JPH10171107A - 感光性ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水またはアルカリ水溶液で現像可能で、しか
も長期保存安定性に優れる感光性ペースト組成物を提供
する。 【解決手段】 （１）水またはアルカリ水溶液に可溶な
高分子バインダー、（２）光重合性モノマー、（３）光
重合開始剤、（４）無機粉末、および（５）有機溶剤成
分として３−メチル−３−メトキシブタノールを含有し
てなる、感光性ペースト組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感光性ペースト組成
物に関し、特に、ＩＣ、ＬＳＩ等の製造やプラズマディ
スプレイパネル等の製造において基板上への多層化パタ
ーン形成に用いられる、水またはアルカリ可溶性で、長
期保存性に優れた感光性ペースト組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＩＣ、ＬＳＩ等のエレクトロニク
ス素子を高密度に実装して使用する多層セラミック基板
などの厚膜多層回路の製造においては、アルミナ等で形
成したセラミック基板上に、金、銀、パラジウムあるい
はこれらの合金からなる導電性物質と感光性樹脂組成物
とからなる感光性導電ペースト組成物を塗布し、露光、
現像後、焼成して所望の回路パターンを形成し、続い
て、この上にさらに、アルミナ、ガラス等の絶縁性物質
と感光性樹脂組成物を主成分とする感光性絶縁ペースト
組成物を塗布し、上記と同様にして露光、現像後、焼成
して所望の絶縁層パターンを形成し、以下同様の工程を
順次繰り返して多層回路を形成している。

【０００３】このような多層回路形成に用いられる感光
性ペースト組成物としては、例えば特開昭６１−１５８
８６１号公報に記載のように、特定の粒径を有するセラ
ミック粒子、特定の粒径を有する塩基性無機粉末、光硬
化可能な単量体、有機バインダー、光重合開始剤、およ
び有機媒体からなる感光性セラミック被覆組成物等が挙
げられる。さらに、近年、環境などへの配慮から、水ま
たはアルカリ水溶液で現像可能であることが望まれ、例
えば特開平２−２５８４７号公報に示されるように、有
機バインダー中にカルボキシル基を導入したものや、変
性セルロース樹脂を導入したものが提案されている。

【０００４】しかしながら、このような水またはアルカ
リ水溶液現像型の感光性ペースト組成物においては、該
ペースト組成物に配合する無機粉末として、例えばＰｂ
Ｏ−ＳｉＯ₂系、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系、ＺｎＯ−
ＳｉＯ₂系、ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系、ＢｉＯ−Ｓｉ
Ｏ₂系、ＢｉＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系ガラスやＺｎＯ：Ｚ
ｎ系蛍光体のような塩基性の無機粉末を混合すると、塩
基性無機粉末表面に存在する金属イオンと高分子バイン
ダーが反応を起こし、感光性ペースト組成物の粘度が変
化し、短時間でゲル化を生じ、保存安定性に劣るという
問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、環境への配慮から水またはアルカ
リ水溶液で現像可能で、しかも長期保存安定性に優れる
感光性ペースト組成物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、塩基性無機粉
末を含む、水またはアルカリ可溶型の感光性ペースト組
成物に、有機溶剤成分として特定の化合物を含有させる
ことにより保存安定性を大幅に向上させることができる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明は、（１）水またはアルカ
リ水溶液に可溶な高分子バインダー、（２）光重合性モ
ノマー、（３）光重合開始剤、（４）無機粉末、および
（５）有機溶剤成分として３−メチル−３−メトキシブ
タノールを含有してなる感光性ペースト組成物に関す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【０００９】本発明に用いられる水またはアルカリ水溶
液に可溶な高分子バインダーとしては、セルロース、ヒ
ドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセ
ルロース、カルボキシエチルメチルセルロース等のセル
ロース誘導体や；アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、シアノケイ皮酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸などのカルボキシル基を有するモノマー
と、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、２−ヒドロキシメチル
アクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、フ
マル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアクリレート、エチレングリ
コールモノメチルエーテルメタクリレート、エチレング
リコールモノエチルエーテルアクリレート、エチレング
リコールモノエチルエーテルメタクリレート、グリセロ
ール（モノ）アクリレート、グリセロール（モノ）メタ
クリレート、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソブチルア
クリレート、イソブチルメタクリレート、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート等
のモノマーとが共重合したアルカリ可溶性アクリル重合
体等が挙げられる。アルカリ可溶性アクリル重合体を用
いる場合、酸価は２０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ程度が好
ましく、より好ましくは５０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ程
度である。酸価が低すぎるとアルカリ水溶液での現像が
困難となり、一方、酸価が高すぎると塗膜性や分散性が
悪くなる。

【００１０】この水またはアルカリ水溶液に可溶な高分
子バインダーは、重量平均分子量１，０００〜２００，
０００程度のものが好ましく、より好ましくは５，００
０〜１５０，０００程度である。重量平均分子量が低す
ぎると基板への密着性が低下し、また無機粉末の保持性
が低下するので好ましくなく、一方、高すぎると現像時
間が長時間となるか、あるいは現像不能となることがあ
るため好ましくない。

【００１１】本発明に用いられる光重合性モノマーとし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン
酸、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル
アクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル
メタクリレート、エチレングリコールモノエチルエーテ
ルアクリレート、エチレングリコールモノエチルエーテ
ルメタクリレート、グリセロールアクリレート、グリセ
ロールメタクリレート、アクリル酸アミド、メタクリル
酸アミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メ
チルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアク
リレート、エチルメタクリレート、イソブチルアクリレ
ート、イソブチルメタクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ベ
ンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート等の単官
能モノマー；エチレングリコールジアクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコ
ールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタク
リレート、テトラ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メタクリレート、ブチレン
グリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジ
アクリレート、プロピレングリコールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロー
ルプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロ
パンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレー
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、ジペンタエリス
リトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトール
ペンタメタクリレート、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ヘキサメタクリ
レート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、
１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、カルドエ
ポキシジアクリレート等の多官能モノマーを使用するこ
とができる。

【００１２】光重合性モノマーは、水またはアルカリ水
溶液に可溶な高分子バインダー１００重量部に対して５
〜２００重量部の範囲で配合するのが好ましく、より好
ましくは１０〜１５０重量部である。

【００１３】本発明で用いられる光重合開始剤として
は、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、
２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−
オン、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、２−ヒドロキシ−２−メチル
−１−フェニルプロパン−１−オン、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、１−
［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒ
ドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、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−ジメチルチオキサントン、３，３−ジメチ
ル−４−メトキシベンゾフェノン、ベンゾフェノン、１
−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、１−（４−
イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチル
プロパン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−
２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−
ベンゾイル−４’−メチルジメチルスルフィド、４−ジ
メチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸メ
チル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチ
ルアミノ安息香酸ブチル、４−ジメチルアミノ安息香酸
−２−エチルヘキシル、４−ジメチルアミノ安息香酸−
２−イソアミル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、
ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエ
チルアセタール、１−フェニル−１，２−プロパンジオ
ン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、ｏ−ベ
ンゾイル安息香酸メチル、ビス（４−ジメチルアミノフ
ェニル）ケトン、４，４’−ビスジエチルアミノベンゾ
フェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、ベンジ
ル、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、
ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチ
ルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ｐ−ジメチル
アミノアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロ
ロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセ
トフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサント
ン、２−イソプロピルチオキサントン、ジベンゾスベロ
ン、α，α−ジクロロ−４−フェノキシアセトフェノ
ン、ペンチル−４−ジメチルアミノベンゾエート等を挙
げることができる。

【００１４】光重合開始剤は、光重合性モノマー１００
重量部に対し１〜７０重量部の範囲で配合するのが好ま
しく、より好ましくは５〜５０重量部である。

【００１５】本発明で用いられる無機粉末としては、Ｐ
ｂＯ−ＳｉＯ₂系、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系、ＺｎＯ
−ＳｉＯ₂系、ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系、ＢｉＯ−Ｓ
ｉＯ₂系、ＢｉＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のホウ珪酸鉛ガラ
ス、ホウ珪酸亜鉛ガラス、ホウ珪酸ビスマスガラス等の
ガラス粉末や、酸化コバルト、酸化鉄、酸化クロム、酸
化ニッケル、酸化銅、酸化マンガン、酸化ネオジウム、
酸化バナジウム、酸化セリウムチペークイエロー、酸化
カドミウム、アルミナ、シリカ、マグネシア、スピネル
などＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ等
の各酸化物、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ₃（ＰＯ₄）₂：Ｍｎ、
Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ、ＢａＭｇＡｌ14
Ｏ₂₃：Ｅｕ、ＺｎＳ：（Ａｇ，Ｃｄ）、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、
Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｅｕ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｅｕ、ＹＢＯ₃：Ｅ
ｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、ＧｄＢＯ₃：Ｅｕ、Ｓｃ
ＢＯ₃：Ｅｕ、ＬｕＢＯ₃：Ｅｕ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、
ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ、ＳｒＡｌ₁₃Ｏ₁₉：Ｍｎ、ＣａＡ
ｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ、ＹＢＯ₃：Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ
₁₄Ｏ₂₃：Ｍｎ、ＬｕＢＯ₃：Ｔｂ、ＧｄＢＯ₃：Ｔｂ、Ｓ
ｃＢＯ₃：Ｔｂ、Ｓｒ₆Ｓｉ₃Ｏ₃Ｃｌ₄：Ｅｕ、ＺｎＳ：
（Ｃｕ，Ａｌ）、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｚｎ
Ｓ：Ｚｎ、（Ｙ，Ｃｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ₁₂
Ｏ₂₃：Ｅｕ等の蛍光体粉末、鉄、ニッケル、銅、アルミ
ニウム、銀、金等の金属粉末などが一例として挙げられ
る。

【００１６】無機粉末は、水またはアルカリ水溶液に可
溶な高分子バインダー、光重合性モノマー、および光重
合開始剤の総和１００重量部に対し５０〜１００００重
量部の範囲で配合するのが好ましく、より好ましくは２
００〜３０００重量部である。

【００１７】本発明では、有機溶剤成分として３−メチ
ル−３−メトキシブタノールを用いるところに特徴があ
る。有機溶剤成分として３−メチル−３−メトキシブタ
ノールを用いることにより、無機粉末表面に存在する金
属イオンと水またはアルカリ水溶液に可溶な高分子バイ
ンダーとの反応を未然に防ぐことができ、感光性ペース
ト組成物の粘度変化やゲル化を生ずることなく長期保存
安定性を確保することができる。

【００１８】３−メチル−３−メトキシブタノールは、
前記水またはアルカリ水溶液に可溶な高分子バインダ
ー、光重合性モノマー、光重合開始剤、および無機粉末
の総和１００重量部に対し５〜５００重量部の範囲で配
合するのが好ましく、より好ましくは１０〜３００重量
部である。５重量部未満では粘度が高すぎ、均一に混合
することや塗布が困難となり、一方、５００重量部を超
えると粘度が低下し、実用に適さない。

【００１９】本発明において、上記３−メチル−３−メ
トキシブタノールを、有機溶剤１００重量部中に８５重
量部以上含むのが好ましい。本発明では、有機溶剤１０
０重量部中１５重量部を超えない範囲で、乾燥度調整な
どの目的のために、必要に応じてケトン類、酢酸エステ
ル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルエス
テル類、石油系溶剤など、感光性ペースト組成物の有機
溶剤として通常用いられている成分を適宜加えることが
できる。これら成分としては、具体的には、ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼン、トル
エン、キシレン、ベンジルアルコール、メチルエチルケ
トン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキ
サノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテル、プロピレンブリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート、メチルプロピオネ
ート、エチルプロピオネート、安息香酸メチル、安息香
酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、メチル
ブチレート、エチルブチレート、プロピルブチレート等
が挙げられる。

【００２０】本発明の感光性ペースト組成物には、さら
に必要に応じて、染料、重合禁止剤、絶縁抵抗値調整の
ためのカーボンや金属粒子などの導電性物質、カチオン
系、アニオン系または両性界面活性剤等も適宜、添加す
ることができる。

【００２１】次に、本発明の感光性ペースト組成物の具
体的な使用方法について説明する。

【００２２】まず、基板上に、本発明の感光性ペースト
組成物をスクリーン印刷、バーコータ等を用いて、乾燥
膜厚が１０〜３００μｍ程度となるように塗布する。３
００μｍを超える膜厚を得る場合には複数回塗布を繰り
返す。粘度は１〜３０００Ｐの範囲で用いられることが
好ましく、特に好ましくは５〜１５００Ｐである。塗布
後、７０〜９０℃で１５〜３０分乾燥する。

【００２３】次いで、所望のパターンを備えたネガマス
クを介して、上記感光性ペースト層を選択的に露光す
る。露光は、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、
ケミカルランブ、エキシマレーザー発生装置などを用い
て、活性光線を照射する。露光量は、超高圧水銀灯やケ
ミカルランプを用いた場合２０〜１０００ｍＪ／ｃｍ²
程度が好ましい。

【００２４】露光後、現像液に浸漬して現像することに
より、感光性樹ペースト層の紫外線未露光部が除去さ
れ、露光部の樹脂層のみが残留し、マスクパターンに忠
実なネガ型感光性ペースト層パターンを得ることができ
る。この現像に用いる現像液としては、汎用のアルカリ
現像液を用いることができる。具体的にはリチウム、ナ
トリウム、カリウム等アルカリ金属の水酸化物、炭酸
塩、重炭酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩；ベンジルアミ
ン、ブチルアミン等の第１級アミン；ジメチルアミン、
ジベンジルアミン、ジエタノールアミン等の第２級アミ
ン；トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノ
ールアミン等の第３級アミン；モルホリン、ピペラジ
ン、ピリジン等の環状アミン；エチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン等のポリアミン；テトラエチルアン
モニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウ
ムヒドロキシド、トリメチルフェニルベンジルアンモニ
ウムヒドロキシド等のアンモニウムヒドロキシド類；ト
リメチルスルホニウムヒドロキシド、ジエチルメチルス
ルホニウムヒドロキシド、ジメチルベンジルスルホニウ
ムヒドロキシド等のスルホニウムヒドロキシド類；その
他コリン、ケイ酸塩含有緩衝液等の１〜１０重量％水溶
液が用いられる。

【００２５】次いで、このネガ型感光性ペースト層パタ
ーンを乾燥した後、焼成炉中で徐々に温度を上げながら
焼成する。この過程で水またはアルカリ水溶液に可溶な
高分子バインダー、光重合性モノマー、および光重合開
始剤は熱分解除去される。焼成温度は使用する塩基性無
機粉末の種類によっても異なるが、およその目安として
は、最高温度が４００〜１８００℃程度の範囲で行うの
が適当である。

【００２６】焼成後、このパターン上にさらに導電性パ
ターン、絶縁パターン等を同様にして形成し、多層配線
パターンを得ることができる。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれによってなんら限定されるものでな
い。

【００２８】（実施例１〜２、比較例１〜２）カルボキ
シメチルセルロース（重量平均分子量１００，０００）
１０重量部、テトラエチレングリコールジアクリレート
１０重量部、ジエチルチオキサントン２重量部、メチル
ヒドロキノン０．１重量部、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ（平均粒
径３．０μｍ）２００重量部、および下記表１に示す各
組成の有機溶剤１００重量部を加え、３本ロールミルに
て混練し、感光性ペースト組成物を調製した。

【００２９】

【表１】 〔保存安定性〕上記実施例１〜２、比較例１〜２の感光
性ペースト組成物について、それぞれ１カ月、３カ月、
６カ月室温にて放置した後、ゲル化の有無について観察
し、下記基準により評価した。 （評価基準） ○： 感光性ペースト組成物の粘度増加やゲル化がみら
れなかった △： 感光性ペースト組成物の粘度増加がみられたが、
使用可能であった ×： 感光性ペースト組成物のゲル化がみられ、使用に
適さなかった

【００３０】

【発明の効果】本発明の感光性ペースト組成物は、長期
保存安定性に優れるので、ＩＣ、ＬＳＩ等のエレクトロ
ニクス素子などを高密度に実装して使用する多層セラミ
ック基板の厚膜多層化技術に使用される絶縁性セラミッ
ク層パターン形成や、インクジェット型プリンターのイ
ンクノズル、蛍光表示管、プラズマディスプレイパネル
等の絶縁層、導電層、蛍光体の各パターン作成などに好
適に用いられ、これら製品の品質向上を図ることができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）水またはアルカリ水溶液に可溶な
   高分子バインダー、（２）光重合性モノマー、（３）光
   重合開始剤、（４）無機粉末、および（５）有機溶剤と
   して３−メチル−３−メトキシブタノールを含有してな
   る、感光性ペースト組成物。
2. 【請求項２】 ３−メチル−３−メトキシブタノールを
   有機溶剤１００重量部中に８５重量部以上含む、請求項
   １記載の感光性ペースト組成物。
3. 【請求項３】 ３−メチル−３−メトキシブタノールを
   無機粉末１００重量部に対して８〜５００重量部の範囲
   で配合してなる、請求項１または２記載の感光性ペース
   ト組成物。