JP2014199414A - 光硬化性樹脂組成物、そのドライフィルムおよび硬化物、並びにそれらを用いて形成された硬化皮膜を有するプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【課題】
基板との密着性、および可撓性に優れ、硬化物のクラックや反りの発生率が低く、更に解像性に優れたアルカリ水溶液により現像可能な光硬化性樹脂組成物、その光硬化性ドライフィルム、硬化物およびそれらを含むプリント配線板を提供する。
【解決手段】
(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)平均粒径が300nm以下のシリカフィラー、および(D)Y−X−Y型ブロック共重合体(YおよびXは相互に異なるポリマー単位である)、を含有することを特徴とするアルカリ水溶液により現像可能な光硬化性樹脂組成物、その光硬化性ドライフィルム、硬化物、およびそれらを含むプリント配線板が得られた。
【選択図】 なし
Description
(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光重合開始剤、(C)平均粒径が300nm以下のシリカフィラー、および(D)Y−X−Y型ブロック共重合体(YおよびXは相互に異なるポリマー単位である)、を含有することを特徴とするアルカリ水溶液により現像可能な光硬化性樹脂組成物により達成されることが見出された。
上記光硬化性樹脂組成物又は光硬化性ドライフィルムをキャリアフィルム上に施し、光硬化して得られる硬化物、又は上記光硬化性樹脂組成物又は光硬化性ドライフィルムを基板上に施与して該光硬化性樹脂組成物の被膜を設け、活性エネルギー線の照射により前記被膜を光硬化させた後、熱硬化して得られる硬化被膜を有するプリント配線板により解決される。
(A)アルカリ可溶性樹脂、
(B)光重合開始剤、
(C)平均粒径が300nm以下のシリカフィラー、および
(D)Y−X−Y型ブロック共重合体(YおよびXは相互に異なるポリマー単位である)、
を含有することを特徴とする。
[成分A:アルカリ可溶性樹脂]
本発明はアルカリ可溶性樹脂を用いる。アルカリ可溶樹脂としては、カルボキシル基含有樹脂またはフェノール樹脂を用いると好ましい。特に、カルボキシル基含有樹脂を用いると現像性の面からより好ましい。
本発明の樹脂組成物を光硬化性樹脂組成物に組成するために、光重合開始剤を配合する。光重合開始剤としては、オキシムエステル基を有するオキシムエステル系光重合開始剤、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、およびアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤からなる群から選択される1種以上の光重合開始剤が好ましい。
その他、本発明の樹脂組成物に好適に使用可能な光開始助剤および増感剤としては、ベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アントラキノン化合物、チオキサントン化合物、ケタール化合物、ベンゾフェノン化合物、3級アミン化合物、およびキサントン化合物などを挙げることができる。
507)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学(株)製EAB)などが挙げられる。
3級アミン化合物の配合量が0.1質量部未満であると、十分な増感効果を得ることができない傾向にある。一方、20質量部を超えると、3級アミン化合物による乾燥ソルダーレジスト塗膜の表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。より好ましくは0.1〜10質量部である。
本発明の樹脂組成物には、平均粒径が300nm以下のシリカフィラー(以下、ナノシリカともいう)が用いられる。好ましくは200nm以下であり、下限としては3nm以上が好ましい。平均粒径は、レーザー回折法により測定される。
また、本発明で用いられるナノシリカは表面をシランカップリング剤で処理したものを用いる方が好ましい。これは液中にて分散された後、沈殿や凝集することを防ぐことができ、その結果、保存安定性に優れる。また、組成物配合の際にも凝集することなく安定に投入することができる。さらに、得られる硬化物の樹脂とフィラーとの濡れ性を向上させることができる。
更に、本発明の光硬化性樹脂組成物は、成分Dとしてブロック共重合体を含む。ブロック共重合体とは一般的に性質の異なる二種類以上のポリマー単位が、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を意味する。
Y−X−Y (I)
(式中、Yはガラス転移点Tgが0℃以上、好ましくは50℃以上のポリマー単位であり、Xはガラス転移点Tgが0℃未満、好ましくは−20℃以下のポリマー単位である。)で表されるブロック共重合体であることが好ましく、更に20℃以上30℃以下で固体であるものであることが好ましい。
Yがポリスチレン、ポリグリシジルメタアクリレート、もしくはN置換ポリアクリルアミド、ポリメチル(メタ)アクリレートまたはそのカルボン酸変性物もしくは親水基変性物であり、Xがポリn−ブチル(メタ)アクリレートまたはポリブタジエンなどであることが好ましい。
本発明の光硬化性樹脂組成物は、公知慣用の光重合性化合物(光反応性モノマー・オリゴマー(光重合性樹脂溶液))を含んでもよい。光重合性化合物は、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物である。光反応性化合物は、活性エネルギー線照射によるアルカリ可溶性樹脂の光硬化を助けるものである。
本発明の光硬化性樹脂組成物は、光硬化に加えて、更に熱硬化することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物には、着色剤を配合することができる。
赤色着色剤としてはモノアゾ系、ジズアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがあり、具体的には以下のものが挙げられる。
207、Pigment Red 209。
青色着色剤としてはフタロシアニン系、アントラキノン系があり、顔料系はピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には:Pigment Blue 15、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6、Pigment Blue 16、Pigment Blue 60。
緑色着色剤としては、同様にフタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系があり、具体的にはPigment Green 7、Pigment Green 36、Solvent Green 3、Solvent Green 5、Solvent Green 20、Solvent Green 28等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
黄色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等があり、具体的には以下のものが挙げられる。
本発明の樹脂組成物には、得られる硬化物の可撓性および指触乾燥性の向上を目的として、慣用公知のバインダーポリマーを使用することができる。
ポリエステル系ポリマーとしては東洋紡社製バイロンシリーズが、
フェノキシ樹脂系ポリマーとしてはビスフェノールA、ビスフェノールFおよびそれらの水添化合物のフェノキシ樹脂が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、得られる硬化物に対する柔軟性の付与、硬化物の脆さの改善などを目的にエラストマーを配合することができる。
本発明の樹脂組成物には層間の密着性、または感光性樹脂層と基材との密着性を向上させるために密着促進剤を用いることができる。
高分子材料の多くは、一度酸化が始まると、次々と連鎖的に酸化劣化が起き、高分子素材の機能低下をもたらすことになる。本発明の樹脂組成物には、(1)発生したラジカルを無効化するようなラジカル補足剤および(2)発生した過酸化物を無害な物質に分解し、新たなラジカルが発生しないようにする過酸化物分解剤などの酸化防止剤の少なくとも何れか1種を添加することができる。
高分子材料は光を吸収し、それにより分解・劣化を起こすことから、本発明の樹脂組成物は紫外線に対する安定化対策を行うために、酸化防止剤の他に、紫外線吸収剤を使用することができる。
ベンゾエート誘導体の具体例としては、2−エチルヘキシルサリチレート、フェニルサリチレート、p−t−ブチルフェニルサリチレート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートおよびヘキサデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートなどが、
ベンゾトリアゾール誘導体の具体例としては、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)エンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールおよび2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾールなどが、
トリアジン誘導体の具体例としては、ヒドロキシフェニルトリアジン、ビスエチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジンなどが挙げられる。
本発明の樹脂組成物において、さらに必要に応じて、熱重合禁止剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、シランカップリング剤、防錆剤等の添加剤を用いることができる。
増粘剤としては、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイトなど、
消泡剤およびレベリング剤の少なくとも何れか1種としては、シリコーン系、フッ素系、高分子系など、
シランカップリング剤としては、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系などを用いることができる。添加剤類を配合することができる。
更に、本発明においては、有機溶剤を使用することができる。有機溶媒は、アルカリ可溶性樹脂の合成、成分A〜D、場合により成分E、F、及び必要な添加物の混合、および得られた感光性樹脂組成物を基板やキャリアフィルムに塗布する際の、粘度調整のために使用される。
トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、
セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、
酢酸エチル、酢酸ブチル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテートなどのエステル類、
エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、
オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素、
石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などを挙げることができる。
後述の表1に記載した組成にて、各材料をそれぞれ配合、攪拌機にて予備混合し、次いで3本ロールミルにて混錬し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置および撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(昭和電工社製、商品名「ショーノールCRG951」、OH当量:119.4)119.4g、水酸化カリウム1.19gおよびトルエン119.4gを添加し、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート600gに、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON N−695、軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6)1070g(グリシジル基数(芳香環総数):5.0モル)、アクリル酸360g(5.0モル)、およびハイドロキノン1.5gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一となるまで溶解した。
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置及び撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(昭和電工(株)製、ショウノール(登録商標)CRG951、OH当量:119.4)119.4g、水酸化カリウム1.19g及びトルエン119.4gを仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。
真球状シリカ500g、溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(カルビトールアセテート)495g、シランカップリング剤としてビニルシランカップリング剤5gを混合攪拌し、ビーズミルにて0.5μmのジルコニアビーズを用い分散処理を行った。これを3回繰り返して3μmフィルターでろ過し、平均粒径が150nm、200nm、300nm、450nm、770nmとなる各シリカスラリーを作製した。
YXY型ブロック共重合体(アルケマ社製M52)15gに、カルビトールアセテート50gを加え、攪拌し、85℃にて加熱することにより溶解させた。これをワニスB−1とする。
親水性処理されたYXY型ブロック共重合体(アルケマ社製M52N)15gにカルビトールアセテート50gを加え、攪拌し、85℃にて加熱することにより溶解させた。これをワニスB−2とする。
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置及び撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型フェノール樹脂(昭和高分子株式会社製、水酸基価 106)106部、50 % 水酸化ナトリウム水溶液2.6 部、トルエン/ メチルイソブチルケトン(質量比=2/1)100部を仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、次に加熱昇温し、150℃、8kg/cm2でプロピレンオキシド6 0部を徐々に導入し反応させた。反応はゲージ圧0.0kg/cm2となるまで約4時間を続けた後、室温まで冷却した。この反応溶液に3.3部の36% 塩酸水溶液を添加混合し、水酸化ナトリウムを中和した。この中和反応生成物をトルエンで希釈し、3回水洗し、エバポレーターにて脱溶剤して、水酸基価が164g/eqのノボラック型フェノール樹脂のアルキレンオキシド付加物を得た。これは、水酸基1当量当りアルキレンオキシドが平均1モル付加しているものであった。
*2:2,4,6−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
(ルシリンTPO:BASFジャパン社製)
*3:C.I.Pigment Blue 15:3
*4:C.I.Pigment Yellow 147
*5:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A−DCP:新中村化学工業社製)
*6:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA:日本化薬社製)
*7:ナフタレン型エポキシ樹脂(NC−7000:日本化薬社製)
*8:ビキシレノール型エポキシ樹脂(YX−4000:三菱化学社製)
*9:D50:150nm
*10:D50:200nm
*11:D50:300nm
*12:D50:450nm
*13:D50:770nm
*14:バイロン560カルビトールアセテートカット(固形分50%)
*15:硫酸バリウム(B−30:堺化学工業社製)
実施例1〜12及び比較例1〜4の樹脂組成物をそれぞれメチルエチルケトンで適宜希釈した後、アプリケーターを用いて、乾燥後の膜厚が20μmになるようにPETフィルム(東レ社製、FB−50:16μm)に塗布し、80℃で30分乾燥させドライフィルムを得た。ドライフィルムは、以下のプリント配線板上への積層用以外に、ドライフィルム単体の試験用にも準備した。
回路形成された基板をバフ研磨した後、上記ドライフィルムを真空ラミネーター(名機製作所社製、MVLP(登録商標)−500)を用いて加圧度:0.8MPa、70℃、1分、真空度:133.3Paの条件で加熱ラミネートして、未露光のソルダーレジスト層(ドライフィルム)を有するプリント配線板を得た。
開口径80μmの開口部をSEM(走査型電子顕微鏡)により観察し、以下の基準にて評価した。
○:開口底部のCuが確認される良好な形状
×:開口底部のCuが確認されない開口形状不良
各プリント配線板に、−65℃で30分間、150℃で30分間を1サイクルとして熱履歴を加え、1000サイクル経過後、光学顕微鏡観察によってクラック発生の有無を確認し、下記基準に従って評価した。
○:クラック発生率20%以上30%未満
△:クラック発生率30%以上50%未満
×:クラック発生率50%以上
ドライフィルムを裁断して得られた3mm×10mmのサイズの硬化塗膜を、(株)日立ハイテクサイエンス社製TMA6100にて10gの荷重を加えながら一定の昇温速度で0℃〜260℃の温度範囲で引張り試験を行った。温度に対する硬化塗膜の伸び量から線膨張係数を算出した。以下により評価した。
○:35ppm以上、45ppm未満。
×:45ppm以上。
実施例1〜12および比較例1〜4の組成物を、50μm厚のCu箔上に加熱ラミネートして、未露光のソルダーレジスト層を有する基板(未露光の基板)を得た。この基板に、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて、最適露光量でソルダーレジストパターンを露光し、PETフィルムの剥離をした。
○:反りが5mm以上、10mm未満であるもの。
△:反りが10mm以上、15mm未満であるもの。
×:反りが15mm以上であるもの。上記各試験結果を下記表2に示す。
Claims (7)
- (A)アルカリ可溶性樹脂、
(B)光重合開始剤、
(C)平均粒径が300nm以下のシリカフィラー、および
(D)Y−X−Y型ブロック共重合体
(YおよびXは相互に異なるポリマー単位である)、
を含有することを特徴とするアルカリ水溶液により現像可能な光硬化性樹脂組成物。 - さらに、(E)エポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記(E)エポキシ樹脂が(E−1)ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記アルカリ可溶性樹脂(A)が、ポリフェノール化合物をアルキレンオキシド変性したポリアルコール樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、更に多塩基酸無水物を反応させることにより得られることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の光硬化性樹脂組成物を、フィルムに塗布・乾燥して得られる光硬化性ドライフィルム。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の光硬化性樹脂組成物、または該光硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布乾燥して得られる光硬化性ドライフィルムを、光硬化して得られる硬化物。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の光硬化性樹脂組成物、または該光硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布乾燥して得られる光硬化性ドライフィルムを基板上に施与して該光硬化性樹脂組成物の被膜を設け、活性エネルギー線の照射により前記被膜を光硬化させた後、熱硬化して得られる硬化被膜を有するプリント配線板。
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