JP4561045B2 - 感光性高誘電率樹脂組成物及びそれを用いた積層体もしくは素子内蔵基板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は誘電性の感光性樹脂組成物及び、それを用いたドライフィルムもしくはそれを誘電体層としたコンデンサを内蔵した素子内蔵基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要求に伴い回路部品の高密度化、高機能化が強まっている。そのため、プリント配線板にキャパシタ(C)、レジスタ(R)、インダクタ(L)等の受動素子を実装する場合においてはその実装効率を高めるためにこれら受動素子を基板内に内蔵した構造のプリント配線板が注目されている。
【0003】
受動素子を内蔵した基板の例としては、プリント基板に設けた透孔内にリードレスの回路部品を埋設した特開昭54−38561号公報、絶縁基板に設けた貫通孔内にセラミックコンデンサー等の受動素子を埋設した特公昭60−41480号公報、半導体素子のバイパスコンデンサーをプリント基板の孔に埋設した特開平4−73992号公報及び特開平5−218615号公報等が開示されている。これは配線基板に設けられた貫通孔にチップ抵抗器またはチップコンデンサー等の既に完成されたリードレス素子を埋設した後、このリードレス素子の電極と配線基板上の配線パターンとを導電性ペーストまたは半田付けによって接続するものである。
【0004】
また、セラミック配線基板に設けたビアホール内に導電性物質と誘電性物質を充填して同時焼成した特開平8−222656号公報、有機系絶縁基板に設けた貫通孔に電子部品形成材料を埋め込んだ後、固化させてコンデンサーや抵抗器を形成した特開平10−56251号公報等が知られている。
【0005】
無機系(セラミック)配線基板の場合は、セラミックグリーンシートに設けられたビアホール内に誘電体ペーストや導電性ペーストを充填した後、高温で焼成することにより、所望のコンデンサーを内蔵した配線基板を形成することができる。ここでグリーンシートとは積層セラミックコンデンサーの製造に用いる、誘電性フィラーが樹脂に混練された焼成前のシートである。
【0006】
有機系配線基板の場合には、配線基板に設けた貫通孔にコンデンサー等の電子部品形成材料を埋め込み、固化させることによって所望のコンデンサーとした後、その上下の端面にめっきを施して電極を形成し、電子部品内蔵配線基板を形成する。
【0007】
しかしながら、これらの貫通孔を利用して焼成あるいは固化したコンデンサーで大容量を得ることは困難である。一方、あらかじめ大容量が確保されているチップコンデンサー等を貫通孔へ埋設、実装する場合は、現行で最小サイズの0603チップを用いたとしても0.3mmあるいは0.6mmの層厚みが伴うため、薄い多層基板を実現することは困難であった。
【0008】
また、チップ部品単体でみた場合、市場には、1005、0603に代表される側面に電極が構成されたチップ部品が代表的であり、それらを基板に内蔵した例は、特許文献1等に既に提案されているが、内蔵用に特性、形状を考慮したチップ部品、またそれを基板に内蔵させた例はほとんど報告されていない。数少ない例として特許文献2に、転写法を利用してアルミナ、エポキシ樹脂を主成分とするコンポジット材料より成るシート状基材(Bステージ)中に長さL及び幅Wに比べて厚さtを小さくした埋め込みに適した形状の受動素子を埋め込む方法が開示されている。
【0009】
しかしながら上述のシート状基材を用いた方法では、Bステージ状態のコンポジット材料が流動性に乏しいため、厚さが100μm以上もある積層チップコンデンサーを埋め込むことは難しく、特に静電容量を確保するために誘電体の面積を大きくすると埋め込み性は悪化する。したがって、この方法では比較的静電容量の小さなコンデンサーしか埋め込むことができない。また、むき出しの素子を真空プレスで埋没させるため素子本体及びその周辺部へのダメージや樹脂の染み出しによる受動素子内蔵基板表面の平滑性の悪化等が懸念される。
【0010】
プリント配線板に素子を内蔵するもう一つの方法としては、プリント配線板の製造工程で基板自体に造り込んでいうという方法がある。このような素子内蔵基板に内蔵されることになるコンデンサ素子の誘電体層の形成用として、高誘電体を半硬化状態にしたBステージ状態で厚さが50μm以下であるドライフィルムが開発されてきている。しかし、いずれのドライフィルムも感光性が付与されていないか、若しくは乏しい。その為、このドライフィルム状の誘電体をラミネート法などによりプリント配線板の一層全面に形成せざるを得ない。例えば、特許文献3においては感光性ではない熱硬化性樹脂と誘電体フィラーとを混合して得られる熱硬化性樹脂組成物を提供し、目的の基板上への誘電体層の形成をラミネート法により行っている。このようにして高誘電体が基板全面に形成されると、その誘電体と接する配線が存在するようになり、伝送速度の低下、電力の損失、浮遊容量などの接している配線を通過する信号に悪影響を及ぼすことがある。また、誘電体層に接した層に他の素子が存在することや誘電体層の直上にチップ部品が存在することで浮遊容量が生じてしまうので、設計に制限が出てきてしまう。
【0011】
その為、Bステージ状態のシートではなくインキを用いて、スクリーン印刷法で解像させる方法も考えられている。このことにより、配線や素子形成位置などの設計の自由度を増すことができる。しかしスクリーン版によって解像させるスクリーン印刷法では解像性の点で限界があり、配線の高密度化に対応できなくなっている。
【0012】
そこで、フォトマスクを利用した写真現像法に対応した感光性インキの開発が必要とされている。このようなフォトマスクを使用する感光性インキはプリント配線板用のソルダーレジストとして上市されているが、ソルダーレジストとしての使用の場合は加えるシリカ等のフィラーは多くとも25%程度にとどまり、通常それ以上を加えると感光性や絶縁信頼性に悪影響が出てくるという問題があった。また近年、環境への負荷対策も求められ、有機溶剤ではなく水溶性のアルカリ現像法が求められている。
【0013】
【特許文献1】
特開平11−220262号公報
【特許文献2】
特開2002−9416号公報
【特許文献3】
特開2001−233669号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、コンデンサ素子が今までの基板作成プロセスで形成でき、配線や素子形成位置などの設計の自由度を損なわない感光性高誘電率樹脂組成物及びドライフィルム(積層体)を提供し、さらにこれを誘電体層に用いたコンデンサ素子を内蔵した信頼性の高い素子内蔵基板を提供することにある。さらに、環境への負荷の軽減を目指す為、炭酸ソーダ溶液等のアルカリ性水溶液で現像可能なアルカリ現像型の樹脂組成を提供する。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、これらの問題を解決するために種々検討の結果、上記記載の問題が解決することを見いだし本発明を完成するに至った。
すなわち、請求項1に係る第1の発明は、少なくとも、
(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ化合物と不飽和カルボン酸との反応物と、飽和または不飽和多塩基酸無水物とを反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸、(C)比誘電率が50以上である誘電性フィラー、(D)(メタ)アクリル基を有する化合物を含む反応性希釈剤、(E)光重合開始剤、からなる樹脂固形分を含有する感光性高誘電率樹脂組成物を支持体に均一に塗布し、乾燥して得られるドライフィルムレジストにおいて、
前記樹脂固形分に占める前記誘電性フィラーの割合が重量比で85重量%以上であることを特徴とするドライフィルムレジストである。
【0016】
請求項2に係る第2の発明は、前記反応性希釈剤は、同分子内に(メタ)アクリル基とエポキシ基とを有する化合物を含む反応性希釈剤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レジストである。
【0017】
請求項3に係る第3の発明は、前記同分子内に(メタ)アクリル基とエポキシ基とを有する化合物が、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基を有する化合物であることを特徴とする請求項2記載のドライフィルムレジストである。
【0018】
請求項4に係る第4の発明は、前記3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基を有する化合物が、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項3記載のドライフィルムレジストである。
【0019】
請求項5に係る第5の発明は、前記感光性高誘電率樹脂組成物がアルカリ性水溶液現像型であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のドライフィルムレジストである。
【0020】
請求項6に係る第6の発明は、誘電体層を有するコンデンサ素子の製造方法であって、
請求項1から5のいずれかに記載のドライフィルムレジストを熱ラミネーション法により目的の基板に転写して基板上に皮膜を形成する工程と、前記皮膜の上にネガフィルムをあてて活性光線を照射して露光部を硬化させ、現像液を用いて未露光部を溶出して使用することによりパターニングされた誘電体層を形成する工程と、を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法である。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の感光性高誘電率樹脂組成物は少なくとも(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ化合物と不飽和カルボン酸との反応物と、飽和または不飽和多塩基酸無水物とを反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸、(C)比誘電率が50以上である誘電性フィラーを含有するものとし、さらに樹脂固形分重量比に占める(C)の割合が30重量%以上であると好ましい。この組成により、感光性を有し、かつ、高誘電率の樹脂組成物を提供することができる。ここで樹脂固形分とは、本発明の感光性高誘電率樹脂組成物に含まれる(A)〜(E)の成分を指す。
【0023】
本発明で用いられる(A)エポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂や、フェニルグリシジルエーテル、p−ブチルフェノールグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルイソシアヌレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、アリサイクリクジエポキシアセタール、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ビニルシクロヘキセンオキシドのアルコール変性物などがあげられ、これらを単独、若しくは混合して用いることができる。
【0024】
(B)エポキシ化合物と不飽和カルボン酸との反応物と、飽和または不飽和多塩基酸無水物とを反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸について、エポキシ化合物として用いられるものにはビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂や、フェニルグリシジルエーテル、p−ブチルフェノールグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルイソシアヌレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、アリサイクリクジエポキシアセタール、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ビニルシクロヘキセンオキシドのアルコール変性物等が挙げられる。
【0025】
また(B)で用いられる不飽和カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸等が挙げられる。
【0026】
(B)で用いられる、飽和または不飽和多塩基酸無水物としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の二塩基性;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族多価カルボン酸無水物;その他これに付随する例えば、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1、2−ジカルボン酸無水物のような多価カルボン酸無水物誘導体などが使用できる。さらに、樹脂への可とう性の付与や熱硬化性を高めるために上述のエポキシ化合物に加えて、種々の多官能エポキシ化合物を添加することができる。またこれらのカルボキシル基をブロックしたものを用いてもよい。
【0027】
(B)である不飽和基含有ポリカルボン酸のうち、市販されているものとしては、ダイセル化学工業(株)のACAシリーズ、共栄社化学(株)のEXシリーズ、昭和高分子(株)のSPシリーズ等が挙げられ、いずれも本発明の(B)として使用することができる。
【0028】
(B)エポキシ化合物と不飽和カルボン酸との反応物と、飽和または不飽和多塩基酸無水物とを反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸の酸価は40−350mgKOH/gが好ましく、特に50−300mgKOH/gが好ましい。40mgKOH/g未満ではアルカリ水溶液に溶解しにくく、現像後に残膜が生じやすく、充分な解像度が得られない。350mgKOH/g以上ではアルカリ水溶液に対する溶解性が大きくなりすぎて露光部も溶解し、膜減りが生じやすくなる。
【0029】
(C)誘電性フィラーとしては、無機フィラーが好ましく、その割合は重量比で樹脂:誘電性フィラー=1:99〜100:0の範囲であるが、必要とされるコンデンサーの特質に応じてその割合を変更することが可能である。高容量を得るためには通常は樹脂固形分重量比に占める(C)の割合が30重量%以上となるように誘電性フィラーを加えることが望ましい。好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上であり、85%以上加えると非常に良い。また、ここで誘電性フィラーとはシリカ等一般に充填材として用いられる比誘電率の低いものではなくBaTiO3等の誘電性である物質を必須成分とする意味であり、高い誘電率を得るためには誘電率が50以上であることが必要である。このような誘電性フィラーとして特に好ましくはBaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、Mg2TiO3、ZnTiO3、La2Ti2O7、Nd2Ti2O7、PbTiO3、CaZrO3、BaZrO3、PbZrO3、BaTi1-xZrxO3、PbZrxTi1-xO3などが用いられ、必要に応じてそれらを混合して、あるいはそれらの固溶体、焼成体を用いても良い。
【0030】
(D)(メタ)アクリル基を有する化合物を含む反応性希釈剤における(メタ)アクリル基を有する化合物としては、一般には室温で液状の多官能不飽和化合物が用いられ、本発明による感光性高誘電率樹脂組成物に対し、使用に適した粘度調整や、感光性を付与するために用いられる。この多官能不飽和化合物として具体的には、2−ヒドロキシ(エチル)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの(メタ)アクリレート類が挙げられる。
【0031】
(D)の反応性希釈剤には、光硬化と熱硬化を補強するため、(メタ)アクリル基を有する化合物として、あるいは前述のそれらに加えて更に、光硬化性と熱硬化性を合わせ持つエポキシ化合物を添加することができる。このようなエポキシ化合物としてアクリル基もしくはメタクリル基とエポキシ基とを同分子内に有する化合物は特に感光性に優れており、たとえばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルグリシジルアクリレート、メチルグリシジルメタクリレート、9,10−エポキシステアリルアクリレート、9,10−エポキシステアリルメタアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルカプロラクトンアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルカプロラクトンアクリレートなどがあげられる。なかでも3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基を有する系は他の材料と混合したときの安定性に優れより好ましい。
【0032】
本発明で使用される(E)光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエ−テル、ベンゾインイソプロピルエ−テル等のベンゾイン類及びベンゾインアルキルエ−テル系開始剤、アセトフェノン、2、2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2、2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1、1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル」−2−モルフォノ−プロパン−1−オン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン系開始剤、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−アミノアントラキノン等のアントラキノン系開始剤、2、4−ジメチルチオキサンソン、2、4−ジエチルチオキサンソン、2−クロロチオキサンソン、2、4−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン類、アセトフェノンジメチルケタ−ル、ベンジルジメチルケタ−ル等のケタ−ル系開始剤、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4、4’−ジクロロベンゾフェノン、4、4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラ−ズケトン等のベンゾフェノン系開始剤、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル系開始剤などを挙げることができ、これらは1種あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。さらに、係る光重合開始剤はエチル−4−ジメチルアミノベンゾエ−ト、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエ−ト等の安息香酸エステル類あるいはトリエチルアミン、トリエタノ−ルアミン等の三級アミン類のような公知慣用の光増感剤を1種あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。
【0033】
前記(E)光重合開始剤の含有量は、樹脂固形分100重量部に対し0.2〜20重量部(0.2〜20重量%)の範囲が好ましい。(E)光重合開始剤の使用量が0.2重量部未満では重合が不十分になりやすく、一方20重量部を越える量では硬化物の強度が不足する。好ましくは、0.5〜15重量部の範囲で配合される。
【0034】
なお、本発明では(F)充填剤、(G)有機溶媒や、その他(H)種々の添加剤を必要に応じて用いることができる。
【0035】
(F)充填材としては硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、シリカ、タルク、ゴム粒子などが挙げられ、その少なくとも1種あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。前記感光性高誘電率樹脂組成物に充填材を含有させることにより、各層の熱膨張率を整合させることができ、各層間での内部応力を緩和することができるため、剥離やクラックを防止することができる。形状としては鋭い突起やエッジの少ない球状のものがよく、充填材の平均粒径は0.1−10μm程度がよい。0.1μm以下では内部応力の緩和が難しく、増粘性があり、塗工時に問題が生じる。10μm以上だと樹脂組成物自体の脆性や光透過性が悪くなる。また、光透過性の面から、充填材の屈折率は低い方が透明性を保ちより好ましい。
【0036】
(G)有機溶剤としては、セルソルブ類、カルビトール類、(ジ)プロピレングリコールエーテル類またはこれらに対応するアセテート類、また、ケトン類や、芳香族炭化水素類などが用いられ、1種または2種以上の混合物として使用することができる。
【0037】
(H)種々の添加剤としては、例えばフタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、酸化チタン、カーボンブラック等の着色顔料、エポキシ硬化触媒、チクソトロピー付与剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、また、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ターシャリーブチルカテコールなどの重合禁止剤を用いてもよい。
【0038】
本発明の感光性高誘電率樹脂組成物を用いて、感光層を形成する方法としては、導体回路を形成した基板にローラーコート法、ディップコート法、スプレイコート法、スピナーコート法、カーテンコート法、スロットコート法、スクリーン印刷法等の各種手段により塗布する方法、あるいは前記感光性高誘電率樹脂組成物を支持体に積層して感光層とし、フィルム状に加工した、樹脂フィルムを貼付する方法等を適用することができる。
【0039】
また、本発明における感光性高誘電率樹脂組成物によって形成された感光層の好適な厚さは、通常0.1〜100μm程度であるが、より好ましくは0.1μmから30μmである。これは厚さが薄い方が、高いキャパシタ容量を得られる為である。
【0040】
本発明の感光性高誘電率樹脂組成物を基板内蔵型コンデンサの誘電体層とするには、この感光性高誘電率樹脂組成物を目的とするコンデンサ電極のある基板上に塗布し、乾燥させた後、得られた皮膜の上にネガタイプのフォトマスクをあて、紫外線等の活性光線を照射して露光部を硬化させ、更に現像液を用いて未露光部を溶出して使用する。本発明における光による硬化に適したものとしては、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等のランプから発振される光が挙げられるが、本発明の感光性高誘電率樹脂組成物に硬化反応を起こすことができるものであればよい。
【0041】
また、本発明で使用することのできる現像液としては、γ−ブチルラクトンなどのラクトン類、クロロホルムなどのハロゲン化類、セルソルブ類、カルビトール類、(ジ)プロピレングリコールエーテル類またはこれらに対応するアセテート類、エタノールなどのアルコール類、あるいは、ケトン類や、トルエンなどの芳香族炭化水素類などが用いられ、これらを1種または2種以上の混合物として使用することもできるが、環境配慮の点からアルカリ性水溶液を用いた方が好ましく、また本発明による感光性高誘電率樹脂組成物は次に述べるアルカリ性水溶液によって良好に現像することができる。アルカリ性水溶液としては炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、水酸化アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、モノエタノールアミン水溶液、ジエタノールアミン水溶液、トリエタノールアミン水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液などの無機または有機のアルカリ水溶液が挙げられる。
【0042】
上述の方法に従って本発明の感光性高誘電率樹脂組成物をプリント配線板に塗布し、露光・現像を行って誘電体層を形成することにより、精密な静電容量のコンデンサを内蔵する素子内蔵基板を、従来のプリント配線板の製造工程に大きな変更を加えることなく製造することができる。
【0043】
本発明の感光性高誘電率樹脂組成物は、液状若しくは、ドライフィルムレジスト(積層体)として用いることができる。ドライフィルムレジストとして用いる場合の支持体としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、シクロオレフィン、ノルボルネン、アルミペット、アルミニウム箔などからなるフィルムが用いられる。これらに表面加工を施したり、数種類のフィルムを積層して用いてもよい。液状の感光性高誘電率樹脂組成物を支持体に均一に塗布し、熱風等による乾燥を行い溶剤を除去して感光層を形成する。このままでドライフィルムレジストとして用いることもできるが、通常は感光層保護のために感光層上に保護フィルムを積層し、例えばロール状に巻くなどして保存される。
【0044】
このようにして得られたドライフィルムレジストを熱ラミネーション法により目的の基板に転写し、得られた皮膜の上にネガフィルムをあて、紫外線等の活性光線を照射して露光部を硬化させ、更に現像液を用いて未露光部を溶出して使用することによりパターニングされた誘電体層をより簡便に形成することができる。
【0045】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例1、参考例1〜5及び比較例1として、表1に示す成分を配合(固形分比率)し、感光性高誘電率樹脂組成物を作成した。最終的に、(A)〜(E)である総固形分が70%になるように溶媒である酢酸3−メトキシブチルで調製し、これをワニスa〜gとした。表1中の表示は重量部で表している。
【0046】
【表1】
【0047】
<実施例1、参考例1〜5、比較例1>
表1に示したワニスa〜gをスピンコーターで、乾燥後の膜厚が15μmになるように、CZ(表面粗化)処理された銅基板に全面塗布し、これを70℃、10分間乾燥し、放冷した後、指触乾燥性を調べた。次に、ネガフィルムをあて、500mJ/cm2で密着露光し、液温30℃、1%炭酸ソーダ水溶液で未感光部分をスプレー除去、さらにスプレー水洗、乾燥後に解像度を評価した。その後、乾燥オーブンにて170℃、1時間加熱硬化処理を行った。最後に、1000mJ/cm2で再度密着露光を行った。評価方法は以下による。また、評価の結果は表2に示す。
【0048】
指触乾燥性:乾燥後室温で20分間放冷し、塗膜の乾燥性を指触で判定した。乾燥性があるものを○、ないものを×とした。
【0049】
解像度:感光性高誘電率樹脂組成物(ワニス)に対して解像度評価を行い、ビア径μmを光学顕微鏡で観察した。
【0050】
誘電率:銅板上に感光性高誘電率樹脂組成物(ワニスa〜g)による誘電体層を形成し、さらにこの上にスクリーン印刷法で電極を形成し誘電特性測定用サンプルを作成した。このサンプルをLCRメーター(HEWLETT PACKARD社製 4285A)により測定周波数1MHzで静電容量測定した。得られた静電容量Cpから以下の式により誘電率εrを算出した。ここで、S:電極面積、ε0:真空の比誘電率(8.854×10−12F/m)、d:電極間距離である。
【0051】
【数1】
【0052】
【表2】
【0053】
解像性は、実施例1において120μm以下と非常に良かった。また、比較例1にあるように(C)誘電性フィラーであるチタン酸バリウムを加えない場合は樹脂自体の誘電率3となったが、誘電性フィラーを加えるにつれて樹脂組成物の誘電率は上昇し、30重量%以上のチタン酸バリウムを含有する参考例及び実施例(ワニスa〜e)では、誘電率が徐々に高くなっていった。特に80重量%を越える量のチタン酸バリウムを含有するワニスa、b及びeでは、誘電率が飛躍的に高く35以上となった。
【0054】
【発明の効果】
本発明により、コンデンサ素子が今までの基板作成プロセスで形成でき、配線や素子形成位置などの設計の自由度を損なわない感光性高誘電率樹脂組成物及びドライフィルムを提供し、またこれを誘電体層に用いたコンデンサ素子を内蔵した信頼性の高い素子内蔵基板を提供することができる。本発明の感光性高誘電率樹脂組成物によれば、特定の組成にすることによってフィラーの量を増やしても感光性を損なうことがないため、そのすぐれた感光性によって正確なパターン形成を行うことができ、正確な静電容量を有する素子内蔵型コンデンサおよびそれを内蔵した素子内蔵基板を得ることができる。さらに、炭酸ソーダ溶液等のアルカリ性水溶液で現像可能なアルカリ現像型の樹脂組成を提供することにより、環境への負荷の軽減が可能となる。
Claims (6)
- 少なくとも、
(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ化合物と不飽和カルボン酸との反応物と、飽和または不飽和多塩基酸無水物とを反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸、(C)比誘電率が50以上である誘電性フィラー、(D)(メタ)アクリル基を有する化合物を含む反応性希釈剤、(E)光重合開始剤、からなる樹脂固形分を含有する感光性高誘電率樹脂組成物を支持体に均一に塗布し、乾燥して得られるドライフィルムレジストにおいて、
前記樹脂固形分に占める前記誘電性フィラーの割合が重量比で85重量%以上であることを特徴とするドライフィルムレジスト。 - 前記反応性希釈剤は、同分子内に(メタ)アクリル基とエポキシ基とを有する化合物を含む反応性希釈剤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レジスト。
- 前記同分子内に(メタ)アクリル基とエポキシ基とを有する化合物が、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基を有する化合物であることを特徴とする請求項2記載のドライフィルムレジスト。
- 前記3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基を有する化合物が、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項3記載のドライフィルムレジスト。
- 前記感光性高誘電率樹脂組成物がアルカリ性水溶液現像型であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のドライフィルムレジスト。
- 誘電体層を有するコンデンサ素子の製造方法であって、
請求項1から5のいずれかに記載のドライフィルムレジストを熱ラミネーション法により目的の基板に転写して基板上に皮膜を形成する工程と、
前記皮膜の上にネガフィルムをあてて活性光線を照射して露光部を硬化させ、現像液を用いて未露光部を溶出して使用することによりパターニングされた誘電体層を形成する工程と、
を有することを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。
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