[发明专利]含有非离子氟代烃表面活性剂的水性光刻胶

说明书

本发明涉及那些用于制造印刷线路版的光刻胶，而更具体地是涉及那些带水的、以液体使用的光刻胶。作为抗蚀剂的可感光成象的组合物用于制造印刷线路、印刷板，焊料蒙版等，至今已使用用了一段时间。最早的光刻胶是带溶剂的并可用溶剂显影的。在减少溶剂在工作场所和周围环境的直接散发方面，带水可显影的抗蚀剂的开发标志了一种进步。持续对减少工作场所和周围环境中的有机溶剂的强调，促进了对水性光刻胶在配方和作为水溶液应用方面的研究。

美国专利U.S.5,045,435报导了一种可在碱性水溶液内显影的水性光刻胶组合物，在此作为参考。该组合物包括多官能团单体，光引发剂和水不溶性的羧化的丙烯酸共聚物胶乳。为了稳定该组合物并调节其粘度，该专利指出用诸如氨、其他的胺或氢氧化钠等一类碱来中和至少25％的胶乳聚合物。

一种液体，诸如一种带水光刻胶液体只是润湿并复盖在一表面(如果该液体与基材之间的吸引力大于该液体的内聚力)。另外，该液体的表面能必须位于或低于该基材的表面能。于是，若要涂覆表面能为35达因/厘米的铜基材，就必须降低水的表面能(其表面能为72达因/厘米)。这可以通过使用某种合适的表面活性剂达到此目的。表面活性剂是一种具有亲水性或具有憎水性的材料。表面活性剂可分成三种主要的化学品类别：烃类、(聚)硅氧烷和含氟化合物，这些类别涉及该分子的憎水性部分。该憎水部分与一个在性能上可以是阴离子、阳离子或非离子的亲水基团相连接。

本申请人发现无论是烃表面活性剂类还是硅氧烷表面活性剂在带水可感光成象的组合物中都是特别合适的表面活性剂。虽然发现所有类型的表面活性剂均能在效地降低表面能，但烃和硅酮表面活性剂遇到了铜基材抗润湿的问题。抗润湿产生了空穴导致一种不合适的涂层。另外，如果将可感光成象的组合物试图作为一种镀敷光刻胶，来自硅氧烷基表面活性剂的硅酮会渗入镀敷液中产生潜在的镀液破坏。在主要类别的表面活性剂中，发现基于烃类的表面活性剂降低液体的表面张力的效果最小，但不会产生有缺陷的涂层。另外，基于烃类的表面活性剂对在该涂层中整个挥发有机组分(VOCs)起影响(这是不利干要形成带水的涂层的目的)。

参考上述的U.S 5,045,435的实施例，其中将以商标名称为FLUORAD FC-431和FC-120出售的基于氟代烃的表面活性剂用于带水的可感光成象的组合物中。本申请人业已发现这些表面活性剂的性能是良好的。FC-120是阴离子型，其润湿充分，但是产生泡沫增多。FC-431是非离子型，但发现在它以常规用量使用时它并不适于消除所有的涂层的缺点。

本发明的总的目的是提供一种涂覆在如铜的这种基材上能有效地降低表面张力并不会抗润湿、不引起泡沫的带水可感光成象组合物的表面活性剂。

按照本发明，一种水性可感光成象的组合物包括一种含水组合物，它含有(A)约30-80％重量的具有酸官能度的胶乳粘合剂聚合物，例如，羧酸官能度或磺酸官能度，其酸值约在50-250之间，(B)约15-50％重量的α-、β-乙烯链的不饱和单体，(C)约0.1％-25％，重量的光引发剂或能产生游离基的光致发剂化学品体系；(D)约在1～40％重量的中和碱和/或聚醚和聚氨酯组合的增稠剂，其含量足以使该可感光成象的组合物成为一种稳定的水性乳液，以及(E)约为0.3-10％重量的氟代脂肪族氧乙烯加合物，所述的重量百分数为基于A-E组分的总重。

用于本发明的胶乳粘合剂聚合物典型地是通过α-、β-不饱和单体诸如：乙烯基、丙烯酸酯或苯乙烯单体的乳液聚合来制备的。为了提供约50-250，较佳地至少约100的酸值采用了足够的酸性官能团的单体。典型的乳液聚合过程和一些合适的乳液的例子在美国专利U.S.3,929,743中已有叙述，现合在此作为参考。合适的乳液也可从商业上得到，如：Neocryl^R CL-340 C40％固体)可从ICIResins U.S.公司购买到，Acrysol^R I-2074(46％固体)可从Rhom和Haas公司购买到。

用于制造酸官能团的粘合剂聚合物的合适的酸官能团的单体具有如下结构式：式中R₁代表氢原子或甲基，R₂代表(CH₂)_n，其中n为1-6的整数，R₃代表具有1-6个碳原子的亚烷基或亚苯基，以及R₄为相同的或不相同的选自CH₂或CHOH的基团。