JP2013243176A - プリント配線板およびプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光塩基発生剤を含むアルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を、ネガ型の光照射及び現像してなるパターン層と、
このパターン層と同一層、又は、別の層にレーザー加工により形成した開口部とを有することを特徴とするプリント配線板である。
【選択図】図1
Description
このような光硬化性樹脂組成物を用いるソルダーレジストの形成方法としては、基材に光硬化性樹脂組成物を塗布及び乾燥して樹脂層を形成し、その樹脂層に対して、パターン状に光照射した後、アルカリ現像液で現像することにより形成する方法がある。
また、特許文献3には、プリント配線基材の一方の面に、熱硬化性樹脂組成物からなるソルダーレジスト層を形成し、他方の面に、光硬化性樹脂組成物からなるソルダーレジスト層を形成することが開示されている。特許文献3には、熱硬化性樹脂組成物からなるソルダーレジスト層に、レーザーにより開口径が比較的小さい開口部を形成し、光硬化性樹脂組成物からなるソルダーレジスト層に、フォトリソグラフィーにより開口径が比較的大きい開口部を形成することが開示されている。
このパターン層と同一層、又は、別の層にレーザー加工により形成した開口部とを有することを特徴とするものである。
パターン状の光照射にて前記アルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化して光照射部を硬化する工程(B)、アルカリ現像により未照射部を除去して、ネガ型のパターン層を形成する工程(C)、及び、
前記パターン層にレーザー加工を施す工程(D)、を含むことを特徴とするものである。
ここで、パターン層が、熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成し、パターン状に光照射して熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化し、現像により未照射部を除去して、ネガ型のパターン状に形成したものであることが好ましい。
熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層では、光照射によって表面で塩基が発生する。この発生した塩基によって光塩基発生剤が不安定化して、さらに塩基が発生する。このように塩基が発生することにより、樹脂層の深部まで化学的に増殖すると考えられる。そして、塩基が、アルカリ現像性樹脂と熱反応性化合物が付加反応する際の触媒として作用しながら、深部まで付加反応が進行するので、光照射部では、深部まで樹脂層が硬化する。
従って、熱硬化性樹脂組成物をパターン状に光照射した後、アルカリ現像することより、未照射部を除去して、パターン層を容易に形成することができる。
このように、本発明では、光硬化性樹脂組成物を用いる場合のように光照射及び現像処理が可能であるため、短いタスクタイムでパターン層を形成できる。
そして、パターン層と、同一層又は別層にレーザー加工を施すことにより、容易に微小開口を形成できる。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化は、熱反応により進行するため、光反応で進行する場合と比べてひずみや硬化収縮を抑えることができる。
また、上記熱硬化性樹脂組成物は、光照射した熱硬化性樹脂組成物と未照射の熱硬化性樹脂組成物との、DSC測定における発熱開始温度の温度差(ΔT start)とも称する)もしくは発熱ピーク温度の温度差(ΔT peakとも称する)が、10℃以上であることが好ましく、20℃以上であることがより好ましく、30℃以上であることがさらにより好ましい。
ここで、ΔT startとは、同様の組成の熱硬化性樹脂組成物を用意し、一方は光照射した後に、もう一方は光照射せずにそのまま、DSC(示差走査熱量測定、Differential scanning calorimetry)測定をそれぞれ行い、光照射した樹脂組成物の硬化反応の開始を示す発熱開始温度と、未照射の樹脂組成物の発熱開始温度の温度差を指す。ΔT peakは、同様にDSC測定を行った時の、光照射、未照射の樹脂組成物の発熱ピーク温度の温度差をいう。
なお、光照射した熱硬化性樹脂組成物のDSC測定における照射量は、照射量を上げていき、熱硬化性樹脂組成物の光照射による発熱ピーク温度のシフトが起こらなくなる(サチュレーション)照射量である。
ΔT startもしくはΔT peakが10℃以上であることにより、未照射部がアルカリ現像により残存してしまういわゆるカブリや、光照射部がアルカリ現像により除去されてしまういわゆる食われの発生を抑制することができる。また、ΔT startもしくはΔT peakが10℃以上であることにより、後述する加熱工程(B1)においてとりうる加熱温度の範囲を広くとることが可能となる。
アルカリ現像性樹脂は、フェノール性水酸基、チオール基およびカルボキシル基のうち1種以上の官能基を含有し、アルカリ溶液で現像可能な樹脂であり、好ましくはフェノール性水酸基を2個以上有する化合物、カルボキシル基含有樹脂、フェノール性水酸基およびカルボキシル基を有する化合物、チオール基を2個以上有する化合物が挙げられる。
また、フェノール樹脂として、ビフェニル骨格、或いはフェニレン骨格、又はその両方の骨格を有する化合物と、フェノール性水酸基含有化合物としてフェノール、オルソクレゾール、パラクレゾール、メタクレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、2,6−ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、ピロガロール、フロログルシノール等とを用いて合成した、様々な骨格を有するフェノール樹脂を用いてもよい。
これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(8)前述するような多官能(固形)エポキシ樹脂に飽和モノカルボン酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有樹脂。
また、上記カルボキシル基含有樹脂のヒドロキシル基当量又はカルボキシル基当量は、80〜900g/eq.であることが好ましく、さらに好ましくは、100〜700g/eq.である。ヒドロキシル基当量又はカルボキシル基当量が900g/eq.を超えた場合、パターン層の密着性が得られなかったり、アルカリ現像が困難となることがある。一方、ヒドロキシル基当量又はカルボキシル基当量が80g/eq.未満の場合には、現像液による光照射部の溶解が進むために、必要以上にラインが痩せたり、場合によっては、光照射部と未照射部の区別なく現像液で溶解剥離してしまい、正常なレジストパターンの描画が困難となることがあるので好ましくない。また、カルボキシル基当量やフェノール基当量が大きい場合、アルカリ現像性樹脂の含有量が少ない場合でも、現像が可能となるため、好ましい。
また、アルカリ現像性樹脂は、エポキシアクリレートなどの光硬化性構造を有さない非感光性であることが好ましい。このような非感光性アルカリ現像性樹脂は、エポキシアクリレートに由来するエステル結合を有さないので、デスミア液に対する耐性が高い。よって、硬化特性に優れたパターン層を形成できる。また、光硬化性構造を有さないため、硬化収縮を抑制できる。
アルカリ現像性樹脂がカルボキシル基含有樹脂の場合、フェノール性樹脂の場合と比べて弱アルカリで現像できる。弱アルカリとしては、炭酸ナトリウム等が挙げられる。弱アルカリで現像することにより、光照射部が現像されてしまうことを抑制できる。また、工程(B)における光照射時間や工程(B1)における加熱時間を短縮できる。
熱反応性化合物は、熱による硬化反応が可能な官能基を有する樹脂である。エポキシ樹脂、多官能オキセタン化合物等が挙げられる。
ここで、熱反応性化合物がベンゼン骨格を有する場合、耐熱性が向上するので、好ましい。また、熱硬化性樹脂組成物が白色顔料を含有する場合、熱反応性化合物は脂環式骨格であることが好ましい。これにより、光反応性を向上できる。
光塩基発生剤は、紫外線や可視光等の光照射により分子構造が変化するか、または、分子が開裂することにより、上記の熱反応性化合物の重合反応の触媒として機能しうる1種以上の塩基性物質を生成する化合物である。塩基性物質として、例えば2級アミン、3級アミンが挙げられる。
光塩基発生剤として、例えば、α−アミノアセトフェノン化合物、オキシムエステル化合物や、アシルオキシイミノ基,N−ホルミル化芳香族アミノ基、N−アシル化芳香族アミノ基、ニトロベンジルカーバメイト基、アルコオキシベンジルカーバメート基等の置換基を有する化合物等が挙げられる。
(式中、Xは、水素原子、炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、フェニル基、フェニル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基により置換されている)、ナフチル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基により置換されている)を表し、Y、Zはそれぞれ、水素原子、炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、ハロゲン基、フェニル基、フェニル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基により置換されている)、ナフチル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基により置換されている)、アンスリル基、ピリジル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基を表し、Arは、結合か、炭素数1〜10のアルキレン、ビニレン、フェニレン、ビフェニレン、ピリジレン、ナフチレン、チオフェン、アントリレン、チエニレン、フリレン、2,5−ピロール−ジイル、4,4’−スチルベン−ジイル、4,2’−スチレン−ジイルで表し、nは0か1の整数である。)
(式中、R1は、炭素原子数1〜4のアルキル基、または、ニトロ基、ハロゲン原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を表す。R2は、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、または、炭素原子数1〜4のアルキル基もしくはアルコキシ基で置換されていてもよいフェニル基を表す。R3は、酸素原子または硫黄原子で連結されていてもよく、フェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基を表す。R4は、ニトロ基、または、X−C(=O)−で表されるアシル基を表す。Xは、炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいアリール基、チエニル基、モルホリノ基、チオフェニル基、または、下記式で示される構造を表す。)
WPBG-018(商品名:9-anthrylmethyl N,N’-diethylcarbamate),WPBG-027(商品名:(E)-1-[3-(2-hydroxyphenyl)-2-propenoyl]piperidine),WPBG-082(商品名:guanidinium2-(3-benzoylphenyl)propionate), WPBG-140 (商品名:1-(anthraquinon-2-yl)ethyl imidazolecarboxylate)等の光塩基発生剤を使用することもできる。
また、特開平11−71450号公報、国際公開2002/051905号、国際公開2008/072651号、特開2003−20339号公報、特開2003−212856号公報、特開2003−344992号公報、特開2007−86763号公報、特開2007−231235号公報、特開2008−3581号公報、特開2008−3582号公報、特開2009−280785、特開2009−080452、特開2010−95686号公報、特開2010−126662号公報、特開2010−185010号公報、特開2010−185036号公報、特開2010−186054号公報、特開2010−186056号公報、特開2010−275388号公報、特開2010−222586、特開2010−084144、特開2011−107199号公報、特開2011−236416、特開2011−080032等の文献記載の光塩基発生剤を使用することもできる。
上記熱硬化性樹脂組成物は、マレイミド化合物を含んでもよい。
マレイミド化合物としては、多官能脂肪族/脂環族マレイミド、多官能芳香族マレイミドが挙げられる。2官能以上のマレイミド化合物(多官能マレイミド化合物)が好ましい。多官能脂肪族/脂環族マレイミドとしては、例えば、N,N’−メチレンビスマレイミド、N,N’−エチレンビスマレイミド、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートと脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸とを脱水エステル化して得られるイソシアヌレート骨格のマレイミドエステル化合物;トリス(カーバメートヘキシル)イソシアヌレートと脂肪族/脂環族マレイミドアルコールとをウレタン化して得られるイソシアヌレート骨格のマレイミドウレタン化合物等のイソシアヌル骨格ポリマレイミド類;イソホロンビスウレタンビス(N−エチルマレイミド)、トリエチレングリコールビス(マレイミドエチルカーボネート)、脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸と各種脂肪族/脂環族ポリオールとを脱水エステル化、又は脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸エステルと各種脂肪族/脂環族ポリオールとをエステル交換反応して得られる脂肪族/脂環族ポリマレイミドエステル化合物類;脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸と各種脂肪族/脂環族ポリエポキシドとをエーテル開環反応して得られる脂肪族/脂環族ポリマレイミドエステル化合物類;脂肪族/脂環族マレイミドアルコールと各種脂肪族/脂環族ポリイソシアネートとをウレタン化反応して得られる脂肪族/脂環族ポリマレイミドウレタン化合物類等がある。
上記熱硬化性樹脂組成物には、得られる硬化物の可撓性、指触乾燥性の向上を目的に慣用公知の高分子樹脂を配合することができる。高分子樹脂としてはセルロース系、ポリエステル系、フェノキシ樹脂系ポリマー、ポリビニルアセタール系、ポリビニルブチラール系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系バインダーポリマー、ブロック共重合体、エラストマー等が挙げられる。バインダーポリマーは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
ブロック共重合体とは、性質の異なる二種類以上のポリマーが、共有結合で繋がり長い連鎖になった分子構造の共重合体のことである。
また、A−B−AあるいはA−B−A’型ブロック共重合体のうち、A又はA’がTgが50℃以上のポリマー単位からなり、BがTgが−20℃以下であるポリマー単位からなるブロック共重合体がさらに好ましい。
また、A−B−AあるいはA−B−A’型ブロック共重合体のうち、A又はA’が上記熱反応性化合物との相溶性が高いものが好ましく、Bが上記熱反応性化合物との相溶性が低いものが好ましい。このように、両端のブロックがマトリックスに相溶であり、中央のブロックがマトリックスに不相溶であるブロック共重合体とすることで、マトリックス中において特異的な構造を示しやすくなると考えられる。
(式中、nは2を表し、Zは、2価の有機基を表し、好ましくは、1,2−エタンジオキシ、1,3−プロパンジオキシ、1,4−ブタンジオキシ、1,6−ヘキサンジオキシ、1,3,5−トリス(2−エトキシ)シアヌル酸、ポリアミノアミン、例えばポリエチレンアミン、1,3,5−トリス(2−エチルアミノ)シアヌル酸、ポリチオキシ、ホスホネートまたはポリホスホネートの中から選択されるものである。Arは2価のアリール基を表す。)
上記熱硬化性樹脂組成物には、官能基を有するエラストマーを添加することができる。官能基を有するエラストマーを加えることで、コーティング性が向上し、塗膜の強度も向上することが期待できる。また、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステルウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステルアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー等を用いることができる。また、種々の骨格を有するエポキシ樹脂の一部又は全部のエポキシ基を両末端カルボン酸変性型ブタジエン−アクリロニトリルゴムで変性した樹脂なども使用できる。さらには、エポキシ含有ポリブタジエン系エラストマー、アクリル含有ポリブタジエン系エラストマー、水酸基含有ポリブタジエン系エラストマー、水酸基含有イソプレン系エラストマーなども使用することができる。また、これらのエラストマーは、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
上記熱硬化性樹脂組成物は、無機充填剤を含有することが好ましい。無機充填剤は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の硬化収縮を抑制し、密着性、硬度などの特性を向上させるために使用される。無機充填剤としては、例えば、硫酸バリウム、無定形シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ノイブルグシリシャスアース等が挙げられる。
無機充填剤の配合割合は、上記熱硬化性樹脂組成物の全固形分を基準として75質量%以下が好ましく、より好ましくは0.1〜60質量%である。無機充填剤の配合割合が75質量%を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布性が低下したり、熱硬化性樹脂組成物の硬化物が脆くなることがある。
上記熱硬化性樹脂組成物には、樹脂組成物の調製のためや、基材やキャリアフィルムに塗布するための粘度調整のために、有機溶剤を使用することができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で光重合性モノマーを含んでいてもよい。
光重合性モノマーとしては、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のアルキレンオキシド誘導体のモノ又はジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコール又はこれらのエチレンオキシド或いはプロピレンオキシド付加物の多価(メタ)アクリレート類;フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのポリエトキシジ(メタ)アクリレート等のフェノール類のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリジジルエーテルの(メタ)アクリレート類;及びメラミン(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
光重合性モノマーの配合量は、熱硬化性樹脂組成物の溶剤を除く固形分を基準として、50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは、30質量%以下であり、さらにより好ましくは、15質量%以下である。光重合性モノマーの配合量が50質量%を超える場合、硬化収縮が大きくなるため、反りが大きくなる可能性がある。また、光重合性モノマーが(メタ)アクリレート由来の場合、エステル結合を含む。この場合、デスミア処理によって、エステル結合の加水分解が起こるため、電気特性が低下する可能性がある。
上記熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じてさらに、メルカプト化合物、密着促進剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの成分を配合することができる。これらは、電子材料の分野において公知の物を使用することができる。また、上記の熱硬化性樹脂組成物には、微粉シリカ、ハイドロタルサイト、有機ベントナイト、モンモリロナイトなどの公知慣用の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系などの消泡剤及び/又はレベリング剤、シランカップリング剤、防錆剤などのような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
また、熱硬化性成分として、ブロックイソシアネート化合物、アミノ樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、カルボジイミド樹脂、シクロカーボネート化合物、エピスルフィド樹脂などの公知慣用の熱硬化性樹脂等を配合してもよい。
さらに、アルカリ現像性樹脂としてフェノール樹脂を含有し、熱反応性化合物としてエポキシ樹脂を含有することで、Tgを高くでき、原料の軟化点に依存すること無くHAST耐性に優れた硬化物が得られる樹脂組成物とすることができる。また、光重合性モノマー(分子内にエチレン性不飽和基を含有し、カルボキシル基含有樹脂を主成分とする光硬化性樹脂組成物において、光硬化を促進するために配合される低分子化合物)を配合しない組成とした場合、タック性に優れる樹脂組成物とすることができる。
従来の光硬化性樹脂組成物では、光硬化反応を室温下で起こす為、硬化時に樹脂組成物のTgが上昇する結果、硬化反応が停止してしまう場合があり、樹脂組成物のTgを低く設計する必要があった。それに対して本発明のアルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物は、硬化反応前のTgに制限はなく、高Tgとすることが期待できる。また、本発明のアルカリ現像型熱硬化性樹脂組成物は、酸素阻害を受けずに硬化することが期待できる。
本発明のプリント配線板の製造方法は、基材上に、光塩基発生剤を含むアルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物を塗布及び乾燥してなる樹脂層を形成する工程(A)、パターン状の光照射にてアルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化して光照射部を硬化する工程(B)、アルカリ現像により未照射部を除去して、ネガ型のパターン層を形成する工程(C)、及び、パターン層にレーザー加工を施す工程(D)、を含むことを特徴とする。
ここで、本発明では、工程(B)の後、樹脂層を加熱する工程(B1)を有することが好ましい。これにより、樹脂層を十分に硬化して、さらに硬化特性に優れたパターン層を得ることができる。
工程(A)は、基材に熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成する工程である。樹脂層を形成する方法は、液状の熱硬化性樹脂組成物を基材上に、塗布、乾燥する方法や、熱硬化性樹脂組成物をドライフィルムにしたものを基材上にラミネートする方法によることができる。
基材としては、予め回路形成されたプリント配線基材やフレキシブルプリント配線基材の他、紙−フェノール樹脂、紙−エポキシ樹脂、ガラス布−エポキシ樹脂、ガラス−ポリイミド、ガラス布/不繊布−エポキシ樹脂、ガラス布/紙−エポキシ樹脂、合成繊維−エポキシ樹脂、フッ素樹脂・ポリエチレン・PPO・シアネートエステル等の複合材を用いた全てのグレード(FR−4等)の銅張積層板、ポリイミドフィルム、PETフィルム、ガラス基材、セラミック基材、ウエハ基材等を用いることができる。
工程(B)は、ネガ型のパターン状に光照射して熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化して光照射部を硬化する工程である。工程(B)は、光照射部で発生した塩基により、光塩基発生剤が不安定化し、さらに塩基が発生すると考えられる。このように塩基が化学的に増殖することにより、光照射部の深部まで十分硬化できる。
光照射に用いられる光照射機としては、直接描画装置(例えばコンピューターからのCADデータにより直接レーザーで画像を描くレーザーダイレクトイメージング装置)、メタルハライドランプを搭載した光照射機、(超)高圧水銀ランプを搭載した光照射機、水銀ショートアークランプを搭載した光照射機、もしくは(超)高圧水銀ランプ等の紫外線ランプを使用した直接描画装置を用いることができる。パターン状の光照射用のマスクは、ネガ型のマスクを用いることができる。
工程(B1)は、加熱により光照射部を硬化する。工程(B1)は、工程(B)で発生した塩基により深部まで硬化できる。
加熱温度は、熱硬化性樹脂組成物のうち光照射部は熱硬化するが、未照射部は熱硬化しない温度であることが好ましい。
例えば、工程(B1)は、未照射の熱硬化性樹脂組成物の発熱開始温度又は発熱ピーク温度よりも低く、かつ、光照射した熱硬化性樹脂組成物の発熱開始温度又は発熱ピーク温度よりも高い温度で加熱することが好ましい。このように加熱することにより、光照射部のみを選択的に硬化することができる。
ここで、加熱温度は、例えば、80〜140℃である。加熱温度を80℃以上とすることにより、光照射部を十分に硬化できる。一方、加熱温度を140℃以下とすることにより、光照射部のみを選択的に硬化できる。加熱時間は、例えば、10〜100分である。加熱方法は、上記乾燥方法と同様である。
なお、未照射部では、光塩基発生剤から塩基が発生しないため、熱硬化が抑制される。
工程(C)は、現像により未照射部を除去することによりネガ型のパターン層を形成する工程である。現像方法としては、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等公知の方法によることができる。また、現像液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エタノールアミンなどのアミン類、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)等のアルカリ水溶液またはこれらの混合液を用いることができる。
工程(D)は、パターン層にレーザー加工を施す工程である。これにより微細な開口部を形成することができる。レーザーは、YAGレーザー、CO2レーザー、エキシマレーザーなど公知のレーザーを用いることができる。
工程(D)は、工程(C)の後、又は、下記工程(F)を含む場合は、工程(F)の後に行うことが好ましい。
本発明のプリント配線板の製造方法は、工程(C)の後に、さらに、紫外線照射工程(E)を含むことが好ましい。
工程(E)は、工程(B)の光照射時に活性化せずに残った光塩基発生剤を活性化して、塩基を十分に発生する。
工程(E)における紫外線の波長および照射量(照射量)は、工程(B)と同じであってもよく、異なっていてもよい。照射量(照射量)は、例えば、150〜2000mJ/cm2である。
本発明のプリント配線板の製造方法は、工程(C)の後に、さらに、熱硬化(ポストキュア)工程(F)を含むことが好ましい。
工程(F)は、工程(B)、または工程(B)および工程(E)により光塩基発生剤から発生した塩基により、パターン層を十分に熱硬化させる。工程(F)の時点では、未照射部を既に除去しているため、工程(F)は、未照射の熱硬化性樹脂組成物のDSC測定における発熱開始温度又は発熱ピーク温度以上の温度で行うことができる。これにより、パターン層を十分に熱硬化させることができる。加熱温度は、例えば、160℃以上である。
本発明のパターン形成方法は、さらに、工程(D)後、デスミア工程(G)を含むことが好ましい。
工程(G)は、スミアを膨潤させて除去されやすくするためのスミア膨潤工程、スミアを除去する除去工程、および除去工程で使用されたデスミア液から生じるスラッジを中和する中和工程を含む。
膨潤工程は、水酸化ナトリウム等のアルカリ薬液を用いて行うもので、デスミア薬液によるスミア除去を容易にするものである。
除去工程は、重クロム酸や過マンガン酸等の酸化剤を含む酸性薬液を用いてスミアを除去する。
中和工程は、水酸化ナトリウム等のアルカリ薬液を用いて、除去工程で使用した酸化剤を還元、除去する。
<熱硬化性樹脂組成物の調製>
下記表1記載の配合に従って、各材料を配合、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルにて混練し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。表中の値は、特に断りが無い限り、質量部である。
銅厚15μmで回路が形成されている板厚0.4mmの両面プリント配線基材を用意し、メック社CZ−8100を使用して、前処理を行った。その後、ロールコーター(ファーネス社)を用い、前記前処理を行ったプリント配線基材に熱硬化性樹脂組成物を乾燥後で20μmになるように両面塗布をおこなった。その後、熱風循環式乾燥炉にて90℃/30minにて乾燥、熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成した。
(アルカリ現像性/パターニングの評価)
上記で得られた樹脂層を備える基材に対して、ORC社HMW680GW(メタルハライドランプ、散乱光)にてネガ型のパターン状に光照射した。照射量については、DSCによる発熱ピーク温度を参考に下記表2に記載のように設定した。次いで表2に記載の温度条件にて70分間加熱した。その後、35℃の、3wt% TMAH/5wt%エタノールアミン混合水溶液中に基材を浸漬して3分間現像を行ってパターン層を得た。そのパターン層の現像性およびパターニングの評価を下記基準に従って行った。得られた結果を下記表2に示す。
○:光照射部表面に現像液によるダメージが無く、また未照射部に現像残渣がみられない状態
×:未照射部に現像残渣が確認された。または、未照射部の現像ができなかった状態。
××:光照射部および未照射部ともに完全に溶解した状態。
上記の現像性(パターニング)の評価をおこなった基材について、更にORC社紫外線照射装置にて1J/cm2のエネルギー量で紫外線照射を行い、ついで熱風循環式乾燥炉にて170℃/60min硬化させた(ポストキュア)。
その後、光照射面にレーザー加工をおこなった。光源はCO2レーザー(日立ビアメカニクス社、光源10.6μm)にて加工した。下記基準に従って評価した。加工性の優劣をつけるために、全て同条件でレーザー加工を行った。
加工径狙いはトップ径65μm/ボトム50μmである。
条件:アパチャー(マスク径):3.1mm/パルス幅20μsec/出力2W/周波数5kHz/ショット数:バースト3ショット
○:狙い加工径との差が±2μm未満
×:狙い加工径との差が±2μm以上
上記レーザー加工を行った基材について、更に過マンガン酸デスミア水溶液(湿式法)によりデスミア処理を行った。デスミア耐性の評価として、基材表面の表面粗度の確認および、レーザー開口部周辺の状態を下記基準に従って評価をおこなった。表面粗度の確認は、レーザー顕微鏡VK−8500(キーエンス社、測定倍率2000倍、Z軸方向測定ピッチ10nm)により、それぞれの表面粗度Raを測定した。レーザー開口部の観察は、光学顕微鏡によっておこなった。
薬液について(ローム&ハース社)
膨潤 MLB−211 温度80℃/時間10min
過マンガン酸 MLB−213 温度80℃/時間15min
還元 MLB−216 温度50℃/時間5min
評価方法について
◎:過マンガン酸デスミア後の表面粗度Raが0.1μm未満、かつレーザー加工後の加工径との差が2μm以下
○:過マンガン酸デスミア後の表面粗度Raが0.1〜0.3μm以下、かつレーザー加工後の加工径との差が2〜5μm
×:過マンガン酸デスミア後の表面粗度Raが0.3μmを超えるかつレーザー加工後の加工径との差が5μm以上
(光照射直後のDSC測定)
基材上の樹脂層を1000mJ/cm2でパターン状に光照射した後、基材上より光照射部と未照射部を削りだし、直ちにセイコーインスツルメンツ社DSC−6200において、昇温速度5℃/minにて30〜300℃まで昇温し、光照射部と未照射部それぞれについてDSC測定をおこなった。その得られたDSCチャートより発熱ピーク温度を求めた。
基材上のパターン層を1000mJ/cm2で紫外線照射した後、基材上よりパターン層を削りだし、直ちにセイコーインスツルメンツ社DSC−6200において、昇温速度5℃/minにて30〜300℃まで昇温した後、光照射についてDSC測定をおこなった。得られたDSCチャートより発熱ピーク温度を求めた。
図1は、未照射部、1000mJ/cm2で光照射した光照射部、1000mJ/cm2で紫外線照射したパターン層のDSCチャート図である。
実施例1の光照射部では、光照射によりピークが低温側にシフトした。
また、紫外線照射直後のパターン層では、発熱量が増大したため、さらに効率的に熱硬化反応が進行していることがわかる。
ΔT peak=T peak 2−T peak 1
上記定義より、ΔT peakがプラス(正の値)のときは光照射部の発熱ピークが低温側にシフトしていることを表し、光照射をおこなうことで光塩基発生剤が活性化されていることをあらわす。
銅厚15μmで回路が形成されている板厚0.4mmの両面プリント配線基材を用意し、メック社CZ−8100を使用して、前処理を行った。その後、商品名PSR−4000G23K(太陽インキ製造(株)社、エポキシアクリレート構造を有するアルカリ現像性樹脂を含む光硬化性樹脂組成物)をスクリーン印刷にて、乾燥後で20μmになるように塗布をおこなった。次いで、熱風循環式乾燥炉にて80℃/30minにて乾燥後、ORC社HMW680GW(メタルハライドランプ、散乱光)にて、照射量300mJ/cm2にてネガ型のパターン状に光照射した。その後、1wt%炭酸ナトリウム水溶液で60秒間現像し、次いで熱風循環式乾燥炉を用いて150℃/60min間熱処理を行い、パターン状の硬化塗膜を得た。
その後、上記実施例1と同様にレーザー加工性およびデスミア耐性の評価をおこなった。その結果、レーザー加工性は、「〇」であったが、デスミア耐性は、「×」であった。
Claims (4)
- 光塩基発生剤を含むアルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を、ネガ型の光照射及び現像してなるパターン層と、
このパターン層と同一層、又は、別の層にレーザー加工により形成した開口部とを有することを特徴とするプリント配線板。 - 前記パターン層が、前記アルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物を塗布及び乾燥してなる樹脂層を形成し、パターン状の光照射にて前記アルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化し、現像により未照射部を除去して、ネガ型のパターン状に形成したものであることを特徴とする請求項1記載のプリント配線板。
- 基材に、光塩基発生剤を含むアルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物を塗布及び乾燥してなる樹脂層を形成する工程(A)、
パターン状の光照射にて前記アルカリ現像型の熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化して光照射部を硬化する工程(B)、アルカリ現像により未照射部を除去して、ネガ型のパターン層を形成する工程(C)、及び、
前記パターン層にレーザー加工を施す工程(D)、
を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - さらに、デスミア工程を含むことを特徴とする請求項3に記載のプリント配線板の製造方法。
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