TWI625594B - Photosensitive resin composition, photosensitive element using the same, method for forming photoresist pattern, and method for manufacturing printed wiring board - Google Patents

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Abstract

本發明係一種藉由直接描繪法形成光阻圖型時使用之感光性樹脂組成物,其含有(A)黏結劑聚合物、(B)光聚合性化合物及(C)光聚合起始劑,其中(B)光聚合性化合物包含下述通式(I)所表示之化合物, (式中,R1及R2分別獨立表示氫原子或甲基,n表示0~50之整數)。

Description

感光性樹脂組成物及使用其之感光性元件,光阻圖型之形成方法及印刷線路板之製造方法
本發明係關於一種感光性樹脂組成物及使用其之感光性元件,光阻圖型之形成方法及印刷線路板之製造方法。
在印刷線路板的製造領域中,廣泛使用感光性樹脂組成物作為蝕刻或鍍敷等所使用的光阻材料。感光性樹脂組成物大多使用於一種感光性元件,其係具備有支撐薄膜和形成於該支撐薄膜上之使用感光性樹脂組成物而形成之層(以下稱為「感光性樹脂層」)。
在使用感光性元件製造印刷線路板的情況,係以例如下述方式製造印刷線路板。首先,將感光性元件的感光性樹脂層層合(laminate)於基板上(層合步驟)。接下來,依照情況將支撐薄膜剝離去除之後,對感光性樹脂層的既定部分照射活性光線,使此既定部分曝光而硬化(曝光步驟)。其後,將此既定部分以外的其他部分(未曝光、未硬化部分)自基板上去除(顯像),於基板上,形成由感光性樹脂組成物之硬化物所形成之光阻圖型(顯像步驟)。接下來,以此光阻圖型作為光罩,對形成有光阻圖型的基板實施蝕刻或鍍敷處理,形成電路圖型,最後,將光阻圖型自基板剝離去除(電路圖型形成步驟)。以這種方式,可製造出在基板上形成有電路圖型的印刷線路板。
在上述曝光步驟中,以往係採用光罩曝光法,該光罩 曝光法是隔著具有圖型的光罩薄膜照射活性光線。就活性光線的光源而言,可使用碳電弧燈、水銀蒸氣電弧燈、超高壓水銀燈、高壓水銀燈、氙燈等有效放射紫外線的光源。
近年來,一種不使用光罩薄膜而使用數位資料,以圖像狀直接照射活性光線的直接描繪法正在實用化以代替上述光罩曝光法。從安全性或操作性等層面考量,作為直接描繪法所使用的光源係採用YAG(釔鋁石榴石)雷射、半導體雷射等,而在最近提出了一種技術,採用了長壽命且高輸出的氮化鎵系藍色雷射等。
進一步,伴隨著印刷線路板的高精密化、高密度化,而採用了一種稱為DLP(Digital Light Processing)曝光法的直接描繪法,能夠形成比以往更加細微的圖型。一般而言在DLP曝光法中,係使用以藍紫色半導體雷射為光源而波長為390~430nm的活性光線。另外還採用了一種使用以YAG雷射為光源而波長為355nm的多邊形多光束的曝光法,可在主要泛用的印刷線路板方面對應於少量而多品種的生產。
另一方面,從環境性及安全性的觀點看來,在上述顯像步驟中,作為將感光性樹脂層的未曝光部分自基板上去除所使用的顯像液,係以碳酸鈉水溶液或碳酸氫鈉水溶液等鹼顯像液為主流。感光性樹脂層的未曝光部分係藉由該等顯像液進行顯像或藉由水洗的噴壓,而自基板去除。所以感光性樹脂組成物,需要具有在曝光後不會因為顯像或 水洗的噴壓而破損的優異蓋孔信賴性(蓋孔性)。
在以往的光罩曝光法中,就蓋孔信賴性優異的感光性樹脂組成物而言,有文獻提出一種包含二官能或三官能單體的感光性樹脂組成物(參照例如專利文獻1及2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特許第3199600號公報
專利文獻2:日本特許第3251446號公報
然而,上述包含二官能或三官能單體的感光性樹脂組成物,雖然在以往的光罩曝光法中具有優異的蓋孔信賴性,然而在上述直接描繪法中蓋孔信賴性卻不足。
於是,本發明目的為提供一種感光性樹脂組成物,其係在以直接描繪法進行曝光的情況下,具有優異的蓋孔信賴性。另外,本發明目的還提供一種使用上述感光性樹脂組成物之感光性元件、光阻圖型之形成方法及印刷線路板之製造方法。
本發明人等為了解決上述課題潛心反覆檢討,結果發現藉由使用具有特定化學結構的化合物作為光聚合性化合 物,可提供一種感光性樹脂組成物,其係在以直接描繪法進行曝光的情況下,具有優異的蓋孔信賴性,以致完成本發明。
亦即,本發明係一種藉由直接描繪法形成光阻圖型時使用之感光性樹脂組成物,其含有(A)黏結劑聚合物、(B)光聚合性化合物及(C)光聚合起始劑,上述(B)光聚合性化合物包含下述通式(I)所表示之化合物。藉由使用下述通式(I)所表示之化合物作為上述(B)光聚合性化合物,本發明之感光性樹脂組成物,其靈敏度變佳,且在以直接描繪法進行曝光的情況下,具有優異的蓋孔信賴性。
上述通式(I)中,R1及R2分別獨立表示氫原子或甲基,n表示0~50之整數。從更加提升蓋孔信賴性的觀點看來,n係以4~25之整數為佳。
從更加提升剝離性的觀點看來,上述(B)光聚合性化合物係以進一步包含下述通式(II)所表示之化合物為佳。
上述通式(II)中,R3表示氫原子或甲基,R4表示碳數9之烴基,m表示0~20之整數。從更加提升蓋孔信賴性的觀點看來,m係以4~8之整數為佳。
從更加提升靈敏度的觀點看來,上述(C)光聚合起始劑係以包含下述通式(III)所表示之化合物及/或下述通式(IV)所表示之化合物為佳。
上述通式(III)中,R5表示碳數2~20之伸烷基、氧雜二伸烷基或硫代二伸烷基。
上述通式(IV)中,R6表示可具有取代基之1價之芳香族基。
另外,本發明還關於一種感光性元件,其係具備有支撐薄膜、和形成於該支撐薄膜上之使用上述感光性樹脂組成物而形成之感光性樹脂層。
另外,本發明還關於一種光阻圖型之形成方法,係具有:將使用上述感光性樹脂組成物而形成之感光性樹脂層層合於基板上之層合步驟;對上述感光性樹脂層,藉由直接描繪法以圖像狀照射活性光線,來使曝光部硬化之曝光步驟;及,藉由將上述感光性樹脂層之未曝光部分自基板上去除,於基板上,形成由感光性樹脂組成物之硬化物所構成之光阻圖型之顯像步驟。
另外,本發明還關於一種印刷線路板之製造方法,其包含:對依上述方法形成有光阻圖型之基板進行蝕刻或鍍敷。
依據本發明,可提供一種感光性樹脂組成物,其具有優異的靈敏度,在以直接描繪法進行曝光的情況下,具有 優異的蓋孔信賴性。另外還提供一種使用上述感光性樹脂組成物之感光性元件、光阻圖型之形成方法及印刷線路板之製造方法,藉此可製造出具有高精密電路圖型的印刷線路板。
以下因應需要參照圖式,同時針對實施方式作詳細說明。但是,本發明並不受以下實施形態所限定。另外,在圖式中,相同要素採用相同的符號,並省略重複的說明。另外,圖式的尺寸比率並不限於圖示的比率。在本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意指「丙烯酸」及與其對應的「甲基丙烯酸」,「(甲基)丙烯酸酯」意指「丙烯酸酯」及與其對應的「甲基丙烯酸酯」,「(甲基)丙烯醯基」意指「丙烯醯基」及與其對應的「甲基丙烯醯基」。
(感光性樹脂組成物)
本實施形態之感光性樹脂組成物,係一種藉由直接描繪法形成光阻圖型時使用之感光性樹脂組成物,其含有(A)黏結劑聚合物(以下亦稱為「(A)成分」)、(B)光聚合性化合物(以下亦稱為「(B)成分」)及(C)光聚合起始劑(以下亦稱為「(C)成分」)。此處,「直接描繪法」意指不使用光罩薄膜等,以數位資料為基礎,藉由在感光性樹脂層上以圖像狀照射雷射光等活性光線,而將所希望的圖型直接描繪在感光性樹脂層之曝光方法 。
<(B)成分:光聚合性化合物>
本實施形態之感光性樹脂組成物包含下述通式(I)所表示之化合物作為(B)成分的光聚合性化合物。藉此,本實施形態之感光性樹脂組成物在藉由直接描繪法曝光的情況,會具有優異的蓋孔信賴性。此處的「蓋孔信賴性」,意指在曝光後不會因為顯像或水洗的噴壓而破損的性質(蓋孔性),蓋孔信賴性的評估,係藉由使用圖2所示的孔破裂數測定用基板,測定異形蓋孔破裂率(%)來進行。
在上述通式(I)所表示之化合物中,R1及R2分別獨立表示氫原子或甲基。從提升顯像液耐性的觀點看來,R1及R2係以甲基為佳。另外,在上述通式(I)所表示之化合物中,n表示0~50之整數。從進一步提升蓋孔信賴性的觀點看來,上述n係以4~25之整數為佳,9~24之整數為較佳,9~14之整數為更佳。
就上述通式(I)所表示之化合物而言,可列舉二(甲基)丙烯酸酐(n=0)及(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(n=1~50)。(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯是 藉由使(聚)乙二醇與(甲基)丙烯酸進行反應而得到。就商業上可取得的上述通式(I)所表示之化合物而言,可列舉9G、14G、23G(任一者皆為中村化學工業股份有限公司製,商品名)等聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
從靈敏度及解像度的平衡性優異的觀點考量,上述通式(I)所表示之化合物的含量,係以(B)成分的總質量為基準時,以5~90質量%為佳。從蓋孔信賴性優異的觀點考量,上述含量係以5質量%以上為佳,10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳,20質量%以上為特佳。另外,從塗膜性優異的觀點考量,上述含量係以90質量%以下為佳,70質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳,40質量%以下為特佳。
本實施形態之感光性樹脂組成物可更進一步包含上述通式(I)所表示之化合物以外之(B)成分。就該等(B)成分而言,只要是具有乙烯性不飽和鍵,可進行光交聯之物,則並無特別限制,而可列舉例如以下化合物(B1)~(B5)。該等可單獨或組合兩種以上使用。
(B1)雙酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物
(B2)具有一個乙烯性不飽和鍵的化合物
(B3)使多元醇與α,β-不飽和羧酸進行反應所得到的化合物
(B4)使含有縮水甘油基的化合物與α,β-不飽和羧酸進行反應所得到的化合物
(B5)具有胺酯(urethane)鍵結的(甲基)丙烯酸 酯化合物等胺酯單體
從靈敏度及解像度優異的觀點考量,其中(B)成分係以包含雙酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)為佳。就(B1)而言,可列舉例如2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚丙氧基)苯基)丙烷及2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷。
就上述2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基)丙烷而言,可列舉例如2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基二乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基三乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基四乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基五乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基六乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基七乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基八乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基九乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十一乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十二乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十三乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十四乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十五乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十六 乙氧基)苯基)丙烷。2,2-雙(4-(甲基丙烯醯氧基五乙氧基)苯基)丙烷,在商業上能夠以BPE-500(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)的形式取得,2,2-雙(4-(甲基丙烯醯氧基十五乙氧基)苯基)丙烷,在商業上能夠以BPE-1300(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)的形式取得。該等可單獨或組合兩種以上使用。
就上述2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚丙氧基)苯基)丙烷而言,可列舉例如2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基二丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基三丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基五丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基六丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基七丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基八丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基九丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十一丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十二丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十三丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十五丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基十六丙氧基)苯基)丙烷。該等可單獨或組合兩種以上使用。
就上述2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷而言,可列舉例如2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基二乙氧基八丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基四乙氧基四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基六乙氧基六丙氧基)苯基)丙烷。該等可單獨或組合兩種以上使用。
在(B)成分包含雙酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物(B1)的情況,其含量係以(B)成分的總質量為基準時,以20~80質量%為佳,30~70質量%為較佳。
另外,從蓋孔信賴性優異的觀點考量,(B)成分係以包含在分子中具有一個乙烯性不飽和鍵的化合物(B2)為佳。就(B2)而言,可列舉下述通式(II)所表示之壬基苯氧基系(甲基)丙烯酸酯化合物、鄰苯二甲酸γ-氯-β-羥丙基-β’-(甲基)丙烯醯基氧乙酯、鄰苯二甲酸β-羥乙基-β’-(甲基)丙烯醯基氧乙酯、鄰苯二甲酸β-羥丙基-β’-(甲基)丙烯醯基氧乙酯等。其中以包含下述通式(II)所表示之壬基苯氧基系(甲基)丙烯酸酯化合物為佳。
在上述通式(II)所表示之化合物中,R3表示氫原子或甲基。從提升顯像液性的觀點看來,R3係以氫原子為 佳。R4表示碳數9之烴基。另外,在上述通式(II)所表示之化合物中,m表示0~20之整數。從進一步提升蓋孔信賴性的觀點看來,上述m係以4~15之整數為佳,4~10之整數為較佳,4~8之整數為更佳。
就上述通式(II)所表示之化合物而言,可列舉壬基苯氧基(甲基)丙烯酸酯(m=0)及壬基苯氧基(聚)乙二醇(甲基)丙烯酸酯(m=1~20)。壬基苯氧基(聚)乙二醇(甲基)丙烯酸酯,係藉由使(聚)乙二醇、壬酚與(甲基)丙烯酸進行反應而得到。就壬基苯氧基(聚)乙二醇(甲基)丙烯酸酯而言,可列舉壬基苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基八乙二醇(甲基)丙烯酸酯等。就商業上可取得的上述通式(II)所表示之化合物而言,可列舉FA-314A、FA-318A(任一者皆為日立化成工業股份有限公司製,商品名)等壬基苯氧基(聚)乙二醇丙烯酸酯。
從靈敏度及解像度的平衡性優異的觀點考量,上述通式(II)所表示之化合物的含量,係以(B)成分的總質量為基準時,以5~90質量%為佳。從蓋孔信賴性優異的觀點考量,上述含量係以5質量%以上為佳,10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳,20質量%以上為特佳。另外,從塗膜性優異的觀點考量,上述含量係以90質量%以下為佳,70質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳,40質量%以下為特佳。
就使上述多元醇與α,β-不飽和羧酸進行反應所得到 之化合物(B3)而言,可列舉例如氧伸丙基數目為2~14的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(氧伸乙基的重覆總數為1~5)、PO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO,PO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。該等可單獨或組合兩種以上使用。此處,「EO改質」意指具有(聚)氧乙烯鏈嵌段結構的化合物(經聚氧乙烯化的化合物),「PO改質」意指具有(聚)氧丙烯鏈嵌段結構的化合物(經聚氧丙烯化的化合物),「EO-PO改質」意指具有(聚)氧乙烯鏈及(聚)氧丙烯鏈嵌段結構的化合物(經聚氧乙烯化及聚氧丙烯化的化合物)。該等可單獨或組合兩種以上使用。
就上述胺酯單體(B5)而言,可列舉例如:在β位置具有羥基的(甲基)丙烯酸單體與異佛酮二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯及1,6-六亞甲基二異氰酸酯等二異氰酸酯化合物的加成反應物;參((甲基)丙烯醯氧基四乙二醇異氰酸酯)六亞甲基異氰尿酸酯、EO改質胺酯二(甲基)丙烯酸酯、EO,PO改質胺酯二(甲基)丙烯酸酯等。
就EO改質胺酯二(甲基)丙烯酸酯而言,可列舉例如新中村化學工業股份有限公司製,商品名UA-11等。 另外,就EO,PO改質胺酯二(甲基)丙烯酸酯而言,可列舉例如新中村化學工業股份有限公司製,商品名UA-13等。另外,就參((甲基)丙烯醯氧基四乙二醇異氰酸酯)六亞甲基異氰尿酸酯而言,可列舉例如新中村化學工業股份有限公司製,商品名UA-21等。其中從進一步提升蓋孔信賴性的觀點考量,UA-21係以5~25重量%為佳,7~15重量%為較佳。該等可單獨或組合兩種以上使用。
(B)成分(光聚合性化合物)的含量,係以定為相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份而言的20~60質量份為佳。從提升靈敏度及解像度的觀點考量,(B)成分的含量係以20質量份以上為佳,25質量份以上為較佳,30質量份以上為更佳。從賦予薄膜性的觀點及硬化後之光阻形狀優異的觀點考量,(B)成分的含量係以60質量份以下為佳,55質量份以下為較佳,50質量份以下為更佳。
<(A)成分:黏結劑聚合物>
就(A)成分的黏結劑聚合物而言,只要是可溶於鹼水溶液並且可形成被膜的物質,則並無特別限制,可列舉例如丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、環氧系樹脂、醯胺系樹脂、醯胺環氧系樹脂、醇酸系樹脂及酚系樹脂。其中從鹼顯像性的觀點看來,係以丙烯酸系樹脂為佳。該等可單獨或組合兩種以上使用。
(A)成分可藉由例如使聚合性單體(單體)進行自 由基聚合而製造。就聚合性單體而言,可列舉例如苯乙烯;α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等在α位置或芳香族環經取代並且可聚合的苯乙烯衍生物;二丙酮丙烯醯胺等丙烯醯胺;丙烯腈;乙烯正丁醚等乙烯醇之醚類;(甲基)丙烯酸烷酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸、α-溴(甲基)丙烯酸、α-氯(甲基)丙烯酸、β-呋喃基(甲基)丙烯酸、β-苯乙烯基(甲基)丙烯酸等(甲基)丙烯酸衍生物;馬來酸、馬來酸酐、馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、馬來酸單異丙酯等馬來酸衍生物;富馬酸、桂皮酸、α-氰基桂皮酸、伊康酸、巴豆酸、丙炔酸等有機酸衍生物。該等可單獨或組合兩種以上使用。
就上述(甲基)丙烯酸烷酯而言,可列舉下述通式(V)所表示之化合物。
上述通式(V)中,R7表示氫原子或甲基,R8表示碳數1~12之烷基。
就上述通式(V)中,R8所表示之碳數1~12之烷基 而言,可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基及該等結構異構物。
就上述通式(V)所表示之化合物而言,可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯。該等可單獨或組合兩種以上使用。
另外,就上述(甲基)丙烯酸烷酯而言,還可列舉上述通式(V)所表示之化合物中,烷基經過羥基、環氧基、鹵素基等取代的化合物。
從鹼顯像性的觀點看來,(A)成分係以包含羧基為佳。包含羧基的(A)成分,可藉由例如使具有羧基的聚合性單體與其他聚合性單體進行自由基聚合而製造。就上述具有羧基的聚合性單體而言,係以(甲基)丙烯酸為佳,其中以甲基丙烯酸為較佳。
從鹼顯像性與顯像液耐性平衡的觀點看來,(A)成分的羧基含量(具有羧基的聚合性單體相對於所使用全部的聚合性單體之比例),係以(A)成分的總質量為基準時,以12~50質量%為佳。從鹼顯像性優異的觀點考量,係以12質量%以上為佳,15質量%以上為較佳。另外 ,從顯像液耐性優異的觀點考量,係以50質量%以下為佳,40質量%以下為較佳,30重量%以下為更佳,25質量%以下為特佳。
從密著性及剝離特性的觀點看來,(A)成分係以包含苯乙烯或苯乙烯衍生物作為聚合性單體為佳。在以上述苯乙烯或苯乙烯衍生物作為共聚合成分的情況下,從密著性及剝離特性同時皆良好的觀點看來,其含量(苯乙烯或苯乙烯衍生物相對於所使用全部的聚合性單體之比例)係以(A)成分總質量為基準時,以包含0.1~30質量%為佳。從密著性優異的觀點考量,係以0.1質量%以上為佳,1質量%以上為較佳,1.5質量%以上為更佳。另外,從剝離性優異的觀點考量,係以30質量%以下為佳,28質量%以下為較佳,27質量%以下為更佳。
該等(A)成分(黏結劑聚合物)可單獨或組合兩種以上使用。就組合兩種以上使用的情況下的黏結劑聚合物而言,可列舉例如由相異的共聚合成分所構成之兩種以上的黏結劑聚合物、重量平均分子量相異的兩種以上的黏結劑聚合物、分散度相異的兩種以上黏結劑聚合物等。
從顯像液耐性及鹼顯像性平衡的觀點看來,(A)成分的重量平均分子量係以20,000~300,000為佳。從顯像液耐性優異的觀點考量,係以20,000以上為佳,40,000以上為較佳,50,000以上為更佳。從鹼顯像性優異的觀點考量,係以150,000以下為佳,120,000以下為較佳。另外,在本說明書中,重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析 法進行測定,並使用標準聚苯乙烯製作的校準曲線作換算,藉此所得到之值。
(A)成分的含量,係以定為相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份而言的40~80質量份為佳。從賦予薄膜性的觀點考量,係以40質量份以上為佳,45質量份以上為較佳,50質量份以上為更佳。另外,從靈敏度及解像性優異的觀點考量,係以80質量份以下為佳,75質量份以下為較佳,70質量份以下為更佳。
<(C)成分:光聚合起始劑>
(C)成分的光聚合起始劑,係以包含下述通式(III)所表示之化合物及/或下述通式(IV)所表示之化合物為佳。
在上述通式(III)所表示之化合物中,R5表示碳數2~20之伸烷基、氧雜二伸烷基或硫代二伸烷基。從進一步提升靈敏度及解像度的觀點看來,(C)成分係以含有在上述通式(III)所表示之化合物中,R5為碳數7之伸 烷基之化合物(例如ADEKA股份有限公司製,商品名「N-1717」)為佳。
在(C)成分包含上述通式(IV)所表示之化合物的情況,從靈敏度及解像度的平衡性的觀點看來,其含量係以相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份而言的0.01~20重量份為佳,0.1~10重量份為較佳,0.2~5重量份為更佳。此含量未達0.01重量份的情況,會有無法得到足夠靈敏度的傾向,若超過20重量份,則會有光阻形狀變成倒梯形而無法得到足夠的密著性及解像度的傾向。
在上述通式(IV)所表示之化合物中,R6表示可具有取代基之1價之芳香族基。從更加提升密著性及解像度的觀點看來,(C)成分係以包含R6為苯基之化合物(例如新日鐵化學股份有限公司製,商品名「9-PA」)作為上述通式(IV)所表示之化合物為佳。另外,從更加提升靈敏度的觀點看來,(C)成分係以包含R6為經烷基、鹵素原子等取代之苯基之化合物作為上述通式(IV)所表示之化合物為佳。就如此的化合物而言,可列舉R6為對甲苯基、間甲苯基、鄰甲苯基、對氯苯基的化合物(例如常州 市強力電子新材料有限公司製,商品名「TR-PAD102」、「TR-PAD103」、「TR-PAD104」、「TR-PAD105」)。
在(C)成分包含上述通式(IV)所表示之化合物的情況下,從靈敏度及解像度的平衡性的觀點看來,其含量係以相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份而言的0.01~10重量份為佳,0.05~5重量份為較佳,0.1~3重量份為更佳。此含量未達0.01重量份的情況,會有無法得到足夠靈敏度的傾向,若超過10重量份,則會有光阻形狀變成倒梯形而無法得到足夠的密著性及解像度的傾向。
上述通式(III)所表示之化合物及上述通式(IV)所表示之化合物可單獨使用或組合使用,亦可將上述通式(III)所表示之化合物或上述通式(IV)所表示之化合物兩種以上組合使用。
就上述通式(III)所表示之化合物及上述通式(IV)所表示之化合物以外的(C)成分(光聚合起始劑)而言,可列舉例如二苯酮、N,N’-四甲基-4,4’-二胺基二苯酮(米其勒酮)、N,N’-四乙基-4,4’-二胺基二苯酮、4-甲氧基-4’-二甲基胺基二苯酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮及2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮等芳香族酮;2-乙基蒽醌、菲醌、2-第三丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基1,4-萘醌及2,3-二甲基蒽醌等醌 類;安息香甲醚、安息香乙醚及安息香苯醚等安息香醚化合物;安息香、甲基安息香及乙基安息香等安息香化合物;苄基二甲基縮酮等苄基衍生物;9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽及9,10-二戊氧基蒽等經取代的蒽類;2-(o-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(o-氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(o-氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(o-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物及2-(p-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等2,4,5-三芳香基咪唑二聚物;香豆素系化合物、噁唑系化合物、吡唑啉系化合物。另外,兩個2,4,5-三芳香基咪唑之芳香基之取代基可為相同而產生對稱的化合物,或可為相異而產生非對稱的化合物。另外,也可如二乙基噻噸酮與二甲基胺基安息香酸之組合般,將噻噸酮系化合物與3級胺化合物加以組合。該等可單獨或組合兩種以上使用。
(C)成分的含量,係以相對於(A)成分及(B)成分的總量100重量份而言的0.01~20重量份為佳,0.1~10重量份為較佳,0.2~5重量份為特佳。若(C)成分的含量在此範圍,則感光性樹脂組成物之靈敏度及內部之光硬化性會變得更佳。
<其他成分>
進一步而言,本實施形態之感光性樹脂組成物,可因應需要含有孔雀石綠、維多利亞純藍、亮綠、甲基紫等染 料;隱色結晶紫、二苯胺、苄基胺、三苯胺、二乙基苯胺、鄰氯苯胺、三溴甲基苯碸等光顯色劑;熱顯色防止劑;對甲苯磺醯胺等可塑劑;顏料;充填劑;消泡劑;阻燃劑;密著性賦予劑;均勻劑;剝離促進劑;抗氧化劑;香料;顯像劑;熱交聯劑等,相對於(A)成分及(B)成分的總量100重量份分別為0.01~20重量份左右。該等可單獨或組合兩種以上使用。
(感光性樹脂組成物之溶液)
可使本實施形態之感光性樹脂組成物溶於有機溶劑,以固體成分30~60質量%左右的溶液(塗佈液)形式使用。就有機溶劑而言,可列舉甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲苯、N,N-二甲基甲醯胺、丙二醇單甲醚或該等混合溶劑。
藉由將上述塗佈液塗佈於金屬板等表面上並使其乾燥,可形成感光性樹脂層,該感光性樹脂層是使用本實施形態之感光性樹脂組成物而形成。就金屬板而言,可列舉銅、銅系合金、鎳、鉻、鐵、不銹鋼等鐵系合金,宜為銅、銅系合金、鐵系合金等。
感光性樹脂層的厚度依照其用途而有所不同,而以乾燥後的厚度為1~100μm左右為佳。亦可以保護薄膜被覆感光性樹脂層之與金屬板相反側表面。就保護薄膜而言,可列舉聚乙烯、聚丙烯等聚合物薄膜等。
(感光性元件)
圖1表示本發明感光性元件的其中一個實施形態。藉由將上述感光性樹脂組成物之溶液塗佈於支撐薄膜2上並使其乾燥,可在支撐薄膜2上形成感光性樹脂層3,該感光性樹脂層3是使用上述感光性樹脂組成物而形成。接下來,藉由以保護薄膜4被覆感光性樹脂層3的與支撐薄膜2相反側表面,可得到本實施形態之感光性元件1,其具備:支撐薄膜2、層合於該支撐薄膜2上的感光性樹脂層3、層合於該感光性樹脂層3上的保護薄膜4。不一定需要具備保護薄膜4。
就支撐薄膜2而言,可使用聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等具有耐熱性及耐溶劑性的聚合物薄膜。支撐薄膜2(聚合物薄膜)的厚度係以1~100μm為佳,1~50μm為較佳,1~30μm為更佳。
若其厚度未達1μm,則在剝離支撐薄膜2時,支撐薄膜2會有容易破裂的傾向,若超過100μm,則會有難以得到足夠解像度的傾向。
就保護薄膜4而言,其對感光性樹脂層3的黏著力以小於支撐薄膜2對感光性樹脂層3的黏著力為佳,並且以低魚眼的薄膜為佳。此處,「魚眼」意指將材料藉由熱熔、混練、擠壓、雙軸延伸、澆鑄法等製成薄膜時,材料中的異物、未溶解物、氧化劣化物等被吸收至薄膜中而形成者。亦即,「低魚眼」意指在薄膜中上述異物等的含量少。
保護薄膜4具體而言,可使用聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等具有耐熱性及耐溶劑性的聚合物薄膜。就市售的商品而言,可列舉王子製紙公司製Alphan MA-410、E-200C;信越薄膜公司製等的聚丙烯薄膜;帝人公司製PS-25等PS系列等的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜等。另外,保護薄膜4可與支撐薄膜2相同。
保護薄膜4的厚度以1~100μm為佳,1~50μm為較佳,1~30μm為更佳。若此厚度未達1μm,則在將感光性樹脂層3及保護薄膜4層合(laminate)於基板上時,保護薄膜4會有容易破裂的傾向,若超過100μm,則會有在廉價性方面不足的傾向。
感光性樹脂組成物溶液,可藉由輥式塗佈機、逗號形刮刀塗佈機、凹版塗佈機、氣刀式塗佈機、模具式塗佈機、棒式塗佈機等周知的方法塗佈至支撐薄膜2上。
上述溶液的乾燥以在70~150℃進行5~30分鐘左右為佳。乾燥後,感光性樹脂層中之殘留有機溶劑量,從防止在後續步驟中有機溶劑擴散的觀點看來,係以定在2質量%以下為佳。
在感光性元件1之中,感光性樹脂層3的厚度依照用途而有所不同,而以乾燥後的厚度為1~200μm為佳,5~100μm為較佳,10~50μm為更佳。若此厚度未達1μm,則會有在工業上難以進行塗佈的傾向,若超過200μm,則會有難以得到足夠的靈敏度及光阻底部的光硬化性的傾向。
感光性元件1亦可進一步具有緩衝層、黏著層、光吸收層、氣體阻隔層等中間層等。
所得到的感光性元件1能夠以薄片狀或纏繞軸心成為輥狀來保管。在纏繞成輥狀的情況,係以使支撐薄膜2在外側的方式纏繞為佳。就軸心而言,可列舉聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等塑膠等。以這種方式得到的輥狀感光性元件,從端面保護的觀點看來,係以在輥的端面設置端面分隔件為佳,從耐邊緣融合的觀點看來,係以設置防濕端面分隔件為佳。就捆包方法而言,係以包覆於透濕性低的黑色薄片而進行包裝為佳。
(光阻圖型之形成方法)
可使用上述感光性樹脂組成物來形成光阻圖型。本實施形態所關連之光阻圖型之形成方法,係具有:(i)將使用上述感光性樹脂組成物而形成之感光性樹脂層層合於基板上之層合步驟;(ii)於上述感光性樹脂層,藉由直接描繪法以圖像狀照射活性光線,使曝光部硬化之曝光步驟;及,(iii)藉由將感光性樹脂層之未曝光部分自基板上去除,於基板上,形成由感光性樹脂組成物之硬化物所構成之光阻圖型之顯像步驟。
(i)層合步驟
首先,將使用感光性樹脂組成物而形成的感光性樹脂 層層合於基板上。就基板而言,可使用具備絕緣層和形成於該絕緣層上的導體層之基板(電路形成用基板)。
感光性樹脂層,可藉由例如將上述感光性元件1的保護薄膜4去除之後,將感光性元件1的感光性樹脂層3加熱,同時壓接至上述基板而層合至基板上。藉此可得到由基板、感光性樹脂層3和支撐薄膜2所構成且該等依序層合而成的層合體。
從密著性及追隨性的觀點看來,此層合作業係以在減壓下進行為佳。在壓接時,感光性樹脂層及/或基板的加熱,係以在70~130℃之溫度進行為佳,並以0.1~1.0MPa左右(1~10kgf/cm2左右)的壓力進行壓接為佳,而該等條件並無特別限制。另外,只要將感光性樹脂層加熱至70~130℃,則無須預先對基板實施預熱處理,而為了進一步提升層合性,亦可進行基板的預熱處理。
(ii)曝光步驟
接下來,藉由直接描繪法進行曝光。亦即不使用光罩薄膜,以數位資料為基礎,對感光性樹脂層3以圖像狀照射雷射光等活性光線,藉此將所希望的圖型直接描繪於感光性樹脂層。此時,存在於感光性樹脂層3上的支撐薄膜2對於活性光線具有穿透性的情況,可穿透支撐薄膜2照射活性光線,而在支撐薄膜2具有遮光性的情況,則先將支撐薄膜2去除,然後對感光性樹脂層照射活性光線。
就直接描繪法而言,可列舉雷射直接描繪曝光法或 DLP(Digital Light Processing,數位光處理)曝光法。就活性光線的光源而言,係以YAG雷射、半導體雷射、氮化鎵系藍紫色雷射等為佳,而亦可使用碳電弧燈、水銀蒸氣電弧燈、超高壓水銀燈、高壓水銀燈、氙燈等有效放射紫外線的光源,或照相用泛光燈、太陽燈等有效放射可見光的光源。
(iii)顯像步驟
進一步藉由將感光性樹脂層3的未曝光部分自基板上去除,於基板上,形成由感光性樹脂組成物之硬化物所構成之光阻圖型。在感光性樹脂層3上存在有支撐薄膜2的情況下,先將支撐薄膜2去除,然後進行未曝光部分的去除(顯像)。顯像方法有濕式顯像與乾式顯像,而廣泛使用濕式顯像。
在進行濕式顯像的情況,係使用對應於感光性樹脂組成物的顯像液,藉由周知的顯像方法進行顯像。就顯像方法而言,可列舉採用浸漬式、覆液式、噴霧式、塗刷、拍擊、刮削、搖動浸漬等的方法,從解像度提升的觀點看來,係以高壓噴霧式最適合。亦可將該等方法兩種以上加以組合以進行顯像。
就顯像液而言,可列舉鹼性水溶液、水系顯像液、有機溶劑系顯像液等。
在使用鹼性水溶液作為顯像液的情況,為安全且安定的,其操作性良好。就鹼性水溶液之鹼而言,可使用鋰、 鈉或鉀之氫氧化物等氫氧化鹼;鋰、鈉、鉀或銨之碳酸鹽或碳酸氫鹽等碳酸鹼;磷酸鉀、磷酸鈉等鹼金屬磷酸鹽;焦磷酸鈉、焦磷酸鉀等鹼金屬焦磷酸鹽等。
就鹼性水溶液而言,0.1~5質量%碳酸鈉之稀溶液、0.1~5質量%碳酸鉀之稀溶液、0.1~5質量%氫氧化鈉之稀溶液、0.1~5質量%四硼酸鈉之稀溶液等為佳。鹼性水溶液之pH係以定在9~11的範圍為佳,其溫度依照感光性樹脂層的鹼顯像性作調節。在鹼性水溶液中,亦可混入表面活性劑、消泡劑、用於促進顯像的少量有機溶劑等。
水系顯像液為例如由水或鹼性水溶液和一種以上的有機溶劑所構成之顯像液。此處就鹼性水溶液之鹼而言,除了先前敘述的物質以外,還可列舉例如硼砂或偏矽酸鈉、四甲基氫氧化銨、乙醇胺、乙二胺、二伸乙三胺、2-胺基-2-羥甲基-1,3-丙二醇、1,3-二胺基-2-丙醇、嗎啉等。
水系顯像液的pH,係以在使顯像充分進行的範圍內儘可能減小為佳,以定在pH8~12為佳,pH9~10為較佳。
就水系顯像液所使用的有機溶劑而言,可列舉丙酮、醋酸乙酯、具有碳數1~4之烷氧基的烷氧基乙醇、乙醇、異丙醇、丁醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚等。該等可單獨或組合兩種以上使用。在水系顯像液中,有機溶劑之濃度通常以定為2~90質量%為佳,其溫度可依照鹼顯像性作調整。在水系顯像液中亦可 混入少量的界面活性劑、消泡劑等。
就有機溶劑系顯像液而言,可列舉1,1,1-三氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、環己酮、甲基異丁基酮、γ-丁內酯等有機溶劑。為了防止著火,係以在1~20質量%的範圍於該等有機溶劑中加水為佳。
將未曝光部分去除之後,亦可因應需要進行60~250℃左右之加熱或0.2~10J/cm2左右的曝光,以使光阻圖型進一步硬化。
(印刷線路板之製造方法)
將藉由上述方法形成有光阻圖型之基板進行蝕刻或鍍敷,可藉此製造出印刷線路板。以所形成的光阻圖型作為光罩,對基板的導體層等進行基板的蝕刻或鍍敷。
在進行蝕刻的情況,就蝕刻液而言,可列舉氯化銅(II)溶液、氯化鐵(III)溶液、鹼蝕刻溶液、過氧化氫蝕刻液,在該等之中,從蝕刻因子良好的觀點看來,係以使用氯化鐵(III)溶液為佳。
在進行鍍敷的情況,就鍍敷方法而言,可列舉硫酸銅鍍敷、焦磷酸銅鍍敷等鍍銅;高均勻性焊鍍等焊鍍;瓦特浴(硫酸鎳-氯化鎳)鍍敷、磺胺酸鎳等鍍鎳;鍍硬金、鍍軟金等鍍金等。
蝕刻或鍍敷結束後,光阻圖型可藉由例如比顯像所使用的鹼性水溶液鹼性更強的水溶液剝離。就此強鹼性水溶液而言,可使用例如1~10質量%氫氧化鈉水溶液、1~ 10質量%氫氧化鉀水溶液等。其中,以使用1~10質量%氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液為佳,使用1~5質量%氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液為較佳。
就光阻圖型的剝離方式而言,可列舉浸漬式、噴霧式等,該等可單獨使用或合併使用。另外,形成有光阻圖型的印刷線路板可為多層印刷線路板,且可具有小孔徑貫通孔。
實施例
以下列舉實施例針對本發明作較具體的說明。但是,本發明不受以下實施例所限定。
[(A)成分:黏結劑聚合物]
(溶液a之調製)
將作為自由基反應起始劑的偶氮雙異丁腈0.8g,溶解於由表1所揭示之聚合性單體(共聚合單體、單體)所形成之混合液中,而調製出「溶液a」。
(溶液b之調製)
將作為自由基反應起始劑的偶氮雙異丁腈1.2g,溶解於作為有機溶劑的甲基溶纖劑60g及甲苯40g之混合液(質量比3:2)100g中,而調製出「溶液b」。
(自由基聚合反應)
將作為有機溶劑的甲基溶纖劑240g及甲苯160g之混合液(質量比3:2)400g,投入具備攪拌機、回流冷卻器、溫度計、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶中。往燒瓶內灌入氮氣,同時攪拌上述混合液,並且加熱昇溫至80℃。
花費4小時將上述溶液a滴入燒瓶內的上述混合液中後,攪拌燒瓶內的溶液同時在80℃保溫2小時。接下來花費10分鐘將上述溶液b滴入燒瓶內的溶液中後,攪拌燒瓶內的溶液,同時在80℃保溫3小時。進一步花費30分鐘使燒瓶內的溶液昇溫至90℃,在90℃保溫2小時之後冷卻,藉此得到作為(A)成分的黏結劑聚合物溶液。
在此黏結劑聚合物溶液添加丙酮,調製成非揮發成分(固體成分)為50質量%。黏結劑聚合物之重量平均分子量為80,000。
另外,重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(GPC)進行測定,並使用標準聚苯乙烯的校準曲線作換算,藉此所計算出。GPC的條件如以下所揭示。
GPC條件
泵:日立L-6000型(日立製作所股份有限公司製)
管柱:以下合計3根GelpackGL-R420 GelpackGL-R430 GelpackGL-R440(以上,日立化成工業股份有限公司製,商品名)
溶析液:四氫呋喃
測定溫度:25℃
流量:2.05mL/分鐘
偵測器:日立L-3300型RI(日立製作所股份有限公司製)
[感光性樹脂組成物之溶液]
將表2所揭示的成分以同表所揭示的調配量(g),調配至所得到的黏結劑聚合物((A)成分)之溶液中,並將表3所揭示的(B)成分及(C)成分以同表所揭示的調配量(g),調配至所得到的混合液中,藉此調製出實施例1~10及比較例1~4之感光性樹脂組成物之溶液。另外,表2所揭示的(A)成分調配量係非揮發成分的質量(固體成分量)。
關於表2及表3所揭示的各成分詳細內容,如以下所述。
(光顯色劑)
‧BMPS(住友精化股份有限公司製,商品名):三溴甲基苯碸
‧LCV(山田化學股份有限公司製,商品名):隱色 結晶紫(染料)
‧MKG(大阪有機化學工業股份有限公司製,商品名):孔雀石綠
((B)成分:光聚合性化合物)
(1)通式(I)所表示之化合物
‧(B-1)
9G(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)
聚乙二醇#400二甲基丙烯酸酯
通式(I)中,R1及R2為甲基,n=9
‧(B-2)
14G(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)
聚乙二醇#600二甲基丙烯酸酯
通式(I)中,R1及R2為甲基,n=14
‧(B-3)
23G(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)
聚乙二醇#1000二甲基丙烯酸酯
通式(I)中,R1及R2為甲基,n=23
(2)雙酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物(上述(B1))
‧(B-4)
FA-321M(日立化成工業股份有限公司製,商品名)
2,2-雙(4-(甲基丙烯醯氧基五乙氧基)苯基)丙烷
(3)具有一個乙烯性不飽和鍵的化合物(上述(B2))
‧(B-5)
FA-314A(日立化成工業股份有限公司製,商品名)
壬基苯氧基四乙二醇丙烯酸酯(氧伸乙基總數之平均值為4)
‧(B-6)
FA-318A(日立化成工業股份有限公司製,商品名)
壬基苯氧基八乙二醇丙烯酸酯(氧伸乙基總數之平均值為8)
‧(B-7)
FA-MECH(日立化成工業股份有限公司製,商品名)
鄰苯二甲酸γ-氯-β-羥丙基-β’-甲基丙烯醯氧乙酯
(4)胺酯單體(上述(B5))
‧(B-8)
UA-13(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)
EO,PO改質胺酯二甲基丙烯酸酯
‧(B-9)
UA-21(新中村化學工業股份有限公司製,商品名)
參((甲基)丙烯醯氧基四乙二醇異氰酸酯)六亞甲基異氰尿酸酯
((C)成分:光聚合起始劑)
‧(C-1)
N-1717(ADEKA股份有限公司製,商品名)
1,7-雙(9-吖啶基)庚烷
式(II)所表示之化合物(R3為碳數7之伸烷基)
‧(C-2)
9-PA(新日鐵化學股份有限公司製,商品名):9-苯基吖啶
式(III)所表示之化合物(R4為苯基)
‧(C-3)
TR-PAD103(常州強力電子新材料有限公司製,商品名)
9-(3-甲基苯基)吖啶
式(III)所表示之化合物(R4為間甲苯基)
‧(C-4)
B-CIM(Hampford公司製,商品名)
2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基雙咪唑
‧(C-5)
9,10-二丁氧基蒽
[感光性元件]
分別將實施例1~10及比較例1~4之感光性樹脂組成物之溶液均勻塗佈於厚度16μm之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上(帝人股份有限公司製,商品名「G2-16」),以100℃的熱風對流式乾燥器乾燥10分鐘,形成乾燥後膜厚為38μm的感光性樹脂層。藉由以輥加壓使保護薄膜(Tamapoly股份有限公司製,商品名「NF-13」)層合於此感光性樹脂層上,來得到實施例1~10及比較例1~4之感光性元件,該等感光性元件係由聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(支撐薄膜)、形成於其上的各感光性樹脂層、和形成於其上的保護薄膜所構成。
[層合基板]
將由玻璃環氧材和形成於其兩面的銅箔(厚度35μm)所構成之1.6mm厚貼銅層合板(日立化成工業股份有限公司製,商品名「MCL-E-67」)的銅表面,使用具有相當於#600刷毛的研磨機(三啟股份有限公司製)進行研磨,水洗後,以空氣流使其乾燥。將此貼銅層合板(以下稱為「基板」)加熱昇溫至80℃之後,將實施例1~10 及比較例1~4之感光性元件層合(laminate)於基板兩側的銅表面。層合係採用110℃的熱輥,將保護薄膜去除同時使各感光性元件的感光性樹脂層密著於基板的各銅表面,並以1.5m/分鐘的速度進行。
[評估測試1:實施例1~10及比較例1~4]
(靈敏度)
將所得到的層合基板放涼,在成為23℃的時間點,使具有階段式曝光表的工作底片密著於層合基板表面的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(支撐薄膜)。階段式曝光表係採用濃度區域為0.00~2.00、濃度階段為0.05、曝光表的大小為20mm×187mm、各階段大小為3mm×12mm的41段階段式曝光表。隔著具有這種階段式曝光表的工作底片及聚對苯二甲酸乙二酯薄膜,對感光性樹脂層實施曝光。曝光是使用以半導體激發固體雷射為光源的曝光機(日本Orbotech股份有限公司製,商品名「Paragon-9000m」),以20mJ/cm2的曝光量進行。
曝光後,將聚對苯二甲酸乙二酯薄膜自層合基板剝離,使感光性樹脂層露出。在30℃,對露出的感光性樹脂層噴灑1.0質量%碳酸鈉水溶液50秒鐘(顯像處理),以使未曝光部分去除。以如此的方式,在層合基板之銅表面,形成由感光性樹脂組成物之硬化物所構成之硬化膜。藉由測定所得到的硬化膜的階段式曝光表的段數,評估實施例1~10及比較例1~4之感光性樹脂組成物及感光性 元件的靈敏度(光靈敏度)。此階段式曝光表的段數愈高代表靈敏度愈高。將結果揭示於表4。
(密著性)
使用以上述雷射為光源的曝光機,藉由直接描繪法,將線寬/間距為5/400~200/400(單位:μm)的線路圖型描繪於上述層合基板的感光性樹脂層。以日立41段階段式曝光表在顯像後的殘留階段數成為17.0的能量強度進行曝光。曝光後,進行與上述靈敏度評估同樣的顯像處理。
在沒有發生蜿蜒或缺陷而形成線部分(曝光部分)的情況下,係藉由線路圖型線寬的最小值評估密著性。此最小值愈小代表密著性愈良好。將結果揭示於表4。
(解像度)
使用以上述雷射為光源的曝光機,藉由直接描繪法,將線寬/間距為400/5~400/200(單位:μm)的線路圖型描繪於上述層合基板之感光性樹脂層。以日立41段階段式曝光表在顯像後的殘留階段數成為17.0的能量強度進行曝光。曝光後,進行與上述靈敏度評估同樣的顯像處理。
在間距部分(未曝光部分)去除乾淨的情況下,藉由線路圖型間距寬的最小值評估解像度。此最小值愈小代表解像度愈良好。將結果揭示於表4。
(剝離性)
使用以上述雷射為光源的曝光機,藉由直接描繪法將60mm×45mm之圖型描繪於上述層合基板之感光性樹脂層。以日立41段階段式曝光表在顯像後的殘留階段數成為17.0的能量強度進行曝光。曝光後,進行與上述靈敏度之評估同樣的顯像處理,得到於基板上形成有60mm×45mm硬化膜的測試片。
將此測試片在室溫放置一晝夜之後,浸漬(dip)於50℃的3質量%氫氧化鈉水溶液(剝離液),藉由攪拌子進行攪拌。藉由測定開始攪拌至硬化膜自基板完全剝離去除為止的時間(剝離時間(秒))而評估剝離性。剝離時間愈短代表剝離性愈良好。將結果揭示於表4。
(蓋孔信賴性)
在上述貼銅層合板(日立化成工業股份有限公司製,商品名MCL-E-67),使用圖案打孔機製作直徑4~6mm孔徑的圓孔及3連孔,使用具有相當於#600刷毛的研磨機(三啟股份有限公司製)去除所產生的毛邊,得到圖2所示的孔破裂數測定用基板。將所得到的孔破裂數測定用基板加熱至80℃,在該銅表面上,以120℃、0.4MPa的條件層合實施例1~10及比較例1~4之感光性元件。將保護薄膜去除,同時以使感光性元件的感光性樹脂層密著於孔破裂數測定用基板的銅表面的方式來進行層合。層合 後,將孔破裂數測定用基板冷卻,在孔破裂數測定用基板之溫度成為23℃的時間點,使用以上述雷射為光源的曝光機,以日立41段階段式曝光表在顯像後的殘留階段數成為17.0的能量強度對聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(支撐薄膜)表面實施曝光(直接描繪法)。曝光後,在室溫放置15分鐘,接下來,將聚對苯二甲酸乙二酯薄膜自孔破裂數測定用基板剝下,進行顯像處理50秒鐘後,測定3連孔的孔破裂數,並作為特殊形狀蓋孔的破裂率來進行評估,而將其定為蓋孔信賴性(%)。此數值愈小代表蓋孔信賴性愈高。將結果揭示於表4。
由表4明顯地可知,實施例1~10之感光性樹脂組成物的靈敏度及蓋孔信賴性比不含通式(I)所表示之化合物(B-1~B-3)作為(B)成分的比較例1~4之感光性樹脂組成物更優異。特別是關於蓋孔信賴性,相對於比較例1~4為12~23%,實施例1~10為2~6%,明顯表現出 較低的值,可知本發明之感光性樹脂組成物具有非常優異的蓋孔信賴性。
[評估測試2:參考例1~2]
(參考例1)
除了使用實施例1的感光性樹脂組成物,並如以下方式改變曝光條件以外,係以與實施例1同樣的順序,評估靈敏度、密著性、解像度、剝離性及蓋孔信賴性。將結果揭示於表5。
曝光條件
曝光機:HMW-201GX(ORC股份有限公司製,商品名)
光源:高壓水銀燈
靈敏度評估所採用的曝光量:40mJ/cm2
靈敏度以外的評估所採用的曝光量:日立41段階段式曝光表在顯像後的殘留階段數成為23.0的能量強度
曝光方法:光罩曝光法
(參考例2)
除了使用比較例1的感光性樹脂組成物,將曝光條件改變為與參考例1同樣的曝光條件(光罩曝光法)以外,係以與比較例1同樣的順序,評估靈敏度、密著性、解像度、剝離性及蓋孔信賴性。將結果揭示於表5。
如表5所示般,使用實施例1的感光性樹脂組成物並藉由以往的光罩曝光法進行曝光的參考例1的情況中,並未得到足夠的蓋孔信賴性。相對於此,如表4所示般,使用相同組成的感光性樹脂組成物並藉由以雷射為光源的直接描繪法進行曝光的實施例1的情況中,可得到優異的蓋孔信賴性。
另外,如表5所示般,使用比較例1的感光性樹脂組成物並藉由以往的光罩曝光法進行曝光的參考例2的情況中,可得到足夠的靈敏度及蓋孔信賴性。相對於此,如表4所示般,使用相同組成的感光性樹脂組成物並藉由以雷射為光源的直接描繪法進行曝光的比較例1的情況中,靈敏度及蓋孔信賴性的任一者皆未得到足夠的數值。
總合上述結果可知,不含式(I)所表示之化合物作為(B)成分的比較例感光性樹脂組成物,在藉由以往的光罩曝光法曝光的情況下,具有足夠的靈敏度及蓋孔信賴性,然而在藉由直接描繪法曝光的情況下,靈敏度及蓋孔信賴性的任一者皆未達足夠的數值,相對於此,含有式( I)所表示之化合物的本發明感光性樹脂組成物,在藉由以往的光罩曝光法進行曝光的情況下,沒有足夠的蓋孔信賴性,然而在藉由直接描繪法曝光的情況下,具有相較於比較例更優異的靈敏度及蓋孔信賴性。
[產業上之可利用性]
本發明的感光性樹脂組成物及感光性元件,在藉由直接描繪法曝光的情況,具有優異的蓋孔信賴性,可實現高精密度的光阻圖型形成及印刷線路板之製造。
1‧‧‧感光性元件
2‧‧‧支撐薄膜
3‧‧‧感光性樹脂層
4‧‧‧保護薄膜
圖1表示本發明之感光性元件之一實施形態之端面視圖。
圖2係蓋孔信賴性評估所使用的孔破裂數測定用基板之俯視圖。

Claims (7)

  1. 一種感光性樹脂組成物,其為藉由直接描繪法形成光阻圖型時使用之感光性樹脂組成物,其含有(A)黏結劑聚合物、(B)光聚合性化合物及(C)光聚合起始劑,其中前述(B)光聚合性化合物包含下述通式(I)所表示之化合物及下述通式(II)所表示之化合物, (式中,R1及R2分別獨立表示氫原子或甲基,n表示0~50之整數) (式中,R3表示氫原子或甲基,R4表示碳數9之烴基,m表示0~20之整數)。
  2. 如申請專利範圍第1之感光性樹脂組成物,其中,前述通式(I)所表示之化合物中,n為4~25之整數。
  3. 如申請專利範圍第1項之感光性樹脂組成物,其中,前述通式(II)所表示之化合物中,m為4~8之整數。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之感光性樹脂組成物,其中,前述(C)光聚合起始劑包含下述通式( III)所表示之化合物及/或下述通式(IV)所表示之化合物, (式中,R5表示碳數2~20之伸烷基、氧雜二伸烷基或硫代二伸烷基) (式中,R6表示可具有取代基之1價之芳香族基)。
  5. 一種感光性元件,其具備有支撐薄膜、和形成於該支撐薄膜上之使用申請專利範圍第1~4項中任一項之感光性樹脂組成物而形成之感光性樹脂層。
  6. 一種光阻圖型之形成方法,其具有:將使用申請專利範圍第1~4項中任一項之感光性樹脂組成物而形成之感光性樹脂層層合於基板上之層合步驟;對前述感光性樹脂層,藉由直接描繪法以圖像狀照射活性光線,來使曝光部硬化之曝光步驟;及, 將前述感光性樹脂層之未曝光部份自前述基板上去除,藉此於前述基板上,形成由前述感光性樹脂組成物之硬化物所構成之光阻圖型之顯影步驟。
  7. 一種印刷線路板之製造方法,其包含:對依申請專利範圍第6項之方法形成有光阻圖型之基板進行蝕刻或鍍敷。
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