JP6050181B2 - フレキシブルプリント配線板の製造方法及びフレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明のフレキシブルプリント配線板の製造方法は、フレキシブルプリント配線板上に、アルカリ現像型感光性樹脂組成物(A1)からなる樹脂層(A)を少なくとも一層形成する工程、前記樹脂層(A)上に、イミド環を有するアルカリ溶解性樹脂、光塩基発生剤、及び熱反応性化合物を含む感光性熱硬化性樹脂組成物(B1)からなる樹脂層(B)を少なくとも一層形成する工程、前記工程にて形成した樹脂層(A)と(B)に、パターン状に光を照射する工程、前記工程にて光照射した樹脂層(A)と(B)を加熱する工程、及び、前記光照射された樹脂層(A)と(B)をアルカリ現像して、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工程、を含むことを特徴とするものである。
すなわち、従前のソルダーレジスト組成物からなる樹脂層(A)を形成し、その樹脂層(A)上に樹脂層(B)を積層することにより、耐衝撃性、屈曲性、及び低反り性などの信頼性と加工精度に優れたカバーレイとソルダーレジストをフレキシブルプリント配線板上に一括して形成することができる。なお、絶縁膜として層間絶縁膜を形成してもよい。
[樹脂層(A)の形成工程]
この工程では、フレキシブルプリント配線板上に、アルカリ現像型感光性樹脂組成物(A1)からなる樹脂層(A)を少なくとも一層形成する。樹脂層(A)はアルカリ現像が可能であるためパターン形成が可能となる。また樹脂層(A)を積層することにより回路追従性と基板との密着性を向上させることができる。
フレキシブルプリント配線板は、フレキシブル基材1上に銅回路2が形成されたものである。樹脂層(A)を形成する位置は、屈曲部及び非屈曲部のうちのいずれか一方でよいが、屈曲部と非屈曲部の両方であることが好ましい。屈曲部とは、繰り返し折り曲げされ、屈曲性が要求される部分であり、非屈曲部とは、チップ実装部などの折り曲げされない部分である。
塗布法の場合、スクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の方法により、アルカリ現像型感光性樹脂組成物(A1)をフレキシブルプリント配線板上に塗布し、50〜130℃程度の温度で15〜60分間程度加熱することにより樹脂層(A)を形成する。
ラミネート法の場合、まずは、アルカリ現像型感光性樹脂組成物(A1)を有機溶剤で希釈して適切な粘度に調整し、キャリアフィルム上に塗布、乾燥して樹脂層(A)を有するドライフィルムを作成する。次に、ラミネーター等により樹脂層(A)が、フレキシブルプリント配線板と接触するように貼り合わせた後、キャリアフィルムを剥離する。
この工程では、樹脂層(A)上に、イミド環を有するアルカリ溶解性樹脂、光塩基発生剤、及び熱反応性化合物を含む感光性熱硬化性樹脂組成物(B1)からなる樹脂層(B)を少なくとも一層形成する。樹脂層(B)は、アルカリ現像が可能であるため、微細なパターン形成が可能となり、加工精度に優れる。また、樹脂層(B)を積層することにより、耐衝撃性と屈曲性と低反り性を向上させることができる。
樹脂層(B)を形成する位置は、樹脂層(A)上で、屈曲部と非屈曲部の両方であることが好ましい。ただし、樹脂層(A)上のうち、屈曲部のみ、又は、非屈曲部のみに樹脂層(B)を形成してもよい。
また、樹脂層(B)と樹脂層(A)との間には、更なる層を介在させてもよい。
樹脂層(B)は、樹脂層(A)の形成方法と同様の方法で形成できる。
なお、樹脂層(A)と(B)は、これらを1つの積層型ドライフィルムとした後、その積層型ドライ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形成してもよい。
本発明では、銅回路への追従性の観点より、樹脂層(A)を樹脂層(B)よりも厚く形成することが好ましい。
この工程では、樹脂層(A)と(B)に対して、ネガ型のパターン状に光照射する。この工程により、感光性熱硬化性樹脂組成物に含まれる光塩基発生剤を活性化して光照射部を硬化できる。
光照射機としては、直接描画装置(例えばコンピューターからのCADデータにより直接レーザーで画像を描くレーザーダイレクトイメージング装置)、メタルハライドランプを搭載した光照射機、(超)高圧水銀ランプを搭載した光照射機、水銀ショートアークランプを搭載した光照射機、もしくは(超)高圧水銀ランプ等の紫外線ランプを使用した直接描画装置を用いることができる。
この工程では、樹脂層(A)と(B)を加熱する。これにより、光照射で発生した塩基によって深部まで十分硬化できる。この工程は、いわゆるPEB(POST EXPOSURE BAKE)工程と言われる工程である。
加熱温度は、例えば、80〜140℃である。加熱温度を80℃以上とすることにより、光照射部を十分に硬化できる。一方、加熱温度を140℃以下とすることにより、光照射部のみを選択的に硬化できる。加熱時間は、例えば、10〜100分である。なお、未照射部では、光塩基発生剤から塩基が発生しないため、熱硬化が抑制される。
この工程では、光照射された樹脂層(A)と(B)を現像して、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。この現像により、パターン状のカバーレイとソルダーレジストを一括して得ることができる。
現像方法としては、アルカリ現像であり、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等公知の方法によることができる。
アルカリ現像液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、エタノールアミン、イミダゾールなどのアミン類、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)等のアルカリ水溶液またはこれらの混合液を用いることができる。
本発明では、必要に応じて以下の工程を追加してもよい。
(第2光照射工程)
現像工程の後に、樹脂層(A)と(B)に光照射してもよい。この光照射により、先の光照射工程において、樹脂層(B)内で活性化せずに残った光塩基発生剤を活性化して、塩基を十分に発生させる。
この光照射における紫外線の波長および光照射量(露光量)は、前記光照射工程と同じであってもよく、異なっていてもよい。光照射量は、例えば、150〜2000mJ/cm2である。
また、現像工程の後に、さらに、加熱により樹脂層(A)と(B)を熱硬化(ポストキュア)してもよい。熱硬化することにより、樹脂層(A)と(B)を十分に熱硬化させることができる。加熱温度は、例えば、150℃以上である。
樹脂層(A)を構成するアルカリ現像型感光性樹脂組成物としては、フェノール性水酸基、チオール基およびカルボキシル基のうち1種以上の官能基を含有し、アルカリ溶液で現像可能な樹脂を含む組成物であれば良く、光硬化性樹脂組成物でも熱硬化性樹脂組成物でも用いることができる。好ましくはフェノール性水酸基を2個以上有する化合物、カルボキシル基含有樹脂、フェノール性水酸基およびカルボキシル基を有する化合物、チオール基を2個以上有する化合物を含む樹脂組成物が挙げられ、公知慣用のものが用いられる。
(イミド環を有するアルカリ溶解性樹脂)
本発明において、イミド環を有するアルカリ溶解性樹脂は、カルボキシル基、酸無水物基などのアルカリ溶解性基とイミド環を有するものである。このアルカリ溶解性樹脂へのイミド環の導入には公知慣用の手法を用いることができる。例えば、カルボン酸無水物成分とアミン成分及び/又はイソシアネート成分とを反応させて得られる樹脂が挙げられる。イミド化は熱イミド化で行っても、化学イミド化で行ってもよく、またこれらを併用して製造することができる。
ジイソシアネートとして、例えば4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、ジフェニルスルホンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート及びその異性体、多量体、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシシレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート類、あるいは前記芳香族ジイソシアネートを水添した脂環式ジイソシアネート類及び異性体、もしくはその他汎用のジイソシアネート類が挙げられる。
また、この酸価が200mgKOH/g以下の場合には、後述する光照射後のPEB工程でのいわゆる熱かぶりを抑制でき、プロセスマージンが大きくなる。
この分子量が1,000以上の場合、光照射及びPEB後に、十分な耐現像性と硬化物性を得ることができる。また、分子量が100,000以下の場合、アルカリ溶解性が向上し、現像が良好となる。
樹脂層(B)において用いる光塩基発生剤は、紫外線や可視光等の光照射により分子構造が変化するか、または、分子が開裂することにより、後述する熱反応性化合物の重合反応の触媒として機能しうる1種以上の塩基性物質を生成する化合物である。塩基性物質として、例えば2級アミン、3級アミンが挙げられる。
光塩基発生剤として、例えば、α−アミノアセトフェノン化合物、オキシムエステル化合物や、アシルオキシイミノ基,N−ホルミル化芳香族アミノ基、N−アシル化芳香族アミノ基、ニトロベンジルカーバメイト基、アルコオキシベンジルカーバメート基等の置換基を有する化合物等が挙げられる。なかでも、オキシムエステル化合物、α−アミノアセトフェノン化合物が好ましい。α−アミノアセトフェノン化合物としては、特に、2つ以上の窒素原子を有するものが好ましい。
樹脂層(B)において用いる熱反応性化合物は、熱による硬化反応が可能な官能基を有する樹脂であり、好ましくは、環状(チオ)エーテル基を有する樹脂であり、より好ましくは、エポキシ樹脂、多官能オキセタン化合物等が挙げられる。なお、環状(チオ)エーテル基とは、環状エーテル基及び環状チオエーテル基のうちの少なくともいずれか1方を意味する。
その他、従来公知の熱硬化触媒、熱可塑性樹脂、無機充填剤、着色剤、有機溶剤などを適宜配合できる。
<イミド環を有するアルカリ溶解性樹脂の合成例>
撹拌機、窒素導入管、分留環、冷却環を取り付けたセパラブル3つ口フラスコに、3,5−ジアミノ安息香酸を12.5g、2,2’−ビス[4―(4―アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを8.2g、NMPを30g、γ−ブチロラクトンを30g、4,4’オキシジフタル酸無水物を27.9g、トリメリット酸無水物を3.8g加え、窒素雰囲気下、室温、100rpmで4時間撹拌した。次いでトルエンを20g加え、シリコン浴温度180℃、150rpmでトルエン及び水を留去しながら4時間撹拌してイミド環を有するアルカリ溶解性樹脂溶液を得た。
下記表1記載の配合に従って、実施例に記載の材料をそれぞれ配合、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルにて混練し、樹脂層(A)及び(B)用の樹脂組成物を調製した。表中の値は、特に断りが無い限り、質量部である。
銅厚18μmで回路が形成されているフレキシブルプリント配線基材を用意し、メック社CZ−8100を使用して、前処理を行った。その後、前記前処理を行ったフレキシブルプリント配線板に、実施例1、2及び比較例1の樹脂組成物を夫々表1に示すコーティング方法にて乾燥後で25μmになるようにコーティングを行った。その後、熱風循環式乾燥炉にて90℃/30分にて乾燥し、樹脂層(A)を形成した。
上記樹脂層(A)上に実施例1及び2の感光性熱硬化性樹脂組成物を表1に示すコーティング方法にて乾燥後で10μmになるようにコーティングを行った。その後、熱風循環式乾燥炉にて90℃/30分にて乾燥し、樹脂層(B)を形成した。なお、比較例1には、樹脂層(B)の形成は行わなかった。
実施例1,2では、上記で得られた樹脂層(A)と(B)を備えるフレキシブルプリント配線板に対して、ORC社HMW680GW(メタルハライドランプ、散乱光)にて表1に示す露光量でネガ型のパターン状に光照射した。次いで90℃で60分間加熱処理を行った。その後、30℃の、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液中に基材を浸漬して3分間現像を行い、現像性の可否を評価した。比較例1では、上記で得られた樹脂層(A)を備えるフレキシブルプリント配線板に対して、実施例1と同様に、現像性の可否を評価した。得られた結果を表1に示す。
*2ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:380)(三菱化学(株)製)
*3オキシム型光重合開始剤(BASF社製)
*4ビスフェノールF型エポキシアクリレート(日本化薬(株)製)
*5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(株)製)
*6ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:900)(三菱化学(株)製)
*7ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:500)(三菱化学(株)製)
*8アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤 (BASF社製)
2 銅回路
3 樹脂層
4 樹脂層
5 マスク
Claims (1)
- フレキシブルプリント配線板上に、アルカリ可溶性ポリイミドを含まないアルカリ現像型感光性樹脂組成物(A1)からなる樹脂層(A)を少なくとも一層形成する工程、
前記樹脂層(A)上に、イミド環を有するアルカリ溶解性樹脂、光塩基発生剤、及び熱反応性化合物を含む感光性熱硬化性樹脂組成物(B1)からなる樹脂層(B)を少なくとも一層形成する工程、
前記工程にて形成した樹脂層(A)と(B)に、パターン状に光を照射する工程、
前記工程にて光照射した樹脂層(A)と(B)を加熱する工程、及び、
前記光照射後に加熱された樹脂層(A)と(B)をアルカリ現像して、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工程、
を含むことを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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