JP2008107492A - 難燃性を有する感光性樹脂組成物及びその利用 - Google Patents

難燃性を有する感光性樹脂組成物及びその利用 Download PDF

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JP2008107492A JP2006289103A JP2006289103A JP2008107492A JP 2008107492 A JP2008107492 A JP 2008107492A JP 2006289103 A JP2006289103 A JP 2006289103A JP 2006289103 A JP2006289103 A JP 2006289103A JP 2008107492 A JP2008107492 A JP 2008107492A
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広平 小島
Toshio Yamanaka
俊夫 山中
Yoshifumi Okada
好史 岡田
Hitoshi Nojiri
仁志 野尻
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Abstract

【課題】 成分中にハロゲン化合物を含まずに優れた難燃性及び耐湿性を有し、かつ良好なアルカリ溶解性、現像性、耐溶剤性を有する、物性バランスに優れた感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いたドライフィルムレジスト、及び該ドライフィルムレジストを用いたプリント配線板を提供することを目的とする。
【解決手段】 (A)1分子中に少なくとも1個以上のフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物、
(B)ポリアミド酸、
(C)(メタ)アクリレート及び
(D)光反応開始剤
を必須成分とすることを特徴とする感光性樹脂組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、難燃剤としてフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物を使用し、ポリアミド酸、(メタ)アクリレート、及び光反応開始剤を含有することにより得られる感光性樹脂組成物及び感光性ドライフィルムレジスト、並びにこれらの利用に関する。
近年の電子機器の小型化、軽薄化に伴い、フレキシブルプリント配線板の絶縁保護フィルムに感光性材料が用いられている。フィルム状の感光性材料はパターン回路の形成に用いるパターン回路用レジストフィルム、絶縁保護フィルムとして用いる感光性カバーレイフィルム、多層プリント配線板の層間絶縁層の形成に用いる感光性ドライフィルムレジスト等に用いられる。本発明においては、パターン回路を埋め込んだ後永久的に絶縁保護フィルムとして被覆された状態で残る、上記感光性カバーレイフィルム、及び感光性ドライフィルムレジストを総称して感光性ドライフィルムレジストとし、パターン回路形成後除去するパターン回路用レジストフィルムとは区別する。
感光性ドライフィルムレジストは、パターン形成に必要な現像性のほか、耐熱性、耐薬品性、難燃性、接着性、電気絶縁性等で優れた物性を有することが要求される。現在アクリル系やエポキシ系のフィルムが上市されているが、全ての物性で満足するものは得られていない。そのうち耐熱性、難燃性及び耐薬品性に関しては、ポリアミド酸を配合することで向上することができる。また難燃性に関しては、臭素系難燃剤などハロゲン系の難燃剤を含有することで良好な難燃性を有していた。しかしながらハロゲン系難燃剤の燃焼時に有害ガスが発生する等環境への悪影響が指摘されており、ハロゲン系難燃剤を含まない感光性樹脂の難燃化が必要とされている。
ポリアミド酸を含有し、かつハロゲン系難燃剤を含まない感光性樹脂組成物に関しては、リン酸エステル系難燃剤、ポリアミド酸、少なくとも2つ以上の光重合可能な炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリレート及び光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物に関するもの(特許文献1)や、環状リン酸化合物、ポリアミド酸、少なくとも2つ以上の光重合可能な炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリレート及び光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物に関するもの(特許文献2)がある。
特開2004−29702号公報 特開2004−341059号公報
しかし、使用する難燃剤の種類によっては、それらを含む感光性樹脂組成物を使用した感光性ドライフィルムレジストにおいて、耐湿性や耐溶剤性が十分ではなく、耐湿試験によって白化または劣化を生じる問題があった。
本発明は成分中にハロゲンを含まずに優れた難燃性及び耐湿性を有し、かつ良好なアルカリ溶解性、現像性、耐溶剤性を有する、物性バランスに優れた感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いた感光性ドライフィルムレジスト、及び該感光性ドライフィルムレジストを用いたプリント配線板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明者は、鋭意検討の結果、
非ハロゲン系難燃剤としてフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物を使用し、かつ、ポリアミド酸、(メタ)アクリレート、及び光反応開始剤を混合することによって感光性樹脂組成物を得た。この感光性樹脂組成物を含むドライフィルムレジストは優れたアルカリ水溶液への溶解性、現像性を有し、かつ硬化後のフィルムは優れた難燃性、耐溶剤性及び耐湿性を持つことを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、
本発明の第1は
(A)1分子中に少なくとも1個以上のフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物、
(B)ポリアミド酸、
(C)(メタ)アクリレート及び
(D)光反応開始剤
を必須成分とすることを特徴とする感光性樹脂組成物に関する。
本発明の第2は、
上記(C)成分として、下記一般式(1)
Figure 2008107492
(式中、p、qは0以上の整数であり、p+qは1〜30である。R1は炭素数2〜6の脂肪族炭化水素基を表し、R2、R3はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表す。)
で表されるジ(メタ)アクリレートを含み、
上記(C)成分中に含まれる上記ジ(メタ)アクリレートの割合が(C)成分100%中1%以上であることを特徴とする、第1の発明に記載の感光性樹脂組成物に関する。
本発明の第3は、
第1または第2の発明に記載の感光性樹脂組成物を含むことを特徴とする、感光性ドライフィルムレジストに関する。
本発明の第4は、
第3の発明に記載の感光性ドライフィルムレジストを絶縁保護層として用いることを特徴とする、プリント配線板に関する。
本発明によって、成分中にハロゲン化合物を含まずに優れた難燃性及び耐湿性を有し、かつ良好なアルカリ溶解性、現像性、耐溶剤性を有する感光性ドライフィルムレジストを提供することができる。
従って、本発明はフレキシブルプリント配線板等のプリント配線板を製造する産業、例えば電子部品用の樹脂材料を製造する樹脂産業分野に好適に用いることができるだけではなく、このようなプリント配線板を用いる電子機器の産業分野に好適に用いることができるという効果を奏する。
本発明に係る感光性樹脂組成物は、(A)1分子中に少なくとも1個以上のフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物、
(B)ポリアミド酸、
(C)(メタ)アクリレート及び
(D)光反応開始剤
を必須成分とするものであるが、必要に応じて(E)その他の成分が含有されていてもよい。なお、本発明に係る感光性ドライフィルムレジストは、本発明に係る感光性樹脂組成物を含んでいるものである。以下、各成分について詳細に説明する。
本発明において、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート及び/又はアクリレートのことであり、(メタ)アクリロイル基とは、メタクリロイル基及び/又はアクリロイル基のことである。
<(A)1分子中に少なくとも1個以上のフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物>
1分子中に少なくとも1個以上のフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物を使用することにより、耐加水分解性を維持したまま難燃化することができる。また骨格中に水酸基を含有することにより、(B)成分であるポリアミド酸、及び(C)成分である(メタ)アクリレートとの相溶性が良好となるため、ブリードアウトが起きにくく、かつ優れた耐湿性を有する感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。
上記(A)成分としては、特に限定されないが、下記一般式(2)
Figure 2008107492
(式中、nは3〜10である。R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子または水酸基を表し、分子中少なくとも1個以上の水酸基を含む。)
で表される環状フェノキシホスファゼン化合物が好ましい。上記ホスファゼン化合物としては、SPH−100(大塚化学株式会社製)等を挙げることができる。
本発明における(A)成分は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明における(A)成分の総重量は、特に限定されないが、(B)成分の重量100重量部に対して、5〜100重量部の範囲内で用いることが好ましく、10〜50重量部の範囲内で用いることがより好ましい。(B)成分の重量100重量部に対して、5重量部未満の場合は添加による効果が見られない場合があり、100部を超えた場合、添加量に見合う難燃効果が得られず、現像性が悪化する傾向がある。
<(B)ポリアミド酸>
本発明に係る感光性樹脂組成物において、ポリアミド酸を用いることにより、得られる感光性ドライフィルムレジストに優れたアルカリ溶解性、及び現像性を付与することができ、かつ硬化後のフィルムに優れた耐湿性、耐溶剤性、良好な屈曲性、可撓性を付与することができる。
上記ポリアミド酸は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記(B)成分であるポリアミド酸の重量平均分子量は特に制限されるものではないが、5000〜200000であることが好ましく、10000〜100000であることがより好ましい。重量平均分子量が5000未満であると、本発明の感光性樹脂組成物を用いて作製された感光性ドライフィルムレジストにベタツキが生じやすく、さらに硬化後のフィルムの耐屈曲性に劣るという傾向がある。一方、重量平均分子量が200000より大きいと、樹脂溶液の粘度が高くなりすぎるため取扱いが難しくなる傾向があり、さらに作製された感光性ドライフィルムレジストの現像性が低下する場合がある。なお、上記重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、東ソー株式会社製HLC8220GPCにより測定することが可能である。
(ポリアミド酸の合成)
上記ポリアミド酸は、有機溶媒中でジアミンと酸二無水物とを反応させることにより得ることができる。具体的には、アルゴン、窒素等の不活性雰囲気中において、ジアミンを有機溶媒中に溶解、又はスラリー状に分散させて、ジアミン溶液とする。一方、酸二無水物は、有機溶媒に溶解、又はスラリー状に分散させた状態とした後、あるいは固体の状態で、上記ジアミン溶液中に添加すればよい。
本発明のポリアミド酸を合成するために用いられるジアミンとしては、特に限定されるものではないが、耐熱性や耐薬品性の点から、1分子中に1個以上の芳香環を含有する芳香族系ジアミンを原料の一成分として用いることが好ましい。
上記の芳香族ジアミンとしては、特に限定されないが、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノフェニルエタン、4,4’−ジアミノフェニルエーテル、3,4’−ジアミノフェニルエーテル、3,3’−ジアミノフェニルエーテル、4,4’−ジジアミノフェニルスルフィド、4,4’−ジジアミノフェニルスルホン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,7−ジアミノフルオレン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)−ビフェニル、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、および4,4’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホンを挙げることができる。上記ジアミンは、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
上記芳香族ジアミンのうち、耐熱性、アルカリ水溶液への溶解性から、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル] スルホンを少なくとも一部用いることが好ましい。
なお、上記ジアミン以外に、公知の他のジアミンをポリアミド酸の原料の一部として同時に用いてもよい。特に、フィルムの弾性率を下げることができる点から、下記一般式(3)
Figure 2008107492
(式中、R6はそれぞれ独立して、炭素数1〜5の炭化水素を表し、R7はそれぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキル基及びフェニル基からなる群から選ばれる有機基を表し、mは1〜20の整数を表す。)
で表されるシロキサン構造の両末端にアミノ基を含有するポリシロキサンジアミンを使用することが好ましい。上記ジアミンは、1種又は2種以上を組み合わせて用いても良い。
ポリアミド酸を合成するために用いられる酸二無水物としては、特に限定されるものではないが、耐熱性を向上させる点から、芳香環を1〜4個有する酸二無水物を用いることが好ましい。
上記の芳香族酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエ−ト−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,4,3',4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,4,3',4'−テトラカルボン酸二無水物、2,2’−ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。上記酸二無水物は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
上記芳香族酸二無水物のうち、合成の容易さ、アルカリ水溶液への溶解性から、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,4,3',4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,4,3',4'−テトラカルボン酸二無水物、2,2’−ヘキサフルオロプロピリデンジフタル酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物を少なくとも一部用いることが好ましい。
上記ジアミンと酸二無水物とを用いてポリアミド酸を合成する場合、上記ジアミンと酸二無水物とを、それぞれ少なくとも1種ずつ用いて反応を行えばよい。このとき、1種のジアミンと1種の酸二無水物が実質上等モルであれば、酸二無水物成分1種及びジアミン成分1種のポリアミド酸になる。又、2種以上の酸二無水物成分及び2種以上のジアミン成分を用いる場合、複数のジアミン成分全量のモル比と複数の酸二無水物成分全量のモル比とを、実質上等モルに調整しておけば、ポリアミド酸共重合体を任意に得ることもできる。
上記ジアミンと酸二無水物の反応(ポリアミド酸の合成反応)の温度条件は、特に限定されるものではないが、80℃以下であることが好ましく、0〜50℃の範囲内がより好ましい。80℃を超えると生成したポリアミド酸が分解する恐れがあり、0℃未満であると重合反応の進行が遅くなる場合がある。又、反応時間は10分〜30時間の範囲で任意に設定すればよい。
さらに、上記ポリアミド酸の合成反応に使用する有機溶媒としては、有機極性溶媒であれば特に限定されるものではない。しかしながら、上記ジアミンと酸二無水物との反応が進行するにつれてポリアミド酸が生成し、反応液の粘度が上昇する。又、反応溶液をそのまま有機溶媒に可溶なポリアミド酸溶液として感光性ドライフィルムレジストの原料として使用することができる。そのため作業性の点から、ポリアミド酸を溶解でき、かつ沸点の低い有機溶媒を選択することが好ましい。上記有機溶媒として、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのホルム(アセト)アミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドンやN−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル系溶媒等を挙げることができる。
<(C)(メタ)アクリレート>
感光性樹脂組成物に(メタ)アクリレートを含有することにより、良好な硬化性を付与するだけでなく、作製される感光性ドライフィルムレジストの熱加工時での粘弾性を下げ、熱ラミネート時の流動性を付与することができる。すなわち、比較的低温での熱ラミネートが可能となり、回路の凹凸を埋め込むことができる。特に、下記一般式(1)
Figure 2008107492
(式中、p、qは0以上の整数であり、p+qは1〜30である。R1は炭素数2〜6の脂肪族炭化水素基を表し、R2、R3はそれぞれ水素原子またはメチル基を表す。)
で表される芳香環を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートを使用することで、(A)成分であるフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物との組み合わせによりアルカリ溶解性及び現像性が良好となり、かつ高い耐熱性を有する感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。効果を発揮するためには、上記(C)成分中に含まれる上記ジ(メタ)アクリレートの割合は(C)成分100%中1%以上あることが好ましく、5%以上あることがより好ましく、10%以上あることが更に好ましい。
上記ジ(メタ)アクリレートとしては特に限定されないが、エチレンオキサイド変性、またはプロピレンオキサイド変性部位を有することが好ましい。エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、アロニックスM−210、M−211B(東亞合成株式会社製)、NKエステルA−BPE−4、A−BPE−10、A−BPE−20、A−BPE−30、BPE−100、BPE−200、BPE−300(新中村化学工業株式会社製)、FA−321M、FA−324A(日立化成株式会社製)等のビスフェノールA骨格のジ(メタ)アクリレート、アロニックスM−208(東亞合成株式会社製)等のビスフェノールF骨格のジ(メタ)アクリレート等を挙げることができ、プロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとしては、デナコールアクリレートDA−250(ナガセケムテックス株式会社製)等のビスフェノールA骨格のジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
上記ジ(メタ)アクリレートは、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせてもよいが、現像性、耐熱性等の諸物性をバランス良く向上できることから、2種類以上を組み合わせて使用することが好ましい。
さらに、上記構造以外の(メタ)アクリレートとして、脂肪族アルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、その他の(メタ)アクリレート等を用いることができる。上記の(メタ)アクリレートは、1種類のみを用いてもよく、また、2種類以上を組み合わせてもよい。
脂肪族アルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。脂肪族アルキレンオキサイド変性(メタ)アクリレートとしては、アロニックスM−215(東亞合成株式会社製)等のイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートやアロニックスM−315(東亞合成株式会社製)等のイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートなどが挙げることができる。
ポリエステル(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。ポリエステル(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、アロニックスM−5300、M−6100、M−7100(東亞合成株式会社製)等を挙げることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。ウレタン(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えばCN−980、CN−9782(日本化薬株式会社製)、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600(東亞合成株式会社製)等のポリエーテル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート、CN−9178、CN−965、CN−966、CN−961、CN−973(日本化薬株式会社製)等のポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレートを挙げることができる。
イミド(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストを貼り合わせる基材(例えば、ポリイミドフィルム、銅箔等)への密着性を向上させることができる。イミド(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、アロニックスTO−1534、TO−1429、TO−1428(東亞合成株式会社製)を挙げることができる。
エポキシ(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。特に、1分子中に少なくとも2個以上の水酸基を含有するエポキシ(メタ)アクリレートを用いることにより、得られる感光性ドライフィルムレジストの水系現像液への溶解性が向上し、現像時間を短縮することができる。1分子中に少なくとも2個以上の水酸基を含有するエポキシ(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、リポキシSP−2600(昭和高分子株式会社製)、NKオリゴEA−1020、NKオリゴEA−6340(新中村化学工業株式会社製)、カラヤッドR−280、 カラヤッドR−190(日本化薬株式会社製)、Ebecryl600、Ebecryl3700(ダイセルサイテック株式会社製)等のビスフェノールAタイプのエポキシアクリレート、KRM7856、Ebecryl3604、Ebecryl3702、Ebecryl3703,Ebecryl3708(ダイセルサイテック株式会社製)、LR9019(BASF社製)等の変性ビスフェノールA型のエポキシアクリレート、LR8765(BASF社製)等の脂肪族系エポキシアクリレート、NKオリゴEA−6320、NKオリゴEA−6340(新中村化学工業株式会社製)等のフェノールノボラックエポキシアクリレート、カラヤッドR−167、 MAX−2104(日本化薬株式会社製)、デナコールアクリレートDA−212(ナガセケムテックス株式会社製)等の変性1,6−へキサンジオールジアクリレート、デナコールアクリレートDA−721(ナガセケムテックス株式会社製)等の変性フタル酸ジアクリレート、NKオリゴEA−1020(新中村化学工業株式会社製)等のクレゾールノボラックエポキシアクリレート等を挙げることができる。
その他の(メタ)アクリレートとしては、本発明の感光性樹脂組成物において、光照射による架橋密度を向上するためには、少なくとも2つの炭素間二重結合を有する多官能の(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。また、得られる感光性ドライフィルムレジストに耐熱性を付与するために、1分子中に芳香環及び/又は複素環を少なくとも1つ有する化合物を用いることが好ましい。
また、現像性を制御するために、ベースポリマーとの相溶性に優れているアルコール水酸基を有する(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。アルコール水酸基を有する(メタ)アクリル化合物としては、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、V#2308、V#2323(大阪有機化学工業株式会社製)、R−167(日本化薬株式会社製)等を挙げることができる。
本発明における感光性樹脂組成物に含有される(メタ)アクリレートの総重量は、(B)成分であるポリアミド酸100重量部に対して、5〜200重量部の範囲内で用いることが好ましく、5〜100重量部の範囲内で用いることがより好ましい。200重量部を超える(メタ)アクリレートを用いた場合は、得られる感光性ドライフィルムレジストにベタツキが生じやすくなる。
<(D)光反応開始剤>
光反応開始剤を添加してなる感光性ドライフィルムレジストを露光した場合に、露光領域にて架橋反応や重合反応を促進することができる。これにより、露光領域と未露光領域とで、感光性ドライフィルムレジストの水系現像液への溶解性を十分に異なるようにすることができ、それゆえに、感光性ドライフィルムレジスト上にパターンを好適に現像することが可能になる。
上記光反応開始剤としては、ラジカル発生剤、光カチオン発生剤、光塩基発生剤、光酸発生剤等を挙げることができる。
上記ラジカル発生剤としては、特に限定されないが、g線程度の長波長の光によりラジカルを発生するものが好ましく、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンなどのケトン化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド化合物、ビス(−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム等のチタノセン化合物が挙げることができる。とくに、ホスフィンオキサイド化合物やチタノセン化合物を用いることが好ましい。
また、上記光カチオン発生剤としては、例えば、ジメトキシアントラキノンスルフォン酸のジフェニルヨードニウム塩等のジフェニルヨードニウム塩類、トリフェニルスルフォニウム塩類、ピリリニウム塩類、トリフェニルオニウム塩類、ジアゾニウム塩類等を挙げることができる。なお上記塩類の他、カチオン硬化性の高い脂環式エポキシやビニルエーテル化合物を混合することが好ましい。
さらに、上記光塩基発生剤としては、ニトロベンジルアルコールやジニトロベンジルアルコールとイソシアナートの反応により得られるベンジルアルコール−ウレタン化合物、ニトロ−1−フェニルエチルアルコールやジニトロ−1−フェニルエチルアルコールとイソシアナートの反応により得られるフェニルアルコール−ウレタン化合物、ジメトキシ−2−フェニル−2−プロパノールとイソシアナートの反応により得られるプロパノール−ウレタン化合物等を挙げることができる。
また、光酸発生剤としては、ヨードニウム塩、スルフォニウム塩、オニウム塩等のスルホン酸を発生させる化合物、ナフトキノンジアジド等のカルボン酸を発生させる化合物を挙げることができる。あるいは、ジアゾニウム塩や、ビス(トリクロロメチル)トリアジン類等の化合物は、光の照射によりスルホン基を生成させることができるので、これらの化合物も好ましく用いることができる。
また、光反応開始剤と増感剤とを組み合わせて用いることもできる。特に、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド等のパーオキサイドと3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンとの組み合わせが好ましい。
上記光反応開始剤は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記光反応開始剤の使用量は、上記(B)成分100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜10重量部の範囲内であることがより好ましい。上記光反応開始剤及び/又は増感剤の使用量が、0.001重量部未満であると、十分な感度が得られず、10重量部を超えると、感光性ドライフィルムレジスト表面での吸収が増大し、内部の光硬化が不十分となる場合がある。
<(E)その他の成分>
本発明の感光性樹脂組成物には、上記(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物、(B)ポリアミド酸、(C)(メタ)アクリレート、(D)光反応開始剤以外に、必要に応じて(E)その他の成分が含有されていてもよい。その他の成分としては、例えば、(A)成分以外の難燃剤、重合禁止剤、硬化促進剤及び/又は硬化剤、密着付与剤を挙げることができる。
(難燃剤)
難燃効果を高めるために、上記(A)成分に示されるフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物のほかに難燃剤を加えてもよい。難燃剤を併用することにより、難燃性の相乗効果を促進させるほか、感光性ドライフィルムレジストのアルカリ溶解性を向上させることができる。
上記難燃剤としては、分子中にハロゲンを含むものでなければ特に制限されるものではないが、例えばリン酸エステル(ホスフェート)、ホスフィン、ホスファイト、ホスホナイト、ホスフィナイト、ホスホネート、ホスフィネート、ホスフィンオキサイド等のリン化合物、フェノール性水酸基を有さない環状フェノキシホスファゼン化合物等のホスファゼン化合物、芳香族環の含有率が高いシリコーン化合物等を挙げることができる。これらの難燃剤は、1種または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記難燃剤の使用量は、上記(B)成分100重量部に対し50重量部以下であることが好ましく、30重量部以下であることがより好ましい。(B)成分100重量部に対して50重量部を超えるとブリードアウトが生じやすい傾向があり、更に硬化物の物性に悪影響を与える場合がある。
(重合禁止剤、安定剤、酸化防止剤)
本発明の感光性樹脂組成物には、(C)(メタ)アクリレートに含有される(メタ)アクリロイル基が、感光性樹脂組成物及び感光性ドライフィルムレジストの貯蔵中に架橋反応するのを防止するため、重合禁止剤、安定剤、酸化防止剤からなる群より選ばれる少なくとも1種のポリマー添加剤を添加することが好ましい。
重合禁止剤としては、重合禁止剤、重合抑制剤として一般的に用いられているものであれば特に限定されない。安定剤としては、熱安定剤、光安定剤として一般に知られているものであれば、特に限定されない。酸化防止剤としては、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤として一般的に用いられているものであれば特に限定されない。
上記の重合禁止剤、安定剤、酸化防止剤は、それぞれ別個の化合物であるとは限らず、1つの化合物が重合禁止剤としても酸化防止剤としても用いられる場合もある。
本発明における重合禁止剤、安定剤及び酸化防止剤からなる群より選ばれるポリマー添加剤としては、一般的に重合禁止剤、重合抑制剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤として用いられているものであれば特に限定されないが、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノン、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ハイドロキノン(和光純薬株式会社製、商品名DOHQ)、2,5−ビス(1,1−ジメチルブチル)ハイドロキノン(和光純薬株式会社製、商品名DHHQ)等のハイドロキノン系化合物;p−ベンゾキノン、メチル−p−ベンゾキノン、t−ブチルベンゾキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン等のベンゾキノン化合物;ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名イルガノックス1010)、N,N’−へキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド](チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名イルガノックス1098)、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名イルガノックス3114)、ヒドロキシフェノールベンゾトリアゾール(旭電化工業株式会社製、商品名アデカAO−20)等のヒンダードフェノール系化合物;2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−;クレゾール(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名TINUVIN P)等のベンゾトリアゾ−ル系化合物;N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン(和光純薬株式会社製、商品名Q−1300)、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩(和光純薬株式会社製、商品名Q−1301)等のニトロソアミン系化合物;フェノチアジン、ジチオベンゾイルスルフィド、ジベンジルテトラスルフィド等の有機硫黄化合物;ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピぺリジル)[{3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル}メチル]ブチルマロネ−ト(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名イルガノックス144)等のヒンダードアミン系化合物;p−ェニレンジアミン(通称パラミン)、N,N−ジフェニル−p−フェニレンジアミン等の芳香族アミン;トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名イルガノックス168)テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスフォネート(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ株式会社製、商品名イルガノックスP−EPQ)等のリン系化合物などが挙げられる。
特に、ハイドロキノン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、ニトロソアミン系化合物、芳香族アミンであることが好ましい。これらの化合物を用いることにより、光重合性・熱重合性官能基の架橋反応を防ぐことができるため、感光性樹脂組成物の貯蔵中にその感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液の粘度の上昇を抑えることができ、感光性ドライフィルムレジストの保存安定性を向上できるだけでなく、酸化防止効果もあるので樹脂の劣化を防ぐことができ、感光性樹脂組成物から作製される硬化後の感光性ドライフィルムレジストの長期耐熱性や耐加水分解性を向上させることができる。
上記重合禁止剤の使用量は、上記(C)成分である(メタ)アクリレートの総重量100重量部に対して、0.00001〜5重量部の範囲内であることが好ましく、0.0001〜1重量部の範囲内であることがより好ましい。上記光反応開始剤及び/又は増感剤の使用量が5重量部を超えると、活性エネルギー線に対する感度が低下する傾向がある。
(密着付与剤)
ポリイミドフィルム、金属等の基材との密着性を向上させるために、公知のいわゆる密着付与剤を添加してもよい。このような密着促進剤は特に限定されないが、例えば、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、トリアゾール、シランカップリング剤などが挙げられる。
<感光性樹脂組成物の調製方法と感光性ドライフィルムレジストの作製方法>
感光性樹脂組成物の調製方法及び感光性ドライフィルムレジストの作製方法について説明する。感光性ドライフィルムレジストは、感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を支持体フィルム上に均一に塗布・乾燥して作製される。
<感光性樹脂組成物の調製方法>
まず、本発明の感光性樹脂組成物の調製方法について説明する。本発明の感光性樹脂組成物は、(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物、(B)ポリアミド酸、(C)(メタ)アクリレート、(D)光反応開始剤、必要に応じて、(E)その他の化合物をある割合で混合したものであり、それを有機溶媒に均一に溶解させた溶液を感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液と称する。上記の有機溶媒は、感光性樹脂組成物に含有される成分を溶解することができる有機溶媒であれば、特に限定されるものではない。上記有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のホルム(アセト)アミド系溶媒、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの有機溶媒は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、後の工程にて上記有機溶媒の除去を行うので、できるだけ沸点の低いものを選択することが製造工程上の点で好ましい。
<感光性ドライフィルムレジストの製造方法>
公知の塗布方法により上記の感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を支持体フィルム上に均一に塗布した後、加熱及び/又は熱風吹き付けを行う。加熱及び/又は熱風吹き付けによって上記有機溶媒を除去し、感光性樹脂組成物がフィルム状となった感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。このように形成された感光性ドライフィルムレジストは、感光性樹脂組成物を半硬化状態(Bステージ)で保ったものである。それゆえ、熱ラミネート処理等の熱圧着処理を行う場合には適度な流動性を持ち、プリント配線板のパターン回路の埋め込みを好適に行うことができる。又、パターン回路を埋め込んだ後、露光処理、熱圧着処理、加熱キュアを行うことによって、完全に硬化させることができる。
上記加熱及び/又は熱風吹き付けを行うにあたり、感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を乾燥する時の温度は、感光性樹脂組成物に含有される(メタ)アクリロイル基等の硬化性基が反応しない程度の温度であればよい。具体的には、120℃以下であることが好ましく、100℃以下であることが特に好ましい。又、乾燥時間は有機溶媒を除去することが可能な範囲内で、できるだけ短い時間とすることが好ましい。
上記支持体フィルムの材料としては特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルムなどを挙げることができ、市販されている各種のフィルムが使用可能であり、特に限定されるものではない。上記支持体フィルムのうち、ある程度の耐熱性を有し、かつ比較的安価に手に入る点から、PETフィルムが多く用いられる。なお、支持体フィルムの感光性ドライフィルムレジストとの接合面については、密着性と剥離性を向上させるために表面処理されているものを用いるのが好ましい。
更に、感光性樹脂組成物を支持体フィルムに塗布し乾燥して作製した感光性ドライフィルムレジストの上に、保護フィルムを積層することが好ましい。空気中のゴミやチリが付着することを防ぎ、さらに感光性ドライフィルムレジストの品質の劣化を防ぐことができる。
上記保護フィルムは、感光性ドライフィルムレジスト面に50℃以下の温度でラミネートして積層することが好ましい。ラミネート処理時の温度が50℃よりも高くなると、保護フィルムの熱膨張を招き、ラミネート処理後の保護フィルムにしわやカールが生じる場合がある。なお、感光性ドライフィルムレジスト作製の工程中上記保護フィルムを剥離するため、保護フィルムと感光性ドライフィルムレジストとの接合面は、保管時には適度な密着性を有し、かつ剥離性に優れていることが好ましい。
上記保護フィルムの材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンフィルム(PEフィルム)、ポリエチレンビニルアルコールフィルム(EVAフィルム)、「ポリエチレンとエチレンビニルアルコールの共重合体フィルム」(以下(PE+EVA)共重合体フィルムと略す)、「PEフィルムと(PE+EVA)共重合体フィルムの貼り合せ体」、もしくは「(PE+EVA)共重合体とポリエチレンとの同時押し出し製法によるフィルム」(片面がPEフィルム面であり、もう片面が(PE+EVA)共重合体フィルム面であるフィルムとなる)等を挙げることができる。
上記PEフィルムは安価であり、表面の滑り性に優れているという長所がある。又、(PE+EVA)共重合体フィルムは、感光性ドライフィルムレジストへの適度な密着性と剥離性とを備えている。このような保護フィルムを用いることにより、保護フィルム、感光性ドライフィルムレジスト、支持体フィルムの3層を有する三層構造シートをロール状に巻き取った場合に、その表面の滑り性を向上することができる。
<プリント配線板の作製>
以下の方法にて、本発明に係る感光性ドライフィルムレジストを絶縁保護層としてなるプリント配線板を作製する。プリント配線板として、パターン回路が形成されてなる銅箔を有する銅張り積層板(Copper Clad Laminate)(以下、回路付きCCLと称する)を用いる場合を例に挙げて説明するが、多層のプリント配線板を形成する場合にも、同様の手法により層間絶縁層を形成することができる。
まず、上記にて説明した保護フィルム、感光性ドライフィルムレジスト、支持体フィルムを有してなる三層構造シートから保護フィルムを剥離する。以下では、保護フィルムが剥離されたものを支持体フィルム付き感光性ドライフィルムレジストと称する。次に、感光性ドライフィルムレジストと回路付きCCLとが対向するように、該回路付きCCLを、支持体フィルム付き感光性ドライフィルムレジストにて覆い、熱圧着によって貼り合せる。この熱圧着による貼り合わせは、熱プレス処理、ラミネート処理(熱ラミネート処理)、熱ロールラミネート処理等によって行えば良く、特に限定されるものではない。上記貼り合わせを、熱ラミネート処理、熱ロールラミネート処理(以下、ラミネート処理と記載)によって行う場合、処理温度は、ラミネート処理が可能である下限の温度(以下、圧着可能温度)以上であればよい。具体的には、上記圧着可能温度は、50〜150℃の範囲内であることが好ましく、60〜120℃の範囲内であることがより好ましく、特に80〜120℃の範囲内であることが好ましい。上記処理温度が150℃を超えると、ラミネート処理時に感光性ドライフィルムレジストに含まれる感光性反応基の架橋反応が生じ、感光性ドライフィルムレジストの硬化が進行する場合がある。一方、上記処理温度が50℃未満であると、感光性ドライフィルムレジストの流動性が低く、パターン回路を埋め込むことが困難となる。さらに、銅回路付きCCLの銅回路や該銅回路付きCCLのベースフィルムとの接着性が低下する場合がある。
上記の熱圧着処理によって、回路付きCCL上に感光性ドライフィルムレジストが積層され、さらに支持体フィルムが積層されたサンプルが得られる。次いで、この貼り合わせサンプルについてパターン露光及び現像を行う。パターン露光及び現像に際しては、上記貼り合わせサンプルの支持体フィルム上にフォトマスクパターンを配置し、該フォトマスクを介して露光処理を行う。その後、支持体フィルムを剥離して現像処理を行うことにより、フォトマスクパターンに応じた穴(ビア)が形成される。
なお、上記支持体フィルムは、露光処理後に剥離しているが、回路付きCCL上に支持体フィルム付き感光性ドライフィルムレジストが貼り合わせられた後に、すなわち、露光処理を行う前に剥離しても良い。感光性ドライフィルムレジストを保護する点からは、露光処理が完了した後に剥離することが好ましい。
ここで露光に用いる光源としては、300〜430nmの光を有効に放射する光源が好ましい。この理由は、感光性ドライフィルムレジストに含有される光反応開始剤が、通常450nm以下の光を吸収して機能するためである。
又、上記現像処理に用いる現像液としては、塩基性化合物が溶解した塩基性溶液を用いればよい。上記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機アミン化合物等を挙げることができる。上記塩基性化合物は1種を用いてもよいし、2種以上の化合物を用いてもよい。一方、塩基性化合物を溶解させる溶媒としては、上記塩基性化合物を溶解することができる溶媒であれば特に限定されるものではないが、環境問題等の観点から、水を使用することが特に好ましい。
上記塩基性溶液に含有される塩基性化合物の濃度は、0.1〜10重量%の範囲内であることが好ましいが、感光性ドライフィルムレジストの耐アルカリ性の点から、0.1〜5重量%の範囲内とすることがより好ましい。
なお、現像処理の方法としては、特に限定されるものではないが、塩基性溶液中に現像サンプルを入れて攪拌する方法や、現像液をスプレー状にして現像サンプルに噴射する方法等が挙げられる。
ここで、感光性ドライフィルムレジストのパターンが描けるまでの現像時間は、パターンが描ける時間であれば特に限定されないが、180秒以下の時間で現像できることが好ましく、90秒以下の時間で現像できることがより好ましく、60秒以下の時間で現像できることが更に好ましい。現像時間が180秒を超えると生産性が劣る傾向がある。
又現像時間の目安として、Bステージ(半硬化)状態の感光性ドライフィルムレジストの溶解時間を測定する方法がある。なお本発明に係るアルカリ溶解性とは、Bステージ(半硬化)状態における感光性ドライフィルムレジストの溶解のされ易さを示す。Bステージ(半硬化)状態の感光性ドライフィルムレジストの溶解時間を測定する方法は、具体的には、感光性ドライフィルムレジストを銅箔光沢面に貼り合わせた未露光のサンプルを、1重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液(液温40℃)を現像液として、スプレー圧0.85MPaでスプレー現像処理を行うという方法である。このスプレー現像処理により、感光性ドライフィルムレジストが180秒以下の時間で溶解して除去されることが好ましく、90秒以下の時間で溶解できることがより好ましく、60秒以下の時間で溶解できることが最も好ましい。感光性ドライフィルムレジストが溶解除去されるまでの時間が180秒を超えると、作業性が低下する傾向がある。
上記のように露光・現像処理が施された後、感光性ドライフィルムレジストに対して、加熱キュアを行うことにより、感光性ドライフィルムレジストが完全に硬化する。これにより、硬化した感光性ドライフィルムレジストは、プリント配線板の絶縁保護膜となる。
又、多層のプリント配線板を形成する場合には、プリント配線板の保護層を層間絶縁層とし、該層間絶縁層上に、さらにスパッタリングや鍍金、もしくは銅箔との貼り合わせ等を行った後、パターン回路を形成し、上記のように感光性ドライフィルムレジストをラミネートすればよい。これにより、多層のプリント配線板を作製することができる。
なお、本実施の形態では、感光性ドライフィルムレジストを、プリント配線板の絶縁保護材料又は層間絶縁材料として用いる場合について説明したが、上記の用途以外に用いることも可能である。すなわち、本発明は、下記実施例だけに限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。感光性樹脂組成物の調製及び感光性ドライフィルムレジストの具体的な製造例、及びその物性の評価は次のようにして行った。
<感光性樹脂組成物の調製>
固形分重量%(Sc)が40%となるように調製した(B)ポリアミド酸のN,N−ジメチルホルムアミド溶液に対して、(A)、及び(C)〜(E)成分を混合・攪拌し、最終的な固形分重量%(Sc)が40%となるように感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製した。ここで、固形分重量とは、有機溶媒以外の材料、すなわち(A)〜(E)成分の総重量を示し、液体の材料であっても固形分に含めるものとする。
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
上記の感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を、乾燥後の厚み(感光性ドライフィルムレジストの厚み)が20〜25μmになるように支持体フィルムに塗布した。支持体フィルムとしては、PETフィルム(厚み25μm、製品名ルミラー、東レ株式会社製)を用いた。その後、支持体フィルム上の塗布層を100℃で10分間乾燥することによって、有機溶媒を除去した。これにより、感光性ドライフィルムレジスト/PETフィルム(支持体フィルム)からなる2層構造シートを得た。なお、感光性ドライフィルムレジスト層はBステージ状態にある。
続いて、上記2層構造シートにおける感光性ドライフィルムレジスト層の上に、ポリエチレンフィルム(厚み40μm、製品名GF−1、タマポリ株式会社製)をロール温度20℃、ニップ厚75000Pa・mの条件でロールラミネートして、保護フィルム/感光性ドライフィルムレジスト/PETフィルムの三層を有する三層構造シートを得た。
<感光性ドライフィルムレジストの物性の評価>
上記のようにして調製された感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液及び製造された感光性ドライフィルムレジストについて、アルカリ溶解性、現像性、難燃性、耐湿性、及び耐溶剤性について評価を行った。
<アルカリ溶解性>
まず、電解銅箔(三井金属株式会社製、厚み38μm)を10重量%硫酸水溶液で1分間ソフトエッチング(銅箔表面の防錆剤を除去する工程である)し、水洗い後、エタノール、アセトンで表面を洗ってから乾燥させた。上記三層構造シートの保護フィルムを剥離後、前記電解銅箔(ソフトエッチング後)の光沢面に、100℃、75000Pa・mの条件でラミネートした。次いで、PETフィルムを剥離した後、スプレー現像機(サンハヤト株式会社製エッチングマシーンES−655D)を用いて、1重量%の炭酸ナトリウム水溶液(液温40℃)で、現像時間30〜180秒間の条件で現像処理を行った。現像後のサンプルは、蒸留水により洗浄して、現像液を除去し、乾燥させた。感光性ドライフィルムレジストが貼り合わされた銅箔光沢面から、感光性ドライフィルムレジストが完全に除去されるのに必要な最短の現像時間をBステージ状態のアルカリ溶解時間とした。この感光性ドライフィルムレジストのBステージ状態でのアルカリ溶解時間が90秒以下のものを合格とし、90秒を超えるものを不合格とした。
<現像性>
まず、電解銅箔(三井金属株式会社製、厚み38μm)を10重量%硫酸水溶液で1分間ソフトエッチングし、水洗い後、エタノール、アセトンで表面を洗ってから乾燥させた。上記三層構造シートの保護フィルムを剥離後、前記電解銅箔(ソフトエッチング後)の光沢面に、100℃、75000Pa・mの条件でラミネートした。この積層体のPETフィルムの上に、100×100μm角及び200×200μm角の微細な四角を描いたマスクパターンをのせ、波長405nmの光を300mJ/cm2だけ露光した。このサンプルのPETフィルムを剥離した後、スプレー現像機(サンハヤト株式会社製エッチングマシーンES−655D)を用いて、1重量%の炭酸ナトリウム水溶液(液温40℃)を使用してスプレー現像を行った。現像によって形成したパターンは、次いで蒸留水により洗浄して、現像液を除去し、乾燥させた。光学顕微鏡にて残渣なく現像できている四角の大きさを観察した。
<難燃性>
上記三層構造シートの保護フィルムを剥離後、感光性ドライフィルムレジスト面を厚み25μmのポリイミドフィルム(製品名アピカルAH、株式会社カネカ製)に100℃、75000Pa・mの条件で両面にラミネートした。この貼り合わせサンプルを両面とも波長405nmの光で600mJ/cm2だけ露光した後、PETフィルムを剥離し、180℃で2時間加熱して完全に硬化させた。このサンプルの難燃性をUL94 VTM−0に準拠して評価した。VTM−0を達成しているものを合格とした。
<耐湿性>
上記三層構造シートの保護フィルムを剥離後、感光性ドライフィルムレジスト面を厚み25μmのポリイミドフィルム(製品名アピカルAH、株式会社カネカ製)に100℃、75000Pa・mの条件で片面にラミネートした。この貼り合わせサンプルを波長405nmの光で600mJ/cm2だけ露光した後、PETフィルムを剥離し、180℃で2時間加熱して完全に硬化させた。このサンプルを85℃、85%RHにて1000時間保存し、サンプルの外観に異常が見られなかったものを合格とした。
<耐溶剤性>
まず、電解銅箔(厚み38μm、三井金属株式会社製)を10重量%硫酸水溶液で1分間ソフトエッチングし、水洗い後、エタノール、アセトンで表面を洗ってから乾燥させた。上記三層構造シートの保護フィルムを剥離後、前記電解銅箔(ソフトエッチング後)の光沢面に、100℃、75000Pa・mの条件でラミネートした。この貼り合わせサンプルを波長405nmの光で600mJ/cm2だけ露光した後、PETフィルムを剥離し、180℃で2時間加熱して完全に硬化させた。1水準につき上記サンプルを5枚作製し、それぞれメチルエチルケトン(以下MEKと略)、及びイソプロピルアルコール(以下IPAと略)に10分間浸漬後、感光性ドライフィルムレジストに剥がれや色の変化があるか観察した。全ての試験片において変化が無いものを合格とした。
<(B)成分の合成手順>
以下の合成例に示すポリアミド酸の重量平均分子量は、東ソー株式会社製HLC8220GPCを使用し、サイズ排除クロマトグラフィーにより、ポリエチレンオキシド換算で算出した。
(合成例1)
攪拌機を設置した2000mlのセパラブルフラスコに、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン 29.23g(100mmol)をとり、ジメチルホルムアミド 58.46gに溶解して加え室温で1時間撹拌を行った。ついで、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物 31.02g(100mmol)を加え、3時間撹拌を続け、ポリアミド酸を得た。このポリアミド酸の重量平均分子量は100000であった。
(合成例2)
攪拌機を設置した2000mlのセパラブルフラスコに、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物 31.02g(100mmol)、ジメチルホルムアミド 102.7gをとり、信越化学製ポリシロキサンジアミンX−22−9409S 59.68g(40mmol:分子量1492)をジメチルホルムアミド 59.68gに溶解して加え室温で1時間撹拌を行った。ついで、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン 17.54g(60mmol)を加え、3時間撹拌を続け、ポリアミド酸を得た。このポリアミド酸の重量平均分子量は80000であった。
(実施例1)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100、水酸基当量348)・・・・・11重量部
(B)ポリアミド酸
合成例1で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
芳香族基を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとして
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名FA−321M、日立化成株式会社製)・・・・・16重量部
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名BPE−100、新中村化学工業株式会社製)・・・・・12重量部
(D)光反応開始剤
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・5重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(実施例2)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100、水酸基当量249)・・・・・26重量部
(B)ポリアミド酸
合成例2で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
芳香族基を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとして
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名FA−321M、日立化成株式会社製)・・・・・16重量部
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名BPE−100、新中村化学工業株式会社製)・・・・・12重量部
(D)光反応開始剤
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・4重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:30秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(実施例3)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100、水酸基当量249)・・・・・21重量部
(B)ポリアミド酸
合成例2で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
芳香族基を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとして
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名FA−321M、日立化成株式会社製)・・・・・16重量部
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名BPE−100、新中村化学工業株式会社製)・・・・・12重量部
(D)光反応開始剤
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・5重量部
(E)その他の成分
シアノ基を有する環状フェノキシホスファゼン(株式会社伏見製薬所製、製品名FPC−3033、シアノ基当量235)・・・・・5重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(実施例4)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100、水酸基当量249)・・・・・21重量部
(B)ポリアミド酸
合成例2で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
芳香族基を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとして
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名FA−321M、日立化成株式会社製)・・・・・10重量部
その他の(メタ)アクリレートとして
グリセリンジメタクリレート(製品名NKエステル701、新中村化学工業株式会社製)・・・・・8重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(製品名アロニックスM−305、東亞合成株式会社製)・・・・・10重量部
(D)光反応開始剤
ビス(−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム(製品名イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・2重量部
2,4−ジエチルチオキサントン(製品名DETX−S、日本化薬株式会社製)・・・・・3重量部
(E)その他の成分
環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPE−100)・・・・・5重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:30秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(実施例5)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100、水酸基当量348)・・・・・11重量部
(B)ポリアミド酸
合成例1で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
芳香族基を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとして
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名FA−321M、日立化成株式会社製)・・・・・18重量部
プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名DA−250、ナガセケムテックス株式会社製)・・・・・10重量部
(D)光反応開始剤
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・4重量部
(E)その他の成分
環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPE−100)・・・・・5重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(実施例6)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100、水酸基当量249)・・・・・16重量部
(B)ポリアミド酸
合成例2で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
芳香族基を有するアルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートとして
エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(製品名FA−321M、日立化成株式会社製)・・・・・18重量部
エチレンオキサイド変性ビスフェノールFジメタクリレート(製品名アロニックスM−208、東亜合成株式会社製)・・・・・10重量部
(D)光反応開始剤
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・4重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:30秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(実施例7)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物
フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、製品名SPH−100)・・・・・26重量部
(B)ポリアミド酸
合成例1で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(C)(メタ)アクリレート
その他の(メタ)アクリレートとして
グリセリンジメタクリレート(製品名NKエステル701、新中村化学工業株式会社製)・・・・・8重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(製品名アロニックスM−305、東亞合成株式会社製)・・・・・20重量部
(D)光反応開始剤
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・4重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:200×200μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
(比較例1)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
実施例1の(A)成分を除く以外は実施例1と同様の条件で、感光性ドライフィルムレジストを作製した。
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できず不合格。
耐湿性:割れ、発泡は見られず合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
このように、フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物を除くと難燃性が低下する結果となった。
(比較例2)
実施例5の(A)成分のかわりに、(E)成分であるトリフェニルホスフェート(製品名TPP、アクゾノーベル株式会社製)を70部加える以外は実施例2と同様の条件で、感光性ドライフィルムレジストを作製した。
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:200×200μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:脆化が見られ不合格。
耐溶剤性:MEK浸漬時に変色が見られ不合格。
このように、フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物の代わりに難燃化に必要なリン酸エステルのみを使用すると、耐湿性及び耐溶剤性が低下する結果となった。
(比較例3)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
実施例1の(A)成分のかわりに、(E)成分として9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(製品名HCA、三光株式会社製)とビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)との反応生成物を40部加える以外は実施例1と同様の条件で、感光性ドライフィルムレジストを作製した。
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴まで現像可能。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐湿性:白化、脆化が見られ不合格。
耐溶剤性:どのサンプルも変化無く合格。
このように、フェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物の代わりに環状リン酸エステルとアクリレートとの反応生成物を使用すると、耐湿性が低下する結果となった。
実施例・比較例の条件と結果を表1、2に列記した。
Figure 2008107492
Figure 2008107492

Claims (4)

  1. (A)1分子中に少なくとも1個以上のフェノール性水酸基を有する環状フェノキシホスファゼン化合物、
    (B)ポリアミド酸、
    (C)(メタ)アクリレート及び
    (D)光反応開始剤
    を必須成分とすることを特徴とする感光性樹脂組成物。
  2. 上記(C)成分として、下記一般式(1)
    Figure 2008107492
    (式中、p、qは0以上の整数であり、p+qは1〜30である。R1は炭素数2〜6の脂肪族炭化水素基を表し、R2、R3はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表す。)
    で表されるジ(メタ)アクリレートを含み、
    上記(C)成分中に含まれる上記ジ(メタ)アクリレートの割合が(C)成分100%中1%以上であることを特徴とする、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物を含むことを特徴とする、感光性ドライフィルムレジスト。
  4. 請求項3に記載の感光性ドライフィルムレジストを絶縁保護層として用いることを特徴とするプリント配線板。
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