CN101846883A - 感光性组合物、感光性膜及永久图形形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的感光性组合物的特征在于,所述感光性组合物分别含有至少一种光聚合引发剂、至少一种下述第一敏化剂、和至少一种下述第二敏化剂,所述第一敏化剂在设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式:ε365nm/ε405nm>7的关系式;所述第二敏化剂满足下式:ε405nm/ε365nm>7的关系式。
Description
技术领域
本发明涉及使用至少两种敏化剂的感光性组合物、感光性膜及永久图形形成方法。
背景技术
随着电子设备的小型化、多功能化,目前印刷线路板向更高密度化的方向进展。例如,可以举出导体电路的细线化、高多层化、包含盲孔、埋孔(buried hole)等内部通孔(interstitial via hole)的通孔的小径化、小型芯片部件的表面安装的高密度安装等。
作为这样的印刷线路板中使用的阻焊剂,追求高灵敏度化,提出了各种曝光相关技术及高灵敏度阻焊剂。
例如,本申请人提出了包含对405nm半导体激光具有高灵敏度的光聚合引发剂的感光性组合物(参考日本特开2007-316451号公报)。
另外,提出了曝光前的干燥涂膜的厚度为约25μm、在355~405nm的波长范围处的吸光度的最大值与最小值之差为0.3以内的感光性组合物(参考日本特开2008-146043号公报)。
另外,提出了曝光前的干燥涂膜的厚度为约25μm、在355~375nm的波长范围处示出0.6~1.2的吸光度、并且在405nm的波长处示出0.3~0.6的吸光度的感光性组合物(参考日本特开2008-146044号公报)。
另外,还提出了对干燥涂膜照射第一激光、和波长与该第一激光不同的第二激光的阻焊膜的形成方法(参考日本特开2008-146045号公报)。
但是,在使用在i线(365nm)及h线(405nm)处具有辉线的混合光源进行曝光的情况下,这些现有的感光性组合物中,存在光的利用效率不充分、并且灵敏度低、难以得到所需的图形形状的问题。
即,由于就感光性组合物中所含的光聚合引发剂而言,具有聚合引发能力的光的波长区域限定在一定的范围内,因此,如果使用具有i线(365nm)及h线(405nm)的辉线的光源进行曝光,则存在不能充分地利用各辉线的光、灵敏度低、难以得到所需图形的问题。
另外,根据光聚合引发剂的不同,有时会由于光聚合引发剂本身吸收具有聚合引发能力的波长的光以外的光而使含有该光聚合引发剂的聚合引发体系整体的灵敏度下降,此时,存在需要提高所述吸收的光的灵敏度的问题。
另外,由感光性组合物形成的感光性膜,需要具有高保存性。
发明内容
本发明的课题在于,解决现有的所述各种问题,并实现以下目的。即,本发明的目的在于,提供改善光的利用效率、i线及h线的灵敏度高、图形形状良好且保存性也良好的感光性组合物,含有该感光性组合物的感光性膜,及使用了该感光性组合物的永久图形形成方法。
用于解决所述课题的手段如下所述。即,
<1>一种感光性组合物,其特征在于,所述感光性组合物分别含有至少一种光聚合引发剂、至少一种下述第一敏化剂、和至少一种下述第二敏化剂,
所述第一敏化剂在设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式:ε365nm/ε405nm>7的关系式;
所述第二敏化剂满足下式:ε405nm/ε365nm>7的关系式。
<2>如上述<1>所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂含有对365nm~405nm的波长区域的光的摩尔吸光系数小于400的肟酯化合物。
<3>如上述<1>至<2>中任一项所述的感光性组合物,其中,第一敏化剂为下述通式(I)表示的化合物,
其中,所述通式(I)中,X表示O、S或NR(其中,R表示氢原子、烷基及酰基的任意一种)。n表示0或1的整数。R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8各自独立地表示氢原子或中性的一价取代基。另外,R1、R2、R3及R4中各自相邻的两个可以相互连结而形成环。R5或R6、与R7或R8,可以相互连结而形成脂肪环,但不形成芳香环。
<4>如上述<1>至<3>中任一项所述的感光性组合物,其中,含有热交联剂,所述热交联剂包含选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、多异氰酸酯化合物、使多异氰酸酯化合物与封闭剂反应而得到的化合物、及三聚氰胺衍生物的至少任意一种。
<5>一种感光性膜,其特征在于,在支承体上具有由所述<1>至<4>中任一项所述的感光性组合物形成的感光层。
<6>一种永久图形形成方法,其特征在于,至少包括:
曝光工序,对由所述<1>至<4>中任一项所述的感光性组合物形成的感光层进行曝光;
显影工序,对所述已曝光的感光层进行显影;和
固化处理工序,对所述已显影的感光层进行固化处理。
根据本发明,能够解决现有的所述各种问题,并能够实现所述目的,本发明能够提供改善光的利用效率、i线及h线的灵敏度高、图形形状良好且保存性也良好的感光性组合物,含有该感光性组合物的感光性膜,及使用了该感光性组合物的永久图形形成方法。
具体实施方式
(感光性组合物)
本发明的感光性组合物包含第一敏化剂、第二敏化剂、和由这些敏化剂敏化的光聚合引发剂,并且包含粘合剂、聚合性化合物、热交联剂、以及根据需要含有的其它成分。
通常,敏化剂吸收特定的活性放射线而成为电子激发状态。成为电子激发状态的敏化剂与聚合引发剂接触,产生电子传递、能量传递、发热等作用,由此促进聚合引发剂的化学变化、即分解、自由基、酸或碱等活性种的生成,在此产生的活性种引发并促进后述的聚合性化合物的聚合、固化反应。
-第一敏化剂-
所述第一敏化剂,设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式:ε365nm/ε405nm>7的关系式。
即,所述第一敏化剂优选在混合光源的i线(365nm)附近的波长区域具有感光性峰,并且在h线(405nm)附近的波长区域的吸光度小。
作为所述第一敏化剂没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选下述通式(I)表示的敏化剂。
所述通式(I)中,X表示O、S或NR(其中,R表示氢原子、烷基及酰基的任意一种)。n表示0或1的整数。R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8各自独立地表示氢原子或中性的一价取代基。另外,R1、R2、R3及R4中各自相邻的两个可以相互连结而形成环。R5或R6、与R7或R8,可以相互连结而形成脂肪环,但不形成芳香环。
所述通式(I)中,作为X,优选O或S,更优选S。
在此,n为0时,(CR7R8)不存在,R5及R6所结合的碳原子与X直接结合,构成包含X的5元杂环。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8各自独立地表示氢原子或中性的一价取代基。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8表示一价的取代基时,作为一价的取代基,可以列举:卤素原子、脂肪基、芳基、杂环基、氰基、羟基、硝基、氨基、烷氨基、烷氧基、芳氧基、酰胺基、芳氨基、脲基、氨磺酰氨基、烷硫基、芳硫基、烷氧羰基氨基、磺酰胺基、氨基甲酰基、氨磺酰基、磺酰基、烷氧羰基、杂环氧基、偶氮基、酰氧基、氨基甲酰氧基、甲硅烷氧基、芳氧羰基、芳氧羰基氨基、酰亚胺基、杂环硫基、亚磺酰基、磷酰基、酰基、羧基或磺基等。其中,优选烷基、烷氧基、卤素原子。
另外,所述通式(I)中的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8表示一价的取代基时,作为烷基,优选碳原子数1~10个的烷基,更优选甲基、乙基、丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等碳原子数1~4个的烷基。
同样,作为烷氧基,优选的可以列举甲氧基、乙氧基、羟基乙氧基、丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等碳原子数1~4个的烷氧基。
作为卤素原子,优选的可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
R1、R2、R3及、R4中各自相邻的两个可以相互连结例如缩合而形成环。
这些基团形成环时,作为环结构,可以列举5~6元环的脂肪环、芳香环等,也可以是包含碳原子以外的元素的杂环,另外,形成的环之间可以进一步组合而形成双核环、例如稠合环。另外,这些环结构可以进一步具有在所述通式(I)中、当R1至R8表示一价的取代基时例示的取代基。形成的环结构为杂环时,作为杂原子的例子,可以列举N、O及S。
n=1时,R5或R6、与R7或R8,可以相互连结而形成脂肪环,但不形成芳香环。脂肪环的环元数优选3~6元环,更优选5元环或6元环。
作为可以更优选使用的敏化剂,可以列举下述通式(I-A)表示的敏化剂。
所述式(I-A)中,X表示O或S。n表示0或1。R1A、R2A、R3A、R4A、R5A、R6A、R7A及R8A各自独立地表示氢原子、烷基、卤素原子、羟基、氰基、硝基、氨基、烷硫基、烷氨基、烷氧基、烷氧羰基、酰氧基、酰基、羧基或磺基。R1A、R2A、R3A及R4A中各自相邻的两个可以相互连结(缩合)而形成环。R5A或R6A、与R7A或R8A,可以相互连结而形成脂肪环,但不形成芳香环。
作为可以更优选使用的敏化剂,可以举出下述通式(I-B)表示的敏化剂。
所述式(I-B)中,X表示O或S。R1B、R2B、R3B、R4B、R5B、R6B、R7B及R8B各自独立地表示氢原子、烷基、卤素原子、羟基、氰基、硝基、氨基、烷硫基、烷氨基、烷氧基、烷氧羰基、酰氧基、酰基、羧基或磺基。另外,R1B、R2B、R3B及R4B中各自相邻的两个可以相互连结(缩合)而形成环。R5B或R6B、与R7B或R8B,可以相互连结而形成脂肪环,但不形成芳香环。
作为可以进一步优选使用的敏化剂,可以列举下述通式(I-C)表示的敏化剂。
所述式(I-C)中,R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R6C、R7C及R8C各自独立地表示氢原子、烷基、卤素原子、羟基、氰基、硝基、氨基、烷硫基、烷氨基、烷氧基、烷氧羰基、酰氧基、酰基、羧基或磺基。
R1C、R2C、R3C及R4C中各自相邻的两个可以相互缩合而形成5~6元环的脂肪环、芳香环,这些环也可以是包含碳原子以外的元素的杂环,另外,形成的环之间可以进一步组合而形成双核环、例如稠合环。另外,这些环结构可以进一步具有在所述通式(I)中、当R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8表示一价的取代基时例示的各取代基。环结构为杂环时,作为杂原子的例子,可以列举N、O及S。R5C或R6C、与R7C或R8C可以相互连结而形成脂肪环,但不形成芳香环。
另外,优选R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R6C、R7C及R8C的至少一个为卤素原子。作为卤素原子的优选的取代位置,可以列举R1C、R2C、R3C、R4C,最优选R2C。优选的卤素原子的个数,优选一个或两个,更优选一个。
另外,优选R2C为氢以外的取代基,其中,优选烷基、卤素原子、酰氧基、烷氧羰基,特别优选烷基、卤素原子,此时,与光源的匹配度好,灵敏度高。
优选R7C及R8C的任何一个为氢以外的取代基,更优选两个均为氢以外的取代基。作为优选的取代基,可以列举烷基、卤素原子、羧基、烷氧羰基,其中优选烷基、烷氧羰基,最优选烷基。
作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,优选氯原子、溴原子、碘原子。
R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R6C、R7C及R8C的任何一个为烷基时,作为该烷基,优选碳原子数1~10个的烷基,更优选甲基、乙基、丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等碳原子数1~4个的烷基。
R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R6C、R7C及R8C的任何一个为卤素原子时,作为该卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,优选氯原子、溴原子、碘原子。
R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R6C、R7C及R8C的任何一个为酰氧基时,作为该酰氧基,优选碳原子数2~10个的脂肪族酰氧基,更优选碳原子数2~5个的脂肪族酰氧基。
R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R6C、R7C及R8C的任何一个为烷氧羰基时,作为该烷氧羰基,优选碳原子数2~10个的脂肪族烷氧羰基,更优选碳原子数2~5个的烷氧羰基。
可以优选作为所述第一敏化剂使用的敏化剂的具体例[例示化合物(I-1)~(I-133)]如下所示,但本发明不限于此。
其中,从能够实现保存性和对365nm的曝光波长的高灵敏度化的观点考虑,特别优选下式表示的二氢苯并噻喃酮类敏化剂。
另外,所述敏化剂例如可以通过日本特开2004-189695公报、“Tetrahedron(四面体)”第49卷,939页(1993年)、“Journal of OrganicChemistry”893页(1945年)及“Journal of Organic Chemistry”4939页(1965年)等中记载的公知的方法来合成。
所述感光性组合物中的所述第一敏化剂的含量,相对于感光性组合物,以固体成分计,优选为0.01质量%~10质量%,更优选0.1质量%~5质量%,进一步优选0.3质量%~2质量%。
另外,由于该特定敏化剂在可见光区域几乎没有吸收,因此,还具有以下优点:即使添加可以显现效果的量,也不存在对光固化性组合物(聚合性化合物等)的色调造成影响的担忧。
关于所述含量,如果按照其与后述的光聚合引发剂的关系来说明,则优选以光聚合引发剂:第一敏化剂的质量比计为200∶1~1∶200、优选50∶1~1∶50、更优选50∶1~1∶10的量含有。
-第二敏化剂-
所述第二敏化剂,在设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式ε405nm/ε365nm>7的关系式。
即,所述第二敏化剂优选在混合光源的h线(405nm)附近的波长区域具有感光性峰,并且在i线(365nm)附近的波长区域的吸光度小。
作为所述第二敏化剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选下述通式(B-1)表示的敏化剂。
其中,所述通式(B-1)中,R6及R7各自独立地表示烷基、芳基及烯基的任意一种。
作为所述烷基,没有特别制限,可以根据目的适当选择,例如,优选甲基、乙基等碳原子数1~10的烷基等。
所述烷基可以进一步由取代基取代,作为该取代基,例如可以列举:羟基、氰基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基等)、卤素原子(例如氯基、溴基等)、羧基、烷氧羰基、磺酰基、苯基、芳基(例如,对硝基苯基等)、乙烯基、甲基乙烯基、肉桂基等。
作为所述芳基,没有特别制限,可以根据目的适当选择,例如,优选苯基、萘基等。
所述芳基可以由取代基取代,作为该取代基,例如,可以列举碳原子数1~10的烷基、羟基、氰基、碳原子数1~10的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基等)、卤素原子(例如氯基、溴基等)、羧基、烷氧羰基、磺酰基等。
作为所述烯基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选乙烯基等。
所述烯基可以进一步由取代基取代,作为该取代基,例如,可以列举碳原子数1~10的烷基、碳原子数6~18的芳基等,该取代基可以进一步由甲基等碳原子数1~10的烷基等取代。
另外,所述R6和所述R7可以与各自结合的硫原子一同形成由非金属元素构成的环。作为该环,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以列举5元环、6元环、芳香环稠合而成的5元环、芳香环稠合而成的6元环等。
所述环可以进一步由取代基取代,作为该取代基,例如,可以列举烷基、芳基、取代烷基、取代芳基、羟基、氰基、烷氧基、卤素原子、羧基、烷氧羰基、磺酰基等。
所述通式(B-1)中,p表示0~2的任何一个整数。
所述通式(B-1)中,G1及G2各自独立地表示氢原子、氰基、羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰基、烷硫基、芳硫基、烷磺酰基、芳磺酰基及氟烷磺酰基的任意一种。其中,该G1及该G2的任何一个表示羰基、氰基、烷氧羰基、芳氧羰基、酰基、烷磺酰基、芳磺酰基及氟烷磺酰基的任意一种。
作为所述烷氧羰基、所述烷硫基、所述烷磺酰基及所述氟烷磺酰基中的烷基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选碳原子数1~10的烷基等。
作为所述芳氧羰基、所述芳硫基及所述芳磺酰基中的芳基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选苯基、萘基等。
作为所述酰基(-COR),例如可以列举:该R为烷基、芳基及烷芳基的任意一种的酰基等。作为该芳基及该烷芳基中的烷基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选碳原子数1~10的烷基等。作为芳基没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选苯基、萘基等。
作为所述烷基及芳基,可以进一步由取代基取代,作为该取代基,例如可以列举碳原子数1~10的烷基、羟基、氰基、碳原子数1~10的烷氧基、卤素原子、羧基、烷氧羰基、磺酰基、磺烷氧基、碳原子数6~18的芳基、酰基、乙烯基、肉桂基等。
另外,所述G1和所述G2可以与各自结合的碳原子一同形成由非金属原子构成的、使用份菁色素作为酸性核(acid nucleus)的环。对该使用份菁色素作为酸性核的环没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以列举以下的(a)~(t)等。
(a)1,3-二羰基核(例如1,3-茚满二酮、1,3-环己二酮、5,5-二甲基-1,3-环己二酮、1,3-二噁烷-4,6-二酮等)
(b)吡唑啉酮核[例如3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮、1-苯基-2-吡唑啉-5-酮、1-(2-苯并噻唑基)-3-甲基-2-吡唑啉-5-酮等]
(c)异噁唑啉酮核(例如3-苯基-2-异噁唑啉-5-酮、3-甲基-2-异噁唑啉-5-酮等)
(d)羟基吲哚核(例如1-烷基-2,3-二氢-2-羟基吲哚)
(e)2,4,6-三酮六氢嘧啶核[例如巴比土酸、2-硫代巴比土酸及其衍生物等。作为其衍生物,例如可以列举1-甲基、1-乙基等1-烷基物;1,3-二乙基、1,3-二丁基等1,3-二烷基物;1,3-二苯基、1,3-二(对氯苯基)、1,3-二(对乙氧羰基苯基)等1,3-二芳基物;1-乙基-3-苯基等1-烷基-3-芳基物等]
(f)2-硫代-2,4-噻唑烷二酮核(例如罗丹宁及其衍生物等。作为其衍生物,例如可以列举:3-乙基罗丹宁、3-烯丙基罗丹宁等3-烷基罗丹宁;3-苯基罗丹宁等3-芳基罗丹宁等)
(g)2-硫代-2,4-噁唑烷二酮(2-硫代-2,4-(3H,5H)-噁唑二酮)核(例如2-乙基-2-硫代-2,4-噁唑烷二酮等)
(h)硫代环烷酮(thianaphthenone)核[例如3(2H)-硫代环烷酮、3(2H)-硫代环烷酮-1,1-二氧化物等]
(i)2-硫代-2,5-噻唑烷二酮核(例如3-乙基-2-硫代-2,5-噻唑烷二酮等)
(j)2,4-噻唑烷二酮核(例如2,4-噻唑烷二酮、3-乙基-2,4-噻唑烷二酮、3-苯基-2,4-噻唑烷二酮等)
(k)噻唑烷酮核(例如4-噻唑烷酮、3-乙基-4-噻唑烷酮等)
(l)4-噻唑啉酮核(例如2-乙硫基-5-噻唑啉-4-酮、2-烷基苯氨基-5-噻唑啉-4-酮等)
(m)2-亚氨基-2-噁唑啉-4-酮(假乙内酰脲(pseudohydantoin))核
(n)2,4-咪唑烷二酮(乙内酰脲)核(例如2,4-咪唑烷二酮、3-乙基-2,4-咪唑烷二酮等)
(o)2-硫代-2,4-咪唑烷二酮(2-硫代乙内酰脲)核(例如2-硫代-2,4-咪唑烷二酮、3-乙基-2-硫代-2,4-咪唑烷二酮等)
(p)2-咪唑啉-5-酮核(例如2-正丙基-巯基-2-咪唑啉-5-酮等)
(q)呋喃-5-酮核
(r)4-羟基-2(1H)-喹啉酮核或4-羟基-2(1H)-吡啶酮核[例如N-甲基-4-羟基-2(1H)-喹啉酮、N-正丁基-4-羟基-2(1H)-喹啉酮、N-甲基-4-羟基-2(1H)-吡啶酮等]
(s)可以由取代基取代的4-羟基-2H-吡喃-2-酮核或4-羟基香豆素核
(t)可以由取代基取代的硫茚羟核(例如5-甲基硫茚羟等)
所述通式(B-1)表示的敏化剂中,从固化灵敏度的观点考虑,优选下述通式(B-2)表示的化合物。
其中,所述通式(B-2)中,R8及R9各自独立地表示氢原子、烷基、芳基、酰基及卤素原子的任意一种。该R8及该R9可以相互连结而形成芳香环,该芳香环上还可以具有烷基、烷氧基及卤素原子的至少任意一种。
所述通式(B-2)中,R10及R11各自独立地表示氢原子、烷基及芳基的任意一种。Y表示氧原子、硫原子。
作为所述烷基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选乙基、丁基等。
作为所述芳基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选苯基等。
作为由所述通式(B-1)及(B-2)的至少任何一个表示的敏化剂的具体例,可以列举下述示例化合物No.1~No.36,但本发明不限于这些。
其中,所述结构式中,t-Bu表示叔丁基。Ph表示苯基。Et表示乙基。
所述第二敏化剂在感光性组合物中的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,相对于所述聚合性化合物,通常优选为0.001质量%~10质量%,更优选0.05质量%~2质量%。
-光聚合引发剂-
作为所述光聚合引发剂,只要具有引发聚合性化合物的聚合的能力则没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选对紫外线区域至可见光的光线具有感光性的光聚合引发剂,可以是与光激发的敏化剂发生某种作用而生成活性自由基的活性剂,也可以是根据单体的种类引发阳离子聚合的引发剂。
另外,所述光聚合引发剂,优选含有至少一种在波长约300nm~800nm的范围内具有至少约50的摩尔吸光系数的成分。所述波长更优选为330nm~500nm。
对所述光聚合引发剂没有特别制限,可以根据目的适当选择,例如,除了卤代烃衍生物(例如具有三嗪骨架的卤代烃衍生物、具有噁二唑骨架的卤代烃衍生物等)、六芳基联二咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、茂金属类等以外,还可以列举所有公知的光聚合引发剂。其中,从感光层的灵敏度、保存性及感光层与印刷线路板形成用基板的密合性等观点考虑,优选具有三嗪骨架的卤代烃、肟酯化合物、酮化合物、六芳基联二咪唑类化合物,特别优选肟酯化合物。
对所述肟酯化合物没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选对365nm~405nm的波长区域的光的摩尔吸光系数小于400的肟酯化合物。
作为本发明中优选使用的肟衍生物,例如,由下述通式(1)表示。
其中,上述通式(1)中,R1表示氢原子、可以具有取代基的酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、烷磺酰基及芳磺酰基的任意一种,R2各自独立地表示取代基。m表示0~4的整数,m为2以上时,可以相互连结而形成环。A表示4、5、6及7元环的任意一种。另外,A优选为5及6元环的任意一种。
另外,作为本发明中使用的肟衍生物(肟化合物),更优选下述通式(2)表示的化合物。
作为这样的肟酯化合物,可以列举下述通式(2)表示的化合物。
其中,上述通式(2)中,R1表示氢原子、可以具有取代基的酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、烷磺酰基及芳磺酰基的任意一种,R2各自独立地表示取代基。m表示0~4的整数,m为2以上时,可以相互连结而形成环。X表示CH2、O及S的任意一种。A表示5及6元环的任意一种。
所述通式(1)及(2)中,作为R1表示的酰基,可以是脂肪族、芳香族及杂环的任意一种,还可以具有取代基。
作为脂肪基,可以列举:乙酰基、丙酰基、丁酰基、己酰基、癸酰基、苯氧基乙酰基、氯乙酰基等。作为芳基,可以列举:苯甲酰基、萘甲酰基、甲氧基苯甲酰基、硝基苯甲酰基等。作为杂环基,可以列举:呋喃甲酰基、噻吩甲酰基等。
作为取代基,优选烷氧基、芳氧基及卤素原子的任意一种。作为酰基,优选总碳原子数2~30的酰基,更优选总碳原子数2~20的酰基,特别优选总碳原子数2~16的酰基。作为这样的酰基,例如可以列举:乙酰基、丙酰基、甲基丙酰基、丁酰基、特戊酰基、己酰基、环己烷羰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、苄基羰基、苯氧基乙酰基、2-乙基己酰基、氯乙酰基、苯甲酰基、对甲氧基苯甲酰基、2,5-二丁氧基苯甲酰基、1-萘甲酰基、2-萘甲酰基、吡啶羰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基等。
烷氧羰基可以具有取代基,优选总碳原子数2~30的烷氧羰基,更优选总碳原子数2~20的烷氧羰基,特别优选总碳原子数2~16的烷氧羰基。作为这样的烷氧羰基,例如可以列举:甲氧羰基、乙氧羰基、异丙氧羰基、丁氧羰基、异丁氧羰基、烯丙氧羰基、辛氧羰基、十二烷氧羰基、乙氧基乙氧羰基。
芳氧羰基可以具有取代基,优选总碳原子数7~30的芳氧羰基,更优选总碳原子数7~20的芳氧羰基,特别优选总碳原子数7~16的芳氧羰基。作为这样的芳氧羰基,例如可以列举:苯氧羰基、2-萘氧羰基、对甲氧基苯氧羰基、2,5-二乙氧基苯氧羰基、对氯苯氧羰基、对硝基苯氧羰基、对氰基苯氧羰基。
烷磺酰基还可以具有取代基。作为该取代基,优选的例如可以列举苯基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷氧羰基、酰氧基、酰氨基、氨基甲酰基、氰基、羧基、磺酸基、杂环基。作为烷磺酰基,特别优选的可以列举甲磺酰基、丁磺酰基、辛磺酰基、癸磺酰基、十二烷磺酰基、苄磺酰基、三氟甲磺酰基。
芳磺酰基还可以具有取代基。作为该取代基,例如,优选的可以列举苯基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷氧羰基、酰氧基、酰氨基、氨基甲酰基、氰基、羧基、磺酸基、杂环基。作为芳磺酰基,特别优选的可以列举苯磺酰基、甲苯磺酰基、氯苯磺酰基、丁氧基苯磺酰基、2,5-二丁氧基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、全氟苯磺酰基。
所述通式(1)及(2)中,作为R2表示的取代基,可以列举:脂肪基、芳基、杂芳基、卤素原子、-OR3、-SR3、-NR3R4。R3及R4可以相互连结而形成环。另外,R3及R4各自独立地表示氢原子或脂肪基、芳基、杂芳基的任意一种。m为2以上、且相互连结而形成环时,各自独立的R2之间可以形成环,可以通过R3及R4的至少任何一个而形成环。
通过所述取代基R2形成环时,可以列举下述结构(I)~(VII)等。另外,所述通式(1)及(2)中,像下述结构(I)、(II)那样包含萘环时,优选A中不含杂原子。
所述结构式中,Y及Z表示CH2、-O-、-S-及-NR-的任意一种。
作为R2、R3及R4的脂肪基、芳基及杂芳基的具体例,可以列举与所述R1相同的例子。
作为所述通式(1)表示的肟酯化合物的具体例,可以列举下述结构式(1)~(51)表示的化合物,但本发明不限于这些。
另外,本发明中使用的肟酯化合物可以通过测定1H-NMR谱、UV-vis吸收光谱来鉴定。
作为所述肟酯化合物的制造方法,可以通过使对应的肟酯化合物与酰氯或无水物在碱(例如三乙胺、吡啶)存在下,在THF、DMF、乙腈等惰性溶剂中或者吡啶等碱性溶剂中反应来容易地合成。所述反应温度优选-10~60℃。
另外,通过使用氯甲酸酯、烷基磺酰氯、芳基磺酰氯作为所述酰氯,可以合成对应的各种肟酯化合物。
作为用作所述肟酯化合物制造时的起始材料的肟化合物的合成方法,可以通过标准的化学教科书(例如J.March,Advanced Organic Chemistry,4th Edition,Wiley Interscience,1992)或专门的著作、例如S.R.Sandler& W.Karo,Organic functional group preparations,Vol.3,AcademicPress中记载的各种方法来得到。
作为所述肟酯化合物的特别优选的合成方法,例如,可以举出使醛或酮、与羟胺或其盐在乙醇或乙醇水之类的极性溶剂中反应的方法。此时,添加乙酸钠或吡啶之类的碱来控制反应混合物的pH。众所周知反应速度依赖于pH,碱可以在开始时或反应过程中连续地添加。也可以使用吡啶之类的碱性溶剂作为碱和/或溶剂或助溶剂。所述反应温度一般优选为混合物的回流温度,即约60~120℃。
作为所述肟酯化合物的其它不同的优选的合成方法,可以举出利用亚硝酸或亚硝酸烷基酯进行“活性”亚甲基的亚硝基化的方法。例如,OrganicSyntheses coll.Vol.VI(J.Wiley & Sons,New York,1988),pp.199and 840中记载的那样的碱性条件、和例如Organic Synthesis coll.Vol.V,pp.32 and 373,coll.Vol.III,pp.191 and 513,coll.Vol.II,pp.202,204 and 363中记载的那样的酸性条件这两种条件,对作为所述起始材料使用的肟化合物的合成是适合的。
所述亚硝酸通常由亚硝酸钠生成。
作为所述亚硝酸烷基酯,例如可以列举:亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸丁酯或亚硝酸异戊酯。
所述肟酯的基团可以以两种空间构型(Z)或(E)存在。可以通过惯用的方法分离出异构体,也可以将异构体混合物作为光引发用种直接使用。因此,本发明的肟化合物可以是所述结构式(1)~(37)的化合物的空间构型上的异构体的混合物。
肟酯化合物的保存稳定性优良,且灵敏度高,由此,通过添加到聚合性组合物中,在保存时不发生聚合而使保存稳定性优良,通过能量射线、特别是光的照射产生活性自由基而有效地引发聚合,能够得到该聚合性化合物可在短时间内有效聚合的高灵敏度的聚合性组合物。
另外,所述光聚合引发剂可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
另外,所述光聚合引发剂在所述感光性组合物中的含量优选为0.1质量%~30质量%,更优选0.5质量%~20质量%,特别优选0.5质量%~15质量%。
-粘合剂-
作为所述粘合剂,只要是引入有感光性基团和用于赋予碱显影性的酸基的化合物则没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:使具有两个以上环氧基的环氧树脂与不饱和(甲基)丙烯酸反应后、再与多元酸酐反应而得到的聚合物;在由(甲基)丙烯酸酯和含有不饱和基团且具有至少一个酸基的化合物得到的共聚物的一部分酸基上加成(甲基)丙烯酸缩水甘油酯而得到的改性共聚物;由含有羧基的(甲基)丙烯酸类共聚树脂与含有脂环式环氧基的不饱和化合物的反应而得到的聚合物等。
其中,在由(甲基)丙烯酸酯和含有不饱和基团且具有至少一个酸基的化合物得到的共聚物的一部分酸基上加成(甲基)丙烯酸缩水甘油酯而得到的改性共聚物,在使感光性组合物干膜化形成感光层时粘性低,因而优选。
所述粘合剂在所述感光性组合物固体成分中的固体成分含量优选为5质量%~80质量%,更优选30质量%~60质量%。
该固体成分含量如果为5质量%以上,则能够赋予显影性,并能够防止感光层的粘合性过强。另一方面,如果该固体成分含量为80质量%以下,则具有其它功能的成分可以含有20重量%以上,因此能够赋予灵敏度、绝缘可靠性。
-聚合性化合物-
对所述聚合性化合物没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选具有一个以上烯属不饱和键的化合物。
作为所述烯属不饱和键,例如可以列举:(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基、乙烯基酯、乙烯基醚等乙烯基、烯丙基醚、烯丙酯等烯丙基等。
对所述具有一个以上烯属不饱和键的化合物没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以优选列举选自具有(甲基)丙烯酰基的单体的至少一种化合物。
对所述具有(甲基)丙烯酰基的单体没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等单官能丙烯酸酯或单官能甲基丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧丙基)醚、三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、三(丙烯酰氧乙基)氰脲酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷或甘油、双酚等多官能醇与环氧乙烷、环氧丙烷进行加成反应后(甲基)丙烯酸酯化的化合物,日本特公昭48-41708号、日本特公昭50-6034号、日本特开昭51-37193号等各公报中记载的氨基甲酸酯丙烯酸酯类;日本特开昭48-64183号、日本特公昭49-43191号、日本特公昭52-30490号等各公报中记载的聚酯丙烯酸酯类;作为环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应生成物的环氧丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等。其中,特别优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。
所述聚合性化合物在所述感光性组合物固体成分中的固体成分含量,优选为5质量%~50质量%,更优选10质量%~40质量%。该固体成分含量如果为5质量%以上,则显影性、曝光灵敏度良好,如果为50质量%以下,则能够防止感光层的粘合性过强。
-热交联剂-
对热交联剂没有特别限制,可以根据目的适当选择,为了改善使用所述感光性膜形成的感光层的固化后的膜强度,可以在不对显影性等造成不良影响的范围内使用例如:含有环氧化合物的化合物、(例如,1分子内具有至少两个环氧乙基的环氧化合物)、1分子内具有至少两个氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物,日本特开2007-47729号公报中记载的具有环氧乙基的环氧化合物、β位具有烷基的环氧化合物、具有氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物、使多异氰酸酯化合物、多异氰酸酯及其衍生物的异氰酸酯基与封闭剂反应而得到的化合物等。
另外,作为所述热交联剂,可以使用三聚氰胺衍生物。作为该三聚氰胺衍生物,例如可以列举:羟甲基三聚氰胺、烷基化羟甲基三聚氰胺(将羟甲基用甲基、乙基、丁基等醚化的化合物)等。这些三聚氰胺衍生物可以单独使用一种或组合两种以上使用。其中,从保存稳定性良好、对提高感光层的表面硬度或固化膜本身的膜强度有效的观点考虑,优选烷基化羟甲基三聚氰胺,特别优选六甲基化羟甲基三聚氰胺。
这些热交联剂中,优选环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、多异氰酸酯化合物、使多异氰酸酯化合物与封闭剂反应而得到的化合物及三聚氰胺衍生物。
所述热交联剂在所述感光性组合物固体成分中的固体成分含量,优选为1质量%~50质量%,更优选3质量%~30质量%。该固体成分含量如果为1质量%以上,则固化膜的膜强度提高,如果为50质量%以下,则显影性、曝光灵敏度良好。
作为所述环氧化合物,例如,可以列举1分子中具有至少两个环氧乙基的环氧化合物、1分子中至少含有两个β位具有烷基的环氧基的环氧化合物等。
作为所述1分子中具有至少两个环氧乙基的环氧化合物,例如可以列举:联二甲酚型或联苯酚型环氧树脂(“YX4000;Japan Epoxy Resin公司制”等)或它们的混合物、具有异氰脲酸酯骨架等的杂环式环氧树脂(“TEPIC;日产化学工业株式会社制”、“Araldite PT810;汽巴精化公司制”等)、双酚A型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、卤代环氧树脂(例如低溴代环氧树脂、多氯代环氧树脂、溴代苯酚酚醛清漆型环氧树脂等)、含烯丙基双酚A型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、二苯基二甲醇型环氧树脂、苯酚亚联苯基型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂(“HP-7200,HP-7200H;大日本油墨化学工业株式会社制”等)、缩水甘油胺型环氧树脂(二氨基二苯基甲烷型环氧树脂、二缩水甘油基苯胺、三缩水甘油基氨基苯酚等)、缩水甘油酯型环氧树脂(邻苯二甲酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、二聚酸二缩水甘油酯等)乙内酰脲型环氧树脂、脂环式环氧树脂(3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、双环戊二烯二环氧化物、“GT-300、GT-400、ZEHPE3150;Daicel化学工业制”等、)、酰亚胺型脂环式环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂、邻苯二甲酸缩水甘油酯树脂、四缩水甘油基二甲苯酰乙烷树脂、含萘基环氧树脂(萘酚芳烷基型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、四官能萘型环氧树脂、作为市售品的“ESN-190,ESN-360;新日铁化学株式会社制”、“HP-4032,EXA-4750,EXA-4700;大日本油墨化学工业株式会社制”等)、由酚化合物和二乙烯基苯、二环戊二烯等二烯烃化合物的加成反应而得到的多酚化合物与表氯醇的反应物、将4-乙烯基环己烯-1-氧化物的开环聚合物用过氧乙酸等环氧化而得到的化合物、具有线性含磷结构的环氧树脂、具有环状含磷结构的环氧树脂、α-甲基茋型液晶环氧树脂、二苯甲酰氧苯型液晶环氧树脂、偶氮苯基型液晶环氧树脂、甲亚胺苯基型液晶环氧树脂、联萘型液晶环氧树脂、吖嗪型环氧树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚类环氧树脂(“CP-50S,CP-50M;日本油脂株式会社制”等)、环己基马来酰亚胺与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚环氧树脂、双(缩水甘油基氧苯基)芴型环氧树脂、双(缩水甘油基氧苯基)金刚烷型环氧树脂等,但是不限于这些环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用一种或组合两种以上使用。
另外,除了1分子中具有至少两个环氧乙基的所述环氧化合物以外,可以使用1分子中至少含有两个β位具有烷基的环氧基的环氧化合物,特别优选含有β位由烷基取代的环氧基(更具体而言,为β-烷基取代缩水甘油基等)的化合物。
所述至少含有β位具有烷基的环氧基的环氧化合物,可以是1分子中所含的两个以上环氧基均为β-烷基取代缩水甘油基,也可以是至少一个环氧基为β-烷基取代缩水甘油基。
作为所述氧杂环丁烷化合物,例如,可以列举1分子内具有至少两个氧杂环丁基的氧杂环丁烷化合物。
具体可以列举例如:双[(3-甲基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]醚、双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]醚、1,4-双[(3-甲基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、丙烯酸-(3-甲基-3-氧杂环丁基)甲酯、丙烯酸-(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲酯、甲基丙烯酸-(3-甲基-3-氧杂环丁基)甲酯、甲基丙烯酸-(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲酯或它们的低聚物或共聚物等多官能氧杂环丁烷类、以及具有氧杂环丁基的化合物与酚醛清漆树脂、聚(对羟基苯乙烯)、芴(Cardo)型双酚类、杯芳烃类、间苯二酚杯芳烃类、倍半硅氧烷等具有羟基的树脂等形成的醚化合物,此外,还可以列举具有氧杂环丁烷环的不饱和单体与(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物等。
另外,作为所述多异氰酸酯化合物,可以使用日本特开平5-9407号公报中记载的多异氰酸酯化合物,该多异氰酸酯化合物可以由含有至少两个异氰酸酯基的脂肪族、环式脂肪族或芳基取代脂肪族化合物衍生而来。具体可以列举:双官能异氰酸酯(例如,1,3-苯二异氰酸酯与1,4-苯二异氰酸酯的混合物、2,4-及2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-及1,4-二甲苯二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯苯基)甲烷、双(4-异氰酸酯环己基)甲烷、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯等)、该双官能异氰酸酯与三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油等的多官能醇;该多官能醇的环氧烷加成物与所述双官能异氰酸酯的加成物;六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯及其衍生物等环式三聚物;等。
所述使多异氰酸酯化合物与封闭剂反应而得到的化合物、即使多异氰酸酯及其衍生物的异氰酸酯基与封闭剂反应而得到的化合物中,作为异氰酸酯基封闭剂,可以列举:醇类(例如异丙醇、叔丁醇等)、内酰胺类(例如ε-己内酰胺等)、酚类(例如苯酚、甲酚、对叔丁基苯酚、对仲丁基苯酚、对仲戊基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚等)、杂环式羟基化合物(例如3-羟基吡啶、8-羟基喹啉等)、活性亚甲基化合物(例如丙二酸二烷基酯、甲乙酮肟、乙酰丙酮、乙酰丙酸烷基酯肟、丙酮肟、环己酮肟等)等。此外,可以使用日本特开平6-295060号公报中记载的分子内具有至少一个可聚合的双键及至少一个嵌段异氰酸酯基的任意一种的化合物等。
作为所述三聚氰胺衍生物,例如,可以列举羟甲基三聚氰胺、烷基化羟甲基三聚氰胺(将羟甲基用甲基、乙基、丁基等醚化的化合物)等。这些三聚氰胺衍生物可以单独使用一种或组合两种以上使用。其中,从保存稳定性良好、对提高感光层的表面硬度或固化膜本身的膜强度有效的观点考虑,优选烷基化羟甲基三聚氰胺,特别优选六甲基化羟甲基三聚氰胺。
-其它成分-
对所述其它成分没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:填料、热固化促进剂、热聚合抑制剂、增塑剂、着色剂(着色颜料或染料)等,还可以进一步组合使用对基材表面的密合促进剂及其它助剂类(例如导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、流平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、表面张力调节剂、链转移剂等)。
通过适当含有这些成分,能够调节目标感光性膜的稳定性、成像性、膜物性等性质。
关于所述填料,例如在日本特开2008-250074号公报的[0098]~[0099]段中进行了详细记载。
关于所述热聚合抑制剂,例如在日本特开2008-250074号公报的[0101]~[0102]段中进行了详细记载。
关于所述热固化促进剂,例如在日本特开2008-250074号公报的[0093]段中进行了详细记载。
关于所述增塑剂,例如在日本特开2008-250074号公报的[0103]~[0104]段中进行了详细记载。
关于所述着色剂,例如在日本特开2008-250074号公报的[0105]~[0106]段中进行了详细记载。
关于所述密合促进剂,例如在日本特开2008-250074号公报的[0107]~[0109]段中进行了详细记载。
(感光性膜)
本发明的感光性膜,在支承体上具有由本发明的所述感光性组合物形成的感光层,并且根据需要具有其它层。
-感光层-
所述感光层只要是由所述感光性组合物形成的层,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以通过将所述感光性组合物涂布到所述支承体上后,使其干燥来形成。
另外,对所述感光层的厚度没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选为1μm~100μm,更优选2μm~50μm,特别优选4μm~30μm。
另外,对所述感光层的层压数没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以是一层,也可以是两层以上。
-支承体-
对所述支承体没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选能够将所述感光层剥离、并且光的透射性良好的支承体,更优选表面的平滑性良好。
所述支承体优选为合成树脂制且透明的支承体,例如可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、玻璃纸、聚偏二氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、纤维素类膜、尼龙膜等各种塑料膜,其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。这些材料可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
对所述支承体的厚度没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选2μm~150μm,更优选5μm~100μm,特别优选8μm~50μm。
对所述支承体的形状没有特别限制,可以根据目的适当选择,但优选长条状。对所述长条状的支承体的长度没有特别限制,例如可以举出10~20000m的长度。
--涂布--
对所述涂布方法没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:喷雾法、辊涂法、旋转涂布法、狭缝涂布法、挤压涂布法、帘涂法、模涂法、凹版涂布法、线棒涂布法、刮刀涂布法等各种涂布方法。
--干燥--
所述干燥方法只要能够使所述感光性组合物干燥而在所述支承体上形成感光层则没有特别限制,可以根据目的适当选择。
所述干燥的条件根据各成分、溶剂的种类、使用比例等而不同,通常为60℃~110℃的温度下约30秒~约15分钟。
-其它层-
对所述其它层没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:保护膜、热塑性树脂层、阻挡层、剥离层、胶粘层、光吸收层、表面保护层等层。所述感光性膜可以单独具有这些层的一种,也可以具有两种以上。
--保护膜--
所述感光性膜中,可以在所述感光层上形成保护膜。
作为所述保护膜,例如可以列举:所述支承体使用的材料、纸、聚乙烯、聚丙烯层压而成的纸等,其中,优选聚乙烯膜、聚丙烯膜。
对所述保护膜的厚度没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选5μm~100μm,更优选8μm~50μm,特别优选10μm~30μm。
作为所述支承体与保护膜的组合(支承体/保护膜),例如可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯、聚氯乙烯/玻璃纸、聚酰亚胺/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯等。另外,通过对支承体及保护膜的至少任意一种进行表面处理,能够调节层间胶粘力。所述支承体的表面处理,可以用于提高其与所述感光层的胶粘力,例如可以列举:底涂层的涂设、电晕放电处理、火焰处理、紫外线照射处理、高频照射处理、辉光放电照射处理、活性等离子体照射处理、激光照射处理等。
另外,所述支承体与所述保护膜的静摩擦系数优选为0.3~1.4,更优选0.5~1.2。
所述静摩擦系数如果为0.3以上,则能够防止由于过滑而引起的卷成卷状时的卷错位,如果为1.4以下,则能够卷成良好的卷状。
所述感光性膜优选卷绕到例如圆筒状的卷芯上,以长条状卷成卷状来保管。对所述长条状的感光性膜的长度没有特别限制,例如,可以从10m~20000m的范围适当选择。另外,也可以按照便于使用者使用的长度进行切割,将100m~1000m范围的长条体制成卷状。另外,此时,优选以所述支承体位于最外侧的方式卷绕。另外,也可以将所述卷状的感光性膜切割为片状。保管时,从保护端面并防止边缘融合的观点考虑,优选在端面上设置隔膜(特别是防湿性的隔膜、装有干燥剂的隔膜),另外包装也优选使用透湿性低的材料。
为了调节所述保护膜与所述感光层的胶粘性,可以对所述保护膜进行表面处理。所述表面处理,例如在所述保护膜的表面形成由聚有机硅氧烷、含氟聚烯烃、聚氟乙烯、聚乙烯醇等聚合物形成的底涂层。该底涂层的形成可以通过将所述聚合物的涂布液涂布到所述保护膜的表面后、在30℃~150℃干燥1~30分钟来形成。所述干燥时的温度特别优选50℃~120℃。
(永久图形的形成方法)
本发明的永久图形的形成方法至少包括曝光工序、显影工序和固化处理工序,根据目的包含其它工序。
-曝光工序-
所述曝光工序是对由本发明的所述感光性组合物形成的感光层进行曝光的工序。另外,对于感光层,可以应用在本发明的所述感光膜部分说明的所有内容。
作为所述曝光的对象,除所述感光性膜以外,可以举出将所述感光性膜中的感光层转印到基体上的感光性层压体。
所述基体是形成有感光层的被处理基体或者转印有本发明的感光性膜的至少感光层的被转印物,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以在表面平滑性高的基体至具有带凸凹的表面的基体中任意选择。优选板状的基体,可以使用所谓的基板。具体可以列举:公知的印刷线路板制造用的基板(印刷基板)、玻璃板(钠玻璃板等)、合成树脂性的膜、纸、金属板等。
对所述感光性层压体的制造方法没有特别限制,可以列举在所述基体的表面、在进行加热及加压的至少任意一种的同时层压本发明的所述感光性膜的方法。另外,所述感光性膜具有所述保护膜时,优选以剥离该保护膜、在所述基体上层叠所述感光层的方式进行层压。
对所述加热温度没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选15℃~180℃,更优选60℃~140℃。
对所述加压的压力没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选0.1MPa~1.0MPa,更优选0.2MPa~0.8MPa。
对进行所述加热的至少任意一种的装置没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以优选举出层合机(例如大成压膜机公司制VP-II、日合摩顿(Nichigo-Morton)株式会社制VP 130)等。
作为用于进行所述曝光的曝光装置中的光源,只要在i线(365nm)、h线(405nm)处具有辉线则没有特别限制,例如可以列举:具有这些辉线的激光照射器、UV光照射器(高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯等)。
-显影工序-
所述显影通过将所述感光层的未曝光部分除去来进行。
对所述未固化区域的除去方法没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以举出使用显影液将其除去的方法等。
对所述显影液没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:碱性水溶液、水系显影液、有机溶剂等,其中,优选弱碱性的水溶液。作为该弱碱性水溶液的碱成分,例如可以列举:氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠、焦磷酸钾、硼砂等。
所述弱碱性水溶液的pH,例如优选为约8~12,更优选约9~11。作为所述弱碱性水溶液,例如,可以列举0.1~5质量%的碳酸钠水溶液或碳酸钾水溶液等。
所述显影液的温度可以根据所述感光层的显影性适当选择,例如,优选约25℃~40℃。
所述显影液可以与表面活性剂、消泡剂、有机碱(例如乙二胺、乙醇胺、四甲基氢氧化铵、二亚乙基三胺、三亚乙基五胺、吗啉、三乙醇胺等)、用于促进显影的有机溶剂(例如醇类、酮类、酯类、醚类、酰胺类、内酯类等)等组合使用。另外,所述显影液可以是水或碱性水溶液与有机溶剂混合而成的水系显影液,也可以单独使用有机溶剂。
-固化处理工序-
所述固化处理工序是在进行所述显影工序后,对形成的图形上的感光层进行固化处理的工序。
对所述固化处理工序没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以优选列举整面曝光处理、整面加热处理等。
作为所述整面曝光处理的方法,例如,可以列举在所述显影后对形成有所述永久图形的所述层压体上的整个面进行曝光的方法。通过该整面曝光,促进形成所述感光层的感光性组合物中的树脂的固化,从而使所述永久图形的表面固化。
对进行所述整面曝光的装置没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,可以优选列举超高压汞灯等UV曝光机。
作为所述整面加热处理的方法,可以列举在所述显影后,对形成有所述永久图形的所述层压体上的整个面进行加热的方法。通过该整面加热,可以提高所述永久图形的表面的膜强度。
所述整面加热的加热温度优选为120℃~250℃,更优选120℃~200℃。该加热温度如果为120℃以上,则膜强度通过加热处理而提高,如果为250℃以下,则能够防止所述感光性组合物中的树脂发生分解而使膜质变弱变脆。
所述整面加热的加热时间优选为10分钟~120分钟,更优选15分钟~60分钟。
对进行所述整面加热的装置没有特别限制,可以根据目的从公知的装置中适当选择,例如可以列举:干燥炉、热板、IR加热器等。
所述永久图形的形成方法为形成保护膜、层间绝缘膜及阻焊图形的至少任意一种的永久图形形成方法时,可以利用所述永久图形形成方法在印刷线路板上形成永久图形,再如下所述进行软钎焊。
即,通过所述显影形成作为所述永久图形的固化层,在所述印刷线路板的表面露出金属层。对在该印刷线路板的表面露出的金属层的部位进行镀金后,进行软钎焊。然后,在进行过软钎焊的部位安装半导体或部件等。此时,所述固化层形成的永久图形作为保护膜或绝缘膜(层间绝缘膜)、阻焊膜发挥功能,防止来自外部的撞击或相邻的电极的导通。
-其它工序-
对所述其它工序没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以列举基材的表面处理工序、后曝光工序等。
本发明的永久图形形成方法适合在所述基体上形成永久图形,可以用作在基体上形成永久图形的印刷基板的制造方法。
另外,所述印刷基板,例如,也可以制成在所述基体与所述永久图形间进一步设置绝缘层的增层(build up)基板。
实施例
以下,通过实施例更具体地说明本发明,本发明只要不超出其主旨,则不限于以下的实施例。另外,如果没有特别说明,“份”为质量基准。
(实施例1)
-粘合剂溶液的制备-
在1000mL三口烧瓶中加入1-甲氧基-2-丙醇159g,在氮气流下加热至85℃。用2小时在其中滴加甲基丙烯酸苄酯63.4g、甲基丙烯酸72.3g、V-601(和光纯药制)4.15g的1-甲氧基-2-丙醇159g溶液。滴加结束后,再加热5小时使其反应。
然后,停止加热,得到甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(30/70摩尔%比)的共聚物。
接着,将所述共聚物溶液120.0g转移到300mL三口烧瓶中,添加甲基丙烯酸缩水甘油酯16.6g、对甲氧基苯酚0.16g,搅拌使其溶解。溶解后,添加三苯基膦3.0g,加热至100℃,进行加成反应。通过气相色谱确认甲基丙烯酸缩水甘油酯消失后停止加热。加入1-甲氧基-2-丙醇38g,制备酸值112mgKOH/g、质量平均分子量24000、固体成分46质量%的粘合剂溶液。
-感光性膜的制造-
在作为支承体的厚度16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽株式会社制,16FB50)上涂布下述组成的感光性组合物溶液并干燥,在所述支承体上形成厚度30μm的感光层。在所述感光层上层压厚度20μm的聚丙烯膜(王子特殊纸株式会社制,Alphan(アルフアン)E-200)作为保护层,制造感光性膜。
<感光性组合物溶液的组成>
·上述粘合剂溶液…27.9质量份
·二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名:KAYARAD DPHA,制造商:日本化药株式会社…14.02质量份
·下述结构式A-1表示的光聚合引发剂…1.50质量份
·下述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8) 0.47质量份
·下述结构式C-1表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=10) 0.06质量份
·エポト一トYDF-170(东都化成株式会社制,双酚F型环氧树脂)…5.00质量份
·颜料分散液…35.7质量份
·Megafac F-780F(大日本油墨株式会社制)的30质量%甲乙酮溶液…0.13质量份
·甲乙酮…12.0质量份
另外,所述颜料分散液使用如下制备的分散液:将二氧化硅(Admatechs株式会社制,SO-C2)30质量份、所述粘合剂1的溶液48.2质量份、酞菁蓝0.51质量份、蒽醌类黄色颜料(PY24)0.14质量份、双氰胺0.37质量份及乙酸正丙酯59.0质量份预先混合后,在电动磨M-250(Eiger公司制)中,使用直径1.0mm的氧化锆珠,以9m/秒的圆周速度分散3小时而制备成分散液。
(实施例2)
使用下述结构式B-2表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=100)代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8),除此以外与实施例1同样操作,制造实施例2的感光性膜。
(实施例3)
使用下述结构式A-2表示的光聚合引发剂代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式A-1表示的光聚合引发剂,除此以外与实施例1同样操作,制造实施例3的感光性膜。
(实施例4)
使用下述结构式C-2表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=32)代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式C-1表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=10),除此以外与实施例1同样操作,制造实施例4的感光性膜。
(实施例5)
使用上述结构式B-2表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=100)代替实施例4的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8),除此以外与实施例4同样操作,制造实施例5的感光性膜。
(比较例1)
使用kayacure DETX-S(敏化剂;日本化药公司制ε405nm/ε365nm=0.75)代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8)及上述结构式C-1表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=10),除此以外与实施例1同样操作,制造比较例1的感光性膜。
(比较例2)
使用上述结构式A-2表示的光聚合引发剂代替比较例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式A-1表示的光聚合引发剂,除此以外与比较例1同样操作,制造比较例2的感光性膜。
(比较例3)
使用下述结构式A-3表示的光聚合引发剂0.47质量份代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式A-1表示的光聚合引发剂1.50质量份,并且不使用上述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8)和上述结构式C-1表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=10),除此以外与实施例1同样操作,制造比较例3的感光性膜。
(比较例4)
使用下述结构式A-3表示的光聚合引发剂0.16质量份及IRGACURE907(光聚合引发剂;汽巴精化公司制)1.0质量份、IRGACURE OXE-02(敏化剂;汽巴精化公司制;0.04质量份、Lucirin TPO 0.16质量份代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式A-1表示的光聚合引发剂1.50质量份,并且不使用上述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8)和上述结构式C-1表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=10),除此以外与实施例1同样操作,制造比较例4的感光性膜。
(比较例5)
使用Irgacure 369(光聚合引发剂;汽巴精化公司制)2.0质量份代替实施例1的感光性组合物溶液的组成中的上述结构式A-1的光聚合引发剂1.50质量份,并且不使用上述结构式B-1表示的敏化剂(ε365nm/ε405nm=7.8)和上述结构式C-1表示的敏化剂(ε405nm/ε365nm=10),除此以外与实施例1同样操作,制造比较例5的感光性膜。
(测定方法及评价)
-摩尔吸光系数ε的测定方法-
实施例1~5及比较例1~5中的敏化剂的ε365nm/ε405nm及ε405nm/ε365nm如下进行测定。
将上述各敏化剂的甲醇溶液制备成300nm-450nm的最大吸光度在0.5-1.0之间的浓度的溶液。对该溶液使用紫外可见光分光光度计(岛津制作所株式会社制,UV-2400PC)测定吸光度。
另外,对与制备中使用的甲醇相同的甲醇,测定200nm-500nm波长范围的吸光度基线。从制备的溶液的吸光度中减去基线,由此测定上述各敏化剂溶液的吸光度。
由该吸光度读取405nm、365nm的值(abs405、abs365),计算abs405/abs365、abs365/abs405。实施例1~5及比较例1~5中的各敏化剂的ε365nm/ε405nm及ε405nm/ε365nm通过ε365nm/ε405nm=abs365/abs405、ε405nm/ε365nm=abs405/abs365求出。
-h线灵敏度的测定方法-
使用将镀铜层压板(无通孔,铜厚度12μm)的铜用氯化亚铁40%溶液蚀刻除去而制备的材料作为基体,在该基体上,一边剥离所述感光性膜上的保护膜使所述感光性膜的感光层与所述镀铜层压板接触,一边使用真空层合机(日合摩顿株式会社制,VP130)进行层压,制备依次层压有所述镀铜层压板、所述感光层、所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支承体)的感光性层压体。
压接条件设定为:抽真空时间40秒、压接温度70℃、压接压力0.2MPa、加压时间10秒。
在制成的感光性层压体的感光层表面,使用INPREX IP-3000(富士胶片公司制,像素间距=1.0μm),以最佳曝光量形成达到30μm~1000μm的独立细线图形,在室温静置10分钟后,将所述支承体从所述感光性层压体上剥下,向镀铜层压板上的感光层的整个面上以0.15MPa的喷雾压喷雾所述最短显影时间的2倍~3倍时间(或40秒~60秒)的30℃的1质量%碳酸钠水溶液进行显影,将未固化的区域溶解除去。然后,用超高压汞灯以200mJ/cm2进行整面曝光,再在150℃加热处理1小时(后焙烤),形成阻焊图形(永久图形)。
另外,最佳曝光量如下确定。
将所述感光性层压体在室温(23℃、55%RH)静置10分钟。在得到的所述层压体的感光层表面上,使用INPREX IP-3000(富士胶片公司制,像素间距=1.0μm),对L/S(线宽/间距)=20μm/20μm~50μm/50μm(5μm刻度)的图形数据照射5mJ/cm2~200mJ/cm2(21/2倍间隔)的光能量不同的光使其曝光而固化。在室温下静置10分钟后,将所述支承体从所述感光性层压体上剥下,向镀铜层压板上的感光层的整个面上以0.15MPa的喷雾压喷雾40秒30℃的1质量%碳酸钠水溶液进行显影,将未固化的区域溶解除去。用显微镜观察这样得到的图形的线宽,将30μm/30μm的图形密合的最小能量定义为灵敏度。
测定的灵敏度的值越小,表示h线灵敏度越高。结果如下表1所示。
-i线灵敏度的测定方法-
使用PARAGON8800(Orbotech制)代替INPREX IP-3000(富士胶片公司制),除此以外进行同样操作。
测定的灵敏度的值越小,表示i线灵敏度越高。结果如下表1所示。
-图形形状的测定方法及评价-
用电子显微镜观察在基体上形成为线状的图形,分别测量线的下部(与基体的交界面)和其上部(与基体相反的一侧)的宽度,求出上部的线宽/下部的线宽的值A。
按照以下的基准评价通过上述图形形状(i线)的测定方法测定的结果。
○:0.9≤A<1.1
△:0.8≤A<0.9
×:A<0.8
结果如下表1所示。
<生保存性的评价>
使用对镀铜层压板(无通孔,铜厚度12μm)的表面进行化学研磨处理而制备的材料作为基体,在该镀铜层压板上,一边剥离所述感光性膜上的保护膜使所述感光性膜的感光层与所述镀铜层压板接触,一边使用真空层合机(日合摩顿株式会社制,VP130)进行层压,制备依次层压有所述镀铜层压板、所述感光层、所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支承体)的感光性层压体。
真空层合机的压接条件设定为:抽真空时间40秒、压接温度70℃、压接压力0.2MPa、加压时间10秒。
将所述感光性层压体在室温(23℃、55%RH)下、在防湿袋(黑色聚乙烯制的筒状袋,膜厚:80μm,水蒸汽透过率:25g/m2·24小时以下)中密封后,在40℃各保存4天的期间后,测定后述的最短显影时间,设保存前的最短显影时间的值为t0、保存后的最短显影时间的值为t1,计算t1/t0的值。保存4天后,将t1/t0小于2.0的情况作为生保存性(未用的保存性)良好,评价为“○”,将t1/t0为2以上的情况作为生保存性不充分,评价为“×”。结果如下表1所示。
所述最短显影时间如下测定:在镀铜层压板上的所述感光层的整个面上以0.15MPa的压力喷雾30℃的1质量%碳酸钠水溶液,测定从碳酸钠水溶液的喷雾开始至镀铜层压板上的所述感光层溶解除去所要的时间。
【表1】
本发明的感光性组合物的i线灵敏度及h线灵敏度均良好,利用i线及h线的图形形成性也良好,显影前的保存性也优良,因此,可以适合用于保护膜、层间绝缘膜及阻焊图形等永久图形等各种图形形成用、彩色滤光片、柱材、加强材料、隔片、间壁等液晶结构构件的制造、全息图、微型机械、样片等的制造,特别适合用于印刷基板的永久图形形成。
Claims (6)
1.一种感光性组合物,其特征在于,分别含有至少一种光聚合引发剂、至少一种下述第一敏化剂、和至少一种下述第二敏化剂,
所述第一敏化剂在设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式:ε365nm/ε405nm>7的关系式;所述第二敏化剂满足下式:ε405nm/ε365nm>7的关系式。
2.如权利要求1所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂含有对365nm~405nm的波长区域的光的摩尔吸光系数小于400的肟酯化合物。
4.如权利要求1所述的感光性组合物,其中,含有热交联剂,所述热交联剂含有选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、多异氰酸酯化合物、使多异氰酸酯化合物与封闭剂反应而得到的化合物及三聚氰胺衍生物的至少任意一种。
5.一种感光性膜,其特征在于,在支承体上具有由感光性组合物形成的感光层,所述感光性组合物分别含有至少一种光聚合引发剂、至少一种下述第一敏化剂、和至少一种下述第二敏化剂,所述第一敏化剂在设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式:ε365nm/ε405nm>7的关系式;所述第二敏化剂满足下式:ε405nm/ε365nm>7的关系式。
6.一种永久图形形成方法,其特征在于,至少包括:
曝光工序,对涂布感光性组合物而形成的感光层进行曝光,所述感光性组合物分别含有至少一种光聚合引发剂、至少一种下述第一敏化剂、和至少一种下述第二敏化剂,所述第一敏化剂在设对365nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε365nm、对405nm的波长的光的摩尔吸光系数为ε405nm时,满足下式:ε365nm/ε405nm>7的关系式,所述第二敏化剂满足下式:ε405nm/ε365nm>7的关系式;
显影工序,对所述已曝光的感光层进行显影;和
固化处理工序,对所述已显影的感光层进行固化处理。
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