JP4498058B2 - 感光性樹脂積層体 - Google Patents
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Description
ここで用いられるフィルム状の微細配線板、即ちCOF配線板は、ポリイミド、ポリエステル等の有機ポリマーフィルムと銅箔を積層したフレキシブル基板(以下単に「基板」とも呼ぶ)を材料として作られることから、フレキシブルプリント配線板の一種と言うことができ、特に、回路が微細な点が特徴とされる。
COF配線板は、一般的なプリント配線板の場合と同様の製造方法により製造される。即ち、基板の銅面上に感光性樹脂層を積層し、所望の導体パターンに対応した露光を行い、必要な部分の感光性樹脂を光硬化させる。次に現像により未露光部分の感光性樹脂を除去した後、エッチングにより硬化レジストに覆われていない基板の被覆銅層を除去したり(エッチング工法)、またはめっきにより硬化レジストに覆われていない部分にめっき金属を析出させる(めっき工法)。最後に、剥離により、硬化レジストを除去して、所望の導体パターンを有するCOF配線板を得る。
基板の銅面上に感光性樹脂を積層する方法としては、感光性樹脂積層体をラミネートする方法を用いることができる。
しかしながら、COF配線板は一般的なプリント配線板と比較して導体パターンが微小であるため、これに対応するには、エッチング工法又はめっき工法のいずれの方法を用いても、感光性樹脂層の膜厚が20μm以下(あるいは、多くとも20μm)のドライフィルムを用いる必要がある。特にエッチング工法ではレジストパターンの膜厚が導体パターンの解像度に大きく影響する為、感光性樹脂層の膜厚もより薄いものが求められる。
(1)少なくとも、(A)支持層、(B)感光性樹脂層、(C)保護層をこの順に積層
してなる感光性樹脂積層体であって、
(A)支持層が、少なくとも(A−1)第一の有機ポリマーフィルム、(A−2)熱可塑性樹脂層、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムをこの順に積層して一体とした積層体であり、(A−2)熱可塑性樹脂層のガラス転移温度が(A−1)第一の有機ポリマーフィルム及び(A−3)第二の有機ポリマーフィルムのガラス転移温度より低く、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムが(B)感光性樹脂層に接触しかつ厚みが1〜20μmであり、
(B)感光性樹脂層の厚みが0.1〜15μmであり、
各層の接着力が、(B)感光性樹脂層と(C)保護層の間の接着力が最も小さく、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムと(B)感光性樹脂層との間の接着力が2番目に小さいことを特徴とする感光性樹脂積層体。
(2)上記(1)記載の感光性樹脂積層体から保護層を剥離して表面に導体層を有する基板にラミネートするラミネート工程、(b)パターンマスクを介して露光する露光工程、(c)支持層が残っている場合は支持層を剥離した後未露光部分の感光性樹脂層を溶解して取り除く現像工程、(d)導体層のエッチングにより導体パターンを形成する導体パターン形成工程、を含むことを特徴とするチップオンフィルム配線板の製造方法。
(3)(b)パターンマスクを介して露光する露光工程が、パターンマスクの像をレンズを通して投影させることを特徴とする上記(2)記載のチップオンフィルム配線板の製造方法。
(A)支持層は、少なくとも(A−1)第一の有機ポリマーフィルム、(A−2)熱可塑性樹脂層、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムをこの順に積層してなる積層体である。(A)支持層は(B)感光性樹脂層を形成するための支持体であり、(A)支持層は少なくとも上記3層を含む積層体であるが一体のフィルムとして存在させる。本発明の感光性樹脂積層体を基板にラミネートした後は(A)支持層は一体として剥離することができる。すなわち、本発明の感光性樹脂積層体は、(B)感光性樹脂層と(C)保護層の間の接着力が最も小さく、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムと(B)感光性樹脂層との間の接着力が2番目に小さいものである。
(A−2)熱可塑性樹脂層は、上記熱可塑性樹脂のほかに、可塑剤などを含有させてガラス転移温度を下げたものであっても良い。
(A−2)熱可塑性樹脂層の膜厚は、ラミエアー低減効果の観点から5μm以上が好ましく、レジストパターンの解像性、(A−1)第一のポリマーフィルムに対する塗工性の観点から50μm以下が好ましい。
このような第二の有機ポリマーフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリアミド、又はセルロース誘導体等のフィルムが挙げられる。(A−2)熱可塑性樹脂層の成分と(B)感光性樹脂層の成分との遮断性、透明性、平滑性の観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
(B)感光性樹脂層には、感光し、現像し、レジストパターンを形成できる感光性樹脂組成物を用いることができる。該組成物は、アルカリ可溶性高分子、光重合性モノマー、及び光重合開始剤を含むことが好ましい。
解像度、及び密着性の観点から、ビスフェノールAの水酸基をエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド基で修飾し(メタ)アクリル酸とエステル化した化合物が好ましい。中でも、ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルずつのプロピレンオキサイドと平均6モルずつのエチレンオキサイドを付加したポリアルキレングリコールのジメタクリレートや、ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均5モルずつのエチレンオキサイドを付加したポリエチレングリコールのジメタクリレート(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE−500)、及びビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのエチレンオキサイドを付加したポリエチレングリコールのジメタクリレート(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE−200)が好ましい。
また、(B)感光性樹脂層には、染料、禁止剤、可塑剤などを公知の効果に基づき目的に応じて適宜用いることができる。
(C)保護層には、平滑性が高く(A)支持層より(B)感光性樹脂層との密着性が低い有機ポリマーフィルムが用いられる。厚みは25〜60μmが好ましく、特に好ましくは30〜50μmの範囲である。保護層自体の平滑性を保ち、ラミエアー低減の観点から25μm以上が好ましく、感光性樹脂積層体のフィルムとしての操作性を保つ上で60μm以下が好ましい。保護層に用いられるフィルムの例としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、又はシリコーン処理もしくはアルキッド処理により剥離性を向上させたポリエステル等のフィルムが挙げられる。好ましくは低密度ポリエチレン、延伸ポリプロピレンなどが用いられる。
本発明の感光性樹脂積層体は(A)支持層に(B)感光性樹脂層を公知の方法にて所望の膜厚に塗工し、(C)保護層をラミネートすることにより得ることができる。(B)感光性樹脂層の塗工の方法としては、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、コンマコーター、グラビアコーター、リバースロールコーターなどが挙げられ、塗工面の大きさ、塗工膜厚、塗工膜厚の均一性などを考慮し塗工方法を適宜選択して用いることができる。
(a)ラミネート工程:
感光性樹脂積層体の(C)保護層を剥がしながら(B)感光性樹脂層と基板の銅面とが接着する重ね方で、上下1対のラミネートロールの間を通すことにより圧着させる。
該ラミネートロールの温度は50〜120℃、ラミネート速度は0.1〜6.0m/分であることが好ましい。上下1対の該ラミネートロールは、エアーシリンダー、或いはばねによりピンチされており、圧力はラミネートロールの単位長さ当たりの圧力として、0.1〜1.0MPa/cmが好ましく、0.2〜0.5MPa/cmがより好ましい。
また、感光性樹脂積層体をフレキシブル基板にラミネートする前に、該基板との密着性を高めるために種々の処理(前処理)をすることがある。例えば、銅を腐食させる能力を持つ酸性液を前処理液として使用し、必要に応じ、25〜50℃に加温して、浸漬法やスプレー法でフレキシブル基板を処理する。
化学研磨剤、ソフトエッチング剤あるいは表面粗化剤として市販されている薬液も上記成分を含むものであれば使用できる。例としては、CPE−900、CPE−500(いずれも三菱ガス化学製、商品名)、CZ−8100、CB−801(いずれもメック製、商品名)が挙げられる。
所望の導体パターンを活性光線を用いて露光する。該活性光線としては、紫外線が好ましい。露光方法としては、導体パターンが描画されたフォトマスクを、フレキシブル基板に圧着された感光性樹脂積層体の(A)支持層上に微小なギャップを介して乗せた状態、あるいは密着させた状態で露光する。また、投影レンズを介してフォトマスク像を該感光性樹脂積層体の(B)感光性樹脂層に結像させて露光する方法でもよい。(A)支持層の膜厚、材質にかかわらず安定したレジストパターンの解像度が得られるという観点から、投影露光が好ましい。フォトマスク像を投影して露光する場合は、(B)感光性樹脂層と(A)支持層との積層体から(A)支持層を剥離して露光しても良いし、(A)支持層がついたまま露光しても良い。紫外線光源としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、紫外線蛍光灯、カーボンアーク灯、キセノンランプなどが挙げられる。
(A)支持層が残っている場合は(A)支持層を剥離した後、アルカリ現像液を用いて(B)感光性樹脂層の未露光部分を溶解または分散除去して、硬化レジストパターンをフレキシブル基板上に形成する。
現像工程で用いられるアルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液が挙げられる。最も一般的には0.2〜2.0質量%の炭酸ナトリウム水溶液が用いられる。
現像後の水洗水は、レジストパターンの密着性、解像度、裾引きの観点から脱イオン化していない水が好ましい。例えば水道水があげられる。ここまでの工程でフレキシブル基板上にレジストパターンを形成することができるが、COF用配線板を製造する場合は、さらに以下の工程を実施する。
フレキシブル基板上に形成された硬化レジストパターン上からエッチング液を用いて該硬化レジストパターンに覆われていない銅面をエッチングする(エッチング工法)、またはレジストパターンによって覆われていない銅面に銅、はんだ、ニッケルおよび錫等のめっき処理を行う(めっき工法)。
(e)剥離工程:
レジストパターンをアルカリ剥離液を用いて基板から除去する。
剥離工程で用いられるアルカリ剥離液としては、現像で用いたアルカリ現像液よりもさらに強いアルカリ性の水溶液が好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、有機アミン化合物等の水溶液が挙げられる。最も一般的には1〜5質量%の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液が用いられる。
エッチング工法の場合は、上記剥離工程にてCOF用配線板が完成する。また、めっき工法の場合は、上記剥離工程に続いて、レジストパターンによって被覆されめっきされていない部分をエッチングすることでCOF用配線板が完成する。
以下、実施例により、好適な本発明の実施態様の例をさらに詳しく説明する。
表1に示す下記の化合物を表1に示す質量部で混合し、感光性樹脂組成物を調整した。
P−1:メタクリル酸メチル50質量%、メタクリル酸25質量%、スチレン25質量%の三元共重合体のメチルエチルケトン溶液(固形分濃度35%、重量平均分子量5万、分散度3.8、酸当量344)
M−1:ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのプロピレンオキサイドと平均6モルのエチレンオキサイドを付加したポリアルキレングリコールのジメタクリレート
M−2:ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのエチレンオキサイドを付加したポリエチレングリコールのジメタクリレート(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE−200)
M−3:ヘキサメチレンジイソシアネートとオリゴプロピレングリコールモノメタクリレート(日本油脂(株)製、ブレンマーPP1000)との反応物であるウレタンポリプロピレングリコールジメタクリレート
M−4:トリメチロ−ルプロパントリアクリレート
M−5:トリオキシエチルトリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学工業(株)製 NKエステルA−TMPT−3EO)
I−1:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
I−2:2−(o−クロロフェニル)−4、5−ジフェニルイミダゾール二量体
D−1:ダイアモンドグリーン(保土ヶ谷化学(株)製 アイゼン(登録商標) DIAMOND GREEN GH)
D−2:ロイコクリスタルバイオレット
上記感光性樹脂組成物を溶媒(メチルエチルケトン)に50質量%の固形分濃度で溶解させて、表2に示す(A)支持層上にバーコーターを用いて均一に塗布し、95℃の乾燥機中で1分間乾燥して、5μm厚みの(B)感光性樹脂層を形成した。比較例3においては20μm厚みを塗工した。さらに該(B)感光性樹脂層の上に(C)保護層を張り合わせて感光性樹脂積層体を得た。また表2中PETとはポリエチレンテレフタレートフィルムを意味する。
(A)支持層は表2に記載の(A−1)第一の有機ポリマーフィルムに、表2記載の(A−2)熱可塑性樹脂を塗工し、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムをラミネートすることにより得た。
(C)保護層にはT1−A742A(タマポリ社製、ポリエチレン、35μm厚み)を用いた。
(ラミネート)
上記(C)保護層を剥離した感光性樹脂積層体を、ラミネーター(エムシーケー製MRR210(商品名))を用いてCOF基板にラミネートした。その条件は、ラミネート速度:1.2m/分、ラミネートロール温度:90℃、ラミネート圧力:0.35MPa/cmとした。
なお、ラミエアーの評価にはCOF基板として、マイクロラックス(登録商標、デュポン社製、25μmのポリイミドフィルムに12μmの銅箔を積層したフレキシブル基板、Ra=0.2)、その他の評価にはエスパーフレックス(登録商標、住友金属鉱山社製、38μm厚みのポリイミドフィルムに9μm厚みの銅箔を積層したフレキシブル基板、Ra=0.04)を用いた。Raは平均面粗さであり、JIS−B−0601にしたがって原子間力顕微鏡〔ナノピックス1000(セイコーインスツルメンツ社製)〕を使用し共振モード(Dynamic Force Mode)により測定した。
クロムガラスフォトマスクを用いて、超高圧水銀ランプを有する露光機(プロジェクション露光装置UX2003SM−MS04:ウシオ電機株式会社製)により、150mJ/cm2 の露光量で評価基板を投影露光した。ここで露光された部分は、硬化レジストとなる。
(現像)
得られた評価基板から(A)支持層を除去し、0.4質量%炭酸ナトリウム水溶液をアルカリ現像液として、30℃で、スプレー圧が0.15MPaで20秒間スプレー現像することにより、(B)感光性樹脂層の未露光部を除去し、水道水で水洗後乾燥してレジストパターンを得た。
(エッチング)
レジストパターンが形成された基板をCuCl2エッチャント(50℃)HCl(2.5mol/l)により下面から0.36MPaにてスプレーし、レジストパターンに覆われていない導体をエッチングし除去した。エッチング時間は24秒行った。
得られた導体パターンの分離し得る最小ライン幅を解像度とした。
以下の方法で評価基板を評価し、結果を表2にまとめた。
[ラミエアーの評価]
評価基板表面1cm×6cmに発生したラミエアーを光学顕微鏡により観察し、ラミエアーの個数を数えた。
◎:3個未満
○:3個以上、10個未満
△:10個以上、30個未満
×:30個以上
(C)保護層を剥離した感光性樹脂積層体がラミネートされた評価基板を、各種の幅のラインに対してラインとスペースが1:1であるパターンを有するクロムガラスフォトマスクを通して露光し、現像した。得られたレジストパターンの分離し得る最小ライン幅を解像度とした。なお、実施例7については、平行光露光機(HMW−801:オーク製作所製)を用いてコンタクト露光すること以外は上記と同様に評価した。
◎:解像度が10μm未満
○:解像度が10μm以上、15μm未満
△:解像度が15μm以上、20μm未満
×:解像度が20μm以上
(C)保護層を剥離した感光性樹脂積層体がラミネートされた評価基板を、各種の幅の独立したラインからなるパターンを有するクロムガラスフォトマスクを通して露光し、現像した。剥離せずに得られる独立したレジストパターンの最小ライン幅を密着性とした。
◎:密着性が10μm未満
○:密着性が10μm以上、15μm未満
△:密着性が15μm以上、20μm未満
×:密着性が20μm以上
(C)保護層を剥離した感光性樹脂積層体がラミネートされた評価基板を、各種の幅のラインに対してラインとスペースが1:1であるパターンを有するクロムガラスフォトマスクを通して露光し、現像し、エッチングした。解像した導体パターンの最小のライン幅を導体パターンの解像度とした。
○:解像度が20μm以上、25μm未満
△:解像度が25μm以上、30μm未満
×:解像度が30μm以上
Claims (3)
- 少なくとも、(A)支持層、(B)感光性樹脂層、(C)保護層をこの順に積層してなる感光性樹脂積層体であって、
(A)支持層が、少なくとも(A−1)第一の有機ポリマーフィルム、(A−2)熱可塑性樹脂層、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムをこの順に積層して一体とした積層体であり、(A−2)熱可塑性樹脂層のガラス転移温度が(A−1)第一の有機ポリマーフィルム及び(A−3)第二の有機ポリマーフィルムのガラス転移温度より低く、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムが(B)感光性樹脂層に接触しかつ厚みが1〜20μmであり、
(B)感光性樹脂層の厚みが0.1〜15μmであり、
各層の接着力が、(B)感光性樹脂層と(C)保護層の間の接着力が最も小さく、(A−3)第二の有機ポリマーフィルムと(B)感光性樹脂層との間の接着力が2番目に小さいことを特徴とする感光性樹脂積層体。 - (a)請求項1記載の感光性樹脂積層体から保護層を剥離して表面に導体層を有する基板にラミネートするラミネート工程、(b)パターンマスクを介して露光する露光工程、(c)支持層が残っている場合は支持層を剥離した後未露光部分の感光性樹脂層を溶解して取り除く現像工程、(d)導体層のエッチングにより導体パターンを形成する導体パターン形成工程、を含むことを特徴とするチップオンフィルム配線板の製造方法。
- (b)パターンマスクを介して露光する露光工程が、パターンマスクの像をレンズを通して投影させることを特徴とする請求項2記載のチップオンフィルム配線板の製造方法。
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