JP2019179232A - ドライフィルム、硬化物およびプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなプリント配線板の製造方法において、昨今の電子機器の高機能化・小型軽量化に伴い、導体回路の高密度化も進み、層間絶縁層にはより小径のビアホール用開口を形成する必要があった。しかしながら、従来の炭酸ガスレーザー加工では、直径40μm以下の開口形成が難しく、一方で、より小径の開口形成が可能なUVレーザー加工も考えられるが、加工時間が長く、生産性に問題があった。
例えば、感光性樹脂組成物を用いた層間絶縁層用の材料として、アルカリ現像性及び光硬化性官能基を有するバインダーと、光重合性単量体と、熱硬化性エポキシ樹脂と、シリカと、光重合開始剤と、硬化触媒と、を含む感光性樹脂組成物が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、銅スパッタ処理とは異なり、無電解銅めっき処理では、層間絶縁層との優れた密着性、いわゆるピール強度を維持することは難しく、導体回路をより微細化するためにピール強度の向上が望まれていた。
この光硬化性樹脂組成物の層は、本発明の目的実現のためには、(A)1分子中に0〜2個の(メタ)アクリロイル基と少なくとも1個のカルボキシル基を有する分子量が500以下の化合物と、(B)アルカリ可溶性樹脂と、(C)光重合開始剤と、(D)熱硬化性化合物を含むことが必要である。ここで(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基、メタクリロイル基およびそれらの混合物を総称する用語である。
少なくとも1個のカルボキシル基を有する分子量が500以下の化合物Xを配合することで、現像工程での未露光部の現像液への溶解性が向上し、ビアホール開口底部の現像残渣の発生を抑制することができる。また、カルボキシル基がエポキシ樹脂などの熱硬化成分との反応に寄与する場合には、ピール強度の向上にも寄与するものと考えられる。
一方で、化合物Xが(メタ)アクリロイル基を有する場合には、上記カルボキシル基による現像性の向上に加え、露光部の耐現像性が向上し、露光部と未露光部の現像液への溶解コントラストがより明確になるため、ビアホール開口部の更なる小径化によっても優れた解像性を発揮し得る。
また、(メタ)アクリロイル基の数は、ビアホール開口底部の寸法精度が銅回路によるハレーション(光反射)によって悪化することを避けるため、2個以下とする。
なお、この化合物Xは、可能な限りアルカリ水溶液への溶解性が高いことが好ましい。
この化合物Xの含有量は、不揮発成分換算で、(B)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部の割合である。上記範囲内であると、現像残渣の抑制効果や露光部と未露光部の現像液への溶解コントラストが向上するので、好ましい。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は(B)アルカリ可溶性樹脂を含む。このアルカリ可溶性樹脂としては、フェノール性水酸基、チオール基、スルホニル基およびカルボキシル基のうちから選ばれる少なくとも1種の官能基を含有し、アルカリ溶液に可溶な樹脂であれば用いることができ、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、スルホ基を有する化合物を用いることができる。特に、アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基含有樹脂がより好ましい。
このカルボキシル基含有樹脂は、光硬化性や耐現像性の観点から、カルボキシル基の他に、分子内にエチレン性不飽和基を有することが好ましい。エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
(式(a1)および(a2)中、それぞれ、Rは1価の有機基であり、H、CF3またはCH3であることが好ましく、Xは直接結合または2価の有機基であり、直接結合、CH2またはC(CH3)2等のアルキレン基であることが好ましい。)で表される構造を有する樹脂が、引張強度や伸度等の物性および寸法安定性に優れるため好ましい。溶解性や機械物性の観点から、式(a)の構造を有するアミドイミド樹脂として、式(a1)および(a2)の構造を10〜100質量%有する樹脂を好適に用いることができる。より好ましくは20〜80質量%である。
(式(b1)および(b2)中、それぞれ、Rは1価の有機基であり、H、CF3またはCH3であることが好ましく、Xは直接結合または2価の有機基であり、直接結合、CH2またはC(CH3)2などのアルキレン基であることが好ましい。)で表される構造を有する樹脂が、引張強度や伸度等の機械的物性に優れる硬化物が得られることから好ましい。溶解性や機械物性の観点から、式(b)の構造を有するアミドイミド樹脂として、式(b1)および(b2)の構造を10〜100質量%有する樹脂を好適に用いることができる。より好ましくは20〜80質量%である。
このようなアルカリ可溶性樹脂は、その酸価は、20〜120mgKOH/gの範囲にあることが好ましく、より好ましくは30〜100mgKOH/gの範囲である。アルカリ可溶性樹脂の酸価を上記範囲とすることで、良好にアルカリ現像が可能となり、正常な硬化物のパターンを形成することができる。
また、このようなアルカリ可溶性樹脂は、その重量平均分子量は、その樹脂骨格により異なるが、一般的には2,000〜150,000であることが好ましい。その重量平均分子量が2,000以上であると、乾燥塗膜のタックフリー性、露光後の塗膜の耐湿性が良好であり、解像性もより良好となる。一方、重量平均分子量が150,000以下であると、現像性と、貯蔵安定性が良好である。より好ましくは2,000〜50,000である。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分に加えて、エチレン性不飽和基を有する化合物を含有することができる。なお、本明細書において、(A)成分、(B)成分を含む他の成分がエチレン性不飽和基を有する場合、このような成分は「エチレン性不飽和基を有する化合物」から除くこととする。
光重合性オリゴマーとしては、例えば、不飽和ポリエステル系オリゴマー、(メタ)アクリレート系オリゴマー等が挙げられる。(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、フェノールノボラックエポキシ(メタ)アクリレート、クレゾールノボラックエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノール型エポキシ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリブタジエン変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
式中、R1は水素原子、炭素数1〜20の有機基であり、同一でも異なっていてもよく、
R2は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルキレン基、およびフェニレン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を表し、
R3は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、
R4は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、
R5は水素原子またはメチル基を表し、
pは1〜5の整数を表し、qは、3以上の整数を表し、
mは1〜4の整数を表し、nは1〜10の整数を表わす。
好適な態様においては、下記一般式(i)で表される(メタ)アクリレート化合物は、1分子中に3つ以上のフェノール性水酸基を有する化合物に、環状エーテル化合物または環状カーボネート化合物を反応させ、生成した水酸基にエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させて得られるアクリレート化合物である。 この場合、好ましくは、上記1分子中に3つ以上のフェノール性水酸基を有する化合物は、室温以上の軟化点をもつフェノール性水酸基を有する化合物であり、また、上記エチレン性不飽和基を有する化合物は、メタクリル酸であることが好ましい。
このエチレン性不飽和基を有する化合物は、その配合量は(B)アルカリ可溶性樹脂 100質量部に対して1〜80質量部、より好ましくは2〜70質量部である。
光重合開始剤としては、公知慣用の光重合開始剤であれば、いずれのものを用いることもできる。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分に加えて、光重合禁止剤を含有することが好ましく、露光時の光の散乱(いわゆるハレーション)を抑制し、解像性を向上させることができる。
具体的には、p−ベンゾキノン、ナフトキノン、ジ−t−ブチル・パラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、アセトアミジンアセテート、ヒドラジン塩酸塩、トリメチルベンジルアンモニウムクロリド、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、キノンジオキシム、ピロガロール、タンニン酸、レゾルジン、クペロン、フェノチアジンなどが挙げられる。
なかでもp−ベンゾキノン、ナフトキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、キノンジオキシムなどのキノン系光重合禁止剤が好ましい。
この光重合禁止剤は、1種を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。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、熱硬化性化合物を含有する。この熱硬化性化合物は、光硬化された組成物を更に熱硬化することにより、硬化物の耐熱性や絶縁信頼性等の諸特性を向上させることができる。
このような熱硬化性化合物としては、アミノ樹脂、メラミン樹脂、マレイミド化合物、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、エポキシ化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂等の公知慣用の熱硬化性化合物を用いることができる。なかでも、エポキシ化合物、オキセタン化合物およびマレイミド化合物が好適に用いられ、これらは併用してもよい。
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。
このような多官能芳香族マレイミドの中でも、液状の多官能芳香族マレイミドは、伸び率がより良好となる点でより好ましい。ここで、液状の多官能芳香族マレイミドとは、60℃、5rpmにおける粘度をコーンプレート型粘度計(東機産業社製TVH−33H)にて測定し、50,000cp以下である多官能芳香族マレイミドをいう。
この熱硬化性化合物は、その配合量は、固形分換算で(B)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、0.5〜100質量部が好ましく、1〜60質量部がより好ましい。特に、熱硬化性化合物としてマレイミド化合物を配合する場合には、このマレイミド化合物の配合量は、固形分換算で(B)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、好ましくは0.1〜50質量部、より好ましくは0.2〜20質量部である。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、(D)熱硬化性化合物に加えて、熱硬化触媒を含有することができる。この熱硬化触媒としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等のヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィン等のリン化合物などを使用することができる。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、その塗膜の物理的強度等を上げるために、必要に応じて、フィラーを配合することができる。このようなフィラーとしては、公知慣用の無機又は有機フィラーが使用できるが、特に、硫酸バリウム、球状シリカ、ハイドロタルサイト及びタルクが好ましく用いられる。このフィラーの配合量は、固形分換算で(B)アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、20〜200質量部であることが好ましい。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、公知慣用の添加剤を配合することができる。この添加剤としては、シランカップリング剤などのカップリング剤、密着性付与剤、アクリル系やシリコーン系のレベリング剤、消泡剤、熱重合禁止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、チキソ性付与剤等が挙げられる。
また、必要に応じて、酸化チタンや金属酸化物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を、光反射性や難燃性の付与を目的に、体質顔料として配合することができる。
さらに、赤、青、緑、黄、白、黒などの公知慣用の着色剤を配合することができる。この着色剤としては、顔料、染料、色素のいずれでもよい。
本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物は、組成物の調製や、支持フィルムに塗布して樹脂層を形成する際の粘度調整等の目的で、有機溶剤を含有させることができる。
この有機溶剤としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;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、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノメ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、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤など、公知慣用の有機溶剤が使用できる。これらの有機溶剤は、1種を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。
本発明のドライフィルムは、算術平均表面粗さRaが100〜1000nmである粗面を有する支持フィルムの該粗面側に光硬化性樹脂組成物を塗布、乾燥させることにより得られる樹脂層を備える。このような構成のドライフィルムを回路が形成された配線基板上に、樹脂層が基板側になるようにラミネートし、前記支持フィルム上からパターン露光することで、樹脂層の露光部表面が前記支持フィルムの粗面形状に沿って光硬化し、その後に前記支持フィルムを剥離することにより、前記支持フィルムの粗面形状が樹脂層表面に転写される。その結果、次に行うSAPにより配線形成される導体回路は、前記樹脂層の硬化物に対し、優れたピール強度を得ることができる。
また、前記支持フィルムの、光硬化性樹脂組成物の層(樹脂層)と接しない反対面の算術平均表面粗さRaは300nm以下であることが好ましい。これにより、前記フィルムの、樹脂層に接しない反対面における露光時の光の散乱を抑制でき、その結果、解像性がさらに向上する。
まず、本発明のドライフィルムを構成する前述した光硬化性樹脂組成物を、有機溶剤で希釈して適切な粘度に調整した上で、コンマコーター、ブレードコーター、リップコーター、ロッドコーター、スクイズコーター、リバースコーター、トランスファロールコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等により、支持フィルム上に均一な厚さに塗布する。
次いで、支持フィルム上に塗布された光硬化性樹脂組成物の塗膜を、50〜130℃の温度で1〜30分間乾燥することで、乾燥塗膜からなる樹脂層を支持フィルム上に形成したドライフィルムを製造することができる。ここで、塗布膜厚については特に制限はないが、一般に、乾燥後の膜厚で10〜150μm、好ましくは15〜60μmの範囲で適宜選択される。
この剥離可能な保護フィルムとしては、樹脂層と支持フィルムとの接着力よりも小さいものであればよく、例えば、ポリエチレンフィルムやポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を用いることができる。
本発明の硬化物は、ドライフィルムの光硬化性樹脂組成物を硬化して得られるものであり、光硬化および/または熱硬化して得られるものである。
本発明のプリント配線板は、本発明のドライフィルムを構成する光硬化性樹脂組成物の硬化物を有するものである。本発明のプリント配線板は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、本発明のドライフィルムを、回路が形成された配線基板上に、ラミネーター等を用いて樹脂層が基板側になるように貼り合わせる。なお、この工程では、本発明のドライフィルムを積層する代わりに、本発明のドライフィルムを構成する液状の光硬化性樹脂組成物を回路が形成された配線基板上に塗布し、乾燥してタックフリーの樹脂層を形成してから、算術平均表面粗さRaが100〜1000nmである粗面を有する支持フィルムを、粗面側を樹脂層側になるように貼り合わせることで、本発明のドライフィルムと同様の構成とすることができる。
ここで、配線基板としては、ガラス布エポキシや不織布エポキシなどの各種基材に予め銅等の回路が形成されたプリント配線板やフレキシブルプリント配線板等を挙げることができる。
ここで、活性エネルギー線の照射に用いられる露光機としては、光源として、高圧水銀灯ランプやメタルハライドランプ等を搭載し、350〜450nmの範囲で紫外線を照射する装置であればよく、直接描画(ダイレクトイメージング露光)装置も用いることができる。また、露光量は、膜厚等によって異なるが、一般には10〜1000mJ/cm2、好ましくは20〜800mJ/cm2の範囲内とする。
ここで、現像方法としては、ディッピング法やシャワー法、スプレー法等を用いることができ、現像液としては、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ水溶液を使用することができる。
ここで、加熱硬化等の加熱処理は、熱風循環式乾燥炉やIR炉等を用いて行うことができる。
(合成例1)
還流管を設置したナスフラスコに、無水マレイン酸100gとn−ヘキサノール104.2gを仕込み、80℃の加熱撹拌を24時間行い、分子量が200で、1分子中に(メタ)アクリロイル基を有さず、カルボキシル基の数が1個の化合物A−1を得た。
還流管を設置したナスフラスコに、無水フタル酸100gとn−ヘキサノール68.9gを仕込み、80℃の加熱撹拌を24時間行い、分子量が250で、1分子中に(メタ)アクリロイル基の数を有さず、カルボキシル基の数が1個の化合物A−2を得た。
還流管を設置したナスフラスコに、無水フタル酸100gと4−ヒドロキシブチルアクリレート97.4gを仕込み、80℃の加熱撹拌を24時間行い、分子量が292で、1分子中に(メタ)アクリロイル基の数が1であり、カルボキシル基の数が1個の化合物A−3を得た。
還流管を設置したナスフラスコに、無水マレイン酸100gとペンタエリスリトールトリアクリレート303.9gを仕込み、80℃の加熱撹拌を24時間行い、分子量が396で、1分子中に(メタ)アクリロイル基の数が3であり、カルボキシル基の数が1個の化合物Y−1を得た。
還流管を設置したナスフラスコに、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)422.5gとアクリル酸288.2gを仕込み、120℃の加熱撹拌を24時間行い、分子量が711で、カルボキシル基を含まずアクリロイル基の数が4である化合物Y−2を得た。
(合成例4:アルカリ可溶性アクリレート付加アミドイミド樹脂)
攪拌装置、温度計、コンデンサーを付けた4口フラスコにジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート103.5重量部とイソホロンジイソシアネート222.0重量部、トリメリット酸無水物192.0重量部を仕込み、攪拌を行いながら120℃まで昇温した。60℃付近から激しく発泡しはじめ、フラスコ内容物は徐々に透明となった。120℃で5時間反応を行い系内のNCO%が9.0重量%になった点で40℃まで冷却した。さらにジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート166.4重量部、メチルハイドロキノン1.0重量部を加え、その中に、アロニックスM−305(東亜合成製、水酸基価120KOH−mg/g)234.7重量部を加え、発熱に注意しながら80℃に昇温した。80℃で9時間反応させた後、赤外線吸収スペクトルにて2270cm−1のイソシアネートの吸収が消失している事を確認し薄黄色透明液体のアルカリ可溶性樹脂B−1の溶液を得た。GPCによる分子量分布測定では、数平均分子量がポリスチレン換算で1084、重量平均分子量がポリスチレン換算で1524であった。また、酸価は68.3KOH−mg/g(固形分換算)であった。
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(株)製、商品名「ショウノール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を仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。次に、プロピレンオキシド63.8gを徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cm2で16時間反応させた。その後、室温まで冷却し、この反応溶液に89%リン酸1.56gを添加混合して水酸化カリウムを中和し、不揮発分62.1%、水酸基価が182.2g/eq.であるノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液を得た。これは、フェノール性水酸基1当量当りアルキレンオキシドが平均1.08モル付加しているものであった。
次いで、得られたノボラック型クレゾール樹脂のアルキレンオキシド反応溶液293.0g、アクリル酸43.2g、メタンスルホン酸11.53g、メチルハイドロキノン0.18gおよびトルエン252.9gを、撹拌機、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、110℃で12時間反応させた。反応により生成した水は、トルエンとの共沸混合物として、12.6gの水が留出した。その後、室温まで冷却し、得られた反応溶液を15%水酸化ナトリウム水溶液35.35gで中和し、次いで水洗した。その後、エバポレーターにてトルエンをジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート118.1gで置換しつつ留去し、ノボラック型アクリレート樹脂溶液を得た。次に、得られたノボラック型アクリレート樹脂溶液332.5gおよびトリフェニルホスフィン1.22gを、撹拌器、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、テトラヒドロフタル酸無水物60.8gを徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させた。固形物の酸価88mgKOH/g、不揮発分65%のカルボキシル基含有感光性樹脂の樹脂溶液B−2を得た。
(フェノール出発型アルキレンオキシド変性アクリレート)
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、ノボラック型フェノール樹脂(昭和電工(株)製、水酸基当量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60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、水酸基当量が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。
得られた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164部、アクリル酸72部、p−トルエンスルホン酸3.0部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.05部、トルエン100部を撹拌機、温度計、空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を吹き込みながら攪拌して、90℃で12時間反応させた。反応により生成した水がトルエンとの共沸混合物として留出し始めた後、さらに5時間反応させ、室温まで冷却した。得られた反応溶液を5%NaCl水溶液を用いて水洗し、エバポレーターにてトルエンを留去し、カルビトールアセテートを加えて、固形分70%のフェノール出発型アルキレンオキシド変性アクリレートの樹脂溶液Zを得た。
本実施例で用いた支持フィルムの算術平均表面粗さRaは、レーザー顕微鏡VK−8500(キーエンス社製、測定倍率×2000倍、Z軸測定ピッチ10nm)を用いて測定した。なお、レーザー光を透過する透明なフィルムについては、Auスパッタ処理を行った後に、算術平均表面粗さRaの測定を行った。
下記の表1に示す配合に従い、各成分を配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練して分散させ、実施例1〜7、比較例1〜3の光硬化性樹脂組成物を調製した。なお、表中の配合量は、質量部を示す。
*2:フタムラ化学社製FOR−MP(二軸延伸ポリプロピレンフィルム、厚み40μm)
*3:王子エフテックス社製アルファンMA−420(二軸延伸ポリプロピレンフィルム、厚さ35μm)
*4:東洋クロス社製 トークロマットフィルム(フィルム両面Raが400nm、厚さ100μm)
*5:王子エフテックス社製アルファンE−201F(二軸延伸ポリプロピレンフィルム、厚さ50μm)
*6:上記合成例1で合成した分子量が200でカルボキシル基を1つ含む化合物(固形分100%)
*7:上記合成例2で合成した分子量が250でカルボキシル基を1つ含む化合物(固形分100%)
*8:上記合成例3で合成した分子量が292でアクリロイル基を1つ、カルボキシル基を1つ含む化合物(固形分100%)
*9:上記比較合成例1で合成した分子量が396でアクリロイル基を3つ、カルボキシル基を1つ含む化合物(固形分100%)
*10:上記比較合成例2で合成した分子量が711でアクリロイル基を4つ含み、カルボキシル基を含まない化合物(固形分100%)
*11:上記合成例4で合成したアルカリ可溶性アクリレート付加アミドイミド樹脂の樹脂溶液B−1(固形分42%)
*12:上記合成例5で合成したフェノール出発型アルカリ可溶性樹脂の樹脂溶液B−2(固形分65%)
*13:日本化薬社製NC−3000H CA85(ビフェニルアラルキルタイプエポキシ化合物:カルビトールアセテートの希釈品、固形分85%)
*14:DIC社製HP−7200L(脂環式エポキシ化合物;カルビトールアセテートの希釈品、固形分85%)
*15:BASFジャパン社製イルガキュアTPO(ホスフィンオキサイド系光重合開始剤)
*16:BASFジャパン社製イルガキュアOXE02(オキシム系光重合開始剤)
*17:四国化成社製1B2PZ(イミダゾール系硬化触媒;1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール)
*18:川崎化成工業社製QS−30(キノン系光重合禁止剤)
*19:BYK社製BYK−361N(ポリアクリレート系表面調整剤)
*20:信越化学社製 シランカップリング剤
*21:新中村化学工業社製A−DCP(2官能;トリシクロデカンジメタノールジアクリレート;分子量304)
*22:BASFジャパン社製ラロマーLR8863(3官能;エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリアクリレート;分子量約340)
*23:上記で合成したフェノール出発型アルキレンオキシド変性アクリレート(固形分70%)
*24:和光純薬工業社製 フタロシアニンブルー
*25:三菱ケミカル社製 カーボンブラック
*26:アドマテックス社製 球状シリカ
*27:アドマテックス社製 ナノシリカ
*28:堺化学社製 硫酸バリウム
*29:協和化学工業社製 ハイドロタルサイト
得られた各実施例および各比較例の光硬化性樹脂組成物を、それぞれ表1に示す所定の支持フィルム上に塗布し、80℃で20分間乾燥し、厚さ20μmの光硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を形成した。次いで、この樹脂層上に、保護フィルムを貼り合わせて評価試験用ドライフィルムを作製した。
各実施例および各比較例で得られた評価試験用ドライフィルムの保護フィルムを剥離し、回路が形成された配線基板上に、ニッコー・マテリアル社製CVP−300を用いて、温度70℃でラミネートし、評価試験基板を作製した。
この評価試験基板に対し、高圧水銀灯を搭載したダイレクトイメージング露光装置を用い、開口径25μmφのパターンを露光量170mJ/cm2で露光し、次いで、支持フィルムを剥離した後、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液の現像液を用いてスプレー圧0.2MPaの条件で100秒間現像した。その後、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cm2の条件で紫外線照射し、さらに180℃で60分間加熱硬化した。
このようにして開口径25μmφのパターンを有する樹脂層を形成した配線基板について、開口部のトップ径とボトム径をSEMにて角度45度にて観察、計測し、解像性を評価した。この評価基準は以下の通りである。
◎:(ボトム径÷トップ径)が0.8以上0.9未満。
〇:(ボトム径÷トップ径)が0.7以上0.8未満。
△:(ボトム径÷トップ径)が0.6以上0.7未満。
×:(ボトム径÷トップ径)が0.6未満。
前記解像性の評価にて作製した評価試験基板について、露光することなく支持フィルムを剥離し、1質量%炭酸ナトリウム水溶液の現像液を用いてスプレー厚0.2MPaの条件で現像し、20μmの樹脂層が完全に除去された現像時間をストップウォッチにて計測し、現像速度を評価した。この評価基準は以下の通りである。
○:現像時間が50秒未満のもの。
△:現像時間が50秒以上60秒未満のもの。
×:現像時間が60秒以上のもの。
前記解像性の評価にて作製した評価試験基板に対し、高圧水銀灯を搭載したダイレクトイメージング露光装置を用い、開口径25μmφのパターンを露光量170mJ/cm2で露光し、次いで、支持フィルムを剥離した後、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液の現像液を用いてスプレー圧0.2MPaの条件で前記現像速度の評価における現像時間の2倍の時間にて現像した。その後、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cm2の条件で紫外線照射し、さらに180℃で60分間加熱硬化した。
このようにして開口径25μmφのパターンを有する樹脂層を形成した配線基板について、開口底部をSEMにて観察し、現像性を評価した。この評価基準は以下の通りである。
○:開口底部の残渣がないもの。
×:開口底部の残渣があるもの。
前記解像性の評価にて作製した評価試験基板に対し、高圧水銀灯を搭載したダイレクトイメージング露光装置を用い、露光量170mJ/cm2で全面露光し、次いで、支持フィルムを剥離した後、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液の現像液を用いてスプレー圧0.2MPaの条件で50秒間現像した。その後、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cm2の条件で紫外線照射し、さらに180℃で60分間加熱硬化した。
このようにして硬化樹脂層を全面に形成した配線基板(硬化樹脂層形成基板)に対し、さらに後述する粗化処理をしてから導体層を形成し、次いで、この導体層に幅10mm、長さ100mmの形状で切込みをいれ、この切込みの一端を一部剥がし、引張試験機(島津製作所社製AGS−G100W)を用いて、JISK7127に準拠して、引張速度1.0mm/分、23℃の条件にて測定した時の荷重(kgf/cm)をピール強度とし、密着性を評価した。この評価基準は以下の通りである。
○:ピール強度が0.3kgf/cm以上のもの。
△:ピール強度が0.15kgf/cm以上0.3kgf/cm未満のもの。
×:ピール強度が0.15kgf/cm未満のもの。
上記硬化樹脂層形成基板を、膨潤液であるアトテックジャパン(株)製のジエチレングリコールモノブチルエーテル含有のスウェリング・ディップ・セキュリガンスP(グリコールエーテル類、水酸化ナトリウムの水溶液)に、60℃で5分間浸漬した。次に、粗化液として、アトテックジャパン(株)製のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)を用い、60℃で10分間浸漬した。最後に、中和液として、アトテックジャパン(株)製のリダクションショリューシン・セキュリガントP(硫酸の水溶液)を用い、60℃で5分間浸漬した。その後、80℃で30分乾燥を行った。
まず、粗化処理を終えた硬化樹脂層形成基板に対し、下記1〜6の工程(アトテックジャパン(株)製の薬液を使用した銅めっき工程)にて、無電解銅めっきを施した。形成された無電解銅めっき層の厚さは1μmであった。次いで、無電解銅めっき層を形成した評価試験基板に対し、150℃にて30分間の加熱処理を行った後に、硫酸銅電解めっきを行い、厚さ25μmの導体層を形成した。最後に、アニール処理を180℃にて60分間行い、密着性の評価に供した。
1.アルカリクリーニング(絶縁層の表面の洗浄と電荷調整)工程
Cleaning Cleaner Securiganth 902(商品名)を用いて、60℃で5分間洗浄した。
2.ソフトエッチング工程
硫酸酸性ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液を用いて、30℃で1分間処理した。
3.プレディップ(Pd付与のための絶縁層の表面の電荷の調整)工程
Pre. Dip Neoganth B(商品名)を用い、室温で1分間処理した。
4.アクティヴェーター付与(絶縁層の表面へのPdの付与)工程
Activator Neoganth 834(商品名)を用い、35℃で5分間処
理した。
5.還元(絶縁層に付与されたPdを還元)工程
Reducer Neoganth WA(商品名)とReducer Accera
lator 810 mod.(商品名)との混合液を用い、30℃で5分間処理した。
6.無電解銅めっき(Cuを絶縁層の表面(Pd表面)に析出)工程
Basic Solution Printganth MSK−DK(商品名)と、
Copper solution Printganth MSK(商品名)と、Sta
bilizer Printganth MSK−DK(商品名)と、Reducer
Cu(商品名)との混合液を用いて、35℃で20分間処理した。
上記ドライフィルムと同様の方法で、厚さ15μmの光硬化性樹脂組成物からなる樹脂層を有するドライフィルムを作製した。このドライフィルムの保護フィルムを剥離し、ガラス基板上に、ニッコー・マテリアル社製CVP−300を用いて、温度70℃でラミネートし、評価試験基板(支持フィルムと光硬化性樹脂組成物の2層を有する)を作製した。
この評価試験基板に対し、日本分光社製紫外可視分光光度計V−670EXを用いて波長365nmの光透過率を測定した。この評価基準は以下の通りである。
○:光透過率が90%以下のもの。
×:光透過率が90%超のもの。
Claims (5)
- 算術平均表面粗さRaが100〜1000nmである粗面を有する支持フィルムの該粗面側に光硬化性樹脂組成物の層を備えるドライフィルムであって、前記光硬化性樹脂組成物が(A)1分子中に0〜2個の(メタ)アクリロイル基と少なくとも1個のカルボキシル基を有する分子量が500以下の化合物と、(B)アルカリ可溶性樹脂と、(C)光重合開始剤と、(D)熱硬化性化合物を含むことを特徴とするドライフィルム。
- 前記支持フィルムは、光硬化性樹脂組成物の層と接しない反対面の算術平均表面粗さRaが300nm以下であることを特徴とする請求項1記載のドライフィルム。
- 前記ドライフィルムの、波長365nmにおける光透過率が90%以下であることを特徴とする請求項1または2記載のドライフィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載のドライフィルムの光硬化性樹脂組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項4記載の硬化物を備えることを特徴とするプリント配線板。
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