説明

ソルダーレジスト用現像液およびプリント配線板の現像方法

【課題】ソルダーレジストの現像液において、ソルダーレジストの濃度上昇によるスラッジ生成と、スラッジの銅などの基材上への再付着や現像槽への付着を防止する。
【解決手段】ソルダーレジスト現像液は、(A)希アルカリ水溶液、および(B)平均分子量が1000〜10000 である下式のポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを0.001 〜2.0重量%含有する。R1COは、炭素数10〜22のアシル基であり、R2は、水素または炭素数10〜22のアシル基であり、EOはオキシエチレン基を表し、POはオキシプロピレン基を表し、XおよびYは、それぞれ独立に5〜200の整数であり、オキシエチレン基およびオキシプロピレン基は、ランダム重合又はブロック重合していても良い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体集積回路素子等の製造工程でレジストパターンを形成する際や、カラー液晶表示装置等のカラーフィルターを形成する際に、光(可視光線、紫外線)、X線、電子線等により反応する感光性樹脂組成物で形成された塗膜を現像するために用いられるアルカリ現像液に係る。
【背景技術】
【0002】
半導体集積回路素子や液晶表示素子の製造に際しては、基板上にレジストと称される感光性樹脂組成物を塗布してレジスト膜を形成し、次いで、このレジスト膜を回路設計に応じたパターンに放射線で露光し、その後に露光したレジスト膜をアルカリ現像液で現像し、不要部分のレジストを溶解除去してレジストパターンを形成することが行われている。
【0003】
プリント配線板は、基板の上に導体回路のパターンを形成し、そのパターンのはんだ付けランドに電子部品をはんだ付けすることにより搭載するためのものであり、そのはんだ付けランドを除く回路部分は永久保護皮膜としてのソルダーレジスト膜で被覆される。これにより、プリント配線板に電子部品をはんだ付けする際にはんだが不必要な部分に付着するのを防止すると共に、回路導体が空気に直接曝されて酸化や湿度により腐食されるのを防止する。
【0004】
プリント配線基板の配線密度の向上(細密化)の要求にともない、ソルダーレジスト組成物も高解像性、高精度化が要求され、民生用基板、産業用基板を問わずスクリーン印刷法から、位置精度、導体エッジ部の被覆性に優れる液状フォトソルダーレジスト法(写真現像法)が提案されている。ソルダーレジスト組成物は、プリント配線板上に感光性樹脂組成物である液状組成物を全面塗布し、溶媒を揮発させた後、露光して未露光部分を有機溶剤を用いて除去し、現像するものである。
【0005】
しかし、有機溶剤による未露光部分の除去(現像)は、有機溶剤を多量に使用するため、環境汚染や火災などの危険性があるのみならず、環境汚染の問題があり、特に人体に与える影響が最近大きくクローズアップされてきていることから、その対策が講ぜられている。
【0006】
これらの問題を解決するために、希アルカリ水溶液で現像可能なアルカリ現像型フォトソルダーレジスト組成物が提案されている。例えば特許文献1には、エポキシ樹脂に不飽和モノカルボン酸を反応させ、更に多塩基酸無水物を付加させた反応生成物をベースポリマーとする材料が開示されている。また、特許文献2には、ノボラック型エポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸との反応物と、飽和または不飽和多塩基酸無水物とを反応せしめて得られる活性エネルギー線硬化性樹脂と、光重合開始剤を含有する、希アルカリ水溶液により現像可能な光硬化性の液状レジストインキ組成物が開示されている。これらの液状ソルダーレジスト組成物は、エポキシアクリレートにカルボキシル基を導入することによって、光感光性や希アルカリ水溶液での現像性を付与させたものである。この組成物にはさらに、その塗膜を露光、現像処理して所望のレジストパターンを形成した後、通常、熱硬化させる。
【特許文献1】特開昭49−5923号公報
【特許文献2】特開昭61−243869号公報
【0007】
また、金属イオンを実質的に含まない有機アルカリ炭酸塩や炭酸水素塩と有機強アルカリとを含むアルカリ現像液が、特許文献3に記載されている。
【特許文献3】特開2001−117240
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ソルダーレジスト塗膜を現像する際に、現像を続けていくと、現像液中のソルダーレジスト濃度が高くなっていく。そして、現像工程中に、一度現像液に溶解したソルダーレジストがスラッジとして銅上に再付着することがあった。ソルダーレジストの再付着が銅上にあると、金メッキ未着やはんだ未着の原因となる。また、ソルダーレジストは現像槽内面にも付着し、現像槽を洗浄する際の効率を低下させる。
【0009】
本発明の課題は、ソルダーレジストの現像液において、ソルダーレジストの濃度上昇によるスラッジ生成と、スラッジの銅などの基材上への再付着や現像槽への付着を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、(A)希アルカリ水溶液、および
(B)平均分子量が1000〜10000 である下式のポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを0.001 〜2.0重量%
含有する事を特徴とする、ソルダーレジスト用現像液に係るものである。
【0011】
【化2】

(式中、R1COは、炭素数10〜22のアシル基であり、R2は、水素または炭素数10〜22のアシル基であり、EOはオキシエチレン基を表し、POはオキシプロピレン基を表し、XおよびYは、それぞれ独立に5〜200の整数であり、前記オキシエチレン基および前記オキシプロピレン基は、ランダム重合又はブロック重合していても良い。)
【0012】
また、本発明は、前記現像液を使用し、プリント配線板上のソルダーレジストを現像することを特徴とする、プリント配線板の現像方法に係るものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ソルダーレジスト現像液に、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを添加することにより、消泡作用を得ると共に、ソルダーレジストのスラッジ生成を抑制し、スラッジの再付着を低減させることに成功した。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明のソルダーレジスト用現像液は、(A)希アルカリ水溶液をベースとする。希アルカリ水溶液は、水と、水に溶解されたアルカリ性物質とからなる。アルカリ性物質は特に限定はされないが、以下を特に好ましいものとして例示できる。
(1) 無機アルカリ: 水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ炭酸塩;燐酸ナトリウムなどのアルカリ燐酸塩、ケイ酸ナトリウムなどのアルカリケイ酸塩;アンモニア
(2) アミン類などの有機アルカリ
【0015】
希アルカリ水溶液のpHは、8. 0〜13. 0とすることが好ましい。現像性の観点から、希アルカリ水溶液のpHは、9.0以上とすることが更に好ましく、また、11.0以下とすることが更に好ましい。
【0016】
本発明では、(A)に、(B)平均分子量が1000〜10000 である下式のポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを0.001 〜2.0重量%含有させる。
【0017】
上記式中、R1COは、炭素数10〜22のアシル基である。このアシル基の炭素数は、15以上とすることが更に好ましく、また、20以下とすることが更に好ましい。
【0018】
R2は、水素または炭素数10〜22のアシル基である。このアシル基の炭素数は、15以上とすることが更に好ましく、また、20以下とすることが更に好ましい。
【0019】
EOはオキシエチレン基(―CH―CH―O−)を表し、POはオキシプロピレン基(―CH―CH(CH)―O−)を表す。重合体中におけるオキシエチレン基およびオキシプロピレン基の配列順序は特に限定されない。例えば、EOとPOとがランダム重合していてよい。あるいは、EOとPOとはブロック重合していても良い。XおよびYは、それぞれ独立に5〜200の整数であるが、10〜100が更に好ましい。
【0020】
(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの平均分子量(定義:重量平均分子量)は1000〜10000とする。この分子量が1000未満であると、消泡性が悪くなる。この分子量が10000を超えると,溶解度が悪くなる。
【0021】
(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの量は0.001〜2.0重量%とする。これを0.001重量%以上とすることによって、本発明の作用効果が一層顕著となる。この観点からは、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの量は、0.05重量%以上とすることが更に好ましい。また、この量が2.0重量%を超えると、現像液に溶解しにくくなる。となる。この観点からは、(B)の量は 0.5重量%以下とすることが更に好ましい。
【0022】
現像液中に、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを複数種類含有していてよい。この場合には、複数種の(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの合計量を0.001〜2.0重量%とする。
【0023】
本発明の現像液は、(A)(B)成分から実質的になっていてよいが、不可避的不純物は許容される。また、他の添加成分を含有していてよい。こうした添加成分としては、実質的に金属イオンを含まない非イオン系界面活性剤を例示できる。この非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンベンジルフェニルエーテル、プルロニック型非イオン性界面活性剤、ソルビタン高級脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルソルビトール脂肪酸エステル、アセチレングリコール・エチレンオキサイド付加物等を挙げることができる。これらは、その1種のみを単独で用いてもよいほか、2種以上の混合物として用いてもよい。
【0024】
この非イオン系界面活性剤を添加する場合の添加量については、通常0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%である。この添加量が0.01重量%より少ないと、非イオン系界面活性剤を添加することによる効果が充分に発揮されず、また、20重量%を超えると現像液が発泡し易くなり、露光部と非露光部の溶解選択性が低下するという問題が生じる。
【0025】
また、本発明の現像液には、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤等を添加することができる。
【0026】
この陰イオン性界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、リン酸エステル塩、スルホコハク酸エステル塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸アンモニウム塩等が挙げられる。また、陽イオン性界面活性剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリアミルメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。両性イオン性界面活性剤としては、例えば、イミダゾリン誘導体、ベタイン型化合物等が挙げられる。
【0027】
本発明の現像液を使用し、プリント配線板上のソルダーレジストを現像することができる。この実施形態について更に述べる。
【0028】
例えば銅張り積層板の銅箔をエッチングして形成した回路のパターンを有するプリント配線板に、ソルダーレジストを、所望の厚さ、例えば5〜100μmの厚さで塗布する。塗工の手段としては、現在スクリーン印刷法による全面印刷が一般に多く用いられるが、これを含めて均一に塗工できる塗工手段であればどのような手段を用いてもよい。例えば、スプレーコーター、ホンメルトコーター、バーコータ、アプリケータ、ブレードコータ、ナイフコータ、エアナイフコータ、カーテンフローコータ、ロールコータ、グラビアコータ、オフセット印刷、ディップコータ、刷毛塗り、その他通常の方法は全て使用できる。
【0029】
塗工後、必要に応じて熱風炉あるいは遠赤外線炉等でプリベークし、すなわち仮乾燥が行われ、塗膜の表面をタックフリーの状態にする。プリベークの温度はおおむね50〜100℃程度が好ましい。
【0030】
次に、LDI(Laser Direct
imaging)を用いたレーザー直描による露光が行われる。あるいは、活性エネルギー線を通さないようにしたネガマスクを用いて活性エネルギー線による露光が行われる。ネガマスクとしては活性エネルギー線が紫外線の場合にはネガフィルム、電子線の場合には金属性マスク、X線の場合には鉛性マスクがそれぞれ使用されるが、簡単なネガフィルムを使用できるためプリント配線板製造では活性エネルギー線として紫外線が多く用いられる。紫外線の照射量は約10〜1000mJ/cmとしてもよい。
【0031】
露光は、プリント配線板製造の場合は、例えば回路のパターンのはんだ付けランド以外は透光性にしたパターンのネガフィルムを密着させ、その上から紫外線を照射させることにより行われる。このはんだ付けランドに対応する非露光領域を、本発明の希アルカリ水溶液で除去することにより、塗膜が現像される。
【0032】
次いで、ソルダーレジストに熱硬化性化合物を含有する場合には、例えば130〜170℃の熱風炉又は遠赤外線炉等の乾燥機等で例えば20〜80分間加熱、あるいは紫外線照射することによりポストキュアーを行ない、これによりソルダーレジスト皮膜を形成せしめることができる。
【0033】
このようにしてソルダーレジスト膜で被覆したプリント配線板が得られ、これに電子部品が噴流はんだ付け方法や、リフローはんだ付け方法によりはんだ付けされることにより接続、固定されて搭載され、一つの電子回路ユニットが形成される。
【0034】
本発明においては、その電子部品搭載前のソルダーレジスト皮膜を被覆したプリント配線板、このプリント配線板に電子部品搭載した電子部品搭載後のプリント配線板のいずれをもその対象に含む。
【実施例】
【0035】
(実施例1)
(A)1重量%炭酸ナトリウム水溶液に、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル(日鉄環境エンジニアリング株式会社製「ケーイーデフォマーTK-1000」)を0.01重量%添加し、現像液を得た。この製品では、R1COは炭素数17のアシル基であり、R2は炭素数17のアシル基であり、Xは10〜50であり、Yは30〜80である。(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの分子量は2000〜4000である。
【0036】
(実施例2)
(A)1重量%炭酸ナトリウム水溶液に、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル(日鉄環境エンジニアリング株式会社製「ケーイーデフォマーTK-1000」)を0.1重量%添加し、現像液を得た。
【0037】
(実施例3)
(A)1重量%炭酸ナトリウム水溶液に、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル(日鉄環境エンジニアリング株式会社製「ケーイーデフォマーTK-1000」)を1.0重量%添加し、現像液を得た。
【0038】
(実施例4)
(A)1重量%炭酸カリウム水溶液に、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル(日鉄環境エンジニアリング株式会社製「ケーイーデフォマーTK-1000」)を0.1重量%添加し、現像液を得た。
【0039】
(実施例5)
(A)1重量%炭酸ナトリウム水溶液に、(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル(多木化学株式会社製「シリカートンSN-500」を0.1重量%添加し、現像液を得た。この製品では、R1COは炭素数17のアシル基であり、R2は炭素数17のアシル基であり、Xは10〜50であり、Yは30〜80である。(B)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの分子量は1000〜3000である。
【0040】
(比較例1)
(A)1重量%炭酸ナトリウム水溶液に、(B)変性シリコーン(例:丸善薬品工業社製「アンチックス#100」)を0.1重量%添加し、現像液を得た。
【0041】
(比較例2)
(A)1重量%炭酸カリウム水溶液に、(B)変性シリコーン(丸善薬品工業社製「アンチックス#100」)を0.1重量%添加し、現像液を得た。
【0042】
ソルダーレジストはタムラ化研株式会社製「DSR-2200P48」(2 液型)を使用した。主剤に硬化剤を混合後、テフロン(登録商標)板上、厚さ70μm にてバーコーター塗布した。80℃-20 分熱風循環式乾燥炉にて、溶剤を揮発させて予備乾燥した後、スパチュラーにて剥がした半固形状のものをソルダーレジスト試料とした。実施例1〜5、比較例1,2の現像液に、予備乾燥まで行なったソルダーレジスト試料を1重量%溶かし込ませた。
【0043】
(評価方法)
(消泡性):
ソルダーレジスト試料を溶解させた実施例1〜5、比較例1〜2の各現像液を、50ccのガラスビンに30cc入れ、30秒間シェイキングを行ない、その後、泡が消えるまでの時間を測定する。
(分散性):
上記評価液を恒温槽(30℃−48時間)に放置し、スラッジを沈降させた後、このスラッジの上澄みへの分散性を目視観察する。
(比重):
30℃−48時間放置後のスラッジを、上澄みを注意深く取り除くことで採取し、比重カップ計にて、重量を測定し、比重を求めた。
(平行板粘度):
上記のスラッジ(0.4ml )をJIS K5101 に基づいた平行板粘度計(上島製作所製 Model VR-5510 )にて30秒後の広がり径(mm)を測定した。
【0044】
【表1】

【0045】
表1の結果からわかるように、本発明では、実用上、充分な消泡作用が得られた。そして、ソルダーレジスト試料の分散性は良好であり、凝集は見られなかった。ソルダーレジスト試料を分散させた現像液からスラッジを採取したところ、採取されたスラッジの比重は著しく低く、また粘性も低い。これはスラッジが軽く、再付着を生じにくいことを示している。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)希アルカリ水溶液、および
(B)平均分子量が1000〜10000 である下式のポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを0.001 〜2.0重量%
含有する事を特徴とする、ソルダーレジスト用現像液。
【化1】

(式中、R1COは、炭素数10〜22のアシル基であり、R2は、水素または炭素数10〜22のアシル基であり、EOはオキシエチレン基を表し、POはオキシプロピレン基を表し、XおよびYは、それぞれ独立に5〜200の整数であり、前記オキシエチレン基および前記オキシプロピレン基は、ランダム重合又はブロック重合していても良い。)
【請求項2】
前記希アルカリ水溶液のpH が8. 0〜13. 0であることを特徴とする、請求項1記載のソルダーレジスト用現像液。
【請求項3】
請求項1または2に記載の現像液を使用し、プリント配線板上のソルダーレジストを現像することを特徴とする、プリント配線板の現像方法。

【公開番号】特開2008−257113(P2008−257113A)
【公開日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−101627(P2007−101627)
【出願日】平成19年4月9日(2007.4.9)
【出願人】(000108823)タムラ化研株式会社 (23)
【Fターム(参考)】