JP4477077B2 - 感光性樹脂層への露光方法 - Google Patents
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Description
感光性樹脂層積層体を用いた金属配線パターン形成方法は、従来からのプリント配線板の製造に加えて、TAB基板、フレキシブル配線板及びリードフレーム等の製造にも用いられるようになってきた。
例えば、露光前に支持体を剥がし、感光性樹脂層の上に直接フォトマスクを密着させる方法がある。通常、感光性樹脂層は基材に密着するように、ある程度粘着性を保持しているため、フォトマスクと感光性樹脂組成物の層が強く密着してしまい、フォトマスクが剥がしにくいことによる作業性の低下や、組成物層の付着によってマスクが汚染することによる不良の増大等の問題点があった。
すなわち、本発明は以下の通りである。
(2)前記保護層(C)が、中心線平均粗さが0.1μm未満のフィルムであることを特徴とする上記(1)に記載の露光方法。
(3)上記(1)又は(2)に記載の露光方法に引き続き、アルカリ水溶液で現像することにより硬化レジストパターンを形成させ、レジストパターンで覆われていない金属被覆面の金属をエッチング液で除去するか、又は、レジストパターンで覆われていない金属被覆面に金属めっきを施すことを特徴とする金属配線パターンの作製方法。
(4)保護層(C)を剥がしながら、ネガ型感光性樹脂層(B)が該金属被覆絶縁板の金属被覆面と密着するようにラミネートしてネガ型感光性樹脂層が金属被覆面と密着するようにラミネートすることを特徴とする上記(3)に記載の金属配線パターンの作製方法。
さらに、本発明の露光方法に、適切な組成の感光性樹脂積層体を組み合わせた場合には、より一層解像度が向上し、密着性も向上するという効果が得られる。
本発明の露光方法を用いて、感光性樹脂積層体を使用してプリント配線板等を製造する方法における工程を順を追って説明する。
(1)ラミネート工程:感光性樹脂積層体の保護層を剥がしながら、感光性樹脂積層体を、ネガ型感光性樹脂層が、銅張り積層板又は導体層を有するフィルム状基材等の金属被覆絶縁板の金属被覆面に密着するように、ホットロールラミネーターを用いて熱圧着させる。
(2)露光工程:露光の前に支持体を剥離した上で、フォトマスクの像をレンズを通して投影させて露光する。
(3)現像工程:アルカリ現像液を用いて、ネガ型感光性樹脂層の未露光部分を溶解又は分散除去して、硬化レジストパターンを基板上に形成する。
(4)回路形成工程:形成された硬化レジストパターン上からエッチング液を用いてレジストパターンに覆われていない銅面をエッチングするか、レジストパターンによって覆われていない銅面に銅、はんだ、ニッケル及び錫等のめっき処理を行う。
(5)剥離工程:硬化レジストパターンをアルカリ剥離液を用いて金属被覆絶縁板から除去する。
感光性樹脂積層体は、支持体(A)、ネガ型感光性樹脂層(B)を含んでなり、さらに保護層(C)を含む。
支持体(A)、ネガ型感光性樹脂層(B)及び保護層(C)からなる感光性樹脂積層体は、ネガ型感光性樹脂層(B)に用いる感光性樹脂組成物を、これらを溶解する溶剤と混ぜ合わせて均一な溶液にしておき、支持体(A)上にバーコーターやロールコーターを用いて塗布して乾燥し、支持体(A)上に感光性樹脂組成物からなるネガ型感光性樹脂層(B)を積層し、この上に保護層(C)をラミネートすることによって得られる。
最も好ましいネガ型感光性樹脂層(B)は、(a)熱可塑性高分子結合剤、(b)分子内に少なくとも1つの重合可能なエチレン性不飽和基を有する光重合性モノマー、(c)光重合性開始剤を含んでなる。更に(d)ヒンダードフェノール系化合物を含んでもよい。
これらの単量体は一種のみを用いてもよいし、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。
特に、アルカリ可溶性の熱可塑性高分子結合剤とするには、カルボキシル基をを含む単量体、例えば(メタ)アクリル酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸半エステルなどの中から選ばれた少なくとも一種が併用される。
このような光重合性モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、フェノキシテトラエチレングリコールアクリレート、無水フタル酸と2−ヒドロキシプロピルアクリレートとの半エステル化物とプロピレンオキシドとの反応物(日本触媒化学社製OE−A200)、4−ノルマルオクチルフェノキシペンタプロピレングリコールアクリレート、1,4−テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ジ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、イソシアヌル酸のエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレートA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、ビス(ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート)ポリプロピレングリコール等が挙げられる。また、ヘキサメチレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナートなどの多価イソシアネート化合物と、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアクリレート化合物とのウレタン化反応物などが挙げられる。
保護層(C)の表面粗さにおいては、最大高さ(Rmax)が10μm未満であることが好ましい。ここで中心線表面粗さ(Ra)及び最大高さ(Rmax)は、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)で測定される中心線平均粗さ及び最大高さをいう。
まず、支持体のヘイズ値及び保護層の中心線平均粗さの測定方法について説明する。
(イ)支持体のヘイズ値の測定
COLOR MEASURING SYSTEM Σ80(日本電色工業社製)を使用して、ヘイズ値を測定する。ヘイズ(Haze)値とは、濁度を表す値であり、ランプにより照射され、試料中を透過した全透過率Tと、試料中で散乱された光の透過率Dとにより、ヘイズ値H=D/T×100として求められる。これらは、JIS K 7105により規定されており、市販の濁度計により容易に測定可能である。
(ロ)保護層の中心線平均粗さ(Ra)の測定
原子間力顕微鏡EXPLORER SPM(Thermo Microscopes社製)を使用し、Si3N4製コンタクトAFM用プローブで測定モードをContact AFMに設定した。75μm2の測定エリアをプローブで300回往復させて中心線平均粗さ(Ra)を測定する。
次に、実施例及び比較例において用いた感光性樹脂組成物の組成を表1に示す。また、表1において略号(B−100〜D−21)で表した感光性樹脂組成物の構成成分の材料を表2に示す。
前記表1に示す組成1(実施例1)、組成2(参考例1)成分を混合し、感光性樹脂組成物の溶液を調製し、ポリエチレンテレフタレートフィルム(AT301、16μm厚み、ヘイズ値0.2%(実測値)(帝人デュポンフィルム社製))に均一に塗布し、90℃の乾燥機中で1分乾燥して、厚さ5μmのネガ型感光性樹脂層を形成し、ネガ型感光性樹脂層の上にポリエチレンフィルム(T1−A742A、35μm厚み、Ra=0.065μm(実測値)(タマポリ社製))を張り合わせて感光性樹脂積層体を得た。
支持体及びネガ型感光性樹脂層を有する基板より、支持体を剥離し、投影露光機(ウシオ電機社製UX−2023SM)の基板セットステージに置いた。露光機のマスクホルダーに下記に示す項目を評価できるパターンを有するガラスクロムフォトマスクをセットし、投影レンズを介して、露光量100mJ/cm2で支持体を剥離してから10分後に露光した。
0.4質量%炭酸ソーダ水溶液を30℃で、スプレー圧が0.15MPaで20秒間スプレーすることにより、未露光部を除去し、現像を行った。
表1に示す組成2成分を混合した以外は、実施例1及び2と同様に感光性樹脂積層体を作製し、実施例1及び2と同様に感光性樹脂積層体をフレキシブル基板に積層した。
支持体及びネガ型感光性樹脂層を有する基板を、投影露光機(ウシオ電機社製UX−2023SM)の基板セットステージに置いた。露光機のマスクホルダーに実施例1及び2に用いたものと同じガラスクロムフォトマスクをセットし、投影レンズ及び支持体であるポリエチレンテレフタレートフイルムを介して、露光量100mJ/cm2で露光した。
ポリエチレンテレフタレートフイルムを除去し、0.4質量%炭酸ソーダ水溶液を30℃で、スプレー圧が0.15MPaで20秒間スプレーすることにより、未露光部を除去し、現像を行った。
表1に示す組成2成分を混合した以外は、実施例1及び2と同様に感光性樹脂積層体を作製し、実施例1及び2と同様に感光性樹脂積層体をフレキシブル基板に積層した。
支持体及びネガ型感光性樹脂層を有する基板を超高圧水銀ランプを有する露光機(HMW−801:オーク製作所製)を用い、実施例1及び2に用いたものと同じクロムガラスフォトマスクを支持体であるポリエチレンテレフタレートフイルム上に置き、クロムガラスフォトマスク及びポリエチレンテレフタレートフイルムを介して100mJ/cm2の露光量で露光した。
ポリエチレンテレフタレートフイルムを除去し、0.4質量%炭酸ソーダ水溶液を30℃で、スプレー圧が0.15MPaで20秒間スプレーすることにより、未露光部を除去し、現像を行った。
表3における評価項目の測定及び観察は、以下の方法により行った。
ライン/スペースが4μm/4μm〜100μm/100μmとなるクロムガラスフォトマスクを用いて露光し、現像して得られた硬化レジストラインが正常に形成されている最小マスク幅を感光性樹脂の解像度とした。解像度は値が小さいほど解像度が高い。
ライン/スペースが4μm/300μm〜40μm/300μmとなるクロムガラスフォトマスクを用いて露光し、現像して得られた硬化レジストラインと基材とが密着した最小ライン幅を感光性樹脂の密着性とした。値が小さいほど密着性が高い。
ライン/スペースが10μm/10μm、長さが20mmで、ラインが10本あるガラスクロムフォトマスクを通して露光し、現像して得られた硬化レジストラインのパターン形状を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、下記のようにランク分けした。
◎:ライン10本の上部表面に凹凸無し。サイドウォールの凹凸全く無し。
○:ライン10本の上部表面に凹凸無し。サイドウォールの凹凸ほとんど無し。
△:ライン10本の上部表面に凹凸有り。サイドウォールの凹凸少数見られる。
×:ライン10本の上部表面に凹凸有り。サイドウォールに凹凸多数見られる。
Claims (4)
- 片面又は両面に金属導体層を有する金属被覆絶縁板の金属被覆された面に、支持体(A)、厚みが1〜35μmであるネガ型感光性樹脂層(B)、及び保護層(C)を有する感光性樹脂積層体を、ネガ型感光性樹脂層(B)が該金属被覆絶縁板の金属被覆面と密着するようにラミネートして、フォトマスクを通して紫外線露光するに際し、露光の前に支持体を剥離した上で、フォトマスクの像をレンズを通して投影させることを特徴とし、該ネガ型感光性樹脂層(B)が、(a)熱可塑性高分子結合剤、(b)分子内に少なくとも1つの重合可能なエチレン性不飽和基を有する光重合性モノマーとして、エチレングリコール単位総数が2〜20個である、2,2−ビス{(4−アクリロキシポリエトキシ)フェニル}プロパン又は2,2−ビス{(4−メタクリロキシポリエトキシ)フェニル}プロパン、(c)光重合性開始剤として、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体を含有することを特徴とする感光性樹脂層への露光方法。
- 前記保護層(C)が、中心線平均粗さが0.1μm未満のフィルムであることを特徴とする請求項1記載の露光方法。
- 請求項1又は2記載の露光方法に引き続き、アルカリ水溶液で現像することにより硬化レジストパターンを形成させ、レジストパターンで覆われていない金属被覆面の金属をエッチング液で除去するか、又は、レジストパターンで覆われていない金属被覆面に金属めっきを施すことを特徴とする金属配線パターンの作製方法。
- 保護層(C)を剥がしながら、ネガ型感光性樹脂層(B)が該金属被覆絶縁板の金属被覆面と密着するようにラミネートしてネガ型感光性樹脂層が金属被覆面と密着するようにラミネートすることを特徴とする請求項3記載の金属配線パターンの作製方法。
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