JP2010020264A - ソルダーレジストフィルム、レジストパターン形成方法および発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(1)の処理を行った後の色差計反射モードでの測定において、波長430〜700nmの間で10nmおきに測定した分光反射率がすべて65%以上であるレジスト層を有することを特徴とするソルダーレジストフィルムである。
(1)全面に35μm厚の銅箔を有する1.6mm厚のFR−4銅張積層板をバフ研磨#600次いで#1000で1回ずつ整面した後、真空ラミネータでソルダーレジストフィルムをラミネートする。
【選択図】 なし
Description
本発明のソルダーレジストフィルムは、下記(1)の処理を行った後の色差計反射モードでの測定において、波長430〜700nmの間で10nmおきに測定した分光反射率がすべて65%以上であるレジスト層を有することを特徴とし、また、下記(1)〜(3)の処理を順次行った後の色差計反射モードでの測定においても、波長430〜700nmの間で10nmおきに測定した分光反射率がすべて65%以上であるレジスト層を有することを特徴とするものである。
ソルダーレジストフィルムから保護フィルムを剥離した後、そのレジスト層の表面を基板面にラミネータを用いて貼り合わせる。基板としては、例えば、後述する回路基板やパッケージ基板が挙げられる。貼り合わせに使用するラミネータは、特に限定されず、例えば大気圧下で加熱加圧するラミネータを用いることもできるが、真空ラミネータを用いて回路基板に貼り合わせると、回路への追従性が非常に高くなるので好ましい。
支持体フィルム上にパターンマスクを直接接触(密着)させて露光する。また、プロキシミティ露光、投影露光の場合は、パターンマスクを非接触状態として露光する。さらに、パターンマスクを使用せずにレーザーを用いたダイレクトイメージング(直接露光)を行ってもよい。上記露光は、通常、紫外線(UV)照射により行い、その際の光源としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、LD、YAGレーザー第三高調波、アルゴンレーザー、等が用いられる。
本加熱処理を行なわずに、次工程の現像を行なっても良いが、レジスト層に対する加熱処理、言い換えれば基板を加温する工程を加えることによって、露光時に硬化不充分であったレジスト層下部の硬化反応を促進し、現像工程での所謂「食われ」、すなわちアンダーカット量を低減することが可能となる。
支持体フィルムを引き剥がしてから未露光部分(未硬化部)を現像によって溶解・分散除去する。レジスト層が稀アルカリ現像型である場合、現像液には、炭酸ソーダ、炭酸カリウム、等のアルカリ濃度0.3〜2重量%程度の稀薄水溶液を用いる。上記現像に際しては、均一圧力でスプレーする方法が、解像、密着の安定性の観点から好ましい。なお、上記アルカリ水溶液中には、界面活性剤,消泡剤や、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。そして、現像後は、水洗を充分に行い、乾燥させる。
表面硬化性、半田耐熱性、耐薬品性、等の特性を高めるために、現像後の乾燥を充分に行った後、UVキュア(後露光)を行うことが効果的である。UVキュアは、通常、0.5〜10J/cm2にて使用される。これによって、残存するエチレン性不飽和化合物(B)の反応および光重合開始剤(C)の失活が行われる。
表面硬化性、半田耐熱性、耐薬品性、等の特性をさらに高めるために、さらなる架橋反応工程を経由させる。この熱キュアとなる架橋反応工程では、通常、135〜175℃で20〜120分間保持することが行われる。
回路基板上にLEDパッケージを定法により実装する。即ち、ピン実装型LEDパッケージを実装する場合、基板に形成された実装穴にLEDパッケージのピンを挿入し、はんだバスなどによりはんだ付けをおこない、基板電極との電気的接続を行う。また、表面実装型LEDパッケージを実装する場合、基板上のレジスト層から露出した電極パッド上にはんだペーストを塗布し、LEDパッケージの電極と基板の電極が重なるようにLEDパッケージを仮付け後、はんだリフローにより接続する。
はじめに、下記実施例で行った測定評価方法について説明する。
全面に35μm厚の銅箔を有する1.6mm厚のFR−4銅張積層板をバフ研磨#600次いで#1000で1回ずつ整面した後、真空ラミネータでレジスト層をラミネートする。かかる状態で、色差計は日本電色工業社製、同時測光方式分光式色差計SQ−2000型を、ゼロ調整は付属の「0−CAP」を、標準調整には標準白板(X=93.51/Y=95.40/Z=112.91)をそれぞれ使用して、反射率を測定した。
35μm厚の銅回路(L/S=320/320μm)を有する1.6mm厚FR−4銅張基板の銅箔表面に、ソルダーレジストフィルムのレジスト層が対峙するよう載置して仮付けし、ダイヤフラム式真空ラミネート機(ニチゴー・モートン社製、「V−130」)を用いて、減圧時間30秒、プラテン温度60℃、到達真空度1.0hPa、加圧0.1MPa、加圧時間30秒という条件にて積層した。顕微鏡観察による評価基準は下記の通りである。
○;気泡なし、
△;回路際に点々と気泡、
×;回路際に連続気泡
上記(2)回路埋込性で得られた積層品を2時間、20℃にて放置し、下記(4)アンダーカットに記載の銅ステップ10段の露光量で全面露光、硬化させた。PETフィルムを除去後、ビューラー試料製作機にて、35μm厚銅回路(L/S=320/320μm)形成部分を切断、樹脂包埋、研磨を行い、断面観察試料を作成した。ここでは、断面の切断は銅回路の長手方向に対して垂直な方向(幅方向)にて行った。次いで、ミツトヨ製測定顕微鏡にて、FR−4ガラスエポキシ基材表面からレジスト表面までの距離を、最大箇所と最小箇所でそれぞれ測定し、その差を算出した。評価基準は下記の通りである。
○;3.0μm未満、
△;3.0〜5.0μm、
×;5.0μm超
全面に35μm厚の銅箔を有する1.6mm厚FR−4銅張積層板の銅箔表面に、上記(2)回路埋込性に示す条件でソルダーレジストをラミネートした積層品を2時間、20℃にて放置し、PETフィルムの上にストウファー(Stouffer)社製の21段ステップタブレットを密着させた。2kWの水銀ショートアーク灯(平行光露光機)にて、最小現像時間の2倍の現像時間で現像したとき、金属部分が出ているステップタブレットの数値が10となる(銅ステップ10段)露光量で、ライン先端(末端)を有するパターン(L/S=320/320μm)を露光した。
◎;15μm未満、
○;15μm以上20μm未満、
△;20μm以上30μm以下、
×;30μm超
上記(4)アンダーカット評価用基板のL/S=320/320μmパターン形成部を現像後に、光学顕微鏡にて、レジストパターンの端部の欠けを観察した。評価基準は下記の通りである。
○;欠けなし、
×;欠けあり
上記(1)反射率(初期)の処理を行った後、上記(4)アンダーカットに記載の銅ステップ10段の露光量で全面を露光硬化させた。PETフィルムを除去した後、最小現像時間の2倍の現像時間で現像を行った。次いで、コンベヤ式UVキュア装置で1J/cm2の紫外線照射を行い、さらに150℃の熱風循環式オーブンに1時間入れることにより硬化を完全にした。
初期及びUV処理後の各反射率において、波長430〜700nmの間で10nmおきに測定した分光反射率の最大値と最低値の差を算出し、下記の基準でそれぞれ評価した。
○;10%以下、
△;10%超12%以下、
×;12%超
ベースポリマー(A)、エチレン性不飽和化合物(B)、光重合開始剤(C)、顔料(D)、溶剤(E)、その他成分(F)として以下のものを準備した。
A1:高分子量のカルボキシル基含有ポリマー
メチルメタクリレート/n−ブチルメタクリレート/スチレン/メタクリル酸=45/15/15/25(重量比)の割合で重合させてなるカルボキシル基含有ポリマー(重量平均分子量Mw=168,000、酸価163mgKOH/g)
A2:中分子量のカルボキシル基含有ポリマー
スチレン/アクリル酸=75/25(重量比)の割合で重合させてなるカルボキシル基含有ポリマー(重量平均分子量Mw=20,000、酸価195mgKOH/g)
B1:ダイセルサイテック社製の「Ebecryl 648」(これは、OH基を1分子中に2個以上含有するビスフェノールAエポキシアクリレートである。)
B2:エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(エチレンオキサイドの繰返し数:10)
B3:サートマー社製の「SR492」(これは、トリメチロールプロパントリプロポキシトリアクリレートである。)
C1:Ciba社製の「Darocur TPO」(これは、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドである。)
C2:Ciba社製の「Irgacure184」(これは、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンである。)
C3:Ciba社製の「Irgacure651」(これは、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンである。)
C4:Ciba社製の「Irgacure369」(これは、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1である。)
D1:テイカ社製の「Titanix JR−800」(これは、ルチル型二酸化チタン顔料、アルミナ・ケイ酸表面処理、平均粒子径0.28μmである。)
E1:メチルエチルケトン
E2:2−プロパノール
E3:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
F1:体質顔料あるいは非着色性の充填剤として、表面処理していないフュームドシリカ
F2:熱架橋剤として、サイテック社製の「Resimene735」
F3:難燃剤として、ビスフェノールAビス(ジクレジルホスフェート)
F4:レベリング剤として、Surface Specialties 社製の「Modaflow」
表1に示す各成分A〜Fを同表に示す割合(重量部)で溶剤に溶解して、感光性樹脂組成物溶液を調製した。ついで、この感光性樹脂組成物溶液を、アプリケーターを用いて厚み19μm、ヘーズ2.3%のPETフィルム(支持体フィルム)上に均一に塗工し、室温にて1分30秒放置した後、130℃のオーブンで3分間乾燥して、表1に示す厚みのレジスト層を有するソルダーレジストフィルムを得た。
上記で作製したソルダーレジストフィルムNo.2〜6を用いて、露光後(さらに現像工程を伴う評価方法については、露光後かつ現像前)に、表2に示す条件で加熱処理した後、上記測定評価方法(3)〜(5)に基づいて、露光後の物性である表面平坦性、アンダーカット、欠けについて評価した。これらの評価結果を表2に示す。
11 パッケージ基板
12 チップ実装ランド
13 電極ランド
14,15 表面実装用端子部
16 青色LEDチップ
17 枠状部材(リフレクタ)
18 封入樹脂
19 ボンディングワイヤ
21,31 回路基板
22,32 配線
23,24 電極パッド
25 はんだペースト
21a,31b スルーホール
31a 実装穴
40 ピン実装型LED
41 ピン
SR レジスト層
Claims (9)
- 下記(1)の処理を行った後の色差計反射モードでの測定において、波長430〜700nmの間で10nmおきに測定した分光反射率がすべて65%以上であるレジスト層を有することを特徴とするソルダーレジストフィルム。
(1)全面に35μm厚の銅箔を有する1.6mm厚のFR−4銅張積層板をバフ研磨#600次いで#1000で1回ずつ整面した後、真空ラミネータでソルダーレジストフィルムをラミネートする。 - 下記(1)〜(3)の処理を順次行った後の色差計反射モードでの測定において、波長430〜700nmの間で10nmおきに測定した分光反射率がすべて65%以上であるレジスト層を有することを特徴とする請求項1記載のソルダーレジストフィルム。
(1)全面に35μm厚の銅箔を有する1.6mm厚のFR−4銅張積層板をバフ研磨#600次いで#1000で1回ずつ整面した後、真空ラミネータでソルダーレジストフィルムをラミネートする。
(2)21段ステップタブレットを上記ソルダーレジストフィルム上に重ねて、銅ステップ10段が得られる露光量で全面を露光し、硬化させた後、最小現像時間の2倍の現像時間で現像を行う。
(3)1J/cm2の紫外線照射を行った後、150℃で1時間の加熱処理を行う。 - レジスト層の厚みが25〜100μmであることを特徴とする請求項1または2記載のソルダーレジストフィルム。
- レジスト層がベースポリマー(A)、エチレン性不飽和化合物(B)、光重合開始剤(C)、顔料(D)及び溶剤(E)を含有してなる感光性樹脂組成物から得られることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のソルダーレジストフィルム。
- 顔料(D)が、溶剤(E)を除く感光性樹脂組成物に対して5〜30重量%含有してなることを特徴とする請求項4記載のソルダーレジストフィルム。
- 光重合開始剤(C)が、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤(C1)とアルキルフェノン系光重合開始剤(C2)を含むことを特徴とする請求項4または5記載のソルダーレジストフィルム。
- ベースポリマー(A)が、重量平均分子量100,000〜250,000のカルボキシル基含有(メタ)アクリル系ポリマー(A1)と、重量平均分子量10,000〜80,000のカルボキシル基含有(メタ)アクリル系ポリマー(A2)を含有してなることを特徴とする請求項4〜6いずれか記載のソルダーレジストフィルム。
- 請求項1〜7いずれか記載のソルダーレジストフィルムを基板上へ積層した後、前記レジスト層に所定のパターンを露光し、現像により前記レジスト層の未露光部分の除去を行うレジストパターン形成方法において、前記露光後かつ前記現像前に前記レジスト層に加熱処理を行うことを特徴とするレジストパターン形成方法。
- 請求項1〜7いずれか記載のソルダーレジストフィルムの前記レジスト層と、前記レジスト層が積層された回路基板と、前記回路基板上に搭載された発光素子とを有することを特徴とする発光装置。
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