JP6825580B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂シート、斯かる樹脂シートを用いるプリント配線板の製造方法及び硬化物に関する。
プリント配線板では、はんだが不要な部分へはんだが付着するのを抑制するとともに、回路基板が腐食するのを抑制するための永久保護膜として、ソルダーレジストを設ける。ソルダーレジストには封止材やアンダーフィルとの密着性が求められ、例えば、特許文献1には、支持フィルムと、該支持フィルム上に設けられ、感光性樹脂組成物から形成される感光層と、を備える感光性エレメントであって、前記支持フィルムは、感光層と接する面の表面粗さRaが200〜4000nmである、感光性エレメントが開示されている。
国際公開第2015/163455号
近年、プリント配線板の高密度化に対応して、ソルダーレジストにも作業性やさらなる高性能化が要求されている。プリント配線板の高密度化に際して、種々の半導体チップを実装後に封止材で半導体チップを封止する際に、封止材とソルダーレジストとの接触面が減るため、ソルダーレジストは封止性能を高めるためにより高い密着力が求められる。さらにはプリント配線板を回路デザインにより高密度化を行う際、ソルダーレジストにより配線を遮蔽し、デザインの模倣を防止することも重要になっている。
ソルダーレジストの密着力を高めるためには、特許文献1のように、表面凹凸を有する支持体を使用し、感光性樹脂組成物層にその表面凹凸を転写することが考えられる。しかし、後述するように、この方法では露光時の光散乱により、ビア形状がいびつになるなどの不具合が生じてしまう場合があった。
本発明の課題は、密着性、及び配線の遮蔽性に優れ、かつビア形状が良好である硬化物を形成可能な樹脂シート;当該樹脂シートを用いるプリント配線板の製造方法;及び硬化物を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記構成によって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] (1)支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートを準備する工程、
(2)基板上に樹脂シートをラミネートする工程、
(3)感光性樹脂組成物層を露光する工程、及び
(4)現像によりパターン感光性樹脂組成物層を形成する工程、を含むプリント配線板の製造方法であって、
支持体のヘーズが20%以下であり、
(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上であり、
感光性樹脂組成物が、以下の条件(I)又は(II)を満たす、プリント配線板の製造方法。
(I)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、(a)成分の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上。
(II)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有。
[2] さらに、(5)パターン感光性樹脂組成物層を硬化する工程を含む、[1]に記載のプリント配線板の製造方法。
[3] パターン感光性樹脂組成物層の硬化物が、ソルダーレジストである、[2]に記載のプリント配線板の製造方法。
[4] 感光性樹脂組成物が、ネガ型感光性樹脂組成物である、[1]〜[3]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[5] (3)工程後(4)工程前の感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA1(nm)とし、(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA2(nm)とした場合、3<A2/A1<100の関係を満たす、[1]〜[4]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[6] さらに、(6)支持体を剥離する工程を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
[7] (6)工程は、(2)工程後(3)工程前に行う、[6]に記載のプリント配線板の製造方法。
[8] 支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートであって、
支持体のヘーズが20%以下であり、
現像後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上であり、
感光性樹脂組成物が、以下の条件(I)又は(II)を満たす、樹脂シート。
(I)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、(a)成分の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上。
(II)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有。
[9] (b)成分が、ガラス転移温度が−20℃以下の(メタ)アクリルポリマーを含有する、[8]に記載の樹脂シート。
[10] 感光性樹脂組成物層が、ソルダーレジスト形成用である、[8]又は[9]に記載の樹脂シート。
[11] 露光後現像前の感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA1(nm)とし、現像後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA2(nm)とした場合、3<A2/A1<100の関係を満たす、[8]〜[10]のいずれかに記載の樹脂シート。
[12] [8]〜[11]のいずれかに記載の樹脂シートの感光性樹脂組成物層を硬化させた硬化物。
本発明によれば、密着性、及び配線の遮蔽性に優れ、かつビア形状が良好である硬化物を形成可能な樹脂シート;当該樹脂シートを用いるプリント配線板の製造方法;及び硬化物を提供することができる。
図1は、本発明の樹脂シートの一例を説明するための概略断面図である。 図2は、本発明の樹脂シートを基板上にラミネートし、露光したときの様子の一例を示す概略断面図である。 図3は、本発明の樹脂シートを用いて現像した時の様子の一例を示す概略断面図である。 図4は、従来の樹脂シートを説明するための概略断面図である。 図5は、従来の樹脂シートを基板上にラミネートし、露光したときの様子を示す概略断面図である。 図6は、従来の樹脂シートを用いて現像した時の様子を示す概略断面図である。
図4に示すように、従来の樹脂シート11は、支持体111と、該支持体111上に設けられた感光性樹脂組成物層112とを有する。支持体111の感光性樹脂組成物層112側の面111aは、表面凹凸を有しており、その面の算術平均粗さRaは、通常200〜4000nmであり、支持体111のヘーズは通常60%以上である。感光性樹脂組成物層112の支持体111側の面112aは、上記の面111aの表面凹凸が転写されており、該面112aの算術平均粗さRaは面111aと同様の算術平均粗さRaを有する。
従来の樹脂シート11を用いてプリント配線板を製造するに際して、まず、図5に示すように、従来の樹脂シート11を基板113上にラミネートする。ラミネート後、マスクパターン(図示せず)を通して感光性樹脂組成物層112の所定部分に活性光線hνを照射し、感光性樹脂組成物層112の照射部を光硬化させる、即ち感光性樹脂組成物層112の露光を行う。感光性樹脂組成物層112の露光後、図6に示すように、支持体111を剥離した後に現像を行う。その後、現像した感光性樹脂組成物層112bを硬化させ、その上に図示しない導体層を形成する。現像した感光性樹脂組成物層112bの基板113の面とは反対側の面112cは、支持体111に起因した表面凹凸を有するので、図示しない導体層との密着性が向上する。
本発明者は、前述のように従来の樹脂シート11を用いて露光を行うに際して、面111a、及び面112aの表面凹凸により活性光線hνが散乱してしまい、その結果、ビア形状がいびつになることを見出した。
これに対し、本発明においては、支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートであって、下記の条件(A)及び(B)を満たす樹脂シートを用いてプリント配線板を製造する。
(A)支持体のヘーズが20%以下。
(B)現像後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上。
本発明者は、プリント配線板の製造に際して、上記特定の条件(A)及び(B)を満たす樹脂シートを用いて絶縁層を形成することによって、密着性、及び配線の遮蔽性に優れ、かつ、良好なビア形状を有するビアホールを形成し得るに至ったものである。なお、感光性樹脂組成物層の「支持体側の面」とは、支持体の剥離後においては、感光性樹脂組成物層の支持体に対向していた面を表し、通常は、樹脂シートとラミネートされた基板とは反対側の感光性樹脂組成物層の面を表す。
<条件(A)>
条件(A)は、支持体のヘーズが20%以下であることに関する。本発明者は、露光現像により絶縁層を形成する際、支持体のヘーズが、密着性、配線の遮蔽性、及びビア形状に大きく影響することを見出した。
図1に一例を示すように、本発明の樹脂シート10は、支持体101と、該支持体101上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層102と、を有し、支持体101のヘーズは20%以下である。ヘーズは、通常、支持体の感光性樹脂組成物層102側の面101aの算術平均粗さRaと相関性があり、ヘーズの値を低くすると算術平均粗さRaの値は低くなる。支持体101のヘーズは20%以下なので、従来の樹脂シート11における面111aとは異なり、支持体の感光性樹脂組成物層102側の面101aの表面凹凸は小さく平滑面である。感光性樹脂組成物層102の支持体101側の面102aは、面101aの表面凹凸が転写されているので、該面102aの表面形状も面101aと同様に表面凹凸が小さく平滑面である。
樹脂シート10を用いてプリント配線板を製造するに際して、図2に一例を示すように、樹脂シート10を基板103上にラミネートする。ラミネート後、露光を行う。露光の一実施形態は、マスクパターン(図示せず)を通して感光性樹脂組成物層102の所定部分に活性光線hνを照射し、感光性樹脂組成物層102の照射部を光硬化させる。面101a及び面102aの表面凹凸は共に小さく、平滑面であるので、露光時に活性光線hνを照射する際、活性光線hνの散乱を抑制することが可能となる。その結果、ビア形状がいびつになることが抑制され、さらに、活性光線hνの散乱を抑制することができるので現像性を向上させることができる。また、支持体101を剥がしてから露光を行う場合であっても、面102aの表面凹凸は面101aと同様に小さく平滑面なので、支持体101を剥がさずに露光を行う場合と同様の効果を奏することができる。
支持体101のヘーズは、ビア形状及び現像性を向上させる観点から、20%以下であり、好ましくは15%以下、より好ましくは10%である。下限は例えば0.1%以上等とし得る。支持体101のヘーズは、例えばスガ試験機社製のヘーズメーター(HZ−V3)を用いて測定することができる。
支持体101の面101aの最大谷深さの絶対値(|Rv|)は、ビア形状及び現像性を向上させる観点から、好ましくは500nm未満、より好ましくは400nm以下、さらに好ましくは300nm以下である。下限は例えば0.1nm以上等とし得る。支持体の最大谷深さの絶対値は、例えば、ブルカーエイエックスエス社製の白色光干渉型顕微鏡(Contoure GT−Xシリーズ)を用いて測定することができる。
支持体101の面101aの算術平均粗さRaは、ビア形状及び現像性を向上させる観点から、好ましくは150nm未満、より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは50nm以下、40nm以下、30nm以下、20nm以下である。下限は例えば0.1nm以上等とし得る。算術平均粗さRaは、例えばAXS社製の非接触型干渉顕微鏡(WYKO Bruker)を用いて測定することができる。
支持体としては、樹脂フィルムが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、トリアセチルアセテートフィルム等が挙げられ、特にポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
市販の支持体としては、例えば、王子製紙社製の製品名「アルファンMA−410」、「E−200C」、信越フィルム社製等のポリプロピレンフィルム;ユニチカ社製の製品名「S−25」、帝人社製の製品名「PS−25」等のPSシリーズなどのポリエチレンテレフタレートフィルム;等が挙げられる。
これらの支持体は、樹脂組成物層と接合する側の表面にマット処理、コロナ処理を施してあってもよい。また、支持体としては、感光性樹脂組成物層と接合する側の表面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型剤の市販品としては、例えば、アルキド樹脂系離型剤である、リンテック社製の「SK−1」、「AL−5」、「AL−7」などが挙げられる。離型層付き支持体は、離型剤を支持体上に塗布することにより形成してもよい。
支持体の厚さは、5μm〜50μmの範囲であることが好ましく、10μm〜25μmの範囲であることがより好ましい。厚さを5μm以上とすることで、支持体を剥離する際に支持体が破れることを抑制することができ、厚さを50μm以下とすることで、支持体上から露光する際の解像度を向上させることができる。また、低フィッシュアイの支持体が好ましい。ここでフィッシュアイとは、材料を熱溶融し、混練、押し出し、2軸延伸、キャスティング法等によりフィルムを製造する際に、材料の異物、未溶解物、酸化劣化物等がフィルム中に取り込まれたものである。
先述したように、感光性樹脂組成物層102の面102aは、支持体101の面101aの表面凹凸が転写されているので、面101aの表面と同様に表面凹凸は小さく、平滑面である。
露光後現像前(後述する(3)工程後(4)工程前)の感光性樹脂組成物層102の面102aの最大谷深さの絶対値(|Rv|)は、現像性を向上させ、良好なビア形状とする観点から、好ましくは500nm未満、より好ましくは400nm以下、さらに好ましくは300nm以下である。下限は例えば1nm以上等とし得る。最大谷深さは、例えば、ブルカーエイエックスエス社製の白色光干渉型顕微鏡(Contoure GT−Xシリーズ)を用いて測定することができる。なお、この最大谷深さの絶対値は、感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物の場合、活性光線の照射部の感光性樹脂組成物層の面の最大谷深さの絶対値であり、感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物の場合、活性光線の未照射部の感光性樹脂組成物層の面の最大谷深さの絶対値である。
露光後現像前(後述する(3)工程後(4)工程前)の感光性樹脂組成物層102の面102aの算術平均粗さRaとしては、現像性を向上させ、良好なビア形状をとする観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは80nm以下、さらに好ましくは50nm以下である。下限は例えば1nm以上等とし得る。算術平均粗さRaは、例えば、AXS社製の非接触型干渉顕微鏡(WYKO Bruker)を用いて測定することができる。なお、この算術平均粗さRaは、感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物の場合、活性光線の照射部の感光性樹脂組成物層の面の算術平均粗さであり、感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物の場合、活性光線の未照射部の感光性樹脂組成物層の面の算術平均粗さである。
露光の条件は、従来の露光の条件により行われてもよく、例えば、後述する実施例に記載のとおりであり、具体的には、10mJ/cm以上1000mJ/cm以下の紫外線を照射する方法である。
<条件(B)>
条件(B)は、現像後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上であることに関する。本発明者は、露光及び現像を行うことにより絶縁層を形成する際、現像後((4)工程を行った後)のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、密着性、及び配線の遮蔽性に大きく影響することを見出した。ここで、現像の条件は従来の現像の条件により行われてもよく、例えば、後述する実施例に記載のとおりであり、具体的には、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧0.2MPaにて2分間噴霧するスプレー現像である。
パターン感光性樹脂組成物層とは、感光性樹脂組成物層を露光、現像することでパターンが形成された感光性樹脂組成物層のことをいう。
図3に一例を示すように、露光後感光性樹脂組成物層102の現像を行う。現像の一実施形態は、現像液を用いて、感光性樹脂組成物層102の未露光部を除去し、現像後のパターン感光性樹脂組成物層102bを形成する。感光性樹脂組成物層102の現像を行う前の支持体側の面(基板103側の面とは反対側の面)102aは、表面凹凸が先述したように小さく平滑面であるが、現像後のパターン感光性樹脂組成物層102bは、現像で用いる現像液により感光性樹脂組成物の表面近傍の一部が除去され、パターン感光性樹脂組成物層102bの支持体101側の面102cの最大谷深さの絶対値(|Rv|)が500nm以上となる。面102cは、所定の最大谷深さを有するので、図示しない導体層との密着性がアンカー効果により向上する。
現像後のパターン感光性樹脂組成物層102bの支持体101側の面102cの最大谷深さの絶対値(|Rv|)としては、密着性および配線の遮蔽性を向上させる観点から、500nm以上であり、好ましくは1000nm以上、より好ましくは1500nm以上であり、上限は例えば10000nm以下等とし得る。特に最大谷深さRvは、算術平均粗さRaとは異なりパターン感光性樹脂組成物層の表面の密着性および配線の遮蔽性の効果を考慮するためのより好ましい指標と考えられる。
現像後のパターン感光性樹脂組成物層102bの支持体101側の面102cの算術平均粗さRaとしては、密着性を向上させる観点から、好ましくは10nm以上、より好ましくは30nm以上、さらに好ましくは50nm以上である。上限は例えば1000nm以下等とし得る。
露光後現像前((3)工程後(4)工程前)の感光性樹脂組成物層102の面102aの最大谷深さの絶対値をA1とし、現像後((4)工程後)のパターン感光性樹脂組成物層102bの支持体101側の面102cの最大谷深さの絶対値をA2としたとき、本発明の効果を顕著に得る観点から、A2/A1は、好ましくは3を超え、より好ましくは5以上、さらに好ましくは10以上であり、好ましくは100未満、より好ましくは70以下、さらに好ましくは40以下である。
樹脂シート10は、現像後のパターン感光性樹脂組成物層102bの支持体101側の面102cの最大谷深さの絶対値が上記範囲を満たすことが求められる。このため、感光性樹脂組成物層102を形成する感光性樹脂組成物は、現像((4)工程)で用いる現像液により、感光性樹脂組成物に含まれる成分の一部が除去されることが求められる。このような感光性樹脂組成物としては、下記条件(I)又は(II)を満たすものを用いることができる。
(I)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、該無機充填材の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上。
(II)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有。
−条件(I)−
条件(I)は、感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、該無機充填材の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上である。無機充填材の平均粒径が0.5μm以上であると、現像液により無機充填材の一部が除去されやすくなり、感光性樹脂組成物層の表面の最大谷深さの絶対値を大きくすることができる。また、この無機充填材の含有量を、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上とすることで、現像後の面102c全体に均一に表面凹凸を形成することが可能となる。その結果、現像後の面102c全体の最大谷深さの絶対値を500nm以上とすることが可能となる。
条件(I)を満たす感光性樹脂組成物は、(a)成分に加えて更に任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、条件(II)の必須成分である、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、(d)光重合開始剤、を含み得る。また、さらに任意の成分としては、条件(II)の任意の成分である、(e)ガラス転移温度が−20℃以下である(メタ)アクリルポリマー、(f)反応性希釈剤、(g)有機溶剤、及び(h)その他の添加剤を含み得る。これら各成分については後述する。
((a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材)
無機充填材の材料は特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でもシリカが特に好適である。またシリカとしては球形シリカが好ましい。無機充填材は1種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。
無機充填材の平均粒径は、現像性に優れ、平均線熱膨張率が低い硬化物を得る観点から、0.5μm以上であり、好ましくは0.8μm以上、より好ましくは1μm以上である。該平均粒径の上限は、優れた解像性を得る観点から、2.5μm以下であり、好ましくは2μm以下、より好ましくは1.5μm以下、さらに好ましくは1.3μm以下である。このような平均粒径を有する無機充填材の市販品としては、例えば、アドマテックス社製「SC2050」、「SC4050」、「アドマファイン」、電気化学工業社製「SFPシリーズ」、新日鉄住金マテリアルズ社製「SP(H)シリーズ」、堺化学工業社製「Sciqasシリーズ」、日本触媒社製「シーホスターシリーズ」、新日鉄住金マテリアルズ社製の「AZシリーズ」、「AXシリーズ」、堺化学工業社製の「Bシリーズ」、「BFシリーズ」等が挙げられる。
無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折散乱式粒径分布測定装置により、無機充填材の粒径分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折散乱式粒径分布測定装置としては、堀場製作所社製「LA−500」、島津製作所社製「SALD−2200」等を使用することができる。
無機充填材は、耐湿性及び分散性を高める観点から、表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。表面処理剤としては、例えば、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルコキシシラン化合物、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が挙げられる。
表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業社製「KBM22」(ジメチルジメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM403」(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM803」(3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBE903」(3−アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM5783」(N−フェニル−3−アミノオクチルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「SZ−31」(ヘキサメチルジシラザン)、信越化学工業社製「KBM103」(フェニルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM−4803」(長鎖エポキシ型シランカップリング剤)等が挙げられる。表面処理剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
表面処理剤による表面処理の程度は、(a)成分の単位表面積当たりのカーボン量によって評価できる。(a)成分の単位表面積当たりのカーボン量は、(a)成分の分散性向上の観点から、好ましくは0.02mg/m以上、より好ましくは0.1mg/m以上、特に好ましくは0.2mg/m以上である。一方、感光性樹脂組成物の溶融粘度及びシート形態での溶融粘度の上昇を抑制する観点から、前記のカーボン量は、好ましくは1mg/m以下、より好ましくは0.8mg/m以下、特に好ましくは0.5mg/m以下である。
(a)成分の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の(a)成分を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(以下「MEK」と略称することがある。))により洗浄処理した後に、測定できる。具体的には、十分な量のメチルエチルケトンと、表面処理剤で表面処理された(a)成分とを混合して、25℃で5分間、超音波洗浄する。その後、上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて、(a)成分の単位表面積当たりのカーボン量を測定できる。カーボン分析計としては、堀場製作所社製「EMIA−320V」を使用できる。
(a)成分の含有量は、平均線熱膨張率が低い硬化物を得る観点から、感光性樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、60質量%以上であり、好ましくは65質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。上限は、現像性を高める観点から、好ましくは95質量%以下であり、より好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。
なお、本発明において、感光性樹脂組成物中の各成分の含有量は、別途明示のない限り、感光性樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたときの値である。
−条件(II)−
条件(II)は、感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有する。(a)〜(d)成分を組み合わせて含むことにより、感光性樹脂組成物中の各成分の一部が現像液により除去されやすくなり、感光性樹脂組成物層の表面の最大谷深さの絶対値を大きくすることができる。
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、(a)〜(d)成分に組み合わせて、更に任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、(e)反応性希釈剤、(f)有機溶剤、及び(g)その他の添加剤を含み得る。以下、感光性樹脂組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
((a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材)
条件(II)の感光性樹脂組成物は、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有する。(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有することで、平均線熱膨張率が低い硬化物を得ることができる。
条件(II)で使用する(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材としては、例えば、「−条件(I)−」にて説明した無機充填材が挙げられる。
無機充填材の平均粒径は、「−条件(I)−」において説明したとおりである。
条件(II)で使用する(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材は、表面処理剤で処理されていることが好ましい。表面処理剤の種類及び表面処理の程度は、「−条件(I)−」において説明したとおりである。
条件(II)で使用する(a)成分の含有量は、平均線熱膨張率が低い硬化物を得る観点から、感光性樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、10質量%以上であり、好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上である。上限は、現像性を高める観点から、好ましくは60質量%未満であり、より好ましくは55質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。
((b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂)
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含有する樹脂を含有する。
エチレン性不飽和基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロパギル基、ブテニル基、エチニル基、フェニルエチニル基、マレイミド基、ナジイミド基、(メタ)アクリロイル基が挙げられ、光ラジカル重合の反応性の観点から、(メタ)アクリロイル基が好ましい。「(メタ)アクリロイル基」とは、メタクリロイル基及びアクリロイル基を指す。
(b)成分は、エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を有し、光ラジカル重合を可能とするとともにアルカリ現像を可能とする任意の化合物を用いることができ、例えば、1分子中にカルボキシル基と2個以上のエチレン性不飽和基とを併せ持つ樹脂が好ましい。
エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含有する樹脂の一態様としては、エポキシ化合物に不飽和カルボン酸を反応させ、さらに酸無水物を反応させた、酸変性不飽和エポキシエステル樹脂等が挙げられる。詳細は、エポキシ化合物に不飽和カルボン酸を反応させ不飽和エポキシエステル樹脂を得、不飽和エポキシエステル樹脂と酸無水物とを反応させることで酸変性不飽和エポキシエステル樹脂を得ることができる。
エポキシ化合物としては、分子内にエポキシ基を有する化合物であれば使用可能であり、例えば、エポキシ基含有共重合体、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、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂にエピクロロヒドリンを反応させて3官能以上に変性した変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェノール型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェノール型等のビ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、ビスフェノールA型ノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、及びパーフルオロアルキル型エポキシ樹脂等のフッ素含有エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ポリヒドロキシビナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビナフトール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ポリヒドロキシナフタレンとアルデヒド類との縮合反応によって得られるナフタレン型エポキシ樹脂等のナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂(ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂);ビキシレノール型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;トリスフェノール型エポキシ樹脂;tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂等の縮合環骨格を含有するエポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;線状脂肪族エポキシ樹脂;ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;スピロ環含有エポキシ樹脂;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂;トリメチロール型エポキシ樹脂;テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂;ポリグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレートとアクリル酸エステルとの共重合体等のグリシジル基含有アクリル樹脂;フルオレン型エポキシ樹脂;ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ化合物は、平均線熱膨張率を低下させる観点から、エポキシ基含有共重合体、芳香族骨格を含有するエポキシ樹脂が好ましい。ここで、芳香族骨格とは、多環芳香族及び芳香族複素環をも含む概念である。エポキシ化合物は、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、縮合環骨格を含有するエポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ基含有共重合体は、エポキシ基含有モノマー及び必要に応じて任意のモノマーを重合させることによって得ることができる。エポキシ基含有モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、2−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有(メタ)アクリレートモノマーが挙げられ、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。エポキシ基含有モノマーは、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
任意のモノマーとしては、例えば、スチレン、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、3−(メタ)アクリロイルプロピルトリメトキシシラン、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシ−n−ブチル(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−n−ブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタレート、末端に水酸基を有するラクトン変性(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、n−ブチル(メタ)アクリレートが好ましい。任意のモノマーは、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂としては、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ポリヒドロキシビナフタレン型エポキシ樹脂、ポリヒドロキシナフタレンとアルデヒド類との縮合反応によって得られるナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば1,3−ジグリシジルオキシナフタレン、1,4−ジグリシジルオキシナフタレン、1,5−ジグリシジルオキシナフタレン、1,6−ジグリシジルオキシナフタレン、2,3−ジグリシジルオキシナフタレン、2,6−ジグリシジルオキシナフタレン、2,7−ジグリシジルオキシナフタレン等が挙げられる。ポリヒドロキシビナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば1,1’−ビ−(2−グリシジルオキシ)ナフチル、1−(2,7−ジグリシジルオキシ)−1’−(2’−グリシジルオキシ)ビナフチル、1,1’−ビ−(2,7−ジグリシジルオキシ)ナフチル等が挙げられる。ポリヒドロキシナフタレンとアルデヒド類との縮合反応によって得られるナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば1,1’−ビス(2,7−ジグリシジルオキシナフチル)メタン、1−(2,7−ジグリシジルオキシナフチル)−1’−(2’−グリシジルオキシナフチル)メタン、1,1’−ビス(2−グリシジルオキシナフチル)メタンが挙げられる。
不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、桂皮酸、クロトン酸等が挙げられ、これらは1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。なかでも、アクリル酸、メタクリル酸が感光性樹脂組成物の光硬化性を向上させる観点から好ましい。なお、本明細書において、上記のエポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との反応物であるエポキシエステル樹脂を「エポキシ(メタ)アクリレート」と記載する場合があり、ここでエポキシ化合物のエポキシ基は、(メタ)アクリル酸との反応により実質的に消滅している。「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレート及びアクリレートを指す。アクリル酸とメタクリル酸とをまとめて「(メタ)アクリル酸」ということがある。
酸無水物としては、例えば、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、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が挙げられ、これらはいずれか1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。なかでも、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸が硬化物の解像性及び絶縁信頼性向上の点から好ましい。
酸変性不飽和エポキシエステル樹脂を得るにあたって、必要に応じて、触媒、溶剤、及び重合阻害剤等を用いてもよい。
酸変性不飽和エポキシエステル樹脂としては、酸変性エポキシ(メタ)アクリレートが好ましい。酸変性不飽和エポキシエステル樹脂における「エポキシ」とは、上記したエポキシ化合物由来の構造を表す。例えば、「酸変性ビスフェノール型エポキシ(メタ)アクリレート」とは、エポキシ化合物としてビスフェノール型エポキシ樹脂を使用し、不飽和カルボン酸として(メタ)アクリル酸を使用して得られる酸変性不飽和エポキシエステル樹脂を指す。
酸変性不飽和エポキシエステル樹脂は、ガラス転移温度が−20℃以下の(メタ)アクリルポリマーであることが好ましい。ガラス転移温度が−20℃以下の(メタ)アクリルポリマーは、(a)成分、(c)〜(d)成分との相溶性が他の(b)成分と比べて特に低い。よって、この(メタ)アクリルポリマーは、感光性樹脂組成物中で相分離しやすい。そのため、感光性樹脂組成物層中には、通常、この(メタ)アクリルポリマーを含むドメインが分散して形成される。この(メタ)アクリルポリマーを含むドメインは、現像液で除去しやすいので、現像後には、(メタ)アクリルポリマーが除去された箇所に凹凸が生じ、現像後のパターン感光性樹脂組成物層表面の最大谷深さの絶対値を大きくすることができる。(メタ)アクリルポリマーとは、(メタ)アクリルモノマーを重合して形成される構造を有する構造単位を含むポリマーである。このような(メタ)アクリルポリマーとしては、(メタ)アクリルモノマーを重合してなるポリマー、又は(メタ)アクリルモノマー及び該(メタ)アクリルモノマーと共重合しうるモノマーを共重合してなるポリマーが挙げられる。
ガラス転移温度が−20℃以下の(メタ)アクリルポリマーとしては、エポキシ基含有共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させ、さらに酸無水物を反応させた、酸変性不飽和エポキシ(メタ)アクリル共重合体等が挙げられる。詳細は、エポキシ基含有共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させ不飽和エポキシ(メタ)アクリル共重合体を得、不飽和エポキシ(メタ)アクリル共重合体と酸無水物とを反応させることで酸変性不飽和エポキシ(メタ)アクリル共重合体を得ることができる。
ガラス転移温度が−20℃以下の(メタ)アクリルポリマーの好ましい態様としては、エポキシ基含有モノマー及び任意のモノマーを重合させることによって得たエポキシ基含有共重合体、(メタ)アクリル酸並びに酸無水物を反応させた化合物であって、エポキシ含有モノマーがグリシジルメタクリレートであり、任意のモノマーがブチルアクリレートであり、酸無水物が無水テトラヒドロフタル酸である化合物である。
このような酸変性不飽和エポキシエステル樹脂は市販品を用いることができ、具体例としては、日本化薬社製の「ZAR−2000」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、アクリル酸、及び無水コハク酸の反応物)、「ZFR−1491H」、「ZFR−1533H」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、アクリル酸、及び無水テトラヒドロフタル酸の反応物)、昭和電工社製の「PR−300CP」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アクリル酸、及び酸無水物の反応物)等が挙げられる。これらは1種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。
エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含有する樹脂の他の態様としては、(メタ)アクリル酸を重合して得られる構造単位に有する(メタ)アクリル樹脂に、エチレン性不飽和基含有エポキシ化合物を反応させてエチレン性不飽和基を導入した不飽和変性(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。エチレン性不飽和基含有エポキシ化合物は、例えば、グリシジルメタクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。さらに不飽和基導入の際に生じたヒドロキシル基に酸無水物を反応させることも可能である。酸無水物としては上記した酸無水物と同様のものを使用することができ、好ましい範囲も同様である。
このような不飽和変性(メタ)アクリル樹脂は市販品を用いることができ、具体例としては、昭和電工社製の「SPC−1000」、「SPC−3000」、ダイセル・オルネクス社製「サイクロマーP(ACA)Z−250」、「サイクロマーP(ACA)Z−251」、「サイクロマーP(ACA)Z−254」、「サイクロマーP(ACA)Z−300」、「サイクロマーP(ACA)Z−320」等が挙げられる。
(b)成分の重量平均分子量としては、製膜性の観点から、1000以上であることが好ましく、1500以上であることがより好ましく、2000以上であることがさらに好ましい。上限としては、現像性の観点から、10000以下であることが好ましく、8000以下であることがより好ましく、7500以下であることがさらに好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
(b)成分の酸価としては、感光性樹脂組成物のアルカリ現像性を向上させるという観点から、酸価が0.1mgKOH/g以上であることが好ましく、0.5mgKOH/g以上であることがより好ましく、1mgKOH/g以上であることが更に好ましい。他方で、硬化物の微細パターンが現像により溶け出す事を抑制し、絶縁信頼性を向上させるという観点から、酸価が150mgKOH/g以下であることが好ましく、120mgKOH/g以下であることがより好ましく、100mgKOH/g以下であることが更に好ましい。ここで、酸価とは、(b)成分に存在するカルボキシル基の残存酸価のことであり、酸価は以下の方法により測定することができる。まず、測定樹脂溶液約1gを精秤した後、その樹脂溶液にアセトンを30g添加し、樹脂溶液を均一に溶解する。次いで、指示薬であるフェノールフタレインをその溶液に適量添加して、0.1NのKOH水溶液を用いて滴定を行う。そして、下記式により酸価を算出する。
式:A(b)=10×Vf×56.1/(Wp×I)
なお、上記式中、A(b)は酸価(mgKOH/g)を表し、VfはKOHの滴定量(mL)を表し、Wpは測定樹脂溶液質量(g)を表し、Iは測定樹脂溶液の不揮発分の割合(質量%)を表す。
(b)成分の製造では、保存安定性の向上という観点から、エポキシ樹脂のエポキシ基のモル数と、不飽和カルボン酸と酸無水物との合計のカルボキシル基のモル数との比が、1:0.8〜1.3の範囲であることが好ましく、1:0.9〜1.2の範囲であることがより好ましい。
(b)成分のガラス転移温度(Tg)は、柔軟性を向上させる観点から、好ましくは−300℃以上、より好ましくは−200℃以上、さらに好ましくは−80℃以上であり、好ましくは−20℃以下、より好ましくは−23℃以下、さらに好ましくは−25℃以下である。ここで、(b)成分のガラス転移温度とは、(b)成分の主鎖の理論上のガラス転移温度であり、この理論上のガラス転移温度は、以下に示すFOXの式により算出することができる。FOXの式により求められるガラス転移温度は、示差走査熱量測定(TMA、DSC、DTA)により測定したガラス転移温度とほぼ一致するので、示差走査熱量測定により(b)成分の主鎖のガラス転移温度を測定してもよい。
1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wm/Tgm)
W1+W2+・・・+Wm=1
Wmは(b)成分を構成する各モノマーの含有量(質量%)を表し、Tgmは、(b)成分を構成する各モノマーのガラス転移温度(K)を表す。
(b)成分は、アルカリ現像性の向上という観点から、感光性樹脂組成物の固形分全体を100質量%とした場合、その含有量を20質量%以上とすることが好ましく、25質量%以上とすることがより好ましく、30質量%以上とすることがさらに好ましい。上限は、耐熱性や平均線膨張率の向上という観点から、45質量%以下とすることが好ましく、40質量%以下とすることがより好ましく、35質量%以下とすることが更に好ましい。
((c)エポキシ樹脂)
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、(c)エポキシ樹脂を含有する。(c)成分を含有させることにより、絶縁信頼性を向上させることができる。但し、ここでいう(c)成分は、エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含有するエポキシ樹脂は含めない。
(c)成分としては、例えば、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、及びパーフルオロアルキル型エポキシ樹脂等のフッ素含有エポキシ樹脂;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;ビキシレノール型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;トリスフェノール型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;ナフトール型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;線状脂肪族エポキシ樹脂;ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;スピロ環含有エポキシ樹脂;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂;ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂;トリメチロール型エポキシ樹脂;テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種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。(c)成分は、絶縁信頼性及び密着性を向上させる観点から、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。
(c)エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有することが好ましい。エポキシ樹脂の不揮発成分を100質量%とした場合に、少なくとも50質量%以上は1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であるのが好ましい。エポキシ樹脂には、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下「液状エポキシ樹脂」ということがある。)と、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(「固体状エポキシ樹脂」ということがある。)とがある。感光性樹脂組成物は、(c)エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂のみを含んでいてもよく、固体状エポキシ樹脂のみを含んでいてもよいが、得られる硬化物の絶縁信頼性を高める観点から、固体状エポキシ樹脂が好ましい。
液状エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する液状エポキシ樹脂が好ましい。
液状エポキシ樹脂としては、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AF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。
液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「828US」、「jER828EL」、「825」、「エピコート828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER807」、「1750」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「630」、「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス社製の「EX−721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂);ダイセル社製の「PB−3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4−グリシジルシクロヘキサン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
固体状エポキシ樹脂としては、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する固体状エポキシ樹脂が好ましく、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する芳香族系の固体状エポキシ樹脂がより好ましい。
固体状エポキシ樹脂としては、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂がより好ましい。
固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP−4700」、「HP−4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂);DIC社製の「N−690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「N−695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP−7200」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP−7200HH」、「HP−7200H」、「EXA−7311」、「EXA−7311−G3」、「EXA−7311−G4」、「EXA−7311−G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「EPPN−502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂(ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂));新日鉄住金化学社製の「ESN475V」(ナフタレン型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル社製の「PG−100」、「CG−500」;三菱ケミカル社製の「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(c)エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜5000、より好ましくは50〜3000、さらに好ましくは80〜2000、さらにより好ましくは110〜1000である。この範囲となることで、感光性樹脂組成物の硬化物の架橋密度が十分となり表面粗さの小さい絶縁層をもたらすことができる。なお、エポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができ、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。
(c)エポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは100〜5000、より好ましくは250〜3000、さらに好ましくは400〜1500である。ここで、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
(c)成分の含有量は、良好な引張破壊強度、絶縁信頼性を示す絶縁層を得る観点から、感光性樹脂組成物の固形分全体を100質量%とした場合、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上である。エポキシ樹脂の含有量の上限は、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されないが、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である。
((d)光重合開始剤)
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、(d)光重合開始剤を含有する。(d)光重合開始剤を含有させることにより、感光性樹脂組成物を効率的に光硬化させることができる。
(d)光重合開始剤は、任意の化合物を使用でき、例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド)、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキシド系光重合開始剤;1,2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)、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−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)等のオキシムエステル系光重合開始剤;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等のα−アミノアルキルフェノン系光重合開始剤;ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸、ベンゾイルエチルエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,4−ジエチルチオキサントン、ジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、エチル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィネート、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、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ンド;スルホニウム塩系光重合開始剤等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、より効率的に感光性樹脂組成物を光硬化させる観点から、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤が好ましく、オキシムエステル系光重合開始剤がより好ましい。
(d)光重合開始剤の具体例としては、IGM社製の「Omnirad907」、「Omnirad369」、「Omnirad379」、「Omnirad819」、「OmniradTPO」、BASF社製の「IrgacureOXE−01」、「IrgacureOXE−02」、「IrgacureTPO」、「Irgacure819」、ADEKA社製の「N−1919」等が挙げられる。
さらに、感光性樹脂組成物は、(d)光重合開始剤と組み合わせて、光重合開始助剤として、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類を含んでいてもよいし、ピラリゾン類、アントラセン類、クマリン類、キサントン類、チオキサントン類などのような光増感剤を含んでいてもよい。これらはいずれか1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
(d)光重合開始剤の含有量としては、感光性樹脂組成物を十分に光硬化させ、絶縁信頼性を向上させるという観点から、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上である。一方、感度過多による解像性の低下を抑制するという観点から、上限は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1.5質量%以下である。なお、感光性樹脂組成物が光重合開始助剤を含む場合は、(d)光重合開始剤と光重合開始助剤との合計含有量が上記範囲内であることが好ましい。
((e)反応性希釈剤)
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、更に(e)反応性希釈剤を含有し得る。(f)成分を含有させることにより、光反応性を向上させることができる。(e)成分としては、例えば、1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する室温で液体、固体又は半固形の感光性(メタ)アクリレート化合物が使用できる。室温とは、25℃程度を表す。
代表的な感光性(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシブチ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モノまたはジアクリレート類;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などのアミノアルキルアクリレート類;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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの多価アルコール又はこれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド若しくはε−カプロラクトンの付加物の多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等フェノール類、あるいはそのエチレンオキサイドあるいはプロピレンオキサイド付加物などのアクリレート類;トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテルから誘導されるエポキシアクリレート類、メラミンアクリレート類、及び/又は上記のアクリレートに対応するメタクリレート類などが挙げられる。これらのなかでも、多価アクリレート類または多価メタクリレート類が好ましく、例えば、3価のアクリレート類またはメタクリレート類としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラフルフリルアルコールオリゴ(メタ)アクリレート、エチルカルビトールオリゴ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールオリゴ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールオリゴ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンオリゴ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールオリゴ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、N,N,N',N'−テトラキス(β−ヒドロキシエチル)エチルジアミンの(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられ、3価以上のアクリレート類またはメタクリレート類としては、トリ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ホスフェート、トリ(2−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)ホスフェート、トリ(3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)ホスフェート、トリ(3−(メタ)アクリロイル−2−ヒドロキシルオキシプロピル)ホスフェート、ジ(3−(メタ)アクリロイル−2−ヒドロキシルオキシプロピル)(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ホスフェート、(3−(メタ)アクリロイル−2−ヒドロキシルオキシプロピル)ジ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ホスフェート等のリン酸トリエステル(メタ)アクリレートを挙げることができる。これら感光性(メタ)アクリレート化合物はいずれか1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
(e)反応性希釈剤は、市販品を用いることができ、具体例としては、「DPHA」(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)、「DCA−P」(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、共栄社化学社製)などが挙げられる。
感光性樹脂組成物が(e)反応性希釈剤を含有する場合、(e)反応性希釈剤の含有量は、光硬化を促進させ、かつ感光性樹脂組成物を硬化物としたときにべたつきを抑制するという観点から、感光性樹脂組成物の固形分全体を100質量%とした場合、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である。
((f)有機溶剤)
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、更に(f)有機溶剤を含有し得る。(f)有機溶剤を含有させることによりワニス粘度を調整できる。(f)有機溶剤としては、例えば、エチルメチルケトン、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;メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、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、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルジグリコールアセテート等のエステル類;オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素類;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等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。有機溶剤を用いる場合の含有量は、樹脂組成物の塗布性の観点から適宜調整することができる。
((g)その他の添加剤)
条件(II)を満たす感光性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない程度に、(g)その他の添加剤を更に含有し得る。(g)その他の添加剤としては、例えば、イオン捕捉剤、熱可塑性樹脂、有機充填材、メラミン、有機ベントナイト等の微粒子、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオディン・グリーン、ジアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、NV−7−201(日本ピグメント社製)等のカーボンブラック、ナフタレンブラック等の着色剤や顔料、ハイドロキノン、フェノチアジン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、ピロガロール等の重合禁止剤、ベントン、モンモリロナイト等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、ビニル樹脂系の消泡剤、臭素化エポキシ化合物、酸変性臭素化エポキシ化合物、アンチモン化合物、芳香族縮合リン酸エステル、含ハロゲン縮合リン酸エステル等の難燃剤、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤等の熱硬化樹脂、等の各種添加剤が挙げられる。
感光性樹脂組成物は、ネガ型感光性樹脂組成物、及びポジ型感光性樹脂組成物のいずれかであってもよいが、感光性樹脂組成物層の物性向上の観点から、露光時の照射部がパターン感光性樹脂組成物層となるネガ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。
感光性樹脂組成物層の厚さは、取り扱い性を向上させ、かつ感光性樹脂組成物層内部の感度及び解像度が低下するのを抑制するという観点から、5μm〜500μmの範囲とすることが好ましく、10μm〜200μmの範囲とするのがより好ましく、15μm〜150μmの範囲とするのが更に好ましく、20μm〜100μmの範囲とするのが更に一層好ましく、20μm〜60μmの範囲とするのが殊更好ましい。
[樹脂シート]
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートであって、支持体のヘーズが20%以下であり、現像後の感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上であり、感光性樹脂組成物が、以下の条件(I)又は(II)を満たす。
(I)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、(a)成分の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上。
(II)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有。
支持体、支持体のヘーズ、感光性樹脂組成物層の最大谷深さの絶対値、並びに感光性樹脂組成物が満たす条件(I)及び条件(II)に関しては先述のとおりである。
条件(I)の場合、感光性樹脂組成物は、必須成分として上記(a)成分を混合し、任意成分として上記(b)〜(g)成分を適宜混合し、また、必要に応じて三本ロール、ボールミル、ビーズミル、サンドミル等の混練手段、あるいは高速回転ミキサー、スーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の撹拌手段により混練または撹拌することにより、樹脂ワニスとして製造することができる。
また、条件(II)の場合、感光性樹脂組成物は、(a)〜(d)成分を混合し、任意成分として上記(e)〜(g)成分を適宜混合し、また、必要に応じて三本ロール、ボールミル、ビーズミル、サンドミル等の混練手段、あるいは高速回転ミキサー、スーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の撹拌手段により混練または撹拌することにより、樹脂ワニスとして製造することができる。
感光性樹脂組成物層は保護フィルムで保護されていてもよい。樹脂シートの感光性樹脂組成物層側を保護フィルムで保護することにより、感光性樹脂組成物層表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。保護フィルムとしては上記の支持体と同様の材料により構成されたフィルムを用いることができる。保護フィルムの厚さは特に限定されないが、1μm〜40μmの範囲であることが好ましく、5μm〜30μmの範囲であることがより好ましく、10μm〜30μmの範囲であることが更に好ましい。なお、保護フィルムは、感光性樹脂組成物層と支持体との接着力に対して、感光性樹脂組成物層と保護フィルムとの接着力の方が小さいものが好ましい。
本発明の樹脂シートは、例えば、感光性樹脂組成物を有機溶剤に溶解した樹脂ワニスを調製し、支持体上にこの樹脂ワニスを塗布し、加熱又は熱風吹きつけ等により有機溶剤を乾燥させて感光性樹脂組成物層を形成することにより製造することができる。具体的には、まず、真空脱泡法等で樹脂組成物中の泡を完全に除去した後、感光性樹脂組成物を支持体上に塗布し、熱風炉あるいは遠赤外線炉により溶剤を除去し、乾燥せしめ、ついで必要に応じて得られた感光性樹脂組成物層上に保護フィルムを積層することにより樹脂シートを製造することができる。具体的な乾燥条件は、感光性樹脂組成物の硬化性や樹脂ワニス中の有機溶剤量によっても異なるが、30質量%〜60質量%の有機溶剤を含む樹脂ワニスにおいては、80℃〜120℃で3分間〜13分間で乾燥させることができる。感光性樹脂組成物層中の残存有機溶剤量は、感光性樹脂組成物層の総量に対して5質量%以下とすることが好ましく、2質量%以下とすることがより好ましい。当業者は、簡単な実験により適宜、好適な乾燥条件を設定することができる。
感光性樹脂組成物の塗布方式としては、たとえば、グラビアコート方式、マイクログラビアコート方式、リバースコート方式、キスリバースコート方式、ダイコート方式、スロットダイ方式、リップコート方式、コンマコート方式、ブレードコート方式、ロールコート方式、ナイフコート方式、カーテンコート方式、チャンバーグラビアコート方式、スロットオリフィス方式、スプレーコート方式、ディップコート方式等が挙げられる。
感光性樹脂組成物は、数回に分けて塗布してもよいし、1回で塗布してもよく、また異なる方式を複数組み合わせて塗布してもよい。中でも、均一塗工性に優れる、ダイコート方式が好ましい。また、異物混入等をさけるために、クリーンルーム等の異物発生の少ない環境で塗布工程を実施することが好ましい。
樹脂シートの感光性樹脂組成物層の用途は、特に限定されないが、回路基板(積層板用途、多層プリント配線板用途等)、ソルダーレジスト、アンダーフィル材、ダイボンディング材、半導体封止材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等広範囲に使用できる。中でも、ソルダーレジスト形成用の感光性樹脂組成物層(感光性樹脂組成物層の硬化物をソルダーレジストとしたプリント配線板)、プリント配線板の絶縁層用感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物層の硬化物を絶縁層としたプリント配線板)、層間絶縁層用感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物層の硬化物を層間絶縁層としたプリント配線板)、及びメッキ形成用感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物層の硬化物上にメッキが形成されたプリント配線板)として好適に使用することができる。
感光性樹脂組成物層を形成する感光性樹脂組成物は現像性に優れる。よって、この樹脂組成物を用いることにより、現像性に優れる絶縁層及びソルダーレジスト層を得ることができる。例えば、実施例に記載の方法によって、評価用積層体を作製する。この場合、評価用積層体の露光部の1cm×2cmの四角形部分を目視で観察し、かかる露光部の樹脂が剥離や一部が溶解していない。
例えば、実施例に記載の方法によって、評価用積層体を作製する。この場合、評価用積層体の残渣がない最小開口径(最小ビア径)は、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは130μm以下、100μm以下である。下限は特に限定されないが、50μm以上等とし得る。
また、評価用積層体を実施例に記載の方法で外観を評価すると、通常、どの未露光部にも樹脂成分が残っておらず、また、ビア(開口部)の任意の三点の丸穴パターンを観察しても、通常、オーバーハングやアンダーカットが見られることはない。
感光性樹脂組成物層は、現像後、高い最大谷深さの絶対値を有する面を形成できるので、配線の遮蔽性に優れる硬化物を得ることができる。よって、遮蔽性に優れる絶縁層及びソルダーレジスト層を得ることができる。例えば、実施例に記載の方法によって、評価用積層体を作製する。この場合、通常、評価用積層体において、目視でパターンが見えない。
感光性樹脂組成物層は、現像後、高い最大谷深さの絶対値を有する面を形成できるので、密着性に優れる硬化物を得ることができる。よって、密着性に優れる絶縁層及びソルダーレジスト層を得ることができる。例えば、実施例に記載の方法によって、評価用積層体上にシートを積層し、実施例に記載の方法で密着性を評価すると、通常、すべてのマスにおいて剥がれが認められることはない。
[プリント配線板の製造方法]
本発明のプリント配線板の製造方法は、
(1)支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートを準備する工程、
(2)基板上に樹脂シートをラミネートする工程、
(3)感光性樹脂組成物層を露光する工程、及び
(4)現像によりパターン感光性樹脂組成物層を形成する工程、を含むプリント配線板の製造方法である。
本発明のプリント配線板は、先述の樹脂シートを用いて製造することができる。支持体、支持体のヘーズ、(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の最大谷深さの絶対値、並びに感光性樹脂組成物が満たす条件(I)及び条件(II)に関しては先述のとおりである。以下、感光性樹脂組成物層の硬化物がソルダーレジストである場合について説明する。
<(1)工程>
(1)工程は、支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートを準備する工程である。支持体は、ヘーズが20%以下であり、感光性樹脂組成物は上記した条件(I)又は(II)を満たす。また、感光性樹脂組成物は条件(I)又は(II)を満たすので、(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の基板側と反対側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上となる。(1)工程で用いる樹脂シートは、先述のとおりである。
<(2)工程>
(2)工程は、基板上に樹脂シートをラミネートする工程である。(2)工程において、樹脂シートが保護フィルムを有している場合には該保護フィルムを除去した後、必要に応じて樹脂シート及び基板をプレヒートし、感光性樹脂組成物層を加圧及び加熱しながら基板に圧着する。樹脂シートにおいては、真空ラミネート法により減圧下で基板にラミネートする方法が好適に用いられる。
基板としては、片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成された回路基板が好ましい。回路基板としては、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等が挙げられる。導体層と絶縁層とを交互に積層してなる多層プリント配線板において、該多層プリント配線板の最外層の片面又は両面がパターン加工された導体層(回路)となっている基板も、ここでいう回路基板に含まれる。なお導体層表面には、黒化処理、銅エッチング等により予め粗化処理が施されていてもよい。
(2)工程の条件は、特に限定されるものではないが、例えば、圧着温度(ラミネート温度)を好ましくは70℃〜140℃とし、圧着圧力を好ましくは1kgf/cm〜11kgf/cm(9.8×10N/m〜107.9×10N/m)、圧着時間を好ましくは5秒間〜300秒間とし、空気圧を20mmHg(26.7hPa)以下とする減圧下でラミネートするのが好ましい。また、ラミネート工程は、バッチ式であってもロールを用いる連続式であってもよい。真空ラミネート法は、市販の真空ラミネーターを使用して行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、ニッコー・マテリアルズ社製バキュームアップリケーター、名機製作所社製真空加圧式ラミネーター、日立インダストリイズ社製ロール式ドライコータ、日立エーアイーシー社製真空ラミネーター等を挙げることができる。このようにして、基板上に樹脂シートが形成される。
<(3)工程>
(3)工程は、(2)工程後の感光性樹脂組成物層を露光する工程である。詳細は、感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物の場合、(2)工程により、基板上に樹脂シートが設けられた後、マスクパターンを通して、感光性樹脂組成物層の所定部分に活性光線を照射し、照射部の感光性樹脂組成物層を光硬化させる。
活性光線としては、例えば、紫外線、可視光線、電子線、X線等が挙げられ、特に紫外線が好ましい。紫外線の照射量はおおむね10mJ/cm2〜1000mJ/cm2である。露光方法にはマスクパターンをプリント配線板に密着させて行う接触露光法と、密着させずに平行光線を使用して露光する非接触露光法とがあるが、どちらを用いてもかまわない。
ソルダーレジストは、先述した感光性樹脂組成物を使用することから、現像性に優れる。このため、マスクパターンにおける露光パターンとしては、例えば、回路幅(ライン;L)と回路間の幅(スペース;S)の比(L/S)が100μm/100μm以下(すなわち、配線ピッチ200μm以下)、L/S=90μm/90μm以下(配線ピッチ180μm以下)、L/S=80μm/80μm以下(配線ピッチ160μm以下)、L/S=70μm/70μm以下(配線ピッチ140μm以下)、L/S=60μm/60μm以下(配線ピッチ120μm以下)、L/S=50μm/50μm以下(配線ピッチ100μm以下)のパターンが使用可能である。また、露光パターンとしては、例えば、開口が100μm以下の丸穴、90μm以下の丸穴、80μm以下の丸穴、70μm以下の丸穴、60μm以下の丸穴、50μm以下の丸穴のパターンが使用可能である。なお、ピッチは、回路基板の全体にわたって同一である必要はない。
<(4)工程>
(4)工程は、現像によりパターン感光性樹脂組成物層を形成する工程である。詳細は、感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物の場合、(3)工程後、感光性樹脂組成物層の表面上を、ウエット現像で光硬化されていない部分(未露光部)を除去して現像することにより、パターン感光性樹脂組成物層を形成することができる。また、パターン感光性樹脂組成物層は、先述した要件を満たすので、ウエット現像に用いる現像液により、(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の基板側と反対側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上となる。
(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の基板側と反対側の面の最大谷深さの絶対値、及び算術平均粗さRaは先述のとおりであり、好ましい範囲も同様である。
現像液としては、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤等の安全かつ安定であり操作性が良好な現像液が用いられ、中でもアルカリ水溶液による現像工程が好ましい。また、現像方法としては、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法が適宜採用される。
現像液として使用されるアルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等の炭酸塩又は重炭酸塩、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のアルカリ金属リン酸塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩の水溶液や、水酸化テトラアルキルアンモニウム等の金属イオンを含有しない有機塩基の水溶液が挙げられ、金属イオンを含有せず、半導体チップに影響を与えないという点で水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の水溶液が好ましい。
これらのアルカリ性水溶液には、現像効果の向上のため、界面活性剤、消泡剤等を現像液に添加することができる。上記アルカリ性水溶液のpHは、例えば、8〜12の範囲であることが好ましく、9〜11の範囲であることがより好ましい。
また、上記アルカリ性水溶液の塩基濃度は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下である。
上記アルカリ性水溶液の温度は、樹脂組成物層の現像性に合わせて適宜選択することができるが、好ましくは10℃、より好ましくは15℃、さらに好ましくは20℃であり、好ましくは50℃以下、より好ましくは45℃以下、さらに好ましくは40℃以下である。
現像液として使用される有機溶剤は、例えば、アセトン、酢酸エチル、炭素原子数1〜4のアルコキシ基を有するアルコキシエタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルである。
このような有機溶剤の濃度は、現像液全量に対して2質量%〜90質量%であることが好ましい。また、このような有機溶剤の温度は、現像性にあわせて調節することができる。さらに、このような有機溶剤は単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。単独で用いる有機溶剤系現像液としては、例えば、1,1,1−トリクロロエタン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトンが挙げられる。
パターン形成においては、必要に応じて、上記した2種類以上の現像方法を併用して用いてもよい。現像の方式には、ディップ方式、バトル方式、スプレー方式、高圧スプレー方式、ブラッシング、スラッピング等があり、高圧スプレー方式が解像度向上のためには好適である。スプレー方式を採用する場合のスプレー圧としては、好ましくは0.05MPa以上、より好ましくは0.1MPa以上、さらに好ましくは0.15MPa以上であり、好ましくは0.5MPa以下、より好ましくは0.4MPa以下、さらに好ましくは0.3MPa以下である。
<(5)工程>
本発明のプリント配線板の製造方法は、(1)工程から(4)工程に加えて、さらに(5)パターン感光性樹脂組成物層を硬化する工程を含み得る。(5)工程を行うことにより、パターン感光性樹脂組成物層を熱硬化させ、ソルダーレジストを形成することが可能となる。(5)工程は(4)工程終了後に行うことが好ましい。
加熱の条件は、樹脂組成物中の樹脂成分の種類、含有量などに応じて適宜選択し得るが、好ましくは150℃〜220℃で20分間〜180分間の範囲、より好ましくは160℃〜200℃で30分間〜120分間の範囲で選択される。なお、加熱前に高圧水銀ランプによる紫外線照射やクリーンオーブンを用いた加熱工程等を行ってもよい。紫外線を照射させる場合は必要に応じてその照射量を調整することができ、例えば0.05J/cm〜10J/cm程度の照射量で照射を行うことができる。
<(6)工程>
本発明のプリント配線板の製造方法は、(1)工程から(4)工程に加えて、さらに(6)支持体を剥離する工程を含み得る。支持体を剥離する方法は、公知の方法により実施してよい。
(6)工程を行うタイミングは特に制限はなく、例えば、(3)工程後(4)工程前に行ってもよい。(6)工程は、パターン感光性樹脂組成物層の基板と反対側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)を500nm以上とし、密着性を向上させる観点から、(2)工程後(3)工程前に行うことが好ましい。つまり、支持体は、露光を行う前に剥離することが好ましい。(2)工程後(3)工程前に(6)工程を行うことで、(3)工程は、感光性樹脂組成物層の基板と反対側の面上に酸素が存在する状況で行うこととなる。特にネガ型の光重合開始剤を用いる反応系では、ビラジカル構造を有する空気中の酸素により光照射により発生した光重合開始剤のラジカルが失活する。特に最表層でこの現象が顕著であり、感光性樹脂組成物の最表層は光硬化されていない状態となり、表面近傍の一部が現像液により除去されやすくなる。その結果、パターン感光性樹脂組成物層の表面に所定の最大谷深さが形成され、密着性及び遮蔽性を向上させることが可能となると考えられる。
<その他の工程>
プリント配線板は、ソルダーレジストを形成後、さらに穴あけ工程、デスミア工程を含んでもよい。これらの工程は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。
ソルダーレジストを形成した後、所望により、基板上に形成されたソルダーレジストに穴あけ工程を行ってビアホール、スルーホールを形成する。穴あけ工程は、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等の公知の方法により、また必要によりこれらの方法を組み合わせて行うことができるが、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー等のレーザーによる穴あけ工程が好ましい。
デスミア工程は、デスミア処理する工程である。穴あけ工程において形成された開口部内部には、一般に、樹脂残渣(スミア)が付着している。斯かるスミアは、電気接続不良の原因となるため、この工程においてスミアを除去する処理(デスミア処理)を実施する。
デスミア処理は、乾式デスミア処理、湿式デスミア処理又はこれらの組み合わせによって実施してよい。
乾式デスミア処理としては、例えば、プラズマを用いたデスミア処理等が挙げられる。プラズマを用いたデスミア処理は、市販のプラズマデスミア処理装置を使用して実施することができる。市販のプラズマデスミア処理装置の中でも、プリント配線板の製造用途に好適な例として、ニッシン社製のマイクロ波プラズマ装置、積水化学工業社製の常圧プラズマエッチング装置等が挙げられる。
湿式デスミア処理としては、例えば、酸化剤溶液を用いたデスミア処理等が挙げられる。酸化剤溶液を用いてデスミア処理する場合、膨潤液による膨潤処理、酸化剤溶液による酸化処理、中和液による中和処理をこの順に行うことが好ましい。膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン社製の「スウェリング・ディップ・セキュリガンスP」、「スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU」等を挙げることができる。膨潤処理は、ビアホール等の形成された基板を、60℃〜80℃に加熱した膨潤液に5分間〜10分間浸漬させることにより行うことが好ましい。酸化剤溶液としては、アルカリ性過マンガン酸水溶液が好ましく、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを溶解した溶液を挙げることができる。酸化剤溶液による酸化処理は、膨潤処理後の基板を、60℃〜80℃に加熱した酸化剤溶液に10分間〜30分間浸漬させることにより行うことが好ましい。アルカリ性過マンガン酸水溶液の市販品としては、例えば、アトテックジャパン社製の「コンセントレート・コンパクトCP」、「ド−ジングソリューション・セキュリガンスP」等が挙げられる。中和液による中和処理は、酸化処理後の基板を、30℃〜50℃の中和液に3分間〜10分間浸漬させることにより行うことが好ましい。中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、例えば、アトテックジャパン社製の「リダクションソリューション・セキュリガントP」が挙げられる。
乾式デスミア処理と湿式デスミア処理を組み合わせて実施する場合、乾式デスミア処理を先に実施してもよく、湿式デスミア処理を先に実施してもよい。
絶縁層を層間絶縁層として使用する場合も、ソルダーレジストの場合と同様に行うことができ、必要に応じてメッキ工程を行ってもよい。
メッキ工程は、絶縁層上に導体層を形成する工程である。導体層は、無電解メッキと電解メッキとを組み合わせて形成してもよく、また、導体層とは逆パターンのメッキレジストを形成し、無電解メッキのみで導体層を形成してもよい。その後のパターン形成の方法として、例えば、当業者に公知のサブトラクティブ法、セミアディティブ法などを用いることができる。
[硬化物]
本発明の硬化物は、本発明の樹脂組成物シートの感光性樹脂組成物層を硬化させて得られる。この硬化物は、「[樹脂シート]」の項で説明したように、条件(I)又は(II)を満たす感光性樹脂組成物を硬化させたものであるので、現像後、その表面は特定の最大谷深さを有する。
感光性樹脂組成物層の硬化条件は、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用すればよく、例えば、先述した(5)工程の条件を使用してよい。また、樹脂組成物を熱硬化させる前に予備加熱をしてもよく、加熱は予備加熱を含めて複数回行ってもよい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
((b)成分の主鎖のガラス転移温度の測定)
(b)成分の主鎖のガラス転移温度は、以下に示したFOXの式により算出した。
1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wm/Tgm)
W1+W2+・・・+Wm=1
Wmは(b)成分を構成する各モノマーの含有量(質量%)を表し、Tgmは、(b)成分を構成する各モノマーのガラス転移温度(K)を表す。
((b)成分の重量平均分子量(Mw)の測定)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量を(b)成分の重量平均分子量とした。
(合成例1:(b)成分の合成)
内容量が2リットルの5つ口反応容器内に、メチルイソブチルケトン350g、グリシジルメタクリレート71g、ブチルアクリレート136gおよびアゾビスイソブチロニトリル16gを加え、窒素ガスを吹き込みながら80℃で6時間加熱した。次に、得られた反応溶液に、アクリル酸36g、メトキノン4mgおよびトリフェニルホスフィン4mgを加え、空気を吹き込みながら100℃で24時間加熱した。得られた反応混合物に、テトラヒドロフタル酸無水物48gを加え、70℃で10時間加熱し、溶剤を加えてポリマー溶液を得た(ポリマーの理論Tg値は−28℃、固形分含量:50質量%、Mw:18000、酸価:52mgKOH/g)。
<製造例1〜3>
下記表に示す配合割合で各成分を配合し、高速回転ミキサーを用いて樹脂ワニスを調整した。
Figure 0006825580
表中の略語等は以下のとおりである。
・SC2050:溶融シリカスラリー(アドマテックス社製、平均粒径0.5μm)100質量部に対して、アミノシラン(信越化学社製、「KBM573」)0.5質量部で表面処理し、MEKを加えたスラリー。固形分濃度70%。
・ZAR−2000:ビスフェノールA型エポキシアクリレート(日本化薬社製、酸価99mgKOH/g、固形分濃度約70%)
・NC3000H:ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、エポキシ当量約272)
・IrgacureOXE−02:1,2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンゾイルオキシム)](BASF製)
・合成例1:合成例1で合成した(E)成分
・DPHA: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、アクリル当量約96)
・NV−7−201:顔料(カーボンブラック、日本ピグメント社製、固形分濃度20%)
(支持体の最大谷深さの絶対値の測定)
支持体の最大谷深さ(Rv)の測定では、白色光干渉型顕微鏡(Contoure GT−Xシリーズ ブルカーエイエックスエス社製)を用いた。対物レンズを50倍にセットし、緑色光を選択し、表面形状の測定範囲を125μm×100μmとした。その後、『Terms Removal(F−Operation)』より一次の傾き補正を行うことで、支持体の表面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)を求めた。
(支持体の算術平均粗さ(Ra)の測定)
支持体の算術平均粗さは、非接触型干渉顕微鏡(WYKO Bruker AXS社製)を用いて測定した。
(支持体のヘーズの測定)
支持体のヘーズは、ヘーズメーターHZ−V3(スガ試験機社製)を用いて計測した。
<実施例1>
(支持体1の作製)
離型剤(リンテック社製、「AL−5」)を、PETフィルム(ユニチカ社製、「S−25」)上に、離型剤の厚みが1μmとなるように、ダイコーターにて均一に塗布し、支持体1を作製した。支持体1のヘーズを測定したところ、6%であった。
((1)工程:樹脂シートを準備する工程)
先の製造例1の樹脂ワニスを、かかる支持体1の離型剤上に乾燥後の感光性樹脂組成物層の厚みが20μmになるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃から110℃で5分間乾燥することにより、平滑PETフィルム上に感光性樹脂組成物層を有する樹脂シートを得た。
((2)工程:基板上に樹脂シートをラミネートする工程)
次に厚さ18μmの銅層(メック社製CZ8100による処理にて粗化)をパターニングした回路が形成されているガラスエポキシ基板(銅張積層板)に対して、先の樹脂シートの感光性樹脂組成物層が銅回路表面と接するように配置し、真空ラミネーター(ニチゴーモートン社製、VP160)を用いて積層し、前記銅張積層板と、前記感光性樹脂組成物層と、前記支持体とがこの順に積層された積層体を形成した。圧着条件は、真空引きの時間30秒間、圧着温度80℃、圧着圧力0.7MPa、加圧時間30秒間とした。
((3)工程:感光性樹脂組成物層を露光する工程)
該積層体を室温30分以上静置し、該積層体の支持体上から、丸穴パターンを用いパターン形成装置を用いて、250mJ/cmの紫外線露光を行った。(3)工程は支持体を剥離せずに行った。露光パターンは開口:50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μmの丸穴、120μmの丸穴、200μmの丸穴、250μmの丸穴、500μmの丸穴、L/S(ライン/スペース):50μm/50μm、60μm/60μm、70μm/70μm、80μm/80μm、90μm/90μm、100μm/100μmのラインアンドスペース、1cm×2cmの四角形の形状を有する露光部と未露光部を描画させる石英ガラスマスクを使用した。室温にて10分間静置した後、前記積層体から支持体を剥がし取った。
((6)工程:支持体を剥離する工程)
(3)工程後、手動で支持体を剥離した。
((現像前のRv及び現像前のRaの測定))
(3)工程後(4)工程前の感光性樹脂組成物層の露光部の表面状態を、白色光干渉型顕微鏡(Contoure GT−Xシリーズ ブルカーエイエックスエス社製)を用い、対物レンズを50倍にセットし、緑色光を選択し、表面形状の測定範囲を125μm×100μmとした。その後、『Terms Removal(F−Operation)』より一次の傾き補正を行うことで、感光性樹脂組成物層表面の現像前のRvの絶対値(A1)の値を測定した。また、現像前の算術平均粗さ(Ra)は、非接触型干渉顕微鏡(WYKO Bruker AXS社製)を用いて測定した。
((4)工程:現像によりパターン感光性樹脂組成物層を形成する工程)
(6)工程後、積層板上の感光性樹脂組成物層の全面に、現像液として30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧0.2MPaにて2分間のスプレー現像を行い、パターン感光性樹脂組成物層を形成した。
((現像後のRv及び現像後のRaの測定))
(4)工程後、((現像前のRv及び現像前のRaの測定))と同様の方法で現像後のパターン感光性樹脂組成物層表面のRvの絶対値(A2)及び現像後の算術平均粗さ(Ra)を測定した。また、予め測定した現像前のRvの絶対値(A1)と前記のA2との比(A2/A1)も算出した。
((5)工程:パターン感光性樹脂組成物層を硬化する工程)
(4)工程後、感光性樹脂組成物層表面に1J/cmの紫外線照射を行い、さらに180℃、30分間の加熱処理を行い、開口部を有する絶縁層を形成した。これを評価用積層体とした。
<実施例2>
実施例1において、(3)工程後(4)工程前に行った(6)工程を、(2)工程後(3)工程前に行った。即ち、支持体を剥離した後に(3)工程を行った。以上の事項以外は実施例1と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<実施例3>
実施例2において、製造例1の樹脂ワニスを製造例2の樹脂ワニスに変えた。以上の事項以外は実施例2と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<実施例4>
実施例1において、製造例1の樹脂ワニスを製造例3の樹脂ワニスに変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<比較例1>
実施例1において、製造例1の樹脂ワニスを製造例2の樹脂ワニスに変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<比較例2>
実施例1において、
1)製造例1の樹脂ワニスを製造例2の樹脂ワニスに変え、
2)支持体1を、支持体2(充填材練込みPETフィルム、「PTH−25」、ユニチカ社製、ヘーズ値25%)に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<比較例3>
実施例1において、
1)製造例1の樹脂ワニスを製造例2の樹脂ワニスに変え、
2)支持体1を、支持体3(サンドブラスト処理をしたPETフィルム、「T60」、東レ社製、ヘーズ値70%)に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<比較例4>
実施例1において、
1)製造例1の樹脂ワニスを製造例2の樹脂ワニスに変え、
2)支持体1を、支持体4(粗化剤をコーティングしたPETフィルム、ヘーズ値60%、)に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして、現像前のRv、現像前のRa、現像後のRv及び現像後のRaを測定するとともに評価用積層体を作製した。
<現像性の評価>
評価用積層体の露光部の1cm×2cmの四角形部分を目視で観察した。かかる露光部の樹脂が剥離や一部が溶解していない場合は「〇」とし、露光部の樹脂が剥離しかけていたり一部が溶解している場合や未露光部に樹脂残渣が存在する場合は「△」とし、露光部と未露光部でコントラストがない場合は「×」とした。
<ビア形状の評価及び最小開口径の測定>
評価用積層体に形成した各丸穴パターンをSEM(日立ハイテクノロジー社製、S−4800)で観察し(倍率1000倍)、残渣が無い丸穴パターンの最小開口径(ビア最小径)を測定した。また、丸穴パターンのビア形状(開口形状)については下記の基準で評価した。
○:任意の三点の丸穴パターンを観察し、オーバーハングやアンダーカットが見られない。
×:任意の三点の丸穴パターンを観察し、オーバーハングやアンダーカットが見られる。
<配線の遮蔽性(視認性)の評価>
評価用積層体において、目視でパターンが見えないものは「〇」とし、下地のパターン形状が見えるものは「×」とした。
<密着性の評価>
(封止用シートの作製)
ビスフェノール型液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)4部、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC社製「EXA−7311−G4」、エポキシ当量約213)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)6部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000L」、エポキシ当量約272)10部、及び難燃剤(大八化学工業社製「PX−200」)4部を、ソルベントナフサ20部及びシクロヘキサノン10部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA3018−50P」、水酸基当量約151、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)10部、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA−7054」、水酸基当量約125、固形分60%のMEK溶液)4部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN−495V」、水酸基当量約231、固形分60%のMEK溶液)10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理されたSC4500(アドマテックス社製)220部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、アルキド樹脂系離型剤(リンテック社製「AL−5」)で離型処理したPETフィルム(東レ社製「ルミラーT6AM」、厚み38μm、軟化点130℃、「離型PET」)上に樹脂ワニスを乾燥後の硬化性樹脂組成物層の厚みが25μmになるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃から110℃で4分間乾燥することにより、離型PET上に硬化性樹脂組成物層を有する封止用シートを得た。
得られた封止用シートを各評価用積層体の上に積層した。その後、180℃のオーブンで90分加熱した。得られた硬化性樹脂組成物層の面において1mm間隔で10マス×10マス計100マスの切り込みを入れ、その上にセロファンテープを貼り付けてから急激に180°の方向に剥離した。評価は下記の判断に従った。
○:すべてのマスにおいて剥がれが認められない。
×:一つでも樹脂の剥がれが観察される。
Figure 0006825580
上記表から、実施例1〜4においては、開口部の開口形状を損なうことなく表面を粗化し、パターンの遮蔽性向上やパターン感光性樹脂組成物層表面の密着性向上が可能であることがわかった。
実施例1〜3において、(e)〜(g)成分等を含有しない場合であっても、程度に差はあるものの上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。また、実施例4において、(b)〜(g)成分等を含有しない場合であっても、程度に差はあるものの上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。
10 樹脂シート
101 支持体
101a 感光性樹脂組成物層側の面
102 感光性樹脂組成物層
102a 支持体と接する面
102b 現像後のパターン感光性樹脂組成物層
102c 基板側とは反対側の面
103 基板
11 従来の樹脂シート
111 支持体
111a 感光性樹脂組成物層側の面
112 感光性樹脂組成物層
112a 支持体と接する面
112b 現像後のパターン感光性樹脂組成物層
112c 基板側とは反対側の面
113 基板

Claims (12)

  1. (1)支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートを準備する工程、
    (2)基板上に樹脂シートをラミネートする工程、
    (3)感光性樹脂組成物層を露光する工程、及び
    (4)現像によりパターン感光性樹脂組成物層を形成する工程、を含むプリント配線板の製造方法であって、
    支持体のヘーズが20%以下であり、
    (4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上であり、
    感光性樹脂組成物が、以下の条件(I)又は(II)を満たす、プリント配線板の製造方法。
    (I)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、(a)成分の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上。
    (II)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有。
  2. さらに、(5)パターン感光性樹脂組成物層を硬化する工程を含む、請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
  3. パターン感光性樹脂組成物層の硬化物が、ソルダーレジストである、請求項2に記載のプリント配線板の製造方法。
  4. 感光性樹脂組成物が、ネガ型感光性樹脂組成物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
  5. (3)工程後(4)工程前の感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA1(nm)とし、(4)工程後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA2(nm)とした場合、3<A2/A1<100の関係を満たす、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
  6. さらに、(6)支持体を剥離する工程を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
  7. (6)工程は、(2)工程後(3)工程前に行う、請求項6に記載のプリント配線板の製造方法。
  8. 支持体と、該支持体上に設けられた、感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、を有する樹脂シートであって、
    支持体のヘーズが20%以下であり、
    現像後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)が、500nm以上であり、
    感光性樹脂組成物が、以下の条件(I)又は(II)を満たす、樹脂シート。
    (I)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材を含有し、(a)成分の含有量が、感光性樹脂組成物の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以上。
    (II)感光性樹脂組成物が、(a)平均粒径0.5μm以上の無機充填材、(b)エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含む樹脂、(c)エポキシ樹脂、及び(d)光重合開始剤を含有。
  9. (b)成分が、ガラス転移温度が−20℃以下の(メタ)アクリルポリマーを含有する、請求項8に記載の樹脂シート。
  10. 感光性樹脂組成物層が、ソルダーレジスト形成用である、請求項8又は9に記載の樹脂シート。
  11. 露光後現像前の感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA1(nm)とし、現像後のパターン感光性樹脂組成物層の支持体側の面の最大谷深さの絶対値(|Rv|)をA2(nm)とした場合、3<A2/A1<100の関係を満たす、請求項8〜10のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  12. 請求項8〜11のいずれか1項に記載の樹脂シートの感光性樹脂組成物層を硬化させた硬化物。
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