JP6130693B2 - 積層構造体、ドライフィルムおよび積層構造体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、プリント配線基板等の製造に有用な積層構造体、ドライフィルムおよび積層構造体の製造方法に関し、詳しくは、基材に対する密着性および絶縁信頼性に優れた樹脂絶縁層を備える積層構造体およびそれに用いるドライフィルムに関する。
近年、エレクトロニクス機器の軽薄短小化に伴うプリント配線板の高密度化に対応して、ソルダーレジスト等の樹脂絶縁層用の硬化性樹脂組成物にも作業性や高性能化が要求されている。例えば、電子機器の小型化、軽量化、高性能化に伴い、半導体パッケージの小型化、多ピン化が実用化され、量産化が進んでいる。このような高密度化に対応して、QFP(クワッド・フラットパック・パッケージ)、SOP(スモール・アウトライン・パッケージ)等と呼ばれるICパッケージに代わって、BGA(ボール・グリッド・アレイ)、CSP(チップ・スケール・パッケージ)等と呼ばれるICパッケージが登場した。このようなパッケージ基板や高耐熱性が要求される車載用のプリント配線板に用いられるソルダーレジストとしては、従来、種々の硬化性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
パッケージ基板のようなファインピッチの配線パターンを備えるプリント配線板においては、配線パターンが高密度に、互いに近接して形成されるため、配線パターンのライン間でショートやクロストークノイズが生じたりするおそれが高くなる。
また、自動車、特に駆動部の電気制御化が進む中、エンジンルームやその周辺など、周辺環境温度が高い場所にプリント配線板が搭載されることが多くなっている。車載用のプリント配線板は、搭載箇所によっては80℃から150℃といった高温下に長期に亘って曝されることになる。
したがって、これらパッケージ基板や車載用プリント配線板に用いられる高性能ソルダーレジストには、高い絶縁信頼性が要求されている。
一方、ソルダーレジスト等の樹脂絶縁層を形成する前に、通常、基板表面を粗化するための前処理が行われるが、用途に応じて基板の前処理方法が多様化してきており、必ずしも強い粗化処理が行われず、十分なアンカー効果が期待できないことがある。その為、樹脂絶縁層にはどのような前処理であっても基板への密着性を十分に有することが必要とされている。
特開昭61−243869号公報(特許請求の範囲)
しかしながら、ソルダーレジスト等の樹脂絶縁層に対して年々高まる絶縁信頼性への要求と基材への密着性の確保との両立は難しくなってきており、さらなる研究開発が必要となっている。
そこで本発明の目的は、基材に対する密着性および絶縁信頼性に優れた樹脂絶縁層を備える積層構造体、それに用いるドライフィルムおよび積層構造体の製造方法を提供することにある。
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、基材と、該基材上に形成された複数層の樹脂絶縁層を有する積層構造体において、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)を基材に接する層とし、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を少なくとも1層以上有することで上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の積層構造体は、基材と、該基材上に形成された複数層からなる樹脂絶縁層を有する積層構造体であって、前記複数層の樹脂絶縁層のうち、基材に接する層が、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)であり、該N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)以外に、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を少なくとも1層以上有することを特徴とするものである。
本発明の積層構造体は、前記複数層の樹脂絶縁層のうち、表面層が、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)であることが好ましい。
また、本発明の積層構造体は、前記基材が、予め導体回路層が形成されたプリント配線基板であり、前記樹脂絶縁層がソルダーレジストであることが好ましい。
また、本発明の積層構造体は、前記複数層からなる樹脂絶縁層が、前記N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)と前記P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)の2層からなることが好ましい。
また、本発明の積層構造体は、前記P原子を含む硬化促進剤が、4級ホスホニウム塩を含むことが好ましい。
本発明のドライフィルムは、上記いずれかの積層構造体を製造する為に用いられるドライフィルムであって、フィルムと、該フィルム上に形成された複数層からなる硬化性樹脂層を有し、前記複数層の硬化性樹脂層のうち、フィルムに接する層または最外層が、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)であり、該N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)以外に、P原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)を有することを特徴とするものである。
本発明の積層構造体の製造方法は、上記ドライフィルムを、基材表面に前記硬化性樹脂層(A’)が接するように、基材にラミネートする工程を備えることを特徴とするものである。
本発明により、基材に対する密着性および絶縁信頼性に優れた樹脂絶縁層を備える積層構造体およびそれに用いるドライフィルムを提供することが可能となる。
図1は、本発明のドライフィルムの好適な一態様を示す模式的断面図である。
本発明の積層構造体は、基材と、該基材上に形成された複数層からなる樹脂絶縁層を有する積層構造体であって、前記複数層の樹脂絶縁層のうち、基材に接する層が、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)であり、該N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)以外に、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を少なくとも1層以上有することを特徴とするものである。好ましくは、複数層の樹脂絶縁層のうちの表面層、即ち最外層が、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)である。
N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成するための硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物、感光性樹脂組成物のいずれであってもよいが、感光性樹脂組成物であることが好ましい。
N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)を形成する為の硬化性樹脂組成物およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成する為の硬化性樹脂組成物においては、硬化促進剤以外の成分は同様のものを用いることができる。N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成するための硬化性樹脂組成物を構成する各成分は、両硬化性樹脂組成物間で共通であっても異なっていてもよいが、樹脂絶縁層間の密着性、コストなどの観点から、硬化促進剤以外の成分は共通であることが好ましい。また、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)を形成する為の硬化性樹脂組成物は、P原子を含む硬化促進剤を実質的に含まず、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成する為の硬化性樹脂組成物は、N原子を含む塩基性化合物を実質的に含まない。
以下、詳述する。
[積層構造体]
本発明の積層構造体の樹脂絶縁層は、本発明のドライフィルムを構成する硬化性樹脂層により形成されていることが好ましい。具体的には、後述するN原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)を含むドライフィルムをラミネートし、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、前記N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成することが好ましい。
なお、本発明の積層構造体は、ブレードコーター、リップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等の適宜の方法により、基材に樹脂組成物を直接塗布・乾燥して樹脂絶縁層を形成してもよい。その際、基材に接する層がN原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)となるようにする。また、樹脂組成物を基材上に塗布、乾燥することにより前記N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)を形成し、その樹脂絶縁層上に、ドライフィルムをラミネートして前記P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成する方法によってもよい。
逆に、ドライフィルムを基材にラミネートすることにより前記樹脂絶縁層(A)を形成し、その絶縁樹脂層上に、前記樹脂組成物を塗布、乾燥することにより前記P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成してもよい。
本発明の積層構造体の樹脂絶縁層はCOレーザーやUV−YAGレーザー等の半導体レーザーを照射することでパターニングが可能である。また、COレーザーやUV−YAGレーザー、またはドリルにより、穴を開けることが出来る。穴は積層構造体の任意の層と導通が可能な貫通穴(スルーホール)でも内層の回路と積層構造体表面の導通を目的とする部分穴(コンフォーマルビア)のどちらもあけることが出来る。
穴あけ加工後、穴の内壁や底部に存在する残渣(スミヤ)を除去することと、導体層(その後に形成する金属めっき層)とのアンカー効果を発現させるために表面に微細な凹凸状の粗化面を形成することを目的として、市販のデスミヤ液(粗化剤)または過マンガン酸塩、重クロム酸塩、オゾン、過酸化水素/硫酸、硝酸等の酸化剤を含有する液で処理を行う。
次に、デスミヤ液で残渣を除去した穴や、微細な凹凸状に粗化した皮膜表面にサブトラクティブ法やセミアディティブ法により、回路を形成する。いずれの方法においても、無電解めっき、または電解めっき後、或いは両方のめっきを施した後に、金属のストレス除去、強度向上の目的で約80℃〜180℃で10分〜60分程度の熱処理(アニール処理)を施してもよい。
ここで用いる金属めっきとしては、銅、錫、はんだ、ニッケル等特に制限は無く、複数組み合わせて使用することも出来る。また、ここで用いるめっきの代わりに金属のスパッタリング等で代用することも可能である。
また、樹脂絶縁層が感光性の硬化性樹脂層や感光性樹脂組成物を塗布・乾燥した乾燥塗膜により形成される場合、基材(基板)上に形成された硬化性樹脂層や乾燥塗膜を、接触式(または非接触方式)により、パターンを形成したフォトマスクを通して、選択的に活性エネルギー線により露光もしくはレーザーダイレクト露光機により直接パターン露光する。硬化性樹脂層や乾燥塗膜は、露光部(活性エネルギー線により照射された部分)が硬化する。
活性エネルギー線照射に用いられる露光機としては、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露光機、(超)高圧水銀ランプを搭載した露光機、LEDを搭載した露光機、水銀ショートアークランプを搭載した露光装置を用いることができる。
活性エネルギー線としては、最大波長が350〜410nmの範囲にある光を用いることが好ましい。最大波長をこの範囲とすることにより、光重合開始剤から効率よくラジカルを生成することができる。また、その露光量は膜厚等によって異なるが、一般には5〜500mJ/cm、好ましくは10〜300mJ/cmの範囲内とすることができる。
直接描画装置としては、例えば、日本オルボテック社製、ペンタックス社製、オーク社製、大日本スクリーン社製等のものを使用することができ、最大波長が350〜410nmの活性エネルギー線を照射する装置であればいずれの装置を用いてもよい。
このようにして硬化性樹脂層や乾燥塗膜を露光することにより、露光部(活性エネルギー線により照射された部分)を硬化させた後、未露光部を希アルカリ水溶液(例えば、0.3〜3質量%炭酸ソーダ水溶液)により現像して、硬化性樹脂層や乾燥塗膜にパターンが形成される。
このとき、現像方法としては、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等によることができる。また、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、アミン類等のアルカリ水溶液を用いることができる。
さらに、硬化性樹脂層や硬化性樹脂組成物が熱硬化成分を含有する場合、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、カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基と、例えば分子中に複数の環状エーテル基および環状チオエーテル基の少なくとも何れか1種を有する熱硬化成分が反応し、耐熱性、耐薬品性、耐吸湿性、密着性、絶縁信頼性等の諸特性に優れた樹脂絶縁層(パターン)を形成することができる。
本発明の積層構造体中の樹脂絶縁層の全膜厚は、100μm以下が好ましく、5〜50μmの範囲がより好ましい。例えば樹脂絶縁層が2層構造である積層構造体の場合、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)は1〜50μm、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)は1〜50μmの厚さとすることが好ましい。N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)とP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)の比率は1:9〜9:1の範囲が好ましい。
前記基材としては、予め回路形成されたプリント配線板やフレキシブルプリント配線板の他、紙−フェノール樹脂、紙−エポキシ樹脂、ガラス布−エポキシ樹脂、ガラス−ポリイミド、ガラス布/不繊布−エポキシ樹脂、ガラス布/紙−エポキシ樹脂、合成繊維−エポキシ樹脂、フッ素樹脂・ポリエチレン・ポリフェニレンエーテル,ポリフェニレンオキシド・シアネートエステル等の複合材を用いた全てのグレード(FR−4等)の銅張積層板、ポリイミドフィルム、PETフィルム、ガラス基板、セラミック基板、ウエハ板等を用いることができる。
本発明の積層構造体が有する樹脂絶縁層はプリント配線板の永久被膜として好適であり、中でもソルダーレジストや層間絶縁材料として好適である。
[ドライフィルム]
本発明のドライフィルムは上記のように、本発明の積層構造体を製造するのに好ましく用いることができるものであり、キャリアフィルムの上に、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)が形成されているものである。N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)は好適には、硬化促進剤としてN原子を有する塩基性化合物を含む硬化性樹脂組成物を塗布・乾燥して形成されるものである。また、P原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)は好適には、P原子を有する硬化促進剤を含む硬化性樹脂組成物を塗布・乾燥して形成されるものである。
本発明のドライフィルムは、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)が、基材に接するようにラミネートされて使用される。そのため、フィルムに接する層または最外層が、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)である。好ましくは、キャリアフィルム上にN原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)が形成され、その上にP原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)が形成されてなるものである。
また、本発明のドライフィルムは、キャリアフィルムに樹脂組成物をブレードコーター、リップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等の適宜の方法により均一に塗布し、乾燥して、前記した硬化性樹脂層を形成し、好ましくはその上にカバーフィルムを積層することにより、製造することができる。カバーフィルムとキャリアフィルムは同一のフィルム材料であっても、異なるフィルムを用いてもよい。
本発明のドライフィルムにおいてキャリアフィルム、カバーフィルムのフィルム材料は、ドライフィルムに用いられるものとして公知のものをいずれも使用することができる。
キャリアフィルムとしては、例えば2〜150μmの厚みのポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルムなどの熱可塑性フィルムが用いられる。
カバーフィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を使用することができるが、硬化性樹脂層との接着力が、キャリアフィルムよりも小さいものがよい。
本発明のキャリア中の硬化性樹脂層の全膜厚は、100μm以下が好ましく、5〜50μmの範囲がより好ましい。例えば硬化性樹脂層が2層構造であるドライフィルムの場合、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)は1〜50μm、P原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)は1〜50μmの厚さとすることが好ましい。N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(A’)とP原子を含む硬化促進剤を含有する硬化性樹脂層(B’)の比率は1:9〜9:1の範囲が好ましい。
以下、前記ドライフィルムまたは硬化性樹脂組成物を構成する各成分について詳述する。
[N原子を含む塩基性化合物]
N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)を形成する為のドライフィルムまたは硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤としてN原子を含む塩基性化合物を含有する。N原子を含む塩基性化合物としては、分子構造中にN原子を有する塩基性の化合物であればいずれでもよいが、好ましくは、エポキシ化合物やオキセタン化合物の硬化促進剤(硬化触媒)、エポキシ基やオキセタニル基とカルボキシル基やフェノール基との反応の硬化促進剤(硬化触媒)として公知のものである。
本発明において好適なN原子を含む塩基性化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、メラミン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールベンゾトリアゾールなどの複素環化合物が挙げられる。これらのN原子を含む塩基性化合物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用しても構わない。
上記N原子を含む塩基性化合物の配合量は、通常の量的割合で充分であり、例えば組成物全体の0.01〜15質量%、より好ましくは0.1〜10質量%である。
[P原子を含む硬化促進剤]
P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成する為のドライフィルムまたは硬化性樹脂組成物は、P原子を含む硬化促進剤を含有する。本発明に用いるP原子を含む硬化促進剤としては、分子中にP原子を有する硬化促進剤(硬化触媒)で公知のものであればいずれでもよいが、好ましくは、エポキシ化合物やオキセタン化合物の硬化促進剤(硬化触媒)、エポキシ基やオキセタニル基とカルボキシル基やフェノール基との反応の硬化促進剤(硬化触媒)として公知のものである。
本発明において用いることができるP原子を含む硬化触媒の例としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリ−o−トリルホスフィン、トリ−m−トリルホスフィン、トリナドノ2,4キシリルフォスフィン等の3級ホスフィン、テトラホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラパラメチルフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩などの4級ホスホニウム塩等が挙げられる。中でも4級ホスホニウム塩が好ましい。更にその中でもテトラフェニルホスホニウムテトラパラメチルフェニルボレートが貯蔵安定性の観点から特に好ましい。これらのP原子を含む硬化触媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上混合して使用しても構わない。
上記P原子を含む硬化促進剤の配合量は、通常の量的割合で充分であり、例えば組成物全体の0.01〜15質量%、より好ましくは0.1〜10質量%である。
[硬化性樹脂組成物]
N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成するためのドライフィルムまたは硬化性樹脂組成物は、感光性、非感光性何れであってもよい。感光性ドライフィルムまたは感光性樹脂組成物としては、カルボキシル基含有樹脂やフェノール樹脂などを含むアルカリ現像型のものが好ましく、特にカルボキシル基含有樹脂、光重合開始剤、熱硬化成分を含有するアルカリ現像型のものがより好ましい。
[カルボキシル基含有樹脂]
上記カルボキシル基含有樹脂として、分子中にカルボキシル基を有している従来公知の各種カルボキシル基含有樹脂を使用できるが、特に、分子中にエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂が、光硬化性や解像性の面から好ましい。エチレン性不飽和二重結合は、アクリル酸もしくはメタアクリル酸またはそれらの誘導体由来であることが好ましい。尚、エチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有非感光性樹脂のみを用いる場合、組成物を光硬化性とするためには、後述する分子中にエチレン性不飽和基を有する化合物、即ち光重合性モノマーを併用する必要がある。
カルボキシル基含有樹脂の具体例としては、以下のような化合物(オリゴマーおよびポリマーのいずれでもよい)を挙げることができる。
(1)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドとを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(2)後述するような2官能またはそれ以上の多官能(固形)エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂。
(3)後述するような2官能(固形)エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂。
(4)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(5)ジイソシアネートと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール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、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物およびジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。
(6)(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α−メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有非感光性樹脂。
(7)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ジアルコール化合物およびポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基およびアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有非感光性ウレタン樹脂。
(8)後述するような2官能オキセタン樹脂にアジピン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有非感光性ポリエステル樹脂。
(9)前記(5)または(7)の樹脂の合成中に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。
(10)前記(5)または(7)の樹脂の合成中に、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの等モル反応物など、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。
(11)上記(1)〜(10)の樹脂にさらに1分子内に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を付加してなるカルボキシル基含有感光性樹脂。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレートおよびそれらの混合物を総称する用語で、他の類似の表現についても同様である。
前記のようなカルボキシル基含有樹脂は、バックボーン・ポリマーの側鎖に多数のカルボキシル基を有するため、希アルカリ水溶液による現像が可能になる。
また、前記カルボキシル基含有樹脂の酸価は、40〜200mgKOH/gの範囲が適当であり、より好ましくは45〜120mgKOH/gの範囲である。カルボキシル基含有樹脂の酸価が40mgKOH/g未満であるとアルカリ現像が困難となり、一方、200mgKOH/gを超えると現像液による露光部の溶解が進むために、必要以上にラインが痩せたり、場合によっては、露光部と未露光部の区別なく現像液で溶解剥離してしまい、正常なレジストパターンの描画が困難となるので好ましくない。
また、前記カルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量は、樹脂骨格により異なるが、一般的に2,000〜150,000、さらには5,000〜100,000の範囲にあるものが好ましい。重量平均分子量が2,000未満であると、タックフリー性能が劣ることがあり、露光後の塗膜の耐湿性が悪く、現像時に膜減りが生じ、解像度が大きく劣ることがある。一方、重量平均分子量が150,000を超えると、現像性が著しく悪くなることがあり、貯蔵安定性が劣ることがある。
このようなカルボキシル基含有樹脂の配合量は、組成物全体の20〜60質量%、好ましくは30〜60質量%の範囲が適当である。カルボキシル基含有樹脂の配合量が上記範囲より少ない場合、被膜強度が低下したりするので好ましくない。一方、上記範囲より多い場合、組成物の粘性が高くなったり、塗布性等が低下するので好ましくない。
これらカルボキシル基含有樹脂は、前記列挙したものに限らず使用することができ、1種類を単独で用いてもよく、複数種を混合しても用いてもよい。特に前記カルボキシル基含有樹脂の中で芳香環を有している樹脂が屈折率が高く、解像性に優れるので好ましく、さらにノボラック構造を有しているものが解像性だけでなく、PCTやクラック耐性に優れているので好ましい。中でも、カルボキシル基含有感光性樹脂(1)、(2)は、PCT耐性などの諸特性を満足しながら、解像性にも優れたソルダーレジストを得ることができるため好ましい。
[光重合開始剤]
上記光重合開始剤としては、オキシムエステル基を有するオキシムエステル系光重合開始剤、アルキルフェノン系光重合開始剤、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤からなる群から選択される1種以上の光重合開始剤を好適に使用することができる。
特に、上記オキシムエステル系開始剤が添加量も少なくて済み、アウトガスが抑えられるため、PCT耐性やクラック耐性に効果があり好ましい。
オキシムエステル系光重合開始剤としては、市販品として、BASFジャパン社製のCGI−325、イルガキュアー OXE01、イルガキュアー OXE02、ADEKA社製N−1919、NCI−831などが挙げられる。また、分子内に2個のオキシムエステル基を有する光重合開始剤も好適に用いることができ、具体的には、下記一般式で表されるカルバゾール構造を有するオキシムエステル化合物が挙げられる。
Figure 0006130693
(式中、Xは、水素原子、炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、フェニル基、フェニル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、
アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)、ナフチル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)を表し、Y、Zはそれぞれ、水素原子、炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、ハロゲン基、フェニル基、フェニル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)、ナフチル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)、アンスリル基、ピリジル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基を表し、Arは、結合か、炭素数1〜10のアルキレン、ビニレン、フェニレン、ビフェニレン、ピリジレン、ナフチレン、チオフェン、アントリレン、チエニレン、フリレン、2,5−ピロール−ジイル、4,4’−スチルベン−ジイル、4,2’−スチレン−ジイルで表し、nは0か1の整数である。)
特に、前記一般式中、X、Yが、それぞれメチル基またはエチル基であり、Zはメチルまたはフェニルであり、nは0であり、Arは、結合か、フェニレン、ナフチレン、チオフェンまたはチエニレンであることが好ましい。
また、好ましいカルバゾールオキシムエステル化合物として、下記一般式で表すことができる化合物を挙げることもできる。
Figure 0006130693
(式中、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基、または、ニトロ基、ハロゲン原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を表す。
は、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、または、炭素原子数1〜4のアルキル基もしくはアルコキシ基で置換されていてもよいフェニル基を表す。
は、酸素原子または硫黄原子で連結されていてもよく、フェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基を表す。
は、ニトロ基、または、X−C(=O)−で表されるアシル基を表す。
Xは、炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいアリール基、チエニル基、モルホリノ基、チオフェニル基、または、下記式で示される構造を表す。)
Figure 0006130693
その他、特開2004−359639号公報、特開2005−097141号公報、特開2005−220097号公報、特開2006−160634号公報、特開2008−094770号公報、特表2008−509967号公報、特表2009−040762号公報、特開2011−80036号公報記載のカルバゾールオキシムエステル化合物等を挙げることができる。
このようなオキシムエステル系光重合開始剤の配合量は、組成物全体の0.01〜5質量%とすることが好ましく、0.25〜3質量%とすることがより好ましい。
0.01〜5質量%とすることにより、光硬化性および解像性に優れ、密着性やPCT耐性も向上し、さらには無電解金めっき耐性などの耐薬品性にも優れるソルダーレジストを得ることができる。
これに対して、0.01質量%未満であると、銅上での光硬化性が不足し、ソルダーレジスト塗膜が剥離するとともに、耐薬品性などの塗膜特性が低下する。一方、5質量%を超えると、ソルダーレジスト塗膜表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。
アルキルフェノン系光重合開始剤の市販品としてはBASFジャパン社製イルガキュアー184、ダロキュアー1173、イルガキュアー2959、イルガキュアー127などのα―ヒドロキシアルキルフェノンタイプが挙げられる。
α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、具体的には2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられる。市販品としては、BASFジャパン社製のイルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379などが挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、具体的には2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。市販品としては、BASF社製のルシリンTPO、BASFジャパン社製のイルガキュアー819などが挙げられる。
これらα−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の配合量は、組成物全体の0.1〜25質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましい。
0.1〜25質量%であることにより、光硬化性および解像性に優れ、密着性やPCT耐性も向上し、さらには無電解金めっき耐性などの耐薬品性にも優れるソルダーレジストを得ることができる。
これに対して、0.1質量%未満であると、同様に銅上での光硬化性が不足し、ソルダーレジストが剥離するとともに、耐薬品性などの塗膜特性が低下する。一方、25質量%を超えると、アウトガスの低減効果が得られず、さらにソルダーレジスト表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。
また、光重合開始剤としてはBASFジャパン製のイルガキュアー389も好適に用いることが出来る。イルガキュアー389の好適な配合量は、組成物全体の0.1〜20質量%であり、さらに好適には、1〜15質量%である。
そして、イルガキュアー784等のチタノセン系光重合開始剤も好適に用いることが出来る。チタノセン系光重合開始剤の好適な配合量は、組成物全体の0.01〜5質量%であり、さらに好適な配合量は、0.01〜3質量%である。
これらの光重合開始剤を好適な配合量とすることにより、光硬化性および解像性に優れ、密着性やPCT耐性も向上し、さらには無電解金めっき耐性などの耐薬品性にも優れたソルダーレジストとすることができる。
これに対して、好適な配合量未満であると、銅上での光硬化性が不足し、ソルダーレジストが剥離するとともに、耐薬品性などの塗膜特性が低下する。一方、好適な配合量を超えると、アウトガスの低減効果が得られず、さらにソルダーレジスト表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。
上記感光性樹脂組成物は、光重合開始剤の他に、光開始助剤、増感剤を用いることができる。感光性樹脂組成物に好適に用いることができる光重合開始剤、光開始助剤および増感剤としては、ベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アントラキノン化合物、チオキサントン化合物、ケタール化合物、ベンゾフェノン化合物、3級アミン化合物、およびキサントン化合物などを挙げることができる。
ベンゾイン化合物としては、具体的には、例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、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が挙げられる。
アセトフェノン化合物としては、具体的には、例えばアセトフェノン、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などが挙げられる。
アントラキノン化合物としては、具体的には、例えば2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンなどが挙げられる。
チオキサントン化合物としては、具体的には、例えば2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。
ケタール化合物としては、具体的には、例えばアセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。
ベンゾフェノン化合物としては、具体的には、例えばベンゾフェノン、4−ベンゾイルジフェニルスルフィド、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、4−ベンゾイル−4’−エチルジフェニルスルフィド、4−ベンゾイル−4’−プロピルジフェニルスルフィドなどが挙げられる。
3級アミン化合物としては、具体的には、例えばエタノールアミン化合物、ジアルキルアミノベンゼン構造を有する化合物、例えば、市販品では、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(日本曹達社製ニッソキュアーMABP)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製EAB)などのジアルキルアミノベンゾフェノン、7−(ジエチルアミノ)−4−メチル−2H−1−ベンゾピラン−2−オン(7−(ジエチルアミノ)−4−メチルクマリン)などのジアルキルアミノ基含有クマリン化合物、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬社製カヤキュアーEPA)、2−ジメチルアミノ安息香酸エチル(インターナショナルバイオ−シンセエティックス社製Quantacure DMB)、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル(インターナショナルバイオ−シンセエティックス社製Quantacure BEA)、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエチルエステル(日本化薬社製カヤキュアーDMBI)、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル(Van Dyk社製Esolol 507)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製EAB)などが挙げられる。
これらのうち、チオキサントン化合物および3級アミン化合物が好ましい。特に、チオキサントン化合物が含まれることが、深部硬化性の面から好ましい。中でも、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン化合物を含むことが好ましい。
このようなチオキサントン化合物の配合量としては、組成物全体の20質量%以下であることが好ましい。チオキサントン化合物の配合量が20質量%を超えると、厚膜硬化性が低下するとともに、製品のコストアップに繋がる。より好ましくは10質量%以下である。
また、3級アミン化合物としては、ジアルキルアミノベンゼン構造を有する化合物が好ましく、中でも、ジアルキルアミノベンゾフェノン化合物、最大吸収波長が350〜450nmの範囲内にあるジアルキルアミノ基含有クマリン化合物およびケトクマリン類が特に好ましい。
ジアルキルアミノベンゾフェノン化合物としては、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノンが、毒性も低く好ましい。ジアルキルアミノ基含有クマリン化合物は、最大吸収波長が350〜410nmと紫外線領域にあるため、着色が少なく、無色透明な感光性組成物はもとより、着色顔料を用い、着色顔料自体の色を反映した着色ソルダーレジストを提供することが可能となる。特に、7−(ジエチルアミノ)−4−メチル−2H−1−ベンゾピラン−2−オンが、波長400〜410nmのレーザー光に対して優れた増感効果を示すことから好ましい。
このような3級アミン化合物の配合量としては、組成物全体の0.01〜20質量%であることが好ましい。3級アミン化合物の配合量が0.01質量%未満であると、十分な増感効果を得ることができない傾向にある。一方、20質量%を超えると、3級アミン化合物による乾燥ソルダーレジストの表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。より好ましくは0.5〜10質量%である。
これらの光重合開始剤、光開始助剤および増感剤は、単独でまたは2種類以上の混合物として使用することができる。
このような光重合開始剤、光開始助剤、および増感剤の総量は、組成物全体の30質量%以下であることが好ましい。30質量%を超えると、これらの光吸収により深部硬化性が低下する傾向にある。
[熱硬化成分]
上記感光性樹脂組成物には、熱硬化成分を加えることが好ましい。熱硬化成分を加えることにより耐熱性が向上することが期待できる。本発明に用いられる熱硬化成分としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体等のアミノ樹脂、ブロックイソシアネート化合物、シクロカーボネート化合物、多官能エポキシ化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、ビスマレイミド、カルボジイミド樹脂等の公知の熱硬化性樹脂が使用できる。特に好ましいのは、分子中に複数の環状エーテル基および環状チオエーテル基(以下、環状(チオ)エーテル基と略す)の少なくとも何れか1種を有する熱硬化成分である。
上記の分子中に複数の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化成分は、分子中に3、4または5員環の環状(チオ)エーテル基のいずれか一方または2種類の基を複数有する化合物であり、例えば、分子内に複数のエポキシ基を有する化合物、すなわち多官能エポキシ化合物、分子内に複数のオキセタニル基を有する化合物、すなわち多官能オキセタン化合物、分子内に複数のチオエーテル基を有する化合物、すなわちエピスルフィド樹脂等が挙げられる。
前記多官能エポキシ化合物としては、ADEKA製のアデカサイザーO−130P、アデカサイザーO−180A、アデカサイザーD−32、アデカサイザーD−55等のエポキシ化植物油;三菱化学社製のjER828、jER834、jER1001、jER1004、ダイセル化学工業社製のEHPE3150、DIC社製のエピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、東都化成社製のエポトートYD−011、YD−013、YD−127、YD−128、ダウケミカル社製のD.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、住友化学工業社製のスミ−エポキシESA−011、ESA−014、ELA−115、ELA−128、旭化成工業社製のA.E.R.330、A.E.R.331、A.E.R.661、A.E.R.664等(何れも商品名)のビスフェノールA型エポキシ樹脂;YDC−1312、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、YSLV−80XYビスフェノール型エポキシ樹脂、YSLV−120TEチオエーテル型エポキシ樹脂(いずれも東都化成社製);三菱化学社製のjERYL903、DIC社製のエピクロン152、エピクロン165、東都化成社製のエポトートYDB−400、YDB−500、ダウケミカル社製のD.E.R.542、住友化学工業社製のスミ−エポキシESB−400、ESB−700、旭化成工業社製のA.E.R.711、A.E.R.714等(何れも商品名)のブロム化エポキシ樹脂;三菱化学社製のjER152、jER154、ダウケミカル社製のD.E.N.431、D.E.N.438、DIC社製のエピクロンN−730、エピクロンN−770、エピクロンN−865、東都化成社製のエポトートYDCN−701、YDCN−704、日本化薬社製のEPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306、住友化学工業社製のスミ−エポキシESCN−195X、ESCN−220、旭化成工業社製のA.E.R.ECN−235、ECN−299等(何れも商品名)のノボラック型エポキシ樹脂;日本化薬社製NC−3000、NC−3100等のビフェノールノボラック型エポキシ樹脂;DIC社製のエピクロン830、三菱化学社製jER807、東都化成社製のエポトートYDF−170、YDF−175、YDF−2004のビスフェノールF型エポキシ樹脂;東都化成社製のエポトートST−2004、ST−2007、ST−3000(商品名)等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱化学社製のjER604、東都化成社製のエポトートYH−434、住友化学工業社製のスミ−エポキシELM−120等(何れも商品名)のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;ヒダントイン型エポキシ樹脂;ダイセル化学工業社製のセロキサイド2021、CY179等(何れも商品名)の脂環式エポキシ樹脂;三菱化学社製のYL−933、ダウケミカル社製のT.E.N.、EPPN−501、EPPN−502等(何れも商品名)のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;三菱化学社製のYL−6056、YX−4000、YL−6121(何れも商品名)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂またはそれらの混合物;日本化薬社製EBPS−200、ADEKA社製EPX−30、DIC社製のEXA−1514(商品名)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;三菱化学社製のjER157S(商品名)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;三菱化学社製のjERYL−931等(何れも商品名)のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;日産化学工業社製のTEPIC等(何れも商品名)の複素環式エポキシ樹脂;日本油脂社製ブレンマーDGT等のジグリシジルフタレート樹脂;東都化成社製ZX−1063等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;新日鐵化学社製ESN−190、ESN−360、DIC社製HP−4032、EXA−4750、EXA−4700等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;DIC社製HP−7200、HP−7200H等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;日本油脂社製CP−50S、CP−50M等のグリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂;さらにシクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートの共重合エポキシ樹脂;エポキシ変性のポリブタジエンゴム誘導体(例えばダイセル化学工業製PB−3600等)、CTBN変性エポキシ樹脂(例えば東都化成社製のYR−102、YR−450等)等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特にノボラック型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂またはそれらの混合物が好ましい。
多官能オキセタン化合物としては、例えば、ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレートやそれらのオリゴマーまたは共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタンアルコールとノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、またはシルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂とのエーテル化物等が挙げられる。その他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体等も挙げられる。
分子中に複数の環状チオエーテル基を有する化合物としては、例えば、三菱化学社製のビスフェノールA型エピスルフィド樹脂YL7000等が挙げられる。また、同様の合成方法を用いて、ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基の酸素原子を硫黄原子に置き換えたエピスルフィド樹脂なども用いることができる。
このような分子中に複数の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化成分の配合量は、前記カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基1当量またはフェノール樹脂のフェノール基1当量に対して、0.6〜2.5当量が好ましい。配合量が0.6未満である場合、ソルダーレジストにカルボキシル基が残り、耐熱性、耐アルカリ性、電気絶縁性等が低下する。一方、2.5当量を超える場合、低分子量の環状(チオ)エーテル基が乾燥塗膜に残存することにより、塗膜の強度等が低下する。より好ましくは、0.8〜2.0当量である。
さらに、他の熱硬化成分としては、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体等のアミノ樹脂が挙げられる。例えばメチロールメラミン化合物、メチロールベンゾグアナミン化合物、メチロールグリコールウリル化合物およびメチロール尿素化合物等がある。さらに、アルコキシメチル化メラミン化合物、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン化合物、アルコキシメチル化グリコールウリル化合物およびアルコキシメチル化尿素化合物は、それぞれのメチロールメラミン化合物、メチロールベンゾグアナミン化合物、メチロールグリコールウリル化合物およびメチロール尿素化合物のメチロール基をアルコキシメチル基に変換することにより得られる。このアルコキシメチル基の種類については特に限定されるものではなく、例えばメトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基等とすることができる。特に人体や環境に優しいホルマリン濃度が0.2%以下のメラミン誘導体が好ましい。
これらの市販品としては、例えば、サイメル300、同301、同303、同370、同325、同327、同701、同266、同267、同238、同1141、同272、同202、同1156、同1158、同1123、同1170、同1174、同UFR65、同300(いずれも三井サイアナミッド社製)、ニカラックMx−750、同Mx−032、同Mx−270、同Mx−280、同Mx−290、同Mx−706、同Mx−708、同Mx−40、同Mx−31、同Ms−11、同Mw−30、同Mw−30HM、同Mw−390、同Mw−100LM、同Mw−750LM、(いずれも三和ケミカル社製)等を挙げることができる。このような熱硬化成分は単独または2種以上を併用することができる。
本発明で用いる感光性樹脂組成物には、1分子内に複数のイソシアネート基またはブロック化イソシアネート基を有する化合物を加えることができる。このような1分子内に複数のイソシアネート基またはブロック化イソシアネート基を有する化合物としては、ポリイソシアネート化合物、またはブロックイソシアネート化合物等が挙げられる。なお、ブロック化イソシアネート基とは、イソシアネート基がブロック剤との反応により保護されて一時的に不活性化された基であり、所定温度に加熱されたときにそのブロック剤が解離してイソシアネート基が生成する。上記ポリイソシアネート化合物、またはブロックイソシアネート化合物を加えることにより硬化性および得られる硬化物の強靭性を向上することが確認された。
このようなポリイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートまたは脂環式ポリイソシアネートが用いられる。
芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、o−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネートおよび2,4−トリレンダイマー等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)およびイソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートの具体例としてはビシクロヘプタントリイソシアネートが挙げられる。並びに先に挙げられたイソシアネート化合物のアダクト体、ビューレット体およびイソシアヌレート体等が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物としては、イソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤との付加反応生成物が用いられる。ブロック剤と反応し得るイソシアネート化合物としては、例えば、上述のポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
イソシアネートブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフェノールおよびエチルフェノール等のフェノール系ブロック剤;ε−カプロラクタム、δ−パレロラクタム、γ−ブチロラクタムおよびβ−プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;アセト酢酸エチルおよびアセチルアセトン等の活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルエーテル、グリコール酸メチル、グリコール酸ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチルおよび乳酸エチル等のアルコール系ブロック剤;ホルムアルデヒドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系ブロック剤;ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系ブロック剤;酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミドおよびマレイン酸イミド等のイミド系ブロック剤;キシリジン、アニリン、ブチルアミン、ジブチルアミン等のアミン系ブロック剤;イミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系ブロック剤;メチレンイミンおよびプロピレンイミン等のイミン系ブロック剤等が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物は市販のものであってもよく、例えば、スミジュールBL−3175、BL−4165、BL−1100、BL−1265、デスモジュールTPLS−2957、TPLS−2062、TPLS−2078、TPLS−2117、デスモサーム2170、デスモサーム2265(いずれも住友バイエルウレタン社製)、コロネート2512、コロネート2513、コロネート2520(いずれも日本ポリウレタン工業社製)、B−830、B−815、B−846、B−870、B−874、B−882(いずれも三井武田ケミカル社製)、TPA−B80E、17B−60PX、E402−B80T(いずれも旭化成ケミカルズ社製)等が挙げられる。なお、スミジュールBL−3175、BL−4265はブロック剤としてメチルエチルオキシムを用いて得られるものである。このような1分子内に複数のイソシアネート基、またはブロック化イソシアネート基を有する化合物は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような1分子内に複数のイソシアネート基またはブロック化イソシアネート基を有する化合物の配合量は、組成物全体の0.1〜50質量%が好ましい。配合量が0.1質量%未満の場合、十分な塗膜の強靭性が得られない。一方、50質量%を超えた場合、保存安定性が低下する。より好ましくは、1〜30質量%である。
N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成するためのドライフィルムまたは硬化性樹脂組成物として好適な感光性樹脂組成物は、さらに、感光性モノマー、フィラー、シアネート化合物を含有することが好ましい。
[感光性モノマー]
上記感光性樹脂組成物には、感光性モノマーとして、分子中にエチレン性不飽和基を有する化合物を配合することが好ましい。分子中にエチレン性不飽和基を有する化合物は、活性エネルギー線の照射により光硬化して、本発明の感光性樹脂組成物をアルカリ水溶液に不溶化し、または不溶化を助けるものである。このような化合物としては、慣用公知のポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、カーボネート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートが使用でき、具体的には、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシアルキルアクリレート類;エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類;N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアクリルアミド類;N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレートなどのアミノアルキルアクリレート類;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコールまたはこれらのエチレオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、もしくはε−カプロラクトン付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、およびこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの多価アクリレート類;上記に限らず、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートジオール、水酸基末端ポリブタジエン、ポリエステルポリオールなどのポリオールを直接アクリレート化、もしくは、ジイソシアネートを介してウレタンアクリレート化したアクリレート類およびメラミンアクリレート、および上記アクリレートに対応する各メタクリレート類の少なくとも何れか1種などが挙げられる。
さらに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂に、アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート樹脂や、さらにそのエポキシアクリレート樹脂の水酸基に、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシアクリレートとイソホロンジイソシアネート等のジイソシアネートのハーフウレタン化合物を反応させたエポキシウレタンアクリレート化合物等が挙げられる。このようなエポキシアクリレート系樹脂は、指触乾燥性を低下させることなく、光硬化性を向上させることができる。
上記のような分子中にエチレン性不飽和基を有する化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。特に1分子内に4個から6個のエチレン性不飽和基を有する化合物が光反応性と解像性の観点から好ましく、さらに1分子内に2個のエチレン性不飽和基を有する化合物を用いると、硬化物の線熱膨張係数が低下し、PCT時における剥がれの発生が低減されることから好ましい。
上記のような分子中にエチレン性不飽和基を有する化合物の配合量は、組成物全体の2〜50質量%が好ましい。配合量が、2質量%未満の場合、光硬化性が低下し、活性エネルギー線照射後のアルカリ現像により、パターン形成が困難となる。一方、50質量%を超えた場合、希アルカリ水溶液に対する溶解性が低下して、塗膜が脆くなる。より好ましくは、3〜40質量%である。
以上、感光性樹脂組成物について説明してきたが、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(A)およびP原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層(B)を形成するためのドライフィルムまたは硬化性樹脂組成物が非感光性である場合は、硬化促進剤および熱硬化成分を含む、熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。非感光性樹脂組成物は、感光性を付与する必要が無いため、上記カルボキシル基含有樹脂、感光性モノマー、および、光重合開始剤を含まなくても良い。また、熱硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤および熱硬化成分の他、シアネート化合物といった成分を含むことが好ましい。硬化促進剤、熱硬化成分およびシアネート化合物、フェノール樹脂は前記の各成分と同様のものを挙げることができる。その他、フィラーなど、上記した感光性樹脂組成物と同様の任意成分を含むことができる。熱硬化性樹脂組成物は、基材への塗布後例えば140〜180℃で加熱することにより硬化させることができる。
以下、任意成分について説明する。
[フィラー]
本発明に用いる硬化性樹脂組成物は、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーは、硬化性樹脂組成物の硬化物の硬化収縮を抑制し、密着性、硬度などの特性を向上させるために使用される。無機フィラーとしては、例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、ノイブルグ珪土、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、等が挙げられる。
上記無機フィラーの平均粒子径は5μm以下であることが好ましい。配合割合は、組成物全体の75質量%以下が好ましく、より好ましくは0.1〜60質量%である。無機フィラーの配合割合が75質量%を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布性が低下したり、硬化性樹脂組成物の硬化物が脆くなることがある。
[シアネート化合物]
上記硬化性樹脂組成物はシアネート樹脂を含有することが好ましい。シアネート樹脂は、硬化性樹脂組成物に高耐熱性、低誘電正接、低熱膨張率等を付与させることができる。シアネート樹脂としては、特に限定されるものではなく、シアネート基(−O−C≡N)を有するシアン酸エステルモノマーや多官能シアン酸エステルモノマーを予備反応させたプレポリマーを用いることができ、例えば、ノボラック型(フェノールノボラック型、アルキルフェノールノボラック型など)シアネート樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂、ビスフェノール型(ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型など)シアネート樹脂、およびこれらが一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。また、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン等の多官能シアン酸エステル類のモノマーまたはプレポリマーとビスマレイミド等の多官能マレイミド類のモノマーまたはプレポリマ−とを95:5〜5:95の質量比で予備反応あるいは予備混合させたもの(例えば、三菱瓦斯化学社製BTレジン)を用いることもできる。これらのシアネート樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
シアネート樹脂の具体例としては、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート(オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニル)メタン、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアネートフェニル)エタン等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。
市販されているシアネート樹脂としては、フェノールノボラック型多官能シアネート樹脂としてはロンザジャパン社製PT30(シアネート当量124)、ビスフェノールAジシアネートの一部または全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマーとしてはロンザジャパン社製BA230(シアネート当量232)、ジシクロペンタジエン構造含有シアネート樹脂としてはロンザジャパン社製DT−4000、DT−7000等が挙げられる。
上記シアネート樹脂の配合量は、組成物全体の、1〜50質量%が好ましい。配合量が50質量%を超えた場合、現像性が低下する。より好ましくは、2〜30質量%である
上記硬化性樹脂組成物は、さらに、任意成分として、有機溶剤、エラストマー、メルカプト化合物、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、密着促進剤、重合禁止剤、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイト等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系等の消泡剤およびレベリング剤の少なくとも何れか1種、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系等のシランカップリング剤、防錆剤、ホスフィン酸塩、燐酸エステル誘導体、フォスファゼン化合物等のリン化合物等の難燃剤、ブロック共重合体といった公知の添加剤類を配合してもよい。
[有機溶剤]
上記硬化性樹脂組成物において、上記カルボキシル基含有樹脂の合成や組成物の調製のため、または基材やキャリアフィルムに塗布するための粘度調整のため、有機溶剤を使用することができる。
このような有機溶剤としては、ケトン類、芳香族炭化水素類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、エステル類、アルコール類、脂肪族炭化水素、石油系溶剤などが挙げることができる。より具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテートなどのエステル類;エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などである。このような有機溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合物として用いてもよい。
[エラストマー]
上記硬化性樹脂組成物には、官能基を有するエラストマーを添加することができる。官能基を有するエラストマーを加えることで、コーティング性が向上し、塗膜の強度も向上することが期待できる。官能基を有するエラストマーとしては、例えば商品名を挙げるとR−45HT、Poly bd HTP−9(以上、出光興産社製)、エポリード PB3600(ダイセル化学工業社製)、デナレックス R−45EPT(ナガセケムテックス社製)、Ricon 130、Ricon 131、Ricon 134、Ricon 142、Ricon 150、Ricon 152、Ricon 153、Ricon 154、Ricon 156、Ricon 157、Ricon 100、Ricon 181、Ricon 184、Ricon 130MA8、Ricon 130MA13、Ricon 130MA20、Ricon 131MA5、Ricon 131MA10、Ricon 131MA17、Ricon 131MA20、Ricon 184MA6、Ricon 156MA17(以上、サートマー社製)などがある。ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステルウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステルアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマーを用いることができる。また、種々の骨格を有するエポキシ樹脂の一部または全部のエポキシ基を両末端カルボン酸変性型ブタジエン−アクリロニトリルゴムで変性した樹脂なども使用できる。さらには、エポキシ含有ポリブタジエン系エラストマー、アクリル含有ポリブタジエン系エラストマー、水酸基含有ポリブタジエン系エラストマー、水酸基含有イソプレン系エラストマーなども使用することができる。これらエラストマーの配合量は、組成物全体の1〜50質量%好ましくは3〜30質量%の範囲が適当である。また、これらのエラストマーは、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
[メルカプト化合物]
上記硬化性樹脂組成物には、必要に応じてメルカプト化合物を添加してもよい。特に、基材に接する側の樹脂絶縁層形成のための硬化性樹脂組成物にメルカプト化合物を加えることにより、PCT耐性とHAST耐性が向上することが期待できる。これは、密着性が向上するためと考えられる。
メルカプト化合物としては、例えばメルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプトブタノール、メルカプトプロパンジオール、メルカプトブタンジオール、ヒドロキシベンゼンチオールおよびその誘導体である、1−ブタンチオール、ブチル−3−メルカプトプロピオネート、メチル−3−メルカプトプロピオネート、2,2−(エチレンジオキシ)ジエタンチオール、エタンチオール、4−メチルベンゼンチオール、ドデシルメルカプタン、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、1−オクタンチオール、シクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、チオグリセロール、4,4−チオビスベンゼンチオール等が挙げられる。
これらの市販品としては、例えばBMPA、MPM、EHMP、NOMP、MBMP、STMP、TMMP、PEMP、DPMP、およびTEMPIC(以上、堺化学工業社製)、カレンズMT−PE1、カレンズMT−BD1、およびカレンズ−NR1(以上、昭和電工社製)等を挙げることができる。
さらに、複素環を有するメルカプト化合物として、例えば、メルカプト−4−ブチロラクトン(別名:2−メルカプト−4−ブタノリド)、2−メルカプト−4−メチル−4−ブチロラクトン、2−メルカプト−4−エチル−4−ブチロラクトン、2−メルカプト−4−ブチロチオラクトン、2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−メトキシ−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−エトキシ−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−メチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−エチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−(2−メトキシ)エチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−(2−エトキシ)エチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、2−メルカプト−5−バレロラクトン、2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−メチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−エチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−(2−メトキシ)エチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−(2−エトキシ)エチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプト−5−メチルチオ−チアジアゾール、2−メルカプト−6−ヘキサノラクタム、2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製:商品名ジスネットF)、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製:商品名ジスネットDB)、および2−アニリノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製:商品名ジスネットAF)等が挙げられる。
これらの中でも、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール(川口化学工業社製:商品名アクセルM)、3−メルカプト−4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール、5−メチル−1,3,4−チアジアゾール−2−チオール、1−フェニル−5−メルカプト−1H−テトラゾールが好ましい。
このようなメルカプト化合物の配合量は、組成物全体の0.01質量%以上10.0質量%以下が適当であり、さらに好ましくは0.05質量%以上5質量%以下である。0.01質量%未満では、メルカプト化合物添加の効果としての密着性の向上が確認されず、一方、10.0質量%を超えると、感光性樹脂組成物の現像不良、乾燥管理幅の低下などを引き起こすおそれがあるので好ましくない。これらのメルカプト化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用することもできる。
[着色剤]
上記硬化性樹脂組成物には、着色剤を配合することができる。着色剤としては、赤、青、緑、黄などの慣用公知の着色剤を使用することができ、顔料、染料、色素のいずれでもよい。具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.;ザ ソサイエティ オブ ダイヤーズ アンド カラリスツ(The Society of Dyers and Colourists)発行)番号が付されているものを挙げることができる。但し、環境負荷低減並びに人体への影響の観点からハロゲンを含有しないことが好ましい。
赤色着色剤:
赤色着色剤としてはモノアゾ系、ジズアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがあり、具体的には以下のものが挙げられる。
モノアゾ系:PigmentRed 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15,16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 112, 114,146, 147, 151, 170, 184, 187, 188, 193,210, 245, 253, 258, 266, 267, 268, 269。
ジスアゾ系:PigmentRed 37, 38, 41。
モノアゾレーキ系:Pigment Red 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1,49:2, 50:1, 52:1, 52:2,53:1, 53:2, 57:1, 58:4, 63:1, 63:2, 64:1,68。
ベンズイミダゾロン系:Pigment Red 171、PigmentRed 175、Pigment Red 176、PigmentRed 185、Pigment Red 208。
ぺリレン系:SolventRed 135、SolventRed 179、PigmentRed 123、PigmentRed 149、PigmentRed 166、PigmentRed 178、PigmentRed 179、PigmentRed 190、PigmentRed 194、PigmentRed 224。
ジケトピロロピロール系:Pigment Red 254、PigmentRed 255、Pigment Red 264、PigmentRed 270、Pigment Red 272。
縮合アゾ系:PigmentRed 220、PigmentRed 144、PigmentRed 166、PigmentRed 214、PigmentRed 220、PigmentRed 221、PigmentRed 242。
アンスラキノン系:Pigment Red 168、PigmentRed 177、Pigment Red 216、SolventRed 149、Solvent Red 150、SolventRed 52、Solvent Red 207。
キナクリドン系:PigmentRed 122、PigmentRed 202、PigmentRed 206、PigmentRed 207、PigmentRed 209。
青色着色剤:
青色着色剤としてはフタロシアニン系、アントラキノン系があり、顔料系はピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には、下記のようなものを挙げることができる:Pigment Blue 15、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6、Pigment Blue 16、Pigment Blue 60。
染料系としては、SolventBlue 35、SolventBlue 63、SolventBlue 68、SolventBlue 70、SolventBlue 83、SolventBlue 87、SolventBlue 94、SolventBlue 97、SolventBlue 122、SolventBlue 136、SolventBlue 67、SolventBlue 70等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
緑色着色剤:
緑色着色剤としては、同様にフタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系があり、具体的にはPigmentGreen 7、Pigment Green 36、SolventGreen 3、Solvent Green 5、SolventGreen 20、Solvent Green 28等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
黄色着色剤:
黄色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等があり、具体的には以下のものが挙げられる。
アントラキノン系:Solvent Yellow 163、PigmentYellow 24、Pigment Yellow 108、PigmentYellow 193、Pigment Yellow 147、PigmentYellow 199、Pigment Yellow 202。
イソインドリノン系:Pigment Yellow 110、PigmentYellow 109、Pigment Yellow 139、PigmentYellow 179、Pigment Yellow 185。
縮合アゾ系:PigmentYellow 93、PigmentYellow 94、PigmentYellow 95、PigmentYellow 128、PigmentYellow 155、PigmentYellow 166、PigmentYellow 180。
ベンズイミダゾロン系:Pigment Yellow 120、PigmentYellow 151、Pigment Yellow 154、PigmentYellow 156、Pigment Yellow 175、PigmentYellow 181。
モノアゾ系:PigmentYellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 61,62, 62:1, 65, 73, 74, 75, 97, 100, 104,105, 111, 116, 167, 168, 169, 182, 183。
ジスアゾ系:PigmentYellow 12, 13, 14, 16, 17, 55, 63, 81,83, 87, 126, 127, 152, 170, 172, 174,176, 188, 198。
その他、色調を調整する目的で紫、オレンジ、茶色、黒などの着色剤を加えてもよい。
具体的に例示すれば、Pigment Violet 19、23、29、32、36、38、42、SolventViolet13、36、C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ73、C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7等がある。
前記したような着色剤は適宜配合できるが、組成物全体の10質量%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.05〜5質量%である。
以下に実施例および比較例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではないことはもとよりである。尚、以下において「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
(アルカリ可溶性樹脂合成例1)
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置および撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(商品名「ショーノールCRG951」、昭和電工社製、OH当量:119.4)119.4部、水酸化カリウム1.19部およびトルエン119.4部を仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。次に、プロピレンオキシド63.8部を徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cmで16時間反応させた。その後、室温まで冷却し、この反応溶液に89%リン酸1.56部を添加混合して水酸化カリウムを中和し、不揮発分62.1%、水酸基価が182.2g/eq.であるノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液を得た。これは、フェノール性水酸基1当量当りプロピレンオキシドが平均1.08モル付加しているものであった。
得られたノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液293.0部、アクリル酸43.2部、メタンスルホン酸11.53部、メチルハイドロキノン0.18部およびトルエン252.9部を、撹拌機、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、110℃で12時間反応させた。反応により生成した水は、トルエンとの共沸混合物として、12.6部の水が留出した。その後、室温まで冷却し、得られた反応溶液を15%水酸化ナトリウム水溶液35.35部で中和し、次いで水洗した。その後、エバポレーターにてトルエンをジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート118.1部で置換しつつ留去し、ノボラック型アクリレート樹脂溶液を得た。次に、得られたノボラック型アクリレート樹脂溶液332.5部およびトリフェニルホスフィン1.22部を、撹拌器、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、テトラヒドロフタル酸無水物60.8部を徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させ、冷却後、取り出した。このようにして、不揮発分65%、固形物の酸価87.7mgKOH/gのカルボキシル基含有感光性樹脂の溶液(以下、A−1と略称する)を得た。
(アルカリ可溶性樹脂合成例2)
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置および撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(商品名「ショーノールCRG951」、昭和電工社製、OH当量:119.4)119.4部、水酸化カリウム1.19部およびトルエン119.4部を仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。次に、プロピレンオキシド63.8部を徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cmで16時間反応させた。その後、室温まで冷却し、この反応溶液に89%リン酸1.56部を添加混合して水酸化カリウムを中和し、不揮発分62.1%、水酸基価が182.2g/eq.であるノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液を得た。これは、フェノール性水酸基1当量当りプロピレンオキシドが平均1.08モル付加しているものであった。
得られたノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液302.6部を、エバポレーターにてトルエンをジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート188.0部で置換しつつ留去した。次に、得られたノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液371.0部およびトリフェニルホスフィン1.22部を、撹拌器、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、テトラヒドロフタル酸無水物166.0部を徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させ、冷却後、取り出した。このようにして、不揮発分65%、固形物の酸価161mgKOH/gのカルボキシル基含有感光性樹脂の溶液(以下、A−2と略称する)を得た。
(硬化性性樹脂組成物例1〜13)
下記表1に示す種々の成分を表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、ソルダーレジスト用硬化性樹脂組成物を調製した。
Figure 0006130693
前記表1中の各添数字の意味は以下のとおりである。
*1:フェノールノボラック樹脂(DIC社製フェノライト)固形分65% 溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)35%
*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 ロンザジャパン社製PT30
*4:NC−3000(日本化薬社製)固形分60%、溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)40%
*5:ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製)
*6: ビスフェノールA型エポキシ樹脂 jER828(三菱化学社製)
*7:エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−1−(O−アセチルオキシム) イルガキュアー OXE02(BASFジャパン社製)
*8:B−30(硫酸バリウム、堺化学工業社製)
*9:SO−E2(シリカ、アドマテックス社製)
*10:トリ−p−トリルホスフィン
*11:トリフェニルホスフィン
*12:テトラフェニルホスホニウムテトラパラメチルフェニルボレート
*13:メラミン
*14:2E4MZ (2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成社製)
*15:2−ビニル−4,6−ジアミノ−1,3,5−トリアジン
ドライフィルムの作製:
(実施例1〜11および比較例1〜8)
上記硬化性樹脂組成物例1〜13を用いて、下記表2に示す組合せで、パターン形成可能な多層構造の硬化性樹脂層を有するドライフィルムを作製した。ドライフィルムは、キャリアフィルムとして38μmの厚みのポリエステルフィルムを用いて、硬化性樹脂組成物をアプリケーターを用いてキャリアフィルム上に塗布し、80℃で10分乾燥した後に、次の硬化性樹脂組成物を塗布して、80℃で10分乾燥する、という作業を繰り返して作製した。なお、硬化性樹脂組成物は、基板にラミネートする時に基板から見て最外層となる硬化性樹脂組成物から順番に塗布・乾燥を行った。フィルムに接する層から順にL1層、L2層、L3層とする。
図1に、実施例7および10以外の実施例および比較例に従い作製されたドライフィルムの断面を模式的に示す。図1に示すドライフィルムは、キャリアフィルム4上に硬化性樹脂層3(L1 層)と硬化性樹脂層2(L2層)とが順次積層されており、硬化性樹脂層2(L2層)上にはカバーフィルム1が積層されている。尚、実施例7および10については、図示はしないが、硬化性樹脂層2(L2層)上に更に硬化性樹脂層(L3層)が積層され、硬化性樹脂層(L3層)上にカバーフィルム1が積層されている。
Figure 0006130693
(最適露光量)
(実施例1〜10及び比較例1〜7)
銅厚15μmの回路が形成されている片面プリント配線基板を用意し、メック社製CZ8100を使用して前処理を行った。この基板に前記各実施例および比較例にかかるドライフィルムを、L1層が基板に接するように、真空ラミネーターを用いて張り合わせることにより、基板上に2層ないし3層構造の硬化性樹脂層を形成した。この基板を高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いてステップタブレット(Kodak No.2)を介して露光し、現像(30℃、0.2MPa、1質量%NaCO水溶液)を60秒で行った際に残存するステップタブレットのパターンが3段の時を最適露光量とし、実施例1〜9と比較例1〜7は何れも100mJ/cmの露光量にて以下の試験を行った。
(特性試験)
(実施例1〜10及び比較例1〜7)
銅厚15μmの回路が形成してある片面プリント配線基板を用意し、メック社製CZ8100を使用して前処理を行った。この基板に前記各実施例および比較例にかかるドライフィルムを、L1層が基板に接するように、真空ラミネーターを用いて張り合わせることにより、基板上に層構造の硬化性樹脂層を形成した。この基板に、高圧水銀ショートアークランプを搭載した露光装置を用いて上記最適露光量でソルダーレジストパターンを露光した後、キャリアフィルムを剥離し、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液によりスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間現像を行い、開口径80μmのソルダーレジストパターンを得た。この基板を、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cmの条件で紫外線照射した後、160℃で60分加熱して硬化した。得られたプリント配線板(評価基板)について以下のように特性を評価した。
(特性試験)
(実施例11及び比較例8)
銅厚15μmの回路が形成してある片面プリント配線基板を用意し、メック社製CZ8100を使用して前処理を行った。この基板に前記実施例11および比較例8にかかるドライフィルムを、L1層が基板に接するように、真空ラミネーターを用いて張り合わせることにより、基板上に層構造の硬化性樹脂層を形成した。この基板をCOレーザー(10.6μm)を用いて加工し、開口径80μmのソルダーレジストパターンを得た。次に残渣除去を目的として下記デスミア処理条件に従って、過マンガン酸デスミア水溶液(湿式法)処理を行なった。
デスミア処理条件(ローム&ハース社)
膨潤 MLB−211 温度80℃/時間10min
過マンガン酸 MLB−213 温度80℃/時間15min
還元 MLB−216 温度50℃/時間5min
得られたプリント配線板(評価基板)について以下のように特性を評価した。
<無電解金めっき耐性>
市販品の無電解ニッケルめっき浴および無電解金めっき浴を用いて、ニッケル0.5μm、金0.03μmの条件でめっきを行い、ソルダーレジストのめっきのしみ込みの有無を評価した後、テープピーリングによりソルダーレジストの剥がれの有無を評価した。判定基準は以下のとおりである。
○:染み込み、剥がれが見られない。
△:めっき後に少し染み込みが確認されるが、テープピール後の剥がれは見られない。
×:テープピール後の剥がれがある。
<PCT耐性>
上記無電解金めっきした評価基板を121℃、2気圧、湿度100%の高圧高温高湿槽に300時間入れ、ソルダーレジストの状態変化を以下の評価基準で評価した。
○:顕著な膨れ、変色なし。
△:顕著な剥がれなし。一部剥がれ若しくは変色有り。
×:顕著な膨れ、変色あり。
<絶縁信頼性>
ライン/スペース=50/50μmのクシ型電極パターンを用い、上記の条件で評価基板を作製し、絶縁信頼性(電極腐食性)の評価を行った。
評価方法は、このクシ型電極を121℃、97%R.H.の加温加湿条件下でDC30Vのバイアス電圧を印加し、絶縁劣化に至るまでの時間を測定した。ここで、電気抵抗値が1×10−6Ωを下回った時点で絶縁劣化と判定した。
評価基準は以下の通り
○:絶縁劣化に至るまでの時間が200時間超
△:絶縁劣化に至るまでの時間が100時間〜200時間
×:絶縁劣化に至るまでの時間が100時間未満
Figure 0006130693
表3に示すように、実施例1〜11は絶縁信頼性と密着性を両立した積層構造体を得ることが可能であることが確認された。これは、基板表面に接する樹脂絶縁層にN原子を有する塩基性化合物を含有することで、基板との密着性が発現したものと考えられる。また、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層以外に、P原子を含む硬化促進剤を含有する樹脂絶縁層を少なくとも1層以上有している。該樹脂絶縁層にP原子を含む硬化促進剤を含有することで、絶縁信頼性が向上したものと考えられる。
1 カバーフィルム
2 硬化性樹脂層(L2層)
3 硬化性樹脂層(L1層)
4 キャリアフィルム

Claims (7)

  1. 基材と、該基材上に形成された複数層からなる樹脂絶縁層を有する積層構造体であって、前記複数層の樹脂絶縁層のうち、基材に接する層が、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有し、P原子を含む硬化促進剤を含有しない樹脂絶縁層(A)であり、該樹脂絶縁層(A)以外に、P原子を含む硬化促進剤を含有し、N原子を含む塩基性化合物を含有しない樹脂絶縁層(B)を少なくとも1層以上有することを特徴とする積層構造体。
  2. 前記複数層の樹脂絶縁層のうち、表面層が、前記P原子を含む硬化促進剤を含有し、N原子を含む塩基性化合物を含有しない樹脂絶縁層(B)である請求項1記載の積層構造体。
  3. 前記基材が、予め導体回路層が形成されたプリント配線基板であり、前記樹脂絶縁層がソルダーレジストである請求項1または2記載の積層構造体。
  4. 前記複数層からなる樹脂絶縁層が、前記N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有し、P原子を含む硬化促進剤を含有しない樹脂絶縁層(A)と前記P原子を含む硬化促進剤を含有し、N原子を含む塩基性化合物を含有しない樹脂絶縁層(B)の2層からなる請求項1〜3のいずれか一項記載の積層構造体。
  5. 前記P原子を含む硬化促進剤が、4級ホスホニウム塩を含む請求項1〜4のいずれか一項記載の積層構造体。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項記載の積層構造体を製造する為に用いられるドライフィルムであって、
    フィルムと、
    該フィルム上に形成された複数層からなる硬化性樹脂層を有し、
    前記複数層の硬化性樹脂層のうち、フィルムに接する層または最外層が、N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有し、P原子を含む硬化促進剤を含有しない硬化性樹脂層(A’)であり、該硬化性樹脂層(A’)以外に、P原子を含む硬化促進剤を含有し、N原子を含む塩基性化合物を含有しない硬化性樹脂層(B’)を有することを特徴とするドライフィルム。
  7. 請求項6記載のドライフィルムを、基材表面に前記N原子を含む塩基性化合物からなる硬化促進剤を含有し、P原子を含む硬化促進剤を含有しない硬化性樹脂層(A’)が接するように、基材にラミネートする工程を備えることを特徴とする積層構造体の製造方法。
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