説明

感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性エレメント、レジストパターンの製造法及びプリント配線板の製造法

【課題】レジストのはく離性に優れ、密着性及び解像度を向上させることが可能な感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性エレメント、レジストパターンの製造法、及びプリント配線板の製造法を提供。
【解決手段】(A)バインダーポリマー、(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物及び(C)アクリジン化合物からなる光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物であって、上記(B)光重合性化合物が、ビスフェノールの水素添加体を母核とするジアクリレート化合物を含む感光性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性エレメント、レジストパターンの製造法及びプリント配線板の製造法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、プリント配線板の製造分野においては、エッチングやめっき等に用いられるレジスト材料として、感光性樹脂組成物や、これを支持体に積層して保護フィルムで被覆した感光性エレメントが広く用いられている。
【0003】
感光性エレメントを用いてプリント配線板を製造する場合は、まず、感光性エレメントを銅基板等の回路形成用基板上にラミネートし、マスクフィルム等を通してパターン露光した後、感光性エレメントの未露光部を現像液で除去することによりレジストパターンを形成させる。次いで、このレジストパターンをマスクとし、レジストパターンを形成させた回路形成用基板にエッチング又はめっき処理を施して回路パターンを形成させ、最終的に感光性エレメントの硬化部分を基板から剥離除去する。
【0004】
こうしたプリント配線板の製造方法において、近年、マスクフィルムを通さずにデジタルデータを用いて活性光線を画像状に直接照射する、レーザ直接描画法が実用化されている。直接描画法に用いられる光源としては、安全性や取扱い性等の面から、YAGレーザ及び半導体レーザ等が使用され、最近では、長寿命で高出力な窒化ガリウム系青色レーザ等を使用した技術が提案されている。
【0005】
更に近年、プリント配線板における高精細化、高密度化に伴い、従来よりもファインパターンが形成可能なDLP(Digital Light Processing)露光法と呼ばれる直接描画法が取り入れられている。一般的に、DLP露光法では青紫色半導体レーザを光源とした波長390〜430nmの活性光線が使用される。また、主に汎用のプリント配線板において少量多品種に対応可能な、YAGレーザを光源とした波長355nmのポリゴンマルチビームを使用した露光法も用いられている。そこで、各波長に対応するため、感光性樹脂組成物中では様々な増感剤が使用されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0006】
近年のプリント配線板の高密度化に伴い、基材(銅基板等)とパターン形成された感光性樹脂組成物層の接触面積が小さくなるため、現像、エッチング又はめっき処理工程で優れた機械強度、耐薬品性、柔軟性等が要求されると共に、基材と感光性樹脂組成物層間の密着力及び感光性樹脂組成物層の解像度が要求されている。
【0007】
プリント配線板の高密度化を達成するために、製造方法としてセミアディティブ工法が注目されている。本工法では基材上に無電解めっき等で極薄膜導電層の形成、レジストパターンの形成、めっき、レジストのはく離、クイックエッチング(不必要な極薄膜導電層の除去)によりプリント配線板を形成する。利点としては、サイドエッチングの影響がほとんどないため良好な回路を得ることができ、プリント配線板の高密度化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2004−301996号公報
【特許文献2】特開2005−107191号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
アルカリ現像可能な感光性エレメントに於いては、近年ますますファインパターン化が進むなか、特にめっき工程において十分な耐性を有すると共にはく離工程においては速やかにはく離され、はく離液中で難溶性であるという特性を同時に満足する性能が要求されている。
【0010】
また、感光性樹脂組成物層の密着性を向上させるためには、感光性樹脂組成物層の柔軟化が有効である。しかしながら、基材の凹凸への追従性が向上する事により、はく離工程におけるレジストのはく離時間短縮が困難となるため生産効率が低くなる。また、感光性エレメントを巻き取った製品ロールの端部から感光性樹脂組成物層が染み出す現象(エッジフュージョン)が発生するため、ラミネートロールの汚染が懸念される。
【0011】
また、感光性樹脂組成物層の解像度を向上させるためには、感光性樹脂組成物層の薄膜化が有効である。しかしながら、プリント配線板形成時にある程度回路厚(銅厚等)が必要な場合、エッチング工法では、エッチング時のサイドエッチングの影響があるため、細線部のレジストラインが欠落しやすく、プリント配線板の高密度化(回路厚と回路幅の両立)には限界がある。まためっき工法では、感光性樹脂組成物層を薄膜化すると必要とする回路厚(銅厚)を得ることが困難であるため、プリント配線板の高密度化には限界がある。
【0012】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、レジストのはく離性に優れ、密着性及び解像度を向上させることが可能な感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性エレメント、レジストパターンの製造法、及びプリント配線板の製造法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、[1](A)バインダーポリマー、(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物及び(C)光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物であって、上記(C)光重合開始剤が、下記一般式(I)で表される化合物を含み、上記(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物が、下記一般式(II)で表される化合物を含む感光性樹脂組成物に関する。
【0014】
【化1】

(一般式(I)中、Rは炭素数2〜20のアルキレン基、オキサジアルキレン基又はチオジアルキレン基を示す。)
【0015】
【化2】

(一般式(II)中、R、RはH(水素)又はCH(メチル基)であり、これらは同一であっても相違してもよい。また、A、Bは、−CH(CH)CH−、-CHCH(CH)-又は−CHCH−であり、これらは相異なる。m1+mは6〜12、n1+n2は6〜12であり、m1、m2、n1、n2は正の整数である。)
【0016】
また、本発明は、[2] 上記[1]に記載の感光性樹脂組成物を支持体上に塗布、乾燥し、感光性樹脂組成物層を形成してなる感光性エレメンに関する。
【0017】
また、本発明は、[3] 上記[2]に記載の感光性エレメントを、回路形成用基板上に感光性樹脂組成物層が密着するようにして積層し、活性光線を画像状に照射し、露光部を光硬化させ、未露光部を現像により除去する、レジストパターンの製造法に関する。
【0018】
また、本発明は、[4] 上記[3]に記載のレジストパターンの製造法により、レジストパターンの製造された回路形成用基板をエッチング又はめっきすることを特徴とする、プリント配線板の製造法に関する。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、光感度、密着性及び解像度に優れ、良好なレジストはく離性を有するレジストパターンを生産効率よく形成することが可能な感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性エレメント、レジストパターンの製造法、及びプリント配線板の製造法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本発明における(メタ)アクリル酸とはアクリル酸及びそれに対応するメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリレートとはアクリレート及びそれに対応するメタクリレートを意味し、(メタ)アクリロイル基とはアクリロイル基及びそれに対応するメタクリロイル基を意味する。
【0021】
本発明の感光性樹脂組成物は、(A)バインダーポリマー、(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物及び(C)光重合開始剤を含有してなる。
上記(A)バインダーポリマーとしては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、アミドエポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、及びフェノール系樹脂等が挙げられる。アルカリ現像性の見地からは、アクリル系樹脂が好ましい。これらは単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0022】
(A)バインダーポリマー
上記(A)成分は、例えば、重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。上記重合性単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、及びα−メチルスチレン等のα−位又は芳香族環において置換されている重合可能なスチレン誘導体、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド、アクリロニトリル及びビニル−n−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエーテル類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、α−ブロモ(メタ)アクリル酸、α−クロル(メタ)アクリル酸、β−フリル(メタ)アクリル酸、β−スチリル(メタ)アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸などが挙げられる。これらは単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0023】
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、一般式(III)で表される化合物、これらの化合物のアルキル基が水酸基、エポキシ基、ハロゲン基等で置換された化合物などが挙げられる。
【0024】
【化3】

(一般式(III)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Rは炭素数1〜12のアルキル基を示す)上記一般式(III)中のRで示される炭素数1〜12のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基及びこれらの構造異性体が挙げられる。
【0025】
上記一般式(III)で表される単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸プロピルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸ペンチルエステル、(メタ)アクリル酸ヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸ヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸オクチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸ノニルエステル、(メタ)アクリル酸デシルエステル、(メタ)アクリル酸ウンデシルエステル、(メタ)アクリル酸ドデシルエステル、等が挙げられる。これらは単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0026】
また、本発明における(A)成分は、密着性及び耐薬品性の見地から、ベンジル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレート誘導体を重合性単量体として含有させることが好ましい。
【0027】
上記ベンジル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレート誘導体を共重合成分とした場合のその含有量(使用する全重合性単量体に対するベンジル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレート誘導体の割合)は、密着性及び耐薬品性を良好にする見地から、(A)成分の分子全質量を基準として0.1〜30質量%含むことが好ましく、1〜28質量%含むことがより好ましく、1.5〜27質量%含むことが特に好ましい。この含有量が0.1質量%未満では、密着性が劣る傾向があり、30質量%を超えると、剥離時間が長くなる傾向がある。
【0028】
また、本発明における(A)成分は、アルカリ現像性の見地から、カルボキシル基を含有させることが好ましく、例えば、カルボキシル基を有する重合性単量体とその他の重合性単量体をラジカル重合させることにより製造することができる。上記カルボキシル基を有する重合性単量体としては、(メタ)アクリル酸が好ましく、中でもメタクリル酸がより好ましい。
【0029】
上記(A)成分のカルボキシル基含有量(使用する全重合性単量体に対するカルボキシル基を有する重合性単量体の割合)は、アルカリ現像性とアルカリ耐性のバランスの見地から、12〜50質量%であることが好ましく、12〜40質量%であることがより好ましく、15〜30質量%であることが特に好ましく、15〜25質量%であることが極めて好ましい。このカルボキシル基含有率が12質量%未満ではアルカリ現像性が劣る傾向があり、50質量%を超えるとアルカリ耐性が劣る傾向がある。
【0030】
また、本発明における(A)成分は、密着性及び耐薬品性の見地からスチレン又はスチレン誘導体を重合性単量体として含有させることが好ましい。
【0031】
上記スチレン又はスチレン誘導体を共重合成分とした場合のその含有量(使用する全重合性単量体に対するスチレン又はスチレン誘導体の割合)は、密着性及び耐薬品性を良好にする見地から、(A)成分の分子全質量を基準として0.1〜50質量%含むことが好ましく、1〜47質量%含むことがより好ましく、1.5〜45質量%含むことが特に好ましい。この含有量が0.1質量%未満では、密着性が劣る傾向があり、45質量%を超えると、剥離片が大きくなり、剥離時間が長くなる傾向がある。
【0032】
これらのバインダーポリマーは、単独で、二類以上を組み合わせて用いることができる。二種類以上を組み合わせて用いる場合のバインダーポリマーとしては、例えば、異なる共重合成分からなる二種類以上のバインダーポリマー、異なる重量平均分子量の二種類以上のバインダーポリマー、異なる分散度の二種類以上のバインダーポリマーなどが挙げられる。
【0033】
上記(A)成分の重量平均分子量は、機械強度及びアルカリ現像性のバランスの見地から、20,000〜300,000であることが好ましく、40,000〜150,000であることがより好ましく、50,000〜120,000であることが特に好ましい。重量平均分子量が、20,000未満では耐現像液性が低下する傾向があり、300,000を超えると現像時間が長くなる傾向がある。なお、本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定され、標準ポリスチレンを用いて作製した検量線により換算された値である。
【0034】
上記(A)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、30〜80質量部とすることが好ましく、40〜75質量部とすることがより好ましく、50〜70質量部とすることが特に好ましい。(A)成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の塗膜性及び光硬化物の強度がより良好となる。
【0035】
(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物
本発明の感光性樹脂組成物は、一般式(II)で表される水添ビスフェノールA系アクリレート化合物を含む。中でも、一般式(II)中で、R及びRがメチル基であり、A及びBがエチレン基であり、n及びnが0であり、m+m=10である化合物を含むことが好ましい。
【0036】
また、上記一般式(II)の化合物の含有量は、光感度及び解像性のバランスの見地から、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して10〜40質量部であることが好ましく、20〜30質量部であることがより好しい。
【0037】
その他の(B)成分としては、例えば、多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物;ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物;グリシジル基含有化合物にα、β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物;ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物等のウレタンモノマー;ノニルフェノキシエチレンオキシ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシオクタエチレンオキシ(メタ)アクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β′−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β′−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレート、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0038】
上記多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が2〜14であるポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレン基の数が2〜14であるポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレン基の数が2〜14であり、プロピレン基の数が2〜14であるポリエチレン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、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(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、及びジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0039】
上記ウレタンモノマーとしては、例えば、β位に水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとイソホロンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、及び1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物との付加反応物、トリス((メタ)アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート)ヘキサメチレンイソシアヌレート、EO変性ウレタンジ(メタ)アクリレート、EO,PO変性ウレタンジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。なお、EOはエチレンオキサイドを示し、EO変性された化合物はエチレンオキサイド基のブロック構造を有する。また、POはプロピレンオキサイドを示し、PO変性された化合物はプロピレンオキサイド基のブロック構造を有する。EO変性ウレタンジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、新中村化学工業株式会社製UA−11(製品名)等が挙げられる。また、EO,PO変性ウレタンジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、新中村化学工業株式会社製UA−13(製品名)等が挙げられる。また、トリス((メタ)アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート)ヘキサメチレンイソシアヌレートとしては、例えば、新中村化学工業株式会社製UA−21(製品名)等が挙げられる。UA−21を本発明の感光性樹脂組成物に含む場合、その含有量は、テント破れ率をより向上させる点では、(B)成分全体の総量に対して、5〜25質量%である事が好ましく、7〜15質量%である事がより好ましい。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0040】
上記(B)成分のエチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物は、上記一般式(II)で表される化合物のうち、はく離性を良好にする見地から、水添ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物又は水添ビスフェノールA系(メタ)アクリレート誘導体を含むことが好ましい。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0041】
また、本発明の(B)成分がγ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−(メタ)アクリロイルオキシエチル−o−フタレートを含む場合、その含有量は、はく離性をより良好にする見地から、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して1〜20質量部であることが好ましく、5〜15質量部であることがより好ましい。
【0042】
上記(B)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、20〜70質量部とすることが好ましく、25〜60質量部とすることがより好ましく、30〜50質量部とすることが特に好ましい。(B)成分の含有量がこの範囲であると、感光性樹脂組成物の光感度及び塗膜性がより良好となる。
【0043】
(C)光重合開始剤
本発明の感光性樹脂組成物は、(C1)アクリジニル基を2つ有するアクリジン化合物を含む。(C1)成分としては、上記一般式(I)で表されるアクリジン化合物が好ましい。
【0044】
上記一般式(I)中、Rは、炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数2〜20のオキサジアルキレン基又は炭素数2〜20のチオジアルキレン基を示す。本発明の効果をより確実に得る観点から、Rは、炭素数2〜20のアルキレン基であることが好ましく、炭素数4〜14のアルキレン基であることがより好ましい。
【0045】
上記一般式(I)で表される化合物としては、例えば、1,2−ビス(9−アクリジニル)エタン、1,3−ビス(9−アクリジニル)プロパン、1,4−ビス(9−アクリジニル)ブタン、1,5−ビス(9−アクリジニル)ペンタン、1,6−ビス(9−アクリジニル)ヘキサン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン、1,8−ビス(9−アクリジニル)オクタン、1,9−ビス(9−アクリジニル)ノナン、1,10−ビス(9−アクリジニル)デカン、1,11−ビス(9−アクリジニル)ウンデカン、1,12−ビス(9−アクリジニル)ドデカン、1,14−ビス(9−アクリジニル)テトラデカン、1,16−ビス(9−アクリジニル)ヘキサデカン、1,18−ビス(9−アクリジニル)オクタデカン、1,20−ビス(9−アクリジニル)エイコサン等のビス(9−アクリジニル)アルカン;1,3−ビス(9−アクリジニル)−2−オキサプロパン、1,3−ビス(9−アクリジニル)−2−チアプロパン、1,5−ビス(9−アクリジニル)−3−チアペンタン等が挙げられる。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0046】
上記一般式(I)で表されるアクリジン化合物において、光感度及び解像度をより良好にする見地から、上記一般式(I)中でRがヘプチレン基である化合物(例えば、旭電化工業株式会社製、製品名「N−1717」)を含むことが好ましい。
【0047】
本発明の感光性樹脂組成物中、(C1)成分の含有量は、感度、解像度及び密着性の見地から、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.03〜3質量部であることがより好ましく、0.05〜1質量部であることが更に好ましい。
【0048】
本発明の感光性樹脂組成物は、(C1)成分以外の光重合開始剤を含んでいてもよい。これらの光重合開始剤としては、例えば、9−フェニルアクリジン、9−(p−メチルフェニル)アクリジン、9−(m−メチルフェニル)アクリジン、9−(p−クロロフェニル)アクリジン、9−(m−クロロフェニル)アクリジン、9−アミノアクリジン、9−ジメチルアミノアクリジン、9−ジエチルアミノアクリジン、9−ペンチルアミノアクリジン等のアクリジニル基を1つ有するアクリジン化合物;ベンゾフェノン、N,N'−テトラメチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N'−テトラエチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4'−ジメチル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)−ブタノン−1、及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパノン−1等の芳香族ケトン;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナンタラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、及び2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、及びベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物;ベンゾイン、メチルベンゾイン、及びエチルベンゾイン等のベンゾイン化合物;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、及び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;ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体;9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、及び9,10−ジペントキシアントラセン等の置換アントラセン類;クマリン化合物、オキサゾール化合物、ピラゾリン化合物、トリアリールアミン化合物などが挙げられる。上記2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体の二つの2,4,5−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対象な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と3級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0049】
上記(C)成分の合計含有量は、感度、密着性及び内部の光硬化性の観点から、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.01〜30質量部であることが好ましく、0.1〜20質量部であることがより好ましく、0.2〜10質量部であることが更に好ましく、0.2〜10質量部であることが特に好ましい。
【0050】
また、本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて、マラカイトグリーン、ビクトリアピュアブルー、ブリリアントグリーン、及びメチルバイオレット等の染料、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、ジフェニルアミン、ベンジルアミン、トリフェニルアミン、ジエチルアニリン、o−クロロアニリン及びt−ブチルカテコール等の光発色剤、熱発色防止剤、p−トルエンスルホンアミド等の可塑剤、顔料、充填剤、消泡剤、難燃剤、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、重合禁止剤などを、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して各々0.01〜20質量部程度含有することができる。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0051】
本発明の感光性樹脂組成物が、t−ブチルカテコールを含む場合、その含有量は、解像度をより良好にする見地から、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して0.001〜0.05質量部であることが好ましく、0.002〜0.01質量部であることがより好ましい。
【0052】
本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解して固形分30〜60質量%程度の溶液として塗布することができる。これらは、単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0053】
本発明の感光性樹脂組成物は、特に制限はないが、金属面、例えば、銅、銅系合金、ニッケル、クロム、鉄、ステンレス等の鉄系合金、好ましくは銅、銅系合金、鉄系合金の表面上に、液状レジストとして塗布して乾燥後、必要に応じて保護フィルムを被覆して用いるか、感光性エレメントの形態で用いられることが好ましい。
【0054】
本発明の感光性エレメントは支持体と、該支持体上に上記感光性樹脂組成物の溶液を均一に塗布、乾燥して形成された感光性樹脂組成物層とを備えるものであり、感光性樹脂組成物層上にはそれを被覆する保護フィルムを更に備えていてもよい。
【0055】
上記支持体としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルム上に感光性樹脂組成物を塗布、乾燥することにより得られる。透明性の見地からは、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることが好ましい。
【0056】
また、これらの重合体フィルムは、後に感光性樹脂組成物層から除去可能でなくてはならないため、除去が不可能となるような表面処理が施されたものであったり、材質であったりしてはならない。これらの重合体フィルムの厚みは、1〜100μmとすることが好ましく、1〜50μmとすることがより好ましく、1〜30μmとすることが特に好ましい。この厚みが1μm未満の場合、機械的強度が低下し、塗工時に重合体フィルムが破れるなどの問題が発生する傾向があり、100μmを超えると解像度が低下し、価格が高くなる傾向がある。
【0057】
これらの重合体フィルムの一つは感光性樹脂組成物層の支持体として、他の一つは感光性樹脂組成物の保護フィルムとして感光性樹脂組成物層の両面に積層してもよい。
また、上記保護フィルムとしては、感光性樹脂組成物層及び支持体の接着力よりも、感光性樹脂組成物層及び保護フィルムの接着力の方が小さいものが好ましく、また、低フィッシュアイのフィルムが好ましい。
【0058】
上記塗布は、ロールコータ、コンマコータ、グラビアコータ、エアーナイフコータ、ダイコータ、バーコータ、スプレーコータ等の公知の方法で行うことができる。また、乾燥は、70〜150℃、5〜30分間程度で行うことができる。また、感光性樹脂組成物層中の残存有機溶剤量は、後の工程での有機溶剤の拡散を防止する点から、2質量%以下とすることが好ましい。
【0059】
上記感光性樹脂組成物層の厚みは、用途により異なるが、乾燥後の厚みで1〜200μmであることが好ましく、5〜100μmであることがより好ましく、10〜50μmであることが特に好ましい。この厚みが1μm未満では工業的に塗工困難な傾向があり、200μmを超える場合では本発明の効果が小さく、また感度が低下し、レジスト底部の光硬化性が悪化する傾向がある。
【0060】
上記感光性エレメントは、更にクッション層、接着層、光吸収層、又はガスバリア層等の中間層などを有していてもよい。また、このようにして得られた感光性エレメントは、例えば、シート状のまま、又は巻芯にロール状に巻きとって貯蔵される。上記ロール状の感光性エレメントロールの端面には、端面保護の見地から端面セパレータを設置することが好ましく、耐エッジフュージョンの見地から防湿端面セパレータを設置することが好ましい。上記巻芯としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、又はABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)等のプラスチックなどが挙げられる。
【0061】
上記感光性エレメントを用いたレジストパターンの製造に際しては、上記保護フィルムが存在している場合には、保護フィルムを除去後、感光性樹脂組成物層を加熱しながら回路形成用基板に圧着することにより積層する方法などが挙げられ、密着性及び追従性の見地から減圧下で積層することが好ましい。積層される表面は、通常金属面であるが、特に制限はない。感光性樹脂組成物層の加熱温度は70〜130℃とすることが好ましく、圧着圧力は、0.1〜1.0MPa程度(1〜10kgf/cm程度)とすることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。また、感光性樹脂組成物層を上記のように70〜130℃に加熱すれば、予め回路形成用基板を予熱処理することは必要ではないが、積層性を更に向上させるために、回路形成用基板の予熱処理を行うこともできる。
【0062】
このようにして積層が完了した感光性樹脂組成物層は、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線が画像状に照射される。この際、感光性樹脂組成物層上に存在する重合体フィルムが透明の場合には、そのまま、活性光線を照射してもよく、また、不透明の場合には、当然除去する必要がある。活性光線の光源としては、公知の光源、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射するものが用いられる。また、写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射するものを用いてもよい。
【0063】
また、DLP(Digital Light Processing)露光法等のレーザ直接描画法により活性光線を画像状に照射する方法を採用してもよい。活性光線の光源としては、YAGレーザ、半導体レーザ及び窒化ガリウム系青紫色レーザ等の公知の光源を用いることができる。
【0064】
次いで、露光後、感光性樹脂組成物層上に支持体が存在している場合には、支持体を除去した後、ウエット現像及びドライ現像等で未露光部を除去して現像し、レジストパターンを製造する。ウエット現像の場合は、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤等の感光性樹脂組成物に対応した現像液を用いて、例えば、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像する。現像液としては、アルカリ性水溶液等の安全かつ安定であり、操作性が良好なものが用いられる。
【0065】
上記アルカリ性水溶液の塩基としては、例えば、リチウム、ナトリウム若しくはカリウムの水酸化物等の水酸化アルカリ、リチウム、ナトリウム、カリウム又はアンモニウムの炭酸塩若しくは重炭酸塩等の炭酸アルカリ、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩などが用いられる。
【0066】
また、現像に用いるアルカリ性水溶液としては、0.1〜5質量%炭酸ナトリウムの希薄溶液、0.1〜5質量%炭酸カリウムの希薄溶液、0.1〜5質量%水酸化ナトリウムの希薄溶液、0.1〜5質量%四ホウ酸ナトリウムの希薄溶液等が好ましい。また、現像に用いるアルカリ性水溶液のpHは9〜11の範囲とすることが好ましく、その温度は、感光性樹脂組成物層の現像性に合わせて調節される。また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。
【0067】
上記水系現像液としては、水又はアルカリ性水溶液と一種以上の有機溶剤とからなるものが用いられる。ここでアルカリ性水溶液の塩基としては、上記物質以外に、例えば、ホウ砂やメタケイ酸ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ジアミノプロパノール−2、モルホリン等が挙げられる。現像液のpHは、レジストの現像が充分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、pH8〜12とすることが好ましく、pH9〜10とすることがより好ましい。
【0068】
上記有機溶剤としては、例えば、ジアセトンアルコール、アセトン、酢酸エチル、炭素数1〜4のアルコキシ基をもつアルコキシエタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらは単独で、又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。有機溶剤の濃度は、通常、2〜90質量%とすることが好ましく、その温度は、現像性にあわせて調整することができる。また、水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤等を少量混入することもできる。単独で用いる有機溶剤系現像液としては、例えば、1,1,1−トリクロロエタン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの有機溶剤は、引火防止のため、1〜20質量%の範囲で水を添加することが好ましい。
【0069】
本発明のレジストパターンの製造法においては、必要に応じて上述した二種以上の現像方法を併用してもよい。現像の方式には、ディップ方式、バトル方式、スプレー方式、ブラッシング、スラッピング等があり、高圧スプレー方式が解像度向上のためには最も適している。また、現像後の処理として、必要に応じて60〜250℃程度の加熱又は0.2〜10J/cm程度の露光を行うことによりレジストパターンを更に硬化して用いてもよい。
【0070】
本発明の感光性エレメントを用いてプリント配線板を製造する場合、現像されたレジストパターンをマスクとして、回路形成用基板の表面を、エッチング又はめっき等の公知方法で処理する。
【0071】
上記金属面のエッチングには塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸化水素系エッチング液を用いることができるが、エッチファクターが良好な点から塩化第二鉄溶液を用いることが望ましい。上記めっき法としては、例えば、硫酸銅めっき及びピロリン酸銅めっき等の銅めっき、ハイスローはんだめっき等のはんだめっき、ワット浴(硫酸ニッケル−塩化ニッケル)めっき及びスルファミン酸ニッケルめっき等のニッケルめっき、ハード金めっき及びソフト金めっき等の金めっきなどがある。これらは公知の方法を適宜用いることができる。
【0072】
次いで、レジストパターンは、例えば、現像に用いたアルカリ性水溶液より更に強アルカリ性の水溶液で剥離することができる。この強アルカリ性の水溶液としては、例えば、1〜10質量%水酸化ナトリウム水溶液、1〜10質量%水酸化カリウム水溶液等が用いられる。剥離方式としては、例えば、浸漬方式又はスプレー方式等が挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、併用してもよい。なお、上記本発明のプリント配線板の製造法は、単層プリント配線板のみならず多層プリント配線板の製造にも適用可能であり、小径スルーホールを有するプリント配線板等の製造にも適用可能である。以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら制限されるものではない。
【実施例】
【0073】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
(実施例1〜3及び比較例1〜4)
まず、表1に示したバインダーポリマーを合成例1に従って合成した。
(合成例1)
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えたフラスコに、質量比6:4であるメチルセロソルブ及びトルエンの配合物400gを加え、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して、80℃まで加熱した。一方、共重合単量体としてメタクリル酸125g、メタクリル酸メチル25g、メタクリル酸ベンジル125g及びスチレン225gと、アゾビスイソブチロニトリル1.5gとを混合した溶液(以下、「溶液a」という)を用意し、80℃に加熱された質量比6/4であるメチルセロソルブ及びトルエンの上記配合物に溶液aを4時間かけて滴下した後、80℃で撹拌しながら2時間保温した。更に、質量比6/4であるメチルセロソルブ及びトルエンの配合物100gにアゾビスイソブチロニトリル1.2gを溶解した溶液を、10分かけてフラスコ内に滴下した。滴下後の溶液を撹拌しながら80℃で3時間保温した後、30分間かけて90℃に加温した。90℃で2時間保温した後、冷却して(A)成分であるバインダーポリマー溶液を得た。このバインダーポリマー溶液に、アセトンを加えて不揮発成分(固形分)が50質量%になるように調製した。バインダーポリマーの重量平均分子量は50,000、酸価は163mgKOH/gであった。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算することにより導出した。GPCの条件は、以下に示す。
(GPC条件)
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、日立化成工業株式会社製、製品名]
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:25℃
流量:2.05mL/分
検出器:日立 L−3300型RI[株式会社日立製作所製、製品名]
次に、表1に示した材料を配合し、感光性樹脂組成物の溶液を得た。
【0074】
【表1】

【0075】
各(B)成分の配合量は固形分(g)
*1:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/ベンジルメタクリレート/スチレン=25/5/25/45(質量比)、重量平均分子量=50,000、50質量%メチルセルソルブ/トルエン=6/4(質量比)溶液
*2:一般式(II)中でR及びRがメチル基であり、Aがエチレン基であり、n及びnが0であり、m+m=10である化合物。
*3:一般式(II)中でR及びRがメチル基であり、Aがエチレン基であり、n及びnが0であり、m+m=6である化合物。
*4:2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン [日立化成工業株式会社製、製品名]
*5:ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールジアクリレート(オキシエチレン鎖6モル、オキシプロピレン鎖12モル変性) [日立化成工業株式会社製、製品名]
*6:γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β'−メタクリロイルオキシエチル−o−フタレート [日立化成工業株式会社製、製品名]
*7:1,7−ビス(9,9−アクリジニル)ヘプタン[旭電化工業株式会社製、製品名]
*8:9−フェニルアクリジン[新日鐵化学株式会社製、製品名]
【0076】
次いで、得られた感光性樹脂組成物の溶液を、16μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人株式会社製、製品名「G2−16」)上に均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で10分間乾燥した後、ポリエチレン製保護フィルム(タマポリ株式会社製、製品名「NF−13」)で保護し感光性樹脂組成物積層体である感光性エレメントを得た。感光性樹脂組成物層の乾燥後の膜厚は、25μmであった。
【0077】
次いで、銅箔(厚み12μm)を両面に積層したガラスエポキシ材である銅張積層板(日立化成工業株式会社製、製品名「MCL−E−67」)の銅表面を、#600相当のブラシを持つ研磨機(株式会社三啓製)を用いて研磨し、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、その銅表面上に上記感光性樹脂組成物層を保護フィルムを剥がしながら110℃のヒートロールを用いて1.5m/分の速度でラミネートし、試験基板を得た。
【0078】
<光感度の評価>
試験基板の上に日立41段ステップタブレットを置いて、波長355nmの半導体レーザを光源とする直接描画露光装置(日本オルボテック株式会社製、商品名Paragon−9000m)を用いて、所定のエネルギー量で露光した。その後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、30℃で1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液を45秒間スプレーし、未露光部分を除去した後、銅張積層板上に形成された光硬化膜のステップタブレットの段数を測定し、現像後の残存ステップ段数が17.0段となるエネルギー量(mJ/cm)を求め、感光性樹脂組成物の光感度を評価した。感度の評価はこの数値が小さいほど、感度が高いことを示す。
【0079】
<密着性及び解像度の評価>
上記ラミネート後の試験基板上に、解像度評価用パターンとしてライン幅/スペース幅が5/5〜47/47(単位:μm)の配線パターンを有する描画データを使用し、日立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17.0となるエネルギー量で露光を行った。上記光感度の評価と同様の条件で現像処理を行った後、光学顕微鏡を用いてレジストパターンを観察し、未露光部を完全に除去することができ、なおかつラインが蛇行、カケを生じることなく生成されたライン幅間のスペース幅の最小値を密着性及び解像度として評価した。この数値が小さいほど解像度が良好であることを示す。
【0080】
<剥離時間の評価>
上記ラミネート後の試験基板上に、剥離性評価用パターンとして60mm×45mmのパターンを有する描画データを使用し、日立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17.0となるエネルギー量で露光を行った。上記光感度及び解像度の評価と同様の条件で現像処理を行った後、50℃、3.0質量%水酸化ナトリウム水溶液にてビーカー浸漬し、レジストが基板表面から完全に剥離されるまでの時間(単位:秒)を剥離時間として評価し、これを剥離性とした。剥離時間は、短いほど剥離性が良好であることを示す。
【0081】
<細線めっき後剥離性の評価>
上記ラミネート後の試験基板上に、細線めっき後剥離性評価用パターンとしてライン幅/スペース幅が5/5〜47/47(単位:μm)の配線パターンを有する描画データを使用し、日立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17.0となるエネルギー量で露光を行った。上記光感度の評価と同様の条件で現像処理を行った後、脱脂浴(PC−455コンク(メルテックス社製)12.5質量部)に5分間浸漬し、水洗した。次いで、10質量%硫酸浴に1分間浸漬するという順に前処理を行い、硫酸銅めっき浴(硫酸銅5水和物60g/リットル、硫酸98ミリリットル/リットル、塩化ナトリウム100mg/リットル、ベーシックレベラーカパラシド(アトテックジャパン社製)20ミリリットル/リットル、光沢剤カパラシドユニバーサル(アトテックジャパン社製)3ミリリットル/リットル)に入れ、硫酸銅めっきを2A/dm2で35分間行った。次いで、3質量%水酸化ナトリウム水溶液を4分間スプレーし、完全にレジストが除去されているめっきライン幅間のスペース幅の最小値を細線めっき後剥離性の評価として評価した。この数値が小さいほど細線めっき後剥離性が良好であることを示す。
これらの結果を纏めて表2に示した。
【0082】
【表2】

【0083】
表2に示したように、比較例3の一般式(I)で表されるアクリジニル基を2つ有するアクリジン化合物を用いないときは、光感度に劣り、比較例1、2の一般式(II)で表わされる水添ビスフェノールA系アクリレート化合物を用いない場合は、密着性に劣る。これらに対し、一般式(I)のアクリジニル基を2つ有するアクリジン化合物と一般式(II)の水添ビスフェノールA系アクリレート化合物を併用する本発明の感光性樹脂組成物及び感光性エレメントは、剥離性(剥離時時間及び細線めっき後剥離性)、密着性及び解像度に優れた特性を示す。本発明の感光性樹脂組成物によれば、直接描画露光法によるセミアディティブ工法にてプリント配線板を形成する事が可能であることが確認された。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)バインダーポリマー、(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物及び(C)光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物であって、上記(C)光重合開始剤が、下記一般式(I)で表される化合物を含み、上記(B)エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ有する光重合性化合物が、下記一般式(II)で表される化合物を含む感光性樹脂組成物。
【化1】

(一般式(I)中、Rは炭素数2〜20のアルキレン基、オキサジアルキレン基又はチオジアルキレン基を示す。)
【化2】


(一般式(II)中、R、RはH又はCHであり、これらは同一であっても相違してもよい。また、A、Bは、-CH(CH)CH-、-CHCH(CH)-、又は-CHCH-であり、これらは相異なる。m+mは6〜12、n+nは6〜12であり、m、m、n、nは正の整数である。)
【請求項2】
請求項1に記載の感光性樹脂組成物を支持体上に塗布、乾燥し、感光性樹脂組成物層を形成してなる感光性エレメント。
【請求項3】
請求項2に記載の感光性エレメントを、回路形成用基板上に感光性樹脂組成物層が密着するようにして積層し、活性光線を画像状に照射し、露光部を光硬化させ、未露光部を現像により除去する、レジストパターンの製造法。
【請求項4】
請求項3に記載のレジストパターンの製造法により、レジストパターンの製造された回路形成用基板をエッチング又はめっきすることを特徴とする、プリント配線板の製造法。

【公開番号】特開2011−145517(P2011−145517A)
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−6809(P2010−6809)
【出願日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】