JP6825832B2 - 配線基板の製造方法、及び配線基板 - Google Patents
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Description
1.配線基板の製造方法
2.配線基板
3.他の実施の形態
4.実施例
本発明の一実施の形態に係る配線基板の製造方法は、低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物を、所望の表面自由エネルギー差のパターンが形成された原版に接触させて硬化させ、原版の表面自由エネルギー差のパターンが転写された基材を得る転写工程と、基材のパターン転写面に導電性塗布組成物を塗布し、導体パターンを形成する導体パターン形成工程とを有する。ここで、基材が、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有し、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高いことにより、高表面張力を示す塗布組成物を使用することができ、例えば水系導電性塗布組成物を選択的に塗布し、導電性のパターンを形成することができる。
転写工程では、先ず、低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物を調製する。樹脂組成物としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられ、これら中でも、硬化反応が速い光硬化型のアクリル樹脂組成物が好適に用いられる。以下では、第1の化合物と、第2の化合物と、光重合開始剤とを含有する光硬化型のアクリル樹脂組成物を例に挙げて説明する。
上記(1)式中、γmは原版20表面の表面自由エネルギーであり、γiは樹脂組成物12表面の表面自由エネルギーである。
導体パターン形成工程では、基材のパターン転写面に導電性塗布組成物を塗布し、導体パターンを形成する。導体パターンは、高表面自由エネルギー部分又は低表面自由エネルギー部分に選択的に形成される。
本発明の一実施の形態に係る配線基板は、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有する基材と、高表面自由エネルギー領域上に形成された導体パターンとを備え、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高い。これにより高表面張力を示す水系の導電性塗布組成物により導体パターンを形成することができる。
前述した実施の形態では、導体パターンの形成について説明したが、導体パターンの形成に限られず、非導電性のパターンの形成にも適用可能である。すなわち、本発明の一実施の形態に係るパターン形成体の製造方法は、低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物を、所望の表面自由エネルギー差のパターンが形成された原版に接触させて硬化させ、原版の表面自由エネルギー差のパターンが転写された基材を得る転写工程と、基材のパターン転写面に塗布組成物を塗布し、パターンを形成するパターン形成工程とを有する。ここで、基材が、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有し、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高いことにより、高表面張力を示す塗布組成物を選択的に塗布し、パターンを形成することができる。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。本実施例では、表面自由エネルギー差によるパターンが形成された原版A、表面自由エネルギーが全面に亘って低い原版B、及び表面自由エネルギーが全面に亘って高い原版Cを作製し、各原版を用いて樹脂組成物に転写を行った。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
使用した。
露光機A:マスクアライナー MA−20 (ミカサ株式会社製)
露光機B:アライメント露光装置 (東芝ライテック株式会社製)
接触角計:DM−701(協和界面科学社製)
顕微鏡:VHX−1000(株式会社キーエンス製)
AFM:SPA400(株式会社日立ハイテクサイエンス製)
10cm×10cmのガラス基板にネガ型フォトレジスト(商品名:OFPR−800LB、東京応化工業製)をスピンコート法により塗布し、110℃、90秒ホットプレート上で乾燥させた。フォトレジストがコーティングされた基板と、5μmのライン及びスペースがパターンニングされたフォトマスクを配置し、露光機Aで露光した。露光後、この基板を2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中に1分間浸漬し、その後純水に1分間浸漬し、室温で乾燥し、現像を行った。
7cm×5cmのスライドガラスを、洗浄液(商品名:Novec7300、3M社製)で洗浄し、その後、フッ素コーティング剤(商品名:DS−5210F、HARVES社製)を液滴滴下にて塗布した。一晩放置後、洗浄液(商品名:Novec7300、3M社製)にて洗浄し、その後、フッ素コーティング剤(商品名:DS−5210F、HARVES社製)を液滴滴下にて塗布した。さらに一晩放置後、洗浄液(商品名:Novec7300、3M社製)にて洗浄し、(全面がフッ素コーティングされた)原版Bを得た。
未使用の7cm×5cmのスライドガラスを原版Cとした。
表1に、インク1〜6の組成を示す。
TMM−3(新中村化学工業(株)):ペンタエリスリトールトリアクリレート
OTA−480(ダイセル・オルネクス(株)):プロピレングリコール変性グリセリントリアクリレート
AE−400(日油(株)):ポリエチレングリコールモノアクリレート #400
イルガキュア184(BASF(株)):1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
KY−1203(信越化学工業(株)):パーフルオロポリエーテル含有アクリレート
図6は、原版Aのパターンを転写させる転写工程の概略を示す断面図である。図6に示すように、PETフィルム上にインク1〜6をバーコーター(wet膜厚8μm相当)で塗布し、これを原版Aに密着させ、露光機B(アライメント露光装置、東芝ライテック(株))を用いてPET面より露光硬化させ、硬化樹脂層を有する基材を得た。このときの照射量は、6J/cm2であった。硬化樹脂層表面より原版Aを剥離し、PETフィルム上に原版Aの表面自由エネルギーが転写された硬化樹脂層を有する基材A1〜A6を得た。また、原版B及び原版Cについても同様に、インク1〜6を硬化させ、表面自由エネルギーが転写された基材B1〜B6及び基材C1〜C6を得た。
表2に、基材B及び基材Cの表面自由エネルギーを示す。表面自由エネルギーは、接触角計を用いて、基材B1〜B6及び基材C1〜C6の接触角を測定し、ケルブル・ウー法により算出した。これにより、基材A1〜A6低表面自由エネルギー領域は、それぞれ基材B1〜B6の表面自由エネルギーとしてみなし、基材A1〜A6の高表面自由エネルギー領域は、それぞれ基材C1〜C6の表面自由エネルギーとしてみなした。
金属インク(ドライキュアAg、コロイダル・インク(株)、表面張力:72mN/m)をサンプル瓶に充填した。このサンプル瓶に基材A1〜C6をディップし、1cm/minのスピードで垂直に引き上げ、室温で10分間放置した。塗布後の表面を光学顕微鏡により2000倍で観測した。観察面においてパターン通りに塗布できている場合を「○」と評価し、観察面において一部領域でパターン通りに塗布できていない場合を「△」と評価し、観察面においてパターン通りに塗布できていない場合を「×」と評価した。
PETフィルム上にインク3をバーコーター(wet膜厚8μm相当)で塗布し、これを原版Aに密着させ、露光機B(アライメント露光装置、東芝ライテック(株))を用いてPET面より露光硬化させ、硬化樹脂層を形成した。このときの照射量は、6J/cm2であった。硬化樹脂層表面より原版Aを剥離し、PETフィルム上に原版Aの表面自由エネルギーが転写された硬化樹脂層を有する基材A3を得た。同様に、原版B及び原版Cを用いて、インク3を露光硬化させ、基材B3及び基材C3を得た。
インク4を使用した以外は、実施例1と同様にして、基材A4、基材B4及び基材C4を得た。表3に示すように、基材B4の表面自由エネルギーは17mJ/m2、基材C4の表面自由エネルギーは69mJ/m2であった。よって、基材A4の低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを17mJ/m2、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを69mJ/m2とみなした。また、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーと金属インクの表面張力との差を、3mJ/m2とみなした。図8は、実施例2において基材A4上に形成された導体パターンの光学顕微鏡による観察画像である。高表面自由エネルギー部分にのみ導電性塗布組成物が選択的に塗布されており、塗り分け特性の評価は○であった。
インク5を使用した以外は、実施例1と同様にして、基材A5、基材B5及び基材C5を得た。表3に示すように、基材B5の表面自由エネルギーは17mJ/m2、基材C5の表面自由エネルギーは68mJ/m2であった。よって、基材A5の低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを17mJ/m2、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを68mJ/m2とみなした。また、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーと金属インクの表面張力との差を、4mJ/m2とみなした。光学顕微鏡による観察の結果、高表面自由エネルギー部分にのみ導電性塗布組成物が選択的に塗布されており、塗り分け特性の評価は○であった。
インク6を使用した以外は、実施例1と同様にして、基材A6、基材B6及び基材C6を得た。表3に示すように、基材B6の表面自由エネルギーは17mJ/m2、基材C5の表面自由エネルギーは63mJ/m2であった。よって、基材A6の低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを17mJ/m2、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを63mJ/m2とみなした。また、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーと金属インクの表面張力との差を、9mJ/m2とみなした。光学顕微鏡による観察の結果、観察面において一部領域でパターン通りに塗布できておらず、塗り分け特性の評価は△であった。
インク1を使用した以外は、実施例1と同様にして、基材A1、基材B1及び基材C1を得た。表3に示すように、基材B1の表面自由エネルギーは16mJ/m2、基材C1の表面自由エネルギーは51mJ/m2であった。よって、基材A1の低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを16mJ/m2、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを51mJ/m2とみなした。また、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーと金属インクの表面張力との差を、21mJ/m2とみなした。図9は、比較例1において基材A1上に形成された導体パターンの光学顕微鏡による観察画像である。観察面においてパターン通りに塗布できておらず、塗り分け特性の評価は×であった。
インク2を使用した以外は、実施例1と同様にして、基材A2、基材B2及び基材C2を得た。表3に示すように、基材B2の表面自由エネルギーは15mJ/m2、基材C2の表面自由エネルギーは62mJ/m2であった。よって、基材A2の低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを15mJ/m2、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーを62mJ/m2とみなした。また、高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーと金属インクの表面張力との差を、10mJ/m2とみなした。図10は、比較例2において基材A2上に形成された導体パターンの光学顕微鏡による観察画像である。観察面においてパターン通りに塗布できておらず、塗り分け特性の評価は×であった。
Claims (15)
- 低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、前記第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物を、所望の表面自由エネルギー差のパターンが形成された原版に接触させて硬化させ、原版の表面自由エネルギー差のパターンが転写された基材を得る転写工程と、
前記基材のパターン転写面に導電性塗布組成物を塗布し、導体パターンを形成する導体パターン形成工程とを有し、
前記基材が、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有し、
前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高い、配線基板の製造方法。 - 前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、前記導電性塗布組成物の表面自由エネルギーの−10mJ/m2より高い、請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 前記低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、10〜20mJ/m2である、請求項1又は2に記載の配線基板の製造方法。
- 前記導電性塗布組成物が、銀を含有する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第1の化合物が、パーフルオロポリエーテル誘導体である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
- 前記第2の化合物が、単官能(メタ)アクリレートを含み、
前記単官能(メタ)アクリレートの含有量が、前記第2の化合物100質量部に対し、40〜70質量部である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 - 低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、前記第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物が硬化してなり、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有する基材と、
前記高表面自由エネルギー領域上に形成された導体パターンとを備え、
前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高い、配線基板。 - 前記導体パターンが、導電性塗布組成物から形成され、
前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、前記塗布組成物の表面自由エネルギーの−10mJ/m2より高い、請求項7に記載の配線基板。 - 前記低表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、10〜20mJ/m2である請求項7又は8に記載の配線基板。
- 前記導電性塗布組成物が、銀を含有する請求項8に記載の配線基板。
- 低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、前記第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物を、所望の表面自由エネルギー差のパターンが形成された原版に接触させて硬化させ、原版の表面自由エネルギー差のパターンが転写された基材を得る転写工程と、
前記基材のパターン転写面に塗布組成物を塗布し、パターンを形成するパターン形成工程とを有し、
前記基材が、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有し、
前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高い、パターン形成体の製造方法。 - 低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、前記第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物が硬化してなり、高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有する基材と、
前記高表面自由エネルギー領域上に形成されたパターンとを備え、
前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高い、パターン形成体。 - 低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、前記第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有する樹脂組成物が硬化してなる基材において、
高表面自由エネルギー領域及び低表面自由エネルギー領域のパターンを有し、
前記高表面自由エネルギー領域の表面自由エネルギーが、62mJ/m2より高い、基材。 - 低い表面自由エネルギーを発現させる第1の化合物と、
前記第1の化合物よりも高い表面自由エネルギーを発現させる第2の化合物とを含有し、
前記第2の化合物が、エチレングリコール構造を有する単官能(メタ)アクリレートと、エリスリトール構造を有する多官能(メタ)アクリレートとを含み、
前記単官能(メタ)アクリレートと前記多官能(メタ)アクリレートとの質量比が、40:60〜70:30である、樹脂組成物。 - 前記第1の化合物が、パーフルオロポリエーテル誘導体である請求項14に記載の樹脂組成物。
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