JP6779136B2 - Surface treatment agent for metal substrates - Google Patents
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Description
本発明は、金属基材用表面処理剤(以下、単に「表面処理剤」とも称する)に関し、詳しくは、金属基材上にインキをインクジェット方式により塗工して高精細なパターン塗膜を形成するために用いられる金属基材用の表面処理剤およびこれを用いたパターン塗膜の形成方法に関する。 The present invention relates to a surface treatment agent for a metal substrate (hereinafter, also simply referred to as a “surface treatment agent”). Specifically, an ink is applied onto a metal substrate by an inkjet method to form a high-definition pattern coating film. The present invention relates to a surface treatment agent for a metal substrate used for the purpose and a method for forming a pattern coating film using the same.
一般に、金属のパターンは、銅板などの金属基材上にエッチングレジストパターンを形成し、不要部分をエッチングにて除去することにより得られる。例えば、プリント配線板の銅回路は、銅張りの基材上に所望のパターンのエッチングレジストを形成し、エッチングすることにより得られる。さらに、プリント配線板のソルダーレジストは、回路の保護やはんだブリッジ防止のために、銅回路上に形成される。 Generally, a metal pattern is obtained by forming an etching resist pattern on a metal base material such as a copper plate and removing unnecessary portions by etching. For example, a copper circuit of a printed wiring board can be obtained by forming an etching resist of a desired pattern on a copper-clad base material and etching it. In addition, the solder resist on the printed wiring board is formed on the copper circuit to protect the circuit and prevent solder bridges.
エッチングレジストやソルダーレジストは、一般に、スクリーン版などを用いた印刷法や、露光および現像工程を行うフォトリソグラフィー法により形成される。また、小ロット生産への対応が可能であって、版やフォトマスクなどが省けることから、インクジェット方式によりエッチングレジストやソルダーレジストをパターン描画する方法も提案されている。 Etching resists and solder resists are generally formed by a printing method using a screen plate or the like, or a photolithography method in which exposure and development steps are performed. In addition, since it is possible to handle small lot production and omit plates and photomasks, a method of drawing a pattern of an etching resist or a solder resist by an inkjet method has also been proposed.
例えば、特許文献1では、エッチングレジストをインクジェット方式で描画する方法が、特許文献2では、ソルダーレジストをインクジェット方式で描画する方法が、それぞれ提案されている。しかし、インクジェット方式に適用できるレジストインキの粘度は非常に低く、銅の表面のような吸収性のない基材に塗布すると、滲みが発生してしまう。 For example, Patent Document 1 proposes a method of drawing an etching resist by an inkjet method, and Patent Document 2 proposes a method of drawing a solder resist by an inkjet method. However, the viscosity of the resist ink that can be applied to the inkjet method is very low, and when it is applied to a non-absorbent base material such as the surface of copper, bleeding occurs.
そこで、例えば、特許文献3では、基材を加熱または冷却して、インキによる印字後にインキの粘度を高める方法が、特許文献4では、凸版反転印刷法で隔壁を形成しその内側にインクジェット方式によりインキを注入する方法が、それぞれ提案されている。また、特許文献5のように、紫外線硬化型のインキを用いて、噴射ノズルの近傍に紫外線照射手段を設けた装置も提案されている。この技術は、塗布後のインキを短時間で硬化させることにより、にじみを少なくすることができるものであり、プリント配線板用として使用されている。 Therefore, for example, in Patent Document 3, a method of heating or cooling a base material to increase the viscosity of ink after printing with ink is used, and in Patent Document 4, a partition wall is formed by a letterpress reversal printing method and an inkjet method is used inside the partition wall. Each method of injecting ink has been proposed. Further, as in Patent Document 5, there has been proposed an apparatus in which an ultraviolet irradiation means is provided in the vicinity of an injection nozzle by using an ultraviolet curable ink. This technique can reduce bleeding by curing the ink after coating in a short time, and is used for printed wiring boards.
インクジェット方式を用いてインキを塗布するにあたり、被塗布物が金属表面のような吸収性を有しない基材である場合には、上述したように、特許文献5に記載されているような装置を用いれば、滲みを少なくすることが可能である。 When applying ink using the inkjet method, if the object to be coated is a base material that does not have absorbency such as a metal surface, as described above, an apparatus as described in Patent Document 5 is used. If used, it is possible to reduce bleeding.
しかしながら、その効果は充分なものではなく、結果的には満足できるような高精細なパターン塗膜は得られず、従来の、スクリーン版などを用いる印刷法や露光および現像工程を行うフォトリソグラフィー法と比較して、描画品質的に劣ったものしか得られていなかった。特に、マーキングインキの場合、この問題が顕著であった。 However, the effect is not sufficient, and as a result, a satisfactory high-definition pattern coating film cannot be obtained, and a conventional printing method using a screen plate or the like or a photolithography method in which an exposure and development process is performed. Compared with, only the ones with inferior drawing quality were obtained. In particular, in the case of marking ink, this problem was remarkable.
そこで、本発明の目的は、インクジェット方式を用いてパターン塗膜を形成するにあたり、滲みのない高精細なパターン塗膜を描画することが可能な、金属基材の前処理に用いられる表面処理剤、および、パターン塗膜の形成方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is a surface treatment agent used for pretreatment of a metal base material, which can draw a high-definition pattern coating film without bleeding when forming a pattern coating film by an inkjet method. , And a method for forming a pattern coating film.
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、リン酸と、脂肪酸の金属塩を除く界面活性剤と、水と、を含む組成物からなる表面処理剤を用いることにより、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a surface treatment agent comprising a composition containing phosphoric acid, a surfactant excluding a metal salt of a fatty acid, and water. We have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の金属基材用表面処理剤は、金属基材上に、インキをインクジェット方式により塗工してパターン塗膜を形成するに先立って用いられる金属基材用表面処理剤であって、リン酸と、脂肪酸の金属塩を除く界面活性剤と、水と、を含む組成物からなることを特徴とするものである。 That is, the surface treatment agent for a metal base material of the present invention is a surface treatment agent for a metal base material used prior to forming a pattern coating film by applying ink on the metal base material by an inkjet method. It is characterized by comprising a composition containing phosphoric acid, a surfactant excluding a metal salt of a fatty acid, and water.
また、本発明のパターン塗膜の形成方法は、上記本発明の金属基材用表面処理剤により表面処理した金属基材上に、インキをインクジェット方式により塗工してパターン塗膜を形成することを特徴とするものである。 Further, the method for forming a pattern coating film of the present invention is to apply an ink by an inkjet method onto a metal substrate surface-treated with the above-mentioned surface treatment agent for a metal substrate of the present invention to form a pattern coating film. It is characterized by.
本発明の金属基材用表面処理剤によれば、インクジェット方式を用いてパターン塗膜を形成するにあたり、滲みのない高精細なパターン塗膜を描画することが可能となる。また、エッチングレジストを介した金属基材のエッチング処理にて回路を形成する場合、エッチングレジストを金属基材から剥離する必要があるが、本発明の金属基材用表面処理剤によれば、この剥離時間を短縮できる効果がある。 According to the surface treatment agent for a metal substrate of the present invention, when a pattern coating film is formed by using an inkjet method, it is possible to draw a high-definition pattern coating film without bleeding. Further, when a circuit is formed by etching a metal substrate via an etching resist, it is necessary to peel off the etching resist from the metal substrate. According to the surface treatment agent for a metal substrate of the present invention, this is required. It has the effect of shortening the peeling time.
以下、本発明の実施の形態を、詳細に説明する。
本発明の金属基材用表面処理剤は、金属基材上に、インキをインクジェット方式により塗工してパターン塗膜を形成するに先立って、前処理に用いられるものであり、リン酸と、脂肪酸の金属塩を除く界面活性剤と、水と、を含む組成物からなる点が重要である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The surface treatment agent for a metal base material of the present invention is used for pretreatment prior to forming a pattern coating film by applying ink on a metal base material by an inkjet method, and is used for phosphoric acid and. It is important that the composition comprises a surfactant excluding the metal salt of the fatty acid and water.
前述したように、吸収性を有しない銅などの金属基材に対し、インクジェット方式でインキの塗工を行った場合、従来の方法では、滲みを十分に抑制して高品質の高精細パターンを得ることはできなかった。本発明者らは鋭意検討した結果、その原因が、インキの表面エネルギーに比べて、金属基材の表面エネルギーが大きすぎる点にあることを見出した。本発明者らはさらに検討した結果、金属基材に対し、特定の組成物を用いて前処理を行うことにより、その表面エネルギー、すなわち表面張力を調整することができ、これによりインクジェット方式でインキを塗工した場合において、滲みのない高精細なパターン塗膜を描画することが可能となることを見出したものである。また、本発明の表面処理剤により前処理を行うことで、エッチングレジストが金属基材から剥離しやすくなり、剥離時間を短縮できる効果も得ることができる。ここで、本発明の表面処理剤が水を必須とするのは、リン酸は単体では不安定な結晶であるため、水を含まないと、界面活性剤と混合することが困難であるためである。 As described above, when ink is applied to a metal substrate such as copper that does not have absorbency by an inkjet method, the conventional method sufficiently suppresses bleeding to obtain a high-quality high-definition pattern. I couldn't get it. As a result of diligent studies, the present inventors have found that the cause is that the surface energy of the metal base material is too large compared to the surface energy of the ink. As a result of further studies, the present inventors have been able to adjust the surface energy, that is, the surface tension of the metal substrate by pretreating it with a specific composition, whereby the ink is ink by an inkjet method. It has been found that it is possible to draw a high-definition pattern coating film without bleeding in the case of coating. Further, by performing the pretreatment with the surface treatment agent of the present invention, the etching resist can be easily peeled off from the metal substrate, and the peeling time can be shortened. Here, the surface treatment agent of the present invention requires water because phosphoric acid is an unstable crystal by itself, and it is difficult to mix it with a surfactant unless it contains water. is there.
(リン酸)
本発明の表面処理剤に用いるリン酸としては、特に制限されず、いかなるものも用いることができる。(phosphoric acid)
The phosphoric acid used in the surface treatment agent of the present invention is not particularly limited, and any phosphoric acid can be used.
(界面活性剤)
本発明の表面処理剤に用いる界面活性剤としては、脂肪酸の金属塩を除くものであれば、公知慣用のものを用いることができ、例えば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。(Surfactant)
As the surfactant used in the surface treatment agent of the present invention, known and commonly used surfactants can be used as long as they exclude the metal salt of the fatty acid. For example, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and a cation. Examples include system surfactants and amphoteric surfactants.
アニオン系界面活性剤としては、ラウリル硫酸エステルナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルフォスフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルフォスフェート、アルキル硫酸エステルトリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミン、2−エチルヘキシル硫酸エステルナトリウム、ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸、脂肪酸メチルタウリン酸ナトリウム、ヤシ油脂肪酸メチルタウリン酸ナトリウム、N−デカノイル−N−メチルタウリン酸ナトリウム、α−スルホ脂肪酸メチルエステルナトリウム、脂肪酸アミドエーテル硫酸エステルナトリウム、N−オレイル−N−メチルグリシン、N−ラウロイル−N−メチルグリシンナトリウム、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアリールエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリアクリル酸ナトリウム、スルホネート等が挙げられる。 Examples of anionic surfactants include sodium lauryl sulfate, sodium alkyl sulfate, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, and polyoxyethylene alkyl phenyl ether. Phosphate, alkyl sulphate triethanolamine, polyoxyethylene alkyl ether sulphate triethanolamine, sodium 2-ethylhexyl sulphate, sodium di-2-ethylhexyl sulfosuccinate, sodium linear alkylbenzene sulfonate, linear alkylbenzene sulfone Acid, fatty acid sodium methyl taurate, coconut oil fatty acid sodium methyl taurate, N-decanoyl-N-methyl taurate sodium, α-sulfo fatty acid methyl ester sodium, fatty acid amide ether sulfate sodium, N-oleyl-N-methylglycine , N-lauroyl-N-methylglycine sodium, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester salt, polyoxyethylene aryl ether sulfate ester salt, polyoxyalkylene alkyl ether phosphate ester, sodium polyacrylate, sulfonate and the like. ..
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレン−2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレン分岐アルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレート、ソルビタンモノカプリレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンセスキオレート、ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、エチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールジオレート、ポリプロピレングリコールジステアレート、ポリプロピレングリコールジサクシネート、グリセリロールモノステアレート、グリセリロールモノミリステート、ポリオキシエチレンヤシ脂肪酸グリセリル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレントリイソステアリン酸、ポリオキシエチレンテトラオレイン酸、ポリグリセリンオレイン酸エステル、ポリグリセリンラウリン酸エステル、ポリグリセリンステアリン酸エステル、N−ヒドロキシエチルラウリルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレン牛脂アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルプロピレンジアミン、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド、牛脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸ジエタノールアミド、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド、ヤシ脂肪酸モノエタノールアミド、ラウリン酸イソプロパノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエタノールアミド、ポリオキシアリールエーテル、ポリオキシアルキレンアリールエーテル、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル等が挙げられる。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene isodecyl ether, polyoxyethylene-2-ethylhexyl ether, and polyoxy. Ethylene branched alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxypropylene stearyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monoolate, sorbitan monocaprilate, sorbitan monolaurate, Solbitan Monomillistate, Solbitan Monopalmitate, Solbitan Monostearate, Solbitan Monooleate, Solbitan Sesquiolate, Solbitan Triolate, Polyoxyethylene Solbitan Monolaurate, Polyoxyethylene Solbitan Monostearate, Polyoxyethylene Solbitan Monooleate, Ethylene glycol distearate, polyethylene glycol distearate, polyethylene glycol dioleate, polypropylene glycol distearate, polypropylene glycol disuccinate, glycerylol monostearate, glycerylol monomillistate, polyoxyethylene palm fatty acid glyceryl, polyoxy Ethylene-hardened castor oil, polyoxyethylene triisostearic acid, polyoxyethylene tetraoleic acid, polyglycerin oleic acid ester, polyglycerin lauric acid ester, polyglycerin stearic acid ester, N-hydroxyethyllaurylamine, polyoxyethylene laurylamine, Polyoxyethylene polyoxypropylene laurylamine, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene stearylamine, polyoxyethylene oleylamine, polyoxyethylene beef alkylamine, polyoxyethylene alkylpropylene diamine, coconut fatty acid diethanolamide, bovine fatty acid diethanolamide, Lauric acid diethanolamide, coconut fatty acid diethanolamide, oleic acid diethanolamide, coconut fatty acid monoethanolamide, lauric acid isopropanolamide, polyoxyethylene fatty acid monoethanolamide, polyoxyaryl ether, polyoxyalkylenearyl ether, polyoxyethylene Examples thereof include cumylphenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, polyoxyethylene oleate, and polyoxyethylene alkylamine ether.
カチオン系界面活性剤としては、テトラデシルアミン酢酸塩、オクタデシルアミン酢酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヤシアルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、牛脂アルキルトリメチル−アンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライド、ジオレイルジメチルアンモニウムクロライド、ヤシアルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、N,N−ジアシルオキシエチル−N−ヒドロキシエチル−N−メチルアンモニウムメチルサルフェート、1−メチル−1−ヒドロキシエチル−2−牛脂アルキルイミダゾニウムクロライド、アルキルアンモニウムハイドライド等が挙げられる。 Cationic surfactants include tetradecylamine acetate, octadecylamine acetate, lauryltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, dioctyldimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, coconut alkyltrimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride. , Beef Acetate Alkyltrimethyl-Ammonium Chloride, Octadecyltrimethylammonium Chloride, Behenyltrimethylammonium Chloride, Didecyldimethylammonium Chloride, Dihardened Beef Alkyldimethylammonium Chloride, Dioleyldimethylammonium Chloride, Palm Alkyldimethylbenzylammonium Chloride, Tetradecyldimethylbenzylammonium Examples thereof include chloride, N, N-diacyloxyethyl-N-hydroxyethyl-N-methylammonium methyl sulfate, 1-methyl-1-hydroxyethyl-2-beef alkylimidazolium chloride, alkylammonium hydride and the like.
両性界面活性剤としては、ヤシ油ジメチルベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、パーム核油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ドデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、オクタデシルアミノメチルジメチルスルホプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチル−イミダゾリウムベタイン、ラウリルアミノジ酢酸モノナトリウム、ラウリルジアミノエチルグリシンナトリウム、ラウロイルメチルアラニンナトリウム、ラウロイルグルタミン酸ナトリウム、ラウロイルグルタミン酸カリウム、ラウロイルメチル−β−アラニン、ラウリルジメチルアミンN‐オキシド、オレイルジメチルアミンN‐オキシド等が挙げられる。 As amphoteric surfactants, coconut oil dimethyl betaine, coconut oil fatty acid amide propyl dimethylaminoacetic acid betaine, palm kernel oil fatty acid amide propyl dimethylamino acetate betaine, lauryl dimethyl amino acetate betaine, stearyl dimethyl amino acetate betaine, lauric acid amide propyl dimethyl Aminoacetate betaine, dodecylaminomethyldimethylsulfopropyl betaine, octadecylaminomethyldimethylsulfopropyl betaine, cocamidopropyl hydroxysultaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl-imidazolium betaine, laurylaminodiacetate mono Examples thereof include sodium, lauryldiaminoethylglycine sodium, lauroylmethylalanine sodium, sodium lauroylglutamate, potassium lauroylglutamate, lauroylmethyl-β-alanine, lauryldimethylamine N-oxide, and oleyldimethylamine N-oxide.
界面活性剤であっても、ミリスチン酸カリウム、ラウリン酸カリウム、ヤシ脂肪酸カリウム、パルミチン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カリウム、ヤシ脂肪酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸の金属塩は、本発明において効果が見られない。ここで、本発明において脂肪酸の金属塩とは、脂肪酸が金属と塩を形成しているものを意味する。これは、界面活性剤として脂肪酸の金属塩を用いると、脂肪酸の金属塩とリン酸とが混ざった際に固形分が析出して、界面活性剤としての機能を奏し得なくなるためである。 Fatty acids such as potassium myristate, potassium laurate, potassium coconut fatty acid, potassium palmitate, potassium stearate, potassium oleate, sodium coconut fatty acid, sodium myristate, sodium stearate, sodium oleate, etc., even if they are surfactants. The metal salt of is not effective in the present invention. Here, in the present invention, the metal salt of a fatty acid means a fatty acid forming a salt with the metal. This is because when a metal salt of a fatty acid is used as a surfactant, solid content is precipitated when the metal salt of the fatty acid and phosphoric acid are mixed, and the function as a surfactant cannot be achieved.
本発明の表面処理剤として用いられる組成物において、リン酸と界面活性剤との質量比率は、好適には100:0.1〜100:50とすることができ、より好適には100:0.2〜100:20である。各成分の比率を上記範囲とすることで、滲みのない高精細なパターン塗膜をより確実に得ることができるものとなる。一方、水の配合量は、最小量はリン酸が溶ける量であればよく、最大量は界面活性剤の濃度が0.0001質量%以下にならない量とすることができ、より好適には、界面活性剤の濃度が0.001〜0.1質量%となる量である。 In the composition used as the surface treatment agent of the present invention, the mass ratio of phosphoric acid to the surfactant can be preferably 100: 0.1 to 100: 50, and more preferably 100: 0. .2 to 100:20. By setting the ratio of each component within the above range, it is possible to more reliably obtain a high-definition pattern coating film without bleeding. On the other hand, the minimum amount of water to be blended may be an amount in which phosphoric acid is dissolved, and the maximum amount can be an amount in which the concentration of the surfactant does not become 0.0001% by mass or less, and more preferably. The amount is such that the concentration of the surfactant is 0.001 to 0.1% by mass.
本発明の表面処理剤による金属基材の処理は、上記表面処理剤を、そのままか、または、任意の濃度で水や各種水溶性溶剤で希釈した状態で、金属基材の表面に塗布するかまたは浸漬して、必要に応じて洗浄し、乾燥させることにより行うことができる。 In the treatment of the metal base material with the surface treatment agent of the present invention, whether the surface treatment agent is applied to the surface of the metal base material as it is or in a state of being diluted with water or various water-soluble solvents at an arbitrary concentration. Alternatively, it can be carried out by dipping, washing if necessary, and drying.
(金属基材)
金属基材としては、プリント配線板に通常使用される銅、鉄、錫、アルミニウム、銀、ステンレス、真鍮、ニッケル、チタン、および、それらの合金などの金属箔が挙げられる。本発明は、特には、プリント配線板上に配設された金属基材としての銅箔上に、インキをインクジェット方式により塗工して、プリント配線板用レジストインキの塗膜を形成する際に有用である。中でも、エッチングレジストインキやソルダーレジストインキの塗膜を形成する際に特に有用である。(Metal base material)
Examples of the metal base material include metal foils such as copper, iron, tin, aluminum, silver, stainless steel, brass, nickel, titanium, and alloys thereof, which are usually used for printed wiring boards. In particular, the present invention applies ink to a copper foil as a metal base material disposed on a printed wiring board by an inkjet method to form a coating film of a resist ink for a printed wiring board. It is useful. Above all, it is particularly useful when forming a coating film of an etching resist ink or a solder resist ink.
エッチングレジストインキを塗布する基材は、絶縁性のシートに、金属基材としての、銅などの金属箔を形成したものである。絶縁性のシートは、一般的には、ガラスクロス、不織布、紙等にエポキシ樹脂、フェノール樹脂を含浸させ硬化させたものであるが、用途に応じて含浸させていないものも選択できる。例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の熱硬化樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ナイロン、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂,ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、非晶ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、窒化ケイ素焼結体、サイアロン焼結体、炭化ケイ素焼結体、アルミナ焼結体、窒化アルミニウム焼結体等のセラミックを好適に使用することができる。このようなシート上への金属箔の形成方法としては、単体の金属箔を熱融着や接着剤を用いて張り付ける方法、シード層をつけてめっき法にて形成する方法、蒸着法にて形成する方法等があり、それらを組み合わせて形成してもよい。 The base material to which the etching resist ink is applied is an insulating sheet formed of a metal foil such as copper as a metal base material. The insulating sheet is generally a glass cloth, a non-woven fabric, paper or the like impregnated with an epoxy resin or a phenol resin and cured, but a non-impregnated sheet can also be selected depending on the intended use. For example, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, urea resin, unsaturated polyester resin, heat-curable resin such as polyimide, polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, vinyl chloride resin, methyl methacrylate resin, nylon, polyester resin, fluorine. Thermoplastic resins such as resins, polycarbonates, polyacetals, polyamides, polyphenylene ethers, acrylate polyarylates, polysulfones, polyether sulfone, polyphenylene sulphide, polyether ether ketones, thermoplastic polyimides, polyetherimides, liquid crystal polymers, silicon nitride Ceramics such as a sintered body, a sialone sintered body, a silicon carbide sintered body, an alumina sintered body, and an aluminum nitride sintered body can be preferably used. As a method for forming a metal foil on such a sheet, a method of attaching a single metal foil by heat fusion or an adhesive, a method of forming a seed layer by a plating method, or a thin-film deposition method is used. There are methods for forming and the like, and they may be combined to form.
ソルダーレジストインキを塗布する基材は、エッチングレジストインキに使用したものと同様の基材が使用でき、絶縁性のシートに金属基材としての、銅などの金属箔を形成したものに、エッチングレジストインキを塗布してエッチング法により回路パターンを形成したものや、金属ペーストなどで直接回路パターンを印刷したものなどが使用できる。 As the base material to which the solder resist ink is applied, the same base material as that used for the etching resist ink can be used, and the etching resist is formed on an insulating sheet on which a metal foil such as copper is formed as a metal base material. A circuit pattern formed by applying ink and an etching method, or a circuit pattern printed directly with a metal paste or the like can be used.
本発明のパターン塗膜の形成方法においては、上記表面処理剤により表面処理した金属基材上に、インキをインクジェット方式により塗工してパターン塗膜を形成する。 In the method for forming a pattern coating film of the present invention, an ink is applied by an inkjet method on a metal substrate surface-treated with the above-mentioned surface treatment agent to form a pattern coating film.
前述したように、本発明においては、かかる金属基材に上記表面処理剤を用いて表面処理を施すことで、金属基材の表面張力を調整することができる。具体的には、本発明においては、金属基材に対し表面処理を施すことで、その表面張力を低下させることができる。なお、通常、被塗布物である金属基材は、塗布するインキよりも高い表面エネルギー(表面張力)でなければならない。これは、被塗布物である金属基材が、塗布するインキよりも低い表面エネルギー(表面張力)を有すると、はじきや未着が激しく発生して、塗膜として成り立たなくなるからである。しかし、即硬化型のインクジェットにおいては、常識を覆し、金属基材の表面エネルギーが塗布するインキよりもある程度低い値であっても、良好な結果となることが判った。 As described above, in the present invention, the surface tension of the metal base material can be adjusted by subjecting the metal base material to a surface treatment using the above-mentioned surface treatment agent. Specifically, in the present invention, the surface tension of a metal base material can be reduced by subjecting it to a surface treatment. Normally, the metal substrate to be coated must have a higher surface energy (surface tension) than the ink to be coated. This is because if the metal base material to be coated has a lower surface energy (surface tension) than the ink to be coated, repelling and non-adhesion are violently generated, and the coating film cannot be formed. However, in the case of the immediate curing type inkjet, it was found that even if the surface energy of the metal substrate is lower than that of the ink to be applied to some extent, good results are obtained.
本発明においては、具体的には例えば、金属基材の濡れ指数とインキの表面張力との差を、+2以下とすることができ、好適には−13以上+2以下、より好適には−12以上+2以下とする。ここで、本発明において、金属基材の濡れ指数とインキの表面張力との差とは、金属基材の濡れ指数(表面張力(単位:mN/m)と同値)から、インキの表面張力(単位:mN/m)を引いた値である。金属基材の濡れ指数とインキの表面張力との差が+2以下であると、ラインおよび文字共により鮮明になる点で好ましい。なお、金属基材の表面張力を調整するのは、一般に、金属基材の表面張力はインキと比較して大きすぎるため、インキの表面張力を調整して金属基材に近づけることは困難であるためである。なお、金属基材に対する表面処理の具体的な方法としては、本発明の上記表面処理剤を用いる他、例えば、金属基材の表面に、金属表面調整剤を塗布する方法が挙げられる。 In the present invention, specifically, for example, the difference between the wetting index of the metal substrate and the surface tension of the ink can be +2 or less, preferably -13 or more and +2 or less, and more preferably -12. More than +2 or less. Here, in the present invention, the difference between the wetting index of the metal substrate and the surface tension of the ink is determined from the wetting index of the metal substrate (equivalent to the surface tension (unit: mN / m)) to the surface tension of the ink ( Unit: mN / m) is subtracted. When the difference between the wetting index of the metal base material and the surface tension of the ink is +2 or less, it is preferable in that both lines and characters become clearer. It should be noted that it is difficult to adjust the surface tension of the metal base material to bring it closer to the metal base material because the surface tension of the metal base material is generally too large as compared with the ink. Because. As a specific method of surface treatment on a metal base material, in addition to using the above-mentioned surface treatment agent of the present invention, for example, a method of applying a metal surface conditioner to the surface of a metal base material can be mentioned.
(インキ)
本発明に用いられるインキとしては、ソルダーレジストインキおよびエッチングレジストインキの少なくともいずれか1種を用いることができる。(ink)
As the ink used in the present invention, at least one of a solder resist ink and an etching resist ink can be used.
エッチングレジストインキとしては、インクジェット方式で塗布可能な程度の低粘度であって、エッチング後に剥離可能な組成物であれば使用できるが、塗布後に紫外線により硬化し、アルカリ水溶液にて剥離可能な組成物が望ましい。このような組成物は、カルボキシル基含有モノマー、単官能モノマー、多官能モノマー、光重合開始剤、および、その他任意成分の組み合わせで製造できる。 As the etching resist ink, any composition having a low viscosity that can be applied by an inkjet method and that can be peeled off after etching can be used, but a composition that is cured by ultraviolet rays after coating and can be peeled off with an alkaline aqueous solution. Is desirable. Such a composition can be produced by a combination of a carboxyl group-containing monomer, a monofunctional monomer, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, and other optional components.
カルボキシル基含有モノマーとしては、酸変性エポキシ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、マレイン酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、2−アクリロイルオキシエチルサクシネート、無水フタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物、無水ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物などが挙げられる。 Examples of the carboxyl group-containing monomer include acid-modified epoxy (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid dimer, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, silicic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Citraconic acid, mesaconic acid, β-carboxyethyl (meth) acrylate, ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate, monosuccinate [2- (meth) acryloyloxyethyl], maleate mono [2- (meth) acryloyl Oxyethyl], 2-acryloyloxyethyl succinate, a reaction product of phthalic acid anhydride and hydroxyethyl (meth) acrylate, a reaction product of hexahydrophthalic anhydride and hydroxyethyl (meth) acrylate, and the like.
単官能モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(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、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレート、γ−ブチロラクトンアクリレート、γ−ブチロラクトンメタクリレート等の(メタ)アクリレート類や、アクリロイルモルホリンなどが挙げられる。 Examples of the monofunctional monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate. , (Meta) acrylates such as hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, glycidyl methacrylate, γ-butyrolactone acrylate, γ-butyrolactone methacrylate, and acryloyl morpholine.
多官能モノマーとしては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート等のポリエチレングリコールジアクリレート、あるいは、ポリウレタンジアクリレート類およびそれ等に対応するメタアクリレート類、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールメタントリアクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エピクロルヒドリン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレンオキシド変性リン酸トリアクリレート、エピクロルヒドリン変性グリセロールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ビスフェノールフルオレンジヒドロキシアクリレート、ビスフェノールフルオレンジメタクリレートなどが挙げられる。 Examples of the polyfunctional monomer include polyethylene glycol diacrylates such as diethylene glycol diacrylates, triethylene glycol diacrylates and tetraethylene glycol diacrylates, polyurethane diacrylates and their corresponding metaacrylates, pentaerythritol triacrylates and triacrylates. Methylolpropane triacrylate, trimethylolmethane triacrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate, propylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate, epichlorohydrin-modified trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, tetramethylolmethanetetra Examples thereof include acrylate, ethylene oxide-modified phosphoric acid triacrylate, epichlorohydrin-modified glycerol triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, bisphenol full orange hydroxy acrylate, and bisphenol full orange methacrylate.
光重合開始剤としては、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;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などが挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include benzoin and benzoin alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and benzoin isopropyl ether; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-. Acetphenones such as phenylacetophenone and 1,1-dichloroacetophenone; 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-( Aminoacetophenones such as 4-morpholinophenyl) -butane-1-one, N, N-dimethylaminoacetophenone; anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone and 1-chloroanthraquinone. Thioxanthones such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone; Ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; 2,4,5-tria Lille imidazole dimer; riboflavin tetrabutyrate; thiol compounds such as 2-mercaptobenzoimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzothiazole; 2,4,6-tris-s-triazine, 2,2,2 Organic halogen compounds such as -tribromoethanol and tribromomethylphenylsulfone; benzophenones such as benzophenone and 4,4'-bisdiethylaminobenzophenone or xanthones; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and the like.
ソルダーレジストインキとしては、インクジェット方式で塗布可能な程度の低粘度であって、熱や紫外線などにより硬化可能で、硬化後に耐熱性をもつ組成物であれば使用できるが、塗布後に紫外線により硬化し、その後、熱によりさらに硬化する組成物が望ましい。このような組成物は、エッチングレジストインキに使用する各種モノマーの組み合わせに加えて、エポキシ化合物やイソシアネート化合物などの硬化剤と各種任意成分を組み合わせることで製造できる。 The solder resist ink can be used as long as it has a low viscosity that can be applied by an inkjet method, can be cured by heat or ultraviolet rays, and has heat resistance after curing, but it is cured by ultraviolet rays after application. After that, a composition that is further cured by heat is desirable. Such a composition can be produced by combining various arbitrary components with a curing agent such as an epoxy compound or an isocyanate compound in addition to a combination of various monomers used for the etching resist ink.
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(塗布用基材の調製)
下記の表1〜3に示す配合量(質量部)で、実施例1〜10および比較例1〜13の各高濃度液を作製し、水にて50倍に希釈して、表面処理剤とした。基材としては、150×90mmの大きさのFR−4銅張積層版(銅厚18μm)を用いて、スクラブ研磨にて表面を粗化し、これを23℃の各表面処理剤に60秒間浸漬して、その後、流水にて洗浄し、乾燥させて各塗布用基材とした。なお、未処理の基材の濡れ指数は、数百〜1000程度と考えられる。表面処理後の基材の濡れ指数を、下記の表4〜7に示す。(Preparation of base material for coating)
Each of the high-concentration solutions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 13 was prepared with the blending amounts (parts by mass) shown in Tables 1 to 3 below, diluted 50-fold with water, and used as a surface treatment agent. did. As a base material, a FR-4 copper-clad laminate (copper thickness 18 μm) having a size of 150 × 90 mm was used, the surface was roughened by scrub polishing, and this was immersed in each surface treatment agent at 23 ° C. for 60 seconds. Then, it was washed with running water and dried to obtain a base material for each coating. The wetting index of the untreated substrate is considered to be about several hundred to 1,000. The wettability index of the base material after the surface treatment is shown in Tables 4 to 7 below.
ここで、濡れ指数の測定は、JIS K6768に記載の方法に準拠して行い、濡れ指数30から42までは和光純薬工業社製のぬれ張力試験用混合液を使用し、濡れ指数28から29までは純水とエタノールと、場合によってはさらにフッ素系界面活性剤とを添加した混合液を使用し、BYK−GARDNER社製のダイノメーターで表面張力を測定して、調整して用いた。なお、濡れ指数の値は、表面張力(単位:mN/m)と同値である。 Here, the wetting index is measured according to the method described in JIS K6768, and the wetting index 30 to 42 is obtained by using a wet tension test mixture manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and the wetting index is 28 to 29. Up to this point, a mixed solution containing pure water, ethanol, and, in some cases, a fluorine-based surfactant was used, and the surface tension was measured and adjusted with a dynometer manufactured by BYK-GARDNER. The value of the wetting index is the same as the surface tension (unit: mN / m).
*2)ノニオン系界面活性剤2:ソルビタンモノオレート
*3)カチオン系界面活性剤1:ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド
*4)カチオン系界面活性剤2:ジオクチルジメチルアンモニウムクロライド
*5)アニオン系界面活性剤1:ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルフォスフェート
*6)アニオン系界面活性剤2:アルキル硫酸エステルトリエタノールアミン
*7)両性界面活性剤1:2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチル−イミダゾリウムベタイン
*8)両性界面活性剤2:ラウリルジメチルアミンN−オキシド
*9)脂肪酸の金属塩1:ステアリン酸カリウム
*10)脂肪酸の金属塩2:ミリスチン酸ナトリウム
(エッチングレジストインキの調製)
4−ヒドロキシブチルアクリレート20g、イソボロニルアクリレート20g、2−アクリロイルオキシエチルサクシネート30g、γ―ブチロラクトンメタクリレート15g、ペンタエリスリトールトリアクリレート5g、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シド5g、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド3g、および、アクリル重合系レベリング剤0.3gを配合、撹拌して均一化し、1μm精度の濾過を行い、BYK−GARDNER社製のダイノメーターで測定して、表面張力38mN/mのエッチングレジストインキを得た。(Preparation of etching resist ink)
4-Hydroxybutyl acrylate 20 g, isobolonyl acrylate 20 g, 2-acryloyloxyethyl succinate 30 g, γ-butyrolactone methacrylate 15 g, pentaerythritol triacrylate 5 g, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide 5 g, phenylbis ( 2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (3 g) and acrylic polymerization leveling agent (0.3 g) were mixed, stirred to homogenize, filtered with 1 μm accuracy, and measured with a dynometer manufactured by BYK-GARDNER. An etching resist ink having a surface tension of 38 mN / m was obtained.
(ソルダーレジストインキの調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート30g、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート30g、アクリル酸ブチル10g、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シド5g、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド3g、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートのトリマーをジメチルピラゾールでブロックしたブロックイソシアネート20g、および、シリコーン系レベリング剤0.01gを配合、撹拌して均一化し、1μm精度の濾過を行い、BYK−GARDNER社製のダイノメーターで測定して、表面張力27mN/mのソルダーレジストインキを得た。(Preparation of solder resist ink)
Trimethylolpropane triacrylate 30 g, 1,6-hexanediol diacrylate 30 g, butyl acrylate 10 g, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide 5 g, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide 3 g , 20 g of blocked isocyanate in which the trimmer of 1,6-hexamethylene diisocyanate is blocked with dimethylpyrazole and 0.01 g of silicone-based leveling agent are blended, stirred and homogenized, and filtered with 1 μm accuracy, manufactured by BYK-GARDNER. A solder resist ink having a surface tension of 27 mN / m was obtained by measuring with a dynometer.
(インクジェット塗布)
各塗布用基材上に、上記で調製したエッチングレジストインキおよびソルダーレジストインキを用いて、富士フィルム社製のインクジェットプリンターDimatix Materials Printer DMP−2831により、線幅200μmのラインを描画した。この際、プリントヘッドの側面にスポット型のUV照射器を取り付け、描画しながら即時に硬化を行った。(Inkjet coating)
A line having a line width of 200 μm was drawn on each coating substrate by using the etching resist ink and the solder resist ink prepared above with an inkjet printer Dimatix Materials Printer DMP-2831 manufactured by FUJIFILM Corporation. At this time, a spot-type UV irradiator was attached to the side surface of the print head, and curing was performed immediately while drawing.
(ライン幅の評価)
各基材について、描画されたラインの線幅を測定し、設計値との差を算出した。エッチングレジストの結果を下記の表4,5に、ソルダーレジストの結果を下記の表6,7に、それぞれ示す。(Evaluation of line width)
For each base material, the line width of the drawn line was measured, and the difference from the design value was calculated. The results of the etching resist are shown in Tables 4 and 5 below, and the results of the solder resist are shown in Tables 6 and 7 below.
(目視評価)
描画されたラインを目視にて観察し、鮮明さを評価した。ラインが鮮明で滲みが確認されないものを○、滲みが見られラインが太く見えるものを×とした。エッチングレジストの結果を下記の表4,5に、ソルダーレジストの結果を下記の表6,7に、それぞれ示す。(Visual evaluation)
The drawn lines were visually observed and the sharpness was evaluated. Those with clear lines and no bleeding were marked with ◯, and those with bleeding and thick lines were marked with x. The results of the etching resist are shown in Tables 4 and 5 below, and the results of the solder resist are shown in Tables 6 and 7 below.
(剥離性)
エッチングレジストを塗布した基材について、塩化第二鉄系のエッチング液でレジストがパターニングされていない部分の銅箔をエッチングした後、40℃の3%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、剥離時間を観察した。30秒以内で剥離できたものを○、45秒以内で剥離できたものを△、それ以上時間がかかったものを×とした。結果を、下記の表4,5に示す。(Removability)
For the base material coated with the etching resist, the copper foil in the portion where the resist is not patterned is etched with a ferric chloride-based etching solution, and then immersed in a 3% sodium hydroxide aqueous solution at 40 ° C. to allow a peeling time. Observed. Those that could be peeled off within 30 seconds were marked with ◯, those that could be peeled off within 45 seconds were marked with Δ, and those that took longer than that were marked with x. The results are shown in Tables 4 and 5 below.
上記表中に示す各実施例の結果から、リン酸と界面活性剤とを併用した組成物を表面処理剤として用いることで、設計値との線幅の差が20〜30μm程度であって、滲みのない高精細なパターンが得られており、さらに、エッチングレジストに関しては、剥離性が向上していることがわかる。また、実施例では、銅基材の濡れ指数とインキの表面張力との差が−10〜+2であって、ラインが鮮明で滲みが確認されないことがわかる。 From the results of each example shown in the above table, by using a composition in which phosphoric acid and a surfactant are used in combination as a surface treatment agent, the difference in line width from the design value is about 20 to 30 μm. It can be seen that a high-definition pattern without bleeding is obtained, and that the etching resist has improved peelability. Further, in the examples, it can be seen that the difference between the wetting index of the copper substrate and the surface tension of the ink is −10 to +2, and the lines are clear and no bleeding is confirmed.
これに対し、界面活性剤を含みリン酸を含まない組成物を用いて前処理を行った比較例1〜8や、リン酸と脂肪酸の金属塩とを含む組成物を用いて前処理を行った比較例9,10、界面活性剤と、リン酸に代えて濃硫酸または濃塩酸とを含む組成物を用いて前処理を行った比較例11,12、リン酸を含み界面活性剤を含まない組成物を用いて前処理を行った比較例13では、いずれも設計値との線幅の差が100μmを超えており、目視で滲みが見られ、さらに、エッチングレジストの剥離に時間が掛かった。また、比較例では、いずれも銅基材の濡れ指数とインキの表面張力との差が+3以上であり、目視で滲みが見られた。 On the other hand, Comparative Examples 1 to 8 in which the pretreatment was performed using a composition containing a surfactant and not containing phosphoric acid, and the pretreatment was performed using a composition containing phosphoric acid and a metal salt of a fatty acid. Comparative Examples 9 and 10, pretreatment was performed using a composition containing a surfactant and concentrated sulfuric acid or concentrated hydrochloric acid instead of phosphoric acid, and Comparative Examples 11 and 12, containing phosphoric acid and containing a surfactant. In Comparative Example 13 in which the pretreatment was performed using the same composition, the difference in line width from the design value exceeded 100 μm, bleeding was visually observed, and it took time to peel off the etching resist. It was. Further, in the comparative examples, the difference between the wetting index of the copper substrate and the surface tension of the ink was +3 or more, and bleeding was visually observed.
Claims (5)
リン酸と、脂肪酸の金属塩を除く界面活性剤と、水と、を含む組成物からなり、
前記金属基材用表面処理剤を用いて表面処理した前記金属基材の濡れ指数(表面張力(単位:mN/m)と同値)から前記インキの表面張力(単位:mN/m)を引いた値が、−13以上+2以下であることを特徴とする金属基材用表面処理剤。 A surface treatment agent for a metal substrate, which is used prior to forming a pattern coating film by applying ink on a metal substrate by an inkjet method.
And phosphoric acid, Ri Do from a composition comprising a surfactant other than a metal salt of a fatty acid, and water, and
The surface tension (unit: mN / m) of the ink was subtracted from the wetting index (same value as the surface tension (unit: mN / m)) of the metal base material surface-treated with the surface treatment agent for the metal base material. A surface treatment agent for a metal substrate, characterized in that the value is -13 or more and +2 or less .
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