特許 7499769 その場での重合を介した直接的な基板コーティング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-06

(45)【発行日】2024-06-14

(54)【発明の名称】その場での重合を介した直接的な基板コーティング

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/28 20060101AFI20240607BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20240607BHJP

   B05D 7/00 20060101ALI20240607BHJP

   C08F 2/00 20060101ALI20240607BHJP

   C08F 20/00 20060101ALI20240607BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20240607BHJP

   C09D 4/00 20060101ALI20240607BHJP

   C09D 5/02 20060101ALI20240607BHJP

   C09D 7/63 20180101ALI20240607BHJP

【ＦＩ】

H05K3/28 C

B05D7/24 303A

B05D7/24 303E

B05D7/24 302Z

B05D7/24 302G

B05D7/00 K

B05D7/00 J

C08F2/00 C

C08F20/00 510

C23C26/00 A

C09D4/00

C09D5/02

C09D7/63

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2021535980

(86)(22)【出願日】2019-12-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-16

(86)【国際出願番号】 US2019065137

(87)【国際公開番号】W WO2020131445

(87)【国際公開日】2020-06-25

【審査請求日】2022-12-07

(31)【優先権主張番号】62/782,004

(32)【優先日】2018-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391008825

【氏名又は名称】ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン

【氏名又は名称原語表記】Ｈｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ

【住所又は居所原語表記】Ｈｅｎｋｅｌｓｔｒａｓｓｅ ６７，Ｄ－４０５８９ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100106297

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 克博

(72)【発明者】

【氏名】スミス、 トーマス エス． セカンド

(72)【発明者】

【氏名】ジマーマン、 ジョン エル．

(72)【発明者】

【氏名】マッギー、 ジョン ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ドナルドソン、 グレゴリー ティー．

(72)【発明者】

【氏名】ミラー、 リサ ケー．

(72)【発明者】

【氏名】コザック、 ウィリアム ジー．

(72)【発明者】

【氏名】クーンズ、 エリック シー．

【審査官】小南 奈都子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第１９９１／００８８４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１８３０５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１１９５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／２８

Ｂ０５Ｄ ７／２４

Ｂ０５Ｄ ７／００

Ｃ０８Ｆ ２／００

Ｃ０８Ｆ ２０／００

Ｃ２３Ｃ ２６／００

Ｃ０９Ｄ ４／００

Ｃ０９Ｄ ５／０２

Ｃ０９Ｄ ７／６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下のステップ、
ａ）それに取り付けられた１以上の金属トレースを含む基板表面を、以下の成分
１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）リビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤、
３）少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンド、および
４）少なくとも１つの極性溶媒を含む溶媒
を含むコーティング組成物と接触させるステップ、
ｂ）成分１）～４）の存在下で１以上の金属トレースからある量の触媒活性金属イオンを溶解し、それにより１以上の金属トレースの表面にリビング重合反応混合物を形成するステップ、
ｃ）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマーを反応混合物中で１以上の金属トレースの表面でその場で重合し、それによって１以上の金属トレースの少なくとも表面でコーティング組成物に不溶性の付着性ポリマーコーティングを形成するステップ、
を含む、基板上にポリマーコーティングを形成する方法。

【請求項2】

ｄ）コーティング組成物との接触から基板表面を除去し、必要に応じて水でのリンスを行うステップ、および
ｅ）同じまたは異なるコーティング組成物を使用してステップａ）～ｃ）を繰り返すステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ステップａ）の基板が回路基板を含み、１以上の金属トレースが導電性金属トレースである、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

ステップａ）の極性溶媒が水を含み、各成分１）～３）が極性溶媒および／またはコーティング組成物に可溶であり、プロセスは、還元剤を添加せずに、酸素の存在下で行われる、請求項１または２に記載の方法。

【請求項5】

コーティング組成物の各成分１）～４）が水溶性であり、ステップａ）の溶媒が水および任意に少なくとも１つの有機溶媒を含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項6】

１以上の金属トレースが、銅、亜鉛、それらの混合物、それらの合金、またはそれらの合金の混合物を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

ステップａ）～ｃ）の持続時間を合計で２～３０分に調整することを含み、それにより、１以上の金属トレース上に１～３０ミクロンの厚さを有する付着性ポリマーコーティングを生成する、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

すべてコーティング組成物の総重量に基づき、以下の成分
１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）リビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤、
３）少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンド、および
４）少なくとも１つの極性溶媒または水を含む溶媒系
を含む１以上の金属トレースを含む基板上への原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）のための無触媒コーティング組成物であって、
コーティング組成物は、遷移金属触媒を含まない無触媒コーティング組成物。

【請求項9】

開始剤が、Ｃ－ヘテロ原子不飽和に対してハロゲンアルファを有するハロゲン化アルキル開始剤である、請求項８に記載の無触媒コーティング組成物。

【請求項10】

ハロゲン化アルキル開始剤が、臭化物であり、ハロゲン化アルキルはフッ化物を含まない、請求項９に記載の無触媒コーティング組成物。

【請求項11】

ラジカル重合性オレフィンモノマーが、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミドモノマー、４－ビニルピリジン、ジメチル／１－エトキシカルボニル－ビニルホスフェート、およびそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の無触媒コーティング組成物。

【請求項12】

リガンドが２つ以上のＮ含有基を含み、負に帯電した酸素結合基を有さない、請求項８に記載の無触媒コーティング組成物。

【請求項13】

すべてコーティング組成物の総重量に基づき、
１）０．１～８０重量％の少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマーが存在し、
２）０．０１～５重量％のリビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤が存在し、
３）０．０１～５重量％の少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンドが存在する、請求項８または９または１０に記載の無触媒コーティング組成物。

【請求項14】

１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）Ｃ－ヘテロ原子不飽和に対してハロゲンアルファを有する少なくとも１つの溶解および／または分散したハロゲン化アルキル開始剤であって、前記ハロゲン化物はフッ素ではないハロゲン化アルキル開始剤
３）２以上のＮ含有基を含み、負に帯電した酸素結合基を有さない少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンド、および
４）任意に、１）～３）が可溶である溶媒
を含む１以上の金属トレースを含む基板への原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）のための無触媒コーティング浴の形成に使用するための濃縮物であって、
遷移金属触媒を含まない濃縮物。

【請求項15】

少なくとも１つのオレフィンモノマーが、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミドモノマー、４－ビニルピリジン、ジメチル（１－エトキシカルボニル）ビニルホスフェート、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載の濃縮物。

【請求項16】

少なくとも１つのハロゲン化アルキル開始剤が、エチル２－ブロモイソブチレート、エチル２－ブロモ－２－フェニルアセテート（ＥＢＰＡ）、２－ブロモプロパニトリル、エチル２－ブロモプロピオネート、メチル２－ブロモプロピオネート、１－フェニルエチルブロミド、トシルクロリド、１－シアノ－１－メチルエチルジエチルジチオカルバメート、２－（Ｎ，Ｎ－ジエチルジチオカルバミル）－イソ酪酸エチルエステル、ジメチル２，６－ジブロモヘプタンジオエートおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４または１５に記載の濃縮物。

【請求項17】

リガンドが、２，２’－ビピリジン（「ｂｉｐｙ」）、２－ピコリルアミン、トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＴＰＭＡ）、１，１，４，７，１０，１０－ヘキサメチルトリエチレンテトラミン（ＨＭＴＥＴＡ）、４，４’，４”－トリス（５－ノニル）－２，２’，６’，２”－ターピリジン（ｔＮｔｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”－ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、トリス（２－ジメチルアミノエチル）アミン（Ｍｅ_６ＴＲＥＮ）、Ｎ，Ｎ－ビス（２－ピリジルメチル）オクタデシルアミン（ＢＰＭＯＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ［（２－ピリダル）メチル］エチレンジアミン（ＴＰＥＤＡ）、トリス（２－アミノエチル）アミン（ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－ブトキシ－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＢＡ_６ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－（２－エチルヘキソキシ）－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＥＨＡ_６ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－ドデコキシ－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＬＡ_６ＴＲＥＮ）、イミン、ニトリルおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４または１５に記載の濃縮物。

【請求項18】

基板の非導電性表面に取り付けられた少なくとも１つの導電性金属トレース、および少なくとも１つの金属トレースの表面に接着され、少なくともいくつかの基板表面には存在しない請求項１に記載の方法に従って堆積されたポリマーコーティングを含む基板。

【請求項19】

少なくとも１つの金属トレースが、長手方向軸を有し、金属トレースの長手方向軸に垂直な平面で取られたコーティングの断面が、凸状の断面形状および１～３０ミクロンの最大厚さを有し、コーティングは、金属トレースの長手方向軸からの距離が離れるほど厚さが薄くなる、請求項１８に記載の基板。

【請求項20】

コーティングが、３ボルトの印加電力下で１メートルの水の下で少なくとも３０分間の曝露に対して耐水性である、請求項１８に記載の基板。

【請求項21】

基板が、プリント回路基板であり、金属トレースが、銅、亜鉛、鉄、それらの混合物、それらの合金、またはそれらの合金の混合物を含む、請求項１８に記載の基板。

【請求項22】

付着性ポリマーコーティングが、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミドモノマー、４－ビニルピリジン、ジメチル（１－エトキシカルボニル）ビニルホスフェート、およびそれらの混合物から選択されるモノマーから作製されるポリマーである、請求項１８に記載の基板。

【請求項23】

基板が、プリント回路基板であり、ポリマーコーティングが、基板に取り付けられた金属トレースによって形成された少なくとも１つの金属回路上に堆積される、請求項１８～２２のいずれか１項に記載の基板。

【請求項24】

基板が、ウェアラブル電子デバイス、皮膚上センサー、または体内センサーであり、ポリマーコーティングは、基板に取り付けられた少なくとも１つの金属トレース上に堆積される、請求項１８～２２のいずれか１項に記載の基板。

【請求項25】

請求項１に記載の方法に従って堆積されたポリマーコーティングを含む基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、モノマー含有コーティング組成物、より具体的には、基板の少なくとも一部上で直接その場で重合し、それによって基板の少なくとも一部上にポリマーコーティングを形成する組成物に関する。本開示はまた、そのようなコーティング組成物を作製する方法、ポリマーコーティングをその場で堆積する方法、およびポリマーコーティングでコーティングされた基板に関する。

【背景技術】

【0002】

このセクションは、本開示に関連する発明概念の必ずしも先行技術ではない背景情報を提供する。

【0003】

多くの基板表面は、装飾層、機能層など、例えば、特定の化学物質の通過、指紋耐性、防食保護を可能にする層などのさまざまなタイプのコーティングを表面に塗布することで恩恵を受け、場合によってはコーティングは、望ましくは耐水性コーティングである。耐水性コーティングは、電子機器への適用に特別な用途がある。多くの電子機器には、電卓から携帯電話に至るまでの電子システムの重要な構成要素であるプリント回路基板（ＰＣＢ）が含まれる。

【0004】

多様な使用環境条件下で電子デバイスの性能を維持するために、特定の表面にコーティングを施すことがしばしば望ましい。電子デバイスの重要な表面の例には、プリント回路基板、付着パッチやウェアラブル身体監視デバイスなどのウェアラブル電子機器、および体内センサーを含むセンサーに関連する導電性トレースが含まれる。プリント回路基板は、非導電性基板に接着またはその他の方法で取り付けられた導電性トレースを使用して、電子部品または電気部品を機械的に支持および電気的に接続する。耐湿性プリント回路基板（ＰＣＢ）を実現し、さまざまな環境、特にハンドヘルドエレクトロニクス市場で機能を維持することがますます重要になっている。電子機器を保護する試みでは、多くの場合、プリント回路基板全体に何らかの形のコンフォーマルコーティングが使用される。コンフォーマルコーティング材料は、プリント回路基板の輪郭に一致して基板のコンポーネントを保護するポリマーフィルムであり、スプレー、ブラッシング、ディッピングなどによって塗料のように塗布される。コンフォーマルコーティングには、揮発性溶媒（つまり、揮発性有機化合物とは、ＣＯ、ＣＯ_２、炭酸、金属炭化物または炭酸塩、および炭酸アンモニウムを除く任意の炭素の化合物を意味し、光化学反応性はごくわずかであるＥＰＡによって指定されたものを除き、大気中の光化学反応に関与する。ＥＰＡ．ｇｏｖを参照）が含まれるという欠点を有する。これらの塗料のように塗布されたコンフォーマルコーティングは、通常、約２５～２５０μｍ（マイクロメートル）であり、これは約１ミルから１０ミルの乾燥コーティングの厚さである。そのようなポリマーコーティングの厚さは、望ましくない熱放散を妨げる傾向がある。

【0005】

保護用の薄いコーティングは、化学蒸着（ＣＶＤ）などの真空プロセスによっても提供される。このプロセスでは、化学反応によって揮発性前駆体から固体と揮発性の両方の生成物が形成され、固体生成物が基板上に堆積される。しかし、真空処理ではコーティングの厚さがゆっくりと増加するため、動きの速い電子機器製造には不利である。真空プロセスには、特殊なチャンバーを必要とするという経済的な欠点と、揮発性前駆体の使用における環境上の欠点がある。

【0006】

コンフォーマルコーティングおよび化学蒸着は、通常、コーティングされる表面と反応せず、コーティングにおいて選択的ではなく、これには、過剰な原材料の消費の欠点とマスキングの使用があり、多数で微細なまたは複雑な回路を有する電子機器にコストと多くの人手を要するものとなる。

【0007】

原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）は、バルクポリマーの製造や表面結合開始剤上でのポリマーの成長に使用されてきたリビングラジカル重合プロセスである。典型的なＡＴＲＰプロセスは、触媒、リガンド、およびモノマーと開始剤を溶媒（通常は有機）システムに溶解し、溶解した触媒を使用してモノマーを重合してバルクポリマーを形成する。あるいは、開始剤を表面に固定することができ、重合により表面に「ブラシ」が生じる。利用される溶解触媒は、一般に、開始剤と遷移金属錯体を形成する遷移金属であり、錯体はリガンドによって安定化され、反応は酸素の非存在下で、しばしばアスコルビン酸などの還元剤の存在下で行われる。上記のＡＴＲＰプロセスの両方は、反応混合物の脱酸素化、かなりの量の還元剤の使用、２段階重合および／またはポリマーからの触媒、リガンドおよび未消費モノマーの１つ以上の除去を必要とするという欠点を有する。

【0008】

したがって、迅速で耐水性のコーティング堆積が可能なコーティング組成物、およびマスキングまたは高価な塗布装置を必要とせずに正確（例えば、腐食しやすい金属トレースにコーティングを集中させる）で、費用対効果が高く、塗布中に真空を必要とせず、酸素の存在下および水性環境で行うことができる堆積方法が必要である。このようなコーティングシステムは、好ましくは、電子機器、特にプリント回路基板に適用可能である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

出願人は、修正された原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）プロセスを使用してモノマーのその場での重合を介して金属表面にポリマーコーティングを堆積して、基板の一部を耐水性コーティングで選択的にコーティングするための組成物およびプロセスを開発した。本発明は、水性媒体中にその場で完全にまたは部分的に溶解したモノマーを重合することによって、コーティングを表面に堆積させる方法を提供する。このプロセスは、有機溶媒を使用せずに行うことができ、真空チャンバーを必要とせず、真空プロセスに比べて大幅に速い速度でコーティングを構築する。たとえば、約２５ミクロン（２５，０００ｎｍ）の乾燥コーティングの厚さを本開示のプロセスで約１０分のコーティング組成物接触時間で実現できる。

【0010】

本発明の一態様では、上記の欠点の１以上を克服するコーティング組成物、コーティング方法、およびコーティングされた基板を提供する。

【0011】

本発明のポリマー耐水性コーティングは、水に完全に可溶化または少なくとも部分的に可溶化され得るオレフィンモノマーを利用して水溶液中で調製することができる。そのようなモノマーの極性の性質に基づいて、極性モノマーの重合から生じるポリマーコーティングの特性は、親水性であり、保護耐水性コーティングの候補としては不十分であると予想される。驚くべきことに、本発明者らは、本開示のポリマーコーティングが、動力付き基板が水に浸されたときなどの損傷から回路基板を保護するのに効果的なバリアフィルムを提供することを見出した。好ましいモノマーは、水および／または極性溶媒または溶媒系に可溶であるが、金属トレース上で重合されると、ポリマーコーティングは水に不溶性であり、望ましくは、コーティング組成物および／またはコーティング組成物の極性溶媒または溶媒系成分に不溶性であり得る。一実施形態では、本開示は、非導電性基板上に少なくとも１つの導電性金属トレースを含むコーティングされた基板を提供し、金属トレースは、固体金属トレースの存在によって触媒される上記のコーティング組成物の反応生成物である付着性耐水性ポリマーコーティングをその上に堆積させた。

【0012】

本発明の一実施形態では、コーティングは、プリント回路基板上の導電性トレースに適用される。

【0013】

本発明の一実施形態では、コーティングは、ウェアラブル電子デバイス上の導電性トレースに適用される。好ましい実施形態では、ウェアラブル電子デバイスは、皮膚または皮膚に付着したフィルムまたはパッチに直接取り付けられた導電性トレースを含む。このようなパッチは、心拍数、血圧などの身体機能の監視、血中酸素、体温、血糖値の監視など、多くの目的に使用できる。

【0014】

本発明の別の実施形態では、コーティングされる表面は、一連の生物学的機能を監視する皮膚に取り付けられた体内センサーを含む生物学的センサー内の導電性トレースである。

【0015】

さらなる実施形態では、反応生成物は、少なくとも１つのオレフィンモノマーのその場での重合によって生成され、少なくとも１つの導電性金属トレース上に堆積され、任意に導電性金属トレースに直接隣接する非導電性基板の一部に堆積されるポリマーコーティングを含む。コーティングされる基板の使用目的に応じて、金属トレースを超えてコーティングを拡張することが望ましい場合があり、または電子デバイスの通気性を保証することから利益を得る可能性があるウェアラブル電子デバイスなど、いくつかの用途ではそれを最小限に抑えることが望ましい。さらに別の実施形態では、金属トレース上のポリマーコーティングは、金属トレースの中心線を横切って取られた断面、すなわち、金属トレースの長手方向軸に垂直な断面、例えば、トレースの幅全体に広がるドーム型の形状に対して凸状の断面形状を有し得る。このドーム型の形状は、非導電性基板上に薄いコーティングを提供し、この段階的な減少により、マスクされたＰＣＢに見られるようなコーティングの急激なエッジが減少する。マスクエッジが層間剥離の障害サイトとして機能する可能性がある。その最も厚い点で、ポリマーコーティングは、凸状コーティングの最大厚さの中心線で約１～３０ミクロンの厚さを有し得、コーティングの厚さは、中心線からの距離が増加するにつれて減少する。中心線は通常、トレースの長手方向軸に平行に走っている。

【0016】

本発明の一態様（「態様１」）によれば、
以下のステップ、
ａ）それに取り付けられた１以上の金属トレースを含む基板表面を、以下の成分
１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）リビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤、
３）少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンド、および
４）少なくとも１つの極性溶媒を含む溶媒を含むコーティング組成物と接触させるステップ、
ｂ）成分１）～４）の存在下で１以上の金属トレースからある量の触媒活性金属イオンを溶解し、それにより１以上の金属トレースの表面にリビング重合反応混合物を形成するステップ、
ｃ）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマーを反応混合物中で１以上の金属トレースの表面でその場で重合し、それによって１以上の金属トレースの少なくとも表面でコーティング組成物に不溶性の付着性ポリマーフィルムを形成するステップ、
を含む方法を提供する。

【0017】

本発明のさらなる例示的な態様は、以下のように要約することができる。

【0018】

態様２：ｄ）コーティング組成物との接触から基板表面を除去し、必要に応じて水でのリンスを行うステップ、および
ｅ）同じまたは異なるコーティング組成物を使用してステップａ）～ｃ）を繰り返すステップをさらに含む、態様１の方法。

【0019】

態様３：ステップａ）の基板が回路基板を含み、１以上の金属トレースが導電性金属トレースである、態様１または２の方法。

【0020】

態様４：ステップａ）の極性溶媒が水を含み、好ましくは水からなり、各成分１）～３）が極性溶媒および／またはコーティング組成物に可溶であり、プロセスは、還元剤を添加せずに、酸素の存在下で行われる、態様１～３の方法。

【0021】

態様５：コーティング組成物の各成分１）～４）が水溶性であり、ステップａ）の溶媒が水および任意に少なくとも１つの有機溶媒を含む、態様１～４の方法。

【0022】

態様６：１以上の金属トレースが、銅、亜鉛、それらの混合物、それらの合金、またはそれらの合金の混合物を含む、態様１～５の方法。

【0023】

態様７：ステップａ）～ｃ）の持続時間を合計で約２～３０分に調整することを含み、それにより、１以上の金属トレース上に１～３０ミクロンの厚さを有する接着性ポリマーコーティングを生成する、態様１～６の方法。

【0024】

態様８：すべてコーティング組成物の総重量に基づき、以下の成分
１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）リビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤、好ましくはハロゲン化アルキル開始剤、
３）少なくとも１つの溶解および／または分散リガンド、および
４）少なくとも１つの極性溶媒または水を含む溶媒系
を含む基板上へのリビング重合のための無触媒コーティング組成物であって、
コーティング組成物は、ラジカル重合触媒を含まない無触媒コーティング組成物。

【0025】

態様９：ハロゲン化アルキル開始剤が、Ｃ－ヘテロ原子不飽和に対してハロゲンアルファを有する、好ましくは、ハロゲン化アルキル開始剤中のハロゲン化物は臭化物であり、最も好ましくは、ハロゲン化アルキルはフッ化物を含まない、態様８の無触媒コーティング組成物。

【0026】

態様１０：ラジカル重合可能なオレフィンモノマーが、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミドモノマー、４－ビニルピリジン、ジメチル／１－エトキシカルボニル－ビニルホスフェート、およびそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、態様８または９の無触媒コーティング組成物。

【0027】

態様１１：リガンドが２以上のＮ含有基を含み、負に帯電した酸素結合基を有さない、態様８～１０の無触媒コーティング組成物。

【0028】

態様１２：すべてコーティング組成物の総重量に基づき、
１）約０．１～８０重量％の少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマーが存在し、
２）約０．０１～５重量％のリビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤が存在し、
３）少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンドの約０．０１～５重量％が存在する、態様８～１０の無触媒コーティング組成物。

【0029】

態様１３：１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）Ｃ－ヘテロ原子不飽和に対してハロゲンアルファを有する少なくとも１つの溶解および／または分散したハロゲン化アルキル開始剤であって、前記ハロゲン化物はフッ素ではないハロゲン化アルキル開始剤
３）２以上のＮ含有基を含み、負に帯電した酸素結合基を有さない少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンド、および
４）任意に、１）～３）が可溶である溶媒を含む無触媒コーティング浴の形成に使用するための濃縮物。

【0030】

態様１４：少なくとも１つのオレフィンモノマーが、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミドモノマー、４－ビニルピリジン、ジメチル（１－エトキシカルボニル）ビニルホスフェート、およびそれらの混合物からなる群から選択される、態様１３の濃縮物。

【0031】

態様１５：少なくとも１つのハロゲン化アルキル開始剤が、エチル２－ブロモイソブチレート、エチル２－ブロモ－２－フェニルアセテート（ＥＢＰＡ）、２－ブロモプロパニトリル、エチル２－ブロモプロピオネート、メチル２－ブロモプロピオネート、１－フェニルエチルブロミド、トシルクロリド、１－シアノ－１－メチルエチルジエチルジチオカルバメート、２－（Ｎ，Ｎ－ジエチルジチオカルバミル）－イソ酪酸エチルエステル、ジメチル２，６－ジブロモヘプタンジオエートおよびそれらの混合物からなる群から選択される、態様１３または１４の濃縮物。

【0032】

態様１６：リガンドが、２，２’－ビピリジン（「ｂｉｐｙ」）、２－ピコリルアミン、トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＴＰＭＡ）、１，１，４，７，１０，１０－ヘキサメチルトリエチレンテトラミン（ＨＭＴＥＴＡ）、４，４’，４”－トリス（５－ノニル）－２，２’，６’，２”－ターピリジン（ｔＮｔｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”－ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、トリス（２－ジメチルアミノエチル）アミン（Ｍｅ_６ＴＲＥＮ）、Ｎ，Ｎ－ビス（２－ピリジルメチル）オクタデシルアミン（ＢＰＭＯＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ［（２－ピリダル）メチル］エチレンジアミン（ＴＰＥＤＡ）、トリス（２－アミノエチル）アミン（ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－ブトキシ－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＢＡ_６ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－（２－エチルヘキソキシ）－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＥＨＡ_６ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－ドデコキシ－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＬＡ_６ＴＲＥＮ）、イミン、ニトリルおよびそれらの混合物からなる群から選択される、態様１３～１５の濃縮物。

【0033】

態様１７：基板の非導電性表面に取り付けられた少なくとも１つの導電性金属トレース、および少なくとも１つの金属トレースの表面に接着され、少なくともいくつかの基板表面には存在しないポリマーコーティングを含む基板。

【0034】

態様１８：少なくとも１つの金属トレースが、長手方向軸を有し、金属トレースの長手方向軸に垂直な平面で取られたコーティングの断面が、凸状の断面形状および約１～３０ミクロンの最大厚さを有し、コーティングは、金属トレースの長手方向軸からの距離が離れるほど厚さが薄くなる、態様１７の基板。

【0035】

態様１９：コーティングが、３ボルトの印加電力下で１メートルの水の下で少なくとも３０分間の曝露に対して耐水性である、態様１７または１８の基板。

【0036】

態様２０：基板が、プリント回路基板であり、金属トレースが、銅、亜鉛、鉄、それらの混合物、それらの合金、またはそれらの合金の混合物を含む、態様１７～１９の基板。

【0037】

態様２１：付着性ポリマーコーティングが、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、スチレン、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミドモノマー、４－ビニルピリジン、ジメチル（１－エトキシカルボニル）ビニルホスフェート、およびそれらの混合物から選択されるモノマーから作製されるポリマーである、態様１７～２０の基板。

【0038】

態様２２：基板が、プリント回路基板であり、ポリマーコーティングが、基板に取り付けられた金属トレースによって形成された少なくとも１つの金属回路上に堆積される、態様１７～２１の基板。

【0039】

態様２３：基板が、ウェアラブル電子デバイス、皮膚上センサー、または体内センサーであり、ポリマーコーティングは、基板に取り付けられた少なくとも１つの金属トレース上に堆積される、態様１７～２２の基板。

【0040】

態様２４：態様１～７の方法に従って堆積されたポリマーフィルムを含む基板。

【0041】

本明細書および特許請求の範囲で使用される以下の用語は、本明細書で定義される意味を有する。「浴」は、コーティング技術において、処理される物品が浸漬されるか、または部分的に浸漬されて、物品またはその一部を容器内の組成物と接触させることができる容器内の組成物を意味すると理解される。たとえば、コーティング浴は、コーティング組成物を適用するためのプロセスで一般的に使用される容器内のコーティング組成物を意味すると理解されるであろう。本明細書で使用される「段階」は、プロセスの期間またはステップを指す。たとえば、洗浄段階、リンス段階、コーティング段階は、ステップを実行するために使用される浴を指すこともある。たとえば、リンス段階は、プロセスのリンス工程で使用されるリンス浴を指す場合がある。

【0042】

「溶媒」という用語は、溶質を少なくとも部分的に溶解するための媒体として機能する、たとえば、本開示によるコーティング組成物または濃縮物の成分であり、説明に別段の定めがない限り、水、有機分子、無機分子、およびそれらの混合物を含み得る液体を意味する。本明細書で使用される「極性溶媒」は、約１９以上の誘電率εを有する溶媒を意味し、プロトン性、すなわち、例えば水（ε＝８０）、メタノール（ε＝３３）、エタノール（ε＝２５）またはアンモニア（ε＝２５）などのＯＨまたはＮＨ結合を有する溶媒および／または、たとえば、ＤＭＳＯ（ε＝４９）、ＤＭＦ（ε＝３８）、アセトニトリル（ε＝３７）、アセトン（ε＝２１）などの非プロトン性溶媒が含まれる。「溶媒系」または「溶媒混合物」は、２つ以上の溶媒を含むと理解されるであろう。

【0043】

任意の成分に関して「可溶性」という用語は、その成分が、溶媒または溶媒系または反応混合物またはコーティング組成物に溶解し、それによって溶液を形成する「溶質」として作用し、液体であろうと固体であろうと、別個の相、たとえば、人間の目に見える沈殿物を形成しない。

【0044】

本明細書で使用される「オレフィンモノマー」という用語は、その構造中に少なくとも１つの炭素間二重結合（Ｃ＝Ｃ）を有するモノマーを意味し、これはエチレン性不飽和としても知られている。オレフィンモノマーには、（メタ）アクリレートモノマー、ビニルモノマー、およびＣ＝Ｃ構造を有する他の重合性モノマーが含まれ得る。

【0045】

本明細書で使用される「（メタ）アクリレートモノマー」という用語は、アクリル酸、メタクリル酸、およびそれらのエステルを含む。本明細書で使用されるビニルモノマーは、それらの構造中にビニル官能基、－ＣＨ＝ＣＨ_２を有するモノマーを含む。

【0046】

本明細書で使用される場合、「基板に取り付けられる」とは、基板に接着、堆積、積層、印刷、エッチング、プレス、エンボス加工、またはその他の方法で取り付けられることを意味する。

【0047】

本開示において、「耐水性コーティング」は、表面に付着し、コーティング層からコーティングされた表面に通る酸素および／または含水流体（液体または気体）の少なくとも１つの通過に抵抗または防止するバリアを形成するコーティング層として定義される。耐水性コーティング層は、望ましくは、コーティングされた表面への酸素および／または含水流体の浸透に抵抗および／または防止する。耐水性コーティング性能の１つの測定は、電源投入時、つまりプリント回路基板に電圧が印加されているときの浸漬、結露、または湿気の結果としての水または水性液体への暴露から、組み立てられたプリント回路基板への損傷の防止または低減である。不適切に保護された回路基板のそのような暴露に関連する損傷には、樹枝状成長および導電性陽極フィラメント形成などの電気化学的移動現象、ならびに導電性トレースおよび電子部品への導電性接続の腐食性劣化が含まれる。

【0048】

様々な理由のために、本明細書に開示されるコーティング組成物および濃縮物は、先行技術における同様の目的のための組成物に使用される多くの成分を実質的に含まないことが好ましい。具体的には、以下に列挙する好ましくは最小化された各成分とは独立して、本発明によるコーティング組成物または濃縮物の少なくともいくつかの実施形態は、１．０、０．５、０．３５、０．１０、０．０８、０．０４、０．０２、０．０１、０．００１または０．０００２パーセント未満のそれぞれを、より好ましくは１リットルあたりのグラム数での数値、より好ましくはｐｐｍで以下の成分、オレフィンモノマーのための重合触媒、酸素、過酸化物およびペルオキシ酸、過マンガン酸塩、過塩素酸塩、塩素酸塩、亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩、過ホウ酸塩、六価クロム、硫酸および硫酸塩、硝酸および硝酸イオンなどの酸化剤、同様に、シリコン、フッ素、ホルムアルデヒド、ホルムアミド、ヒドロキシルアミン、シアン化物、シアン酸塩、アンモニア、希土類金属、ホウ素、例えばホウ砂、ホウ酸塩、ストロンチウムおよび／または遊離ハロゲンイオン、例えば、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を含むことが、与えられた順序でますます好ましい。また、以下に列挙する好ましくは最小化された各成分とは独立して、本発明による堆積されたコーティングとしての少なくともいくつかの実施形態は、各上記成分ならびにさらに未反応のモノマーまたは溶媒のそれぞれを、１．０、０．５、０．３５、０．１０、０．０８、０．０４、０．０２、０．０１、０．００１、または０．０００２パーセント未満を、より好ましくは１０００分の１（ｐｐｔ）で前記数値を含むことが、与えられた順序でますます好ましい。

【0049】

「金属」または「金属の」という単純な用語は、当業者によって、それが物品であろうと表面であろうと、金属元素、例えば銅または鉄、指定された順序で優先度が高くなり、少なくとも、５５、６５、７５、８５、または９５原子パーセントの量で存在する金属元素の原子から構成される材料を意味すると理解されるであろう。たとえば、単純な用語「銅」には、純銅および指定された順序で優先度が高くなる、少なくとも、銅原子の５５、６５、７５、８５、または９５原子パーセントを含むその合金が含まれる。裸の金属表面は、空気中および／または水中でのエージングによって金属表面に由来する金属の酸化物を除いて、コーティング層がない場合の金属表面を意味すると理解されるであろう。

【0050】

動作例を除いて、または他に示された場合、本明細書で使用される成分の量、反応条件または成分パラメータの定義を表すすべての数字は、すべての場合において「約」という用語によって修飾されると理解されるべきである。説明全体を通して、特に反対の記載がない限り、パーセント、「一部」、および比率の値は重量または質量に基づいている。本発明に関連して所与の目的に適しているまたは好ましい材料のグループまたはクラスの説明は、グループまたはクラスのメンバーの任意の２つ以上の混合物が等しく適切または好ましいことを意味する。化学用語での構成要素の説明は、説明で指定された任意の組み合わせへの追加時の構成要素、または１以上の新しく追加された構成要素と、他の構成要素が追加されたときに組成物にすでに存在する１以上の構成要素との間の化学反応による組成物内でのその場での生成の構成要素を指す。イオン形態の構成要素の明細は、さらに、組成物全体、および組成物に添加された任意の物質について電気的中性を生成するのに十分な対イオンの存在を意味する。このように暗黙的に指定された任意の対イオンは、好ましくは、可能な限り、イオン形態で明示的に指定された他の成分の中から選択される。そうでなければ、そのような対イオンは、本発明の目的に反する対イオンを回避することを除いて、自由に選択することができる。分子量（ＭＷ）は、特に指定のない限り、重量平均分子量である。「モル」という単語は「グラムモル」を意味し、単語自体とそのすべての文法上のバリエーションは、種がイオン性、中性、不安定、仮説、または実際には明確に定義された分子を持つ安定した中性物質であるかどうかに関係なく、そこに存在する原子の種類と数のすべてによって定義される任意の化学種に使用できる。

【0051】

このセクションは、開示の一般的な要約を提供するものであり、その全範囲またはすべての特徴、側面、または目的の包括的な開示ではない。本開示のこれらおよび他の特徴および利点は、好ましい実施形態の詳細な説明から当業者にはより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0052】

図１は本開示に従って調製されたコーティングされた基板の写真である。

【0053】

図２は、本発明に従ってコーティングされたプリント回路基板および比較のコーティングされていないプリント回路基板が、それぞれ１メートルの水に浸漬され、図１のプリント回路基板上の回路に３ボルトの電気を印加した３０分間の間に実行された漏電試験の結果を表すグラフである。

【0054】

図３は、本開示に従ってコーティングされた一連のプリント回路基板の漏電試験の結果に対するコーティング時間および本発明に従ってコーティングされた各プリント回路基板が、１メートルの水に浸漬され、プリント回路基板上の回路に３ボルトの電気を印加した３０分間の間に実行された試験の影響を示すグラフである。

【0055】

図４は、本開示の一実施形態による３ステップ、２１０、３１０、および４１０プロセスの概略図である。この図は、３段階（それぞれ、２００、３００、および４００の３つの浴を意味する）コーティングラインの一実施形態を示し、３つの異なるプロセスステップ２１０、３１０、および４１０でそれぞれ示され、コーティング組成物２２０、３２０、または４２０が本発明による概略的な金属トレース１００に接触している。得られたコーティングされたトレース１１０の実施形態の断面図Ａ－Ａ、例えば、導電性ワイヤ、ポリマーコーティングの層を明らかにする断面、３つのプロセスステップ２１０、３１０、および４１０それぞれから生成された２５０、３５０、および４５０も示されている。

【0056】

図５は、本開示の別の実施形態による３ステップの５１０、５３０、および６１０プロセスの概略図である。この図は、２段階（それぞれ、５００および６００の２つの浴を意味する）コーティングラインの実施形態を示し、３つの異なるプロセスステップ、それぞれ５１０、５３０、および６１０で示され、本発明による図式金属トレース１００に接触している。得られたコーティングされたトレースの実施形態の断面図Ａ－Ａ、例えば、導電性ワイヤ１１０、ポリマーコーティングの層を明らかにする断面、それぞれ、３つのプロセスステップ５１０、５３０、および６１０から生成された５５１、５５３、および６５０も示されている。このプロセスは、異なる浸漬深さ、ｉ_５１０およびｉ_５３０での浴５００との連続接触を利用して、異なる厚さのポリマーコーティング５５１および５５３を生成する。

【発明を実施するための形態】

【0057】

＜好ましい実施形態の詳細な説明＞
本開示は、基板の表面にその場で重合することにより、耐水性コーティングを備えた定義されたパターンで基板の一部を選択的にコーティングするために、修正原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）プロセスにおいて有用な無触媒コーティング組成物を提供する。重合は、少なくとも１つの金属表面を含む基板表面上にポリマーコーティングを堆積させ、触媒は金属表面から供給される。このコーティング組成物の１つの利点は、触媒金属へのその選択的堆積および触媒金属の存在下でのコーティング組成物のバルク重合に対する耐性である。

【0058】

本発明は、回路基板、特にプリント回路基板（ＰＣＢｓ）の選択された表面をコーティングするのに有用である。プリント回路基板は、基板上に「ライン」、「トラック」、または「導体」とも呼ばれる導電性トレースを備えた非導電性材料である。電子部品、例えば集積回路（ＩＣｓ）、抵抗、コンデンサ、インダクタとコネクタ、スイッチとリレーが基盤に取り付けられ、トレースはコンポーネントを接続して動作回路またはアセンブリを形成する。基板は、コンポーネントの数および相互接続密度に応じて、片面（基板の上部に１つの信号層）、両面（基板の上部と下部に２つの信号層）、または多層（２層以上）のいずれかとなり得る。コンポーネントは、ＰＣＢ表面のトレースによって相互に接続され、多くの場合、基板の層の間に埋め込まれている。保護が不十分な場合、トレースの腐食または破損は、トレースパスに沿った導電性の障害を引き起こし、樹枝状成長や導電性陽極フィラメント形成などの電気化学的移動現象に関連して損傷が発生する可能性がある。本開示に従って基板上に堆積されるコーティングにおいて、コーティング浴中のモノマーは、基板の選択された部分上で重合し、基板の選択された部分上に耐水性コーティングを堆積し、選択された部分に近接する基板の領域上にいくつかの任意選択の堆積を伴い、基板の表面全体をコーティングしない。これにより、通常最も必要とされる金属トレースに耐水性が堆積されているプリント回路基板の材料のコストを節約できる。その場での重合は、水などの極性溶媒、または溶媒の混合物を意味する溶媒系で実施することができる。

【0059】

基板上へのリビング重合のための無触媒コーティング組成物が提供される。無触媒コーティング組成物は、以下の成分：
１）少なくとも１つの溶解および／または分散したラジカル重合性オレフィンモノマー、
２）リビング重合用の少なくとも１つの溶解および／または分散した開始剤、好ましくはハロゲン化アルキル開始剤、
３）少なくとも１つの溶解および／または分散したリガンド、および
４）少なくとも１つの極性溶媒または水を含む溶媒系を含み、コーティング組成物は、ラジカル重合触媒を含まない。

【0060】

本開示はまた、コーティング浴中の溶液中および金属基板、例えば、コーティングが堆積された金属トレースから供給される触媒中に開始剤、リガンドおよびモノマーを含む反応性コーティング浴を提供する。

【0061】

本出願において、プロセスが、窒素ブランケットまたは他の酸素排除手段なしで周囲空気の存在下で実行され得るという点で、酸素の存在に比較的鈍感であるコーティング組成物およびプロセスが提供される。本開示によるコーティング組成物は、添加された溶解触媒の存在を必要とせず、初期ステップとして表面に結合された開始剤を必要とせずに選択された表面に堆積し、代わりに開始剤がコーティング組成物に溶解される。このプロセスにより、分子量分布が狭く、多分散性が低いポリマーが得られる可能性がある。このプロセスは、さまざまなポリマーの製造に使用できる。本発明において有用であり得る他のＡＴＲＰプロセスには、補足的活性剤および還元剤（ＳＡＲＡ）ＡＴＲＰの適応が含まれる。

【0062】

コーティング堆積は、基板表面をポリマーでコーティングするその場重合法であり、望ましくは、モノマーを含むコーティング組成浴に基板表面を浸漬またはディッピングすることによって実施することができる。コーティングは、基板のコーティングされた部分に耐水性バリアを形成する。特に、コーティングは、金属トレースおよび密接に隣接する領域を有する基板の一部に局在化される。本プロセスは、固体金属トレースを使用して、反応混合物中のオレフィンモノマーのその場での重合を触媒し、それにより、従来のＡＴＲＰプロセスの修正を使用して、金属トレース上にポリマーコーティングを堆積させる。

【0063】

一実施形態では、ポリマーコーティングは、図４に示すように、コーティングされる表面、例えば金属トレース１００に連続する複数のモノマー含有浴と接触することによって達成されるブロックコポリマーフィルムであり得る。本開示の一実施形態による３ステッププロセス、ならびに３段階（それぞれ、２００、３００および４００の３つの浴を意味する）コーティングラインは、図４に示され、それぞれ、３つの異なるプロセスステップ２１０、３１０および４１０に示され、ここで、コーティング組成物２２０、３２０、または４２０は、本発明による概略的な金属トレース１００と接触している。コーティング組成物２２０、３２０および４２０はそれぞれ、異なる化学的構成、例えば、異なる成分を有し、それにより、金属トレース上または金属トレース上に以前に堆積されたコーティング層上に、それぞれ、異なるポリマーコーティング２５０、３５０および４５０を生成する。得られたコーティングされたトレース１１０の実施形態の断面図Ａ－Ａ、例えば、導電性ワイヤ、ポリマーコーティングの層を明らかにする断面、それぞれ、３つのプロセスステップ２１０、３１０、および４１０から生成された２５０、３５０、および４５０も示されている。そのような場合、浴内の異なるモノマーおよび／または溶媒を利用して、所望の特性を生成することができる。モノマーの選択は、コーティングの最終用途に合わせて調整することができ、コポリマーフィルム内のポリマーブロックのサイズは、浴中の基板の浸漬時間によって制御することができる。

【0064】

別の実施形態では、本発明は、導電性基板の異なる選択された領域に組成的に異なるコーティングを適用する手段、または連続する浸漬ステップで導電性トレースの浸漬深さを制御することにより、異なる厚さのコーティングを適用する手段を提供する。図５を参照。本開示の別の実施形態による３ステップの５１０、５３０および６１０プロセスが、図５に示され、２段階（それぞれ、５００および６００の２つの浴を意味する）コーティングラインを利用している。この図は、２段階（それぞれ、５００および６００の２つの浴を意味する）コーティングラインの実施形態を示し、３つの異なるプロセスステップ、それぞれ５１０、５３０、および６１０で示され、本発明による図式金属トレース１００に接触する。コーティング組成物５２０および６２０はそれぞれ、異なる化学的構成、例えば、異なる成分を有し、それにより、金属トレース上および／または金属トレース上に以前に堆積されたコーティング層上に異なるポリマーコーティング：浴５２０から５５１および５５３を生成し、および浴６２０からコーティング６５０を生成する。

【0065】

３つのプロセスステップは、金属トレースを浴５００内のコーティング組成物５２０と２回、および浴６００内のコーティング組成物６２０と１回接触させることによって、２段階コーティングラインで達成される。得られたコーティングされたトレースの実施形態の断面図Ａ－Ａ、例えば、導電性ワイヤ１１０、それぞれ３つのプロセスステップ５１０、５３０、および６１０から生成されたポリマーコーティングの層５５１、５５３、および６５０を明らかにする断面も示されている。このプロセスは、異なる浸漬深さ、ｉ_５１０およびｉ_５３０での浴５００との連続接触を利用して、異なる厚さのポリマーコーティング５５１および５５３を生成する。ステップ５１０において、金属トレース１００は、ポリマーコーティング５５１を堆積するｉ_５１０に浸漬され、リビング重合を終了することなく、次のプロセスステップ５３０は、ステップ５１０から浸漬深さｉ_５３０まで金属トレース１００を浸漬し、その結果裸の金属トレース上にコーティング５５３が生じ、コーティング５５１の上に追加のコーティング５５３が生じる。リビング重合は、ステップ６１０の前に停止され、その結果、ｉ_６１０への浸漬は、接触した金属トレースのコーティングされていない部分にポリマーコーティング６５０を堆積させ、以前に塗布されたコーティング５５１および５５３の上はコーティングしない。

【0066】

マルチ浴の実施形態では、ＡＴＲＰは、一般に、段階間のリビング重合プロセスとして知られているので、ポリマーコーティング「リビング」を維持することが望ましい場合があり、あるいは、重合停止剤を、モノマー浴間の段階に導入することができる。連続マルチ浴重合に有用な停止剤の例には、ＤＰＰＨ（２，２－ジフェニル－１－ピクリルヒドラジル）、ＢＨＴ（ブチル化ヒドロキシルトルエン）、およびニトロベンゼンなどが含まれ得る。

【0067】

センサー用途、特に体内センサーの場合、コーティング組成は、血糖などの目的の分析物を容易に通過させる、または血液中に存在する不要な化学物質の通過を防ぐなど、特定の望ましい機能を有するポリマーコーティングを達成するように、またはセンサーを体内に固定するために最適化できる表面摩擦特性などの他の特性を提供するように調整することができる。本発明は、センサー上に高度に特殊化されたコーティング層を適用するための単純で柔軟なプロセスを提供する。

【0068】

コーティングされる金属表面として使用するのに適した金属は、銅、鉄、亜鉛、ニッケル、コバルト、チタン、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、ロジウムおよびレニウム、それらの混合物、それらの合金、およびそれらの合金の混合物を含む。コーティングのための好ましい金属物品は、本開示に従って基板に取り付けられた導電性金属トレースを含み、これは、望ましくは、銅、亜鉛、鉄、それらの混合物、それらの合金、およびそれらの合金の混合物を含み得る。好ましくは、金属は銅または銅合金である。金属トレースは、銅、亜鉛、鉄、それらの混合物、それらの合金、およびそれらの合金の混合物を含むか、本質的にそれらからなるか、またはそれらからなり得る。

【0069】

金属トレースパターンは、不溶性ポリマーが形成されるときに基板上のどこに堆積するかを決定し、金属トレースを任意のパターンで基板上に堆積させることができ、ポリマーコーティングがトレースをコーティングする。基板の表面全体を金属で覆うことも、その一部だけを任意のパターンで覆うこともできる。トレースは、任意の所望の厚さを有することができ、それでも、本開示による反応のための触媒として機能することができる。本開示は、最小限のコーティング材料および労力で基板上の耐水性の非常に複雑なパターンおよび設計に利用できるプロセスを提示し、したがって、材料コストおよび最終重量を最小限に抑える。

【0070】

一実施形態では、基板は、それに取り付けられた金属トレースを有する回路基板、好ましくは電子機器で有用なプリント回路基板である。通常、プリント回路基板上の回路は銅トレースを使用して印刷され、本開示のプロセスは、回路基板全体をコーティングする必要なしに、銅回路上に耐水性コーティングを堆積することを可能にする。

【0071】

本開示において有用な適切な溶媒は、極性溶媒であり、これは、水、有機極性溶媒、無機極性溶媒、またはそれらの混合物であり得る。無極性溶媒が本発明の操作を妨害しないならば、少量の無極性溶媒を本発明による溶媒系または溶媒混合物に含めることができる。好ましくは、溶媒は、第２の溶媒を含むまたは含まない水を含む。水は、その低コスト、幅広い基板との適合性、毒性の欠如、使いやすさ、および所望のその場での重合反応を促進するのに効果的であるため、非常に好ましい。あるいは、溶媒は、必要に応じて、水と水混和性有機溶媒との混合物であり得る。水混和性有機溶媒の例には、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール、アセトニトリルおよびピリジンが含まれる。適切な溶媒の一例には、水とイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の１：１（体積：体積）混合物が含まれる。

【0072】

本開示による反応は、大気の開放雰囲気中で実施することができる。すなわち、重合反応は、無酸素または酸素が枯渇した反応混合物または雰囲気中である必要はない。このプロセスでは、真空や他のガスのブランケットを使用する必要はない。

【0073】

本開示において有用な適切なオレフィンモノマーは、望ましくは、コーティング組成物および／または溶媒、例えば、コーティング組成物中に存在する極性溶媒に可溶である。本開示によるプロセスは、単一のオレフィンモノマーまたはオレフィンモノマーの混合物を用いて実施することができる。適切なオレフィンモノマータイプの例には、本明細書で定義される（メタ）アクリレートモノマー、本明細書で定義されるビニルモノマーが含まれる。非限定的な例として、追加の官能基で置換および非置換であり得るモノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のエステルおよびメタクリル酸のエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン、アクリロニトリル、４－ビニルピリジン、ｎ－ビニルホルムアミド、ジメチル（１－エトキシカルボニル）ビニルホスフェート、およびそれらの混合物を含むことができる。好ましいモノマーには、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートが含まれる。特に好ましいモノマーは、ヒドロキシエチルメタクリレートなどのメタクリル酸のエステルである。

【0074】

適切なモノマーは、好ましくは水に可溶である。本開示の好ましい実施形態の特徴は、適切なモノマーがすべて望ましくはコーティング組成物および／または溶媒、例えば、コーティング組成物中に存在する極性溶媒に可溶である一方で、モノマーからその場で形成され、金属トレース上に堆積されたポリマーは、コーティング組成物および／または溶媒、例えば、コーティング組成物中に存在する極性溶媒に溶解しない。本開示によるコーティング溶液中の総モノマー濃度は、少なくとも優先度の高い順に、約０．０５、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１．０、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０重量％であり得、および少なくとも経済的には、約７．０、８．０、９．０、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５または７５重量％以下であり得る。増加した量が本発明の利益を得るのを妨げないならば、より高いパーセンテージのモノマーを使用することができる。いくつかの実施形態において、本開示によるコーティング組成物中の総モノマー濃度は、コーティング溶液の総重量に基づいて、望ましくは、０．１～５０重量％、好ましくは、５～１５重量％であり得る。

【0075】

適切なリガンドは、望ましくは、コーティング組成物および／または溶媒、例えばコーティング組成物中に存在する極性溶媒に可溶である。適切なリガンドは、一般に、金属錯体が溶媒および／またはコーティング組成物にも可溶であるように、金属触媒と錯体を形成することができる窒素含有有機分子である。望ましくは、本開示によるリガンドは、第一級、第二級、または第三級であり得るアミンであり得、飽和または不飽和、環状または非環状、芳香族または非芳香族であり得る。適切なリガンドの例には、２，２’－ビピリジン（「ｂｉｐｙ」）、２－ピコリルアミン、トリス（２－ピリジルメチル）アミン（ＴＰＭＡ）および１，１，４，７，１０，１０－ヘキサメチルトリエチレンテトラミン（ＨＭＴＥＴＡ）が含まれる。他の例は、４，４’，４”－トリス（５－ノニル）－２，２’，６’，２”－ターピリジン（ｔＮｔｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”－ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、トリス（２－ジメチルアミノエチル）アミン（Ｍｅ_６ＴＲＥＮ）、Ｎ，Ｎ－ビス（２－ピリジルメチル）オクタデシルアミン（ＢＰＭＯＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ［（２－ピリダル）メチル］エチレンジアミン（ＴＰＥＤＡ）、トリス（２－アミノエチル）アミン（ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－ブトキシ－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＢＡ_６ＴＲＥＮ）、トリス（２－ビス（３－（２－エチルヘキソキシ）－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＥＨＡ_６ＴＲＥＮ）およびトリス（２－ビス（３－ドデコキシ－３－オキソプロピル）アミノエチル）アミン（ＬＡ_６ＴＲＥＮ）が含まれる。適切なリガンドの基本的な特徴には、２つ以上のＮ含有基、好ましくはアミン、より好ましくは第三級または芳香族アミンを含み、カルボン酸塩またはフェノラート基などの負に帯電した酸素結合基を含まない有機分子が含まれる。Ｎ含有基として、イミンまたはニトリルを使用することもできる。ＡＴＲＰの他の既知のリガンドの例はＣｈｅｍ．Ｒｅｖ．２００７年、１０７、２２７０－２２９９にあり、これは参照により本明細書に組み込まれる。本開示によるコーティング溶液中の総リガンド濃度は、コーティング溶液の総重量に基づいて、少なくとも優先度の高い順に、約０．００５、０．００７５、０．０１、０．０５、０．１、０．２５、０．５、０．７５重量％であり得、少なくとも経済的には、約０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、または７．５重量％以下であり得、望ましくは約０．０１～約５％重量であり得、好ましくは、約０．１～約１重量％である。

【0076】

本開示において有用な開始剤は、１つ以上のラジカル移動可能な原子または基を有する有機分子であり、望ましくは、コーティング組成物および／または溶媒、例えば、コーティング組成物中に存在する極性溶媒に可溶である。好ましい実施形態では、開始剤は、Ｃ－ヘテロ原子不飽和に対してＣ－アルファに結合したハロゲン官能基を有するハロゲン化アルキル開始剤分子を含む。一般に、Ｃ－ヘテロ原子の不飽和はエステル官能基である可能性がある。開始剤として使用されるハロゲン化アルキルは、１以上のそのようなハロゲン官能基を含み得る。好ましいハロゲンは、臭化物、塩化物またはヨウ化物であり、好ましくは臭化物である。現在開示されているプロセスでは、ハロゲン化アルキル上のハロゲン原子はフッ素ではない。適切なハロゲン化アルキルの非限定的な例には、２－ブロモプロピオン酸エチルおよび２－ブロモプロピオン酸メチルなどの２－ブロモプロピオン酸アルキル、２－ブロモイソ酪酸メチルおよび２－ブロモイソ酪酸エチルなどのアルキル２－ブロモイソ酪酸塩、およびエチル２－ブロモ－２－フェニルアセテート（ＥＢＰＡ）およびエチル２－クロロ－２－フェニルアセテート（ＥＣＰＡ）などのエチル２－ハロ－２－フェニルアセテートが含まれる。適切なハロゲン化アルキル開始剤は、上記の実施例のように、Ｃ－ヘテロ原子不飽和部位に対してＣｌ、Ｂｒ、またはＩアルファを含む有機分子である。適切なＡＴＲＰハロゲン化アルキル開始剤の他の例には、２－ブロモプロパニトリル、１－フェニルエチルブロミド、トシルクロリド、およびジメチル２，６－ジブロモヘプタンジオエートが含まれる。あるいは、他のハロゲンフリーのＡＴＲＰ開始剤、例えば、１－シアノ－１－メチルエチルジエチルジチオカルバメート、２－（Ｎ、Ｎ－ジエチルジチオカルバミル）－イソ酪酸エチルエステルを使用することができる。本開示によるコーティング溶液中の総開始剤濃度は、コーティング溶液の総重量に基づいて、少なくとも優先度の高い順に、約０．００５、０．００７５、０．０１、０．０５、０．１、０．２５、０．５、０．７５重量％であり得、経済的に、約０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、または７．５重量％以下であり得、望ましくは約０．０１～約５％であり得、好ましくは、約０．１～約１重量％である。

【0077】

組成物および濃縮物の任意の成分は、湿潤剤、レオロジー調整剤、殺生物剤、生物静力学材料から選択することができる。

【0078】

一実施形態では、コーティング溶液は、リガンド、モノマー、および開始剤を含む濃縮物として提供される。濃縮物は、溶媒で希釈して完全な浴を形成するように、またはかわりに、以前に形成された浴を補うために当技術分野で知られている浴補充剤として処方することができる。あるいは、コーティング溶液は、すぐに使用できる溶液として提供することができる。

【0079】

本開示のコーティング溶液を作製するプロセスは、リガンド、開始剤、モノマー、および溶媒を含むコーティング溶液を形成することを含む。コーティング溶液成分は、例えば、単一成分、成分の２つ以上の別個の組み合わせ、またはコーティング溶液の濃縮物から、容器内で一緒に攪拌されて浴を形成する。

【0080】

本開示による基板上にポリマーフィルムを形成する方法は、ａ）それに取り付けられた１以上の金属トレースを含む基板表面を、上記のコーティング溶液を含むコーティング組成物と接触させる、ｂ）コーティング組成物の存在下で１以上の金属トレースからある量の触媒活性金属イオンを溶解し、それにより１以上の金属トレースの表面にリビング重合反応混合物を形成する、ｃ）反応混合物中で１以上の金属トレースの表面でその場でラジカル重合可能なオレフィンモノマーを重合し、それにより、少なくとも１以上の金属トレースの表面上に、コーティング組成物に不溶性の付着性ポリマーフィルムを形成することを含む。

【0081】

接触時間の長さは、トレースのサイズ、浴の濃度、およびポリマーコーティングの望ましい厚さによって異なる。少なくとも経済性のために、接触時間は、望ましくは２～３０分、好ましくは２～１５分の範囲であり、必要に応じて、より短い接触時間を達成することができる。

【0082】

このプロセスは開放雰囲気で実行でき、真空やブランケットガスを必要としない。このプロセスはまた、加熱浴または加熱ステップを必要としない。このプロセスは、溶媒の凝固点を超える任意の温度、好ましくは約５０℃まで、最も好ましくは、浴は加熱も冷却もせず、約２５℃の周囲温度で実行することができる。驚くべきことに、開示されたプロセスは、プロセスを浴中で何時間も実行した後でも、浴中にスラッジをほとんどまたは全く生成しない。たとえば、コーティングプロセスでは、ＰＣＢ－Ｂ－２５Ａテストプリント回路と２４時間接触した後、優先度の高い順に１０、８、６、４、２、または１ｇ／ｌ未満の固体スラッジが生成される場合があり、開示されたプロセスは、望ましくは、同じプロセスパラメータの下で浴を保持するために使用される容器上にポリマーコーティングをほとんどまたは全く生成しない可能性がある。

【0083】

当技術分野で知られている様々な手順でコーティング溶液を基板に直接適用することによってプロセスを実行することができるが、金属トレースは、好ましくは、コーティング組成物の浴に浸漬され、これは、トレースにモノマーを常に提供し、トレースを湿潤させるのに役立つ。さらに、プロセスはＯ_２の影響をあまり受けないが、プロセスを浴として行うと、Ｏ_２の影響がさらに減少する。十分な量のポリマーが金属トレース上に堆積されると、基板はコーティング浴から取り出され、脱イオン水のリンス浴に２～２０秒の間、好ましくは１０秒未満の間置かれる。このリンス浴に続いて、例えば強制空気を使用して基板を乾燥させる。

【0084】

本開示によるコーティングされた基板は、基板に取り付けられた少なくとも１つの金属トレースと、金属トレースの少なくとも１つの表面上で重合され、それによってポリマーコーティングを形成するコーティングとを含む。一実施形態では、基板は非導電性材料であり、金属トレースは導電性材料、好ましくはプリント回路基板である。一部のポリマーコーティングは、金属トレースに近接する基板領域にも堆積する場合がある。一実施形態では、ポリマーコーティングは、金属トレースのエッジを超えて２ミリメートル未満、任意に、金属トレースのエッジを超えて１、０．５、０．２５、０．１または０．０５ミリメートル未満延在することができる。

【0085】

金属トレースは、その機能に応じて任意の形状をとることができる。一実施形態では、望ましい金属トレースは、金属トレース幅よりも大きい金属トレース長を有するものを含み得、適切な例には、金属トレース長に平行に延びる長手方向軸を有する導線およびＰＣＢ金属トレースが含まれる。さらなる実施形態では、金属トレース上のポリマーコーティングは、金属トレースの中心線を横切って取られた断面、すなわち金属トレースの長手方向軸に垂直な断面に対して凸状の断面形状を有し得る。その最も厚い点で、ポリマーコーティングは、凸状コーティングの最大厚さの中心線で約１～３０ミクロンの厚さを有し得、コーティングの厚さは、中心線からの距離が増加するにつれて減少する。中心線は通常、トレースの長手方向軸に平行に走る。コーティングの最も厚い部分は金属トレースの真上にあり、金属トレースの中心線から外れるとコーティングは薄くなる。

【0086】

したがって、コーティングの断面形状を見るとき、コーティングの最も厚い部分を中心線とすると、コーティングの中心線から離れるにつれてコーティングの厚さが減少する。望ましくは、ポリマーコーティングは、１～３０ミクロンの最大厚さ、好ましくは約２～３０ミクロン未満の最大厚さを有する。したがって、形成されたコーティングは不均一な厚さを有し、これは、基板全体が均一な厚さのコーティング溶液で覆われる場合、または回路がマスクされ、次に均一なコーティングがマスクされた基板に適用される場合とは異なる。マスクを取り除くと、コーティングは適用された場所で均一な厚さになる。推測できるように、トレースが多数ある場合、特にトレースが複雑な形状である場合、マスキングプロセスは非常に時間がかかる可能性がある。マスキングはコーティングに突然のエッジを残し、これはこのコーティングの層間剥離と剥離の問題につながる可能性がある。本開示のプロセスは、マスキングを必要とせず、金属トレースから薄くなるエッジをもたらし、したがって、層間剥離または剥離の影響を受けにくく、必要なコーティング材料が少ない。

【0087】

開示されたプロセスによるコーティングは、金属トレースに耐水性コーティングを提供する。本明細書に開示されるプロセスの利点は、重合および堆積が基板上でその場で行われるため、重合およびコーティングが多段階プロセスではなく単一段階で達成され得ることを含む。したがって、完成したポリマーを溶媒に懸濁し、懸濁液または乳化剤をコーティング浴に懸濁する必要がある前のプロセスを回避することができる。例えば、本開示のプロセスを使用して、水中での単一のステップで、適切なポリヒドロキシエチルメタクリレート（ポリＨＥＭＡ）のコーティングで金属トレースをコーティングすることができる。以前のプロセスを利用するには、最初にポリＨＥＭＡを形成し、次にコーティングに適用する前にエタノールなどの溶媒に可溶化する必要がある。

【0088】

代替の実施形態では、本開示のプロセスを使用する連続的な適用を有利に使用して、基板の異なる領域上にブロックコポリマーおよび／または異なるポリマーコーティングを形成することができる。

【0089】

本開示に従って形成されたコーティングは耐水性であり、これは、電力が供給されている間、３９インチの水の下で少なくとも３０分間の浸漬に対して耐水性であることを意味する。コーティングはまた、基板上の隣接する金属トレース間のデンドライトの形成を大幅に低減する。デンドライトの形成は既存のシステムの問題であり、デンドライトを介して２つのトレース間に短絡が形成されるため、回路の故障につながる可能性がある。本開示のプロセスを使用すると、以下の実施例に記載されているようにテストしたときに、テスト回路基板のトレース間に形成されたデンドライトを削減するコーティングが得られる。好ましくは、デンドライトは形成されない。これは、従来のコーティングプロセスを使用したこのテスト中に形成された多数のデンドライトをはるかに下回っている。

【0090】

本発明によるコーティング組成物を利用するコーティングステップの前に、金属トレースの金属表面は、アルカリ性クリーナーを噴霧するなど、金属表面から汚染物質を除去するための当技術分野で知られている任意の方法を使用して洗浄することができる。金属トレース表面はまた、コーティングの前に、水のみで、またはその後、金属トレース表面に形成されるポリマーコーティングの接着性、耐水性などの性能をさらに改善することができる１以上の物質を含むプレリンス溶液のいずれかでリンスすることができる。いわゆるプレコンディショニング処理を採用することができるが、プレコンディショニングステップがないコーティングプロセスが好ましい。

【0091】

本明細書内で、実施形態は、明確で簡潔な明細書を書くことを可能にする方法で説明されてきたが、実施形態は、本発明から逸脱することなく、様々に組み合わせまたは分離され得ることが意図され、理解される。例えば、本明細書に記載されるすべての好ましい特徴は、本明細書に記載されている本発明のすべての態様に適用可能であることが理解される。

【0092】

いくつかの実施形態では、本明細書の本発明は、組成物、物品、またはプロセスの基本的かつ新規の特性に実質的に影響を及ぼさない要素またはプロセスステップを除外すると解釈することができる。さらに、いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書で指定されていない任意の要素またはプロセスステップを除外すると解釈することができる。

【0093】

本発明は、特定の実施態様を参照して本明細書に例示および説明されているが、本発明は、示されている詳細に限定されることを意図するものではない。本明細書に開示された実験では、選択されたオレフィンモノマーが、例示的なＡＴＲＰプロセスで使用されて、プリント回路基板上の銅の金属トレース上にその場で重合されたコーティングを堆積させた。これは、本発明のポリマーコーティングから利益を得ることができる物品の一例にすぎない。むしろ、本発明から逸脱することなく、特許請求の範囲の同等物の範囲および範囲内で詳細に様々な修正を行うことができる。

【実施例】

【0094】

テスト基板：
本明細書に別段の記載がない限り、試験基板は、市販のＩＰＣ－Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（旧称Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、別名ＩＰＣ）が承認、ＰＣＢ－Ｂ－２５Ａテストプリント回路基板（ＰＣＢ）である。これらのテストプリント回路基板は、ＩＰＣ／Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＳＭＴＡ）に準拠しており、はんだマスク（ＩＰＣ－ＳＭ－８０４Ｃ）およびコンフォーマルコーティング（ＩＰＣ－ＣＣ－８３０Ａ）のテストで使用するためのガイドラインを満たしていた。各テストプリント回路基板は、厚さ１．６ｍｍ（０．０６２インチ）のＦＲ－４グレードのガラス強化エポキシラミネートであり、完全な回路を形成しない、つまりＰＣＢ－Ｂ－２５Ａを介して、電流が流れない腐食によって誘発される導電性電気経路のない、つまり短絡がない裸の銅トレースを使用した単純なプリントアンドエッチングであった。

【0095】

耐水性試験：
実施例のプリント回路基板に耐水性を与える際のコーティングの有効性は、以下のように試験した。：コーティングされたテスト回路基板は、オフ位置で電圧供給に接続し、１メートルの深さまで水を浸漬し、次に、３Ｖの電気を３０分間印加した。完全な回路が存在しない場合、電流は流れない。導電性トレースの腐食に基づく劣化が始まると、電流の読み取り値がゼロから増加し、短絡が発生して電流が流れる。３０分間の浸漬中に、インライン電流計を使用して、テスト期間中の回路を流れる電流を測定することにより、ミリアンペアは少ない方がよい、帯電したプリント回路基板からの電流漏れを検出した。読み取りは１秒ごとに３０分間行った。

【0096】

コーティングの性能は、トレース間に見えるデンドライトの数によっても判断され、デンドライトが少ないほどパフォーマンスが向上し、デンドライトと視覚的に観察可能な酸化物の形成が腐食の指標になる。

【0097】

例１
５００ｇの脱イオン水、７０ｇのヒドロキシエチルメタクリレート、２ｇの２，２’－ビピリジン、および２ｇのエチルα－ブロモイソブチレートを含むコーティング溶液を～１００ＲＰＭで調製し、空気と接触するオープンコーティング浴容器内で攪拌棒で攪拌した。ＰＣＢを処理する前に、コーティング溶液は透明で無色であり、目に見える相分離や固体沈殿物は見られなかった。

【0098】

テストプリント回路基板は、オープンコーティング浴容器内のコーティング溶液に１０分間浸漬した。コーティング溶液との接触から周囲の酸素を排除するための窒素または他の酸素隔離ガスブランケットは使用しなかった。１０分間の浸漬後、試験板をコーティング溶液から取り出し、脱イオン水リンスに５秒間浸漬し、次に強制空気で吹き付けて乾燥した。コーティング層は主にＣｕトレース上に堆積され、金属トレースを囲む非導電性回路基板表面にコーティングのハロー（ｈａｌｏ）が堆積していることが観察された。

【0099】

上記のようにコーティングされたテストプリント回路基板および比較のコーティングされていないテストプリント回路基板は、上記の耐水性試験に供された。

【0100】

図１の写真は、基板１０上に３つの銅トレース１２を有する例１に従ってコーティングされたテストＰＣＢ基板の一部を示す。トレース１２の間にデンドライトの形成は見ることができない。

【0101】

図２は、例１に従ってコーティングされたテストＰＣＢ基板および比較のコーティングされていないテストＰＣＢの耐水性試験からの漏電試験結果のグラフを示す。コーティングされていない基板を測定した場合の予測結果からの暴走電流スパイクを防ぐために、コーティングされていない基板のテスト専用に８５オームの抵抗を回路に配置した。コーティングされていない基板はすぐに故障し、安全抵抗器を取り付けた状態で可能な最大３５ミリアンペアに急速に近づいた。漏れ電流の量は、期間中１秒刻みで測定し、少ないほど良いものであった。グラフラインマーカーは５０秒間隔で提供される。コーティングされたテストＰＣＢの場合、測定された漏れ電流は３０分間のテスト期間で０．００３ミリアンペア～０．００５ミリアンペアに上昇した。図２は、この無視できるレベルの漏電をゼロに近い平坦な線として示す。

【0102】

本発明に従ってコーティングされたＰＣＢの電流漏れのこの有意な低下は、コーティングがトレースの腐食を低減することを示している。

【0103】

例２
２番目の例では、一連のＰＣＢ－Ｂ－２５Ａ回路基板を、例１で記載したのと同じコーティング溶液のコーティング浴に、それぞれ２、４、６、または８分の一連の異なる浸漬時間で配した。コーティング溶液との接触から周囲の酸素を排除するための窒素または他の酸素隔離ガスブランケットは使用しなかった。テスト回路基板をコーティング溶液から取り出し、脱イオン水リンスに５秒間浸漬し、次に強制空気で吹き付けて乾燥した。

【0104】

テストプリント基板は、上記の耐水性試験に供された。漏電は、期間中１秒刻みで測定し、少ないほど良いものであった。これらの例の漏電の結果を図３に示す。グラフラインマーカーは５０秒ごとに提供される。図３に見られるように、コーティング時間が長いほど、測定された漏れ電流の減少によって示されるように、コーティングは回路基板の耐水性においてより効果的であった。

【0105】

本開示は、基板の耐水性コーティングの方法、特にプリント回路基板の耐水性コーティングの方法を実証する。コーティングは、基板に印刷された実際の金属トレースに局所化され、金属トレースに隣接する基板に少量のコーティングが施される。このプロセスは非常に効率的であり、溶媒として水を使用するオープン浴で行うことができる。このプロセスは、ＡＴＲＰプロセスの触媒として金属トレースを利用するＡＴＲＰプロセスのその場での変更である。変更されたプロセスは迅速かつ効率的であり、幅広い基板や金属トレースに適合させることができる。

【0106】

前述の開示は、関連する法的基準に従って記載され、したがって、記載は、本質的に限定するのでなく例示である。開示された実施形態に対する変形および修正は、当業者に明らかになり、本開示の範囲内に入ることができる。したがって、この開示によって与えられた法的保護の範囲は、以下の請求の範囲を検討することによってのみ決定できる。

【0107】

実施形態の前述の記載は、例示および説明の目的で提供された。網羅的であること、または開示を制限することは意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されず、適用可能な場合、交換可能であり、具体的に図示または説明されていなくても、選択された実施形態で使用することができる。同じことが多くの方法で変更される場合もある。そのような変形は、本開示からの逸脱と見なされるべきではなく、すべてのそのような修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。

【0108】

例示的な実施形態は、この開示が徹底され、当業者に範囲を完全に伝えるように提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素、デバイス、および方法の例などの多数の特定の詳細が示される。特定の詳細を使用する必要がないこと、例示的な実施形態が多くの異なる形態で具現化され得ること、およびどちらも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきでないことは当業者に明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術は、詳細には説明されない。

【0109】

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態を説明することのみを目的とし、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことが意図され得る。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は包括的であり、したがって、述べられた特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または成分の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、成分、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。本明細書で説明する方法のステップ、プロセス、および操作は、動作の順序として具体的に識別されない限り、説明または図示された特定の順序での動作を必ずしも必要とすると解釈すべきではない。また、追加または代替のステップを使用できることも理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】