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光成形物的生產方法及液體排出頭的生產方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510623132.4

申請日:

2015.09.25

公開號:

CN105467757A

公開日:

2016.04.06

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G03F 7/004申請日:20150925|||公開
IPC分類號: G03F7/004; G03F7/16 主分類號: G03F7/004
申請人: 佳能株式會社
發明人: 堀內勇
地址: 日本東京都大田區下丸子3丁目30番2號
優先權: 2014-194701 2014.09.25 JP; 2015-130967 2015.06.30 JP
專利代理機構: 北京魏啟學律師事務所11398 代理人: 魏啟學
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510623132.4

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.05.04|||2016.04.06

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及光成形物的生產方法及液體排出頭的生產方法。一種光成形物的生產方法,其包括將感光性樹脂組合物以干膜形式粘帖至形成有基板表面開口的孔的基板上以封閉所述孔,并進行圖案化,從而形成光成形物,其中所述感光性樹脂組合物含有包括三官能以上的環氧樹脂和二官能環氧樹脂的樹脂,所述二官能環氧樹脂具有5,500至60,000的重均分子量(Mw),所述樹脂具有4,500至11,000的范圍內的重均分子量(Mw),所述三官能以上的環氧樹脂和所述二官能環氧樹脂之間的質量混合比滿足(b)/(a)≤1.5,其中(a)為三官能以上的環氧樹脂的質量,(b)為二官能環氧樹脂的質量。

權利要求書

1.一種光成形物的生產方法,該方法包括,將感光性樹脂組合物以干膜
形式粘帖至形成有表面開口的孔的基板上以封閉所述孔,并進行圖案化,從
而形成光成形物,其特征在于,所述感光性樹脂組合物含有包括三官能以上
的環氧樹脂和二官能環氧樹脂的樹脂,所述二官能環氧樹脂具有5,500至
60,000的重均分子量Mw,所述樹脂具有4,500至11,000的范圍內的重均分子
量Mw,所述三官能以上的環氧樹脂和所述二官能環氧樹脂之間的質量混合
比滿足b/a≤1.5,其中a為所述三官能以上的環氧樹脂的質量,b為所述二官能
環氧樹脂的質量。
2.根據權利要求1所述的生產方法,其中所述二官能環氧樹脂為具有雙
酚骨架的環氧樹脂。
3.根據權利要求1所述的生產方法,其中所述二官能環氧樹脂具有90℃
以上的軟化點。
4.根據權利要求1所述的生產方法,其中所述感光性樹脂組合物含有光
酸產生劑。
5.根據權利要求1所述的生產方法,其中所述感光性樹脂組合物作為感
光性樹脂組合物1,并且在所述感光性樹脂組合物1上以干膜形式層壓感光性
樹脂組合物2。
6.根據權利要求5所述的生產方法,其中所述感光性樹脂組合物2至少含
有三官能以上的環氧樹脂和光酸產生劑。
7.一種液體排出頭的生產方法,該方法包括,將感光性樹脂組合物以干
膜形式粘帖至形成有排出能量產生元件和液體的供給路徑的基板上,其特征
在于,所述感光性樹脂組合物含有包括三官能以上的環氧樹脂和二官能環氧
樹脂的樹脂,所述二官能環氧樹脂具有5,500至60,000的重均分子量Mw,所
述樹脂具有4,500至11,000的范圍內的重均分子量Mw,所述三官能以上的環
氧樹脂和所述二官能環氧樹脂之間的質量混合比滿足b/a≤1.5,其中a為所述
三官能以上的環氧樹脂的質量,b為所述二官能環氧樹脂的質量。
8.根據權利要求7所述的生產方法,其中所述二官能環氧樹脂為具有雙
酚骨架的環氧樹脂。
9.根據權利要求7所述的生產方法,其中所述二官能環氧樹脂具有90℃
以上的軟化點。
10.根據權利要求7所述的生產方法,其中所述感光性樹脂組合物含有光
酸產生劑。
11.根據權利要求7所述的生產方法,其中所述感光性樹脂組合物作為感
光性樹脂組合物1,并且在所述感光性樹脂組合物1上以干膜形式層壓感光性
樹脂組合物2。
12.根據權利要求11所述的生產方法,其中通過將所述感光性樹脂組合
物1圖案化來形成液體流路。
13.根據權利要求11所述的生產方法,其中所述感光性樹脂組合物2至少
含有三官能以上的環氧樹脂和光酸產生劑。
14.根據權利要求11所述的生產方法,其中通過將所述感光性樹脂組合
物2圖案化來形成所述液體的排出口。
15.根據權利要求11所述的生產方法,其進一步包括一起除去所述感光
性樹脂組合物1的未固化部和所述感光性樹脂組合物2的未固化部的步驟。
16.根據權利要求11所述的生產方法,其中固化所述感光性樹脂組合物2
所需要的曝光量小于固化所述感光性樹脂組合物1所需要的曝光量。

說明書

光成形物的生產方法及液體排出頭的生產方法

技術領域

本發明涉及光成形物(opticallyshapedproduct)的生產方法,和使用該生
產方法的液體排出頭的生產方法。

背景技術

作為光成形物的實例,可提及將液體排出的液體排出頭。液體排出頭例
如作為噴墨記錄頭用于排出噴墨記錄設備中的墨。應用于噴墨記錄的液體排
出頭一般包括多個微細排出口、分別與排出口聯通的流路、和各自設置在流
路的一部分用于產生排出流路內的液體用能量的排出能量產生單元。作為此
類液體排出頭的生產方法,已知在預先設置有排出能量產生單元的基板上層
壓形成流路的低感光度感光性樹脂層和通過圖案化將成為排出口的高感光
度感光性樹脂層的方法。使低感光度感光性樹脂層和高感光度感光性樹脂層
分別固化,接著除去其未固化部,從而在基板上形成流路和排出口。

在日本專利申請特開2009-1003號中公開的噴墨記錄頭的生產方法中,
首先通過旋涂法在基板上形成液態的低感光度感光性樹脂的膜,并將膜曝光
成流路的形式。在接著將高感光度感光性樹脂的干膜層壓在所得低感光度感
光性樹脂層并曝光成為排出口的形式后,將低感光度感光性樹脂層和高感光
度感光性樹脂層的未固化部一起除去,從而形成流路和排出口。其后,從沒
有層壓感光性樹脂層的表面蝕刻基板,從而形成用于將液體穿過基板供給至
流路的供給路徑。

發明內容

根據本發明,提供一種光成形物的生產方法,所述方法包括將干膜形式
的感光性樹脂組合物粘帖至形成有表面開口的孔的基板以封閉所述孔,并進
行圖案化,從而形成光成形物,其中所述感光性樹脂組合物含有包括三官能
以上的環氧樹脂和二官能環氧樹脂的樹脂,所述二官能環氧樹脂具有5,500
至60,000的重均分子量(Mw),所述樹脂具有4,500至11,000的范圍內的重均分
子量(Mw),所述三官能以上的環氧樹脂和所述二官能環氧樹脂之間的質量混
合比滿足(b)/(a)≤1.5,其中(a)為三官能以上的環氧樹脂的質量,(b)為二官能
環氧樹脂的質量。

根據本發明,還提供一種液體排出頭的生產方法,所述方法包括將干膜
形式的感光性樹脂組合物粘帖至形成有排出能量產生單元和液體的供給路
徑的基板上,其中所述感光性樹脂組合物含有包括三官能以上的環氧樹脂和
二官能環氧樹脂的樹脂,所述二官能環氧樹脂具有5,500至60,000的重均分子
量(Mw),所述樹脂具有4,500至11,000的范圍內的重均分子量(Mw),所述三
官能以上的環氧樹脂和所述二官能環氧樹脂之間的質量混合比滿足
(b)/(a)≤1.5,其中(a)為三官能以上的環氧樹脂的質量,(b)為二官能環氧樹脂
的質量。

參考附圖從以下示例性實施方案的描述中,本發明的進一步的特征將變
得顯而易見。

附圖說明

圖1A為說明液體排出頭的構造實例的示意性立體圖,圖1B為沿圖1A的
1B-1B線截取的示意性截面圖。

圖2A、2B、2C、2D和2E為按順序地說明圖1A和1B中說明的液體排出
頭的生產步驟的實例的示意性截面圖。

圖3A、3B和3C為說明排出口形狀的所有設計圖。

圖4A、4B、4C、4D和4E為按順序地說明液體排出頭的生產步驟的另一
實例的示意性截面圖。

圖5A、5B、5C、5D和5E為按順序地說明實施例中液體排出頭的生產步
驟的示意性截面圖。

圖6為示出在供給路徑的位置處感光性樹脂組合物層的落入的示意性截
面圖。

具體實施方式

現將根據附圖詳細描述本發明的優選實施方案。

在日本專利申請特開2009-1003號記載的噴墨記錄頭的生產方法中,通
過旋涂法在基板上形成低感光度感光性樹脂層,以使供給路徑的形成僅在低
感光度感光性樹脂層形成之后進行。另外,在基板中形成供給路徑的蝕刻可
僅從沒有形成感光性樹脂層的表面進行,以便高度限制形成供給路徑的步
驟。另一方面,為了在預先形成有作為通孔的供給路徑的基板上形成低感光
度感光性樹脂層,存在形成低感光度感光性樹脂的干膜并接著將該干膜轉印
至基板上的方法。然而,根據該方法,當進一步轉印高感光度感光性樹脂的
干膜時,在供給路徑的開口處,低感光度感光性樹脂的干膜和高感光度感光
性樹脂二者均落入供給路徑的內部,因此固化后各感光性樹脂層的高度在某
些情況下可能變得不均一。當發生此類高度不均一時,流路高度和排出口高
度變得不均一,使得所生產的噴墨記錄頭的排出精度降低。這里,排出口高
度意指從基板的表面到排出口的位置之間的距離。這里已經描述了噴墨記錄
頭生產方法中的問題。然而,該問題常見于通過將為干膜的感光性樹脂層轉
印至預先設置有開口或凹部的基板上來生產光成形物的方法。

本發明的目的為提供光成形物的生產方法,借此在通過使用具有凹部或
通孔的基板形成光成形物時感光性樹脂層向凹部或通孔的落入小,且固化后
的感光性樹脂層的高度得以控制。

本發明的另一目的為提供通過將感光性樹脂層層壓在預先形成有供給
路徑的基板上的液體排出頭的生產方法,借此感光性樹脂層向供給路徑的落
入小,且可使流路的高度和排出口的高度均一。

現將根據附圖詳細描述本發明的優選實施方案。下文作為實例將描述基
于本發明的光成形物的生產方法應用于液體排出頭的生產的情況。然而,根
據本發明的光成形物的生產方法不限于應用于液體排出頭的生產。

圖1A為說明根據本實施方案的生產方法生產的液體排出頭的示意性立
體圖,圖1B為沿圖1A中的1B-1B線截取的示意性截面圖,并說明了垂直于基
板的表面的截面構造。該液體排出頭具有基板2,其中用于產生排出液體用
能量的多個排出能量產生單元1以預定的間距(pitch)形成。將液體的供給路徑
3設置為基板2的通孔。流路5的側壁通過流路形成構件4形成在基板2的一個
表面上,將排出口6設置為通孔的排出口形成構件8形成在流路形成構件4和
流路5上。另外,根據需要在排出口形成構件8上形成拒水層9。該液體排出
頭通過向從供給路徑3穿過流路5供給的液體施加由排出能量產生單元1產生
的壓力,而將液體從排出口6以液滴排出。

現將描述圖1A和1B所示的液體排出頭的生產方法。圖2A至2E為按順序
地說明本實施方案中液體排出頭的生產步驟的示意性截面圖。圖2E說明以與
示出完成的狀態的圖1B相同的截面位置觀察的圖。本實施方案中,如下所述
使用感光性樹脂組合物(1)和感光性樹脂組合物(2)兩種感光性樹脂組合物。
這些感光性樹脂組合物對于圖案化用光的感光度不同,且感光性樹脂組合物
(2)的感光度高于感光性樹脂組合物(1)。這里,感光度意指固化感光性樹脂
組合物所必需的曝光量,感光度較高的感光性樹脂組合物用較少的曝光量固
化。

在感光性樹脂組合物(1)首先施涂至由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚
酰亞胺組成的膜基板(filmsubstrate)上之后,將感光性樹脂組合物(1)借助層
壓法轉印至配置有排出能量產生單元1的基板2上,從而形成膜。如圖2A所示,
由未固化的感光性樹脂組合物(1)組成的第一感光性樹脂組合物層10由此形
成在基板2上。在基板2中設置供給路徑3,并且供給路徑3形成基板2的表面
開口的孔。形成第一感光性樹脂組合物層10以封閉該孔,并以干膜的形式粘
帖至基板2的表面。構成第一感光性樹脂組合物層10的感光性樹脂組合物(1)
為含有包括三官能以上的環氧樹脂(a)和二官能環氧樹脂(b)的樹脂的負型
(negative)感光性環氧樹脂組合物。其組成將在下文中詳細描述。

接著,使第一感光性樹脂組合物層10借助具有流路圖案的流路形成掩膜
11進行圖案曝光(patternexposure),并通過另外進行熱處理(曝光后烘烤)將曝
光部固化,從而如圖2B所示形成流路形成構件4。未曝光的部分殘留為未固
化的第一感光性樹脂組合物層10。流路形成掩膜11為光掩模且通過根據基板
上的圖案如流路而形成遮光膜11A如鉻膜來獲得,所述基板由透過曝光波長
的光的諸如玻璃或石英等材料組成。作為曝光設備,可使用單一波長的光源
如i-線曝光步進器(stepper)或KrF步進器,或具有汞燈的寬波長光源的投影曝
光設備,例如掩膜對準器(MaskAligner)MPA-600Super(商品名,CanonInc.
制)。

接著,將感光性樹脂組合物(2)施涂至由PET或聚酰亞胺組成的膜基板上
以成膜。其后,將感光性樹脂組合物(2)借助層壓法以干膜形式轉印至第一感
光性樹脂組合物層10和流路形成構件4上,從而形成第二感光性樹脂組合物
層12。因此,感光性樹脂組合物(2)以干膜的形式層壓在感光性樹脂組合物(1)
上。如圖2C所示,根據需要在第二感光性樹脂組合物層12上另外形成拒水層
9。環氧樹脂類負型環氧樹脂組合物適合用作感光性樹脂組合物(2)。其組成
將在下文中詳細描述。

要求拒水層9具有對于從液體排出頭排出的液體的拒水性。具有陽離子
聚合性的全氟烷基組合物或全氟聚醚組合物適合用作拒水層9。一般已知全
氟烷基組合物或全氟聚醚組合物通過施涂后的烘烤處理,在該組合物與空氣
之間的界面處使氟化烷基鏈偏析(segregate)。組合物表面的拒水性可通過該
偏析的氟化烷基鏈增強。

接著,第二感光性樹脂組合物層12和拒水層9借助具有排出口圖案的排
出口形成掩膜13進行圖案曝光,并通過另外進行熱處理(曝光后烘烤)將曝光
部固化,從而如圖2D所示形成排出口形成構件8。此時,當利用單一波長的
光進行曝光時,需要將用于固化第二感光性樹脂組合物層12的曝光量設定得
小于用于固化第一感光性樹脂組合物層10的曝光量。如果當使第二感光性樹
脂組合物層12曝光時透過第二感光性樹脂組合物層12的光量為用于固化第
一感光性樹脂組合物層10的曝光量,則難以在隨后的步驟中除去第一感光性
樹脂組合物層10的未曝光部。結果,不能形成流路5。因此,要求感光性樹
脂組合物(2)具有比感光性樹脂組合物(1)相對高的對曝光的感光度。

排出口形成掩膜13通過根據圖案如排出口在基板上形成遮光膜13A如鉻
膜而獲得,所述基板由透過曝光波長的光的諸如玻璃或石英等材料組成。可
將與用于第一感光性樹脂組合物層10的曝光的相同的設備用作曝光設備。另
外,排出口圖案,即排出口的平面形狀,可不總是圓形且可根據例如排出特
性來適當確定,包括圖3A至3C中示出的形狀。圖3A示出橢圓形的排出口,
圖3B示出由兩端部形成為半圓形的細長開口而形成的排出口。特別地,圖3C
示出了圓形排出口,其中設置有朝向其中心部的一對突起14。使用如圖3C
所示這樣形狀的排出口,借此液體可保持在突起14之間,從而大大減少排出
液滴時液滴分成多個部分(主滴(maindroplet)和附屬滴(satellite))的狀況。因
此,在液體排出頭為噴墨記錄頭的情況下,當使用具有如圖3C所示的平面形
狀的排出口時,可實現高品質圖像的打印。

將第一感光性樹脂組合物層10、第二感光性樹脂組合物層12和拒水層9
的未曝光部用有機溶劑一起除去,從而形成如圖2E所示的流路5和排出口6,
接著根據需要進行熱處理,從而完成液體排出頭。

在如上所述的液體排出頭的生產方法中,第二感光性樹脂組合物層12在
第一感光性樹脂組合物層10曝光后層壓。然而,第二感光性樹脂組合物層12
可在第一感光性樹脂組合物層10曝光之前層壓。現將描述第二感光性樹脂組
合物層12在第一感光性樹脂組合物層10曝光之前層壓的情況中的生產步驟。
圖4A至4E為按順序地說明該情況中液體排出頭生產步驟的示意性截面圖。
圖4E示出以與圖1B相同的截面位置觀察的圖,其示出完成的狀態。

在與上述相同的感光性樹脂組合物(1)首先施涂至由PET或聚酰亞胺組
成的膜基板之后,將感光性樹脂組合物(1)借助層壓法轉印至配置有排出能量
產生單元1的基板2,從而形成膜。形成基板2的表面開口的孔的供給路徑3設
置在基板2中,該孔用第一感光性樹脂組合物(1)封閉。如圖4A所示,由未固
化感光性樹脂組合物(1)組成的第一感光性樹脂組合物層10從而形成于基板2
上。在將與上述相同的感光性樹脂組合物(2)接著施涂至由PET或聚酰亞胺組
成的膜基板之后,將感光性樹脂組合物(2)借助層壓法轉印并層壓在第一感光
性樹脂組合物層10上,從而形成第二感光性樹脂組合物層12。另外,如圖4B
所示,根據需要在第二感光性樹脂組合物層12上形成拒水層9。

接著,第一感光性樹脂組合物層10和第二感光性樹脂組合物層12借助具
有流路圖案的流路形成掩膜11進行圖案曝光,并另外進行熱處理以固化曝光
部。結果,如圖4C所示,形成將會成為流路側壁的流路形成構件4,另外形
成排出口形成構件8的一部分。如圖4D所示,接著,第二感光性樹脂組合物
層12和拒水層9借助具有排出口圖案的排出口形成掩膜13進行圖案曝光。另
外進行熱處理以固化曝光部,從而以僅使排出口形成的位置成為未固化部這
樣的方式形成排出口形成構件8。

第一感光性樹脂組合物層10、第二感光性樹脂組合物層12和拒水層9的
未固化部用有機溶劑一起除去,從而形成如圖4E所示的流路5和排出口6,并
根據需要進行熱處理,從而完成液體排出頭。

甚至在圖4A至4E所示的生產方法中,形成第二感光性樹脂組合物層12
的感光性樹脂組合物(2)要求具有比形成第一感光性樹脂組合物層10的感光
性樹脂組合物(1)相對高的對曝光的感光度。另外,排出口圖案的曝光可在流
路圖案曝光之前進行。

現將描述用于本實施方案的各感光性樹脂組合物。

感光性樹脂組合物(1)

形成第一感光性樹脂組合物層10的感光性樹脂組合物(1)為含有包括三
官能以上的環氧樹脂(a)和二官能環氧樹脂(b)的樹脂的負型感光性環氧樹脂
組合物。另外,該組合物優選含有光酸產生劑。感光性樹脂組合物(1)的固化
物要求具有機械強度及對基板的密合性。另外,感光性樹脂組合物(1)的選擇
有必要考慮其作為光刻材料的分辨率。由于由感光性樹脂組合物(1)形成的層
以干膜形式形成在具有將成為表面處開口的凹部或通孔的基板上,感光性樹
脂組合物(1)要求具有使層在轉印時或另一加熱步驟中甚至在未固化狀態下
也不變形的膜強度。本實施方案欲獲得用感光性樹脂組合物封閉孔來控制固
化后的感光性樹脂層的高度的光成形物,所述感光性樹脂組合物具有使層甚
至在未固化狀態下也不變形的膜強度。

感光性樹脂組合物(1)含有具有三官能以上的環氧基的樹脂作為三官能
以上的環氧樹脂(a),借此使交聯三維進行,從而改進作為感光性材料的感光
度。盡管不對其施以特別限定,三官能以上的環氧樹脂(a)優選具有小于500
的環氧當量和60℃以上的軟化點。當環氧當量為500以上時,所得樹脂組合
物的感光度變得不足,從而可能在某些情況中引起圖案分辨率的降低或固化
物的機械強度或密合性的降低。另外,當軟化點低于60℃時,某些情況下用
于形成干膜的粘帖至膜基板上的感光性樹脂組合物(1)可在生產設備中軟化,
這成為在通過將感光性樹脂組合物(1)轉印至基板來形成第一感光性樹脂組
合物層時起皺的原因。作為具有如此有利性質的三官能以上的環氧樹脂的實
例,可提及苯酚-酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚-酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A-
酚醛清漆型環氧樹脂和具有氧環己烷骨架的三官能以上的環氧樹脂。作為商
購可得的環氧樹脂,提及“EHPE(商品名)3150”(DaicelCorporation的產品)、
“jER(商品名)157S70”和“jER(商品名)1031S”(MitsubishiChemical
Corporation的產品)、“EPICLON(商品名)N-865”和“EPICLON(商品名)
N-690”(DICCorporation的產品)。

此外,本說明書中的軟化點意指通過JISK7234中規定的環球法測量的
軟化點。

包含在感光性樹脂組合物(1)中的二官能環氧樹脂(b)用作用于改進感光
性樹脂組合物(1)的膜強度的粘結劑,并期望具有高于三官能以上的環氧樹脂
的重均分子量。具體而言,二官能環氧樹脂(b)期望具有5,500至60,000的重均
分子量(Mw)和90℃以上的軟化點。如果重均分子量小于5,500,則不會改進
膜強度,因而在感光性樹脂組合物(2)轉印至感光性樹脂組合物(1)上時或在
另一熱處理時,在某些情況下形成為各膜的感光性樹脂組合物(1)和感光性樹
脂組合物(2)可大幅落入基板的開口中。當感光性樹脂組合物(1)和感光性樹
脂組合物(2)大幅落入開口中時,各感光性樹脂組合物層的高度變得不均一。
即使軟化點低于90℃,某些情況下也會發生同樣的落入問題。另一方面,如
果重均分子量(Mw)超過60,000,則感光性樹脂組合物(1)的交聯密度降低,因
而其圖案形狀的穩定性降低。具有如上所述期望性質的二官能環氧樹脂優選
為具有雙酚骨架的環氧樹脂、特別優選為具有雙酚A骨架的環氧樹脂。商購
可得的環氧樹脂的實例包括“jER(商品名)1004”、“jER(商品名)1007”、“jER
(商品名)1009”、“jER(商品名)1010”和“jER(商品名)1256”(Mitsubishi
ChemicalCorporation的產品)、“EPICLON(商品名)4050”和“EPICLON(商品
名)7050”(DICCorporation的產品)。這些樹脂的重均分子量(Mw)可借助凝膠
滲透色譜(例如ShimadzuCorporation制)以聚苯乙烯換算來計算。

三官能以上的環氧樹脂(a)與二官能環氧樹脂(b)之間的混合比滿足
(b)/(a)≤1.5(以質量混合比計),感光性樹脂組合物(1)的重均分子量(Mw)落入
4,500至11,000的范圍內。本說明書中表示質量混合比的式中,“(a)”為三官能
以上的環氧樹脂(a)的質量,“(b)”為二官能環氧樹脂(b)的質量。二官能環氧
樹脂(b)與三官能以上的環氧樹脂(a)相比,環氧當量高,反應性低。因此,如
果質量混合比高于1.5,即(b)/(a)>1.5,所得感光性樹脂組合物(1)的交聯密度
降低,其固化變得不足,且圖案精度降低。如果圖案形狀的穩定性降低,可
引起圖案側壁的凹凸,因而可能在某些情況下不會形成具有期望精度的圖
案。結果,某些情況下,固化不足或圖案形狀的穩定性降低可引起感光性樹
脂組合物(1)與基板之間的密合性降低。另一方面,如果感光性樹脂組合物(1)
的重均分子量(Mw)超過11,000,則即使當質量混合比(b)/(a)為1.5以下時,交
聯密度仍降低,從而引起同樣的問題。另一方面,如果感光性樹脂組合物(1)
的重均分子量(Mw)小于4,500,感光性樹脂組合物(1)的膜強度變得不足,發
生在基板的開口處的落入。

光酸產生劑優選磺酸化合物、锍鹽化合物、碘鎓鹽化合物、二砜系化合
物或磷酸化合物。其商購可得產品的實例包括“ADEKAOPTOMERSP-170”、
“ADEKAOPTOMERSP-172”和“ADEKAOPTOMERSP-150”(所有為商品
名,ADEKACORPORATION的產品),“BBI-103”和“BBI-102”(二者均為商
品名,MidoriKagakuCo.,Ltd.的產品),“IBPF”、“IBCF”、“TS-01”和“TS-91”
(所有為商品名,SANWACHEMICALCO.,LTD.的產品),“CPI-210”、
“CPI-300”和“CPI-410”(所有為商品名,San-AproLtd.的產品),和“Irgacure(商
品名)290”(BASFJapanLtd.的產品)。這些光酸產生劑也可以其任意組合使
用。另外,還可出于改進密合性的目的添加硅烷偶聯劑。商購可得的硅烷偶
聯劑的實例包括“A-187”(商品名,MomentivePerformanceMaterialsInc.的產
品)。另外,出于改進圖案分辨率和控制感光度的目的,也可添加敏化劑如
蒽化合物、堿性物質如胺類或弱酸性(pKa=-1.5至3.0)的產生甲苯磺酸的酸產
生劑。商購可得的產生甲苯磺酸的酸產生劑的實例包括“TPS-1000”(商品名,
MidoriKagakuCo.,Ltd.的產品)和“WPAG-367”(商品名,WakoPureChemical
industries,Ltd.的產品)。

感光性樹脂組合物(2)

感光性樹脂組合物(2)要求其固化物具有機械強度并進一步要求考慮其
作為照相材料的分辨率。因此,含有作為主組分的環氧樹脂如雙酚A酚醛清
漆型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂或具有
氧環己烷骨架的三官能以上的環氧樹脂的負型環氧樹脂組合物適合用作感
光性樹脂組合物(2)。使用具有三官能以上的環氧基的環氧樹脂能夠使固化物
三維交聯,且適于獲得期望的性質。可用于感光性樹脂組合物(2)的商購可得
的環氧樹脂的實例包括“CELLOXIDE(商品名)2021”、“GT-300系列”和
“GT-400系列”(二者均為商品名)、和“EHPE(商品名)3150”(所有為Daicel
Corporation的產品)、“jER(商品名)157S70”(MitsubishiChemicalCorporation
的產品),“EPICLON(商品名)N-690”和“EPICLON(商品名)N-865”(DIC
Corporation的產品)。要加入上述環氧樹脂組合物中的光聚合引發劑優選磺酸
化合物、重氮甲烷化合物、锍鹽化合物、碘鎓鹽化合物或二砜類化合物。其
商購可得產物的實例包括“ADEKAOPTOMERSP-170”、“ADEKA
OPTOMERSP-172”和“ADEKAOPTOMERSP-150”(所有為商品名,ADEKA
CORPORATION的產品),“BBI-103”和“BBI-102”(二者均為商品名,Midori
KagakuCo.,Ltd.的產品),“IBPF”、“IBCF”、“TS-01”和“TS-91”(所有為商品
名,SANWACHEMICALCO.,LTD.的產品),“CPI-210”、“CPI-300”和
“CPI-410”(所有為商品名,San-AproLtd.的產品),“Irgacure(商品名)290”
(BASFJapanLtd.的產品)。另外,出于改進密合性的目的,硅烷偶聯劑也可
加入感光性樹脂組合物(2)中。商購可得的硅烷偶聯劑的實例包括“A-187”(商
品名,MomentivePerformanceMaterialsInc.的產品)。另外,出于改進圖案分
辨率和控制感光度的目的,也可添加敏化劑如蒽化合物、堿性物質如胺類和
弱酸性(pKa=-1.5至3.0)的產生甲苯磺酸的酸產生劑。商購可得的生成甲苯磺
酸的酸產生劑的實例包括“TPS-1000”(商品名,MidoriKagakuCo.,Ltd.的產
品)和“WPAG-367”(商品名,WakoPureChemicalindustries,Ltd.的產品)。

另外,還可將作為負性抗蝕劑的商購可得的“SU-8系列”(商品名)和
“KMPR(商品名)1000”(MicroChemCorp.的產品),“TMMR(商品名)S2000”
和“TMMF(商品名)S2000”(TOKYOOHKAKOGYOCO.,LTD.的產品)用于
感光性樹脂組合物(2)。

下文中將通過下列實施例更詳細地描述本發明。然而,本發明不受限于
這些實施例。

實施例1至21

在各實施例中,根據其在表1和2中示出的相應組成制備感光性樹脂組合
物(1)。此外,在兩個表中,組成由質量份表示,兩個表中的產品名稱與作為
優選可用的產品的上述提到的環氧樹脂和化學品的商品名一致。另外,聚乙
二醇單甲基丙烯酸酯(PEGMA)用作溶解感光性樹脂組合物的溶劑。光酸產生
劑(CPI-210S)以相對于三官能以上的環氧樹脂(a)和二官能環氧樹脂(b的)總
質量為0.5質量%的比例添加。另外,以相對于同樣總質量為5質量%的比例
添加硅烷偶聯劑。兩個表中示出的重均分子量(Mw)為借助凝膠滲透色譜
(ShimadzuCorporation制)測量的以聚苯乙烯換算的值。根據圖5A至5E所示步
驟制備使用上述組成的各感光性樹脂組合物的液體排出頭。圖5A至5E所示
的步驟除了與圖2A至2E中所示的區別在于未設置拒水層以外,與圖2A至2E
中所示的相同。

首先,將感光性樹脂組合物(1)施涂至厚度100μm的PET膜上并在90℃下
烘烤5分鐘,從而蒸發PEGMA溶劑并形成厚度15μm的膜。接著,將感光性
樹脂組合物(1)的膜借助層壓法在施加80℃熱的同時以干膜形式轉印至預先
設置有排出能量產生單元1和供給路徑3的基板2。基板2的供給路徑3為基板2
的表面開口的孔,且該孔用感光性樹脂組合物(1)封閉。第一感光性樹脂組合
物層10如圖5A所示形成。接著,如圖5B所示,使第一感光性樹脂組合物層
10以9,000J/m2的曝光量借助i線曝光步進器通過具有流路圖案的流路形成掩
膜11進行圖案曝光。通過另外進行50℃熱處理5分鐘來固化曝光部,從而形
成流路形成構件4。

接著,將示于表3的感光性樹脂組合物(2)施涂至厚度100μm的PET膜上并
在90℃下烘烤5分鐘,從而形成厚度10μm的膜。如圖5C所示,將感光性樹脂
組合物(2)的膜借助層壓法在施加50℃熱的同時轉印并層壓在第一感光性樹
脂組合物層10和流路形成構件4上,從而形成第二感光性樹脂組合物層12。
接著,如圖5D所示,使第二感光性樹脂組合物層12以600J/m2的曝光量借助i
線曝光步進器通過具有排出口圖案的排出口形成掩膜13進行圖案曝光。通過
另外進行在90℃下熱處理5分鐘來固化曝光部,從而形成排出口形成構件8。
接著,將第一感光性樹脂組合物層10和第二感光性樹脂組合物層12的未曝光
部用PGMEA溶劑一起除去,從而形成流路5和排出口6。另外用200℃熱進行
固化,從而獲得如圖5E所示的液體排出頭。

表1


表2


表3



產品名稱
質量比
三官能以上的環氧樹脂
EHPE-3150
100
光酸產生劑
Irgacure 290
1.0
硅烷偶聯劑
A-187
5.0
溶劑
PGMEA
120

實施例22至29

在各實施例中,PEGMA用作溶劑,從而根據表4所示其相應的組成制備
感光性樹脂組合物(1)。將適當量的感光度不同的兩種光酸產生劑和酸產生劑
(TPS-1000)加入感光性樹脂組合物(1)中。另外,硅烷偶聯劑(A-187)以相對于
三官能以上的環氧樹脂(a)和二官能環氧樹脂(b)的總質量為5質量%的量添
加。感光性樹脂組合物(2)的組成示于表5。使用這些感光性樹脂組合物(1)和
感光性樹脂組合物(2),從而根據與實施例1相同的生產方法獲得液體排出頭。
此時,如表4所示控制對由感光性樹脂組合物(1)形成的第一感光性樹脂組合
物層10的曝光量,并將對由感光性樹脂組合物(2)形成的第二感光性樹脂組合
物層12的曝光量控制為1,200J/m2。

表4


表5



產品名稱
質量比
三官能以上的環氧樹脂
jER157S70
100
光酸產生劑
CPI-410S
0.7
硅烷偶聯劑
A-187
5.0
溶劑
PGMEA
120

比較例1至8

在各比較例中,PEGMA用作溶劑,從而根據表6所示其相應的組成制備
感光性樹脂組合物(1),并根據與實施例1相同的生產方法獲得液體排出頭。
感光性樹脂組合物(2)的組成與實施例1相同,對各感光性樹脂組合物層的曝
光量也與后實施例1相同。

表6


評價

將由乙二醇/尿素/異丙醇/N-甲基吡咯烷酮/黑色染料/水以5/3/2/5/3/82的
質量比組成的墨填充入實施例1至29和比較例1至8中制備的各液體排出頭中
以進行打印。另外,在各液體排出頭的生產方法中層壓由感光性樹脂組合物
(2)形成的感光性樹脂組合物層12之后,測量為在供給路徑3上部的感光性樹
脂組合物層的落入深度的落入量(L)。如圖6所示,在位于不與供給路徑3的位
置對應的區域中的平坦平面的第二感光性樹脂組合物層12的上表面在供給
路徑3的開口的位置處朝向供給路徑3側凹陷的量視為落入量(L)。激光顯微鏡
(由KEYENCECORPORATION生產)用于測量從第二感光性樹脂組合物層12
的平坦表面至落入的最深部的深度,并將該深度視為落入量(L)。另外,確認
了落入量(L)與打印質量之間的相關性。結果,當落入量為0.5μm以上(可精確
測量)時在0.5至1.5μm范圍內打印質量良好。然而,當落入量超過1.5μm時,
墨滴不以期望的方向排出,因此打印質量降低。小于0.5μm的落入量(L)難以
精確測量,但打印質量良好。因此,關于落入量(L)的評價標準如表7所示確
定,從而評價各實施例和各比較例的液體排出頭。其結果示于表1、2、4和6。

出于檢查感光性樹脂組合物層圖案化時的圖案精度的目的,通過光學顯
微鏡(NikonCorporation制)以100倍的倍率觀察所制備的各液體排出頭的流路
5,以便確認墨是否浸入流路形成構件4。另外,通過掃描電子顯微鏡(SEM,
Hitachi,Ltd.制)以5,000倍的倍率觀察到流路形成構件4的圖案側壁的不均一。
由這些確認和觀察結果,根據表8所示評價基準評價圖案形狀。圖案形狀的
評價結果示于表1、2、4和6。

表7


表8

圖案形狀
墨的浸入(光學顯微鏡)
圖案側壁(SEM)
A
未發生
良好
B
未發生
凹凸
C
發生
凹凸

盡管已參考示例性實施方案描述本發明,但應理解本發明不受限于所公
開的示例性實施方案。以下權利要求的范圍符合最寬泛的解釋,從而包含所
有的此類改進和等同結構及功能。

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成形 生產 方法 液體 出頭
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