（スピンキャスティングまたは浸漬）として、または全区域シート（ラミネーション）として表面に適用される。この材料は、必要とされるパターンマスクをコーティングされたウエハーの前に導入する前に、感光性材料が確実に予め露光されないように、光制御された実験室で適用される。パターン化マスクは、接触マスク、近接マスク、または投射マスクのいずれかであってもよい。あらゆる場合に、このマスクは高精度にするために離散単位として製造され、損傷またはダスト／微粒子収集に対して注意深く保護されている。ひとたびマスクが定位置に配置されたら、次に感光性材料に用いられている光開始剤に合った放射線材料のランプが、マスクによって保護されていない区域において基体コーティングを露光するために用いられてもよい。用いられる感光性材料の型に応じて、得られるパターン転写は、マスクに対してポジまたはネガのどちらかであってもよい。露光後、この感光性材料は、水ベースの浸漬浴またはコンベヤシャワー／スプレー中で未処理材料が洗い流されるように、コーティングの化学特性を変える現像薬品に暴露されなければならない。
【００１２】
表面レリーフパターンを得るためのスピンキャスト、浸漬、またはシートラミネーションフォトリソグラフィー方法は成功しうるが、これらは、いくつかの問題を有する。例えば材料の損失（全区域技術のために）であり、選択的３Ｄパターンは難しく、時間がかかり、感光性材料に用いられる薬品は、高い毒性度、多量の毒性のある現像用薬品の廃棄性を有し、単純なパターン化が、多工程プロセス、例えば光コーティング、マスク整列、放射線暴露、マスク除去、パターン現像、過剰材料のリンス除去、および基体乾燥プロセスであることである。
【００１３】
ただし、これらの問題の１つまたはそれ以上は、表面へパターン化レリーフ構造を与えうる、さらなるプロセスを導入することによって対処することができる。これらのプロセスには、ステンシル印刷（スクリーン印刷）、マイクロドット転写（スタンピング）、およびレーザー書き込み−エッチング（アブレーションスクライビングおよび直接書き込みフォトリソグラフィー同等画像化）が含まれる。各技術は、その長所を有し、意図された用途の詳細、例えばパターン発生速度、レリーフパターン厚さ、制御されたエッチング能力、プロセスコスト、および使用プロセスの容易さによって余儀なくされる制限を有する。しかしながらどの１つのプロセスも、上記の問題のすべてに対処することはできない。
【００１４】
電子デバイスの製造に用いられる多くの方法は、感光性材料の選択的適用を必要とする。その場合これは、全体の製造プロセスのその後の工程を可能にするために用いられる。例えばソルダーマスクは、プリント配線板のスルーホールから排除されるが、後で製造プロセスに加えられるソルダーへの抵抗性を必要とするこの配線板のほかの区域に存在する。
【００１５】
ソルダーマスクまたはほかの感光性材料の選択的最終存在を可能にする多様な方法が、現在実施されている。現行の方法の多くは、技術、環境、コスト、または効率に関連した問題の組合わせによって妨げられている。例えばソルダーマスクは、露出が意図されている部分以外、例えば別の部品へのはんだ付けのための部分以外の電子回路を完全にカバーするためにパターン化される。ソルダーマスクは一般的に、プリント回路板の基体に適用される感光性組成物の層から形成されている。この感光層は化学線に露光される。これはアートワークによってパターン化される。露光に続いて、感光層は、（感光性材料がポジ型であるか、またはネガ型であるかに応じて）この層の露光部分または非露光部分のどちらかを洗い流す溶媒中で現像される。基体上に残留する層の部分は次いで、例えば熱またはＵＶ光によって硬化され、プリント回路を保護するための硬質永久ソルダーマスクが形成される。このようなプロセスは、現像液中で有意量の材料を浪費する。同様に、現像液の消費、使用済み現像液（処理されて処分されるもの）からの化学的廃棄物の生成、および例えば露光および現像などのプロセス工程は、結果として非効率、環境、および費用の問題を生じる。
【００１６】
もう１つの問題は、位置合わせである。位置合わせは、プリント配線板上の所望の位置またはこの配線板上の他方の側にある別のパターンに対する、１つまたはそれ以上のプリント配線パターンまたはこれらの部分の相対位置である。多層プリント配線板の製造における課題の１つは、適切な内層の位置合わせを得ることである。内部部材は、互いに対して正確に位置合わせされなければならず、これらは、あらゆるドリルホールと正確に位置合わせされなければならない。ホール対内層の位置合わせの失敗は、次の２つの潜在的な信頼性の問題を生じる。すなわち、ホール対ライン連結の失敗、およびホールと隔離された導体との間の短絡である。内層の位置合わせの失敗はまた、電気抵抗を増加させ、導電性を減少させる。重大な位置合わせの失敗は、開放回路状態を生じる。すなわち完全に連続性がなくなる。位置合わせの問題への多くの従来の対処方法は、遅くて同時に費用もかかる。例えば、認識され、自動修正される基板上の位置合わせマーク（基準）からの、オペレーターの専門技術または自動位置合わせのどちらかを用いる光学的位置合わせが用いられてきた。ソルダーマスクは基板上の最後の外層プロセスであるという事実によって、ソルダーマスクに対して問題が生じる。その点までのあらゆる寸法合わせは追加式であった。このことは、基板における以前の寸法変化に合わせるために、より大きい部材へのニーズを生じる。このことは、目視または光学整列が、限定量の基板の寸法変化に合わせることしかできないという事実による。
【００１７】
したがって、基体にパターンを形成するための改良方法へのニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この方法は、基体に選択的に反発性（ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ）バリヤーを適用する工程と、この反発性バリヤーによって形成された空間において基体に放射エネルギー感受性材料を適用する工程と、およびこの反発性バリヤーを除去して、基体上にパターンを形成する工程とを含む。
【００１９】
別の実施形態において、この方法は、基体に選択的に反発性バリヤーを適用する工程と、この反発性バリヤーによって形成された空間において基体に感光性材料を適用する工程と、この感光性材料を放射エネルギーに暴露する工程と、およびこの反発性バリヤーを除去して、基体上にパターンを形成する工程とを含む。
【００２０】
さらにもう１つの実施形態において、この方法は、基体に選択的に反発性バリヤーを適用する工程と、この反発性バリヤーによって形成された空間において基体に感光性材料を適用する工程と、この感光性材料を化学線に曝露する工程と、およびこの反発性バリヤーを除去して、基体上にパターンを形成する工程とを含む。
【００２１】
さらにもう１つの実施形態において、この方法は、基体に選択的に反発性バリヤーを適用する工程と、この反発性バリヤーによって形成された空間において基体に感光性材料を適用する工程と、この感光性材料を化学線に暴露する工程と、この反発性バリヤーを除去して、基体上にパターンを形成する工程と、およびこのパターンによって形成された空間に１つまたはそれ以上の金属層を付着させる工程とを含む。
【００２２】
さらにもう１つの実施形態において、この反発性バリヤーは、放射エネルギー感受性材料を、物理的、電解的、または化学的にはじく組成物である。
【００２３】
選択的に適用された反発性バリヤーを用いる基体へのパターンの形成は、化学的廃棄物およびプロセス工程の両方を低減させ、したがってコストおよび生産性の両方を改良することができる。同様に、化学的廃棄物の減少は、処理されなければならない廃棄物の量を減少させる。したがって反発性バリヤーを用いるパターン形成方法は、多くの従来方法よりも環境に優しい。
【００２４】
さらには、多くの従来技術を用いた場合に修正が難しい位置合わせの問題は、本発明の方法および組成物によって効率的に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この明細書全体で用いられている次の省略形は、文脈から明らかにほかの意味が示されていないかぎり、次の意味を有する：℃＝摂氏度；ｇｍ＝グラム；Ｌ＝リットル；ｍＬ＝ミリリットル；ｗｔ％＝重量パーセント；ｃｐ＝センチポアズ；ｋＶ＝キロボルト；ｐｓｉ＝１平方インチあたりのポンド；ｍＪ＝ミリジュール；ｃｍ＝センチメートル。
【００２６】
「プリント配線板」および「プリント回路板」という用語は、この明細書全体で互換的に用いられる。「付着」および「めっき」は、この明細書全体で互換的に用いられ、無電界めっきおよび電解めっきの両方を包含する。「多層」とは、２つまたはそれ以上の層のことを言う。「ポリマー」および「コポリマー」は、この明細書全体で互換的に用いられる。「放射エネルギー」とは、光または熱エネルギーからのエネルギーを意味する。「化学線」とは、化学変化を生じさせる、光からの放射線を意味する。「（アルキル）アクリレート」は、「アクリレート」および「アルキルアクリレート」の両方を包含する。「粘度」＝内部流体摩擦または剪断応力対流体の剪断率の比。「擬似粘度（ｐｓｅｕｄｏｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）」＝チキソトロープ物質のその最も粘性な状態にある粘度。「アジュバント」＝主要成分の効率に寄与する混合物中の添加剤。
【００２７】
すべてのパーセンテージは、ほかの注記がなければ重量パーセントである。すべての数字の範囲は両端の数字を含み、このような数字範囲が合計で１００％になるという制約があることが論理的である場合以外は、あらゆる順序で組合わせ可能である。
【００２８】
反発性バリヤーが、基体に選択的に適用され、次いで放射エネルギー感受性材料が、反発性バリヤー材料の選択的適用によって形成された空間において基体に適用され、反発性バリヤー材料が除去されて基体上にパターンが形成される。このパターンは、永久または一時的であってもよい。どちらの場合も、基体はさらに加工処理されてもよい。これらの方法を用いて製造された物品には、電子デバイス、紙へのプリント画像、および織物または織物ラベルにプリントされた画像が含まれる。
【００２９】
反発性バリヤーは、この反発性バリヤー材料が放射エネルギー感受性材料の適用のための空間またはチャネルを形成するように、あらゆる適切な手段によって基体に選択的に適用することができる。このような放射エネルギー感受性材料の例には、レジストおよびインクが含まれるが、これらに限定されるわけではない。レジストには、感光性材料、例えばフォトレジストおよびめっき用レジストが含まれる。このような材料は、１０，０００ｃｐ未満、または例えば１ｃｐ〜５，０００ｃｐ、または例えば２００ｃｐ〜１，０００ｃｐの放射線への暴露前の擬似粘度を有する。反発性バリヤー組成物の適用方法には、インクジェット塗布、ローラーコーティング、スピンコーティング、および静電コーティングが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００３０】
基体に反発性バリヤー組成物を選択的に適用するために、あらゆる適切なインクジェット装置を用いることができる。インクジェット装置は、選択的反発性バリヤー図案が基体に適用されるために、そのメモリに情報をデジタル保存することができ、したがって反発性バリヤーは、介在工程を伴なわずに、選択的かつ直接に基体に適用することができる。適切なコンピュータプログラムの例は、ツーリングデータの発生用の標準的ＣＡＤコンピュータプログラムである。さらには、反発性バリヤー材料の選択的付着の変化は、インクジェット装置にデジタル保存されたプログラムを変えることによって容易に修正することができる。したがって反発性バリヤーおよび放射エネルギー感受性材料から形成されたパターンの選択的付着の効率は、多くの従来方法よりも高められている。
【００３１】
インクジェット印刷の２つの主要カテゴリー、すなわち「ドロップ−オン−デマンド」インクジェットおよび「連続」インクジェットがある。ドロップ−オン−デマンドインクジェット技術を用いる場合、バリヤー材料がタンクに保存され、プリンターのプリントヘッドのノズルに送出される。ノズルから基体上へバリヤー材料の単一滴を強制的に出す手段が存在する。一般的にこれは、反発性バリヤー組成物小滴をノズルの外に「出す」、チャンバ内のダイヤフラムの圧電作動、またはチャンバ内の圧力を増すための流体の局部的加熱であり、このようにして小滴を強制的に噴出させる。連続インクジェットのために、導電性バリヤー材料が、加圧下にインクノズルに供給され、一般的に直径３５μｍ〜８０μｍの小さいオリフィスを通って強制的に出される。ノズルを通って出される前に、加圧バリヤー組成物ストリームは、セラミック結晶を通って進行する。これは電流に付される。この電流は、ＡＣ（交流）電流の周波数に等しい圧電振動を引起こす。この振動は今度は、切れ目のないストリームからバリヤー組成物の小滴を発生させる。バリヤー組成物は、壊れて連続した一連の小滴になる。これらは等しく間隔があけられ、等しいサイズを有する。これらの滴が帯電電極中の液体ストリームから別れる地点で噴流を取囲んで、この帯電電極と滴ストリームとの間に電圧が加えられる。これらの滴がこのストリームから離脱する時、各々の滴はこれが離脱する瞬間に、加えられた電圧に比例する電荷を運ぶ。滴が生成されるのと同じ速度で帯電電極電圧を変えることによって、各々の滴は予め決定されたレベルまで帯電されうる。この滴ストリームは、その行程を続行し、２つの偏向板間を通過する。これらは、定電位、例えば＋／−０．１ｋＶ〜＋／−５ｋＶ、または例えば＋／−１ｋＶ〜＋／−３ｋＶに維持されている。この電界の存在下、１つの滴は、運ばれる電荷に比例する量だけ、これらの板の１つの方に偏向される。未帯電の滴は偏向されず、溝の中に収集されて、インクノズルに再循環される。帯電され、したがって偏向された滴は、滴偏向の方向に対して直角に走行する基体上に衝突する。個々の滴上の電荷を変えることによって、所望のパターンを適用することができる。滴サイズは、直径３０μｍ〜１００μｍ、または例えば４０μｍ〜８０μｍ、または例えば５０μｍ〜７０μｍであってもよい。
【００３２】
これらのインクジェットプロセスは、連続的可変データの高速アプリケーションのためのコンピュータ制御に適合しうる。連続インクジェット印刷方法は、次の３つの一般的カテゴリーに分けることができる。すなわち、高圧（１０ｐｓｉおよびそれ以上）、低圧（１０ｐｓｉ未満）、および真空技術である。すべては当業界において知られているか、または文献に記載されており、基体への反発性バリヤー材料の適用に用いることができる。
【００３３】
インクジェットによって適用することができる反発性バリヤー材料には、ワックス、ポリマー、およびコポリマーを含んでいる組成物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。反発性バリヤー材料はまた、レジストであってもよい。このような反発性バリヤー材料は、９５℃〜２００℃、または例えば１００℃〜１５０℃、または例えば１１０℃〜１３０℃のインクジェット装置中の融解温度を有する。
【００３４】
適切なワックスの例には、次のものが含まれるが、これらに限定されるわけではない。すなわち、パラフィンワックス、例えば２６〜３０個の炭素原子／分子を有する直鎖炭化水素；微晶質ワックス、例えば４１〜５０個の炭素原子／分子を有する分岐鎖炭化水素；酸化微晶質ワックス、例えば炭化水素、エステル、脂肪酸；モンタンワックス、例えばワックス酸、アルコール、エステル、およびケトン；セレシンワックス；ヘキストワックス、例えば酸、およびエステル（モンタンワックスを酸化して得られるもの）；オゾケライト（ｏｚｏｃｅｒｉｔｅ）ワックス、例えば飽和および不飽和高分子量炭化水素、すなわち５，０００ダルトン超のもの；カルナウバワックス、例えば複合アルコール、炭化水素、および樹脂、日本ろう、およびシロヤマモモろう；エスパルトワックス、例えば炭化水素；サトウキビワックス、例えば炭化水素、長い直鎖アルデヒドおよびアルコール；カンデリラワックス、例えば炭化水素、酸、エステル、アルコール、ステアロール、および樹脂；動物ろう、例えば蜜ろうであって、炭化水素、酸、エステル、アルコールおよびラクトン、シェラックワックス、および鯨ろうを包含するもの；合成ワックス、例えば飽和および不飽和炭化水素、および酸素化合物を包含するフィッシャー・トロプシュワックスである。その他の適切なワックスには、ポリエチレン、ポリプロピレン、脂肪酸アミド、およびポリテトラフルオロエチレンワックスが含まれる。上記のワックスは、個々に用いられてもよく、あるいは互いに混合されてもよい。
【００３５】
インクジェットによって基体に適用することができるポリマーおよびコポリマーには、ポリオレフィン、ポリカプロラクトン、ポリアミン、チキソトロープポリマー、非晶質および半結晶性熱可塑性ポリマー、またはこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。このような非導電性ポリマーおよびコポリマーは、−１５０℃〜３００℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有してもよい。一般的にＴｇ値は、２５℃〜２００℃、より一般的には３５℃〜１００℃である。チキソトロープポリマーは、０〜５秒−１の低い剪断速度における強い分子間引力、および５０秒−１超の高剪断における低い分子間引力を有する。適切なチキソトロープポリマーの例には、ポリ（アルキル）アクリル、例えばポリ（メタ）アクリル、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、およびポリアミノアクリレートが含まれるが、これらに限定されるわけではない。適切な非晶質熱可塑性ポリマーの例には、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリーレート、ポリスルホン、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン、およびポリカーボネートが含まれるが、これらに限定されるわけではない。適切な半結晶性ポリマーの例には、ポリエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｈｔｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド６，６、ポリアミド１１、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、および低密度ポリエチレンが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００３６】
上記のワックスおよびポリマーの多くは、商品として入手可能であるか、または当業界で知られているかまたは文献に記載されている様々な方法によって合成されてもよい。
【００３７】
ポリマーおよびコポリマーは、ストレートで、すなわち混合または希釈を行なわずに用いられてもよい。ただし、これらは所望の融解温度、粘度、および擬似粘度を有するという条件がある。下記のようなアジュバントが、所望の融解温度、粘度、および擬似粘度を与えるために、ポリマーまたはコポリマーと混合されてもよい。２つまたはそれ以上のポリマーまたはコポリマーは、各々バリヤー組成物の１重量％〜９９重量％、または例えば５重量％〜９５重量％、または例えば１５重量％〜８５重量％の量で互いに混合されてもよい。例えば２つまたはそれ以上の熱可塑性ポリマーは、互いに混合されてもよく、または２つまたはそれ以上のチキソトロープポリマーは互いに混合されてもよい。同様に１つまたはそれ以上のチキソトロープポリマーは、このバリヤー組成物の１重量％〜９９重量％、または例えば１０重量％〜９０重量％、または例えば２０重量％〜８０重量％の量で、１つまたはそれ以上の熱可塑性ポリマーと混合されてもよい。場合によりアジュバントがこれらの組成物に添加されてもよい。
【００３８】
ワックスもまた、ストレートで用いられてもよく、または１つまたはそれ以上のワックスが、２つまたはそれ以上のポリマーについて上に記載されているのと同じ割合で組合わされてもよい。さらには所望の融解温度、粘度、および擬似粘度を有する反発性バリヤー組成物を形成するために、これらのワックスの１つまたはそれ以上が、上記のポリマーの１つまたはそれ以上と混合されてもよい。ワックスは、１重量％〜９９重量％のワックスおよび１重量％〜９９重量％のポリマー、または例えば１０重量％〜９０重量％のワックスおよび１０重量％〜９０重量％のポリマー、または例えば２０重量％〜８０重量％のワックスおよび２０重量％〜８０重量％のポリマーの量で、１つまたはそれ以上のポリマーと混合されてもよい。場合によりアジュバントがワックスとポリマーとの混合物に添加されてもよい。
【００３９】
ワックスおよび非導電性ポリマーに加えて、反発性バリヤー組成物はまた、アジュバント、例えば可塑剤または皮膜形成剤、増粘剤、およびチキソトロープ剤、溶媒または希釈剤、染料、安定剤、架橋性モノマーおよびオリゴマー、界面活性剤、充填剤、酸化防止剤、エラストマー、光開始剤、およびフォト酸発生剤（ＰＡＧ）を含んでいてもよい。
【００４０】
可塑剤は、このバリヤー組成物の１重量％〜９９重量％、または例えば５重量％〜５０重量％、または例えば１０重量％〜３０重量％の量で用いられてもよい。適切な可塑剤の例には、次のものが含まれるが、これらに限定されるわけではない。すなわち、エチレンビニルアセテート、フタレートエステル、例えばジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、およびジアリルフタレート、グリコール、例えばポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコール、グリコールエステル、例えばトリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、およびジプロピレングリコールジベンゾエート、ホスフェートエステル、例えばトリクレシルホスフェート、およびトリフェニルホスフェート、アミド、例えばｐ−トルエンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、およびＮ−ｎ−ブチルアセトンアミド、脂肪族ニ塩基酸エステル、例えばジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジメチルセバケート、ジオクチルアゼレート、およびジブチルマレート、シトレート、例えばトリエチルシトレート、トリブチルシトレート、トリエチルアセチルシトレート、トリエチルアセチルシトレート、トリ−ｎ−プロピルアセチルシトレート、およびトリ−ｎ−ブチルアセチルシトレート、ブチルラウレート、ジオクチル−４，５−ジエポキシシクロヘキサン−１，２−ジカルボキシレート、およびグリセリントリアセチルエステルである。可塑剤の混合物を用いることもできる。
【００４１】
ＵＶ硬化性ポリマー組成物を形成するために光開始剤が用いられてもよい。これらは化学線に暴露された時に粘度を増す。化学線によって活性化されるあらゆる光開始剤を用いることができる。光開始剤は、このバリヤー組成物の０．０１重量％〜２０重量％、または例えば０．５重量％〜１０重量％、または例えば１重量％〜５重量％の量で含まれていてもよい。適切な光開始剤の例には、ヘキサアリールビイミダゾール、ベンゾフェノン、およびマイケル（Ｍｉｃｈｌｅｒ）のケトンが含まれるが、これらに限定されるわけではない。ほかの光開始剤が当業界および文献においてよく知られており、これらの多くは商品として入手しうる。理論によって縛られるわけではないが、化学線は、光開始剤からのフリーラジカルの形成を引起こすと考えられ、これらは今度は、このバリヤー組成物中の不飽和基または化合物と反応し、この組成物中のポリマーの分子量の急激な増加およびこの組成物の粘度の増加を生じる。
【００４２】
あらゆる適切な増粘剤を用いることができる。多くの通常の増粘剤は、当業界でよく知られている。増粘剤は、０．０５重量％〜１０重量％、または例えば１重量％〜５重量％の量で含まれていてもよい。適切な増粘剤の例には、ベントナイトおよびその他のシリケート型材料、アルミニウム、カルシウム、および脂肪酸の亜鉛塩、例えばラウリン酸またはステアリン酸、およびヒュームドシリカ、またはこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００４３】
α，β−不飽和を有するあらゆる適切なモノマーまたはオリゴマーも同様に、この組成物中に含まれていてもよい。このようなモノマーおよびオリゴマーは、この組成物の０．５重量％〜２０重量％、または例えば５重量％〜１０重量％の量で含まれる。一般的なモノマーの例は、（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリル酸、およびこれらの誘導体である。
【００４４】
あらゆる適切な溶媒または希釈剤、例えば水または１つまたはそれ以上の有機溶媒を用いることができる。水と１つまたはそれ以上の有機溶媒との混合物が用いられてもよい。溶媒は、このバリヤー組成物の１重量％〜９９重量％、または例えば５重量％〜３０重量％、または例えば１０重量％〜２０重量％の量で用いられてもよい。
【００４５】
染料およびＵＶ安定剤は従来の量で用いられてもよい。適切な染料には、ロイコ染料が含まれるが、これに限定されるわけではない。
【００４６】
適切な界面活性剤には、非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤、および両性界面活性剤、またはこれらの混合物が含まれる。界面活性剤は、このバリヤー組成物の０．５重量％〜１０重量％、または例えば１重量％〜５重量％の量で含まれる。
【００４７】
酸硬化剤も同様に、所望の粘度および擬似粘度を与えるために含まれていてもよい。酸性硬化触媒には、遊離カルボキシル基を有する物質のみならず、遊離カルボキシル基を生成しうる化学物質、例えば無水物も含まれる。その他の有用な触媒は、ブロックされたカルボン酸基を有するものである。これらは閾値温度で脱ブロック化される。このような硬化触媒は、０．０５重量％〜１５重量％、または例えば０．１〜１０重量％、または例えば１重量％〜５重量％のレベルで用いられてもよい。このような触媒の例には、キング・インダストリーズ（Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）からのナキュア（Ｎａｃｕｒｅ）（登録商標）触媒が含まれる。このような触媒は、ブロックされた酸触媒である。その他の適切な触媒には、ブロックされたスルホン酸型およびリン酸型が含まれる。
【００４８】
反発性バリヤーとして用いることができる適切なフォトレジストの例には、ネガ型、ポジ型の両方のドライフィルム、および水性フォトレジストを包含する液体フォトレジストが含まれる。一般的にネガ型およびポジ型液体フォトレジスト、例えば水性フォトレジストである。より一般的には、ネガ型フォトレジストが用いられる。ネガ型フォトレジストの化学線への暴露は、フォトレジストを硬化させ、バリヤーを生じる。ネガ型フォトレジストは、ドライフィルムとして、または液体例えば水性フォトレジストとして適用されてもよい。反発性バリヤー組成物として用いられるフォトレジストは、上記のチキソトロープまたは熱可塑性ポリマーの１つまたはそれ以上を含むポリマーバインダーを有する。従来のポリマーバインダーも同様に、含まれていてもよい。ポリマーバインダーは、このフォトレジストの２０重量％〜９５重量％、または例えば３０重量％〜８０重量％を構成する。チキソトロープまたは熱可塑性ポリマーは、このポリマーバインダーの１０重量％〜８０重量％、または例えば２０重量％〜６０重量％を構成する。チキソトロープポリマーと熱可塑性ポリマーとの混合物も同様に、フォトレジストに用いられてもよい。
【００４９】
バリヤーとして用いられるフォトレジストはまた、従来の成分、例えば光開始剤、レオロジー剤、可塑剤、ＵＶ安定剤、染料、増粘剤、架橋剤、例えば不飽和モノマーおよびオリゴマー、充填剤、および当業界でよく知られているその他の従来の成分も含む。このような成分は、当業界でよく知られている従来の量で含まれる。粘度および融解温度、ならびにフォトレジストのＴｇ値は、上記のチキソトロープポリマーおよび熱可塑性ポリマーを用いることによって調節することができる。所望の特性に達するために、小さい実験を利用することができる。一般的にこのようなフォトレジストは、放射エネルギー感受性材料を適用する前に化学線に暴露される。これがパターンを形成する。
【００５０】
別の実施形態において、２つまたはそれ以上のワックスまたは２つまたはそれ以上の非導電性ポリマー、または１つまたはそれ以上のワックスおよび１つまたはそれ以上の非導電性ポリマーは、これらが基体に到達するまで互いに接触したり混合したりしないように、インクジェットによって別々に適用されてもよい。接触した時に混合すると、これらの混合ワックスまたは非導電性ポリマーの粘度の急速な増加が引起こされる。例えば５０ｃｐ未満からの粘度から、１０，０００超の混合物粘度への増加である。一般的に１つまたはそれ以上のチキソトロープポリマーは、１つまたはそれ以上のワックスまたは１つまたはそれ以上の熱可塑性ポリマーとともに用いられる。１つまたはそれ以上のワックスまたは１つまたはそれ以上のポリマー間の接触の時、ゲルが形成しうる。ゲル形成は一般的に、これらの成分の１つが酸であり、もう一方が塩基である時に発生する。酸および塩基は、ルイス酸および塩基の定義にしたがって規定される。塩基の例は、ポリアミドまたはポリアミンである。酸の一例は、酸反応性基、例えばカルボキシル基を有するワックスまたはポリマーである。このような酸は、２０ｇの水酸化カリウム（ＫＯＨ）またはそれ以上、または例えば３０ｇ〜１５０ｇのＫＯＨの酸価を有する。チキソトロープポリマーは、この混合物の５重量％〜７０重量％、または例えば１０重量％〜５０重量％、または例えば２０重量％〜４０重量％を構成してもよい。粘度変化は、２秒未満、または例えば１〜０．０５秒、または例えば０．５〜０．１秒の期間にわたって発生しうる。粘度は、商品として入手しうる剪断粘度計を用いて測定されてもよい。剪断が加えられる時、粘度が経時的に記録される。
【００５１】
反発性バリヤー組成物は、２５℃またはそれ以上、または例えば５０℃〜２５０℃、または例えば１００℃〜１５０℃のの温度において、５ｃｐ〜２５ｃｐ、または例えば５ｃｐ〜２０ｃｐ、または例えば１０ｃｐ〜１５ｃｐの粘度を有するインクジェットから適用される。バリヤー組成物の擬似粘度は、２５℃以下、または例えば１５℃〜２０℃の温度で１０，０００ｃｐ超であり、または例えば２０，０００ｃｐ〜１００，０００ｃｐ、または例えば３０，０００ｃｐ〜７０，０００ｃｐである。反発性バリヤー組成物は、高い剪断において、例えばインクジェット装置のノズルのところで薄く（５ｃｐ〜２５ｃｐ）、低い剪断、基体への適用後で、濃い（１０，０００ｃｐ超）。このようなバリヤー組成物は、少なくとも６０重量％、または例えば７０重量％〜１００重量％、または例えば８０重量％〜９５重量％の固体含量を有していてもよい。
【００５２】
反発性バリヤー組成物はまた、ローラーコーティング方法を用いることによって基体に適用されてもよい。ローラーコーティング方法は、基体上に反発性バリヤーを形成するための酸−塩基ゲル形成を例示している。このような反応は、中和反応であってもよく、これは１０，０００ｃｐ超の擬似粘度の高分子量ゲルを形成する。本発明の範囲内の酸および塩基は、ルイス酸および塩基である。１つまたはそれ以上の塩基、あるいは１つまたはそれ以上の酸は、従来のローラーコーティング手順および装置を用いてパターンが形成されることになる基体上にローラーコーティングされてもよい。１つまたはそれ以上の塩基がローラーコーティングされる時、１つまたはそれ以上の酸が、塩基コーティングされた基体に選択的に適用され、酸が塩基と接触するところにゲルが形成される。あるいは、１つまたはそれ以上の酸が基体にローラーコーティングされる時、１つまたはそれ以上の塩基は、酸コーティングされた基体に選択的に適用され、ゲルが形成される。このローラーコーティングされた基体への酸または塩基の適用は、あらゆる適切な方法、例えばインクジェットによるものであってもよい。適用がインクジェットによって実施されるならば、このインクジェット装置は、酸または塩基を、コーティングされた基体に選択的に適用するために適切なコンピュータプログラムによってプログラミングされる。
【００５３】
１０，０００ｃｐ超の擬似粘度を有するゲルは、反発性バリヤーとして作用する。この基体の非ゲル化部分が除去され、感光性材料の適用のための空間またはチャネルが残される。非ゲル化部分は、あらゆる適切な塩基または酸を用いて除去されてもよい。適切な塩基の例には、１重量％炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムが含まれる。適切な酸の例には、０．５重量％のクエン酸および酒石酸が含まれる。このような塩基および酸は、２５℃〜３５℃、または例えば２８℃〜３２℃の温度で用いられる。このような感光性材料には、フォトレジストおよび感光性インクが含まれるが、これらに限定されるわけではない。次いで反発性バリヤーが除去されてもよく、パターンが残される。次いで基体は、最終物品を形成するために、従来方法を用いてさらに加工処理されてもよい。
【００５４】
１０，０００ｃｐ超の擬似粘度を有するゲルを形成するあらゆるルイス酸−塩基対を用いることができる。酸および塩基にはまた、酸または塩基官能基を有する化合物、例えばワックス、ポリマーおよびコポリマー、ならびにフォトレジストも含まれる。適切な塩基の例には、アミン、ポリアミン、ポリアミド、ウレアおよびその誘導体、アンモニア、および水酸化アンモニウムが含まれるが、これらに限定されるわけではない。適切な酸の例には、カルボン酸、カルボキシル官能基を有するポリマーおよびコポリマー、例えばポリ（アルキル）アクリル、および酸性アルコール基を含んでいる化合物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００５５】
反発性バリヤー組成物はまた、基体にバリヤーをスピンコーティングすることによって基体に適用されてもよい。インクジェットのように、バリヤー組成物の粘度は、５ｃｐ〜２５ｃｐであり、これが基体上にスピンコーティングされた後、１０，０００ｃｐ超の擬似粘度を有する。スピンコーティングの方法および装置は、当業界においてよく知られている。
【００５６】
反発性バリヤーの別の適用方法は、静電法である。基体は、静電的に帯電された溶液でコーティングされる。溶液に一時的電荷を加えるためにアプリケータガンが用いられ、基体の方向に分散される。次いで反発性バリヤー材料を、インクジェット適用によって帯電した基体上に選択的に付着させることができる。選択的に付着された反発性バリヤー材料は、基体上の正味電荷とは反対の正味電荷を有する。一般的にこのようなバリヤー材料は、バリヤー材料中の分子上の例えばカルボキシル基、酸性ヒドロキシル基、スルフェート、およびホスフェート基などの官能基によって、正味の負電荷を有する。電荷は、適切な電圧をこれらの材料に加えることによって、バリヤー材料上に誘発することができる。このような電荷を加える方法は、当業界においてよく知られている。バリヤー材料によって形成された空間およびチャネルに付着されたレジストは、めっきレジストであってもよい。
【００５７】
反発性バリヤーが、空間またはチャネルを形成する基体に適用された後、放射エネルギー感受性材料が、このバリヤーによって輪郭が描かれた空間またはチャネルに適用される。これらの空間およびチャネルに適用された放射エネルギー感受性材料は、物理的、電解的、化学的に、またはこれらの組合わせによって、放射エネルギー感受性材料は、別の化学的組成物を形成するためにバリヤー材料と反応せず、バリヤー材料と混和性でなく、同様な正味電荷によってバリヤー材料によってはじかれるか、または異なる粘度を有し、したがってこれらは混じり合わないので、バリヤー組成物によってはじかれる。一般的に反発性バリヤー組成物は、放射エネルギー感受性材料が基体に適用される時に、この放射エネルギー感受性材料よりも大きい固体含量を有する。バリヤー材料の放射線感受性材料に対する固体含量比は、１．０５〜１０、または例えば２〜８、または例えば４〜６であってもよい。
【００５８】
バリヤー組成物と放射エネルギー感受性材料との間の物理的反発は、疎水性であるバリヤー組成物と親水性であるレジストによるものであってもよい。例えばこのバリヤー組成物は、この組成物中に例えば２０重量％〜１００重量％、または例えば４０重量％〜８０重量％、例えば５０重量％〜７０重量％の量の疎水性ワックスを含んでいてもよい。炭化水素ワックスは、ワックスの一例であり、これは所望の疎水特性を与える。バリヤー組成物とともに用いることができるレジストの一例は、水性フォトレジストである。あるいは、バリヤー組成物が親水性であり、レジストが疎水性である。例えばこのバリヤーは、親水性を与えるのに十分な量で、ヒドロキシル、エステル、エーテル、またはカルボキシル官能基を有するポリマーまたはコポリマーを構成してもよい。このようなポリマーまたはコポリマーは一般的に、１０％〜７０％、または例えば２０％〜６０％がこのような官能基で置換されている。このバリヤー組成物とともに用いることができる適切なレジストの例は、有機溶媒を有する液体フォトレジストである。
【００５９】
このバリヤーと放射エネルギー感受性材料との間の反発はまた、これらの組成物上の正味静電荷によるものであってもよい。正味の同様の電荷を有するバリヤー組成物および放射エネルギー感受性材料は、互いに反発する。適切なバリヤー組成物および放射エネルギー感受性材料の例は、多くの極性または帯電官能基を有する。このような帯電官能基には、スルフェート、ホスフェート、カルボキシル、第四アンモニウム基Ｎ（Ｒ）４＋（式中、Ｒは有機基である）、またはアミン塩、例えばＲ−Ｎ（Ｈ）３＋が含まれるが、これらに限定されるわけではない。極性または帯電官能基は一般的に、バリヤー組成物およびレジスト材料上にこれらの官能基の２０％〜８０％、または例えば３０％〜５０％を含んでいる。
【００６０】
化学的反発とは、バリヤー組成物も放射エネルギー感受性材料も、バリヤー組成物および放射エネルギー感受性材料が反応するのに適した官能性を有していないという意味である。同様に環境条件も、反応が発生するのに適していない。このような環境条件には、温度、圧力、ならびに希釈剤が含まれるが、これらに限定されるわけではない。このようなバリヤー組成物および放射エネルギー感受性材料は、２０％未満、または例えば１％〜１５％の官能基置換をこれらのポリマーまたはコポリマー上に有する。このような反応性官能基の例には、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボニル、アミノ、アミン、ケチル、スルフェート、およびホスフェート基が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００６１】
放射エネルギー感受性材料が適用された後、この反発性バリヤーは除去され、パターンを有する基体上にレジストが残される。このバリヤーは、当業界において知られているあらゆる適切な方法によって除去することができる。例えばバリヤーは、適切な現像液によって除去されてもよい。このような現像液には、水性アルカリ溶液、例えばリチウム、ナトリウム、およびカリウムの水酸化物、または塩基反応性アルカリ金属塩、または弱酸、例えばリチウム、ナトリウム、およびカリウムの炭酸塩および炭酸水素塩の水溶液が含まれるが、これらに限定されるわけではない。このような溶液は、０．００１重量％〜１０重量％、または例えば０．５重量％〜３重量％の量でアルカリ剤を含んでいる。
【００６２】
その他の適切な現像液には、第一アミン、例えばベンジル、ブチル、およびアリルアミン、第二アミン、例えばジメチルアミン、およびベンジルメチルアミン、第三アミン、例えばトリメチルアミン、およびトリエチルアミン、第一、第二、および第三ヒドロキシアミン、環状アミン、水溶性塩基性塩、例えばアミンの炭酸塩および炭酸水素塩、および水酸化アンモニウムが含まれるが、これらに限定されるわけではない。液体炭化水素とこれらの対応アルコールとの混合物も用いることができる。
【００６３】
バリヤーが除去された後、パターンが基体上に残される。このパターン化された基体はさらに加工処理されてもよく、またはこのパターン化された基体は完成品であってもよい。一般的にこのパターン化された基体がテキスタイルであるならば、このパターン化された基体は完成品である。このような実施形態において、放射性エネルギー感受性材料はインクである。このパターン化された基体が電子デバイス用であるならば、さらなる加工処理が行なわれてもよい。
【００６４】
電子製品に用いられるパターン化された基体は、レジストによって形成されたパターン中に１つまたはそれ以上の金属層を付着させることによってさらに加工処理されてもよい。金属または金属合金は、無電解的、電解的、および浸漬によって付着されてもよい。あらゆる適切な無電解、電解、および浸漬浴および方法が、金属および金属合金層を付着させるために用いられてもよい。このような浴の多くは商品として入手可能であるか、または文献から容易に製造することができる。同様に、多くの方法が当業界において、および文献から知られている。付着させることができる金属には、貴金属、非貴金属、およびこれらの合金が含まれるが、これらに限定されるわけではない。適切な貴金属の例には、金、銀、白金、パラジウム、およびこれらの合金が含まれるが、これらに限定されるわけではない。適切な非貴金属の例には、銅、ニッケル、コバルト、鉛、鉄、ビスマス、およびこれらの合金が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００６５】
金属または金属合金付着物を含んでいる基体は、多層プリント回路板を形成するために、例えばラミネーションによって互いに接合されてもよい。様々なラミネーションプロセスが当業界において知られているか、または文献に記載されている。多層プリント配線板の製造に関連した１つの問題は、位置合わせである。位置合わせは、プリント配線板上の所望の位置またはこの配線板上の他方の側にある別のパターンに対する、１つまたはそれ以上のプリント配線パターンまたはこれらの部分の相対位置である。多層プリント配線板の製造における課題の１つは、適切な内層位置合わせを得ることである。内部構造は、互いに対して正確に位置合わせされなければならず、これらは、あらゆるドリルホールと正確に位置合わせされなければならない。ホール対内層の位置合わせの失敗は、次の２つの潜在的な信頼性の問題を生じる。すなわち、ホール対ライン連結の失敗、およびホールと隔離された導体との間の短絡である。内層の位置合わせの失敗はまた、電気抵抗を増加させ、導電性を減少させる。重大な位置合わせの失敗は、開路状態を生じる。すなわち完全に連続性がなくなる。
【００６６】
本発明の方法は、位置合わせの失敗の問題に対処している。例えばインクジェットによる反発性バリヤー組成物の適用によって、基体上の選択的な地点におけるバリヤー組成物の正確な付着が可能になる。このような選択的付着は、インクジェットが反復適用のためにデジタルプログラミングされうるので、多数の基体に対して信頼しうる精度をもって反復することができる。さらにはバリヤー組成物の粘度、およびバリヤーによって形成された空間、ホール、またはチャネルに適用された放射エネルギー感受性材料をこれらがはじく能力は、放射エネルギー感受性材料を、ラミネートの各基体上に所望の厚さで適切な区域に導き、したがって多層ラミネートの基体間の位置合わせの失敗を減少させるか、または無くす。
【００６７】
実施形態例において、基体例えばプリント回路板上にソルダーマスクを選択的に付着させるために、反発性バリヤー組成物を用いることができる。ソルダーマスクは、非導電性材料の硬質永久層であり、これはプリント回路板の表面を覆い、プリント回路の回路トレースを封止する。このバリヤー材料が回路トレースの輪郭を描くように、反発性バリヤー材料をプリント回路板に選択的に適用することができる。バリヤー組成物の選択的適用は、インクジェットによって実施されてもよい。反発性バリヤー組成物がフォトレジストまたはＵＶ硬化性ポリマー組成物であるならば、このバリヤーは、レジスト材料に適用する前にこれを硬化させるために化学線に暴露され、これがソルダーマスクを構成する。バリヤー組成物によって形成された空間またはチャネル内に適用されたレジスト材料は、回路トレースを覆う。バリヤー組成物は、物理的、電解的、化学的、またはこれらの組合わせによってこのレジストをはじく。次いでこのレジストは、化学線に暴露されて、レジストが硬化され、ソルダーマスクが形成される。次いでこのバリヤー組成物は、適切な現像剤を用いて除去され、回路トレースをコーティングするパターン化されたソルダーマスクが残される。この方法は、多くの従来方法においてなされているようなソルダーマスクのエッチングを排除し、従来方法においてのように、ソルダーマスクのエッチングによって生じる化学的廃棄物を減少させる。
【００６８】
本発明の方法は、多くの従来の方法よりも効率的であるが、その理由は、例えばソルダーマスクの形成において、より少ない工程しか必要とされないからである。上記のように、反発性バリヤー組成物によって、ソルダーマスクの選択的付着が可能になり、したがってこの基体は、ソルダーマスクで完全にコーティングされる必要がない。このことによって、ソルダーマスクの不要な部分を除去するための望ましくないエッチング工程を排除する。今度はこのことが、エッチングによって生じる廃棄物の量を減少させる。このような廃棄物は、環境に対して危険を引起こす要因となることがあり、したがって本発明のソルダーマスクのこのような適用方法は、多くの従来方法よりも環境に優しい。さらには工程数および化学的廃棄物の減少は、プロセス効率を高める。
【００６９】
例えば、ソルダーマスクの製造のための従来の液体フォトイメージャブルレジストプロセスにおいて、データは発生させられ、次いでフォトツール用の所望のパターンを決定するために作業者によってプロットされる。次いで第二作業者がフォトツール用フィルムを現像し、第三作業者がこのフィルムを検査し、穿孔する。第四作業者は、ソルダーマスクを形成するためにフォトツールが用いられている基体を洗浄する。次いでこの作業者は、レジスト、例えば液体フォトイメージャブルソルダーマスク材料で基体をコーティングし、次いで液体フォトイメージャブルソルダーマスク材料を乾燥させる。第五作業者は、乾燥されたフォトイメージャブル材料にフォトツールを適用し、これを化学線に暴露する。第六作業者は、フォトイメージャブル材料のいくつかの部分を現像して取除く。第七作業者は、熱的にまたはＵＶ線によって、基体上に残留するフォトイメージャブル材料の部分を硬化させる。
【００７０】
これに対して本発明の方法は、工程数を９から８に減少させ、スタッフを７人の作業者から６．５人に削減する。例えば、反発性バリヤー材料が基体上に有すべきパターンを決定するために、データは作成され、プロットされる。一人の作業者がデータを作成し、プロットする。一人の作業者が２つの別々の仕事を行なう。基体の洗浄工程に関連する１つの仕事、次いでこの洗浄工程に関連しないもう１つの仕事である。したがって０．５人の作業者である。二人の作業者が、基体上に反発性バリヤー材料をインクジェットし、もうひとりの作業者が、基体上の液体フォトイメージャブルソルダーマスク材料を乾燥させる。さらにもうひとりの作業者が、このフォトイメージャブルソルダーマスク材料を化学線に暴露し、次いでこの反発性バリヤー材料を現像して除去する。最後の作業者が、熱的にまたはＵＶ線によってこのフォトイメージャブル材料を硬化させる。したがってこのインクジェット方法は、多くの従来方法よりも効率的である。インクジェット方法は、スタッフを削減し、プロセス工程数を減少させる。
【００７１】
反発性バリヤー組成物およびこれの適用方法は、バリヤー組成物が接着し、かつこのバリヤーによって形成された空間、ホール、またはチャネル内に放射エネルギー感受性材料を接着して保持するあらゆる適切な基体に対して実施することができる。適切な基体の例には、金属、誘電体、例えばセラミック、ガラス、プラスチック、ＦＲ４プリント配線板におけるようなエポキシ／ファイバーグラス材料、テキスタイル、および織物、ならびにセルロース誘導体、例えば紙が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００７２】
反発性バリヤーの基体への適用および物品の製造の上記の方法は、網羅的なものではない。本発明は、基体への反発性バリヤー組成物の適用のため、および物品の製造のためのほかの装置および方法も包含する。これらは、本明細書の教示によって、当業者によって確認されうる。
【実施例】
【００７３】
実施例１
ホットメルト配合物
ソルダーマスク形成性フォトイメージャブル組成物は、次のように配合される。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
上記配合物を、５０：５０（容量）エチレングリコールブチルエーテルアセテート／プロピレングリコールモノメチルエーテルの溶媒系中に７０％固体レベルまで溶解する。
【００７６】
１００重量％ポリプロピレンのホットメルト配合物を、ドロップ・オン・デマンドインクジェット装置のタンクに入れる。このインクジェット装置は、エポキシ／ファイバーグラスプリント配線板の回路トレースの周りへのポリプロピレンの適用のためにプログラミングされている。ツーリングデータの発生のために標準的ＣＡＤコンピュータプログラムを用いる。ポリプロピレンは、高圧技術、すなわち５０ｐｓｉを用いてインクジェット装置から噴射される。
【００７７】
ポリプロピレンを、５０ｐｓｉでタンクから強制的に送り、直径７０μｍのオリフィスを有するインクジェットノズルを通して強制的に出す。ポリプロピレン滴の粘度は、５ｃｐ〜２０ｃｐであると予想される。この粘性ポリプロピレンの温度は１８０℃である。ポリプロピレンは、プリント配線板に接着し、各配線板上の回路トレースの周りにバリヤーを形成する。これらのプリント配線板の周りの周囲温度は、２０℃である。これらのポリプロピレン滴は、周囲温度まで冷め、ポリプロピレンの擬似粘度は、１０，０００ｃｐ超であると予想される。
【００７８】
上記のフォトイメージャブル組成物を、カーテンコーターおよび乾燥装置を含んでいるチバガイギープロバイマー（Ｐｒｏｂｉｍｅｒ）（登録商標）カーテンコーティングライン上で適用する。フォトイメージャブル組成物の適用は、１２０メートル／分で移動するプリント配線板に対して２０℃で行なう。このフォトイメージャブル組成物を、ポリプロピレンバリヤーによって輪郭が描かれたチャネルに、１ミル厚さのフィルム（乾燥後）を生じるのに十分な速度で供給する。乾燥は、１４５℃で２分間である。ポリプロピレンバリヤーは、このフォトイメージャブル組成物をはじくと予想され、したがってポリプロピレンとフォトイメージャブル組成物とは化学的に反応せず、かつ混和性でない。
【００７９】
乾燥後、このフォトイメージャブル組成物を化学線に暴露し、これを硬化する。次いで２０℃でヘキサノールとヘキサンとの６０：４０（容量）混合物を用いて、ポリプロピレンバリヤーを除去する。
【００８０】
バリヤーの除去後、回路トレースをコーティングするソルダーマスクパターンが、プリント配線板上に残される。場合によりこれらのプリント配線板は、多層プリント配線を形成するために、これらの配線板を互いにラミネートすることによってさらに加工処理してもよい。
【００８１】
実施例２
ホットメルト配合物
ホットメルト配合物は、最終配合物が６０重量％ポリスチレンと４０重量％エチレンビニルアセテートとから構成されるように、標準的実験室ブレンド装置において１５０℃の温度でポリスチレンとエチレンビニルアセテートとをブレンドして調製する。固体含量は１００重量％である。
【００８２】
次いでこのブレンドを、ドロップ・オン・デマンドインクジェット装置のタンクに入れる。このインクジェット装置は、エポキシ／ファイバーグラス製のプリント回路板の回路トレースの周りにバリヤーを形成するためにこのブレンドを適用するようにプログラミングする。このブレンドを、１７５℃で２０ｐｓｉの高圧でインクジェットする。このブレンドを、４０μｍのオリフィス直径を有するノズルから噴射する。このブレンドの粘度は、５ｃｐ〜２５ｃｐであると予想される。
【００８３】
プリント回路板は２５℃の周囲温度にあり、このブレンドがこれらの基板と接触してこれらに接着する時、ブレンドは周囲温度まで冷め、その擬似粘度は１０，０００ｃｐ超であると予想される。擬似粘度は、商品として入手しうる剪断粘度計で測定する。
【００８４】
ブレンドがプリント回路板に適用されて、回路トレースの周りにバリヤーを形成した後、実施例１に記載されているフォトイメージャブル組成物を、実施例１と同じ手順によるカーテンコーティングによって、このバリヤーによって形成されたチャネルに適用する。このブレンドは、フォトイメージャブル組成物と化学的に反応せず、このフォトイメージャブル組成物と混和性でもないので、このバリヤーは、フォトイメージャブル組成物をはじくと予想される。
【００８５】
このフォトイメージャブル組成物が乾燥した後、これは２ミル厚さのフィルムを形成し、次いでこれを化学線に暴露してこれを硬化する。次いでこのバリヤーを、ジメチルアミンから構成されている現像剤で除去する。プリント回路板は、今やソルダーマスクパターンを有する。これは、これらの基板の回路トレースを覆って保護する。
【００８６】
プリント回路板は、多層プリント回路板を形成するために、例えばこれらの基板を互いにラミネートすることによってさらに加工処理してもよい。これらの多層プリント回路板は、電子デバイスに用いることができる。
【００８７】
実施例３
チキソトロープ
フォトイメージャブル組成物を、次のように調製する。
【００８８】
【表２】
2005118769.tif 000003
【００８９】
ポリメタクリル酸とポリビニルアルコールとを、均一なブレンドが得られるまで、標準的実験室ブレンド装置において３０℃の温度で一緒にブレンドする。次いでエチレンビニルアセテートをこのブレンドに添加し、３０℃の温度でポリマーブレンドと均一に混合する。最終混合物は、７０重量％ポリメタクリル酸、１０重量％ポリビニルアルコール、および２０重量％エチレンビニルアセテートから構成され、チキソトロープ組成物が形成される。
【００９０】
このチキソトロープ組成物を、ドロップ・オン・デマンドインクジェット装置のタンクに入れる。このチキソトロープ組成物を、プリント回路板への適用のために、５ｐｓｉの圧力で一連のノズルに送り出す。このインクジェット装置は、このチキソトロープ組成物が基板上の回路トレースの周りにバリヤーを形成するように、プリント回路板上にこのチキソトロープ組成物を選択的に付着するようにプログラミングする。このチキソトロープ組成物は１５０℃であり、これがこの装置のノズルを離れる時に、５ｃｐ〜２０ｃｐの粘度を有すると予想される。これらのノズルは、６０μｍのオリフィス直径を有する。
【００９１】
これらのプリント配線板は、２２℃の周囲温度にある。チキソトロープ組成物のこれらの滴が基板の表面と接触する時、チキソトロープ組成物の擬似粘度は、１０，０００ｃｐ超であると予想される。
【００９２】
このフォトイメージャブル組成物を、カーテンコーティングプロセスによって湿潤フィルムとして適用する。十分な量のフォトイメージャブル組成物を、チキソトロープ組成物によって形成されたバリヤーによって形成されたチャネルに適用し、銅回路トレース上に２ミルのドライフィルム厚さを形成する。このフォトイメージャブル組成物は６０％固体である。
【００９３】
このフォトイメージャブル組成物を、９０℃で１５分間乾燥し、次いで２２℃まで冷却する。このフォトイメージャブル組成物を、３５０ｍＪ／ｃｍ２の露光エネルギーレベルでＵＶ化学線に露光する。次いで、ベンジルメチルアミンから構成された現像剤を用いてバリヤーを除去する。
【００９４】
多層ラミネート基板を形成するために、ソルダーマスクパターンを有するプリント回路板をさらに加工処理してもよく、これは電子デバイスに用いることができる。
【００９５】
実施例４
ゲル形成
アセトン中のポリアミノトリアゾールの懸濁液を、銅回路を有するプリント配線板上に熱間圧延ラミネートする。０．５ミルのフィルムが基板上に形成される。
【００９６】
８０重量％ポリアクリル酸および２０重量％メチルエチルケトンを含んでいるポリアクリル酸の懸濁液を、ドロップ・オン・デマンドインクジェット装置のタンクに入れる。この装置は、これが懸濁液の滴を付着して、プリント配線板の銅回路の周りにバリヤーを形成するようにプログラミングする。懸濁液は、インクジェット装置において３０ｐｓｉの圧力にある。懸濁液の滴を、７５μｍのオリフィス直径を有するノズルから、プリント配線板上に選択的に付着させる。これらの滴がノズルを離れる時の滴の温度は１２５℃であり、５ｃｐ〜２０ｃｐの粘度を有すると予想される。
【００９７】
これらの滴が、ポリアミノトリアゾールコーティングされたプリント配線板と接触する時、ポリアクリル酸のカルボキシル基とポリアミノトリアゾールのアミン塩基との間で酸塩基反応が起こり、高分子量ゲル／塩を形成すると考えられる。ゲル／塩を形成する反応は、２秒未満で発生すると考えられる。このゲル／塩の擬似粘度は、１０，０００超であると予想される。
【００９８】
ポリアクリル酸に暴露されないポリアミノトリアゾールの部分は、１重量％水性炭酸水素ナトリウムの現像液を用いて除去する。ポリアミノトリアゾールを基板から除去した後、フォトイメージャブルインク組成物を、バリヤーゲル／塩によって輪郭が描かれたチャネルおよび空間に適用する。
【００９９】
次のような組成を有するフォトイメージャブルインク組成物を調製する。
【０１００】
【表３】
2005118769.tif 000004
【０１０１】
フォトイメージャブルインク組成物を、カーテンコーティングプロセスによって湿潤フィルムとして適用する。十分な量のフォトイメージャブルインクを、ゲル／塩バリヤーによって形成されたチャネルに適用し、銅回路上に２ミル厚さのドライフィルム厚さを形成する。このゲル／塩バリヤーは、フォトイメージャブルインクと化学的に反応せず、これはフォトイメージャブルインクと混和性でもないので、このゲル／塩バリヤーは、フォトイメージャブルインク組成物をはじくと予想される。このゲル／塩バリヤーは、このフォトイメージャブルインク組成物を空間およびチャネルに導く。
【０１０２】
次いでこのフォトイメージャブルインク組成物を５分間、中間圧力の２００ワット水銀蒸気ランプに露光する。露光後、インク組成物が硬化されてソルダーマスクが形成される。次いでこのゲル／塩バリヤーを、水酸化ナトリウムの現像液を用いて除去する。
【０１０３】
銅回路をコーティングするパターン化ソルダーマスクをさらに加工処理して、ラミネートされた多層基板を形成してもよい。これらの基板は、電子デバイスに用いることができる。
【０１０４】
実施例５
ＵＶ硬化性ポリマー混合物
ＵＶ硬化性ポリマーを次のように形成する。
【０１０５】
【表４】
2005118769.tif 000005
【０１０６】
ポリエチレンテレフタレートおよびポリビニルアルコールを各々、文献において知られている方法を用いてフリーラジカル重合によって別々に調製する。これらのポリマーの各々の重合後、これらの成分の残部を、文献に開示されている既知の方法を用いて互いにブレンドする。このブレンドの粘度は、室温（１８℃〜２５℃）で５ｃｐ〜２０ｃｐであると予想される。
【０１０７】
ＵＶ硬化性ポリマー混合物を、ドロップ・オン・デマンドインクジェットのタンクに入れる。この混合物を、インクジェット装置によってプリント配線板に選択的に付着させて、銅回路の周りにバリヤーを形成する。この混合物を、直径５５μｍのノズルによって基板上に付着させる。混合物の適用の間、この混合物が基板と接触する時に硬化するように、ＵＶ光の形態である化学線をプリント回路板に当てる。適用の間のこの混合物のＵＶ光への暴露は、混合物の硬化を引起こし、その擬似粘度は、１０，０００ｃｐ超であると予想される。
【０１０８】
実施例１のような配合を有するフォトイメージャブル組成物を、実施例１に記載されているのと同じ方法によって、プリント配線板上にカーテンコーティングする。このフォトイメージャブル組成物は、硬化された混合物によって形成されたチャネル内に、乾燥後１ミル厚さのフィルムを形成する。このフォトイメージャブル組成物と硬化された混合物との間に化学反応はなく、これは硬化された混合物と混和性でもないので、この硬化混合物はフォトイメージャブル組成物をはじく。次いでこのフォトイメージャブル組成物をＵＶ化学線に露光し、硬化されたソルダーマスクを形成する。
【０１０９】
この硬化されたポリマー混合物を、現像液によって除去する。この硬化されたポリマー混合物を除去するために、テトラメチルアンモニウム水酸化物を用いる。パターン化されたソルダーマスクを有するプリント配線板が残される。これらの基板をさらに加工処理して、多層回路板のラミネートを形成してもよい。
【外国語明細書】
2005118769000001.pdf
2005118769000002.pdf
2005118769000003.pdf