JPH0252634B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は微細なレジストパターンの形成方法に
関し、更に詳細に言えば、印刷回路の如き微細加
工品の製造に有用な高解像度レジストパターンの
経済的量産方法に関する。 印刷回路のレジストパターンの形成法としては
今日シルクスクリーン印刷法が主流をなしている
が、この方法では、得られるパターンの解像度が
最高でも線幅150〜200μｍであるため、パターン
の微細化が益々進められる今日、要望されるよう
な高解像度レジストパターンの形成に次第に応え
られなくなりつつあるのが実状である。 従つて、本発明の目的は、印刷回路の如き微細
加工品の製造に有用な高解像度レジストパターン
を経済的に量産し得る新規な方法を提供すること
にある。 経済的量産性に優れたパターン形成法は言うま
でもなく印刷法である。各種の印刷法の中で最も
安価且つ短時間で製版できる方式は平版印刷方式
であり、この方式によれば線幅30μｍ程度の解像
度をもつ印刷パターンも容易に得られることが知
られている。しかし、この方式により得られる印
刷パターンは厚さ１〜3μｍ程度の薄膜で、多く
の場合その中に相当数のピンホール、アイホール
等のホールをもつために一般的にその耐レジスト
性は低く、特に印刷回路の如き微細加工のための
レジストパターンとしては適さないものである。
しかしながら、本発明者等は多くの実験から、平
版印刷方式を採用する場合であつても、同一パタ
ーンの重ね刷りによつて形成された印刷パターン
はホールが除去された連続膜となり、印刷回路の
如き微細加工のためのレジストパターンとして十
分に使用できるものになるとの知見を得た。本発
明はこの知見にもとづいて完成されたものであ
る。 即ち、本発明は、(a)熱又は活性エネルギー線に
より硬化可能なレジストインキを用い、平版印刷
方式でレジスト加工すべき基板上に印刷パターン
を形成する第１工程と、(b)前記基板上の印刷パタ
ーンの上に更に同一パターンを重ねて印刷するこ
とにより、その中に含まれるピンホール、アイホ
ール等のホールを除去する第２工程と、(c)前記基
板上の印刷パターンを加熱又は活性エネルギー線
に露出して硬化させることにより前記基板のレジ
ストパターンを形成する第３工程から成るレジス
トパターンの形成方法に関するものである。 本発明で使用されるレジストインキは、熱、紫
外線、電子線などの作用で硬化する性質と、基板
のエツチング処理、レジスト処理などに対する耐
性を有する平版印刷インキであり、このような性
質を有する印刷インキは公知のものの中に多く見
出し得るが、一分子中に２個以上の重合性エチレ
ン性不飽和二重結合を有する重合性モノマーとこ
れに溶解する皮膜形成性樹脂をビヒクル成分とし
て含有する平版印刷インキが本発明での使用に好
適である。 このような重合性モノマーとしては、(1)多価ア
ルコールとアクリル酸またはメタクリル酸と場合
により更に安息香酸の如き芳香族カルボン酸との
エステル化により得られるモノマーであつて、一
分子中に２個以上のアクリル酸またはメタクリル
酸の残基を有するものが好適であり、(2)多価アル
コールとアクリル酸またはメタクリル酸と高級脂
肪酸とのエステル化により得られるモノマーであ
つて、一分子中に２個以上のアクリル酸またはメ
タクリル酸の残基と一個以上の高級脂肪酸の残基
を有するものが特に好適である。上記の(1)モノマ
ーとしては、例えばエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ
（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、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
リトールペンタ（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、ト
リメチロールプロパンモノベンゾエートジ（メ
タ）アクリレート、ビスフエノールＡエチレンオ
キサイド付加物のジ（メタ）アクリレート、水添
ビスフエノールＡジ（メタ）アクリレート、ノニ
ルフエノールエチレンオキサイド付加物のジ（メ
タ）アクリレート、ビスフエノールＡプロピレン
オキサイド付加物のジ（メタ）アクリレートなど
がある。 上記の(2)モノマーとしては、例えばトリメチロ
ールプロパンモノオクトエートジ（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリトールモノオクトエート
トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロ
パニモノカプリレートジ（メタ）アクリレート、
ペンタエリスリトールモノカプリレートトリ（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパンモノ
ラウレートジ（メタ）アクリレート、ペンタエリ
スリトールモノラウレートトリ（メタ）アクリレ
ートなどがある。 上記のモノマーに溶解する皮膜形成性樹脂とし
ては、例えばフエノール樹脂、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ケイ素樹脂、
エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂などの
熱硬化性樹脂；塩ビ樹脂、塩化ビニリデン樹脂、
酢ビ樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹
脂、ふつ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル
樹脂、アルキド樹脂、各種石油系樹脂、ロジン変
性フエノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、
マレイン酸樹脂、クロン樹脂、ポリブタジエン、
フエノキシ樹脂などのような熱可塑性樹脂をあげ
ることができる。 上記の樹脂とモノマーとの好ましい混合割合
は、インキの硬化性、印刷適性、耐レジスト性な
どを適当なものとするように適宜に決めることが
できるが、一般的に言えば、樹脂33〜90重量％に
対してモノマー10〜67重量％である。 上記のビヒクル成分は、熱または電子線の作用
で硬化させるときには、硬化触媒を特に必要とし
ないが、紫外線の作用で硬化させるときには、一
般的に硬化触媒として光重合開始剤を必要とす
る。光重合開始剤にはビニルモノマーの光重合開
始剤として一般的に知られている各種のものを使
用できる。本発明で使用される上記の如きレジス
トインキは、必要に応じて更に、着色剤のほか溶
剤、体質顔料、安定剤などを含む。 本発明では、平版印刷機として、枚葉平台式、
枚葉輪転式、巻取輪転式等の各種のものを使用で
きるが、一般に校正機として使用されている枚葉
平台印刷機が最適である。印刷機に取付けるべき
版も平販であればよく、機械的研磨、陽極酸化処
理等で粗面化したアルミニウム板の如き湿式平
版、インキ反撥性のシリコーン表層をもつシート
の如き乾式平版のいづれをも使用できる。基板と
しては、硬質又はフレキシブルプリント基板が使
用できる。印刷回路用基板の大部分のものは金属
を被覆した積層板又はシートであり、代表的には
銅張積層板またはシートである。インキを硬化さ
せるための装置も、インキの硬化性に適応する公
知の加熱装置、紫外線照射装置、電子線照射装置
を使用できる。 第１工程の印刷パターンの多くのものは、基板
にまで達するホールを相当数有しているが、第２
工程の重ね刷りによつてそれらホールの大部分が
除去された連続膜となる。このようなホールの除
去は、印刷パターンの膜が重ね刷りによつて厚く
なると同時に重ね刷りの際の印圧によつて流れ易
い状態となるために起るものと考えられるが、好
都合なことに、このときの膜厚と流動性は、多く
の場合、印刷パターンの輪郭の変化を生ぜしめる
程に大きいものではない。印刷パターンの輪郭の
変化は、そのパターンを硬化させる際にも殆んど
起らない。線幅200μｍ以下の線部分と直径500μ
ｍ以下の島部分から成るような回路パターンを印
刷する場合には一度の重ね刷りで充分にホールを
除去し得る。直径500μｍ以上特に１mm以上の島
部分を有するような回路パターン、又はメツキレ
ジストパターンの如くベタ部分の多い回路パター
ンを印刷する場合には２〜３度程度の重ね刷りが
必要となることもある。このように必要な重ね刷
り回数は、主として、印刷される回路パターンの
線部分と島部分の細密度によつて異なるが、多く
の場合、１〜３回程度である。 上記の如く、重ね刷りによつて、印刷パターン
の中のピンホール、アイホール等のホールは殆ん
ど除去されるが、時として残存するかも知れない
僅かなホールをも確実に除去するために予め必要
な手段を講じておくことを望むならば、そのよう
な手段として、印刷パターンを硬化させる前にこ
れを室温下で適当な時間静置することが推奨され
る。適当な静置時間は、主として、印刷される回
路パターンの線部分と島部分の細密度と使用する
インキの性質によつて異なるが、約１〜15分間で
ある。線幅200μｍ以下の線部分と直径500μｍ以
下の島部分から成るような回路パターンを印刷す
る場合には、約１〜５分間の静置でも十分な効果
が得られるが、直径500μｍ以上特に１mm以上の
島部分を多数有するような回路パターン、又はメ
ツキレジストパターンの如くベタ部分の多い回路
パターンを印刷する場合には、十分な効果を得る
ために約５〜15分間の静置が必要となる。 叙上の如く、本発明の方法は、従来一般的に採
用されていたシルクスクリーン印刷方式に代え
て、平版印刷方式を採用することにより高解像度
レジストパターンの経済的量産化を可能としたも
のであつて、極めて高い実用的価値をもつもので
あり、本発明の方法により形成されるレジストパ
ターンは、印刷回路の如き微細加工に適したエツ
チングレジスト又はメツキレジストとして使用で
きるものである。 以下実施例により本発明を具体的に説明する。
例中の「部」は重量部を意味する。 実施例１〜６ (1) ビヒクルの合成 ビヒクルＡ 無水フタル酸26部、ドデセニル無水コハク酸３
部、脱水ヒマシ油56部、グリセリン８部及びペン
タエリスリトール８部から常法により得た酸価10
以下のアルキツド樹脂の全量にアルキルベンゼン
24部と重合性アクリルプレポリマー（東亜合成化
学社製、「Aronix Ｍ―8030」）６部及びハイドロ
キノンモノメチルエーテル0.01部を加え、これら
を90℃に加熱して均一に溶解した。次いで、この
溶液の全量にアルミニウムキレート化合物（川口
フアインケミカル社、「ALCH」）1.4部を加え、
これらを105℃で１時間加熱して上記アルキツド
樹脂にキレート化合物を反応させた。斯くして、
常温で粘稠なビヒクルＡを得た。 ビヒクルＢ ドデセニル無水コハク酸122部、水添ビスフエ
ノールA100部及びエポキシ樹脂（「エピクロン
1050」）40部から常法によりエポキシ樹脂変性ア
ルキツド樹脂の全量にトリメチロールプロパンジ
アクリレートモノベンゾエート130部、トリメチ
ロールプロパンジアクリレートモノオクトエート
44部及びハイドロキノンモノメチルエーテル0.2
部を加え、これらを110℃で均一に溶解してビヒ
クルＢを得た。 ビヒクルＣ トリメチロールプロパンジアクリレートモノカ
プリレート55部、「ネオポリマー120」（日本石油
化学(株)製、石油樹脂）45部、ハイドロキノン0.5
部を反応容器に入れ、空気を吹き込みながら110
℃で溶解して常温で粘稠なビヒクルＣを得た。 (2) レジストインキの製造 前記ベヒクルを用いた表１の配合物を３本ロー
ルで十分練肉してレジストインキを製造した。

【表】 ＊１ チバガイギー社製 光増感剤
＊２ 大日本インキ化学工業社製 顔料
(3) レジストパターンの形成 前記レジストインキを用いて硬質プリント基板
又はフレキシブルプリント基板の上にレジストパ
ターンを形成した。パターン形成の方法として、
下記工程を組合せた種々の方法を採用した。これ
らをまとめて表２に示した。 A1工程；プリント配線用テストパターン（最
小線幅50μｍ）の画線部をもつ湿式平版の刷
版（アルミニウム版）を取付けた枚葉式平版
印刷機による印刷工程。 A2工程；上記と同様のパターンの画線部をも
つ乾式平版の刷版（シリコーン製インキ反撥
層をもつ）を取付けた乾式平版印刷機による
印刷工程。 Ｂ工程；A1又はA2工程の後に同一方式で同一
パターンを重ね刷りする工程。 C1工程；熱風加熱乾燥装置による印刷パター
ンの熱硬化工程。加熱温度150℃。加熱時間
１分。 C2工程；紫外線照射装置による印刷パターン
の硬化工程。この装置は焦点型反射傘と発光
長75cm、出力6KWの高圧水銀ランプ４本を
有し、これらのランプは互いに15cmの間隔を
あけて平行に列設され、この下10cmのところ
で印刷物に光照射できるようになつている。
照射時間５秒。 C3工程；電子線照射装置による印刷パターン
の硬化工程。この装置は加速電圧175KV、
電流値10mAのエレクトロカーテン方式のも
のである。照射線量５メガラド。

【表】 (4) 評価 前記レジストパターンにつき下記の評価をし
た。 エツチング前のホールの有無 ピンホール、アイホール等のホールの有無をル
ーペで確認。 ◎……全くなし ○……僅かにあり △……多数あり ×……著しく多数あり エツチング後のホールの有無 塩化第２鉄エツチング液でエツチング処理した
後に上記と同様に確認、評価。 パターン再現性 エツチング後に最小線幅（50μｍ）のパターン
が画素通りにシヤープに再現されているかどうか
を、ピーク・シヨツプ・マイクロスコープ（倍率
100倍）で確認。 ａ……画素通り ｂ……線細りはないが、サイドエツチングによ
るギザギザ模様がある。 ｃ……線細りあり ｄ……パターン破壊 前記各例の評価結果を表３に示した。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱又は活性エネルギー線で硬化可能なレジス
   トインキを用いた平版印刷方式でレジスト加工す
   べき基板上に印刷パターンを形成する第１工程
   と、前記基板上の印刷パターンの上に更に同一パ
   ターンを重ねて印刷することにより、その中に含
   まれるピンホール、アイホール等のホールを除去
   する第２工程と、前記基板上の印刷パターンを加
   熱又は活性エネルギー線に露出して硬化させる第
   ３工程から成ることを特徴としたレジストパター
   ンの形成方法。 ２ 熱又は活性エネルギー線で硬化可能なレジス
   トインキを用いた平版印刷方式でレジスト加工す
   べき基板上に印刷パターンを形成する第１工程
   と、前記基板上の印刷パターンの上に更に同一パ
   ターンを重ねて印刷することにより、その中に含
   まれているるピンホール、アイホール等のホール
   を除去する第２工程と、前記基板上の印刷パター
   ンを静置することにより前記ホールの除去を完全
   ならしめる第３工程と、前記基板上の印刷パター
   ンを加熱又は活性エネルギー線に露出して硬化さ
   せる第４工程から成ることを特徴としたレジスト
   パターンの形成方法。