JP3395847B2 - 感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメント - Google Patents

感光性樹脂組成物及びこれを用いた感光性エレメント

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は感光性樹脂組成物及びこ
れを用いた感光性エレメントに関する。
【0002】
【従来の技術】印刷配線板の製造、金属の精密加工等の
分野において、エッチング、めっき等の基材の化学的、
電気的手法を用いる際にレジスト材料として感光性樹脂
組成物及びこれを用いた感光性エレメントを使用するこ
とが知られている。感光性エレメントとしては支持体上
に感光性樹脂組成物を積層したものが広く使用されてい
る。この感光性樹脂組成物は光で硬化し、未硬化部は炭
酸ナトリウム等のアルカリ水溶液で溶解するものが使用
されている。
【0003】このアルカリ水溶液で溶解する感光性樹脂
組成物にはカルボン酸、無水カルボン酸、スルホン酸、
フェノール性またはアルコール性ヒドロキシル基等の水
/アルカリ媒体中への溶解を可能にする基を有する重合
体または共重合体が使用されている(特公昭35−14
065号公報、特公昭39−1112号公報等)。しか
し、これらの組成物では現在、印刷配線板に要求されて
いる高精度のレリーフ像作成は不可能であり、実用に供
しない。特公昭58−12577号公報には可撓性金属
への付着性、レジストをロール状に保存する際のレジス
トの冷間流れ(コールドフロー)または端部からの浸み
出し(エッジフュージョン)の低下を目的とする組成物
が提案されているが、長鎖のメタアクリレートを共重合
しているため剥離時間が長く、半田めっきをしたのちに
アルカリ水溶液で剥離する際に半田が脱落するなどの問
題がある。特公平1−36924号公報では優れたエッ
チングまたはめっきレジストとしてまた冷間流れ性の少
ない感光性樹脂組成物の積層性が示されている。しか
し、これらの樹脂組成物は早い現像性や剥離性を得るた
めに吸水率の高い共重合体を使用するために光硬化した
部分も膨潤し、テント破れ、ラインのギザつき等の問題
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消し、優れた密着性とテント強度、現象性、剥離性
を得られ、高精度のレリーフ像を可能とする感光性樹脂
組成物及びこれを用いた感光性エレメントを提供するも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (A)メタクリル酸、アクリル酸メチル及び一般式
(I)で示されるアルキルメタクリレートを必須成分と
して共重合して得られるTgが50℃〜120℃、重量
平均分子量が30,000〜200,000のビニル系
共重合化合物、
【化3】 (式中Rは、炭素数1〜4のアルキル基である) (B)一般式(II)で示されるエチレン性不飽和化合物
を必須成分として含むエチレン性不飽和化合物、
【化4】 (式中、R、R、R及びRは、HまたはCH
であり、これらは同一であっても相違してもよく、n及
びmは、n+m=8〜12になるように選ばれる正の整
数である)および (C)活性線により遊離ラジカルを生成しうる光開始剤
系を含有してなる感光性樹脂組成物に関する。また、本
発明は、前記感光性樹脂組成物を支持体上に塗布、乾燥
した感光性エレメントに関する。
【0006】以下、本発明について詳述する。本発明に
おける(A)ビニル系共重合化合物の製造に使用される
メチルアクリレート及びメタクリル酸はアルカリ現像を
可能にし、剥離時間、現像時間を良好にするための必須
成分である。一般式(I)で表わされる化合物は銅に対
する密着性を高め、さらにビニル系共重合化合物のTg
を調整するための必須成分である。
【0007】一般式(I)で表わされるアルキルメタク
リレートとしては、例えば、メチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプ
ロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブ
チルメタクリレート等があげられこれらは単独で又は2
種以上を組み合わせて使用することができる。現像性、
粘度等の点から一般式(I)で示されるアルキルメタク
リレートがメチルメタクリレートであることが好まし
い。さらにこれらの共重合材料(単量体)以外の公知の
化合物を特性の悪化しない範囲で共重合させてもよい。
【0008】(A)成分のビニル系共重合化合物を構成
する共重合材料の使用割合が、メタクリル酸15〜25
重量部、アクリル酸メチル20〜50重量部、好ましく
は30〜40重量部及び一般式(I)で示されるアルキ
ルメタクリレート30〜60重量部、好ましくは40〜
50重量部であって総量100重量部となる割合である
ことが望ましい。この割合の範囲外では、剥離性や現像
性が悪くなる傾向があり、また、密着性や機械強度が著
しく低下する傾向がある。
【0009】これらの共重合材料の共重合によって得ら
れた(A)ビニル系共重合化合物のTgは50〜120
℃とされ、Tgが50℃未満では硬化後のレジスト像の
基材に対する密着性レジストの硬化膜の伸び率が低下
し、Tgが120℃より高いと未硬化樹脂の伸び率が低
下し、カッティング時に破断を生じる。
【0010】(A)ビニル系共重合化合物の分子量は、
重量平均分子量で30,000〜200,000好まし
くは、60,000〜120,000とされる。この範
囲外では現像性や剥離性が劣る。
【0011】本発明における(B)エチレン性不飽和化
合物としては、エチレン性不飽和基を少なくとも1個有
する化合物であれば良く、その例としては、多価アルコ
ールにα、β−不飽和カルボン酸を付加して得られるも
の、例えば、テトラエチレングリコールジ(メタ)アク
リレート(アクリレート又はメタクリレートを示す。以
下同じ)、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート(エチレン基の数が2〜14のもの)、トリメチロ
ールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロール
プロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロール
メタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメ
タンテトラ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリ
コールジ(メタ)アクリレート(プロピレン基の数が2
〜14のもの)、ジペンタエリスリトールペンタ(メ
タ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メ
タ)アクリレート、グリシジル基含有化合物にα、β−
不飽和カルボン酸を付加して得られるもの、例えば、ト
リメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアク
リレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジア
クリレート等、多価カルボン酸、例えば、無水フタル酸
等と水酸基及びエチレン性不飽和基を有する物質、例え
ばβ−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等とのエ
ステル化物、下記一般式(II)で示される化合物などが
挙げられる。
【0012】
【化4】 (式中R2、R3、R4及びR5は、HまたはCH3であ
り、これらは同一であっても相違してもよく、n及びm
は、n+m=8〜12になるように選ばれる正の整数で
ある)
【0013】これらのうち一般式(II)で示されるエチ
レン性不飽和化合物が特性の点から好ましい。(B)成
分中に、一般式(II)で示されるエチレン性不飽和化合
物を、(B)成分100重量部に対し40〜90重量部
含有させることが好ましい。少なすぎると効果が低く、
多すぎると剥離時間が長くなる傾向がある。一般式(I
I)で示されるエチレン性不飽和化合物としては、2,
2′ビス(4−メタクリロキシペンタエトキシフェニ
ル)プロパン、2,2′ビス(4−アクリロキシペンタ
エトキシフェニル)プロパン、2,2′ビス(4−メタ
クリロキシテトラエトキシフェニル)プロパン等があ
り、市販品としては例えばBPE−10(新中村化学工
業株式会社製商品名)がある。式(II)で示されるエチ
レン性不飽和化合物は、単一の化合物として用いてもよ
いが、2種以上の化合物の混合物として使用してもよ
い。n+mが7以下の場合は、カルボキシル基含有線状
共重合体との相溶性が低下し易く、基板に感光性フィル
ムをラミネートした際はがれ易い。またn+mが13以
上の場合は、系の親水性が増加し、現像時においてレジ
スト像がはがれやすく、また耐半田メッキ性も低下し易
い。
【0014】本発明における(C)活性線により遊離ラ
ジカルを生成しうる光開始剤としては、例えば4,4′
−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン〔ミヒラーケ
トン〕、4,4′−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェ
ノン、ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、ジエチ
ルアミノ安息香酸エチルエステル、ジメチルアミノ安息
香酸ブチルエステルジメチルアミノ安息香酸イソアミル
エステル、ベンゾフェノン、2−クロルチオキサント
ン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−プロピルチ
オキサントン等が挙げられる。これらは単独で又は2種
以上を組み合わせて用いることができる。
【0015】本発明の感光性樹脂組成物に含有される
(A)、(B)及び(C)成分の使用割合が、 (A)40〜80重量部 (B)60〜20重量部 (但し(A)+(B)=100重量部) (C)(A)+(B)=100重量部に対して0.1〜
20重量部 であることが好ましい。この使用割合が上記の範囲外で
あると、感光性エレメント(ロール状)としたときにエ
ッジフュージョン(端部しみ出し)を起こしやすい、光
感度が低い、密着性及び機械強度が不十分等の不都合が
生じやすくなる。
【0016】本発明の感光性樹脂組成物には、染料、発
色剤、可塑剤、顔料、難燃剤、安定剤、密着性付与剤等
を必要に応じて添加してもよい。
【0017】本発明の感光性樹脂組成物は、前記各成分
を、これらを溶解する溶剤、例えば、トルエン、アセト
ン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチル
ケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、クロロ
ホルム、塩化メチレン、メチルアルコール、エチルアル
コール等に溶解、混合させることにより、均一な溶液と
できる。
【0018】本発明の感光性樹脂組成物は、溶液として
銅板等の基体に塗布し、乾燥した後、活性光線に露光
し、光硬化させて用いることができる。また前記溶液を
ポリエチレンテレフタレートフィルム等の支持体上に塗
布し、乾燥し必要に応じてポリエチレンフィルム等の保
護層を積層し、感光性エレメントを製造し、これを基体
上に積層し、光硬化させて用いることもできる。
【0019】光硬化の際用いられる活性光線の光源とし
ては、好ましくは波長300〜450nmの光を発光す
るものが用いられ、例えば、水銀蒸気アーク、カーボン
アーク、キセノンアーク等が好ましい。
【0020】
【実施例】本発明を実施例によって説明する。 1−a ビニル系共重合化合物の合成例 メチルセロソルブ/トルエンの重量比3/2の混合物
(以下、混合物Aとする)97.6g、メタクリル酸
0.4g、メタクリル酸メチル2.6g、メタクリル酸
n−ブチル0.3g、アクリル酸2−エチルヘキシル
3.1gを500mlのフラスコに入れ、85℃に加温
した。85℃で1時間保温後、メタクリル酸22.3
g、メタクリル酸メチル48.6g、アクリル酸2−エ
チルヘキシル17.3g、メタクリル酸n−ブチル5.
2g及びアゾビスイソブチルニトリル0.17gを混合
物A37.7gに溶解した溶液を4時間フラスコ内に滴
下反応させた。ついでメチルセロソルブを9.0g加
え、85℃で2時間保温後、メタクリル酸0.2g及び
アゾビスイソブチロニトリル0.21gを溶液A5.9
gに溶かした溶液を加え、更に85℃で5時間保温し
た。その後ハイドロキノン0.02gをメチルセロソル
ブ1.4gに溶かしたものを加え冷却しビニル系共重合
化合物(i)の溶液を得た。重量平均分子量98,00
0、ガラス転移点63℃、不揮発分39.6重量%であ
った。
【0021】本発明の実施例の記載において、ビニル系
共重合化合物は1−aの合成例に類似した製法を用い、
ビニル系共重合化合物における単量体の割合は配合重量
%とし、重量平均分子量は液体クロマトグラフィーによ
りポリスチレン換算で示す。ガラス転移点は Encyclope
dia of polymer Science and Technology:Interscience
Publishers a Division of John Wiley&Sons.Inc. 等
の文献値から算出した結果を示し、配合量は溶媒を13
5℃1時間乾燥することにより算出した固体分で示す。
【0022】実施例1
【表1】 の溶液Aを不溶物がなくなるまで混合する。
【0023】この溶液Aを厚み23μmを有するポリエ
チレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製ルミラ
ー)に乾燥後膜厚が50μmとなるように塗工乾燥し、
厚み35μmのポリエチレンフィルムで被覆して感光性
エレメントを得た。得られた感光性エレメントからポリ
エチレンフィルムを剥離しながら、その感光層面を、ス
コッチブライト バフロール(住友スリーM製)により
研磨、乾燥し清浄された銅張積層板(100mm×20
0mm)の銅面上に日立高温ラミネーターを用い連続的
に積層して試験片を得た。積層条件を表2に示した。
【0024】
【表2】 (注1) エア圧力
【0025】次に、高圧水銀灯ランプを有する露光機
(オーク(株)製)HMW201Bを用いてネガとして
ストーファー21段ステップタブレットを試験片の上に
置いて60mJ/cm2露光した。次にポリエチレンテ
レフタレートフィルムを剥離し、サンケー(株)製スプ
レー現像機を用いて30℃、炭酸ナトリウム1重量%水
溶液で60秒間現像した。その際、未硬化の部分は現像
時間の2/3で完全に除去された。この試験片のステッ
プタプレットの残存段数は8であった。また、別の試験
片を60mJ/cm2露光し、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを除去し、クロスカット試験(JIS K
−5400)を行った。JIS規格で8であった。また
100μmライン&スペースのネガを用いて上記と同様
に露光、現像し、塩化第2銅エッチィング液をサンケー
製スプレーエッチィング装置によりスプレー圧力3kg
f/cm2で60秒間スプレーし、試験片をエッチィン
グした。硬化したレジストはエッチィング後、なんの損
傷もなく、優れたエッチィング液耐性を示した。さらに
クロスカット試験後のサンプルをエッチィングしたが切
断部のみエッチィングされており、エッチィング液の浸
み込みは見られず、優れた接着力を示した。
【0026】次に1.6mm厚の銅張積層板に直径6m
mの穴を100個あけた基材に感光性樹脂組成物の積層
体を両面に積層し、60mJ/cm2露光し、60秒間
現像した。この時100穴の穴に破れはなかった。次に
この穴の強度を1.5mmφの挿入径の円柱を用いてレ
オメーター(FUDOH社製)により破断までの強度と
伸びを測定した。破断強度は570g、伸びは1.5m
mであった。
【0027】実施例2〜3、比較例1 ビニル系共重合化合物の種類を変化させたビニル系共重
合化合物の単量体の配合比率およびTg、重量平均分子
量を示し、ビニル系共重合化合物以外の組成を例1と同
様にした場合の特性を表3に示した。
【0028】
【表3】 *1 レジストのスソ部がギザつく状態
【0029】表3に示すように実施例に示したビニル系
共重合化合物を使用した感光性樹脂組成物は優れたクロ
スカット性、テンディング性を示した。さらに実施例1
〜3は切断部のみエッチィングされたが、比較例1はレ
ジストの下にエッチィング液の浸み込みがみられた。
【0030】
【発明の効果】本発明の感光性樹脂組成物及びこれを用
いた感光性エレメントは優れた密着性と膜の機械強度を
有し、これを用いることにより信頼性の高い高精密度の
レリーフ像を作成することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G03F 7/027 G03F 7/027 511 511 7/033 7/033 H05K 3/00 H05K 3/00 F // C23F 1/00 102 C23F 1/00 102 (72)発明者 中村 三佳 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立 化成工業株式会社 茨城研究所内 (72)発明者 沢辺 賢 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立 化成工業株式会社 茨城研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−214354(JP,A) 特開 平3−160058(JP,A) 特開 昭60−240715(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 220/18 - 220/20 C08F 267/00 C08F 2/44 C08F 2/50 C08F 299/02 G03F 7/027 G03F 7/033

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)メタクリル酸、アクリル酸メチル
    及び一般式(I)で示されるアルキルメタクリレートを
    必須の共重合材料成分として共重合して得られ、前記必
    須の共重合材料の総量100重量部に対して、メタクリ
    ル酸の使用割合が15〜25重量部であり、アクリル酸
    メチルの使用割合が20〜50重量部であり、一般式
    (I)で示されるアルキルメタクリレートの使用割合が
    30〜60重量部であるTgが50℃〜120℃、重量
    平均分子量が30,000〜200,000のビニル系
    共重合化合物、 【化1】 (式中Rは、炭素数1〜4のアルキル基である) (B)一般式(II)で示されるエチレン性不飽和化合物
    を必須成分として含むエチレン性不飽和化合物、 【化2】 (式中、R、R、R及びRは、HまたはCH
    であり、これらは同一であっても相違してもよく、n及
    びmは、n+m=8〜12になるように選ばれる正の整
    数である)および (C)活性線により遊離ラジカルを生成しうる光開始剤
    系を含有してなる感光性樹脂組成物であって、前記
    (A)、(B)及び(C)成分の使用割合が、それぞ
    れ、(A)40〜80重量部、(B)60〜20重量部
    (但し(A)+(B)=100重量部)、(C)(A)
    +(B)=100重量部に対して0.1〜20重量部で
    ある感光性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の感光性樹脂組成物を支持
    体上に塗布、乾燥した感光性エレメント。
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