JPWO2018100730A1 - 感光性エレメント、レジストパターンの形成方法、及び、プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る感光性エレメントを示す模式断面図である。図1に示した感光性エレメント1は、支持フィルム10と、感光層(感光性樹脂組成物の層)20と、を備える。感光層20は、支持フィルム10の第1の主面12上に設けられており、第1の主面12に接している。支持フィルム10は、第1の主面12とは反対側に第2の主面14を有している。ここで、第1の主面12とは、支持フィルム10の感光層20側の表面のことをいい、第2の主面14とは、支持フィルム10の感光層20とは反対側の表面のことをいう。
支持フィルム10は、例えば、基材層(ポリエステルフィルム等)と、樹脂層と、滑剤層(滑剤を含有する層)と、を有している。樹脂層は、感光層20と基材層との間に配置されており、第1の主面12側に位置している。樹脂層は、粒子(例えば微粒子)を含んでいてもよく、滑剤層(滑剤を含有する層)であってもよい。支持フィルム10の第1の主面12は、平滑であることが好ましい。滑剤層は、基材層における樹脂層とは反対側に配置されており、第2の主面14側に位置している。
感光層20は、感光性樹脂組成物からなる層である。感光層20を構成する感光性樹脂組成物は、例えば、(A)バインダーポリマーと、(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性化合物と、(C)光重合開始剤と、を含有する。以下、各成分について詳細に説明する。
(A)成分であるバインダーポリマーとしては、従来の感光性樹脂組成物に用いられているバインダーポリマーを特に制限なく使用できる。バインダーポリマーとしては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、アミドエポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。これらの中では、アルカリ現像性に優れる観点から、アクリル樹脂が好ましい。バインダーポリマーは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(B)成分(エチレン性不飽和結合を有する光重合性化合物)は、炭素数2〜6のオキシアルキレン単位(アルキレングリコールユニット)を分子内に4〜40有する化合物を含むことが好ましい。(B)成分がこのような化合物を含むことによって、(A)成分との相溶性を向上させることができる。
(C)成分(光重合開始剤)としては、例えば、ベンゾフェノン;N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(別名:ミヒラーケトン)等のN,N,N’,N’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン;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−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパノン等の芳香族ケトン;アルキルアントラキノン等のキノン化合物;ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;N−フェニルグリシン;N−フェニルグリシン誘導体;クマリン系化合物;1−フェニル−3−(4−メトキシスチリル)−5−(4−メトキシフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン化合物;4−t−ブチルカテコール等のカテコール化合物が挙げられる。これらの中では、密着性及び感度を向上させる観点から、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体が好ましい。(C)成分は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
感光性樹脂組成物は、必要に応じて、分子内に少なくとも1つのカチオン重合可能な環状エーテル基を有する光重合性化合物(オキセタン化合物等)、カチオン重合開始剤、染料(マラカイトグリーン等)、光発色剤(トリブロモフェニルスルホン、ロイコクリスタルバイオレット等)、熱発色防止剤、可塑剤(p−トルエンスルホンアミド等)、顔料、充填剤、消泡剤、難燃剤、安定剤、密着性付与剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、イメージング剤、熱架橋剤などの添加剤を含有してもよい。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ることができる。これらの添加剤の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して各々0.01〜20質量部であってもよい。
本実施形態に係るレジストパターンの形成方法は、感光性エレメント1の感光層20を基板上に積層する積層工程と、活性光線を感光層20の所定部分に照射して光硬化部を形成する露光工程と、感光層20における光硬化部以外の領域を除去する現像工程と、を備える。
本実施形態に係るプリント配線板の製造方法は、前記レジストパターンの形成方法により形成されたレジストパターンを有する基板に対して、エッチング処理及びめっき処理からなる群より選ばれる少なくとも1種を施す工程を備える。ここで、基板のエッチング又はめっきは、現像されたレジストパターンをマスクとして用いて、基板の表面を公知の方法によりエッチング又はめっきすることによって行うことができる。
本実施形態に係る感光性エレメントは、リジット基板と、当該リジット基板上に配置された絶縁膜とを備える半導体パッケージ基板に用いることもできる。この場合、感光層の光硬化部を絶縁膜として用いればよい。感光層の光硬化部を、例えば半導体パッケージ用のソルダーレジストとして用いる場合、上述のレジストパターンの形成方法における現像終了後、はんだ耐熱性、耐薬品性等を向上させる目的で、高圧水銀灯による紫外線照射又は加熱を行うことが好ましい。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可能であり、例えば0.2〜10J/cm2程度の照射量で照射を行うこともできる。また、レジストパターンを加熱する場合は、100〜170℃程度の範囲で15〜90分程度加熱が行われることが好ましい。さらに、紫外線照射と加熱とを同時に行うことも可能であり、いずれか一方を実施した後、他方を実施することもできる。紫外線の照射と加熱とを同時に行う場合、はんだ耐熱性、耐薬品性等を効果的に付与する観点から、60〜150℃に加熱することがより好ましい。
表1に示した組成のバインダーポリマーを下記の合成例に従って合成した。
ポンプ:日立 L−6000型[株式会社日立製作所製]
カラム:Gelpack GL−R420+Gelpack GL−R430+Gelpack GL−R440(計3本)[以上、日立化成株式会社製、商品名]
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
流量:2.05mL/分
検出器:日立 L−3300型RI[株式会社日立製作所製、商品名]
合成したバインダーポリマー溶液を三角フラスコに秤量した後、混合溶剤(質量比:トルエン/メタノール=70/30)を加えてバインダーポリマーを溶解させた。次に、指示薬としてフェノールフタレイン溶液を添加した後、0.1N水酸化カリウムアルコール溶液で滴定し、酸価を測定した。
下記表2に示した各成分を配合して感光性樹脂組成物の溶液を調製した。
感光性エレメントの支持フィルムとして、表3に示した支持フィルム(表3中、「フィルム名」)を用意した。各支持フィルムの詳細は下記のとおりである。
FB−40:PETフィルムと、当該PETフィルムの両面に配置された滑剤層(粒子を含有する樹脂層。含まれる粒子の平均粒径:1μm以下)と、を有する3層構造の二軸配向フィルム;東レ株式会社製
A−1517:PETフィルムと、当該PETフィルムの一方面に配置された第1の滑剤層(粒子を含有する樹脂層)と、前記PETフィルムの他方面に配置された第2の滑剤層(粒子を含有する樹脂層。含まれる粒子の平均粒径:2μm以上)とを有する2層構造の二軸配向フィルム;東洋紡績株式会社製
A−4100:PETフィルムと、当該PETフィルムの一方面に配置された第1の滑剤層(粒子を含有する樹脂層)と、前記PETフィルムの他方面に配置された第2の滑剤層(粒子を含有する樹脂層。含まれる粒子の平均粒径:2μm以上)とを有する2層構造の二軸配向フィルム;東洋紡績株式会社製
G2H:粒子(平均粒径:2μm以上)を含有する単層構造の二軸配向PETフィルム;帝人デュポンフィルム株式会社製
銅箔(厚さ:35μm)を両面に積層したガラスエポキシ材である両面銅張積層板(日立化成株式会社製、商品名「MLC−E−679」、125mm×200mm角)の銅表面を酸洗及び水洗後、空気流で乾燥した。得られた銅張積層板を80℃に加温した後、保護フィルムを剥離しながら、感光層が銅表面に接するように感光性エレメントをラミネートした。これにより、銅張積層板、感光層及び支持フィルムの順に積層された積層体を得た。ラミネートは、110℃のヒートロールを用いて、0.4MPaの圧着圧力、1.5m/分のロール速度で行った。
(最少現像時間の測定)
高圧水銀灯を有する投影露光機(UX−7シリーズ、ウシオ電機株式会社製)を用いて試験片(積層体)の感光層を250mJ/cm2で露光した後、支持フィルムを剥離した。次に、感光層をスプレー現像し、未露光部が完全に除去される時間を測定し、最少現像時間として得た。測定結果を表3に示す。
試験片(積層体)の支持フィルム上に、ネガとして41段ステップタブレットを載置した。そして、高圧水銀灯を有する投影露光機(UX−7シリーズ、ウシオ電機株式会社製)を用いて、現像後のレジスト硬化段数が9段となる所定の照射エネルギー量を求めるため、照射量を調整しつつ感光層を露光した。
密着性及び解像度を調べるため、41段ステップタブレットを有するフォトツールと、密着性評価用ネガとしてライン幅/スペース幅が2/6〜20/90(単位:μm)の配線パターンを有するガラスクロムタイプのフォトツールと、解像度評価用ネガとしてライン幅/スペース幅が2/2〜20/20(単位:μm)の配線パターンを有するガラスクロムタイプのフォトツールと、高圧水銀灯を有する投影露光機(UX−7シリーズ、ウシオ電機株式会社製)とを用いて、41段ステップタブレットの現像後の残存ステップ段数が9段となる照射エネルギー量で前記積層体の感光層の露光を行った。次に、支持フィルムを剥離し、30℃で1質量%炭酸ナトリウム水溶液を最少現像時間の2倍の時間でスプレー現像し、未露光部分を除去して現像を行った。ここで、密着性及び解像度は、現像処理によって未露光部をきれいに除去することができたライン幅間のスペース幅の最も小さい値(単位:μm)により評価した。なお、密着性及び解像度の評価は、数値が小さいほど良好な値である。結果を表3に示した。
走査型電子顕微鏡SU−1500(株式会社日立製作所製)を用いて、前記密着性及び解像度の測定で使用した基板のレジストラインを観察し、2mm2あたりのレジスト欠損の数を評価した。結果を表3に示した。
Claims (6)
- 支持フィルムと、当該支持フィルム上に配置された感光層と、を備える感光性エレメントであって、
前記感光層が、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和結合を有する光重合性化合物と、光重合開始剤と、を含有し、
前記支持フィルムの前記感光層側の表面における直径2μm以上の欠陥の数が2mm2あたり30個以下である、感光性エレメント。 - 前記支持フィルムが、ポリエステルフィルムと、樹脂層と、滑剤層と、を有し、
前記樹脂層が、前記感光層とポリエステルフィルムとの間に配置され、
前記滑剤層が、前記ポリエステルフィルムの前記樹脂層とは反対側に配置されている、請求項1に記載の感光性エレメント。 - 前記支持フィルムの厚さが1〜200μmである、請求項1又は2に記載の感光性エレメント。
- 前記支持フィルムのヘーズ値が0.01〜1.0%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性エレメント。
- 請求項1〜4いずれか一項に記載の感光性エレメントの前記感光層を基板上に積層する積層工程と、
活性光線を前記感光層の所定部分に照射して光硬化部を形成する露光工程と、
前記感光層における前記光硬化部以外の領域を除去する現像工程と、を備える、レジストパターンの形成方法。 - 請求項5に記載のレジストパターンの形成方法により形成されたレジストパターンを有する基板に対して、エッチング処理及びめっき処理からなる群より選ばれる少なくとも1種を施す工程を備える、プリント配線板の製造方法。
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