DE2450380A1

DE2450380A1 - Mit einem fotolack ueberzogenes substrat und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2450380A1
Application number: DE19742450380
Authority: DE
Inventors: Carl W Christensen; Michael Gulla; Michael J Oddi
Original assignee: Shipley Co Inc
Current assignee: Shipley Co Inc
Priority date: 1973-10-25
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1975-05-07
Also published as: FR2249364A1; SE422631B; ES431310A1; AU7446074A; ZA746683B; JPS5529426B2; GB1493834A; GB1493833A; ES448212A1; SE7412818L; FR2249364B1; BR7408768D0; DE2450380C2; AU466665B2; JPS5072704A; CA1051707A; BE821421A; IT1025144B; NL7413916A

Description

2300 Viashington Street
Newton, Massachusetts/V.St.A,

Unser Zeichen: S 2816

Mit einem Fotolack überzogenes Substrat und Verfahren zu

seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fotolacke und insbesondere lichtempfindliche Überzüge für Jubstrate, z.B. die Ausgangsstoffe für Schalttafeln, wie sie zur Herstellung gedruckter Schaltungen und dergl. verwendet werden.

Stand der Technik

Lichtempfindliche Ätzschutzschichten oder Fotolacke sind Überzüge, die bei Bestrahlung mit aktinischer Strahlung bezüglich ihres Löslichkeitsverhaltens gegenüber bestimmten Lösungsmitteln oder Entwicklern chemisch verändert werden. Zwei Arten stehen zur Verfügung und zwar negativ reagierende und positiv reagierende Fotolacke. Vor der Belichtung sind

Dr.Ha/Mk

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die negativ reagierenden Fotolacke in Entwickler löslich, verändern sich jedoch bei der Belichtung so, daß sie in diesem Entwickler unlöslich werden. Die Belichtung erfolgt durch einen ein Muster aufweisenden Film und der unbelichtete Fotolack wird selektiv gelöst, erweicht oder weggewaschen, wobei das gewünschte Fotolackmuster auf einem Substrat zurückbleibt. Positiv reagierende Fotolacke verhalten sich entgegengesetzt, indem der Lack bei Belichtung in einem Entwickler löslich wird. Das Lackmuster, das nach der Entwicklung (und in einigen Fällen nach einem Nacherhitzen) zurückbleibt, ist unlöslich und chemisch beständig gegen die bei den hier in Frage stehenden Verfahren zur Anwendung kommenden Reinigungs- Plattierung- und Ätzlösungen.

Verfahren, bei denen ein Überzug aus Fotolack gebildet wird, z.B. zur Herstellung gedruckter Schaltbretter, Fotolithographien, Namensschildern und dergleichen, sind bekannt. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schalttafel wird eine mit einer Metallverkleidung versehene Tafel mit einem Fotolack überzogen und dieser Fotolack wird dann durch ein Positiv oder Negativ des gewünschten Bilds belichtet. Die belichteten Stellen des Lacks werden durch die Belichtung löslich gemacht und dann mit einem Entwickler ausgewaschen, so daß die darunter befindliche Metallschicht freigelegt wird. Ein Ätzmittel, für welches der Fotolack undurchlässig ist, kann zum Wegätzen des freigelegten Metalls verwendet werden oder es kann eine selektive Plattierung oder ein anderes Verfahren durchgeführt werden, bei welchem sich eine Schicht in dem gewünschten Bildmuster bildet. Der verbliebene Fotolack kann gegebenenfalls dann entfernt werden oder verbleiben.

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Ein Verfahren bei der Herstellung gedruckter Schalttafeln ist die Anbringung und die Plattierung von Durchbohrungen. Diese Durchbohrungen verlaufen zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Basistafel und dienen der Bildung elektrischer Verbindungen zwischen diesen Seiten. In typischer Weise können sie zuerst katalysiert und dann mit einer chemischen Lösung stromlos metallisiert werden.

Der für die obigen Verfahren erforderliche Überzug aus Fotolack wurde bisher auf die Oberfläche eines Basismaterials in flüssiger Form aufgebracht, und zwar mit Gummiwalzen,Rollen oder dergleichen, durch Tauchen, Sprühen oder Aufstreichen oder dergleichen, wobei sich eine flüssige Fotolackschicht auf dem Basismaterial bildete. Die Flüssigkeit erstarrte beim Trocknen und bildete die Schicht. Diese"Methode der Flüssigkeitsaufbringung besitzt viele Nachteile. Beispielsweise wird der Fotolack in flüssiger Form häufig in die Durchbohrungen gedrückt, wo er (a) nicht ausreichend belichtet wird, um löslich zu werden oder (b) nicht in ° annehmbarer Zeit gelöst werden kann. Ih jedem Falle verhindert die Anwesenheit von Restbeständen an Fotolack in den Durchbohrungen deren Kupferplattierung.

Ein Verstopfen der Durchbohrungen wird durch das Verfahren nach der US-PS 3 469 982 vermieden, auf welche hier Bezug genommen wird; dort wird zuerst ein Fotolack auf einen Unterlagsfilm aufgebracht und dann getrocknet. Währenddem er sich noch auf dieser Unterlage befindet, wird der Film dann mittels Wärme und/oder Druck mit einem Substrat verhaftet. Die Unterlage kann durchsichtig sein und der Film kann dann durch diesen Unterlagsfilm belichtet werden. Vor Entwicklung des Fotolacks wird die Unterlage zugeschnitten und von der Fotolackschicht abgezogen. Obwohl diese Methode

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einige der vorstehend aufgezählten Probleme, z.B. das Verstopfen der Durchbohrungen, löst, ist sie doch wegen der Herstellungskosten des Films extrem teuer.

Die vorliegende Erfindung schafft eine billige Möglichkeit zur Überwindung der vorstehend aufgezeigten Schwierigkeiten, indem erfindungsgemäß eine nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht unterhalb einer Fotolackschicht zwischen der Fotolackschicht und einem Substrat vorgesehen wird. Unter nicht-lichtempfindlicher Ätzschutzschicht ist eine Schicht zwischen dem Substrat und einer Fotolackschicht zu verstehen, die entweder allein oder Kombination mit der Fotolackschicht eine Schutzschicht bildet, selbst jedoch nicht lichtempfindlich genug ist, um nach einer Belichtung entwickelt werden zu können. Die nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht ist für die Festlegung des gewünschten Musters von der Entwicklung der darüber befindlichen Fotolackschicht abhängig und geht selbst keine fotochemische Reaktion ein. Die Belichtung der Fotolackschicht und die folgende Entwicklung des Fotolacks und der nicht-lichtempfindlichen Schutzschichten ergibt in der Tat eine Schutzschablone auf dem Substrat. Vorzugsweise ist die nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht durch den für die Fotolackschicht verwendeten Entwickler entwickelbar.

Obwohl zu erwarten wäre, daß die Verwendung einer in einem Entwickler löslichen Schicht unterhalb der Fotolackschicht ein Abheben der letzteren oder mindestens eine starke Unterhöhlung während der Entwicklung bewirken würde, hat sich doch überraschend gezeigt, daß die Eigenschaften der nicht-lichtempfindlichen Schutzschicht so geregelt werden können, daß selbst bei 1 Mil dicken oder dickeren

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nicht-lichtempfindlichen Schichten nur eine minimale Unterhöhlung auftritt. Tatsächlich erzielte man eine extrem feine Auflösung "bei Verwendung von sehr dünnen Schichten aus FoiöLack über nicht-lichtempfindlichen Ätzschutzschichten, die über T Mil dick waren. Eine solche Auflösung kann durch geeignete Wahl der für den Fotolack und die nichtlichtempfindlichen Schutzschichten verwendeten Materialien ein Optimum erreichen.

Für die nicht-lichtempfindliche Schutzschicht kann auch ein Material verwendet werden, das von dem Entwickler für den Fotolack nicht entfernt wird; in diesem Falle ergeben sich dann zwei Entwicklungsstufen, nämlich die eine zur Entwicklung des Fotolacks und die andere zur Entwicklung des nicht-lichtempfindlichen Überzugs.

Die vorliegende Erfindung ergibt zahlreiche Vorteile gegenüber den bekannten Fotolacksystemen, einschließlich der aus der genannten US-PS 3 469 982 bekannten. Die nichtlichtempfindliche' Schutzschicht kann praktisch beliebig dick sein, während nur sehr dünne Fotolackschichten er-'forderlich sind. Da die Fotolackschicht selbst nicht die früher erforderliche Stärke und Festigkeit aufzuweisen braucht, muß nur eine sehr kleine Menge des lichtempfindlichen Materials verwendet v/erden. Die Kosten des Überzugfilms verringern sich dadurch, beträchtlich.

Die Verwendung dünner Fotolackschichten bewirkt eine viel schnellere Belichtung, da die Belichtungszeit eine Funktion der Fotolackdicke ist. Wegen der verhältnismässig dünnen Fotolackschicht erfolgt außerdem die Entwicklung des belichteten Elements vollständiger und.es bleibt eins viel sauberere Oberfläche auf dem Substrat zurück; da die Trennung des Fotolacks von dem Substrat durch die nicht-

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lichtempfindliche Ätzschutzschicht jede etwaige Reaktion zwischen dem Metall des Substrats und dem Fotolack verhindert .

Bisher wurden den Fotolackschichten Farbstoffe zugesetzt, um die Beobachtung der entwickelten Schichten zu erleichtern. Dieser Farbstoffzusatz hat jedoch die Belichtungsgeschwindigkeit des Fotolacks stark verringert. Bei der vorliegenden Erfindung kann der Farbstoff nun der'nichtlichtempfindlichen Ätzschutzschicht anstatt dem Fotolack zugesetzt werden, wodurch kürzere Belichtungszeiten möglich werden. Die auch bisher verwendeten Farbstoffe oder Pigmente eignen sich. Tatsächlich kann praktisch jeder Farbstoff oder jedes Pigment verwendet werden, da keine Verträglichkeit mit dem lichtempfindlichen Material der Fotolackschicht mehr erforderlich ist. Viel höhere Farbstoff- oder Pigmentkonzentrationen als bisher können gemäß der Erfindung angewendet werden.

Die nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht kann so gewählt oder so modifiziert werden, daß sie viele Eigenschaften aufweist, die in Fotolacken nicht erzielbar waren. Die Schicht kann so beständiger gegenüber Ätzmitteln, Reinigungslösungen und anderen zur Behandlung der entwickelten Substratoberfläche verwendeten Substanzensein als der Fotolack. Beispielweise ist ein bei der Herstellung gedruckter Schaltungen gern verwendetes Ätzmittel Kupferpyrophosphat. Kupferpyrophosphat greift jedoch die meisten Fotolacke von Diazotyp an und löst sie. Die Verwendung einer nicht-lichtempfindlichen Schutzschicht mit besserer Beständigkeit gegenüber Kupferpyrophosphat schützt die gewünschte Oberfläche des Substrats selbst wenn die äussere Fotolackschicht gelöst wird. Ändere Eigenschaften

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der nicht-lichtempfindlichen Schicht können durch Zusatz von Weichmachern, Füllstoffen, die Klebkraft verbessernden Mitteln usw. verbessert werden.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Die nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht und die Fotolackschicht bilden zusammen ein lichtempfindliches Laminat, das stark, zäh und flexibel ist und vor seiner Befestigung . auf Substraten leicht gehandhabt und gelagert werden kann. Da. dieses Laminat so fest ist,daß keine weitere unterlagsschicht erforderlich ist, ergeben sich daraus beträchtliche Einsparungen an Arbeit und Kosten, und zwar nicht nur an Materialkosten, die bisher für die Unterlagsschicht aufgewendet werden mussten, sondern auch in Folge der Geschwindigkeit und der Einfachheit, mit welcher der Fotolack direkt aufgebracht werden kann, ohne daß die vorübergehende Schicht oder die vorübergehenden Schichten abgezogen zu werden brauchen. Die Erfindung ^kann somit als Laminat ohne zusätzliche Schichten wie Träger oder dergleichen verwendet werden; selbst wenn jedoch solche Schichten verwendet werden, ergibt die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik Vorteile. So muß beispielsweise bei einigen bekannten "Trockenfilm"-Fotolacklaminaten zwischen dem Zeitpunkt der Verhaftung des Laminats mit dem Substrat und dem Zeitpunkt, wenn die Abziehschicht von dem Laminat abgezogen wird, eine Verweilzeit liegen. Gemäß der Erfindung kann die Abziehschicht unmittelbar nach Aufbringung des Laminats auf das Substrat entfernt werden, während dieses Laminat noch heiß ist.

Obwohl die Beschreibung sich ausführlich mit der Herstellung von Schalttafeln befaßt, ist dieses Anwendungsgebiet der

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Erfindung doch nur eines von vielen. Die Erfindung kann auch in der Grafik, beim Druck, zur Herstellung von Etiketten, Abziehbildern und Namensschildern, für das chemische Fräsen, Ätzen und überall da Anwendung finden, wo ein Fotolack mit einem Substrat beliebiger Zusammensetzung kombiniert wird.

Die nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht kann sowohl mit positiv als auch mit negativ reagierenden Fotolacken verwendet werden. Jeder bekannte Fotolack ist geeignet. Beispiele für geeignete Fotolacke sind in den US-Patentschriften 3 046 110; 3 046 118; 3 102 804; 3 130 049; 3 174 860; 3 230 089; 3 264 837; 3 149 983; 3 264 104; 3 288 608 und 3 427 162 sowie in Kosar, Light Sensitive Systems (1965) beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Bevorzugte lichtempfindliche Materialien sind solche vom Typ der Diazoverbindungen, wobei sowohl positiv als auch negativ reagierende Diazoverbindungen geeignet sind. Andere lichtempfindliche Stoffe sind z.B. Zimtsäure, Vinylcinnomalacetophenon-Polymerisate, wie sie in der US-PS 2 716 102 beschrieben sind; Vinylbenzalacetophenone, wie sie in der US-PS 2 854 388 beschrieben sind; Vinylacidophihalatpolymerisate gemäß der US-PS 2 870 011; Dichromate; sowie die in dem Monatäieft des Institut of Graphic Communications, August 1972, Seiten 4 bis 19 beschriebenen freie Radikale bildenden Stoffe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der nicht-lichtempfindliche Lack in mindestens einem Entwickler für den Fotolack löslich. Wenn somit die Fotolackschicht ein lichtempfindliches Material in Kombination mit einem entwicklerlöslichen Harz ist, z.B. einem alkalilöslichen Phenolformaldehydharz von Novolacharz kann die nicht-lichtempfindliche Ätzschutzschicht aus dem gleichen entwicklerlöslichen Harz bestehen. Geeignete Stoffe sind

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dem Fachmann bekannt. Obwohl die Fotolackschicht auch noch Stoffe enthalten kann, die an sich nicht in dem Entwickler löslich sind, bevorzugt man doch den Fall, daß das nichtlichtempfindliche Material etwas weniger leicht von dem Entwickler entfernt wird als der Fotolack selbst. Das kann z.B. dadurch erreicht werden, daß man die nichtlichtempfindliche Schicht aus Stoffen herstellt, die sich chemisch von dem in dem Fotolack enthaltenen Harz unterscheiden oder indem man dieses Harz mit anderen, weniger löslichen oder sogar normalerweise in dem Entwickler unlöslichen Stoffen mischt. Somit kann die Geschwindigkeit der Auflösung des nicht-lichtempfindlichen Überzugs und damit der Grad der Unterhöhlung der Fotolackschicht geregelt werden. Ein ähnliches Ergebnis kann man erzielen, wenn man systematisch den Entwickler für den Fotolack auswählt, z.B. indem man diesem Entwickler einen Stoff zusetzt, welcher die Löslichkeit der nicht-lichtempfindlichen Schicht ungünstig beeinflußt und zwar stärker als er die Löslichkeit der Fotolackschicht beeinflußt.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird für die zwei Ätzschutzschichten ein aus zwei Entwicklern bestehendes System verwendet. Der erste Entwickler kann der für die jeweilige Fotolackschicht verwendete übliche Entwickler sein und die nicht-lichtempfindliche Schicht kann dann so gewählt oder modifiziert werden, daß sie in dem ersten Entwickler nahezu unlöslich oder nur sehr wenig löslich ist. Wenn die gewünschten Stellen der Fotolackschicht von dem ersten Entwickler herausgelöst sind, werden die belichteten Stellen der nicht-lichtempfindlichen Schutzschicht von dem zweiten Entwickler entfernt, der so gewählt oder zusammengesetzt wurde, daß er das gewünschte Lösungsvermögen für die nicht-lichtempfindliche Schicht besitzt. Diese Ausführungsform ist dann besonders günstig, wenn die nichtlichtempfindliche Schicht bestimmte Eigenschaften aufweisen soll, z.B. Widerstandsfähigkeit gegenüber Ätzmitteln,

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Festigkeit usw., welche Eigenschaften von denen der Fotolackschicht grundlegend verschieden oder mit deren Eigenschaften unverträglich sind. Beispielsweise können alkalisch entwickelbare Fotolackschichten verwendet werden, selbst dann, wenn ein alkalisches Ätzmittel nacher verwendet wird, wenn man eine nicht-lichtempfindliche Schicht verwendet, die nur in sauren Lösungen oder in organischen Lösungsmitteln löslich ist und somit durch den für den Fotolack verwendeten alkalischen Entwiekler nicht angegriffen wird. Die nichtlichtempfindliche Schicht kann von Hause aus die gewünschte Eigenschaft aufweisen oder sie kann zur Erzielung dieser Eigenschaft modifiziert werden, z.B. indem man sie vor oder nach Entwicklung der Fotolackschicht sintert. Weitere günstige Abänderungen dieser Ausführungsform der Erfindung ergeben sich für den Fachmann von selbst.

Materialien für die Verwendung in der nicht-lichtempfindlichen Ätzschutzschicht und geeignete Entwickler für dieselben sind dem Fachmann bekannt. Wenn die nicht-lichtempfindliche Schicht z.B. in wässrigen Entwicklern löslich sein soll, kann diese Schicht Dextrin, Gummi arabicum, Mesquitogummi, wasserlösliche Salze eines Polyvinylaether-Maleinsäureanhydridcopolymerisats, Pektinsäure und Alginsäure, wasserlösliche Celluloseaether, wasserlösliche Salze von Carboxyalkylcellulose., wasserlösliche Salze von Carboxyalkylstärke, Leim, Albumin, Peptin, wasserlösliche Caseinate, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, wasserlösliche Salze von Polyacrylsäure, Gelatine, Stärke, Aethylenoxidpolymerisate oder höhermolekulare Saccharide enthalten. Sollen zur Entwicklung entweder von beiden Ätzschutzschichten oder nur von der nicht-lichtempfindlichen Schicht bekannte organische Lösungsmittel, z.B. Methylaethylketon, Isopropanol, Toluol usw. verwendet werden, so sind geeignete Stoffe z.B. Polystyrol

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und dessen Copolymerisate, z.B. Acrylnitril-Butadienstyrol (ABS)-Copolymerisate, Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Aethylcellulose, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyamide, Polyesterterephthalate, Polyvinylalkohol, regeneriertes Cellophan, Aethyienoxidpolymere, Polyvinylpyrrolidon und dergleichen. Geeignete Zusätze zur Verleihung der gewünschten Eigenschaften für die nicht-lichtempfindliche Schicht sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Gegebenenfalls kann diese Schicht durchlässig gemacht werden, z.B. durch Einschluß anorganischer Salze, wie dies in der US-PS 3 649 283 beschrieben ist.

Sowohl die -Fotolackschicht als auch die nicht-lichtempfindliche Schicht können auf das Substrat in flüssiger Form, z.B. augesprüht, aufgerollt oder auf andere bekannte Weise aufgebracht werden. Vorzugsweise werden jedoch die beiden Schichten zu einem Element geformt und dieses Element wird dann mit dem Substrat verhaftet, und zwar so, daß die nicht-lichtempfindliche Schutzschicht an dem Substrat sitzt. Wie bereits bemerkt, kann die nicht-lichtempfindliche Schicht durch Verwendung eines festen Materials oder durch Verwendung einer verhältnismässig dicken Schicht so fest gemacht werden, daß zusätzliche Trägerfolien oder -schichten nicht nötig sind. Wenn es für bestimmte Fälle jedoch zweckmässig erscheint, können auch zusätzliche Folien oder Schichten verwendet werden. Zum Beispiel kann eine ablösbare Folie, z.B. aus Polyaethylenterephthalat, auf die'Fotolackschicht so aufgebracht werden, daß das lichtempfindliche Material auf der einen Seite durch die ablösbare Folie und auf der anderen Seite durch die nichtlichtempfindliche Schicht geschützt ist. Andere geeignete Ablösefolien sind bekannt, z.B. aus Polyaethylen, Polypropylen,. Phenylharzen, Cellulosematerialien, speziell behandeltem Papier usw. Besonders geeignet ist eine unter dem Handelsnamen

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Kimdura von Kimberly-Clark erhältliche Folie.

Die Methoden zur Herstellung des Elements aus der Fotolackschicht und der nicht-lichtempfindlichen Schicht sind ebenfalls dem Fachmann bekannt- In der Regel v/ird eines der Materialien zu einem Film geformt, der dann mit einer Schicht aus dem anderen Material überzogen wird.

Die Stärke der nicht-lichtempfindlichen Schicht hängt von ihren gewünschten Eigenschaften und der beabsichtigten Verwendung ab. In der Regel kann diese Schicht zwischen etwa 0,05 und 5 Mil (etwa 1,25/U und 125/u) dick sein. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke etwa 0,2 bis etwa 2 Mil (etwa 5 bis 50 /u)«, Ebenso hängt die Dicke der Fotolackschicht von den für diese Schicht gewünschten Eigenschaften ab. Wie vorstehend bemerkt, wird teures Fotolackmaterial eingespart und die Belichtungszeit verkürzt, wenn man eine verhältnismässig dicke starke Schicht aus dem nicht-lichtempfindlichen Material im Hinblick auf die erforderliche mechanische Festigkeit und eine verhältnismässig dünne Fotolackschicht verwendet. Entsprechend beträgt ein bevorzugtes Verhältnis der Dicke des Fotolacks zur Dicke der nicht-lichtempfindlichen Schicht etwa 1 ι bis 1 : 20 und am besten beträgt dieses Verhältnis etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 5. Es sei bemerkt, daß man bei Verwendung dickerer Fotolackschichten eine gewisse Verbesserung der Auflösung erzielen kann und in der Regel kann das obigs Dickenverhältnis zwischen etwa 1 : 20 und 20 : 1, vorzugsweise zwischen etwa 1 : 5 und 5 : 1 liegen, wobei natürlich zu beachten ist, daß der Vorteil der geringeren Kosten verlorengeht, wenn die Dicke der lichtempfindlichen Schicht die Dicke der nicht-lichtempfindlichen Schicht übersteigt. Die Fotolackschicht soll

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nicht so dünn sein, daß sie nach dar Belichtung nicht mehr für den Entwickler für die nicht-lichtempfindliche Schicht undurchlässig ist. Yfenn die entwickelte Fotolackschicht die nicht-lichtempfindliche unter ihr befindliche Schicht nicht schützt, bildet sich nicht die Schutzschablone für das Substrat.

Zwischen dem Substrat und der Fotolackschicht kann sich nur eine einzige Schicht aus nicht-lichtempfindlichem Material befinden oder auch eine Vielzahl solcher Schichten mit den gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften. Für manche Verwendungszwecke kann es günstig sein, ein oder mehrere nicht-entfernbare Schichten unterhalb der nicht-lichtempfindlichen Schicht zu haben, z.B. kann es zweckmässig sein, die nicht-lichtempfindliche Schicht mit dem Substrat über eine Klebstoffschicht zu verbinden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläuterts

Beispiel 1

Eine 25 $-ige Lösung von Schellack in denaturiertem Aethanol wird auf eine mit Kupfer verkleidete Schalttafel bei einer Geschwindigkeit von 78 U/min während fünf Minuten aufgeschleudert. Das überzogene Substrat wird dann 20 Minuten bei 80⁰C gesintert. Man erhält dabei eine trockene, etwa 25 Mikron (1 Mil) dicke Schicht. Die Fotolackschicht wird als 20 Gew.-%-ige Lösung von AZ-110 Fotolack der Shipley Company Inc. aufgebracht. Dieses Material besteht überwiegend aus einem alkalilöslichen Phenolformaldehyd-Novalacharz und einem ortho-Chinondiacid als Fotosensibilisator ( der etwa ein Drittel

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der Feststoffe ausmacht), gelöst in einem überwiegend aus Cellosolv-Acetat bestehenden Lösungsmittel. Die Fotolackschicht erhält innerhalb fünf Minuten einen aus einer Wirbelschicht aufgebrachten Überzug. Das überzogene Substrat wird abermals etwa 20 Minuten bei 80⁰C gesintert. Die Dicke des trockenen Fotolackfilms beträgt dann etwa 6,3 Mikron (1/4 Mil). Dann wird das überzogene Substrat durch ein Dia unter Verwendung eines Kohlebogens mit einer Intensität von etwa 21520 Lux (2000 Fuß Kerzen) aus einem Abstand von etwa 30 cm (1 Fuß) während etwa 6 Minuten belichtet. Das Substrat wird dann durch Eintauchen in einen oder durch Abreiben mit einem Entwickler, z.B. dem von der Shipley Comp.,Inc. hergestellten AZ-3O3~Entwickler, der aus einer wässrigen Hydroxydlösung besteht, entwickelt. Wenn ein Eintauchen erfolgt, so geschieht dies ein paar Minuten bei einer Temperatur von etwa 21⁰C (7O⁰F). Die Auflösung des entwickelten Bildes ist ausgezeichnet.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt? mit der Ausnahme, daß als nicht-lichtempfindliche Schicht ein Fh-i-WJ.--

formaldehydharz verwendet wird, das durch Mischen von 25 g einer 50 %-igen Lösung von Novalac - Phenolformaldehyd harz in Toluol und 25 g Cellosolvacetat als Lösungsmittel erhalten wurde; das Überziehen erfolgt wie zuvor aus einer Wirbelschicht. Auch hier ist die Auflösung bzw. Schärfe des entwickelten Bildes ausgezeichnet.

Beispiel 3

Das-Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die nicht-lichtempfindliche Schutzschicht

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durch Vermischen von 25 g der Phenolformaldehydlösung, 25 g Gantrez M 555 (eine 5O?6-ige Lösung von Polyvinylmethylaether und 50 g Cellosolvacetat) und 50 g des Cellosolvacetats als Lösungsmittel und Überziehen aus der Wirbelschicht wie zuvor erhalten wird. Auch hier ist die Schärfe des entwickelten Bildes ausgezeichnet.

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die nicht-lichtempfindliche Schicht durch Vermischen von 36 g der Phenolformaldehydharzlösung, 17 g Gantrez M 555, 0,026 g Modoflow (ein von der Monsanto erhältliches Netzmittel), 3,2 g Lustrasol ( eine 50^-ige Lösung eines von Reichold Chemicals Inc. erhältlichen Acrylharzes) und 50 g des Ce.llosolvacetatlösungsmittels und Überziehen aus der Wirbelschicht wie zuvor erhalten wird. Die Schärfe des entwickelten Bildes ist ausgezeichnet.

Beispiel 5

Man geht wie in Beispiel 1 vor, mit der Ausnahme, daß die nicht-lichtempfindliche Schicht durch Mischen von 36 g Phenolformaldehydharzlösung, 17,6 g Gantrez M 555 0,023 g Modoflow, 4,8 g Parlon ( eine 33 %-ige Lösung eines von Hercules Inc. erhältlichen chlorierten Kautschukharzes) und 72 g Cellosolvacetat und Überziehen aus der Wirbelschicht wie zuvor erhalten wird. Die Schärfe des entwickelten Bildes ist ausgezeichnet.

Beispiel 6

Dieses Beispiel erläutert die mit zwei Entwicklern arbeitende Ausführungsform der Erfindung. Eine nicht-lichtempfindliche Schicht wird durch Vermischen von 10 g Gelvatol 1-90 (ein

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von Monsanto erhältlicher Polyvinylalkohol) 190 ecm entionisiertem Wasser, 10 g Resloom M-75 (eine 60%-ige Lösung eines methylierten Methanolharzes von Monsanto) 0,1 g Catalyst AC (ein von Monsanto erhältlicher aus einem AminhydroChlorid bestehender Katalysator) und 0,1 g g Triton DN-65 (ein Netzmittel von Rohm & Haas Co.) erhalten. Die Mischung wird während 5 Minuten bei einer Umdrehungsgeschv/indigkeit von 78 U/min, aus der Wirbelschicht aufgebracht und 20 Minuten bei 80⁰C gesintert. Während der Sinterung reagiert die Mischung und wird in alkalischen Lösungen unlöslich sowie wasserunempfindlich. Auf diese Schicht wird mit Walzen AZ-119 Fotolack aufgetragen und 20 Minuten bei 80⁰C gesintert. Das Laminat wird dann durch ein Dia wie in Beispiel 1 belichtet und mit AZ-303 alkalischem Entwickler entwickelt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Fotolack an den belichteten Stellen entfernt, die nicht-lichtempfindliche Schicht jedoch verblieben. Das Laminat wird mit Wasser gespült und ein zweites Mal mit 25 %-iger Schwefelsäure entwickelt. Dabei wird die nicht-lichtempfindliche Schicht entfernt und die Schärfe des auf dem Substrat erhaltenen Bildmusters ist ausgezeichnet.

Beispiel 7

Das Verfahren von Beispiel 6 wird wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die nicht-lichtempfindliche Schicht durch Vermischen von 200 g Resloom M 75, 25 g SC Katalysator und 0,5 g Triton DN-65 und Überziehen aus der Wirbelschicht wie zuvor erhalten wird. Die Bildschärfe ist ausgezeichnet.

Beispiel 8

Man geht wie in Beispiel 1 vor, mit der Ausnahme, daß ein negativ reagierender Fotolackfilm verwendet wird. Der Foto-

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lackfilm ist von der Firma du Pont unter der Handelsbezeichnung Riston erhältlich. Er besteht wahrscheinlich aus einer Schicht aus Polymethylen, einer Schicht aus Fotolack, wahrscheinlich einer fotopolymerisierbaren, aethylenisch ungesättigten Verbindung, die in der britischen Patentschrift 1 128 850 beschrieben ist, sowie einer Schicht aus Polyaethylenterephthalat (Mylar). Das Polyaethylen wird von dem Fotolackfilm abgezogen, mit welchem dann das mit Schellack überzogene Substrat mittels etwa 120° heißer Druckwalzen unter einem Druck von etwa 10 bis 12 Pfund/Zoll am Walzenspalt mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 Fuß/ Minute beschichtet wird. Das erhaltene Laminat wird dann durch ein Dia belichtet und mit Trichloraethylen entwickelt, welches sowohl den unbelichteten Anteil des Fotolackmaterials sowie die darunter befindlichen Teile der Schellackschicht entfernt. Die Schärfe des entwickelten Bildes ist ausgezeichnet.

Beispiel 9

Dieses Beispiel erläutert die Aufbringung der nicht-lichtempfindlichen Schicht und der Fotolackschicht in Form eines trockenen Films. Auf eine Folie aus optisch durchsichtigem Polyaethylenterephthalatfilm wird eine 20 %-ige Lösung von AZ-119 Fotolack in Cellosolvacetat als Lösungsmittel während 5 Minuten aus einer Wirbelschicht mit einer Geschwindigkeit von 78 U/min, aufgebracht. Der Überzug wird dann 20 Minuten bei 80⁰C getrocknet. Eine Lösung des nicht-lichtempfindlichen Materials wie in Beispiel 4 aus 36 g Phenolformaldehydharz, 17 g Gantrez M 555, 0,026 g Modoflow, 3,2 g Lustrasol und 50 g Cellosolvacetat wird aus der Wirbelschicht auf die Fotolackschicht ebenfalls während 5 Minuten mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit

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von 78 U/min, aufgebracht und 20 Minuten bei etwa 80⁰C getrocknet. Das erhaltene Element wird auf eine mit Kupfer verkleidete Schalttafel unter Verwendung von gummibezogenen Walzen mit einer Temperatur von etwa 12O°C unter einem Druck von etwa 10 bis 20 Pfund/Zoll am Walzenspalt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 Fuß/Minute aufgebracht. Die Fotolackschicht wird etwa 6 Minuten durch ein Dia unter Verwendung eines Kohlebogens mit einer Intensität von etwa 21 520 Lux aus einem Abstand von etwa .30 cm belichtet. Der Polyaethylenterephthalatfilm wird von der Fotolackschicht abgezogen und der Überzug wird mit AZ-303 entwickelt. Der Entwickler entfernt den Überzug bis herunter auf das Basismetall und die Auflösung des Bildes ist ausgezeichnet. Der oberste Film kann entweder vor oder nach der Belichtung entfernt werden. Wenn er nicht optisch durchsichtig ist,, muß er vor der Belichtung entfernt werden und bekannte Ablösefolien, z.B. solche auf Papierbasis, können verwendet werden.

Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

/1. Mit einem Fotolack überzogenes Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß sich zv/ischen dem Substrat und dem Fotolack mindestens eine nicht-lichtempfindliche Schutzschicht befindet.
2. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die oberste Schicht bildende Fotolack aus einem positiv reagierenden Fotolack besteht, der selektiv an bestimmten Stellen belichtet wurde und daß die Zwischenschicht mit einem Entwickler entfernbar ist, der die nicht belichteten Teile des Fotolacks nicht entfernt.
3. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv belichteten Stellen des Fotolacks mit einem Entwickler entfernbar sind, der den Unterlack nicht entfernt.
4. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv belichteten Stellen des Fotolacks mit einem Entwickler entfernbar sind, der gleichzeitig den Unterlack entfernt.
5. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotolack aus einem negativ reagierenden Material besteht, das an bestimmten Stellen belichtet wurde und daß der Unterlack mit einem Entwickler entfernbar ist, welcher die belichteten Stellen des Fotolacks nicht entfernt.

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6. Substrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unbelichteten Stellen des selektiv belichteten Fotolacks mit einem Entwickler entfernbar sind, der den Unterlack nicht entfernt.
7. Substrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht belichteten Stellen des selektiv belichteten Fotolacks mit einem Entwickler entfernbar sind, der gleich den Unterlack entfernt.
8. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack etwa 1,25 bis 125 /um (0,05 - 5 Mil) dick ist.
9. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack etwa 5 bis 50/um (0,2 - 2 Mil)dick ist.
10. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke des Fotolacks zur Dicke des nicht-lichtempfindlichen Unterlacks zwischen etwa 1 : 20 und 20 : 1 liegt.
11. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke des Fotolacks zur Dicke des nicht-lichtempfindlichen Unterlacks zwischen etwa 1 : 5 und 5 : 1 beträgt.
12. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke des Fotolacks zur Dicke des nicht-lichtempfindlichen Unterlacks zwischen 1 : 1 und 1 : 20 beträgt.
13. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-lichtempfindliche Unterlack gefärbt ist.

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14. Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotolack aus einem lichtempfindlichen Material und einem Harz besteht.
15. Substrat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein alkalilösliches Novolacharz ist.
16. Substrat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack das gleiche Harz enthält wie der Foto-

- lack.
17. Substrat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack eine Mischung von Harzen enthält, wovon eines das gleiche Harz ist wie das in dem Fotolack enthaltene.
18. Substrat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Material eine Diazoverbindung enthält.
19· Substrat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein alkalilösliches Novolacharz ist.
20. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein nicht-leitendes Substrat oder ein mit Metall verkleidetes nicht-leitendes Substrat ist.
21." Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es noch mindestens eine Trägerfolie besitzt.
22. Substrat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie eine über der Fotolackschicht befindliche

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ablösbare Folie ist.
23. Substrat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß diese ablösbare Folie aus Polyaethylentherephthalat besteht.
24. Substrat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack aus zwei Schichten aus nicht-lichtempfindlichem Material besteht, wovon die obere durch das gleiche Lösungsmittel entfernt wird, welches den Fotolack entwickelt.
25. Verfahren zur selektiven Bildung eines Bildes aus Fotolack, dadurch gekennzeichnet, daß man einen nichtlichtempfindlichen Unterlack und darüber einen Fotolack auf ein Substrat aufbringt, bestimmte Stellen des Fotolacks selektiv mit aktinischer Strahlung belichtet und Teile dieses Fotolacküberzugs und die unter diesen Teilen befindlichen Teile des Unterlacks entfernt.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des obersten Fotolacküberzugs mit einer Entwicklerlösung entfernt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß' die Teile des Unterlacks ebenfalls durch diese Entwicklerlösung entfernt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack in der Entwicklerlösung weniger löslich ist als die dadurch entfernten Teile der Fotolackschicht.
29. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der obersten Fotolackschicht und der Unterschicht

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durch Kontaktierung der Oberfläche des überzogenen Substrats mit einer Entwicklerlösung entfernt werden, in welcher die zu entfernenden Teile des Fotolacks löslich sind, der Unterlack jedoch nicht löslich ist und daß man die Oberfläche mit einem zweiten Entwickler kontaktiert, welcher den Unterlack, jedoch nicht den obersten Fotolacküberzug, entwickelt.
30. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Laminat herstellt, das aus einer mit einem Fotolack überzogenen nicht-lichtempfindlichen Schicht besteht und daß man dieses Laminat dann so mit dem Substrat verklebt, daß die nicht überzogene Seite der nicht-lichtempfindlichen Schicht an dem Substrat klebt.
31-. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Laminats zuerst eine erste Schicht aus Fotolack auf einem Trägerfilm gebildet wird und daß dann die nicht-lichtempfindliche Schicht auf dieser Fotolackschicht gebildet wird.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerfilm nach Bildung der nicht-lichtempfindlichen Unterlackschicht entfernt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack und der Fotolack auf das Substrat so aufgebracht werden, daß man zuerst eine nichtlichtempfindliche Schicht auf dem Substrat bildet und dann die Fotolackschicht oben auf diese nicht-lichtempfindliche Schicht aufbringt.

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34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-lichtempfindliche Schicht auf das Substrat in Form einer Flüssigkeit aufgebracht wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-lichtempfindliche Schicht in Form eines
trockenen Films aufgebracht wird.
36. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-lichtempfindliche Schicht in Form einer
Flüssigkeit aufgebracht, getrocknet und daß dann die
lichtempfindliche Schicht in Form einer Flüssigkeit
aufgebracht wird.
37. Lichtempfindliches Element, bestehend aus einer Schicht aus Fotolack und einer mit der Fotolackschicht verhafteten nicht-lichtempfindlichen Unterlackschicht, die mit einem Entwickler für den Fotolack entfernbar ist.
38. Element nach Anspruch 37, enthaltend eine abziehbar auf der Fotolackschicht verhaftete Abziehfolie.
39. Element nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abziehfolie ein Trägerfilm ist.
40. Element nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fotolackschicht aus einem lichtempfindlichen Material und einem Harz besteht.
41. Element nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack das gleiche Harz wie der Fotolack enthält.

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42. Element nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterlack das gleiche Harz wie der Fotolack sowie ein zusätzliches Material enthält, das in dem Entwickler weniger löslich ist als das Harz.
43. Element nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-lichtempfindliche Unterlack ein Material enthält, das leichter von dem Entwickler entfernt wird als die von diesem Entwickler entfernbaren Stellen des Fotolacks nach Belichtung bestimmter Stellen des Fotolacks mit aktinischer Strahlung.
44. Verfahren zur Herstellung einer geätzten gedruckten Schalttafel, dadurch gekennzeichnet, daß man einen nicht-lichtempfindlichen Unterlack und einen lichtempfindlichen Fotolack.auf eine mit Metall verkleidete Tafel für eine gedruckte Schaltung aufbringt, bestimmte Stellen des den obersten Überzug bildenden Fotolacks selektiv belichtet, diesen Fotolack entwickelt und die. Teile des Unterlacks unterhalb der entfernten Teile des Fotolacks sowie die Teile der Metallverkleidung entfernt, die unter den entfernten Teilen des Unterlacks liegen.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die unter den entfernten Teilen des Unterlacks befindlichen Teile der Metallverkleidung nicht entfernt sondern mit einem anderen Ätzschutz überzogen werden.
46. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß ■ Durchbohrungen offengehalten werden.

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