Фотополимеризующаяся композиция Советский патент 1982 года по МПК G03C1/68 

1

Изобретение относится к фотопсши- меризующимся композициям, которые могут быть использованы в фотолитографических процессах, например, в микроэлектронике, а также при изготовлении УФ-отверждаемых печатных красок в полиграфии.

Известна фотополимеризукмцаяся композиция Cl, включащая пленкообразующий компонент и фотоинициатор, .представляющий собой смесь эфиров бензоила формулы /

CeHjdcfHdeHs II

где R - а

алкокси.

Недостатком указанной композиции Недостатком является то, что она обладает неудовлетворительно низкой светочувствительностью и .низкой стабильностью при хранении.

Цель изобретения - повышение светочувствительности и стабильности композиции при хранении в темиоте.

Поставленная цель достигается тем, чтофотополимеризующаяся коклозиция, включающая пленкообразующий компонент и фотоинициатор, в качест-

ве фотоинициатора содержит соединение общей формулы

Г

кГ и Г т

Чс-с-л

I .I Jn

(i)

Rl

1 или 2;

где

S C -Ct-алкил или

- ij -Vj/-аллил илп

СНпСНоСОО-С -С4-аЛКИЛ}

R-как Ri или вместе с К С.-Сс-алкилен,

-фённл, тетрагидронафтил или моно- или дизамещеиный на хлор, бром C-j-C -алкил

С -Сл-алкилС -Сд-алкокси,

тио, фенокси, если п-1, и R - фенилен-О-фенилен или , фенилен-5-фенилен, если п-2:, Х - ,

R и R| - С -С -алкил или R и i R вместе с атомом азота образуют пиперидиновоё или , морфолиновое кольцоJ R - водород, С -С -алкил,

Са-С--алкоксиалкил, Cj-Cj-алкенил

и дополнительно сшивающий ;ди- или триакрилат при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Пленкообразующий компонент . 55-90 Ди- или триакрилат10-30

Фотоинициатор указанной формулы0,5-10

С целью получения окрагиенных изобажений композиция может дополниельно, содержать 20 вес.ч. пигмена и/или 0,5 вес.ч. вcпo югaтeльнoгo редства, способствующего разливу.

В качестве фотоинициаторов струкурной формулы I могут быть использованы соединения, структурные Форулы и физические свойства которых приведены в табл. 1.

Пример 1.С помощью прибоа для нанесения пленок на стеклянные пластины наносят пленки толщиной 40 мк из смеси смол, состоящей из 80 ч. Plex 6616 (акрилатная смола фирмы Rohm, Darmstadt) , 20 ч триметилпропан-три-акрилата и 2 ч фотоинициатора. Пленки обдувают в течение примерно 20 с воздухом, а затем облучают под ртутной лампой среднего давления ( Hanovia, прибор 45080). При этом образцы перемешивают под ультрафиолетовой лампой на ленте транспортера с такой скоростью, чтобы эффективное время облучения за один проход ставляло 0,16 с.

В табл. 2 приведено число проходов CR) необходимое для получения твердых, не клеящихся пленок, величины твердости пленок после различного количества проходов, измеренные по Кенигу с помощью маятникового прибора, а также приведена стабильность смеси смолы с фотоинициатором при хранении ее в темноте при .

Пример 2. На стеклянные пластины наносят пленки толщиной 30 мк из смеси смол, состоящей из, 60 ч Uvimcr DV-530 (уретанакрилата фирмы Polychrom), 3 ч, гександиолдиакрилата и 3 ч. фотоинициатора. Пленки освещают так же, как и в примере 1. Результаты приведены в табл. 3.

Пример 3.2% фотоинициатора растворяют в ненасыщенной полиэфирной смоле (Crystic РКЕ 306, фирма Maeder, Killwangen, Швейцария). Эту смесь наносят на стеклянные пластинки в виде пленок толщиной 60 мк, 1 оторые затем освещают так же, как а в примере 1. Б табл. 4 приведены данные по числу проходов пластин через прибор для облучения, необходимых дзтя получения прочных к стиранию пленок, а также по твердости по маятниковому прибору в зависимости от числа проходов.

Пример 4. Смесь смол, состоящую из 90 ч. Zaromer ZR 8496 (акрилатная сглола BASF, ФРГ), 10 ч. гександиолдиакрилата/ 0,5 ч. ВуК 300 (средство,способствующее разлизу,фирмы HyK-Mallinckrodt, ФРГ) и 3 ч фотоинициатора для отверждения в атмосфере воздуха, соответственно 0,5 ч. фотоинициатора для отверждения в атмосфере азота, с помощью спирали толщиной 15/х- электромоторным способом наносят на куски картона. После непродолжительной выдержки на воздухе проводят отвергление с помощью ультрафиолетового прибора (модель PPG/Q, С-процессор) с ультраФиолетовой лампой мощностью 80 Вт/см. В табл. 5 приведены максимальные скорости транспортировки в м/мин, при которых в атмосфере воздуха или соответственно азота получаются неклейкие пленки.

Пример 5. На стеклянные пластины с помощью аппарата для наклейки наносят слой смеси смол толщиной 30-40 мк,состоящей из70 ч. Еleery1 (полиэфиракрилат фирмы иСВ, Бельгия), 30 ч. триметилолпропантри крилата, 0,5 ч. ВуК (сред-, ство, способствующее разливу, фирмы ByK-Mallinckrodt, ФРГ) и, 3 ч. фотоинициатора. После непродолжительной выдержки на воздухе проводят отверждение с помощью ультрафиолетового прибора (модель PPG/Q, С-процессор) с ультрафиолетовой лампой мощностью 80 Вт/см. После отверждения пластины выдерживают в течение получаса

5 в нормальных климатических условиях, а затем определяют твердость по маят никовому прибору по Кенигу. В табл,6 приведены измеренные значения твер- I дости в зависимости от скорости

0 транспортировки пластин под лампой.

Пример 6. Синюю печатную краску получают следующим образом. Берут 55 вес.ч. сеталина АР 560

5 (Setalin - акрилатная смола фирмы Synthese, Голландия), 17 вес.ч. 4,4-ди(р-акрилоилоксиэтокси)-дифенил-пропана-2,2 (Ebecryl 150), 20 вес.ч. Ingalith GLSM (синий пиг (менТ фирмы Циба Гейги, Базель), 4 вес.ч. N-метил-диэтаноламина и 4 вес.ч. соединения 8 о) в качестве фотоинициатора.

Сначала измельчают Setalin и Irgalith в шаровой мельнице с получения густотертой краски. N-метил-диэтаноламин и фотоинициатор раст-. воряют в Ebecryl и гомогенизируют с густотзртой краской в дисковой терочной машине.

Полученной таким образом печатной краской набивают специальную бу магу с помощью пробного печатного 5 набора. Условия следуклцие: Печатная краска, Набивное давление, кгс/м 25 Скорость набивки, м/с2 Пробы облучают УФ-лучами (мощность лампы 80 Вт/см, расстояние от лам1т 11 см), время облучения варьи руют изменением скорости транспорти ровки проб. Высушивание поверхности определяоот испытёшием трения, прижи vMaH к пробе белую бумагу под давлеСоединение

Физические свойства нием 25 кгс/см2.. Если бумага остается белой, результат считается положительньлм, что имеет место на всех пробах, облученных при скорости транспортировки 75 м/мин. При использовании в качестве фотоинициатора изобутилового эфира бензоина (по прототипу), максимальная скорость транспортировки состав4 ляет не более 15 м/мин. Печатная краска с со единением За сохраняется в темноте без ухудшения свойств не менее 30 дней, а краска с изопропиловым эфиром бензоина желатин и виру ет с я в течение одних сутой. Таблица 1 IX «

кроа б т, кип.

0-№о

Kpftno 110-112 78-80°

Kpg 120° т. кип.

Маслянистая жидкость

150

Кро , 1 т, кип.

КРОИ °

т.кип.

КРО,. 130 т.кип.

о СНз

е-1-он.

Кр,,, 130 т.кип.

f- II I Т.хип.

5

Vd---|ОН воскообразный

HO-Mii

СНз

Продолжение табл. 1

Т. кип.

Т.кип. ISQ

о ЙН / продукт

toj

о dHs

18

йн.

dH, о

1 5 II

Т.пл. 141-143°

ciH.3

ЙНз

н,е Hjd

Продолжение табл. 1

О-н

т.кип,

i

е-|-/))

Т,пл. 110-112 енз

Т.пл. 34 Т.кип. 150

Т. кип. 150

Т,Ш1. 68-71 Т.кип. 210°

Маслянистая жидкость

Маслянистая жидкость

Маслянистая жидкость

Маслянистая жидкость

Т.ш. 38-41 2-Фенил-ди-метокси112 (б) -ацетофенон (сравнение) б П-Метил- oL/ oL-диморфолиноацетофенон (сравнение)8 92 .(8) oL / о1 -Диморфолино84 (17) ацетофенон (сравнение) 17

Фотоинициатор

1 2

Диэтоксиаг.етофекон (сравнение)

трет-Бутиловый эфир бензоина (прототип)

2-Фенилдиметоксиацетофенон (сравнение)

Т а б Л и ц а

3D

5 -1 1

Таблица 3

Твердость по маятниковому прибору по Кенигу в зависимости от числа проходов (D)

129(3)

157(3)

156(10)

136(12)

155(8) 121 (8) 130 (10) 100 (10) 109 (12) 98 (19)

Таблица 5 Таблица б

Таблица 4

Продолжение табл. б 5Q гг Формула изобретения 1. Фотополимеризующаяся композиция, включающая пленкообразующий компонент и фотоинициатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения светочувствительности и стабильности композиции при хранении в темноте, в качестве фотоинициатора она содержит соединение общей форглулыО :R i ffc-V L 4гг -J/7 где п - 1 или 2 ; R - фенил, тетрагидронафтил, или МОНО-, или дизамещенный на хлор, бром С,-С4.-алккл,, С)-С -алкокси, С -С -алкилтио, фенокси, если h-1, R3 - фенилер-О-фенилен и фенилен-5-фенилен, если X - , OR R - (,-алкил или СН,СНаСОО-С -С4-алкил gi - как R или вместе с R С4-С5-алкилен/„R и R5 - С.,-С4-апкил или R R вместе с атомом азота разуют пиперидиновое или морфолиновое кольцо} R - водррод, С;,-С(,-алкил, С -алкоксиалкил, СуС -алкен и дополнительно сдаивающий агент ди или триакрилат при следующем отношении котлпоиентов, вес.ч.: Пленкообразу щий ко1«1онент Дй- 0ЛИ три крилатФотоинициатрр указанной фор--,- , о:,5-го мули 2. Композиция пр П.1, о т л и ч а ю ад а я q -- T6W7 4Tt);,С йелью ijc i iettH«-окрашенных изображеннй, она дополнительно содержит 20 вес пигмента и/нли 0,5 . вспомог тельного средства, способствукщвг разливу. 16 по признакам: при R - ,-алкил или СН,2 СНг СОО-С-1-С4-алкил; R - как R или вместе с R - Сд -Су-алкилен/ R -фенил или моно- или дизамещенный на хлор, бром .-с1лкил, -сШКОКСИ, С -С -с1ЛКИЛтио, если п-1, и R фенилен-О-фенилен или фенилеи-5-Ленилен, если п-2, X - , R и R - С -С -алкил или R и R вместе с атомом азота образуют пиперидиновое или морфолиновое кольцо, R - водород или (j-алкил, С -С -алкоксиалкил, С5-С5-алкенил. при R - замещенный феноксипрн R - тетрагидронафтил, если п-1. чники инфО1жации, внимание Дри -экспертизе ФРГ 2107934, 4, опублик. 1971.