JP5787239B2 - 印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、これを用いたレジストパターンの形成方法、印刷レジスト積層体およびプリント配線基板 - Google Patents
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Description
R1Si(OR2)3
(式中、R1は少なくとも1個のチオール基を有する炭素数1〜4の炭化水素基を表し、R2は水素原子または炭素数1〜4の炭化水素基を表す。)で示されるチオール基含有アルコキシシラン類(a1)を加水分解および縮合して得られる化合物である。なお、一般式(1)のR2がすべて水素原子の場合は、加水分解なしに縮合反応のみにより得られる。チオール基含有アルコキシシラン類(a1)(以下、成分(a1)という)の具体例としては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリブトキシシラン、1,4−ジメルカプト−2−(トリメトキシシリル)ブタン、1,4−ジメルカプト−2−(トリエトキシシリル)ブタン、1,4−ジメルカプト−2−(トリプロポキシシリル)ブタン、1,4−ジメルカプト−2−(トリブトキシシリル)ブタン、2−メルカプトメチル−3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトメチル−3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトメチル−3−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、2−メルカプトメチル−3−メルカプトプロピルトリブトキシシラン、1,2−ジメルカプトエチルトリメトキシシラン、1,2−ジメルカプトエチルトリエトキシシラン、1,2−ジメルカプトエチルトリプロポキシシラン、1,2−ジメルカプトエチルトリブトキシシランなどがあげられ、該例示化合物はいずれか単独で、または適宜に組み合わせて使用できる。該例示化合物のうち、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランは、加水分解反応の反応性が高く、かつ入手が容易であるため特に好ましい。
また、[成分(a1)と成分(a2)に含まれる各アルコキシ基の合計モル数]/[成分(a1)と成分(a2)の合計モル数](モル比)が2.5以上3.5以下であることが好ましく、2.7以上3.2以下であることがより好ましい。前記モル比の範囲内とすることにより、ゲル化を防止しつつ、高い架橋密度の硬化膜を得ることができる。
なお、一般式(1)のR2がすべて水素原子である(a1)成分のみで成分(A)を得る場合は、加水分解を経由せず縮合反応のみとなるため、水の添加は必要でない。
また分子中に1個のヒドロキシル基及び1個の炭素−炭素2重結合を有する化合物の具体例としては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等との反応物等を挙げることができ、これらのものは、単独又は二種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
エポキシ基及び炭素−炭素2重結合を各1個のみ有する化合物と多価カルボン酸との部分エステル化物の具体例としては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、2−メチルグリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル(メタ)アクリレート類、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のエポキシシクロヘキシル誘導体類等が挙げられる。これらのものは、単独又は二種以上を適宜組み合わせて用いることができる。また多価カルボン酸としては、上記酸無水物に対応するものを用いることができる。
成分(C)におけるアリル化合物としては、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルシアヌレート、ジアリルイソシアヌレート、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、ビスフェノールAジアリルエーテル、ビスフェノールFジアリルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、トリプロピレングリコールジアリルエーテルなどのアリル基を2つ含有する化合物、トリアリルイソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテルなどのアリル基を3つ以上含有する化合物があげられる。これらの化合物は、いずれか単独で、または組み合わせて使用できる。
また、パターン形成する際には、形成後に溶剤の揮発によって気泡が発生し、パターンが乱れてしまうおそれがあるため印刷レジスト用樹脂組成物中における成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計濃度を90重量%以上とすることが好ましく、95重量%以上とすることがより好ましい。該合計濃度は、成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計濃度と印刷レジスト用樹脂組成物の調製時に加えた溶剤の量とより計算で求めてもかまわないし、印刷レジスト用樹脂組成物に含まれる溶剤の沸点以上で2時間程度加熱し、加熱前後の重量変化により求めてもよい。なお、成分(A)合成の際に溶剤を使用する場合には、反応終了後、不揮発分含有量が90重量%以上となるよう溶剤を揮発させておいてもよい。また、印刷レジスト用脂組成物を調製した後、用いた溶剤を揮発させて、成分(A)、成分(B)および成分(C)の合計濃度を高めることもできる。
OX50、AEROSIL EG50、AEROSIL TT600、(株)トクヤマ製のレオロシールQS−09、QS−10L、QS−10、QS−102、CP−102、QS−20L、QS−20、QS−25C、QS−30、QS−30C、QS−40等が挙げられる。また、疎水性ヒュームドシリカの具体例としては、日本アエロジル(株)製のAEROSIL
R972、AEROSIL R974、AEROSIL R104、AEROSIL R106、AEROSIL R202、AEROSIL R805 、AEROSIL R812、AEROSIL
R816、AEROSIL R7200、AEROSIL R8200、AEROSIL R9200、AEROSIL RY50、AEROSIL NY50、AEROSIL
RY200、AEROSIL RY200S、AEROSIL RX50、AEROSIL NAX50、AEROSIL RX200、AEROSIL RX300、AEROSIL
R504、AEROSIL DT4、(株)トクヤマ製のレオロシールMT−10、MT−10C、DM−10、DM−10C、DM−20S、DM−30、DM−30S、KS−20S、KS−20SC、HM−20L、HM−30S、PM−20L等が挙げられる。
攪拌機、冷却管、分水器、温度計、窒素吹き込み口を備えた反応装置に、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製:商品名「KBM−803」)3400部、イオン交換水936部([加水分解反応に用いる水のモル数]/[成分(a1)に含まれるアルコキシ基のモル数](モル比)=1.0)、95%ギ酸17.0部を仕込み、室温で30分間加水分解反応させた。反応中、発熱によって最大35℃温度上昇した。反応後、トルエン5670部を仕込み、加熱した。71℃まで昇温したところで、加水分解によって発生したメタノールと、トルエンの一部が留去され始めた。2時間かけて75℃まで昇温し、縮合反応させて水を留去した。さらに1時間、75℃で反応させた後、70℃、20kPaで減圧して、残存するトルエンの一部、メタノール、水、ギ酸を留去した。濃度は99.0%であった。また縮合物(A−1)のチオール基の濃度は、7.41ミリモル/gであった。
製造例1と同様の反応装置に、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン2500部、メチルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製:商品名「KBM−11」)347部([成分(a1)に含まれるチオール基のモル数]/[成分(a1)と成分(a2)の合計モル数]=0.83、[成分(a1)と成分(a2)に含まれる各アルコキシ基の合計モル数]/[成分(a1)と成分(a2)の合計モル数]=3)、イオン交換水824部([加水分解反応に用いる水のモル数]/[成分(a1)と成分(a2)に含まれる各アルコキシ基の合計モル数](モル比)=1.0)、95%ギ酸14部を仕込み、室温で30分間加水分解反応させた。反応中、発熱によって最大32℃温度上昇した。反応後、トルエン3000部を仕込み、加熱した。71℃まで昇温したところで、加水分解によって発生したメタノールとトルエンの一部が留去され始めた。1時間かけて75℃まで昇温し、縮合反応させて水を留去した。さらに1時間、75℃で反応させた後、70℃、20kPaで減圧して、残存するトルエンの一部、メタノール、水、ギ酸を留去した。さらに70℃、0.7kPaで減圧してトルエンを留去することで、縮合物(A−2)を1820部得た。濃度は98.7%であった。また、縮合物(A−2)のチオール基の濃度は、7.00ミリモル/gであった。
成分(B)HOA−HHを100部に対し、光硬化用触媒としてIrg184を1.0部、Irg184を溶解させる溶剤としてDMG2.0部を配合しカルボキシル基当量290.42g/molの印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とした。
実施例1〜7、比較例1〜3で得られた印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を銅箔、もしくはアルミ箔に膜厚10μmとなるようコーティングし、紫外線照射装置(ウシオ電機(株)製:商品名「UV−152」)を用いて254nmの検出器で積算光量が500mJ/cm2となるよう紫外線を照射することでレジスト層を得た。
1:剥離が全く見られない。
2:剥離はほとんど見られないが材料破壊がやや見られる。
3:剥離が見られる。
1:レジスト層が完全に溶解する。
2:レジスト層の一部が溶解しない。
3:レジスト層が全く溶解しない。
1:ワニスが完全に基材に転写される
2:ワニスがほぼ基材に転写される
3:ワニスが基材に転写されるが、シリコーンゴムブランケットにも半分程度残っている
4:ワニスがシリコーンゴムブランケットにほぼ残っている
実施例4で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をシリコーンゴムブランケット(線幅200μm、線間隔300μmのストライプパターン)によって銅めっきされたポリイミドフィルムにグラビア印刷し、254nmの検出器で積算光量が500mJ/cm2となるよう紫外線を照射したところ、ストライプのエッチングレジストパターンを持つ積層体が得られた。この積層体を40%の塩化第二鉄水溶液で銅をエッチングし、2%の水酸化ナトリウム水溶液でレジストパターンを剥離することで線幅200μm、線間隔300μmの銅のストライプパターンが形成されたポリイミドフィルムを得た。
実施例8と同様に実施例5で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をシリコーンゴムブランケット(線幅200μm、線間隔300μmのストライプパターン)によって銅めっきされたポリイミドフィルムにグラビア印刷し、254nmの検出器で積算光量が500mJ/cm2となるよう紫外線を照射したところ、ストライプのエッチングレジストパターンを持つ積層体が得られた。この積層体を40%の塩化第二鉄水溶液で銅をエッチングし、2%の水酸化ナトリウム水溶液でレジストパターンを剥離することで線幅200μm、線間隔300μmの銅のストライプパターンが形成されたポリイミドフィルムを得た。
実施例8と同様に実施例6で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をシリコーンゴムブランケット(線幅200μm、線間隔300μmのストライプパターン)によって銅めっきされたポリイミドフィルムにグラビア印刷し、254nmの検出器で積算光量が500mJ/cm2となるよう紫外線を照射したところ、ストライプのエッチングレジストパターンを持つ積層体が得られた。この積層体を40%の塩化第二鉄水溶液で銅をエッチングし、2%の水酸化ナトリウム水溶液でレジストパターンを剥離することで線幅200μm、線間隔300μmの銅のストライプパターンが形成されたポリイミドフィルムを得た
実施例8と同様に実施例7で得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をシリコーンゴムブランケット(線幅200μm、線間隔300μmのストライプパターン)によって銅めっきされたポリイミドフィルムにグラビア印刷し、254nmの検出器で積算光量が500mJ/cm2となるよう紫外線を照射したところ、ストライプのエッチングレジストパターンを持つ積層体が得られた。この積層体を40%の塩化第二鉄水溶液で銅をエッチングし、2%の水酸化ナトリウム水溶液でレジストパターンを剥離することで線幅200μm、線間隔300μmの銅のストライプパターンが形成されたポリイミドフィルムを得た
Claims (7)
- 一般式(1):R1Si(OR2)3 (式中、R1は少なくとも1個のチオール基を有する炭素数1〜4の炭化水素基を表し、R2は水素原子または炭素数1〜4の炭化水素基を表す。)で示されるチオール基含有アルコキシシラン類(a1)を加水分解(但し、R2がすべて水素原子の場合を除く。)および縮合して得られる縮合物(A)、ならびに分子中に少なくとも1個のカルボキシル基及び少なくとも1個の炭素−炭素2重結合を有する化合物(B)を含有することを特徴とする、印刷方式でパターンを形成する印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 縮合物(A)が、その構成成分としてチオール基を有しない金属アルコキシド類(a2)を含む請求項1に記載の印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 構成成分として、カルボキシル基を有さず少なくとも2個の炭素−炭素2重結合を有する化合物(C)を含む請求項1または2に記載の印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 構成成分として、重量平均分子量1000〜50000のエチレン性不飽和基含有モノマーを重合させたポリマー(F)を含む請求項1〜3のいずれかに記載の印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の印刷レジスト用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を基材上に印刷後、硬化させることを特徴とするレジストパターンの形成方法。
- 請求項5に記載のレジストパターンの形成方法により得られる印刷レジスト積層体。
- 請求項6に記載の印刷レジスト積層体をエッチング後、さらに印刷レジストを剥離して得られるプリント配線基板。
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