説明

感光性組成物、感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板

【課題】高感度化だけではなく、基板密着性、耐熱性、保存性を改良することができる感光性組成物、該感光性組成物を用いた感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板の提供。
【解決手段】バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、連鎖移動剤、及び熱架橋剤を含有してなり、前記連鎖移動剤が、下記一般式(A)で表される化合物である感光性組成物、該感光性組成物を用いた感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板の提供。


及びRは、いずれも水素原子及び有機官能基のいずれかを表し、R及びRのうち少なくとも1つは、有機官能基を表し、RとRとは環を形成してもよい。Yは、酸素原子、及び硫黄原子のいずれかを表す。nは、2〜8を表し、Zは、n官能の有機連結鎖を表す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザ露光により画像形成を行うソルダーレジスト材料として好適な感光性組成物、感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、ソルダーレジスト等の永久パターンを形成するに際して、支持体上に感光性組成物を塗布し、乾燥することにより感光層を形成させた感光性フィルムが用いられてきている。ソルダーレジスト等の永久パターンを形成する方法としては、例えば、永久パターンが形成される銅張積層板等の基体上に、感光性フィルムを積層させて積層体を形成し、該積層体における感光層に対して露光を行い、該露光後、感光層を現像してパターンを形成させ、その後硬化処理等を行うことにより永久パターンを形成する方法等が知られている。
【0003】
前記ソルダーレジストは、プリント配線板製造等において使用されているが、近年はBGAやCSPといった新しいLSIパッケージにも使用されるようになってきた。また、ソルダーレジストはソルダリング工程で半田が不必要な部分に付着するのを防ぐ保護膜として、また、永久マスクとして必要とされる材料である。
【0004】
このようなソルダーレジストに求められる、保存性、高感度化、基板密着性、耐熱性などを付与するため、種々の検討がなされている。
例えば特許文献1では、多官能SH化合物をソルダーレジストに対して応用し、感度向上などの効果を謳っている。しかし、この提案では、熱架橋剤としてエポキシ化合物を用いると、感光性組成物の保存性が低下してしまうという問題がある。
また、特許文献2及び3では、SHの隣接位にメチル基を有する立体障害導入多官能SH化合物を使用したカラーフィルタにおいて、現像マージンなどの効果を謳っている。また、イオン性又は塩基性開始剤を用いている。しかし、これらの提案は、カラーフィルタへの適用を目的としたものであり、熱架橋剤が添加されておらず、ソルダーレジストに適用することを予定していないものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−259150号公報
【特許文献2】特開平10−253815号公報
【特許文献3】特開2004−149755号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、多官能メルカプト化合物、特にSHの隣接位に立体障害基を導入した多官能SH化合物を用い、かつ熱架橋剤を併用することで、高感度化だけではなく、基板密着性、耐熱性、及び保存性を改良することができる感光性組成物、該感光性組成物を用いた感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板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】
【0007】
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、ソルダーレジストに求められる、保存性、高感度化、基板密着性、耐熱性などを付与するため、中性のオキシムエステル系開始剤と、多官能メルカプト化合物、特に多官能チオ乳酸エステル化合物又はα置換メルカプト酢酸エステル化合物とを組み合わせることにより、前記課題を解決できることを知見した。
【0008】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段はとしては、以下の通りである。即ち、
<1> バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、連鎖移動剤、及び熱架橋剤を含有してなり、
前記連鎖移動剤が、下記一般式(A)で表される化合物であることを特徴とする感光性組成物である。
【化1】

ただし、前記一般式(A)中、R及びRは、いずれも水素原子及び有機官能基のいずれかを表し、R及びRのうち少なくとも1つは、有機官能基を表し、RとRとは環を形成してもよい。Yは、酸素原子、及び硫黄原子のいずれかを表す。nは、2〜8を表し、Zは、n官能の有機連結鎖を表す。
<2> 連鎖移動剤が、下記一般式(B)で表される化合物のエステル乃至チオエステルである前記<1>に記載の感光性組成物である。
【化2】

ただし、前記一般式(B)中、R及びRは、上記一般式(A)と同じ意味を表す。
<3> バインダーが、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を少なくとも1つ有する高分子化合物である前記<1>から<2>のいずれかに記載の感光性組成物である。
<4> バインダーが、側鎖にエチレン性不飽和二重結合及びカルボキシル基を少なくとも1つ有する高分子化合物である前記<1>から<3>のいずれかに記載の感光性組成物である。
<5> 光重合開始剤が、中性の光重合開始剤である前記<1>から<4>のいずれかに記載の感光性組成物である。
<6> 光重合開始剤が、中性のオキシムエステル系化合物である前記<1>から<5>のいずれかに記載の感光性組成物である。
<7> 熱架橋剤が、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物にブロック剤を反応させて得られる化合物、及びメラミン誘導体から選択される少なくとも1種である前記<1>から<6>のいずれかに記載の感光性組成物である。
<8> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の感光性組成物を含む感光層を支持体上に有してなることを特徴とする感光性フィルムである。
<9> 基体上に、前記<1>から<7>のいずれかに記載の感光性組成物を含む感光層を有することを特徴とする感光性積層体である。
<10> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の感光性組成物により形成された感光層に対して露光を行うことを少なくとも含むことを特徴とする永久パターン形成方法である。
<11> 前記<10>に記載の永久パターン形成方法により永久パターンが形成されることを特徴とするプリント基板である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、多官能メルカプト化合物、特にSHの隣接位に立体障害基を導入した多官能SH化合物を用い、かつ熱架橋剤を併用することで、高感度化だけではなく、基板密着性、耐熱性、及び保存性を改良することができる感光性組成物、該感光性組成物を用いた感光性フィルム、感光性積層体、永久パターン形成方法、及びプリント基板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(感光性組成物)
本発明の感光性組成物は、バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、連鎖移動剤、及び熱架橋剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【0011】
<連鎖移動剤>
前記連鎖移動剤は、下記一般式(A)で表される化合物である。
前記一般式(A)で表される多官能メルカプト化合物は、熱架橋剤としてのエポキシ化合物と反応せず、感光性組成物の保存性が劣化することがなく、しかも単官能メルカプト化合物と比較して、光重合に関し、より高感度とすることが可能である。
【化3】

ただし、前記一般式(A)中、R及びRは、いずれも水素原子及び有機官能基のいずれかを表し、R及びRのうち少なくとも1つは、有機官能基を表し、RとRとは環を形成してもよい。Yは、酸素原子、及び硫黄原子のいずれかを表す。nは、2〜8を表し、Zは、n官能の有機連結鎖を表す。
【0012】
及びRにおける有機官能基としては、例えばアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基などが挙げられる。
前記アルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基が特に好ましい。
前記アリール基としては、例えば例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、などが挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
【0013】
Zは、n官能の有機連結鎖を表し、例えばエチレングリコール残基、トリメチレンエタノール残基、ペンタエリスリトール残基、ジペンタエリスリトール残基などが挙げられる。
【0014】
前記一般式(A)で表される多官能メルカプト化合物としては、下記一般式(B)で表される化合物のエステル乃至チオエステルであることが好ましく、下記一般式(B)で表される化合物とアルコール類とのエステル、又は下記一般式(B)で表される化合物とチオール類とのチオエステルであることがより好ましく、多官能チオ乳酸エステル化合物、又はα置換メルカプト酢酸エステル化合物が特に好ましい。
【化4】

ただし、前記一般式(B)中、R及びRは、上記一般式(A)と同じ意味を表す。
前記α置換チオ構造とは、メルカプト基に対してα位の炭素原子が置換基を有する構造であり、メルカプト基に対してα位の炭素で分岐した構造、言い換えればメルカプト基のα位の炭素が水素以外の原子3つ以上と結合している、いわゆる枝分かれした構造を意味する。
【0015】
前記一般式(B)で表されるメルカプト基含有カルボン酸としては、例えばメルカプト乳酸、2−メルカプトイソ吉草酸、2−メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトイソ酪酸、2−メルカプト−3,3−ジメチル酪酸、2−メルカプト−3−メチル酪酸、2−メルカプト−2−フェニルプロピオン酸、2−メルカプトヘキサン酸、などが挙げられる。
【0016】
前記アルコール類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば多官能アルコールが好ましい。前記多官能アルコールを用いることにより、エステル化反応後の化合物を多官能メルカプト化合物とすることができる。
【0017】
前記多官能アルコールとしては、例えばアルキレングリコール(ただし、アルキルレン基の炭素数は2〜10が好ましく、その炭素鎖は枝分かれしていてもよい)、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、などが挙げられる。
前記アルキレングリコールとしては、例えばエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、テトラメチレングリコール、などが挙げられる。
これらの中でも、1,2−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが特に好ましい。
前記チオール類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばメチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、アリルメルカプタン、ベンジルメルカプタンなどが挙げられる。
【0018】
前記一般式(A)で表される多官能メルカプト化合物の分子量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、200〜1,000が好ましい。
前記多官能メルカプト化合物の製造方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、メルカプト基含有カルボン酸とアルコール類とのエステルについては、前記一般式(B)で表されるメルカプト基含有カルボン酸とアルコール類とを常法により反応させてエステル乃至チオエステルを形成させることにより、得ることができ、エステル乃至チオエステル反応の条件については特に制限はなく、従来公知の反応条件の中から適宜選択することができる。又はハロゲン基含有カルボン酸とアルコール類とのエステル乃至チオエステル化を行った後、ハロゲン原子をメルカプト基に変換することで得ることができる。
【0019】
次に、前記一般式(A)で表される多官能メルカプト化合物の具体的な化合物を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【化5】

【化6】

【0020】
これらの中でも、下記式(R−1)、(R−2)、(R−3)、(R−4)、及び(R−5)で表される化合物が特に好ましい。以下に、それらの詳細について説明する。
【0021】
(R−1):メルカプト基が2級である2官能のメルカプト化合物
原料として、グリセロール(東京化成工業株式会社製)と、メルカプト乳酸(東京化成工業株式会社製)とを1:2.2(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰のメルカプト乳酸を除去して、下記式で表されるメルカプト基が2級である2官能のメルカプト化合物(R−1)が得られる。
<連鎖移動剤(R−1)>
【化7】

【0022】
(R−2):メルカプト基が2級である3官能のメルカプト化合物
原料として、トリメチロールエタン(東京化成工業株式会社製)と、メルカプト乳酸(東京化成工業株式会社製)とを1:3.2(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰のメルカプト乳酸を除去して、下記式で表されるメルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(R−2)が得られる。
<連鎖移動剤(R−2)>
【化8】

【0023】
(R−3):メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、メルカプト乳酸(東京化成工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰のメルカプト乳酸を除去して、下記式で表されるメルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(R−3)が得られる。
<連鎖移動剤(R−3)>
【化9】

【0024】
(R−4):メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、2−メルカプトイソ吉草酸(東京化成工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、弱アルカリ水で処理することで過剰の2−メルカプトイソ吉草酸を除去して4官能のハロゲン化合物得られる。
得られた4官能のハロゲン化合物に、チオ酢酸カリウム(東京化成工業株式会社製)をN−メチルピロリドン中、50℃で反応した。薄層クロマトグラフィで4官能のハロゲン化合物の消失を確認した後、水を加えて酢酸エチルにより抽出した。有機層を重曹水、飽和食塩水により洗浄し、硫酸マグネシウムにより有機層を乾燥した後濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製し、4官能のチオ酢酸化合物が得られる。
得られたチオ酢酸化合物をN−メチルピロリドンに溶解し、モルホリン(和光純薬工業株式会社製)を6当量加え、70℃で反応させた。薄層クロマトグラフィで4官能のチオ酢酸化合物の消失を確認した後、水を加えて酢酸エチルにより抽出した。有機層を重曹水、飽和食塩水により洗浄し、硫酸マグネシウムにより有機層を乾燥した後濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製して、下記式で表される4官能のメルカプト化合物(R−4)が得られる(収率72%)。
<連鎖移動剤(R−4)>
【化10】

【0025】
(R−5):メルカプト基が3級である4官能のメルカプト化合物
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、2−メルカプトイソ酪酸(淀化学工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰の2−メルカプトイソ酪酸を除去して、メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(上記例示化合物(R−5))が得られる。
<連鎖移動剤(R−5)>
【化11】

【0026】
前記連鎖移動剤としての前記一般式(A)で表される化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、0.01質量%〜10質量%が好ましく、0.05質量%〜7質量%がより好ましい。該固形分含有量が0.01質量%未満であると、充分な感度、解像度、及び基板密着性が得られないことがあり、10質量%を超えると、保存性が劣化したり、レジストが脆くなることがある
【0027】
<バインダー>
前記バインダーとしては、感光性基及びアルカリ現像性を付与するための酸基を導入した化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と不飽和(メタ)アクリル酸とを反応させた後、更に多塩基酸無水物を反応させて得られる重合体;(メタ)アクリル酸エステルと不飽和基を含有しかつ少なくとも1個の酸基を有する化合物とから得られた共重合体の一部の酸基にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた変性共重合体;カルボキシル基含有(メタ)アクリル系共重合樹脂と脂環式エポキシ基含有不飽和化合物との反応により得られる重合体などが挙げられる。
【0028】
これらの中でも、感光性組成物をドライフィルム化して感光層とした際に、タック性が低いことから、(メタ)アクリル酸エステルと不飽和基を含有しかつ少なくとも1個の酸基を有する化合物とから得られた共重合体の一部の酸基にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた変性共重合体がより好ましい。
【0029】
前記バインダーの前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、5質量%〜80質量%が好ましく、30質量%〜60質量%がより好ましい。該固形分含有量が、5質量%以上であれば、現像性、露光感度が良好となり、80質量%以下であれば、感光層の粘着性が強くなりすぎることを防止できる。
【0030】
<重合性化合物>
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、エチレン性不飽和結合を1つ以上有する化合物が好ましい。
【0031】
前記エチレン性不飽和結合としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、スチリル基、ビニルエステル、ビニルエーテル等のビニル基;アリルエーテルやアリルエステル等のアリル基、などが挙げられる。
【0032】
前記エチレン性不飽和結合を1つ以上有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(メタ)アクリル基を有するモノマーから選択される少なくとも1種が好適に挙げられる。
【0033】
前記(メタ)アクリル基を有するモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能アクリレートや単官能メタクリレート;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、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール等の多官能アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加反応した後で(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号等の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
【0034】
前記重合性化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、5〜50質量%が好ましく、10〜40質量%がより好ましい。該固形分含有量が5質量%以上であれば、現像性、露光感度が良好となり、50質量%以下であれば、感光層の粘着性が強くなりすぎることを防止できる。
【0035】
<光重合開始剤>
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましく、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、波長約300nm〜800nmの範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する成分を少なくとも1種含有していることが好ましい。前記波長は330nm〜500nmがより好ましい。
前記光重合開始剤としては、中性の光重合開始剤が用いられる。また、必要に応じてその他の光重合開始剤を含んでいてもよい。
【0036】
前記中性の光重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、少なくとも芳香族基を有する化合物であることが好ましく、(ビス)アシルホスフィンオキシドおよびそのエステル類、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ケタール誘導体化合物、チオキサントン化合物であることがより好ましい。前記中性の光重合開始剤は、2種以上を併用してもよい。
【0037】
前記光重合開始剤としては、例えば、(ビス)アシルホスフィンオキシド又はそのエステル類、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ケタール誘導体化合物、チオキサントン化合物、オキシム誘導体、有機過酸化物、チオ化合物、などが挙げられる。これらの中でも、感光層の感度、保存性、及び感光層とプリント配線板形成用基板との密着性等の観点から、オキシム誘導体、(ビス)アシルホスフィンオキシド又はそのエステル類、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ケタール誘導体化合物、チオキサントン化合物、が好ましい。
【0038】
前記(ビス)アシルホスフィンオキシドとしては、例えば2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸メチルエステル、2,6−ジクロルベンゾイルフェニルホスフィンオキシド、2,6−ジメチトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。
前記アセトフェノン系化合物としては、例えばアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4−ジフェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オンなどが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系化合物としては、例えばベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ジフェノキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
前記ベンゾインエーテル系化合物としては、例えばベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテルなどが挙げられる。
前記ケタール誘導体化合物としては、例えばベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。
前記チオキサントン化合物としては、例えば2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。
【0039】
本発明で好適に用いられるオキシム誘導体としては、例えば、下記一般式(1)で表される。
【化12】

【0040】
ただし、上記一般式(1)中、Rは、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、及びアリールスルホニル基のいずれかを表し、Rは、それぞれ独立に置換基を表す。mは、0〜4の整数を表し、2以上の場合は、互いに連結し環を形成してもよい。Aは、4、5、6、及び7員環のいずれかを表す。また、Aは、5及び6員環のいずれかであるのが好ましい。
【0041】
また、本発明で用いられるオキシム誘導体(オキシム化合物)としては、下記一般式(2)で表されるものがより好ましい。
【0042】
【化13】

【0043】
ただし、上記一般式(2)中、Rは、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、及びアリールスルホニル基のいずれかを表し、Rは、それぞれ独立に置換基を表す。mは、0〜4の整数を表し、2以上の場合は、互いに連結し環を形成してもよい。Xは、CH、O、及びSのいずれかを表す。Aは、5及び6員環のいずれかを表す。
【0044】
前記一般式(1)及び(2)中、Rで表されるアシル基としては、脂肪族、芳香族、及び複素環のいずれでもよく、更に置換基を有してもよい。
脂肪族基としては、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ヘキサノイル基、デカノイル基、フェノキシアセチル基、クロロアセチル基、などが挙げられる。芳香族基としては、ベンゾイル基、ナフトイル基、メトキシベンゾイル基、ニトロベンゾイル基、などが挙げられる。複素環基としては、フラノイル基、チオフェノイル基、などが挙げられる。
置換基としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、及びハロゲン原子のいずれかが好ましい。アシル基としては、総炭素数2〜30のものが好ましく、総炭素数2〜20のものがより好ましく、総炭素数2〜16のものが特に好ましい。このようなアシル基としては、例えば、アセチル基、プロパノイル基、メチルプロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、ベンジルカルボニル基、フェノキシアセチル基、2−エチルヘキサノイル基、クロロアセチル基、ベンゾイル基、パラメトキシベンゾイル基、2,5−ジブトキシベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、ピリジルカルボニル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、などが挙げられる。
【0045】
アルキルオキシカルボニル基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数が2〜30のアルコキシカルボニル基が好ましく、総炭素数2〜20のものがより好ましく、総炭素数2〜16のものが特に好ましい。このようなアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニルブトキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、エトキシエトキシカルボニル基、が挙げられる。
【0046】
アリールオキシカルボニル基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数7〜30のアルコキシカルボニル基が好ましく、総炭素数7〜20のものがより好ましく、総炭素数7〜16のものが特に好ましい。この様なアリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル基、2−ナフトキシカルボニル基、パラメトキシフェノキシカルボニル基、2,5−ジエトキシフェノキシカルボニル基、パラクロロフェノキシカルボニル基、パラニトロフェノキシカルボニル基、パラシアノフェノキシカルボニル基、が挙げられる。
【0047】
アルキルスルホニル基としては、更に、置換基を有してもよい。該置換基としては、例えば、フェニル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、シアノ基、カルボン酸基、スルホン酸基、ヘテロ環基、が好ましく挙げられる。アルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、オクチルスルホニル基、デシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基、ベンジルスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基、が特に好ましく挙げられる。
【0048】
アリールスルホニル基としては、更に、置換基を有してもよい。該置換基としては、例えば、フェニル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、シアノ基、カルボン酸基、スルホン酸基、ヘテロ環基、が好ましく挙げられる。アリールスルホニル基としては、ベンゼンスルホニル基、トルエンスルホニル基、クロロベンゼンスルホニル基、ブトキシベンゼンスルホニル基、2,5−ジブトキシベンゼンスルホニル基、パラニトロベンゼンスルホニル基、パーフルオロベンゼンスルホニル基、が特に好ましく挙げられる。
【0049】
前記一般式(1)及び(2)中、Rで示される置換基としては、脂肪族、芳香族、複素芳香族、ハロゲン原子、−OR、−SR、−NR、が挙げられる。R、及びRは、互いに連結して環を形成してもよい。また、R、及びRは、それぞれ独立に水素原子若しくは脂肪族基、芳香族基、複素芳香族基のいずれかを表す。mが2以上であり、互いに連結して環を形成する場合は、それぞれ独立したRどうしで環を形成してもよく、R及びRの少なくともいずれかを介して環を形成してもよい。
【0050】
前記置換基Rを介して環を形成する場合は下記構造が挙げられる。
【化14】

【0051】
前記構造式中、Y及びZは、CH、−O−、−S−、及び−NR−のいずれかを表す。
【0052】
、R、及びRの脂肪族基、芳香族基、及び複素芳香族基の具体例としては、前記Rと同様のものが挙げられる。
【0053】
前記一般式(1)で表されるオキシム化合物の具体例としては、下記構造式(1)〜(51)で表される化合物が挙げられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【0054】
【化15】

【0055】
【化16】

【0056】
なお、本発明で用いられるオキシム化合物は、H−NMRスペクトル、UV−vis吸収スペクトルを測定して同定することができる。
【0057】
前記オキシム化合物の製造方法としては、対応するオキシム化合物とアシル塩化物又は無水物との、塩基(例えば、トリエチルアミン、ピリジン)存在下で、THF、DMF、アセトニトリル等の不活性溶媒中か、ピリジンのような塩基性溶媒中で反応させることにより容易に合成できる。前記反応温度としては、−10℃〜60℃が好ましい。
また、前記アシル塩化物として、クロロ蟻酸エステル、アルキルスルホニルクロライド、アリールスルホニルクロライドを用いることにより、対応する種々のオキシムエステル化合物が合成可能である。
【0058】
前記オキシム化合物製造時の出発材料として用いられるオキシム化合物の合成方法としては、標準的な化学の教科書(例えばJ.March,Advanced Organic Chemistry,4th Edition,Wiley Interscience,1992)、又は専門的なモノグラフ、例えば、S.R. Sandler & W. Karo, Organic functional group preparations,Vol.3,Academic Pressに記載された、様々な方法によって得ることができる。
【0059】
前記オキシム化合物の特に好ましい合成方法としては、例えば、アルデヒド又はケトンと、ヒドロキシルアミン、又はその塩とを、エタノール若しくはエタノール水のような極性溶媒中で反応させる方法が挙げられる。この場合、酢酸ナトリウム又はピリジンのような塩基を加えて、反応混合物のpHを制御する。反応速度がpH依存性であり、塩基は、開始時にか、又は反応の間連続的に加え得ることは周知である。ピリジンのような塩基性溶媒を、塩基及び/又は溶媒若しくは助溶剤として用いることもできる。前記反応温度としては、一般的には、混合物の還流温度、即ち、約60〜120℃が好ましい。
【0060】
前記オキシム化合物の他の異なる好ましい合成方法としては、亜硝酸又は亜硝酸アルキルによる「活性」メチレン基のニトロソ化による方法が挙げられる。例えば、Organic Syntheses coll.Vol.VI(J.Wiley&Sons,New York,1988),pp.199 and 840に記載されたような、アルカリ性条件と、例えば、Organic Synthesis coll.Vol.V,pp.32 and 373,coll.Vol.III,pp.191 and 513,coll.Vol.II,pp.202,204 and 363に記載されたような、酸性条件との双方が、出発材料として用いられるオキシム化合物の合成に好適である。
前記亜硝酸としては、通常、亜硝酸ナトリウムから生成される。
前記亜硝酸アルキルとしては、例えば、亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸イソプロピル、亜硝酸ブチル又は亜硝酸イソアミル、などが挙げられる。
【0061】
前記オキシムエステルの基としては、2種類の立体配置(Z)又は(E)で存在するものであってもよい。慣用の方法によって、異性体を分離してもよいし、異性体混合物を光開始用の種として、そのままで用いてもよい。従って、本発明のオキシム化合物は、前記構造式(1)〜(51)の化合物の立体配置上の異性体の混合物であってもよい。
【0062】
オキシム化合物は、保存安定性に優れ、高感度であることにより、重合性組成物に添加することで、保存時は重合を生じることなく保存安定性に優れ、エネルギー線、特に光の照射により活性ラジカルを発生して効率的に重合を開始し、該重合性化合物が短時間で効率的に重合し得る高感度な重合性組成物を得ることができる。
【0063】
前記光重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤の前記感光性組成物における含有量は、0.1質量%〜30質量%が好ましく、0.5質量%〜20質量%がより好ましく、0.5質量%〜15質量%が特に好ましい。
【0064】
<熱架橋剤>
前記熱架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光性フィルムを用いて形成される感光層の硬化後の膜強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲で、例えば、エポキシ化合物を含む化合物、(例えば、1分子内に少なくとも2つのオキシラン基を有するエポキシ化合物)、1分子内に少なくとも2つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物を用いることができ、特開2007−47729号公報に記載されているようなオキシラン基を有するエポキシ化合物、β位にアルキル基を有するエポキシ化合物、オキセタニル基を有するオキセタン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート及びその誘導体のイソシアネート基にブロック剤を反応させて得られる化合物などが挙げられる。
【0065】
また、前記熱架橋剤として、メラミン誘導体を用いることができる。該メラミン誘導体としては、例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン(メチロール基を、メチル、エチル、ブチル等でエーテル化した化合物)等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、保存安定性が良好で、感光層の表面硬度あるいは硬化膜の膜強度自体の向上に有効である点で、アルキル化メチロールメラミンが好ましく、ヘキサメチル化メチロールメラミンが特に好ましい。
【0066】
前記熱架橋剤の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、1質量%〜50質量%が好ましく、3質量%〜30質量%がより好ましい。該固形分含有量が1質量%以上であれば、硬化膜の膜強度が向上され、50質量%以下であれば、現像性、露光感度が良好となる。
【0067】
前記エポキシ化合物としては、例えば、1分子中に少なくとも2つのオキシラン基を有するエポキシ化合物、β位にアルキル基を有するエポキシ基を少なくとも1分子中に2つ含むエポキシ化合物などが挙げられる。
【0068】
前記1分子中に少なくとも2つのオキシラン基を有するエポキシ化合物としては、例えば、ビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂(「YX4000ジャパンエポキシレジン社製」等)又はこれらの混合物、イソシアヌレート骨格等を有する複素環式エポキシ樹脂(「TEPIC;日産化学工業株式会社製」、「アラルダイトPT810;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製」等)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂(例えば低臭素化エポキシ樹脂、高ハロゲン化エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂など)、アリル基含有ビスフェノールA型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジフェニルジメタノール型エポキシ樹脂、フェノールビフェニレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(「HP−7200,HP−7200H;大日本インキ化学工業株式会社製」等)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジグリシジルアニリン、トリグリシジルアミノフェノール等)、グリジジルエステル型エポキシ樹脂(フタル酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエステル等)ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジエンジエポキシド、「GT−300、GT−400、ZEHPE3150;ダイセル化学工業株式会社製」等、)、イミド型脂環式エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、グリシジルフタレート樹脂、テトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂、ナフタレン基含有エポキシ樹脂(ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、4官能ナフタレン型エポキシ樹脂、市販品としては「ESN−190,ESN−360;新日鉄化学株式会社製」、「HP−4032,EXA−4750,EXA−4700;大日本インキ化学工業株式会社製」等)、フェノール化合物とジビニルベンゼンやジシクロペンタジエン等のジオレフィン化合物との付加反応によって得られるポリフェノール化合物と、エピクロルヒドリンとの反応物、4−ビニルシクロヘキセン−1−オキサイドの開環重合物を過酢酸等でエポキシ化したもの、線状含リン構造を有するエポキシ樹脂、環状含リン構造を有するエポキシ樹脂、α−メチルスチルベン型液晶エポキシ樹脂、ジベンゾイルオキシベンゼン型液晶エポキシ樹脂、アゾフェニル型液晶エポキシ樹脂、アゾメチンフェニル型液晶エポキシ樹脂、ビナフチル型液晶エポキシ樹脂、アジン型エポキシ樹脂、グリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂(「CP−50S,CP−50M;日本油脂株式会社製」等)、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートとの共重合エポキシ樹脂、ビス(グリシジルオキシフェニル)フルオレン型エポキシ樹脂、ビス(グリシジルオキシフェニル)アダマンタン型エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0069】
また、1分子中に少なくとも2つのオキシラン基を有する前記エポキシ化合物以外に、β位にアルキル基を有するエポキシ基を少なくとも1分子中に2つ含むエポキシ化合物を用いることができ、β位がアルキル基で置換されたエポキシ基(より具体的には、β−アルキル置換グリシジル基など)を含む化合物が特に好ましい。
前記β位にアルキル基を有するエポキシ基を少なくとも含むエポキシ化合物は、1分子中に含まれる2個以上のエポキシ基のすべてがβ−アルキル置換グリシジル基であってもよく、少なくとも1個のエポキシ基がβ−アルキル置換グリシジル基であってもよい。
【0070】
前記オキセタン化合物としては、例えば、1分子内に少なくとも2つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物が挙げられる。
具体的には、例えば、ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート又はこれらのオリゴマーあるいは共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタン基を有する化合物と、ノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、シルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂など、とのエーテル化合物が挙げられ、この他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体なども挙げられる。
【0071】
また、前記ポリイソシアネート化合物としては、特開平5−9407号公報記載のポリイソシアネート化合物を用いることができ、該ポリイソシアネート化合物は、少なくとも2つのイソシアネート基を含む脂肪族、環式脂肪族又は芳香族基置換脂肪族化合物から誘導されていてもよい。具体的には、2官能イソシアネート(例えば、1,3−フェニレンジイソシアネートと1,4−フェニレンジイソシアネートとの混合物、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,3−及び1,4−キシリレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアネート−フェニル)メタン、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等)、該2官能イソシアネートと、トリメチロールプロパン、ペンタリスルトール、グリセリン等との多官能アルコール;該多官能アルコールのアルキレンオキサイド付加体と、前記2官能イソシアネートとの付加体;ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート及びその誘導体等の環式三量体;などが挙げられる。
【0072】
前記ポリイソシアネート化合物にブロック剤を反応させて得られる化合物、すなわちポリイソシアネート及びその誘導体のイソシアネート基にブロック剤を反応させて得られる化合物における、イソシアネート基ブロック剤としては、アルコール類(例えば、イソプロパノール、tert−ブタノール等)、ラクタム類(例えば、ε−カプロラクタム等)、フェノール類(例えば、フェノール、クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、p−sec−ブチルフェノール、p−sec−アミルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール等)、複素環式ヒドロキシル化合物(例えば、3−ヒドロキシピリジン、8−ヒドロキシキノリン等)、活性メチレン化合物(例えば、ジアルキルマロネート、メチルエチルケトキシム、アセチルアセトン、アルキルアセトアセテートオキシム、アセトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等)などが挙げられる。これらの他、特開平6−295060号公報記載の分子内に少なくとも1つの重合可能な二重結合及び少なくとも1つのブロックイソシアネート基のいずれかを有する化合物などを用いることができる。
【0073】
前記メラミン誘導体としては、例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン(メチロール基を、メチル、エチル、ブチルなどでエーテル化した化合物)などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、保存安定性が良好で、感光層の表面硬度あるいは硬化膜の膜強度自体の向上に有効である点で、アルキル化メチロールメラミンが好ましく、ヘキサメチル化メチロールメラミンが特に好ましい。
【0074】
<その他の成分>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フィラー、熱硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、着色剤(着色顔料あるいは染料)などが挙げられ、更に基材表面への密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、連鎖移動剤など)を併用してもよい。
これらの成分を適宜含有させることにより、目的とする感光性フィルムの安定性、写真性、膜物性などの性質を調整することができる。
前記フィラーについては、例えば特開2008−250074号公報の段落〔0098〕〜〔0099〕に詳細に記載されている。
前記熱重合禁止剤については、例えば特開2008−250074号公報の段落〔0101〕〜〔0102〕に詳細に記載されている。
前記熱硬化促進剤については、例えば特開2008−250074号公報の段落〔0093〕に詳細に記載されている。
前記可塑剤については、例えば特開2008−250074号公報の段落〔0103〕〜〔0104〕に詳細に記載されている。
前記着色剤については、例えば特開2008−250074号公報の段落〔0105〕〜〔0106〕に詳細に記載されている。
前記密着促進剤については、例えば特開2008−250074号公報の段落〔0107〕〜〔0109〕に詳細に記載されている。
【0075】
(感光性フィルム)
本発明の感光性フィルムは、少なくとも、支持体と、該支持体上に本発明の感光性組成物からなる感光層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
【0076】
−支持体−
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光層を剥離可能であり、かつ光の透過性が良好であるものが好ましく、更に表面の平滑性が良好であることがより好ましい。
【0077】
前記支持体は、合成樹脂製で、かつ透明であるものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、セロファン、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフロロエチレン、ポリトリフロロエチレン、セルロース系フィルム、ナイロンフィルム等の各種のプラスチックフィルムが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0078】
前記支持体の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、2μm〜150μmが好ましく、5μm〜100μmがより好ましく、8μm〜50μmが特に好ましい。
【0079】
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、長尺状が好ましい。前記長尺状の支持体の長さは、特に制限はなく、例えば、10〜20,000mの長さのものが挙げられる。
【0080】
−感光層−
前記感光層は、感光性組成物からなる層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、前記感光層の積層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1層であってもよく、2層以上であってもよい。
【0081】
前記感光層の形成方法としては、前記支持体の上に、本発明の前記感光性組成物を、水又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて感光性組成物溶液を調製し、該溶液を直接塗布し、乾燥させることにより積層する方法が挙げられる。
【0082】
前記感光性組成物溶液の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、ノルマル−プロパノール、イソプロパノール、ノルマル−ブタノール、セカンダリーブタノール、ノルマル−ヘキサノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸−ノルマル−アミル、硫酸メチル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、及びメトキシプロピルアセテート等のエステル類;トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロホルム、1,1,1−トリクロロエタン、塩化メチレン、モノクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホラン等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、公知の界面活性剤を添加してもよい。
【0083】
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター等を用いて、前記支持体に直接塗布する方法が挙げられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、通常60℃〜110℃の温度で30秒間〜15分間程度である。
【0084】
前記感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、1μm〜100μmが好ましく、2μm〜50μmがより好ましく、4μm〜30μmが特に好ましい。
【0085】
<その他の層>
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、保護フィルム、熱可塑性樹脂層、バリア層、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層等の層が挙げられる。前記感光性フィルムは、これらの層を1種単独で有していてもよく、2種以上を有していてもよい。
【0086】
<<保護フィルム>>
前記感光性フィルムは、前記感光層上に保護フィルムを形成してもよい。
前記保護フィルムとしては、例えば、前記支持体に使用されるもの、紙、ポリエチレン、ポリプロピレンがラミネートされた紙、などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムが好ましい。
前記保護フィルムの厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5μm〜100μmが好ましく、8μm〜50μmがより好ましく、10μm〜30μmが特に好ましい。
前記支持体と保護フィルムとの組合せ(支持体/保護フィルム)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン、ポリ塩化ビニル/セロフアン、ポリイミド/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。また、支持体及び保護フィルムの少なくともいずれかを表面処理することにより、層間接着力を調整することができる。前記支持体の表面処理は、前記感光層との接着力を高めるために施されてもよく、例えば、下塗層の塗設、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、高周波照射処理、グロー放電照射処理、活性プラズマ照射処理、レーザ光線照射処理などを挙げることができる。
【0087】
また、前記支持体と前記保護フィルムとの静摩擦係数は、0.3〜1.4が好ましく、0.5〜1.2がより好ましい。
前記静摩擦係数が、0.3以上であれば、滑り過ぎによって、ロール状にした場合に巻ズレが発生することを防止でき、1.4以下であれば、良好なロール状に巻くことができる。
【0088】
前記感光性フィルムは、例えば、円筒状の巻芯に巻き取って、長尺状でロール状に巻かれて保管されることが好ましい。前記長尺状の感光性フィルムの長さは、特に制限はなく、例えば、10m〜20,000mの範囲から適宜選択することができる。また、ユーザーが使いやすいようにスリット加工し、100m〜1,000mの範囲の長尺体をロール状にしてもよい。なお、この場合には、前記支持体が一番外側になるように巻き取られることが好ましい。また、前記ロール状の感光性フィルムをシート状にスリットしてもよい。保管の際、端面の保護、エッジフュージョンを防止する観点から、端面にはセパレーター(特に防湿性のもの、乾燥剤入りのもの)を設置することが好ましく、また梱包も透湿性の低い素材を用いることが好ましい。
【0089】
前記保護フィルムは、前記保護フィルムと前記感光層との接着性を調整するために表面処理してもよい。前記表面処理は、例えば、前記保護フィルムの表面に、ポリオルガノシロキサン、弗素化ポリオレフィン、ポリフルオロエチレン、ポリビニルアルコール等のポリマーからなる下塗層を形成させる。該下塗層の形成は、前記ポリマーの塗布液を前記保護フィルムの表面に塗布した後、30℃〜150℃で1〜30分間乾燥させることにより形成させることができる。前記乾燥の際の温度は50℃〜120℃が特に好ましい。
【0090】
(感光性積層体)
前記感光性積層体は、少なくとも基体と、前記基体上に設けられた感光層と、有してなり、目的に応じて適宜選択されるその他の層を積層してなる。
前記感光層は、上述の製造方法で作製された前記感光性フィルムから転写されたものであり、上述と同様の構成を有する。
【0091】
<基体>
前記基体は、感光層が形成される被処理基体、又は本発明の感光性フィルムの少なくとも感光層が転写される被転写体となるもので、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、表面平滑性の高いものから凸凹のある表面を持つものまで任意に選択できる。板状の基体が好ましく、いわゆる基板が使用される。具体的には、公知のプリント配線板製造用の基板(プリント基板)、ガラス板(ソーダガラス板など)、合成樹脂性のフィルム、紙、金属板などが挙げられる。
【0092】
<感光性積層体の製造方法>
前記感光性積層体の製造方法として、本発明の感光性フィルムにおける少なくとも感光層を加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら転写して積層する方法が挙げられる。
【0093】
感光性積層体の製造方法は、前記基体の表面に本発明の感光性フィルムを加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層する。なお、前記感光性フィルムが前記保護フィルムを有する場合には、該保護フィルムを剥離し、前記基体に前記感光層が重なるようにして積層するのが好ましい。
前記加熱温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、15℃〜180℃が好ましく、60℃〜140℃がより好ましい。
前記加圧の圧力は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、0.1MPa〜1.0MPaが好ましく、0.2MPa〜0.8MPaがより好ましい。
【0094】
前記加熱の少なくともいずれかを行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラミネーター(例えば、大成ラミネータ株式会社製、VP−II、ニチゴーモートン株式会社製、VP130)などが好適に挙げられる。
【0095】
本発明の感光性フィルム及び前記感光性積層体は、膜厚が均一でピンホールやハジキ等の面状欠陥の発生割合が極端に低いため、絶縁信頼性に優れ、高精細な永久パターン(保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターンなど)を効率よく形成可能である。したがって、電子材料分野における高精細な永久パターンの形成用として広く用いることができ、特に、プリント基板の永久パターン形成用に好適に用いることができる。
【0096】
(永久パターン形成方法)
本発明の永久パターン形成方法は、露光工程を少なくとも含み、更に、必要に応じて適宜選択した現像工程等のその他の工程を含む。
【0097】
<露光工程>
前記露光工程は、本発明の感光性積層体における感光層に対し、露光を行う工程である。本発明の感光性積層体については上述の通りである。
【0098】
前記露光の対象としては、前記感光性積層体における感光層である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、上述のように、基材上に感光性フィルムを加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層して形成した積層体に対して行われることが好ましい。
【0099】
前記露光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、デジタル露光、アナログ露光等が挙げられるが、これらの中でもデジタル露光が好ましい。
【0100】
<その他の工程>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基材の表面処理工程、現像工程、硬化処理工程、ポスト露光工程などが挙げられる。
【0101】
<<現像工程>>
前記現像としては、前記感光層の未露光部分を除去することにより行われる。
前記未硬化領域の除去方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。
【0102】
前記現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤などが挙げられ、これらの中でも、弱アルカリ性の水溶液が好ましい。該弱アルカリ水溶液の塩基成分としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、硼砂などが挙げられる。
【0103】
前記弱アルカリ性の水溶液のpHは、例えば、8〜12が好ましく、9〜11がより好ましい。前記弱アルカリ性の水溶液としては、例えば、0.1質量%〜5質量%の炭酸ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液などが挙げられる。
前記現像液の温度は、前記感光層の現像性に合わせて適宜選択することができるが、例えば、約25℃〜40℃が好ましい。
【0104】
前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基(例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等)や、現像を促進させるため有機溶剤(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラクトン類等)などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を混合した水系現像液であってもよく、有機溶剤単独であってもよい。
【0105】
<<硬化処理工程>>
前記硬化処理工程は、前記現像工程が行われた後、形成されたパターンにおける感光層に対して硬化処理を行う工程である。
前記硬化処理工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、全面露光処理、全面加熱処理などが好適に挙げられる。
【0106】
前記全面露光処理の方法としては、例えば、前記現像後に、前記永久パターンが形成された前記積層体上の全面を露光する方法が挙げられる。該全面露光により、前記感光層を形成する感光性組成物中の樹脂の硬化が促進され、前記永久パターンの表面が硬化される。
前記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、超高圧水銀灯などのUV露光機が好適に挙げられる。
【0107】
前記全面加熱処理の方法としては、前記現像の後に、前記永久パターンが形成された前記積層体上の全面を加熱する方法が挙げられる。該全面加熱により、前記永久パターンの表面の膜強度が高められる。
前記全面加熱における加熱温度は、120℃〜250℃が好ましく、120℃〜200℃がより好ましい。該加熱温度が120℃以上であれば、加熱処理によって膜強度が向上し、250℃以下であれば、前記感光性組成物中の樹脂の分解が生じ、膜質が弱く脆くなることを防止できる。
前記全面加熱における加熱時間は、10分〜120分が好ましく、15分〜60分がより好ましい。
前記全面加熱を行う装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、ホットプレート、IRヒーターなどが挙げられる。
【0108】
前記永久パターンの形成方法が、保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターンの少なくともいずれかを形成する永久パターン形成方法である場合には、プリント配線板上に前記永久パターン形成方法により、永久パターンを形成し、更に、以下のように半田付けを行うことができる。
即ち、前記現像により、前記永久パターンである硬化層が形成され、前記プリント配線板の表面に金属層が露出される。該プリント配線板の表面に露出した金属層の部位に対して金メッキを行った後、半田付けを行う。そして、半田付けを行った部位に、半導体や部品などを実装する。このとき、前記硬化層による永久パターンが、保護膜あるいは絶縁膜(層間絶縁膜)、ソルダーレジストとしての機能を発揮し、外部からの衝撃や隣同士の電極の導通が防止される。
【0109】
(プリント基板)
本発明のプリント基板は、少なくとも基体と、前記永久パターン形成方法により形成された永久パターンと、を有してなり、更に、必要に応じて適宜選択した、その他の構成を有する。
その他の構成としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基材と前記永久パターン間に、更に絶縁層が設けられたビルドアップ基板などが挙げられる。
【実施例】
【0110】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0111】
(合成例1)
−バインダー(B−1)の合成−
1,000mLの三口フラスコ内に、1−メトキシ−2−プロパノール90.6gを入れ、窒素気流下、90℃まで加熱した。これに、ベンジルメタクリレート105.8g、メタクリル酸120.6gの1−メトキシ−2−プロパノール156g溶液と、V−601(和光純薬株式会社製)7.24gの1−メトキシ−2−プロパノール50g溶液を、それぞれ3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に1時間加熱して反応させた。次いで、V−601(和光純薬株式会社製)2.00gの1−メトキシ−2−プロパノール20g溶液を、1時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間加熱して反応させた後、加熱を止め、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(30/70mol%比)の共重合体を得た。
次に、滴下漏斗にグリシジルメタクリレート105.2g、1−メトキシ−2−プロパノール20gを加え、上記フラスコに、p−メトキシフェノール0.34gを加え、撹拌し溶解させた。溶解後、トリフェニルホスフィン0.82gを加え、100℃に加熱した後、滴下漏斗からグリシジルメタクリレートを1時間かけて滴下し、付加反応を行った。グリシジルメタクリレートが消失したことを、ガスクロマトグラフィーで確認し、加熱を止めた。1−メトキシ−2−プロパノール45.8gを加えた。以上により、下記式で表されるバインダー(B−1)の溶液(固形分45質量%)を合成した。
得られたバインダー(B−1)の酸価は121mgKOH/g、質量平均分子量は3.1万であった。
【化17】

【0112】
(合成例2)
−連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))の合成−
原料として、グリセロール(東京化成工業株式会社製)と、メルカプト乳酸(東京化成工業株式会社製)とを1:2.2(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰のメルカプト乳酸を除去して、メルカプト基が2級である2官能のメルカプト化合物(上記例示化合物(R−1))を合成した。
【0113】
(合成例3)
−連鎖移動剤(上記例示化合物(R−2))の合成−
原料として、トリメチロールエタン(東京化成工業株式会社製)と、メルカプト乳酸(東京化成工業株式会社製)とを1:3.2(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰のメルカプト乳酸を除去して、メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(上記例示化合物(R−2))を合成した。
【0114】
(合成例4)
−連鎖移動剤(上記例示化合物(R−3))の合成−
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、メルカプト乳酸(東京化成工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰のメルカプト乳酸を除去して、メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(上記例示化合物(R−3))を合成した。
【0115】
(合成例5)
−連鎖移動剤(上記例示化合物(R−4))の合成−
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、2−メルカプトイソ吉草酸(東京化成工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、弱アルカリ水で処理することで過剰の2−メルカプトイソ吉草酸を除去して4官能のハロゲン化合物を得た。
得られた4官能のハロゲン化合物に、チオ酢酸カリウム(東京化成工業株式会社製)をN−メチルピロリドン中、50℃で反応した。薄層クロマトグラフィで4官能のハロゲン化合物の消失を確認した後、水を加えて酢酸エチルにより抽出した。有機層を重曹水、飽和食塩水により洗浄し、硫酸マグネシウムにより有機層を乾燥した後濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製し、4官能のチオ酢酸化合物を得た。
得られたチオ酢酸化合物をN−メチルピロリドンに溶解し、モルホリン(和光純薬工業株式会社製)を6当量加え、70℃で反応させた。薄層クロマトグラフィで4官能のチオ酢酸化合物の消失を確認した後、水を加えて酢酸エチルにより抽出した。有機層を重曹水、飽和食塩水により洗浄し、硫酸マグネシウムにより有機層を乾燥した後濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製して、4官能のメルカプト化合物(上記例示化合物(R−4))を合成した(収率72%)。
【0116】
(合成例6)
−連鎖移動剤(上記例示化合物(R−5))の合成−
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、2−メルカプトイソ酪酸(淀化学工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰の2−メルカプトイソ酪酸を除去して、メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(上記例示化合物(R−5))を合成した。
【0117】
(合成例7)
−連鎖移動剤(R−X)の合成−
原料として、ペンタエリスリトール(東京化成工業株式会社製)と、3−メルカプトプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)とを1:4.3(モル比)で、常法により脱水縮合し、アルカリ水で処理することで過剰の3−メルカプトプロピオン酸を除去して、メルカプト基が2級である4官能のメルカプト化合物(連鎖移動剤(R−X))を合成した。
<連鎖移動剤(R−X)>
【化18】

【0118】
(実施例1)
−感光性フィルムの製造−
支持体としての厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、16FB50)上に、下記の組成からなる感光性組成物溶液を塗布し、乾燥させて、前記支持体上に厚さ30μmの感光層を形成した。前記感光層上に、保護層として、厚さ20μmのポリプロピレンフィルム(王子特殊紙株式会社製、アルファンE−200)を積層し、感光性フィルムを製造した。
【0119】
−感光性組成物溶液の組成−
・合成例1のバインダー(B−1)の溶液(固形分45質量%)・・・37.2質量部
・重合性化合物(A−DPH、新中村化学工業株式会社製、以下、重合性化合物「J−1」という)・・・11.15質量部
・エポトートYDF−170(東都化成株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、以下、熱架橋剤「N−1」という)・・・2.0質量部
・下記式<K−1>で表される光重合開始剤・・・1.0質量部
<K−1>
【化19】

・DETX−S(日本化薬株式会社製、ジエチルチオキサントン、以下「D−1」と表す)・・・0.5質量部
・連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))・・・1.0質量部
・顔料分散液(以下、「G−1」という)・・・36.1質量部
・メガファックF−780F(大日本インキ化学工業株式会社製)の30質量%メチルエチルケトン溶液・・・0.13質量部
・メチルエチルケトン(溶媒)・・・12.0質量部
なお、前記顔料分散液(G−1)は、シリカ(アドマテックス株式会社製、SO−C2)30質量部と、合成例1のバインダー(B−1)の溶液48.2質量部と、フタロシアニンブルー0.51質量部と、アントラキノン系黄色顔料(PY24)0.14質量部と、酢酸ノルマルプロピル59.0質量部とを予め混合した後、モーターミルM−250(アイガー社製)で、直径1.0mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sにて3時間分散して調製した。
【0120】
−基体への積層−
前記基体として、銅張積層板(スルーホールなし、銅厚み12μm)の表面に化学研磨処理を施して調製した。該銅張積層板上に、前記感光性フィルムの感光層が前記銅張積層板に接するようにして前記感光性フィルムにおける保護フィルムを剥がしながら、真空ラミネーター(ニチゴーモートン株式会社製、VP130)を用いて積層させ、前記銅張積層板と、前記感光層と、前記ポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)とがこの順に積層された積層体を調製した。
圧着条件は、真空引きの時間40秒、圧着温度70℃、圧着圧力0.2MPa、加圧時間10秒とした。
【0121】
得られた積層体について、以下のようにして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0122】
<感度>
前記積層体を、室温(23℃)で55%RHにて10分間静置した。得られた前記積層体の感光層表面に、INPREX IP−3000(富士フイルム株式会社製、ピクセルピッチ=1.0μm)を用いて、L/S(ライン/スペース)=50μm/50μmのパターンデータを0.5mJ/cmから21/2倍間隔で500mJ/cmまでの光エネルギー量の異なる光を照射して露光し、L/S(ライン/スペース)=50μm/50μmのラインパターンを硬化させた。室温にて10分間静置した後、前記感光性積層体から前記支持体を剥がし取り、銅張積層板上の感光層の全面に、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧0.15MPaにて最短現像時間の2倍〜3倍の時間(又は40秒〜60秒)スプレー現像し、未硬化の領域を溶解除去した。この様にして得られたL=50μmのパターンの線幅をレーザ顕微鏡(VK−9500、キーエンス社製;対物レンズ50倍)を用いて測定し、線幅が50μmとなる露光量を感度(最適露光量)とし、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎ :10mjよりも高感度であり、感度が非常に優れる
○ :10mj〜14mjの感度であり、感度が優れる
○△:14mj〜20mjの感度であり、感度が良好である
△ :20mj〜40mjの感度であり、感度がやや劣る
× :40mjよりも低感度であり、感度が劣る
【0123】
<現像性(最短現像時間)>
前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取り、銅張積層板上の前記感光層の全面に30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液を0.15MPaの圧力にてスプレーし、炭酸ナトリウム水溶液のスプレー開始から銅張積層板上の感光層が溶解除去されるまでに要した時間を測定し、これを最短現像時間とし、下記基準で評価した。この最短現像時間が短い程、現像性に優れる。
〔評価基準〕
○:現像時間が20秒以下であり、現像性が良好である
△:現像時間が30秒以下であり、現像性がやや劣る
×:現像時間が30秒以上であり、現像性が劣る
【0124】
<解像性の評価>
前記感光性積層体を室温(23℃)で55%RHにて10分間静置した。得られた感光性積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、丸穴パターンを用い、丸穴の直径の幅50〜200μmの丸穴が形成できるよう露光を行った。
この際の露光量は、前記感度の評価における前記感光性フィルムの感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量である。室温にて10分間静置した後、前記感光性積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取った。
銅張積層板上の感光層の全面に、前記現像液として30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧0.15MPaにて前記最短現像時間の2倍の時間スプレーし、未硬化領域を溶解除去した。
このようにして得られた硬化樹脂パターン付き銅張積層板の表面を光学顕微鏡で観察し、パターンの丸穴底部に残渣が無いこと、パターン部の捲くれ・剥がれなどの異常が無く、かつスペース形成可能な最小の丸穴パターン幅を測定し、これを解像度とし、下記基準で評価した。該解像度は数値が小さいほど良好である。
〔評価基準〕
○:直径120μm以下の丸穴が解像可能で、解像性良好である
△:直径200μm以下の丸穴が解像可能で、解像性がやや劣る
×:丸穴が解像不可で、解像性が劣る
【0125】
<保存安定性>
前記感光性フィルムを、40℃の条件で5日保管した。銅張積層板上に積層し、最短現像時間tを測定した。保管前の最短現像時間tとの比r=t/tが小さいほど、保存安定性に優れる。
〔評価基準〕
○ :rが1.5以下であり、保存安定性に優れる
○△:rが2.0以下であり、保存安定性が良好である
△×:rが2.5以下であり、保存安定性がやや劣る
× :rが2.5以上であり、保存安定性に劣る
【0126】
<耐熱性>
基板上に各感光性組成物からなるソルダーレジスト層を形成しロジン系フラックスを塗布した評価基板を、予め260℃に設定したはんだ槽に30秒間浸漬し、変性アルコールでフラックスを洗浄した後、目視によるレジスト層の膨れ、剥れ、及び変色について、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:全く変化が認められず、耐熱性に優れる
△:一部膨れ、剥がれが見られるものの、耐熱性は良好である
×:塗膜に膨れ、剥れがある
【0127】
<基板密着性>
基板上に各感光性組成物からなるソルダーレジスト層を形成した。これに1cm四方の区画内を縦横1mm間隔の線で区切り、1mm四方の区画が100個できるようにカッターナイフで皮膜のみを切断し、基材が切れないように切込みを入れた。次に切込みを入れた被膜にセロハンテープ(日東電工株式会社製、商品名セロハンテープNo.29)を張り、90度の角度に引っ張り上げ、その時に1mm四方の区画が何個剥がれるかを測定した。1個の剥離もなく、またそれぞれの区画に欠損のないものが良好である。剥離性・欠損を、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:剥離・欠損が無く、基板密着性に優れる
△:剥離しないが、一部欠損があり基板密着性にやや劣る
×:部分的に剥離がおき、基板密着性に劣る
【0128】
(実施例2)
実施例1の感光性組成物溶液における連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−2))に変えた以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0129】
(実施例3)
実施例1の感光性組成物溶液における連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−3))に変えた以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0130】
(実施例4)
実施例1の感光性組成物溶液における連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−4))に変えた以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0131】
(実施例5)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を下記式<K−2>で表される光重合開始剤に変えた以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
<K−2>
【化20】

【0132】
(実施例6)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を上記式<K−2>で表される光重合開始剤に変え、連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−3))に変えた以外、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0133】
(実施例7)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を上記式<K−2>で表される光重合開始剤に変え、連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−4))に変えた以外、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0134】
(実施例8)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を下記式<K−3>で表される光重合開始剤に変え、連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−4))に変えた以外、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
<K−3>
【化21】

【0135】
(実施例9)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を上記式<K−2>で表される光重合開始剤に変え、連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−5);合成例6)に変えた以外、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0136】
(比較例1)
実施例1の感光性組成物溶液における連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を添加しない以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0137】
(比較例2)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を下記式(K−4)で表される光重合開始剤に変え、連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を上記式(R−X;合成例7)で表される連鎖移動剤に変えた以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
<K−4>
【化22】

【0138】
(比較例3)
実施例1の感光性組成物溶液における上記式<K−1>で表される光重合開始剤を上記式(K−3)で表される光重合開始剤に変え、連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を連鎖移動剤(上記例示化合物(R−3))に変え、熱架橋剤を添加しない以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0139】
(比較例4)
実施例1の感光性組成物溶液における連鎖移動剤(上記例示化合物(R−1))を、下記式で表される連鎖移動剤(R−Y、昭和電工株式会社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、感光性フィルム、積層体、及び永久パターンを製造した。
得られた積層体について、実施例1と同様にして、感度、現像性、解像性、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性の評価を行った。結果を表1に示す。
<R−Y>
【化23】

【0140】
【表1−1】


【表1−2】

【表1−3】

表1の結果より、実施例1〜9は、比較例1〜4に比べて、感度、現像性、及び解像度に優れ、更に、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性をともに向上させることができることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0141】
本発明の感光性組成物は、高感度化とネガパターン化が可能となり、感度、現像性、及び解像度に優れ、更に、保存安定性、耐熱性、及び基板密着性をともに向上させることができるので、特に高い保存性が要求されるフィルム型ソルダーレジストに好適に用いることができる。
本発明の感光性フィルムは、耐熱性及び保存性が向上し、高精細な永久パターンを効率よく形成可能であるため、保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターン等の永久パターン等の各種パターン形成、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁などの液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフの製造等に好適に用いることができ、特にプリント基板の永久パターン形成用に好適に用いることができる。
本発明のパターン形成方法は、前記感光性組成物を用いるため、保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターン等の永久パターン等の各種パターン形成用、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフの製造等に好適に用いることができ、特にプリント基板の永久パターン形成に好適に用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、連鎖移動剤、及び熱架橋剤を含有してなり、
前記連鎖移動剤が、下記一般式(A)で表される化合物であることを特徴とする感光性組成物。
【化24】

ただし、前記一般式(A)中、R及びRは、いずれも水素原子及び有機官能基のいずれかを表し、R及びRのうち少なくとも1つは、有機官能基を表し、RとRとは環を形成してもよい。Yは、酸素原子、及び硫黄原子のいずれかを表す。nは、2〜8を表し、Zは、n官能の有機連結鎖を表す。
【請求項2】
連鎖移動剤が、下記一般式(B)で表される化合物のエステル乃至チオエステルである請求項1に記載の感光性組成物。
【化25】

ただし、前記一般式(B)中、R及びRは、上記一般式(A)と同じ意味を表す。
【請求項3】
バインダーが、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を少なくとも1つ有する高分子化合物である請求項1から2のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項4】
バインダーが、側鎖にエチレン性不飽和二重結合及びカルボキシル基を少なくとも1つ有する高分子化合物である請求項1から3のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項5】
光重合開始剤が、中性の光重合開始剤である請求項1から4のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項6】
光重合開始剤が、中性のオキシムエステル系化合物である請求項1から5のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項7】
熱架橋剤が、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物にブロック剤を反応させて得られる化合物、及びメラミン誘導体から選択される少なくとも1種である請求項1から6のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項8】
請求項1から7のいずれかに記載の感光性組成物を含む感光層を支持体上に有してなることを特徴とする感光性フィルム。
【請求項9】
基体上に、請求項1から7のいずれかに記載の感光性組成物を含む感光層を有することを特徴とする感光性積層体。
【請求項10】
請求項1から7のいずれかに記載の感光性組成物により形成された感光層に対して露光を行うことを少なくとも含むことを特徴とする永久パターン形成方法。
【請求項11】
請求項10に記載の永久パターン形成方法により永久パターンが形成されることを特徴とするプリント基板。

【公開番号】特開2010−237545(P2010−237545A)
【公開日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−86769(P2009−86769)
【出願日】平成21年3月31日(2009.3.31)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】