CN101852991A - 感光性组合物、感光性膜、感光性层叠体、永久图案的形成方法以及印制电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供下述感光性组合物,该感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,上述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物,通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环,Y表示氧原子和硫原子中的任一种,n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
Description
技术领域
本发明涉及适合作为通过激光曝光进行图像形成的阻焊剂材料的感光性组合物、感光性膜、感光性层叠体、永久图案的形成方法以及印制电路板。
背景技术
目前,在形成阻焊剂等永久图案时,采用通过在支撑体上涂布感光性组合物并干燥而形成了感光层的感光性膜。作为形成阻焊剂等永久图案的方法,众所周知的例如有下述方法等:在形成永久图案的覆铜层叠板等基体上层叠感光性膜,形成层叠体,对该层叠体中的感光层进行曝光,曝光后将感光层显影形成图案,之后进行固化处理等,从而形成永久图案。
上述阻焊剂应用于印刷布线板的制造等,近年来还应用于BAG或CSP等新型LSI封装中。另外,阻焊剂是焊剂工序中防止焊锡附着于不必要部分的保护膜所必需的材料,还是作为永久掩模所必需的材料。
为了赋予这样的阻焊剂所需的保存性、高感度化、基板密合性、耐热性等,进行了各种研讨。
例如日本特开2006-259150号公报公开了将多官能SH化合物应用于阻焊剂,具有感度提高等效果。但是在该提案中,存在如下问题:若使用环氧化合物作为热交联剂,则感光性组合物的保存性会下降。
另外,日本特开平10-253815号公报和日本特开2004-149755号公报公开了在使用了SH的邻位具有甲基的位阻导入多官能SH化合物的滤色片中,具有显影容限等效果。另外,还使用离子性或碱性引发剂。但是这些提案以在滤色片中的应用为目的,未添加热交联剂,并未预定应用于阻焊剂。
发明内容
本发明的目的在于提供通过使用多官能巯基化合物、特别是在SH的邻位导入了位阻基的多官能SH化合物并且并用热交联剂从而不仅能实现高感度还能改善基板密合性、耐热性以及保存性的感光性组合物、使用该感光性组合物的感光性膜、感光性层叠体、永久图案的形成方法以及印制电路板。
为了解决上述课题,本发明者进行了潜心研究,结果发现:为了赋予阻焊剂所需的保存性、高感度、基板密合性、耐热性等,将中性的肟酯类引发剂与多官能巯基化合物、特别是多官能硫代乳酸酯化合物或α取代巯基乙酸酯化合物组合,能解决上述课题。
本发明是根据本发明者的上述发现而完成的发明,作为解决上述课题的方法,如下所述。即:
<1>一种感光性组合物,其特征在于,含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,上述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物。
上述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环。Y表示氧原子和硫原子中的任一种。n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
<2>根据上述<1>所述的感光性组合物,其中,链转移剂是下述通式(B)所示的化合物的酯或硫酯。
上述通式(B)中,R1和R2表示与所述通式(A)中的R1和R2相同的含义。
<3>根据上述<1>所述的感光性组合物,其中,粘合剂是在侧链具有至少一个烯属性不饱和双键的高分子化合物。
<4>根据上述<1>所述的感光性组合物,其中,粘合剂是在侧链具有至少一个烯属性不饱和双键和至少一个羧基的高分子化合物。
<5>根据上述<1>所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂是中性的光聚合引发剂。
<6>根据上述<1>所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂是中性的肟酯系化合物。
<7>根据上述<1>所述的感光性组合物,其中,热交联剂是选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、聚异氰酸酯化合物、使封端剂与聚异氰酸酯化合物反应而得到的化合物以及三聚氰胺衍生物中的至少1种。
<8>一种感光性膜,其特征在于,在支撑体上具有含有下述感光性组合物的感光层,所述感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,所述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物。
上述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环。Y表示氧原子和硫原子中的任一种。n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
<9>一种感光性层叠体,其特征在于,在基体上具有含有下述感光性组合物的感光层,所述感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,所述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物。
上述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环。Y表示氧原子和硫原子中的任一种。n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
<10>永久图案的形成方法,其特征在于,至少包括对由下述感光性组合物形成的感光层进行曝光的步骤,所述感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,所述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物。
上述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环。Y表示氧原子和硫原子中的任一种。n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
<11>一种印制电路板,其特征在于,采用下述永久图案的形成方法形成永久图案,所述永久图案的形成方法至少包括对由下述感光性组合物形成的感光层进行曝光的步骤,所述感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,所述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物。
上述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环。Y表示氧原子和硫原子中的任一种。n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
根据本发明,能解决目前的各种问题,能提供通过使用多官能巯基化合物、特别是在SH的邻位导入了位阻基的多官能SH化合物并且并用热交联剂从而不仅能实现高感度还能改善基板密合性、耐热性以及保存性的感光性组合物、使用该感光性组合物的感光性膜、感光性层叠体、永久图案的形成方法以及印制电路板。
具体实施方式
(感光性组合物)
本发明的感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,根据需要还含有其他的成分。
<链转移剂>
上述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物。
上述通式(A)所示的多官能巯基化合物不会与作为热交联剂的环氧化合物反应,感光性组合物的保存性不会下降,而且与单官能巯基化合物相比,在光聚合中,能得到更高的感度。
上述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环。Y表示氧原子和硫原子中的任一种。n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
作为R1和R2中的有机官能团,例如可以列举烷基、芳基、芳烷基、烯基、炔基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳烷基氧基羰基等。
作为上述烷基,优选碳原子数为1~10的直链状或支链状的烷基,例如可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己基、正辛基等,其中特别优选甲基、乙基。
作为上述芳基,例如可以列举苯基、甲苯基、二甲苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基等。
作为上述芳烷基,例如可以列举苄基、苯乙基等。
Z表示n官能的有机连结链,例如可以列举乙二醇残基、亚丙基乙醇残基、季戊四醇残基、二季戊四醇残基等。
作为上述通式(A)所示的多官能巯基化合物,优选下述通式(B)所示的化合物的酯或硫酯,进一步优选下述通式(B)所示的化合物与醇类的酯、或下述通式(B)所示的化合物与硫醇类的硫酯,特别优选多官能硫代乳酸酯化合物或α取代巯基乙酸酯化合物。
上述通式(B)中,R1和R2与上述通式(A)中的R1和R2同义。
上述α取代硫基结构是指在巯基的α位的碳原子具有取代基的结构,是指在巯基的α位的碳上发生分枝的结构、即巯基的α位碳与3个以上氢原子以外的原子结合的所谓的分枝结构。
作为上述通式(B)所示的含巯基的羧酸,例如可以列举巯基乳酸、2-巯基异戊酸、2-巯基丙酸、2-巯基异丁酸、2-巯基-3,3-二甲基丁酸、2-巯基-3-甲基丁酸、2-巯基-2-苯基丙酸、2-巯基己酸等。
作为上述醇类,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选多官能醇。通过使用上述多官能醇,能使酯化反应后的化合物为多官能巯基化合物。
作为上述多官能醇,例如可以列举烷二醇(亚烷基的碳原子数优选为2~10,其碳链可以分枝)、二甘醇、甘油、二丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等。
作为上述烷二醇,例如可以列举乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、丁二醇等。
其中,特别优选1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇。
作为上述硫醇类,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇、异丙基硫醇、正丁基硫醇、烯丙基硫醇、苄基硫醇等。
上述通式(A)所示的多官能巯基化合物的分子量没有特殊限制,可以根据目的适当选择,优选为200~1000。
关于上述多官能巯基化合物的制造方法,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,关于含巯基的羧酸与醇类的酯,通过采用常用方法使上述通式(B)所示的含巯基的羧酸与醇类反应来形成酯或硫酯,即可获得,对酯或硫酯反应的条件没有特殊限制,可以从目前公知的反应条件中适当选择。或者,通过含卤素基的羧酸与醇类的酯化或硫酯化后,将卤原子转换为巯基也可以获得。
上述通式(A)所示的多官能巯基化合物的具体化合物如下所示,但不限于这些。
其中,特别优选下式(R-1)、(R-2)、(R-3)、(R-4)以及(R-5)所示的化合物。以下,对它们的详细情况进行说明。
(R-1):巯基为二级的2官能的巯基化合物
将作为原料的甘油(东京化成工业株式会社制)和作为原料的巯基乳酸(东京化成工业株式会社制)按1∶2.2(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用碱水处理除去过剩的巯基乳酸,得到下式所示的巯基为二级的2官能的巯基化合物(R-1)。
<链转移剂(R-1)>
(R-2):巯基为二级的3官能的巯基化合物
将作为原料的三羟甲基乙烷(东京化成工业株式会社制)和作为原料的巯基乳酸(东京化成工业株式会社制)按1∶3.2(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用碱水处理除去过剩的巯基乳酸,得到下式所示的巯基为二级的3官能的巯基化合物(R-2)。
<链转移剂(R-2)>
(R-3):巯基为二级的4官能的巯基化合物
将作为原料的季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和巯基乳酸(东京化成工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用碱水处理除去过剩的巯基乳酸,得到下式所示的巯基为二级的4官能的巯基化合物(R-3)。
<链转移剂(R-3)>
(R-4):巯基为二级的4官能的巯基化合物
将作为原料的季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和2-巯基异戊酸(东京化成工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用弱碱水处理除去过剩的2-巯基异戊酸,得到4官能的卤素化合物。
使得到的4官能的卤素化合物与硫代乙酸钾(东京化成工业株式会社制)在N-甲基吡咯烷酮中于50℃下反应。用薄层色谱法确认4官能的卤素化合物的消失后,加水,用乙酸乙酯提取。用碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,用硫酸镁将有机层干燥后,进行浓缩。通过硅胶柱色谱法进行精制,得到4官能的硫代乙酸化合物。
将得到的硫代乙酸化合物溶于N-甲基吡咯烷酮中,加入6当量吗啉(和光纯药工业株式会社制),于70℃下反应。用薄层色谱法确认4官能的硫代乙酸化合物的消失后,加水,用乙酸乙酯提取。用碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,用硫酸镁将有机层干燥后,进行浓缩。通过硅胶柱色谱法进行精制,得到下式所示的4官能的巯基化合物(R-4)(收率72%)。
<链转移剂(R-4)>
(R-5):巯基为二级的4官能的巯基化合物
将作为原料的季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和作为原料的2-巯基异丁酸(淀化学工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用碱水处理除去过剩的2-巯基异丁酸,得到巯基为二级的4官能的巯基化合物(上述例示化合物(R-5))。
<链转移剂(R-5)>
作为上述链转移剂的上述通式(A)所示的化合物在上述感光性组合物固体成分中的固体成分含量,优选为0.01质量%~10质量%,进一步优选为0.05质量%~7质量%。若该固体成分含量不足0.01质量%,则有时得不到充分的感度、解像度以及基板密合性,若超过10质量%,则保存性会下降,或抗蚀剂变弱。
<粘合剂>
作为上述粘合剂,只要是导入了感光性基和赋予碱显影性的酸基的化合物即可,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举:具有2个以上的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得到的聚合物;由(甲基)丙烯酸酯与含有不饱和基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与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯加成得到的改性共聚物;通过含羧基的(甲基)丙烯酸类共聚树脂与含脂环式环氧基不饱和化合物的反应得到的聚合物等。
其中,从将感光性组合物制成干膜而作为感光层时粘性低的观点出发,优选由(甲基)丙烯酸酯与含有不饱和基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与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯加成得到的改性共聚物。
上述粘合剂在上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%,进一步优选为30质量%~60质量%。若该固体成分含量为5质量%以上,则显影性、曝光感度良好,若为80质量%以下,则能防止感光层的粘接性过强。
<聚合性化合物>
作为上述聚合性化合物,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选具有1个以上烯属性不饱和键的化合物。
作为上述烯属性不饱和键,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、乙烯基醚等的乙烯基;烯丙基醚或烯丙基酯等的烯丙基等。
作为上述具有1个以上烯属性不饱和键的化合物,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选列举选自具有(甲基)丙烯酸基的单体中的至少1种。
作为上述具有(甲基)丙烯酸基的单体,没有特殊限制,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、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸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(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)氰脲酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、使三羟甲基丙烷或甘油、双酚等多官能醇与环氧乙烷或环氧丙烷加成反应后进行(甲基)丙烯酸酯化得到的化合物、特公昭48-41708号、特公昭50-6034号、特开昭51-37193号等各公报中记载氨基甲酸乙酯丙烯酸酯类;特开昭48-64183号、特公昭49-43191号、特公昭52-30490号等各公报中记载的聚酯丙烯酸酯类;环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应产物即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(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。
上述聚合性化合物在上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%,进一步优选为10质量%~40质量%。若上述固体成分含量为5质量%以上,则显影性、曝光感度良好,若为50质量%以下,则能防止感光层的粘接性过强。
<光聚合引发剂>
作为上述光聚合引发剂,只要具有引发上述聚合性化合物的聚合的能力即可,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选对从紫外线区域到可见光具有感光性的物质,可以是与被光激发的增感剂发生某种作用而生成活性自由基的活性剂,也可以是与单体的种类相应的引发阳离子聚合的引发剂。
上述光聚合引发剂优选含有至少1种在波长约300nm~800nm范围内具有至少约为50的分子吸光系数的成分。上述波长进一步优选为330nm~500nm。
作为上述光聚合引发剂,采用中性的光聚合引发剂。根据需要,还可以含有其他的光聚合引发剂。
作为上述中性的光聚合引发剂,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,优选至少具有芳香族基的化合物,进一步优选(双)酰基氧化膦或其酯类、苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、苯偶姻醚类化合物、缩酮衍生物化合物、噻吨酮化合物。上述中性的光聚合引发剂可以2种以上并用。
作为上述光聚合引发剂,例如可以列举(双)酰基氧化膦或其酯类、苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、苯偶姻醚类化合物、缩酮衍生物化合物、噻吨酮化合物、肟衍生物、有机过氧化物、硫代化合物等。其中,从感光层的感度、保存性、以及感光层与印刷布线板形成用基板的密合性等观点出发,优选肟衍生物、(双)酰基氧化膦或其酯类、苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、苯偶姻醚类化合物、缩酮衍生物化合物、噻吨酮化合物。
作为(双)酰基氧化膦,例如可以列举2,6-二甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸甲酯、2,6-二氯苯甲酰基苯基氧化膦、2,6-二甲氧基苯甲酰二苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等。
作为上述苯乙酮类化合物,例如可以列举苯乙酮、甲氧基苯乙酮、1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、4-二苯氧基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮等。
作为上述二苯甲酮类化合物,例如可以列举二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、二苯氧基二苯甲酮等。
作为上述苯偶姻醚类化合物,例如可以列举苯偶姻乙醚、苯偶姻丙醚等。
作为上述缩酮衍生物化合物,例如可以列举苄基二甲基缩酮等。
作为上述噻吨酮化合物,例如可以列举2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、异丙基噻吨酮等。
作为本发明中优选使用的肟衍生物,例如如下述通式(1)所示。
上述通式(1)中,R1表示氢原子、可以具有取代基的酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基磺酰基以及芳基磺酰基中的任一种,R2分别独立地表示取代基。m表示0~4的整数,m为2以上时,可以相互连结形成环。A表示4、5、6和7员环中的任一种。A优选为5和6员环中的任一种。
另外,作为本发明使用的肟衍生物(肟化合物),进一步优选下述通式(2)所示的化合物。
上述通式(2)中,R1表示氢原子、可以具有取代基的酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基磺酰基以及芳基磺酰基中的任一种,R2分别独立地表示取代基。m表示0~4的整数,m为2以上时,可以相互连结形成环。X表示CH2、O和S中的任一种。A表示5和6员环中的任一种。
上述通式(1)和(2)中,作为R1所示的酰基,可以是脂肪族、芳香族以及杂环中的任一种,还可以具有取代基。
作为脂肪族基,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。作为芳香族基,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、芳氧基以及卤原子中的任一种。作为酰基,优选总碳原子数为2~30的酰基,进一步优选总碳原子数为2~20的酰基,特别优选总碳原子数为2~16的酰基。作为这种酰基,例如可以列举乙酰基、丙酰基、甲基丙酰基、丁酰基、新戊酰基、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、苄基、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、吡啶基羰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基等。
作为烷氧基羰基,可以具有取代基,优选总碳原子数为2~30的烷氧基羰基,进一步优选总碳原子数为2~20,特别优选总碳原子数为2~16。作为这样的烷氧基羰基,例如可以列举甲氧基羰基、乙氧基羰基、异丙氧基羰基丁氧基羰基、异丁氧基羰基、烯丙氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基、乙氧基乙氧基羰基。
作为芳氧基羰基,可以具有取代基,优选总碳原子数为7~30的烷氧基羰基,进一步优选总碳原子数为7~20,特别优选总碳原子数为7~16。作为这种芳氧基羰基,例如可以列举苯氧基羰基、2-萘氧基羰基、对甲氧基苯氧基羰基、2,5-二乙氧基苯氧基羰基、对氯苯氧基羰基、对硝基苯氧基羰基、对氰基苯氧基羰基。
作为烷基磺酰基,还可以具有取代基。作为该取代基,例如可以优选列举苯基、卤原子、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、酰氧基、酰基氨基、氨基甲酰基、氰基、羧酸基、磺酸基、杂环基。作为烷基磺酰基,特别优选列举甲基磺酰基、丁基磺酰基、辛基磺酰基、癸基磺酰基、十二烷基磺酰基、苄基磺酰基、三氟甲基磺酰基。
作为芳基磺酰基,还可以具有取代基。作为该取代基,例如可以优选列举苯基、卤原子、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、酰氧基、酰基氨基、氨基甲酰基、氰基、羧酸基、磺酸基、杂环基。作为芳基磺酰基,特别优选列举苯磺酰基、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。
上述通式(1)和(2)中,作为R2所示的取代基,可以列举脂肪族、芳香族、杂芳香族、卤原子、-OR3、-SR3、-NR3R4。R3和R4可以相互连结形成环。另外,R3和R4分别独立地表示氢原子或脂肪族基、芳香族基、杂芳香族基中的任一种。当m为2以上,相互连结形成环时,分别独立的R2之间可以形成环,也可以借助R3和R4中的至少任一者而形成环。
借助上述取代基R2形成环的情况,可以列举下述结构。
上述结构式中,Y和Z表示CH2、-O-、-S-以及-NR-中的任一种。
作为R2、R3和R4的脂肪族基、芳香族基以及杂芳香族基的具体例子,可以列举与上述R1相同的基团。
作为上述通式(1)所示的肟化合物的具体例子,可以列举下述结构式(1)~(51)所示的化合物,但本发明不限于这些。
另外,本发明使用的肟化合物可以通过测定1H-NMR谱、UV-vis吸收光谱来鉴定。
作为上述肟化合物的制造方法,可以通过使相应的肟化合物与酰基氯化物或酸酐在碱(例如三乙基胺、吡啶)存在下,在THF、DMF、乙腈等惰性溶剂中,或在吡啶这样的碱性溶剂中反应,即可容易地合成。上述反应温度优选为-10℃~60℃。
作为上述酰基氯化物,通过使用氯甲酸酯、烷基磺酰氯、芳基磺酰氯,即可合成相应的各种肟酯化合物。
关于作为上述肟化合物制造时的初始材料使用的肟化合物的合成方法,可以采用在标准的化学教科书(例如J.March,Advanced OrganicChemistry,4th Edition,Wiley Interscience,1992)或专门的专著例如S.R.Sandler & W.Karo,Organic functional group preparations,Vol.3,AcademicPress中记载的各种方法。
作为上述肟化合物的特别优选的合成方法,例如可以列举使醛或酮与羟基胺或其盐在乙醇或乙醇水这样的极性溶剂中反应的方法。此时,加入乙酸钠或吡啶这样的碱来控制反应混合物的pH。反应速度为pH依存性,众所周知可以在开始时加入碱或在反应过程中连续加入碱。吡啶这样的碱性溶剂还可以用作碱和/或溶剂或助溶剂。作为上述反应温度,通常优选为混合物的回流温度即约60℃~120℃。
作为上述肟化合物的其他不同的优选合成方法,可以列举利用亚硝酸或亚硝酸烷基酯使“活性”亚甲基亚硝基化的方法。例如在OrganicSyntheses coll.Vol.VI(J.Wiley & Sons,New York,1988),pp.199 and 840中记载的碱性条件下以及例如在Organic Synthesis coll.Vol.V,pp.32 and373,coll.Vol.III,pp.191and 513,coll.Vol.II,pp.202,204 and 363中记载的酸性条件均适用于作为初始材料使用的肟化合物的合成。
作为上述亚硝酸,通常由亚硝酸钠产生。
作为亚硝酸烷基酯,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等。
作为上述肟酯的基,可以有2种立体构型(Z)或(E)。可以采用惯用的方法将异构体分离,也可以将异构体混合物作为光引发用的种而直接使用。因此,本发明的肟化合物还可以是上述结构式(1)~(51)的化合物的立体构型上的异构体的混合物。
肟化合物由于保存稳定性优异,且为高感度,因此在聚合性组合物中混合,可以得到保存时不会发生聚合的保存稳定性优异、而在能量线特别是光的照射下产生活性自由基而有效地引发聚合、该聚合性化合物能在短时间内有效地聚合的高感度的聚合性组合物。
上述光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以2种以上并用。
上述光聚合引发剂在上述感光性组合物中的含量优选为0.1质量%~30质量%,进一步优选为0.5质量%~20质量%,特别优选为0.5质量%~15质量%。
<热交联剂>
作为上述热交联剂,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,为了改善使用上述感光性膜形成的感光层的固化后的膜强度,在不会对显影性等造成不良影响的范围内,可以使用例如含有环氧化合物的化合物(例如在1分子内具有至少2个环氧乙烷基的环氧化合物)、1分子内具有至少2个氧杂环丁烷基的化合物,可以列举特开2007-47729号公报中记载的具有环氧乙烷基的环氧化合物、β位具有烷基的环氧化合物、具有氧杂环丁烷基的化合物、聚异氰酸酯化合物、聚异氰酸酯及其衍生物的异氰酸酯基与封端剂反应得到的化合物等。
作为上述热交联剂,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、丁基等醚化后得到的化合物)等。它们可以单独使用1种,也可以2种以上并用。其中,从保存稳定性良好、对感光层的表面硬度或固化膜的膜强度自身的提高有效的观点出发,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。
上述热交联剂在上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%,进一步优选为3质量%~30质量%。若该固体成分含量为1质量%以上,则固化膜的膜强度提高,若为50质量%以下,则显影性、曝光感度良好。
作为上述环氧化合物,例如可以列举1分子中具有至少2个环氧乙烷基的环氧化合物、1分子中至少具有2个在β位具有烷基的环氧基的环氧化合物等。
作为上述1分子中具有至少2个环氧乙烷基的环氧化合物,例如可以列举联二甲酚型(ビキシレノ一ル)或双酚型环氧树脂(“YX4000、日本环氧树脂公司制”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”、“爱牢达(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、卤化环氧树脂(例如低溴化环氧树脂、高卤化环氧树脂、溴化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、双酚联苯型环氧树脂、二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、二缩水甘油苯胺、三缩水甘油氨基苯酚等)、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-环氧基环己基甲基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯、双(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯、双环戊二烯二环氧化物、“GT-300、GT-400、ZEHPE3150;大赛璐化学工业株式会社制”等)、酰亚胺型脂环式环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、邻苯二甲酸缩水甘油酯树脂、四缩水甘油二甲酚基乙烷树脂、含萘基的环氧树脂(萘酚芳烷基型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、4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)、由苯酚化合物与二乙烯基苯或二环戊二烯等二烯化合物的加成反应得到的多酚化合物和表氯醇的反应产物、用过乙酸等将4-乙烯基环己烯-1-氧化物的开环聚合物进行环氧化得到的化合物、具有线状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、二苯甲酸基苯型液晶环氧树脂、偶氮苯基型液晶环氧树脂、偶氮次甲基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(缩水甘油基氧基苯基)芴型环氧树脂、双(缩水甘油基氧基苯基)金刚烷型环氧树脂等,但不限于这些。这些环氧树脂可以单独使用1种,也可以2种以上并用。
另外,除1分子中具有至少2个环氧乙烷基的上述环氧化合物以外,可以使用1分子中至少具有2个在β位具有烷基的环氧基的环氧化合物,特别优选含有β位被烷基取代了的环氧基(更具体而言为β-烷基取代缩水甘油基等)的化合物。
上述至少含有在β位具有烷基的环氧基的环氧化合物可以是分子中所含2个以上的环氧基全部为β-烷基取代缩水甘油基,还可以是至少1个的环氧基为β-烷基取代缩水甘油基。
作为上述氧杂环丁烷化合物,例如可以列举1分子内具有至少2个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物。
具体而言,例如可以列举双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]醚、双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]醚、1,4-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲基甲基丙烯酸酯、(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基甲基丙烯酸酯或它们的低聚物或共聚物等多官能氧杂环丁烷类、以及具有氧杂环丁烷基的化合物与酚醛清漆树脂、聚(对羟基苯乙烯)、卡尔多(カルド)型双酚类、杯(Calix,カリックス)芳烃类、杯间苯二酚芳烃(CalixResorcinarene)类、倍半硅氧烷(Silsesquioxane,シルセスキオキサン)等具有羟基的树脂等的醚化合物等,此外还可以列举具有氧杂环丁烷环的不饱和单体与(甲基)丙烯酸烷基酯之间的共聚物等。
作为上述聚异氰酸酯化合物,可以使用特开平5-9407号公报中记载的聚异氰酸酯化合物,该聚异氰酸酯化合物可以由含有至少2个异氰酸酯基的脂肪族、环式脂肪族或芳香族基取代脂肪族化合物衍生而来。具体而言,可以列举2官能异氰酸酯(例如1,3-亚苯基二异氰酸酯与1,4-亚苯基二异氰酸酯的混合物、2,4-以及2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-和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2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;该多官能醇的氧化烯加成体与上述2官能异氰酸酯的加成体;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的环式三聚物等。
作为使上述聚异氰酸酯化合物与封端剂反应得到的化合物、即聚异氰酸酯及其衍生物的异氰酸酯基与封端剂反应得到的化合物中的、异氰酸酯基封端剂,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(例如二烷基丙二酸酯、甲乙酮肟、乙酰丙酮、烷基乙酰乙酸酯肟、丙酮肟、环己酮肟等)等。除它们以外,还可以使用特开平6-295060号公报中记载的分子内具有至少一个能聚合的双键和至少一个封端异氰酸酯基中的任一种的化合物等。
作为上述三聚氰胺衍生物,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、丁基等醚化后得到的化合物)等。它们可以单独使用1种,也可以2种以上并用。其中,从保存稳定性良好、对感光层的表面硬度或硬化膜的膜强度自身的提高有效的观点出发,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。
<其他成分>
作为上述其他的成分,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举填充剂、热固化促进剂、热阻聚剂、增塑剂、着色剂(着色颜料或染料)等,还可以并用对基材表面的密合促进剂及其他的助剂类(例如导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、均化剂、剥离促进剂、抗氧剂、香料、表面张力调节剂、链转移剂等)。
通过适当含有这些成分,能调节所需的感光性膜的稳定性、照相性、膜物性等性质。
关于上述填充剂,例如在特开2008-250074号公报的段落[0098]~[0099]中有详细记载。
关于上述热阻聚剂,例如在特开2008-250074号公报的段落[0101]~[0102]中有详细记载。
关于上述热固化促进剂,例如在特开2008-250074号公报的段落[0093]中有详细记载。
关于上述增塑剂,例如在特开2008-250074号公报的段落[0103]~[0104]中有详细记载。
关于上述着色剂,例如在特开2008-250074号公报的段落[0105]~[0106]中有详细记载。
关于上述密合促进剂,例如在特开2008-250074号公报的段落[0107]~[0109]中有详细记载。
(感光性膜)
本发明的感光性膜至少具有支撑体和在该支撑体上由本发明的感光性组合物构成的感光层,根据需要还可以具有其他的层。
-支撑体-
作为上述支撑体,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,优选能将上述感光层剥离且透光性良好的支撑体,进一步优选表面平滑性良好。
作为上述支撑体,优选合成树脂制的透明支撑体,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、三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、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、赛璐玢、聚偏氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、氯乙烯·乙酸乙烯酯共聚物、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。它们可以单独使用1种,也可以2种以上并用。
此外,上述支撑体的厚度没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选为2μm~150μm,进一步优选为5μm~100μm,更优选为8μm~50μm。
上述支撑体的形状没有特殊限制,可以根据目的适当选择,优选长条状。上述长条状的支撑体的长度没有特殊限制,例如可以列举长为10~20000m的支撑体。
-感光层-
上述感光层是由感光性组合物构成的层,没有特殊限制,可以根据目的适当选择。
另外,上述感光层的层叠数没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以是1层,也可以是2层以上。
作为上述感光层的形成方法,可以列举如下方法:将本发明的上述感光性组合物在水或溶剂中溶解、乳化或分散,制备感光性组合物溶液,将该溶液在上述支撑体上直接涂布并使其干燥,从而在上述支撑体上层叠感光层。
作为上述感光性组合物溶液的溶剂,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、正己醇等醇类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、二异丁基酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正戊酯、硫酸甲酯、丙酸乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、苯甲酸乙酯以及乙酸甲氧基丙酯等酯类;甲苯、二甲苯、苯、乙基苯等芳烃类;四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷、一氯代苯等卤代烃类;四氢呋喃、乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、1-甲氧基-2-丙醇等醚类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环丁砜等。它们可以单独使用1种,也可以2种以上并用。另外,还可以添加公知的表面活性剂。
作为上述涂布的方法,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举使用旋涂涂布机、狭缝旋转涂布机、辊涂布机、模涂布机、帘式涂布机等在上述支撑体上直接涂布的方法。
作为上述干燥的条件,根据各成分、溶剂的种类、使用比例等而不同,通常为在60℃~110℃的温度下干燥30秒~15分钟左右。
上述感光层的厚度没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选为1μm~100μm,更优选为2μm~50μm,特别优选为4μm~30μm。
<其他的层>
作为其他的层,没有特殊限制,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。上述感光性膜可以具有这些层中的1种,也可以具有2种以上。
《保护膜》
上述感光性膜可以在上述感光层上形成保护膜。
作为上述保护膜,例如可以列举上述支撑体中使用的膜、纸、聚乙烯、聚丙烯层叠而成的纸等,其中,优选聚乙烯膜、聚丙烯膜。
上述保护膜的厚度没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选为5μm~100μm,进一步优选为8μm~50μm,更优选为10μm~30μm。
作为上述支撑体和保护膜的组合(支撑体/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/赛璐玢、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,通过对支撑体和保护膜中的至少任一者进行表面处理,能调节层间胶粘力。为了提高与上述感光层之间的胶粘力,可以实施上述支撑体的表面处理,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。
上述支撑体与上述保护膜之间的静摩擦系数优选为0.3~1.4,更优选为0.5~1.2。
若上述静摩擦系数为0.3以上,则能防止因过滑引起的制成辊状时的卷偏,若为1.4以下,则能卷成良好的辊状。
上述感光性膜优选例如卷取于圆筒状卷芯并以长条状卷成辊状后保管。上述长条状的感光性膜的长度没有特殊限制,例如可以从10m~20000m的范围内适当选择。另外,也可以按便于使用者使用的方式进行分切加工,将100m~1000m范围的长条膜制成辊状。此时,优选按上述支撑体为最外侧的方式来卷取。另外,也可以将上述辊状的感光性膜分切成片状。保管时,从保护端面、防止熔边的观点出发,优选在端面设置间隔物(特别是防湿性间隔物、含干燥剂的间隔物),包装也优选采用透湿性低的材料。
为了调节上述保护膜与上述感光层之间的胶粘性,可以对上述保护膜进行表面处理。关于上述表面处理,例如在上述保护膜的表面形成由聚有机硅氧烷、氟化聚烯、聚氟乙烯、聚乙烯醇等聚合物形成的底涂层。该底涂层可以通过如下方法来形成:在上述保护膜的表面涂布上述聚合物的涂布液后,在30℃~150℃下干燥1~30分钟,即可形成上述底涂层。上述干燥时的温度特别优选为50℃~120℃。
(感光性层叠体)
上述感光性层叠体至少具有基体和设置在上述基体上的感光层,层叠根据目的适当选择的其他的层而构成。
上述感光层是从用上述制造方法制作的上述感光性膜转印而来的层,具有与上述同样的结构。
<基体>
上述基体是形成感光层的被处理基体、或是至少转印本发明的感光性膜的感光层的被转印体,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如,可以从表面平滑性好的基体到表面凸凹的基体中任意选择。优选板状基体,也就是指使用基板。具体而言,可以列举公知的制造印刷布线板的基板(印制电路板)、玻璃板(钠玻璃板等)、合成树脂性膜、纸、金属板等。
<感光性层叠体的制造方法>
作为上述感光性层叠体的制造方法,可以列举一边对本发明的感光性膜中的至少感光层进行加热和加压中的至少任一种,一边转印、层叠的方法。
感光性层叠体的制造方法是一边对本发明的感光性膜进行加热和加压中的至少任一种,一边在上述基体的表面层叠。另外,当上述感光性膜具有上述保护膜时,优选将该保护膜剥离后,将上述感光层叠于上述基体。
上述加热温度没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如,优选15℃~180℃,更优选60℃~140℃。
上述加压的压力没有特殊限制,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。
作为至少实行上述加热中任一种的装置,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如,优选列举层压机(例如大成层压机株式会社制、VP-II、Nichigo-morton株式会社制、VP130)等。
本发明的感光性膜和感光性层叠体由于膜厚均一,针孔或凹陷等表面缺陷的发生比例极小,因此绝缘可靠性优异,能高效地形成高精细的永久图案(保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂图案等)。因此,能广泛应用于电子材料领域中的高精细永久图案的形成,特别适用于印制电路板的永久图案形成。
(永久图案的形成方法)
本发明的永久图案的形成方法至少包括曝光工序,还可以包括根据需要适当选择的显影工序等其他工序。
<曝光工序>
上述曝光工序是对本发明的感光性层叠体中的感光层进行曝光的工序。关于本发明的感光性层叠体,如上所述。
作为上述曝光的对象,只要是上述感光性层叠体中的感光层即可,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如优选对如上所述通过边对感光性膜实行加热和加压中的至少任一种边在基体上层叠而形成的层叠体进行曝光。
作为上述曝光,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,可列举数码曝光、模拟曝光等,其中优选数码曝光。
<其他的工序>
作为上述其他的工序,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举基材的表面处理工序、显影工序、固化处理工序、后曝光工序等。
《显影工序》
作为上述显影,通过除去上述感光层的未曝光部分来进行。
作为上述未固化区域的除去方法,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举使用显影液来除去的方法等。
作为上述显影液,没有特殊限制,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。
上述弱碱性水溶液的pH例如优选为8~12,更优选为9~11。作为上述弱碱性水溶液,例如可以列举0.1质量%~5质量%的碳酸钠水溶液或碳酸钾水溶液等。
上述显影液的温度可以根据上述感光层的显影性来适当选择,例如优选为约25℃~40℃。
上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、二乙烯三胺、三乙烯五胺、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)等并用。另外,上述显影液可以是由水或碱水溶液与有机溶剂混合得到的水系显影液,也可以是单独的有机溶剂。
《固化处理工序》
上述固化处理工序是在上述显影工序后对形成的图案中的感光层进行固化处理的工序。
作为上述固化处理工序,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可优选列举整面曝光处理、整面加热处理等。
作为上述整面曝光处理的方法,例如可以列举在上述显影后将形成了上述永久图案的上述层叠体上的整个面曝光的方法。通过该整面曝光,促进形成上述感光层的感光组成物中的树脂的固化,使上述永久图案的表面固化。
作为进行上述整面曝光的装置,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可优选列举超高压汞灯等UV曝光机。
作为上述整面加热处理的方法,可以列举在上述显影后将形成了上述永久图案的上述层叠体上的整个面加热的方法。通过该整面加热,使上述永久图案表面的膜强度提高。
上述整面加热中的加热温度优选为120℃~250℃,更加优选为120℃~200℃。若该加热温度为120℃以上,则通过加热处理,膜强度提高,若为250℃以下,则能防止上述感光性组成物中的树脂分解、膜的质量变脆弱。
上述整面加热中的加热时间优选为10分钟~120分钟,更优选为15分钟~60分钟。
作为进行上述整面加热的装置,没有特殊限制,可以从公知的装置中根据目的来适当选择,例如可列举干燥箱、加热板、IR加热器等。
当上述永久图案的形成方法是形成保护膜、层间绝缘膜以及阻焊剂图案中的至少任一种的永久图案的形成方法时,可以在印刷布线板上通过上述永久图案的形成方法形成永久图案,进而如下所述那样进行锡焊。
即,通过上述显影,形成上述永久图案即固化层,在上述印刷布线板的表面暴露金属层。对暴露于该印刷布线板的表面的金属层的部位,进行镀金后再进行锡焊。然后,对进行了锡焊的部位安装半导体或零件。此时,上述固化层形成的永久图案发挥作为保护膜或绝缘膜(层间绝缘膜)、阻焊剂的功能,防止来自外部的冲击或相邻的电极导通。
(印制电路板)
本发明的印制电路板至少具有基体和通过上述永久图案的形成方法形成的永久图案,还具有根据需要适当选择的其他结构。
作为其他的结构,没有特殊限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举在基材和上述永久图案之间还设置了绝缘层的组装基板等。
实施例
以下说明本发明的实施例,但本发明不限于这些实施例。
(合成例1)
-粘合剂(B-1)的合成-
在1000mL的三口烧瓶中装入1-甲氧基-2丙醇90.6g,在氮气流下,加热至90℃。向其中分别花3小时滴加甲基丙烯酸苄酯105.8g和甲基丙烯酸120.6g的1-甲氧基-2-丙醇156g的溶液和V-601(和光纯药株式会社制)7.24g的1-甲氧基-2-丙醇50g溶液。滴加结束后,加热1小时使其反应。然后,花1小时滴加V-601(和光纯药株式会社制)2.00g的1-甲氧基-2-丙醇20g溶液。滴加结束后,加热3小时使其反应后,停止加热,得到甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(30/70mol%比)的共聚物。
接着,在滴液漏斗中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯105.2g、1-甲氧基-2-丙醇20g,向上述烧瓶中加入对甲氧基苯酚0.34g,搅拌使其溶解。溶解后,加入三苯基膦0.82g,加热至100℃后,从滴液漏斗花1小时滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯,进行加成反应。用气相色谱法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45.8g。通过以上操作,合成了下式所示的粘合剂(B-1)的溶液(固体成分45质量%)。
得到的粘合剂(B-1)的酸价为121mgKOH/g,质均分子量为3.1万。
(合成例2)
-链转移剂(上述例示化合物(R-1))的合成-
作为原料,将甘油(东京化成工业株式会社制)和巯基乳酸(东京化成工业株式会社制)按1∶2.2(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用碱水处理除去过剩的巯基乳酸,合成巯基为二级的2官能的巯基化合物(上述例示化合物(R-1))。
(合成例3)
-链转移剂(上述例示化合物(R-2))的合成-
将作为原料的三羟甲基乙烷(东京化成工业株式会社制)和作为原料的巯基乳酸(东京化成工业株式会社制)按1∶3.2(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用用碱水处理除去过剩的巯基乳酸,合成巯基为二级的4官能的巯基化合物(上述例示化合物(R-2))。
(合成例4)
-链转移剂(上述例示化合物(R-3))的合成-
将作为原料的季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和作为原料的巯基乳酸(东京化成工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,利用碱水处理除去过剩的巯基乳酸,合成巯基为二级的4官能的巯基化合物(上述例示化合物(R-3))。
(合成例5)
-链转移剂(上述例示化合物(R-4))的合成-
将作为原料的季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和作为原料的2-巯基异戊酸(东京化成工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,用弱碱水处理除去过剩的2-巯基异戊酸,得到4官能的卤素化合物。
使得到的4官能的卤素化合物与硫代乙酸钾(东京化成工业株式会社制)在N-甲基吡咯烷酮中于50℃下反应。用薄层色谱法确认4官能的卤素化合物的消失后,加水,用乙酸乙酯提取。用碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,用硫酸镁将有机层干燥后,进行浓缩。通过硅胶柱色谱法进行精制,得到4官能的硫代乙酸化合物。
将得到的硫代乙酸化合物溶于N-甲基吡咯烷酮中,加入6当量吗啉(和光纯药工业株式会社制),于70℃下反应。用薄层色谱法确认4官能的硫代乙酸化合物的消失后,加水,用乙酸乙酯提取。用碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤有机层,用硫酸镁将有机层干燥后,进行浓缩。通过硅胶柱色谱法进行精制,得到4官能的巯基化合物(上述例示化合物(R-4))(收率72%)。
(合成例6)
-链转移剂(上述例示化合物(R-5))的合成-
作为原料,将季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和2-巯基异丁酸(淀化学工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,用碱水处理除去过剩的2-巯基异丁酸,合成巯基为二级的4官能的巯基化合物(上述例示化合物(R-5))。
(合成例7)
-链转移剂(R-X)的合成-
将作为原料的季戊四醇(东京化成工业株式会社制)和作为原料的3-巯基丙酸(东京化成工业株式会社制)按1∶4.3(摩尔比)通过常用方法进行脱水缩合,用碱水处理除去过剩的3-巯基丙酸,合成巯基为二级的4官能的巯基化合物(链转移剂(R-X))。
<链转移剂(R-X)>
(实施例1)
-感光性膜的制造-
在作为支撑体的厚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,使其干燥,在上述支撑体上形成厚30μm的感光层。在上述感光层上,层叠厚20μm的聚丙烯膜(王子特殊纸株式会社制、ARUFUNE-200)作为保护层,制造感光性膜。
-感光性组合物溶液的组成-
·合成例1的粘合剂(B-1)的溶液(固体成分45质量%)…37.2质量份
·聚合性化合物(A-DPH、新中村化学工业株式会社制、以下称为聚合性化合物“J-1”)…11.15质量份
·EPOTOHTO YDF-170(东都化成株式会社制、双酚F型环氧树脂、以下称为热交联剂“N-1”)…2.0质量份
·下述<K-1>所示的光聚合引发剂…1.0质量份
<K-1>
·DETX-S(日本化药株式会社制、二乙基噻吨酮、以下表示为“D-1”)…0.5质量份
·链转移剂(上述例示化合物(R-1))…1.0质量份
·颜料分散液(以下称为“G-1”)…36.1质量份
·MEGAFAC F-780F(大日本油墨化学工业株式会社制)的30质量%甲乙酮溶液…0.13质量份
·甲乙酮(溶剂)…12.0质量份
另外,上述颜料分散液(G-1)通过如下方法来制备:将二氧化硅(Admatechs株式会社制、SO-C2)30质量份和合成例1的粘合剂(B-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、乙酸正丙酯59.0质量份事先混合后,用发动机磨M-250(吖翼嘎(アイガ一)公司制),使用直径1.0mm的二氧化锆珠,以圆周速度9m/s分散3分钟来制备。
-在基体上的层叠-
作为上述基体,对覆铜层叠板(无通孔、铜厚12μm)的表面实施化学研磨处理来制备。在该覆铜层叠板上,将上述感光性膜中的保护膜剥离使上述感光性膜的感光层与上述覆酮层叠板接触,同时用真空层叠机(日合摩顿株式会社制、VP130)使其层叠,制备按上述覆铜层叠板、上述感光层和上述聚对苯二甲酸乙二醇酯(支撑体)的顺序层叠的层叠体。
压接条件为:抽真空的时间为40秒、压接温度为70℃、压接压力为0.2MPa、加压时间为10秒。
对得到的层叠体,如下进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
<感度>
将上述层叠体在室温(23℃)、55%RH下静置10分钟。对得到的上述层叠体的感光层表面,使用INPREX IP-3000(富士胶片株式会社制、像素间距=1.0μm),照射L/S(线/空间)=50μm/50μm的图案数据为以21/2倍间隔从0.5mJ/cm2到500mJ/cm2的光能量不同的光进行曝光,使L/S(线/空间)=50μm/50μm的线图案固化。在室温下静置10分钟后,从上述感光性层叠体剥去上述支撑体,对覆铜层叠板上的感光层的整个面,使用30℃的1质量%碳酸钠水溶液在喷雾压0.15MPa下以最短显影时间的2倍~3倍的时间(或40秒~60秒)进行喷雾显影,将未固化的区域溶解除去。用激光显微镜(VK-9500、基恩士公司制;物镜50倍)测定如此得到的L=50μm的图案的线宽,以线宽为50μm的曝光量为感度(最适曝光量),按下述标准进行评价。
[评价标准]
◎:比10mj高的高感度,感度非常好
○:10mj~14mj的感度,感度好
○△:14mj~20mj的感度,感度良好
△:20mj~40mj的感度,感度略差
×:比40mj低的低感度,感度差。
<显影性(最短显影时间)>
将聚对苯二甲酸乙二醇酯(支撑体)从上述层叠体剥离,对覆铜层叠板上的上述感光层的整个面,将30℃的1质量%碳酸钠水溶液在0.15MPa的压力下喷雾,测定从开始碳酸钠水溶液的喷雾到覆铜层叠板上的感光层被溶解除去所需要的时间,将其作为最短显影时间,按下述标准进行评价。该最短显影时间越短,显影性越好。
[评价标准]
○:显影时间为20秒以下,显影性良好
△:显影时间为30秒以下,显影性略差
×:显影时间为30秒以上,显影性差
<析像性的评价>
将上述感光性层叠体在室温(23℃)、55%RH下静置10分钟。在得到的感光性层叠体的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)上,使用上述图案形成装置,使用圆孔图案,进行能形成圆孔直径宽度为50~200μm的圆孔的曝光。
此时的曝光量是上述感度的评价中使上述感光性膜的感光层固化所需的光能量。在室温下静置10分钟后,从上述感光性层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)。
对覆铜层叠板上的感光层的整个面,使用30℃的1质量%碳酸钠水溶液作为上述显影液,在喷雾压0.15MPa下以上述最短显影时间的2倍的时间进行喷雾,将未固化区域溶解除去。
用光学显微镜观察如此得到的带固化树脂图案的覆铜层叠板的表面,测定在图案的圆孔底部没有残渣、图案部没有翻卷·剥离等异常且能形成空间的最小的圆孔图案宽度,将其作为解像度,按下述标准进行评价。该解像度的数值越小越好。
[评价标准]
○:直径120μm以下的圆孔能解像,析像性良好
△:直径200μm以下的圆孔能解像,析像性略差
×:圆孔不能解像,析像性差
<保存稳定性>
将上述感光性膜在40℃的条件下保管5天。在覆铜层叠板上层叠,测定最短显影时间tr。与保管前的最短显影时间to的比r=tr/to越小,保存稳定性越好。
[评价标准]
○:r为1.5以下,保存稳定性好
○△:r为2.0以下,保存稳定性良好
△×:r为2.5以下,保存稳定性略差
×:r为2.5以上,保存稳定性差
<耐热性>
在基板上形成由各感光性组合物形成的阻焊剂层,将涂布了松香类助焊剂的评价基板在事先设定到260℃的焊锡槽中浸渍30秒,用改性乙醇将助焊剂洗涤后,按下述标准,通过肉眼对阻焊剂层的膨胀、剥离以及变色进行评价。
[评价标准]
○:完全没有变化,耐热性好
△:可见局部膨胀、剥离,耐热性良好
×:涂膜膨胀、剥离
<基板密合性>
在基板上形成由各感光性组合物形成的阻焊剂层。对其进行如下划切:将1cm见方的区域内用纵横1mm间隔的线区划,用美工刀仅切断被膜使其形成100个1mm见方的区域,而未切断基材。然后在被切的被膜上粘贴透明胶带(日东电工株式会社制、商品名透明胶带No.29),以90度的角度拉起,测定此时有几个1mm见方的区域剥离。1个也未剥离且各区域没有缺损则为良好。按下述标准评价剥离性·缺损。
[评价标准]
○:无剥离·缺损,基板密合性好
△:无剥离,但局部有缺损,基板密合性略差
×:局部剥离,基板密合性差
(实施例2)
将实施例1的感光性组合物溶液中的链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-2)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(实施例3)
将实施例1的感光性组合物溶液中的链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-3)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(实施例4)
将实施例1的感光性组合物溶液中的链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-4)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(实施例5)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为下式<K-2>所示的光聚合引发剂,除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
<K-2>
(实施例6)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为上述式<K-2>所示的光聚合引发剂,将链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-3)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(实施例7)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为上述式<K-2>所示的光聚合引发剂,将链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-4)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(实施例8)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为下式<K-3>所示的光聚合引发剂,将链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-4)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
<K-3>
(实施例9)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为上述式<K-2>所示的光聚合引发剂,将链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-5);合成例6),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(比较例1)
不添加实施例1的感光性组合物溶液中的链转移剂(上述例示化合物(R-1)),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(比较例2)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为下式<K-4>所示的光聚合引发剂,将链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为上述式(R-7;合成例7)所示的链转移剂,除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
<K-4>
(比较例3)
将实施例1的感光性组合物溶液中的上述式<K-1>所示的光聚合引发剂改为上述式<K-3>所示的光聚合引发剂,将链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为链转移剂(上述例示化合物(R-3)),不添加热交联剂,除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
(比较例4)
将实施例1的感光性组合物溶液中的链转移剂(上述例示化合物(R-1))改为下式所示的链转移剂(R-Y、昭和电工株式会社制),除此以外均与实施例1同样操作,制造感光性膜、层叠体以及永久图案。
对得到的层叠体,与实施例1同样地进行感度、显影性、析像性、保存稳定性、耐热性以及基板密合性的评价。结果如表1所示。
<R-Y>
【表1-1】
【表1-2】
【表1-3】
由表1的结果可知,实施例1~9与比较例1~4相比,感度、显影性以及解像度优异,并能同时提高保存稳定性、耐热性以及基板密合性。
本发明的感光性组合物能实现高感度和负片图案,感度、显影性以及解像度优异,并能同时提高保存稳定性、耐热性以及基板密合性,因此特别适用于需要高保存性的膜型阻焊剂。
本发明的感光性膜由于耐热性和保存性提高,能高效地形成高精细的永久图案,因此优选用于保护膜、层间绝缘膜以及阻焊剂图案等永久图案等的各种图案形成、滤色片、柱材、筋材、间隔物、隔板等液晶结构部件的制造、全息图、微型机械、校样的制造等,特别优选用于印制电路板的永久图案的形成。
本发明的图案形成方法由于采用上述感光性组合物,因此适用于保护膜、层间绝缘膜以及阻焊剂图案等永久图案等的各种图案形成、滤色片、柱材、筋材、间隔物、隔板等液晶结构部件的制造、全息图、微型机械、校样的制造等,特别优选用于印制电路板的永久图案的形成。
Claims (11)
3.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,粘合剂是在侧链具有至少一个烯属性不饱和双键的高分子化合物。
4.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,粘合剂是在侧链具有至少一个烯属性不饱和双键和至少一个羧基的高分子化合物。
5.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂是中性的光聚合引发剂。
6.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂是中性的肟酯系化合物。
7.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,热交联剂是选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、聚异氰酸酯化合物、使封端剂与聚异氰酸酯化合物反应而得到的化合物以及三聚氰胺衍生物中的至少1种。
9.一种感光性层叠体,其特征在于,
在基体上具有含有下述感光性组合物的感光层,
所述感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、链转移剂和热交联剂,
所述链转移剂是下述通式(A)所示的化合物,
所述通式(A)中,R1和R2均表示氢原子和有机官能团中的任一种,R1和R2中至少1种表示有机官能团,R1和R2可以形成环,Y表示氧原子和硫原子中的任一种,n表示2~8,Z表示n官能的有机连结链。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101006 |