JP5847754B2 - 感光性樹脂構造体、ドライフィルム、及びフレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Description
そこで本発明の目的は、フレキシブルプリント配線板上において微細なパターン形成が可能で、絶縁性、屈曲性に優れる感光性樹脂構造体、及びその硬化物を保護膜、例えば、カバーレイまたはソルダーレジストとして有するフレキシブルプリント配線板を提供することにある。
(感光性樹脂構造体)
本発明の感光性樹脂構造体は、フレキシブルプリント配線板上に積層可能で、かつ、フレキシブルプリント配線板上で光照射によりパターニングが可能であり、現像によりパターンを一括して形成することが可能なものである。ここで、パターンは、パターン状の硬化物、すなわち、保護膜を意味する。
従来、パンチング加工されたカバーレイに接着剤を塗布した後、フレキシブルプリント配線板上にカバーレイを圧着していたが、本発明では、フレキシブルプリント配線板上に現像性接着層(A)と現像性保護層(B)を積層した後、光照射及び現像により一括してパターンを形成することが可能である。
図示する構造体1は、フレキシブル基板2に銅回路3が形成されたフレキシブルプリント配線板上に、現像性接着層(A)と現像性保護層(B)とを順に有し、少なくとも現像性保護層(B)が光照射によりパターニングが可能であり、かつ、現像性接着層(A)と現像性保護層(B)とが現像によりパターンを一括形成することが可能なものである。ここで、パターニングとは、光照射された部分が、現像不可能状態から現像可能状態に変化すること(ポジ型)、又は、現像可能状態から現像不可能状態に変化すること(ネガ型)を言う。また、パターンの形成とは、光照射部分が現像されて未照射部分がパターン状に残ること(ポジ型)、又は、未照射部分が現像されて光照射部分がパターン状に残ること(ネガ型)を言う。
感光性又は非感光性の樹脂組成物(A1)は、主に、保護膜に屈曲性を付与し得る材料から適宜選定される。微細なパターンの形成のためには、樹脂組成物(A1)は感光性であることが好ましい。
一方、感光性樹脂組成物(B1)は、主に、絶縁性を付与し得る材料から適宜選定される。
現像性接着層(A)及び現像性保護層(B)に用いることができる感光性樹脂組成物(A1)及び(B1)は、ポジ型でもネガ型でもよい。
ポジ型感光性組成物としては、光照射前後の極性変化により、光照射部(露光部ともいう。)が現像液により溶解するものであれば、公知慣用のものを用いることができる。例えば、ジアゾナフトキノン化合物とアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が挙げられる。
例えば、光塩基発生剤を含有する組成物(A1)と光塩基発生剤を含有する組成物(B1)、
光塩基発生剤を含有する組成物(A1)と光重合開始剤を含有する組成物(B1)、
光重合開始剤を含有する組成物(A1)と光塩基発生剤を含有する組成物(B1)、
光重合開始剤を含有する組成物(A1)と光重合開始剤を含有する組成物(B1)、
の組合せ等が挙げられ、組み合わせは、実施形態に応じて選択できる。
本発明のドライフィルムは、前記感光性樹脂構造体の少なくとも片面が、フィルムで支持又は保護されている。
キャリアフィルムとしては、プラスチックフィルムが用いられる。キャリアフィルムの厚さについては特に制限はないが、一般に、10〜150μmの範囲で適宜選択される。 キャリアフィルム上に感光性樹脂構造体を形成した後、さらに、感光性樹脂構造体の表面に剥離可能なカバーフィルムを積層してもよい。
本発明のフレキシブルプリント配線板は、本発明の感光性樹脂構造体をフレキシブルプリント配線板上で光照射によりパターニングし、現像液にて一括してパターンを形成してなる保護膜を有する。保護膜は、カバーレイ及びソルダーレジストのうちの少なくともいずれか一方であることが好ましい。
<感光性樹脂構造体の製造方法>
フレキシブルプリント配線板上に、現像性接着層(A)と現像性保護層(B)を形成する方法としては、本発明のドライフィルムを用いるラミネート法でも、樹脂組成物(A1)、(B1)をそのまま使用する塗布法でもよい。ラミネート法では、ラミネーター等により現像性接着層(A)が、フレキシブルプリント配線板の屈曲部及び非屈曲部のうちの少なくともいずれか一方と接触するようにフレキシブルプリント配線板上にドライフィルムを貼り合わせる。
逆に、樹脂組成物(A1)からなるフィルムをフレキシブルプリント配線板にラミネートすることにより現像性接着層(A)を形成し、その現像性接着層(A)上に、感光性樹脂組成物(B1)を塗布、乾燥することにより現像性保護層(B)を形成してもよい。
光重合開始剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の場合、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が光重合開始剤を含有していればよい。
この場合、フレキシブルプリント配線板上に上記ラミネート法などにより、現像性接着層(A)及び現像性保護層(B)を有する感光性樹脂構造体を形成する。その後、接触式又は非接触方式により、ネガ型感光性樹脂構造体に対して、パターン状に光を照射し、未照射部を現像して、ネガ型のパターンの保護膜を得る。さらに熱硬化性成分を含有している組成物の場合、例えば約140〜180℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、耐熱性、耐薬品性、耐吸湿性、密着性、電気特性などの諸特性に優れた保護膜を形成することができる。
ネガ型感光性樹脂構造体が光重合開始剤を含有するため、ラジカル重合により光照射部が硬化する。
光塩基発生剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の場合も、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が光塩基発生剤を含有していればよい。この場合も、まずは、上記ラミネート方法等により、フレキシブルプリント配線板上に現像性接着層(A)及び現像性保護層(B)を有するネガ型感光性樹脂構造体を形成する。その後、ネガ型感光性樹脂構造体に対して、パターン状に光を照射することにより、光塩基発生剤から塩基を発生させて光照射部を硬化する。その後、現像により未照射部を除去してネガ型のパターンの保護膜を得る。なお、光照射後、現像性接着層(A)及び現像性保護層(B)を加熱することが好ましい。
光照射により、光照射部で塩基が発生し、その塩基により、光塩基発生剤が不安定化し、さらに塩基が発生すると考えられる。このように塩基が化学的に増殖することにより、光照射部が深部まで十分硬化する。
光酸発生剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の場合も、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が光酸発生剤を含有していればよい。この場合も、光塩基発生剤を含有する場合と同様に、上記ラミネート法等により、フレキシブルプリント配線板上に現像性接着層(A)及び現像性保護層(B)を有するネガ型感光性樹脂構造体を形成する。その後、ネガ型感光性樹脂構造体に対して、パターン状に光を照射することにより、光酸発生剤から酸を発生させて、光照射部を硬化する。その後、上記同様の現像方法より、ネガ型のパターンの保護膜を得る。
ポジ型積層樹脂構造体の場合も、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方がポジ型組成物であればよい。この場合も、上記ラミネート法等により、フレキシブルプリント配線板上に現像性接着層(A)及び現像性保護層(B)を有するポジ型感光性樹脂構造体を形成する。
そして、ポジ型感光性樹脂構造体に、パターン状に光を照射することにより、極性を変化させる。その後、光照射部を現像して、ポジ型のパターンの保護膜を得る。
直描機のレーザー光源としては、最大波長が350〜450nmの範囲にあるレーザー光を用いていればガスレーザー、固体レーザーどちらでもよい。画像形成のための露光量は膜厚等によって異なるが、一般には20〜1500mJ/cm2の範囲内とすることができる。
下記表1に示す種々の成分を同表1に示す割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、感光性樹脂組成物を調製した。
*2:ジペンタエリスリトール ヘキサアクリレート(日本化薬社製)
*3:ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹脂(DIC社製)
*4:テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学社製)
*5:アミノアルキルフェノン光重合開始剤(BASFジャパン社製)
*6:ジエチルチオキサントン増感剤(日本化薬社製)
*7:硫酸バリウム(堺化学工業社製)
*8:ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製)
*9:カルボキシル基含有ビスフェノールF型エポキシアクリレート(日本化薬社製)
*10:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート(東亞合成社製)
*11:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:1600)(三菱化学社製)
*12:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:900)(三菱化学社製)
*13:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:500)(三菱化学社製)
*14:エチルメチルイミダゾール(四国化成工業社製)
実施例1についてはラミネート法を用いた。実施例1では、キャリアフィルムにB層用の感光性樹脂組成物を塗布、乾燥して、現像性保護層を形成した後、その表面に、A層用の感光性樹脂組成物を塗布、乾燥してドライフィルムを得た。そのドライフィルムを120℃でフレキシブルプリント配線板に圧着して、感光性樹脂構造体を形成した。膜厚を表1に示す。
(実施例2)
実施例2については全面印刷法を用い、A層用の感光性樹脂組成物をフレキシブルプリント配線板上に塗布、乾燥した後、その表面にB層用の感光性樹脂組成物を塗布、乾燥し、感光性樹脂構造体を形成した。各膜厚を表1に示す。
(比較例1)
比較例1については全面印刷法を用い、B層用の感光性樹脂組成物をフレキシブルプリント配線板上に塗布、乾燥して、B層のみのフレキシブルプリント配線板を得た。膜厚を表1に示す。
(比較例2)
比較例2については全面印刷法を用い、A層用の感光性樹脂組成物をフレキシブルプリント配線板上に塗布、乾燥して、A層のみのフレキシブルプリント配線板を得た。膜厚を表1に示す。
(比較例3)
比較例3についてはラミネート法を用いた。比較例3では、パンチング加工により、5mm×5mmの開口パターンを形成したポリイミドフィルムに、A層用の樹脂を塗布、乾燥した後、120℃でフレキシブルプリント配線板に圧着した。これにより、パターンを有するフレキシブルプリント配線板を得た。その膜厚を表1に示す。
(比較例4)
比較例4ではパターン印刷法を用い、B層用の樹脂を開口5mm×5mmのパターン印刷によりフレキシブルプリント配線板上に塗布、乾燥し、B層のみのパターンを有するフレキシブルプリント配線板を得た。膜厚を表1に示す。
実施例1,2及び比較例1,2の感光性樹脂構造体については、メタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW-680−GW20)を用いてネガマスクを介して露光量500mJ/cm2で光照射し、現像(30℃、0.2MPa、1質量%炭酸ナトリウム水溶液)を行い、アルカリ現像の可否を調べた。
実施例1,2の感光性樹脂構造体及び比較例1,2の樹脂層については、上記アルカリ現像性試験と同様に、光照射及び現像により、開口部(5×5mm)を有するパターンを形成した。
実施例1,2及び比較例1〜4のパターンを有するフレキシブルプリント配線板を、180°折り曲げた。割れが発生しない場合を良好とし、割れが発生しなかった場合を不良とした。
クシ型電極(ライン/スペース=100um/100um)が形成されたフレキシブルプリント配線板に、上記アルカリ現像性試験と同様に、光照射及び現像により、実施例1、2及び比較例1〜4のパターンを形成し、評価基板を作成した。この評価基板を、130℃、湿度85%の雰囲気下の高温高湿槽に入れ、電圧50Vを荷電し、1000時間、槽内HAST試験を行った。ショートしなかった場合を良好とし、ショートした場合を不良とした。
実施例1,2の感光性樹脂構造体及び比較例1,2の樹脂層については、上記アルカリ現像性試験と同様に、光照射及び現像により、開口部(5×5mm)を有するパターンを形成した。
実施例1,2及び比較例1〜4のパターンについて、開口部(5×5mm)内側への滲み出しの有無を評価した。前記各評価試験の結果を表2に示す。
これに対し、比較例1の保護膜では、屈曲性が得られず、比較例2の保護膜では、絶縁性が不十分であった。一方、比較例3,4の保護膜は、いずれもフレキシブルプリント配線板上において、開口部への滲み出しが生じ、微細なパターンを形成するには適していないことが分かった。
2 フレキシブル基材
3 銅回路
A 現像性接着層
B 現像性保護層
Claims (7)
- 現像性接着層(A)と、
該現像性接着層(A)を介してフレキシブルプリント配線板に積層される現像性保護層(B)と、を有する感光性樹脂構造体であって、
少なくとも前記現像性保護層(B)は、光照射によりパターニングが可能であり、かつ、前記現像性接着層(A)と前記現像性保護層(B)は、現像によりパターンを一括して形成することが可能であり、
前記現像性接着層(A)が、前記現像性保護層(B)よりも厚いことを特徴とする感光性樹脂構造体。 - 前記現像性接着層(A)と前記現像性保護層(B)が共に、光照射によりパターニングが可能である請求項1に記載の感光性樹脂構造体。
- フレキシブルプリント配線板の屈曲部及び非屈曲部のうちの少なくともいずれか一方に用いられる請求項1又は2に記載の感光性樹脂構造体。
- フレキシブルプリント配線板のカバーレイ及びソルダーレジストのうちの少なくともいずれか一方を形成するために用いられる請求項1〜3のいずれか1項に記載の感光性樹脂構造体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の感光性樹脂構造体の少なくとも片面が、フィルムで支持又は保護されていることを特徴とするドライフィルム。
- フレキシブルプリント配線板上に形成された請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の感光性樹脂構造体の硬化物の保護膜を有することを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
- 前記現像性接着層(A)は、フレキシブルプリント配線板上に、感光性又は非感光性の樹脂組成物(A1)を塗布して形成される請求項6に記載のフレキシブルプリント配線板。
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