説明

難燃性を有する感光性樹脂組成物及び感光性ドライフィルムレジスト

【課題】優れた難燃性を有し、かつ良好なアルカリ水溶液への溶解性、現像性及び耐薬品性を有する感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いたドライフィルムレジスト、及び該ドライフィルムレジストを用いたプリント配線板を提供する。
【解決手段】(A)水素原子又はメチル基と、少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を有する環状リン酸エステル、(B)環状ホスファゼン化合物、(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸、及び(D)光反応開始剤、を必須成分とする感光性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、難燃剤として環状リン酸エステルと環状ホスファゼン化合物を併用することにより得られる、優れた難燃性、アルカリ溶解性、現像性及び耐薬品性を有する感光性樹脂組成物及び感光性ドライフィルムレジスト、並びにこれらの利用に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の電子機器の小型化、軽薄化に伴い、フレキシブルプリント配線板の絶縁保護フィルムに感光性材料が用いられている。フィルム状の感光性材料はパターン回路の形成に用いるパターン回路用レジストフィルム、絶縁保護フィルムとして用いる感光性カバーレイフィルム、多層プリント配線板の層間絶縁層の形成に用いる感光性ドライフィルムレジスト等に用いられる。本発明においては、パターン回路を埋め込んだ後永久的に絶縁保護フィルムとして被覆された状態で残る、上記感光性カバーレイフィルム、及び感光性ドライフィルムレジストを総称して感光性ドライフィルムレジストとし、パターン回路形成後除去するパターン回路用レジストフィルムとは区別する。
【0003】
感光性ドライフィルムレジストは、パターン形成に必要な現像性のほか、耐熱性、難燃性、接着性、電気絶縁性等で優れた物性を有することが要求される。そのうち難燃性に関して、これまで感光性ドライフィルムレジストに用いる感光性樹脂は、臭素系難燃剤などハロゲン系の難燃剤を含有することで良好な難燃性を有していた。しかしながらハロゲン系難燃剤の燃焼時に有害ガスが発生する等環境への悪影響が指摘されており、ハロゲン系を含まない感光性樹脂の難燃化が必要とされている。
【0004】
非ハロゲン系の難燃性樹脂に使用される難燃剤として、これまでにリン化合物を使用した樹脂系が多数報告されている。例えば、高分子量の縮合リン酸エステルを使用した系(例えば特許文献1)、赤リンを使用した系(例えば特許文献2)、及び含窒素系(例えば特許文献3)が挙げられる。しかしながら高分子縮合リン酸系及び含窒素系では有機溶媒に不溶であり、赤リン系では樹脂が着色してしまうため、樹脂への分散性、及びフィルムの透明性が要求される感光性ドライフィルムレジストには使用できない。更に高い難燃性を得るためには難燃剤の含量を増やさなければならず、樹脂の電気絶縁性等が低下する問題があった。
【0005】
そのため、リン化合物を併用し、相乗効果により少量の添加で効率的に難燃化させる方法について検討されている。例えば、特許文献4では、引火点の異なるリン系難燃剤を組み合わせることで、難燃性が高い樹脂組成物を構築している。しかしながらリン化合物の中には引火点を持たないものも有る。このように、特許文献4の技術は、引火点を持つリン系難燃剤に限定された技術である。
【特許文献1】特開平9−255877号公報
【特許文献2】特開2001−81278号公報
【特許文献3】特開平5−271468号公報
【特許文献4】特開2001−2909号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
成分中にハロゲン化合物を含まず、かつ難燃剤の含有量が少ない配合処方において優れた難燃性を有し、かつ良好なアルカリ水溶液への溶解性、現像性及び耐薬品性を有する感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物を用いたドライフィルムレジスト、及び該ドライフィルムレジストを用いたプリント配線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】
上記課題を解決するため本発明者は、鋭意検討の結果、
非ハロゲン系難燃剤として分解温度が異なり、かつ反応活性基を有する環状リン酸エステル及び環状ホスファゼンを併用し、かつ、
有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又はポリアミド酸と光反応開始剤を混合すること、
により、感光性樹脂組成物を得た。この感光性樹脂組成物を含むドライフィルムレジストは優れたアルカリ水溶液への溶解性、現像性を有し、かつ硬化後のフィルムは優れた難燃性、耐薬品性を持つことを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、
本発明1は
(A)下記一般式(1)で示される環状リン酸エステル
【0008】
【化6】

【0009】
(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2は少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を表す。)、
(B)環状ホスファゼン化合物、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸、
及び
(D)光反応開始剤、
を必須成分とする感光性樹脂組成物に関する。
本発明2は、
前記(A)の一般式(1)のR2が少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の芳香族炭化水素基である、前記(A)が1〜50重量部、
前記(B)が1〜100重量部、
前記(C)が100重量部、
及び
前記(D)が0.001〜10重量部、
であることを特徴とする、本発明1に記載の感光性樹脂組成物に関する。
本発明3は、
(A)下記一般式(2)で示される環状リン酸エステル
【0010】
【化7】

【0011】
(式中、R3は水素原子又はメチル基を表し、R4は少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を表す。) 1〜50重量部、
(B)環状ホスファゼン化合物 1〜100重量部、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸 100重量部、
及び
(D)光反応開始剤0.001〜10重量部、
を必須成分とする感光性樹脂組成物に関する。
本発明4は、
(A)少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、
少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物と、
下記一般式(3)で示される環状リン酸エステル
【0012】
【化8】

【0013】
(式中、R5は水素原子又はメチル基を表す。)とを、
反応させることで得られるリン化合物 1〜50重量部、
(B)環状ホスファゼン化合物 1〜100重量部、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸 100重量部、
及び
(D)光反応開始剤0.001〜10重量部
を必須成分とする感光性樹脂組成物に関する。
本発明5は、
(A)少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物と、
下記一般式(4)で示される環状リン酸エステル
【0014】
【化9】

【0015】
(式中、R6は水素原子又はメチル基を表す。)とを、
反応させることで得られるリン化合物 1〜50重量部、
(B)環状ホスファゼン化合物 1〜100重量部、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸 100重量部、
及び
(D)光反応開始剤0.001〜10重量部、
を必須成分とする感光性樹脂組成物に関する。
本発明6は、
前記(B)成分が、下記一般式(5)で示される環状ホスファゼン化合物
【0016】
【化10】

【0017】
(式中、R7は水素原子又は(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機基を表す。nは3以上10以下の整数を表す。)
であることを特徴とする、本発明1〜5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物に関する。
本発明7は、
前記(C)成分が、カルボキシル基及び/又は水酸基を有し、かつ有機溶媒に可溶なポリイミドであることを特徴とする、本発明1〜6のいずれかに記載の感光性樹脂組成物に関する。
本発明8は、
前記(A)〜(D)成分に加えて、
(E)(メタ)アクリレート化合物 5〜200重量部
を含有することを特徴とする、本発明1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物に関する。
本発明9は、
前記(A)〜(D)成分に加えて、
(F)エポキシ化合物 5〜100重量部
を含有することを特徴とする、本発明1〜8のいずれかに記載の感光性樹脂組成物に関する。
本発明10は、
本発明1〜9のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を含むことを特徴とする、感光性ドライフィルムレジストに関する。
本発明11は、
本発明10に記載の感光性ドライフィルムレジストを絶縁保護層として用いることを特徴とする、プリント配線板に関する。
【発明の効果】
【0018】
本発明によって、成分中にハロゲン化合物を含まず、かつ難燃剤の含有量が少ない配合処方において優れた難燃性を有し、かつ良好なアルカリ水溶液への溶解性、現像性及び耐薬品性を有する感光性ドライフィルムレジストを提供することができる。
【0019】
従って、本発明はフレキシブルプリント配線板等のプリント配線板を製造する産業、例えば電子部品用の樹脂材料を製造する樹脂産業分野に好適に用いることができるだけではなく、このようなプリント配線板を用いる電子機器の産業分野に好適に用いることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明に係る感光性樹脂組成物は、(A)環状リン酸エステル、(B)環状ホスファゼン、(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸、(D)光反応開始剤を必須成分とするものであるが、必要に応じて(E)(メタ)アクリレート化合物及び/又は(F)エポキシ化合物、(G)その他の成分が含有されていてもよい。(G)成分としては、例えば、得られる感光性ドライフィルムレジストに可塑性、耐熱性、耐屈曲性、さらなる難燃性等の諸物性を付与するような成分を含有することができる。なお、本発明に係る感光性ドライフィルムレジストは、本発明に係る感光性樹脂組成物を含んでいるものである。以下、各成分について詳細に説明する。
【0021】
本発明において、(メタ)アクリロイル基とは、メタクリロイル基及び/又はアクリロイル基のことであり、(メタ)アクリレート化合物とは、メタクリレート化合物及び/又はアクリレート化合物のことである。その他、特に断らない限り、(メタ)アクリルとは、メタクリル及び/又はアクリルのことである。
【0022】
<(A)環状リン酸エステル及び(B)環状ホスファゼン>
(A)成分と(B)成分の2種のリン化合物を併用することにより、
(A)成分の効果である優れた現像性及びアルカリ溶解性、
及び(B)成分の効果である優れた可塑性を有する、
感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。更に燃焼時におけるリン化合物の相乗効果により、単独で使用するよりも高い効率で難燃化することが可能である。そのため使用する難燃剤の量は単独で使用するよりも少なくて済み、難燃剤を多量含有した時に生じる感光性ドライフィルムレジストの諸物性の低下を抑制できる。その上(A)成分と(B)成分共に光及び/又は熱により反応を起こす反応活性基を有しているため、反応活性基を有さないものよりも感光性ドライフィルムレジストからのブリードを起こしにくい傾向がある。
【0023】
(A)成分及び(B)成分の組み合わせとしては、熱重量分析において異なる減量曲線を持つ成分の組み合わせであることが望ましい。具体的には、(A)成分及び(B)成分抜きで作製した感光性樹脂組成物の5%重量減少温度よりも、10〜100℃低い5%重量減少温度を持つ成分と、10〜100℃高い5%重量減少温度を持つ成分を組み合わせることが好ましく、20〜70℃低い5%重量減少温度を持つ成分と、20〜70℃高い5%重量減少温度を持つ成分を組み合わせることがより好ましい。(A)成分及び/又は(B)成分の5%重量減少温度と(A)成分及び(B)成分抜きで作製した感光性樹脂の5%重量減少温度との差が10℃未満の場合、又は100℃を超える場合では難燃剤の相互作用が見られない傾向がある。なお熱重量分析による加熱減量の測定については、熱重量測定(TGA)装置、例えば島津製作所製TGA−50により測定することが可能である。
【0024】
(環状リン酸エステル)
(A)成分として、下記一般式(1)で示される環状リン酸エステル
【0025】
【化11】

【0026】
(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2は少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を表す。)
あるいは、下記一般式(2)で示される環状リン酸エステル
【0027】
【化12】

【0028】
(式中、R3は水素原子又はメチル基を表し、R4は少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を表す。)
を含有することにより、アルカリ溶解性を向上させるほか、難燃性、可塑性、現像性、基材への密着性に優れた感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。
上記(A)成分としては、特に限定されるものではないが、例えば下記一般式(3)で示される環状リン酸エステル
【0029】
【化13】

【0030】
(式中、R5は水素原子又はメチル基を表す。)と、
少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、
少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物とを
反応させることで得られる変性環状リン酸エステル化合物、
あるいは、下記一般式(4)で示される環状リン酸エステル
【0031】
【化14】

【0032】
(式中、R6は水素原子又はメチル基を表す。)と、
少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物とを
反応させることで得られる変性環状リン酸エステル化合物等が挙げられる。
【0033】
上記一般式(4)で示される環状リン酸エステルとしては、特に限定されるものではないが、例えば9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド等が挙げられ、上記一般式(5)で示される環状リン酸エステルとしては、特に限定されるものではないが、例えば10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド等が挙げられる。
【0034】
上記少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパン、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレンジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(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、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO付加トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO付加トリ(メタ)アクリレート、グリセリンPO付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラフルフリルアルコールオリゴ(メタ)アクリレート、エチルカルビトールオリゴ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールオリゴ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールオリゴ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールオリゴ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンオリゴ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンオリゴ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールオリゴ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールオリゴ(メタ)アクリレート等の脂肪族系(メタ)アクリレート化合物、ビスフェノールA−EO付加ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF−EO付加ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリセレートジ(メタ)アクリレート等の芳香族系(メタ)アクリレート化合物、イソシアヌル酸EO付加ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO付加トリ(メタ)アクリレート等の含窒素系(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
【0035】
上記少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物として、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等の脂肪族系エポキシ化合物、ビスフェノールA−PO付加ジグリシジルエーテル等の芳香族系エポキシ化合物、イソシアヌル酸トリグリシジル等の含窒素系エポキシ化合物が挙げられる。
【0036】
前記少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物として、(メタ)アクリル酸グリシジル、新中村化学社製製品名EA−1010等が挙げられる。
【0037】
下記一般式(3)で示される環状リン酸エステル
【0038】
【化15】

【0039】
(式中、R5は水素原子又はメチル基を表す。)と、
少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、
少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物との反応、及び下記一般式(4)で示される環状リン酸エステル
【0040】
【化16】

【0041】
(式中、R6は水素原子又はメチル基を表す。)と、
少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物との反応については、不活性溶媒の存在下で上記化合物及び塩基性触媒、更に必要に応じ重合禁止剤を加え、加熱することで目的の付加物を得ることができる。
【0042】
上記不活性溶媒としては、原料を溶かすことができるものであれば特に限定されないが、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン等を挙げることができ、1種又は2種以上を併用して用いても良い。
【0043】
上記塩基性触媒としては、特に限定されないが、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリブチルアミン等のアミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等のピリジン類を挙げることができ、1種又は2種以上を併用して用いても良い。
【0044】
上記重合禁止剤は、(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を介した重合反応を抑制するために用いられる。使用する化合物は特に限定されないが、ハイドロキノン等のキノン類、N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩等を挙げることができ、1種又は2種以上を併用して用いても良い。
【0045】
上記付加反応の原料の混合比は、環状リン酸エステルの活性水素(一般式(3)においてはP−Hの水素原子、一般式(4)においては水酸基中の水素原子)当量数をa、(メタ)アクリロイル基及び/又はグリシジル基を有する化合物のアクリル(エポキシ)当量をbとしたとき、その比b/aは3.0〜1.0の範囲内であることが好ましい。この範囲内で反応を実施することにより、効率良くかつ高い変性率で付加することができ、得られるリン化合物の有機溶媒への溶解性を向上させることができる。
又、上記付加反応の反応温度については、40〜160℃の範囲内であることが好ましく、70〜140℃の範囲内であることがより好ましい。反応温度が40℃未満では付加反応が進行せず、160℃を超えると(メタ)アクリロイル基及び/又はグリシジル基を介した重合反応が起こる傾向がある。反応時間は特に限定されないが、1〜10時間の範囲内であることが作業性の点から望ましい。
【0046】
上記付加反応の生成物については、そのままリン化合物溶液として使用しても良く、乾燥等により不活性溶媒を除去して用いても良い。又、反応生成物中に未反応の環状リン酸エステル、又は未反応の(メタ)アクリロイル基及び/又はグリシジル基を有する化合物が残存していても良く、従来公知の精製手法により精製を実施しても良い。
本発明に係る(A)成分は1種又は2種以上の環状リン酸エステルを組み合わせて用いても良く、(A)成分の使用量に関しては、上記(C)成分の重量100重量部に対し1〜50重量部の範囲内で用いることが好ましく、5〜40重量部の範囲内で用いることがより好ましい。(C)成分の重量100重量部に対して上記環状リン酸エステルが1重量部未満であると十分な難燃効果が得られない場合があり、50重量部を超えると、硬化物の耐熱性に悪影響を与える場合がある。
【0047】
(環状ホスファゼン化合物)
(B)成分としてリン−窒素二重結合をもつ環状ホスファゼン化合物を用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに難燃性、及び可塑性を向上することができる。環状の骨格を有するホスファゼン化合物を使用することで、鎖状のホスファゼン化合物よりも有機溶媒への溶解度が高く、かつ優れた耐加水分解性を有する感光性ドライフィルムレジストを得られる傾向がある。
【0048】
環状ホスファゼン化合物の繰り返しN=P単位の数は特に限定されるものではないが、3以上10以下の範囲内にあることが好ましく、合成あるいは入手の容易性から3以上5以下の範囲内にあることがより好ましい。
【0049】
上記環状ホスファゼン化合物としては特に限定されるものではないが、例えばSPH−100、SPE−100、SPS−100(いずれも製品名、大塚化学株式会社製)等のシクロホスファゼンオリゴマーを挙げることができる。そのうちSPH−100は分子中に水酸基を含むため、加熱により他の原料との架橋反応が起き、ブリードの発生を抑制できる点でより好ましい。
【0050】
又現像性を向上させるために、分子中に(メタ)アクリロイル基やグリシジル基のような反応活性基を含む環状ホスファゼンを使用することもできる。上記の反応活性基を含む環状ホスファゼンとして、下記一般式(5)で示される環状ホスファゼン化合物
【0051】
【化17】

【0052】
(式中、R7は水素原子又は(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機基を表す。nは3以上10以下の整数を表す。)
を挙げることができ、該化合物は下記一般式(6)
【0053】
【化18】

【0054】
(式中、nは3以上10以下の整数を表す。)と
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
との(変性)反応により得ることができる。
【0055】
上記一般式(6)で示される環状ホスファゼンは特に限定されないが、例えばSPH−100を挙げることができ、上記少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物としては特に限定されないが、例えば(メタ)アクリル酸グリシジル、EA−1010(製品名、新中村化学社製)等を挙げることができる。
【0056】
上記反応は不活性溶媒の存在下で上記化合物及び塩基性触媒、更に必要に応じ重合禁止剤を加え、加熱することで目的の付加物を得ることができる。
【0057】
上記不活性溶媒としては、原料を溶かすことができるものであれば特に限定されないが、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン等を挙げることができ、1種又は2種以上を併用して用いても良い。
【0058】
上記塩基性触媒としては特に限定されないが、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリブチルアミン等のアミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等のピリジン類を挙げることができ、1種又は2種以上を併用して用いても良い。
【0059】
上記重合禁止剤は、(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を介した重合反応を抑制するために用いられる。使用する化合物は特に限定されないが、ハイドロキノン等のキノン類、N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩等を挙げることができ、1種又は2種以上を併用して用いても良い。
上記付加反応の原料の混合比は、環状ホスファゼンの活性水素(水酸基中の水素原子)当量数をa、(メタ)アクリロイル基及び/又はグリシジル基を有する化合物のエポキシ当量をbとしたとき、その比b/aは3.0〜1.0の範囲内であることが好ましい。この範囲内で反応を実施することにより、効率良くかつ高い変性率で付加することができ、得られる環状ホスファゼン化合物の有機溶媒への溶解性を向上させることができる。
又、上記付加反応の反応温度については、40〜160℃の範囲内であることが好ましく、70〜120℃の範囲内であることがより好ましい。反応温度が40℃未満では付加反応が進行せず、160℃を超えると(メタ)アクリロイル基及び/又はグリシジル基を介した重合反応が進行する傾向がある。反応時間は特に限定されないが、1〜10時間の範囲内であることが作業性の点から望ましい。
【0060】
上記付加反応の生成物については、そのまま環状ホスファゼン溶液として使用しても良く、乾燥等により不活性溶媒を除去して用いても良い。又、反応生成物中に未反応の環状リン酸エステル、又は(メタ)アクリロイル基及びグリシジル基を有する化合物が残存していても良く、従来公知の精製手法により精製を実施しても良い。
【0061】
本発明に係る(B)成分の使用量に関しては上記(C)成分の重量100重量部に対し、1〜100重量部の範囲内で用いることが好ましく、5〜50重量部の範囲内で用いることがより好ましい。(C)成分の重量100重量部に対して上記ホスファゼン化合物が1重量部未満であると十分な難燃効果が得られない場合があり、100重量部を超えると後述するBステージ状態の感光性ドライフィルムレジストの流動性が高くなり、熱圧着時に樹脂が染み出しやすくなる傾向があり、更に硬化物の物性に悪影響を与える場合がある。本発明に係る(B)成分は、1種又は2種以上の環状ホスファゼン化合物を組み合わせて用いても良い。
【0062】
<(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸>
本発明に係る感光性樹脂組成物において、有機溶媒に可溶な樹脂を用いることにより、作業性が向上し、得られる感光性ドライフィルムレジストに優れたアルカリ溶解性、及び現像性を付与することができる。
【0063】
有機溶媒に可溶な樹脂とは特に限定されるものではないが、本発明においては有機溶媒100gに対して、20℃で1.0g以上の溶解性を示すものが好ましい。より好ましくは20℃で5.0g以上の溶解性を示し、さらに好ましくは、20℃で10g以上の溶解性を示すものがよい。有機溶媒100gに対する20℃での溶解性が1.0g未満であると、所望する厚みにて、感光性ドライフィルムレジストを形成することが困難になる傾向がある。上記有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のホルムアミド系溶媒、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これら有機溶媒は、単一組成で用いても良いし、または、2以上を組み合わせて用いても良い。
【0064】
又、有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸を使用することにより、良好な屈曲性、可撓性を持つ感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。上記ポリイミド及び/又はポリアミド酸は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。特にカルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリイミドは、有機溶媒に可溶で、低温で熱硬化が可能であり、かつ高いアルカリ溶解性を持つ感光性ドライフィルムレジストを得ることができるためより好ましい。更に可溶な樹脂分子中にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基の群より選ばれる少なくとも1種以上の炭素−炭素二重結合を側鎖等に有することにより、露光部の硬化性を向上させることができる。
【0065】
上記(C)成分である有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸の重量平均分子量は特に制限されるものではないが、5000〜200000であることが好ましく、10000〜100000であることがより好ましい。重量平均分子量が5000未満であると、本発明の感光性樹脂組成物を用いて作製された感光性ドライフィルムレジストにベタツキが生じやすく、さらに硬化後のフィルムの耐屈曲性に劣るという傾向がある。一方、重量平均分子量が200000より大きいと、樹脂溶液の粘度が高くなりすぎるため取扱いが難しくなる傾向があり、さらに作製された感光性ドライフィルムレジストの現像性が低下する場合がある。なお、上記重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)、例えば、東ソー株式会社製HLC8220GPCにより測定することが可能である。
【0066】
又、カルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリイミドにおけるカルボキシル基及び/又は水酸基1個あたりの重量平均分子量(以下、酸当量と称する)は、7000以下であることが好ましく、5000以下であることがより好ましく、3000以下であることが最も好ましい。上記酸当量が7000を超えると、本発明の感光性樹脂組成物を用いて作製された感光性ドライフィルムレジストの水系現像が困難になる傾向がある。なお、上記可溶性ポリイミドの酸当量は、カルボキシル基及び/又は水酸基を有する可溶性ポリイミドの組成より算出することが可能である。
【0067】
(ポリイミドの製造方法)
以下、上記有機溶媒に可溶なポリイミド及び有機溶媒に可溶なポリアミド酸の製造方法を説明するために、ポリアミド酸の合成方法、ポリアミド酸を脱水閉環してイミド化する方法、及び得られたカルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリイミドを変性して、ポリイミドにアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等の感光性基を導入する方法について詳細に説明する。
【0068】
(ポリアミド酸の合成)
上記有機溶媒に可溶なポリアミド酸、及び有機溶媒に可溶なポリイミドの前駆体となるポリアミド酸は、有機溶媒中でジアミンと酸二無水物とを反応させることにより得ることができる。具体的には、アルゴン、窒素等の不活性雰囲気中において、ジアミンを有機溶媒中に溶解、又はスラリー状に分散させて、ジアミン溶液とする。一方、酸二無水物は、有機溶媒に溶解、又はスラリー状に分散させた状態とした後、あるいは固体の状態で、上記ジアミン溶液中に添加すればよい。
【0069】
本発明の有機溶媒に可溶なポリイミドの前駆体となるポリアミド酸を合成するために用いられるジアミンとしては、特に限定されるものではないが、水系現像性の点から、1分子中に1個以上のカルボキシル基及び/又は水酸基を含有するジアミンを原料の一成分として用いることが好ましい。又、耐熱性や耐薬品性の点から、1分子中に1個以上の芳香環を含有する芳香族系ジアミンを原料の一成分として用いることが好ましい。特に、1分子中に1個以上のカルボキシル基及び/又は水酸基を有する芳香族系ジアミンを原料の一成分として用いれば、得られる感光性ドライフィルムレジストに耐熱性と水系現像性を付与することができるため、特に好ましい。
【0070】
カルボキシル基及び/又は水酸基を有する芳香族系ジアミンとしては、特に限定されるものではないが、以下の一般式(7):
【0071】
【化19】

【0072】
(式中、R8は水酸基、R9及びR10は、各々同一であっても異なっていてもよいが、水素原子、炭素数1〜9のアルキル基、炭素数2〜10のアルコキシ基、又は−COOR11(R11は炭素数1〜9のアルキル基を示す。)であり、Xは、−O−、−S−、−SO2−、−C(CH32−、−CH2−、−C(CH3)(C25)−、又は−C(CF32−である。p及びqは、各々p+q=4を満たす0以上の整数であり、r及びsは、各々r+s=4を満たす0以上の整数である。tは0以上10以下の整数である。)で表される芳香族系ジアミンを可溶性ポリイミドの原料の一成分として用いることが好ましい。
【0073】
カルボキシル基を有する芳香族系ジアミンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、3,5−ジアミノ安息香酸等のジアミノ安息香酸、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジカルボキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’,5,5’−テトラカルボキシビフェニル等のカルボキシビフェニル化合物類、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジカルボキシジフェニルメタン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジカルボキシジフェニルメタン等のカルボキシジフェニルアルカン類、4,4’−ジアミノ−2,2’,5,5’−テトラカルボキシジフェニルエーテル等のカルボキシジフェニルエーテル化合物、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジカルボキシジフェニルスルホン等のジフェニルスルホン化合物、2,2−ビス[4−(4−アミノ−3−カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン等のビス(カルボキシフェノキシ)ビフェニル化合物、2,2−ビス[4−(4−アミノ−3−カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン等のビス[(カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン化合物等を例示することができる。
【0074】
中でも、特に好ましいカルボキシル基含有芳香族系ジアミンの構造式の一部を以下の式(8)に示す。
【0075】
【化20】

【0076】
水酸基を有する芳香族系ジアミンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、2,2'−ジアミノビスフェノールA、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(2−ヒドロキシ−3−アミノ−5−メチルフェニル)メタン、2,6−ジ{(2−ヒドロキシ−3−アミノ−5−メチルフェニル)メチル}−4−メチルフェノール、2,6−ジ{(2−ヒドロキシ−3−アミノ−5−メチルフェニル)メチル}−4−ヒドロキシ安息香酸プロピル等の化合物を挙げることができる。
【0077】
中でも、特に好ましい水酸基含有芳香族系ジアミンの構造式の一部を以下の式(9)に示す。
【0078】
【化21】

【0079】
これらのジアミンを原料の一部として使用することで、得られるカルボキシル基及び/又は水酸基を含有する可溶性ポリイミドの酸当量が低くなり、水系現像性を向上させることができる。
【0080】
なお、上記カルボキシル基及び/又は水酸基を有するジアミン以外に、公知の他のジアミンを可溶性ポリイミドの原料の一部として同時に用いてもよい。例えば、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、シロキサン構造の両末端にアミノ基を含有する反応性シリコーン(以下、シリコンジアミンと称する)、[ビス(4−アミノ−3−カルボキシ)フェニル]メタンなどを挙げることができる。特に、フィルムの弾性率を下げることができる点からシリコンジアミンを使用することが好ましい。上記ジアミンは、1種又は2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0081】
一方、有機溶媒に可溶なポリアミド酸の合成に関しては、カルボキシル基及び/又は水酸基を有さないジアミンを組み合わせることもできる。この理由は、ポリアミド酸は構造中にカルボキシル基及び/又は水酸基を有さなくても有機溶媒への溶解性が高いからである。特に耐熱性やアルカリ水溶液への溶解性等の点から、カルボキシル基及び/又は水酸基を有さない芳香族系ジアミンとシリコンジアミンを併用することがより好ましい。
【0082】
有機溶媒に可溶なポリアミド酸及び有機溶媒に可溶なポリイミドを合成するために用いられる酸二無水物としては、特に限定されるものではないが、耐熱性を向上させる点から、芳香環を1〜4個有する酸二無水物又は脂環式の酸二無水物を用いることが好ましい。又、有機溶媒への溶解性が高いポリアミド酸及び/又はポリイミド樹脂を得るためには、芳香環を2個以上有する酸二無水物を少なくとも1種類以上用いることが好ましく、芳香環を4個以上有する酸二無水物を少なくとも1種類以上用いることがより好ましい。
【0083】
上記の酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族系又は脂環式テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエ−ト−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,4,3’,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,4,3’,4'−テトラカルボン酸二無水物等の芳香族系テトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン等の芳香環を有する脂肪族系テトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。上記酸二無水物は、1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0084】
上記酸二無水物のうち、合成の容易さ、及び得られるポリイミドの有機溶媒への溶解性の点から、2,2'−ビス(ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエ−ト−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,4,3',4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,4,3',4'−テトラカルボン酸二無水物等の芳香環を2個以上有する酸二無水物を一部用いることが好ましい。
【0085】
上記ジアミンと酸二無水物とを用いてポリアミド酸を合成する場合、上記ジアミンと酸二無水物とを、それぞれ少なくとも1種ずつ用いて反応を行えばよい。すなわち、例えば水酸基を含有するジアミンを少なくとも1種類以上含むジアミン成分と、上記酸二無水物とを用いて、上述したように、有機溶媒中で重合反応を行うことにより、水酸基を分子鎖中に1以上含有するポリアミド酸を得ることができる。
【0086】
このとき、1種のジアミンと1種の酸二無水物が実質上等モルであれば、酸二無水物成分1種及びジアミン成分1種のポリアミド酸になる。又、2種以上の酸二無水物成分及び2種以上のジアミン成分を用いる場合、複数のジアミン成分全量のモル比と複数の酸二無水物成分全量のモル比とを、実質上等モルに調整しておけば、ポリアミド酸共重合体を任意に得ることもできる。
【0087】
上記ジアミンと酸二無水物の反応(ポリアミド酸の合成反応)の温度条件は、特に限定されるものではないが、80℃以下であることが好ましく、0〜50℃の範囲内がより好ましい。80℃を超えると生成したポリアミド酸が分解する恐れがあり、0℃未満であると重合反応の進行が遅くなる場合がある。又、反応時間は10分〜30時間の範囲で任意に設定すればよい。
【0088】
さらに、上記ポリアミド酸の合成反応に使用する有機溶媒としては、有機極性溶媒であれば特に限定されるものではない。しかしながら、上記ジアミンと酸二無水物との反応が進行するにつれてポリアミド酸が生成し、反応液の粘度が上昇する。又、反応溶液をそのまま有機溶媒に可溶なポリアミド酸溶液として感光性ドライフィルムレジストの原料として使用することができる。そのため作業性の点から、ポリアミド酸を溶解でき、かつ沸点の低い有機溶媒を選択することが好ましい。上記有機溶媒として、例えば、N,N−ジメチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドンやN−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル系溶媒等を挙げることができる。
【0089】
(ポリアミド酸のイミド化)
次に、有機溶媒に可溶なポリイミドを得るために、上記ポリアミド酸をイミド化する方法について説明する。イミド化は、ポリアミド酸を脱水閉環することによって行われる。この脱水閉環は、共沸溶媒を用いた共沸法、熱的手法又は化学的手法によって行うことができる。
【0090】
共沸溶媒を用いた共沸法は、ポリアミド酸溶液にトルエン・キシレン等の水と共沸する溶媒を加え、170〜200℃に昇温して、脱水閉環により生成してくる水を積極的に系外へ除去しながら、1〜5時間程度反応させればよい。反応終了後、メタノール等のアルコール溶媒中にて沈殿させ、必要に応じてアルコール溶媒にて洗浄を行ったのち、乾燥を行ってポリイミド樹脂を得ることができる。
【0091】
熱的手法による脱水閉環は、ポリアミド酸溶液を加熱して行えばよい。あるいは、ガラス板、金属板、PET(ポリエチレンテレフタレート)等のフィルム状支持体に、ポリアミド酸溶液を流延又は塗布した後、80〜300℃の範囲内で熱処理を行えばよい。さらに、フッ素系樹脂によるコーティング等の離型処理を施した容器に直接ポリアミド酸溶液を入れ、減圧下で加熱乾燥することによって、ポリアミド酸の脱水閉環を行うこともできる。このような熱的手法によるポリアミド酸の脱水閉環により、ポリイミドを得ることができる。
【0092】
なお、上記各処理の加熱時間は、脱水閉環を行うポリアミド酸溶液の処理量や加熱温度により異なるが、一般的には、処理温度が最高温度に達してから1分〜5時間の範囲で行うことが好ましい。
【0093】
一方、化学的手法による脱水閉環は、上記ポリアミド酸溶液に、脱水剤、及び必要に応じて触媒を加えて加熱処理を行えばよい。なお、この加熱処理は上記の熱的手法にて行った加熱処理を指すものとする。この処理により、ポリイミドを得ることができる。
【0094】
化学的手法における上記脱水剤としては、一般的には、無水酢酸、無水プロピオン酸等の酸無水物が用いられる。又、上記触媒としては、ピリジン、イソキノリン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、イミダゾ−ル、ピコリン等の第3級アミンを用いればよい。
【0095】
なお、脱水剤である酸無水物は水酸基と反応するため、水酸基を有するポリイミドを原料とする場合、用いる酸無水物は化学量論的にイミド化に必要な最低限の量にすることが好ましい。
【0096】
更に、カルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリイミドは、後述する露光処理において効率良く架橋反応させるために、分子中に、例えば側鎖にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の炭素間二重結合を有するものがより好ましい。なお、上記ポリイミドは、前述した官能基以外の炭素間二重結合を有する官能基を有していてもよい。
【0097】
側鎖にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基のうち、いずれかの炭素間二重結合を有するポリイミドは、前述したカルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリイミドに上記炭素間二重結合を有する化合物を反応させ、変性することにより得ることができる。上記炭素間二重結合を有する化合物は、ポリイミド分子鎖中のカルボキシル基及び/又は水酸基と反応するものであれば特に限定されるものではないが、炭素間二重結合を有するエポキシ化合物、(メタ)アクリル酸無水物、及び、臭化アリル等のハロゲン化アリルが挙げられる。
【0098】
上記炭素間二重結合を有するエポキシ化合物を反応させる場合は、不活性溶媒中、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基存在下、カルボキシル基及び/又は水酸基を有するポリイミドと、炭素間二重結合を有するエポキシ化合物を反応させることが例示され、目的とする炭素間二重結合を有するポリイミドを得ることができる。
【0099】
上記反応における反応温度は、グリシジル基とカルボキシル基及び/又は水酸基が反応する温度であれば特に制限されないが、40〜130℃の温度範囲内で行うことが好ましく、より好ましくは40〜100℃の範囲内、さらに好ましくは50〜80℃の範囲内である。40℃未満では反応が進行しない傾向にあり、130℃を超えると炭素間二重結合が熱重合を起こす傾向にある。反応時間は適宜選択できるが、作業性の点から1〜20時間の範囲内が好ましい。
【0100】
上記反応により得られる反応溶液は、その目的に応じ、そのままポリイミド溶液として用いても良いし、メタノール等のアルコール溶媒中にて沈殿させ、必要に応じてアルコール溶媒にて洗浄を行ってもよい。
【0101】
上記炭素間二重結合を有するエポキシ化合物は、グリシジル基と炭素間二重結合を同一分子内に有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルビニルエーテル等を挙げることができる。そのうち安価で容易に入手でき、かつ良好な反応性を有する点から、メタクリル酸グリシジルが特に好ましい。
【0102】
(メタ)アクリル酸無水物を反応させる場合は、不活性溶媒中、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基存在下、ポリイミド分子鎖中のカルボキシル基及び/又は水酸基を(メタ)アクリル酸無水物と縮合させることが例示され、目的とする炭素間二重結合を有する可溶性ポリイミドを得ることができる。
【0103】
上記反応における反応温度は、ポリイミド分子鎖中のカルボキシル基及び/又は水酸基のアシル化が可能な温度であれば特に制限されないが、0〜100℃の温度範囲内で行うことが好ましく、より好ましくは10〜100℃の範囲内、さらに好ましくは20〜80℃の範囲内である。0℃未満では反応が進行しない傾向にあり、100℃を超えると炭素間二重結合が熱重合を起こす傾向にある。反応時間は適宜選択できるが、作業性の点から1〜20時間の範囲内が好ましい。
【0104】
上記反応により得られる反応溶液は、反応によって生成する(メタ)アクリル酸を除去するために、メタノール等のアルコール溶媒中にて沈殿させ、必要に応じてアルコール溶媒にて洗浄を行うことが好ましい。
【0105】
ハロゲン化アリルを反応させる場合は、不活性溶媒中、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基存在下、カルボキシル基及び/又は水酸基を含有するポリイミドと、ハロゲン化アリルを反応させることが例示され、目的とする炭素間二重結合を有するポリイミドを得ることができる。
【0106】
上記反応温度は、ハロゲン化アリルとカルボキシル基及び/又は水酸基が反応する温度であれば特に制限されないが、0〜100℃の温度範囲内で行うことが好ましく、より好ましくは0〜80℃の範囲内、さらに好ましくは20〜50℃の範囲内である。0℃未満では反応が進行しない傾向にあり、100℃を超えると炭素間二重結合が熱重合を起こす傾向にある。反応時間は適宜選択できるが、作業性の点から1〜20時間の範囲内が好ましい。
【0107】
上記反応により得られる反応溶液は、メタノール等のアルコール溶媒中にて沈殿させ、必要に応じてアルコール溶媒にて洗浄を行うことが好ましい。
【0108】
上記いずれの反応においても、目的の炭素間二重結合を導入した後も、水系現像性を維持するために、ポリイミド分子鎖中のカルボキシル基及び/又は水酸基をすべて反応させるのではなく、カルボキシル基及び/又は水酸基が残るように、反応させる炭素間二重結合を有する化合物の当量数を調整することが好ましい。具体的には、反応後のカルボキシル基及び/又は水酸基を有する可溶性ポリイミドの酸当量が7000以下になるように調整すればよい。
【0109】
又、反応中に炭素間二重結合が反応することを防止するために、重合禁止剤を加えることが好ましい。重合禁止剤としては、p−メトキシフェノール等のハイドロキノン誘導体、フェノチアジン、N−ニトロヒドロキシルアミン塩類を例示することができる。
【0110】
このようにして得られた炭素間二重結合を導入されてなるポリイミドは、有機溶媒への溶解度が高く、かつ良好な硬化性や接着性を有している。
【0111】
<(D)光反応開始剤>
光反応開始剤を添加してなる感光性ドライフィルムレジストを露光した場合に、露光領域にて架橋反応や重合反応を促進することができる。これにより、露光領域と未露光領域とで、感光性ドライフィルムレジストの水系現像液への溶解性を十分に異なるようにすることができ、それゆえに、感光性ドライフィルムレジスト上にパターンを好適に現像することが可能になる。
【0112】
上記光反応開始剤としては、ラジカル発生剤、光カチオン発生剤、光塩基発生剤、光酸発生剤等を挙げることができる。
【0113】
上記ラジカル発生剤としては、特に限定されるものではないが、g線程度の長波長の光によりラジカルを発生するものが好ましく、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オンなどのケトン化合物、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、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等のホスフィンオキサイド化合物、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム等のチタノセン化合物が挙げることができる。とくに、ホスフィンオキサイド化合物やチタノセン化合物を用いることが好ましい。
【0114】
上記光カチオン発生剤としては、例えば、ジメトキシアントラキノンスルフォン酸のジフェニルヨードニウム塩等のジフェニルヨードニウム塩類、トリフェニルスルフォニウム塩類、ピリリニウム塩類、トリフェニルオニウム塩類、ジアゾニウム塩類等を挙げることができる。なお上記塩類の他、カチオン硬化性の高い脂環式エポキシやビニルエーテル化合物を混合することが好ましい。
【0115】
上記光塩基発生剤としては、ニトロベンジルアルコールやジニトロベンジルアルコールとイソシアナートの反応により得られるベンジルアルコール−ウレタン化合物、ニトロ−1−フェニルエチルアルコールやジニトロ−1−フェニルエチルアルコールとイソシアナートの反応により得られるフェニルアルコール−ウレタン化合物、ジメトキシ−2−フェニル−2−プロパノールとイソシアナートの反応により得られるプロパノール−ウレタン化合物等を挙げることができる。
【0116】
光酸発生剤としては、ヨードニウム塩、スルフォニウム塩、オニウム塩等のスルホン酸を発生させる化合物、ナフトキノンジアジド等のカルボン酸を発生させる化合物を挙げることができる。あるいは、ジアゾニウム塩や、ビス(トリクロロメチル)トリアジン類等の化合物は、光の照射によりスルホン基を生成させることができるので、これらの化合物も好ましく用いることができる。
【0117】
又、上記光反応開始剤のほかに増感剤を加えてもよい。上記増感剤としては、特に限定されるものではないが、ミヒラケトン、ビス−4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、3,3'−カルボニルビス(7−ジエチルアミノ)クマリン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)キノリン、4−(p−ジメチルアミノスチリル)キノリン等を挙げることができる。ラジカル発生剤と増感剤とを組み合わせて用いることもできるが、特に入手の容易性さから、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等のパーオキサイドと3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンとの組み合わせが好ましい。
【0118】
上記光反応開始剤及び/又は増感剤は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。上記光反応開始剤及び/又は増感剤の使用量は、上記(C)成分の重量100重量部に対して、0.001〜10重量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜10重量部の範囲内であることがより好ましい。上記光反応開始剤及び/又は増感剤の使用量が0.001重量部未満であると、あるいは10重量部を超えると、増感効果が得られず現像性が悪化する傾向がある。
【0119】
<(E)(メタ)アクリレート化合物>
感光性樹脂組成物に(メタ)アクリレート成分・(メタ)アクリル化合物を含有することにより、得られる感光性ドライフィルムレジストの柔軟性、現像性、アルカリ水溶液への溶解性等を向上させることができる。本発明に用いる(メタ)アクリレートとして、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート、それ以外の(メタ)アクリレートを用いることができる。
【0120】
ポリエステル(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。ポリエステル(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えばアロニックスM−5300、M−6100、M−7100(いずれも製品名、東亞合成株式会社製)等を挙げることができる。
【0121】
エポキシ(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。エポキシ(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えばKRM7856、Ebecryl3604、Ebecryl3702、Ebecryl3703,Ebecryl3708(いずれも製品名、ダイセル・ユーシービー株式会社製)、LR9019(製品名、BASFジャパン株式会社製)等の変性ビスフェノールA型エポキシアクリレート、LR8765(製品名、BASFジャパン株式会社製)等の脂肪族系エポキシアクリレートを挙げることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに柔軟性を付与することができる。ウレタン(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えばCN−980、CN−9782(いずれも製品名、日本化薬株式会社製)、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600(いずれも製品名、東亞合成株式会社製)等のポリエーテル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート、CN−9178、CN−965、CN−966、CN−961、CN−973(いずれも製品名、日本化薬株式会社製)等のポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレートを挙げることができる。
【0122】
イミド(メタ)アクリレートを用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストを貼り合わせる基材(例えばポリイミドフィルム、銅箔等)への密着性、及び耐屈曲性を向上させることができる。イミド(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えば、アロニックスTO−1534、TO−1429、TO−1428(いずれも製品名、東亞合成株式会社製)を挙げることができる。
【0123】
上記に示した以外の(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、得られる感光性ドライフィルムレジストのアルカリ水溶液への溶解性を向上する効果がある点で、水酸基を有する(メタ)アクリレートを用いることが特に好ましい。又、得られる感光性ドライフィルムレジストに耐熱性を付与するために、1分子中に芳香環及び/又は複素環を少なくとも1個以上有する化合物を用いることが好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えばCN−131(製品名、日本化薬株式会社製)、アロニックスM−5400、M−5700(いずれも製品名、東亞合成株式会社製)、V#2000、V#2100、V#2308、V#2323(いずれも製品名、大阪有機化学工業株式会社製)を挙げることができる。
【0124】
上記(メタ)アクリレートは、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。本発明における(メタ)アクリレートの総重量は、上記(C)成分の重量100重量部に対して、5〜200重量部の範囲内で用いることが好ましく、20〜150重量部の範囲内で用いることがより好ましい。(C)成分の重量100重量部に対して、5重量部未満の場合は添加による効果が見られず、200部を超える(メタ)アクリレートを用いた場合は、得られる感光性ドライフィルムレジストの耐熱性が低下してしまう傾向がある。
【0125】
<(F)エポキシ化合物>
エポキシ化合物を用いることにより、作製される感光性ドライフィルムレジストに銅箔やポリイミドフィルム等に対する接着性を向上することができる。
【0126】
上記エポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばエピコート828、834、1001、1002、1003、1004、1005、1007、1010、1100L(いずれも製品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ESCN−220L、220F、220H、220HH、180H65(いずれも製品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製)等のo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、EPPN−502H(製品名、日本化薬株式会社製)等のトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ESN−375(製品名、新日鐵化学株式会社製)等のナフタレンアラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ESN−185(製品名、新日鐵化学株式会社製)等のノボラック型エポキシ樹脂、YX4000H(製品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製)等のビフェノール型エポキシ樹脂を挙げることができる。
【0127】
又、上記の他、ビスフェノールAグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールFグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ノボラックグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、芳香族型エポキシ樹脂等を用いることができる。
【0128】
上記エポキシ樹脂は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、上記エポキシ樹脂は、上記(C)成分の重量100重量部に対し、5〜100重量部の範囲内で用いることが好ましく、10〜80重量部の範囲内で用いることがより好ましい。上記エポキシ樹脂が5重量部未満であると添加による効果が見られず、100重量部を超えると得られる感光性ドライフィルムレジストの耐熱性及び耐屈曲性が低下する傾向がある。
【0129】
<(G)その他の成分>
本発明の感光性樹脂組成物には、上記(A)〜(D)成分、(E)〜(F)成分以外に、必要に応じて(G)その他の成分が含有されていてもよい。その他の成分としては、例えば、硬化促進剤、硬化剤、難燃剤、難燃助剤等を挙げることができる。
【0130】
(硬化促進剤及び/又は硬化剤)
感光性樹脂組成物の材料としてエポキシ樹脂を用いた場合、作製される感光性ドライフィルムレジストの硬化を効率良く行うために、感光性樹脂組成物に硬化促進剤及び/又は硬化剤を添加してもよい。このような硬化促進剤及び/又は硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えばイミダゾ−ル系化合物、酸無水物、第3級アミン類、ヒドラジン類、芳香族アミン類、フェノール類、トリフェニルホスフィン類、有機過酸化物などを挙げることができる。これらの硬化促進剤及び/又は硬化剤は、1種又は2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0131】
上記硬化促進剤及び/又は硬化剤の使用量は、上記(C)成分の重量100重量部に対し0.1〜20重量部の範囲内であることが好ましく、0.5〜20重量部の範囲内であることがより好ましく、0.5〜15重量部の範囲内であることが特に好ましい。上記硬化促進剤及び/又は硬化剤が上記(C)成分の重量100重量部に対して0.1重量部未満であるとエポキシ樹脂の硬化が十分に行われず、逆に20重量部を超えると耐熱性の低下を引き起こす可能性がある。
【0132】
(難燃剤及び/又は難燃助剤)
難燃効果を高めるために、上記(A)成分及び(B)成分に示される難燃剤のほかに、他の難燃剤及び/又は難燃助剤を加えてもよい。他の難燃剤及び/又は難燃助剤を添加することにより、難燃性の相乗効果を促進させるほか、感光性ドライフィルムレジストのアルカリ溶解性を向上させることができる。
【0133】
(A)成分及び(B)成分以外の難燃剤としては、特に制限されるものではないが、例えばホスフィン、ホスファイト、ホスホナイト、ホスフィナイト、ホスフェート、ホスホネート、ホスフィネート、ホスフィンオキサイド等のリン化合物、ホスファゼン化合物等を挙げることができる。又、難燃助剤としては、特に制限されるものではないが、例えば窒素化合物、シリコーン化合物等を挙げることができる。
【0134】
上記難燃剤及び/又は難燃助剤の使用量は、上記(C)成分100重量部に対し50重量部以下であることが好ましく、30重量部以下であることがより好ましい。(C)成分100重量部に対して50重量部を超えると熱圧着時に樹脂が染み出しやすくなる傾向があり、更に硬化物の物性に悪影響を与える場合がある。
【0135】
<感光性樹脂組成物の調製方法と感光性ドライフィルムレジストの作製方法>
感光性樹脂組成物の調製方法及び感光性ドライフィルムレジストの作製方法について説明する。感光性ドライフィルムレジストは、感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を支持体フィルム上に均一に塗布・乾燥して作製される。
【0136】
<感光性樹脂組成物の調製方法>
まず、本発明の感光性樹脂組成物の調製方法について説明する。本発明の感光性樹脂組成物は、(A)環状リン酸エステル、(B)環状ホスファゼン化合物、(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸、(D)光反応開始剤、必要に応じて、(E)(メタ)アクリレート化合物、(F)エポキシ化合物、及び(G)その他の成分をある割合で混合したものであり、それを有機溶媒に均一に溶解させた溶液を感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液と称する。上記の有機溶媒は、感光性樹脂組成物に含有される成分を溶解することができる有機溶媒であれば、特に限定されるものではない。上記有機溶媒としては、例えば、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの有機溶媒は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、後の工程にて上記有機溶媒の除去を行うので、できるだけ沸点の低いものを選択することが製造工程上の点で好ましい。
【0137】
<感光性ドライフィルムレジストの製造方法>
公知の塗布方法により上記の感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を支持体フィルム上に均一に塗布した後、加熱及び/又は熱風吹き付けを行う。加熱及び/又は熱風吹き付けによって上記有機溶媒を除去し、感光性樹脂組成物がフィルム状となった感光性ドライフィルムレジストを得ることができる。このように形成された感光性ドライフィルムレジストは、感光性樹脂組成物を半硬化状態(Bステージ)で保ったものである。それゆえ、熱ラミネート処理等の熱圧着処理を行う場合には適度な流動性を持ち、プリント配線板のパターン回路の埋め込みを好適に行うことができる。又、パターン回路を埋め込んだ後、露光処理、熱圧着処理、加熱キュアを行うことによって、完全に硬化させることができる。
【0138】
上記加熱及び/又は熱風吹き付けを行うにあたり、感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を乾燥する時の温度は、感光性樹脂組成物に含有される(メタ)アクリロイル基、グリシジル基などの硬化性基が反応しない程度の温度であればよい。具体的には、120℃以下であることが好ましく、100℃以下であることが特に好ましい。又、乾燥時間は有機溶媒を除去することが可能な範囲内で、できるだけ短い時間とすることが好ましい。
【0139】
上記支持体フィルムの材料としては特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルムなどを挙げることができ、市販されている各種のフィルムが使用可能であり、特に限定されるものではない。上記支持体フィルムのうち、ある程度の耐熱性を有し、かつ比較的安価に手に入る点から、PETフィルムが多く用いられる。なお、支持体フィルムの感光性ドライフィルムレジストとの接合面については、密着性と剥離性を向上させるために表面処理されているものを用いるのが好ましい。
【0140】
更に、感光性樹脂組成物を支持体フィルムに塗布し乾燥して作製した感光性ドライフィルムレジストの上に、保護フィルムを積層することが好ましい。空気中のゴミやチリが付着することを防ぎ、さらに感光性ドライフィルムレジストの品質の劣化を防ぐことができる。
【0141】
上記保護フィルムは、感光性ドライフィルムレジスト面に50℃以下の温度でラミネートして積層することが好ましい。ラミネート処理時の温度が50℃よりも高くなると、保護フィルムの熱膨張を招き、ラミネート処理後の保護フィルムにしわやカールが生じる場合がある。なお、感光性ドライフィルムレジスト作製の工程中上記保護フィルムを剥離するため、保護フィルムと感光性ドライフィルムレジストとの接合面は、保管時には適度な密着性を有し、かつ剥離性に優れていることが好ましい。
【0142】
上記保護フィルムの材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンフィルム(PEフィルム)、ポリエチレンビニルアルコールフィルム(EVAフィルム)、「ポリエチレンとエチレンビニルアルコールの共重合体フィルム」(以下(PE+EVA)共重合体フィルムと略す)、「PEフィルムと(PE+EVA)共重合体フィルムの貼り合せ体」、もしくは「(PE+EVA)共重合体とポリエチレンとの同時押し出し製法によるフィルム」(片面がPEフィルム面であり、もう片面が(PE+EVA)共重合体フィルム面であるフィルムとなる)等を挙げることができる。
【0143】
上記PEフィルムは安価であり、表面の滑り性に優れているという長所がある。又、(PE+EVA)共重合体フィルムは、感光性ドライフィルムレジストへの適度な密着性と剥離性とを備えている。このような保護フィルムを用いることにより、保護フィルム、感光性ドライフィルムレジスト、支持体フィルムの3層を有する三層構造シートをロール状に巻き取った場合に、その表面の滑り性を向上することができる。
【0144】
<プリント配線板の作製>
以下の製法にて、本発明に係る感光性ドライフィルムレジストを絶縁保護層としてなるプリント配線板を作製する。プリント配線板として、パターン回路が形成されてなる銅箔を有する銅張り積層板(Copper Clad Laminate)(以下、回路付きCCLと称する)を用いる場合を例に挙げて説明するが、多層のプリント配線板を形成する場合にも、同様の手法により層間絶縁層を形成することができる。
【0145】
まず、上記にて説明した保護フィルム、感光性ドライフィルムレジスト、支持体フィルムを有してなる三層構造シートから保護フィルムを剥離する。以下では、保護フィルムが剥離されたものを支持体フィルム付き感光性ドライフィルムレジストと称する。次に、感光性ドライフィルムレジストと回路付きCCLとが対向するように、該回路付きCCLを、支持体フィルム付き感光性ドライフィルムレジストにて覆い、熱圧着によって貼り合せる。この熱圧着による貼り合わせは、熱プレス処理、ラミネート処理(熱ラミネート処理)、熱ロールラミネート処理等によって行えば良く、特に限定されるものではない。上記貼り合わせを、熱ラミネート処理、熱ロールラミネート処理(以下、ラミネート処理と記載)によって行う場合、処理温度は、ラミネート処理が可能である下限の温度(以下、圧着可能温度)以上であればよい。具体的には、上記圧着可能温度は、50〜150℃の範囲内であることが好ましく、60〜120℃の範囲内であることがより好ましく、特に80〜120℃の範囲内であることが好ましい。上記処理温度が150℃を超えると、ラミネート処理時に感光性ドライフィルムレジストに含まれる感光性反応基の架橋反応が生じ、感光性ドライフィルムレジストの硬化が進行する場合がある。一方、上記処理温度が50℃未満であると、感光性ドライフィルムレジストの流動性が低く、パターン回路を埋め込むことが困難となる。さらに、銅回路付きCCLの銅回路や該銅回路付きCCLのベースフィルムとの接着性が低下する場合がある。
【0146】
上記の熱圧着処理によって、回路付きCCL上に感光性ドライフィルムレジストが積層され、さらに支持体フィルムが積層されたサンプルが得られる。次いで、この貼り合わせサンプルについてパターン露光及び現像を行う。パターン露光及び現像に際しては、上記貼り合わせサンプルの支持体フィルム上にフォトマスクパターンを配置し、該フォトマスクを介して露光処理を行う。その後、支持体フィルムを剥離して現像処理を行うことにより、フォトマスクパターンに応じた穴(ビア)が形成される。
【0147】
なお、上記支持体フィルムは、露光処理後に剥離しているが、回路付きCCL上に支持体フィルム付き感光性ドライフィルムレジストが貼り合わせられた後に、すなわち、露光処理を行う前に剥離しても良い。感光性ドライフィルムレジストを保護する点からは、露光処理が完了した後に剥離することが好ましい。
【0148】
ここで露光に用いる光源としては、300〜430nmの光を有効に放射する光源が好ましい。この理由は、感光性ドライフィルムレジストに含有される光反応開始剤が、通常450nm以下の光を吸収して機能するためである。
【0149】
又、上記現像処理に用いる現像液としては、塩基性化合物が溶解した塩基性溶液を用いればよい。上記塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又は炭酸塩や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機アミン化合物等を挙げることができる。上記塩基性化合物は1種を用いてもよいし、2種以上の化合物を用いてもよい。一方、塩基性化合物を溶解させる溶媒としては、上記塩基性化合物を溶解することができる溶媒であれば特に限定されるものではないが、環境問題等の観点から、水を使用することが特に好ましい。
【0150】
上記塩基性溶液に含有される塩基性化合物の濃度は、0.1〜10重量%の範囲内であることが好ましいが、感光性ドライフィルムレジストの耐アルカリ性の点から、0.1〜5重量%の範囲内とすることがより好ましい。
【0151】
なお、現像処理の方法としては、特に限定されるものではないが、塩基性溶液中に現像サンプルを入れて攪拌する方法や、現像液をスプレー状にして現像サンプルに噴射する方法等が挙げられる。
【0152】
ここで、感光性ドライフィルムレジストのパターンが描けるまでの現像時間は、パターンが描ける時間であれば特に限定されないが、180秒以下の時間で現像できることが好ましく、90秒以下の時間で現像できることがより好ましく、60秒以下の時間で現像できることが更に好ましい。現像時間が180秒を超えると生産性が劣る傾向がある。
【0153】
又現像時間の目安として、Bステージ(半硬化)状態の感光性ドライフィルムレジストの溶解時間を測定する方法がある。なお本発明に係るアルカリ溶解性とは、Bステージ(半硬化)状態における感光性ドライフィルムレジストの溶解のされ易さを示す。Bステージ(半硬化)状態の感光性ドライフィルムレジストの溶解時間を測定する方法は、具体的には、感光性ドライフィルムレジストを銅箔光沢面に貼り合わせた未露光のサンプルを、1重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液(液温40℃)を現像液として、スプレー圧0.85MPaでスプレー現像処理を行うという方法である。このスプレー現像処理により、感光性ドライフィルムレジストが180秒以下の時間で溶解して除去されることが好ましく、90秒以下の時間で溶解できることがより好ましく、60秒以下の時間で溶解できることが最も好ましい。感光性ドライフィルムレジストが溶解除去されるまでの時間が180秒を超えると、作業性が低下する傾向がある。
【0154】
上記のように露光・現像処理が施された後、感光性ドライフィルムレジストに対して、加熱キュアを行うことにより、感光性ドライフィルムレジストが完全に硬化する。これにより、硬化した感光性ドライフィルムレジストは、プリント配線板の絶縁保護膜となる。
【0155】
又、多層のプリント配線板を形成する場合には、プリント配線板の保護層を層間絶縁層とし、該層間絶縁層上に、さらにスパッタリングや鍍金、もしくは銅箔との貼り合わせ等を行った後、パターン回路を形成し、上記のように感光性ドライフィルムレジストをラミネートすればよい。これにより、多層のプリント配線板を作製することができる。
【0156】
なお、本実施の形態では、感光性ドライフィルムレジストを、プリント配線板の絶縁保護材料又は層間絶縁材料として用いる場合について説明したが、上記の用途以外に用いることも可能である。すなわち、本発明は、下記実施例だけに限定されるものではない。
【実施例】
【0157】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。感光性樹脂組成物の調製及び感光性ドライフィルムレジストの具体的な製造例、及びその物性の評価は次のようにして行った。
【0158】
<感光性樹脂組成物の調製>
1,3−ジオキソラン又はN,N−ジメチルホルムアミドに(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸を溶解させ、その固形分重量%(Sc)を30%として、ポリイミド又はポリアミド酸溶液を調製した。この溶液に対して、(A)〜(B)、及び(D)〜(G)成分を混合・攪拌し、最終的な固形分重量%(Sc)が40%となるように感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製した。ここで、固形分重量とは、有機溶媒以外の材料、すなわち(A)〜(G)成分の総重量を示し、液体の材料であっても固形分に含めるものとする。
【0159】
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
上記の感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を、乾燥後の厚み(感光性ドライフィルムレジストの厚み)が20〜25μmになるように支持体フィルムに塗布した。支持体フィルムとしては、PETフィルム(厚み25μm、製品名ルミラー、東レ株式会社製)を用いた。その後、支持体フィルム上の塗布層を乾燥することによって、有機溶媒を除去した。なお乾燥温度及び時間は、ポリイミドを使用した1,3−ジオキソラン溶媒系では90℃で2分間、ポリアミド酸を使用した1,3−ジオキソラン及びN,N−ジメチルホルムアミドの混合溶液系では130℃で3分間である。これにより、感光性ドライフィルムレジスト/PETフィルム(支持体フィルム)からなる2層構造シートを得た。なお、感光性ドライフィルムレジスト層はBステージ状態にある。
【0160】
続いて、上記2層構造シートにおける感光性ドライフィルムレジスト層の上に、ポリエチレンフィルム(厚み40μm、製品名GF−1、タマポリ株式会社製)をロール温度20℃、ニップ厚75000Pa・mの条件でロールラミネートして、保護フィルム/感光性ドライフィルムレジスト/PETフィルムの三層を有する三層構造シートを得た。
【0161】
<感光性ドライフィルムレジストの物性の評価>
上記のようにして調製された感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液及び製造された感光性ドライフィルムレジストについて、アルカリ溶解性、現像性、難燃性、及び耐薬品性について評価を行った。
【0162】
<アルカリ溶解性>
まず、電解銅箔(三井金属株式会社製、厚み38μm)を10重量%硫酸水溶液で1分間ソフトエッチング(銅箔表面の防錆剤を除去する工程である)し、水洗い後、エタノール、アセトンで表面を洗ってから乾燥させた。感光性ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離後、前記電解銅箔(ソフトエッチング後のもの)の光沢面に、100℃、75000Pa・mの条件でラミネートした。未露光の状態でこのサンプルのPETフィルムを剥離した後、スプレー現像機(サンハヤト株式会社製、エッチングマシーンES−655D)を用いて、1重量%の水酸化ナトリウム水溶液(液温40℃)、スプレー圧0.85MPaにて、感光性ドライフィルムレジストが溶けるまでの時間を測定した。溶けるまでの時間が60秒以内であるものを合格とした。
【0163】
<現像性>
まず、電解銅箔(三井金属株式会社製、厚み38μm)を10重量%硫酸水溶液で1分間ソフトエッチングし、水洗い後、エタノール、アセトンで表面を洗ってから乾燥させた。感光性ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離後、前記電解銅箔(ソフトエッチング後のもの)の光沢面に、100℃、75000Pa・mの条件でラミネートした。この積層体のPETフィルムの上に、100×100μm角及び200×200μm角の四角を描いたマスクパターンをのせ、波長405nmの光を300mJ/cm2だけ露光した。このサンプルのPETフィルムを剥離した後、スプレー現像機(サンハヤト株式会社製、エッチングマシーンES−655D)を用いて、1重量%の水酸化ナトリウム水溶液又は炭酸ナトリウム水溶液(液温40℃)、スプレー圧0.85MPa、現像時間30秒間〜180秒間の条件で現像した。現像によって形成したパターンは、蒸留水により洗浄して現像液を除去したのち乾燥させた。光学顕微鏡で観察して100×100μm角及び200×200μm角の四角部分が現像できていれば合格とした。
【0164】
<難燃性>
感光性ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離後、感光性ドライフィルムレジスト面を厚み25μmのポリイミドフィルム(製品名アピカルAH、株式会社カネカ製)に100℃、75000Pa・mの条件で両面にラミネートした。この貼り合わせサンプルを両面とも波長405nmの光で600mJ/cm2だけ露光した後、PETフィルムを剥離し、ポリイミドを使用した系では180℃で2時間、ポリアミド酸を使用した系では230℃で15分間加熱して完全に硬化させた。このサンプルの難燃性をUL94 VTM−0に準拠して評価した。VTM−0を達成しているものを合格とした。
【0165】
<耐薬品性>
まず、電解銅箔(厚み38μm、三井金属株式会社製)を10重量%硫酸水溶液で1分間ソフトエッチングし、水洗い後、エタノール、アセトンで表面を洗ってから乾燥させた。感光性ドライフィルムレジストの保護フィルムを剥離後、前記電解銅箔(ソフトエッチング後)の光沢面に、100℃、75000Pa・mの条件でラミネートした。この貼り合わせサンプルを波長405nmの光で600mJ/cm2だけ露光した後、PETフィルムを剥離し、ポリイミドを使用した系では180℃で2時間、ポリアミド酸を使用した系では230℃で15分間加熱して完全に硬化させた。1水準につき上記サンプルを5枚作製し、それぞれイソプロピルアルコール(以下IPAと略)、メチルエチルケトン(以下MEKと略)、2mol/Lの塩酸、1mol/Lの硫酸、及び2mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に10分間浸漬後、感光性ドライフィルムレジストに剥がれや色、厚みの変化があるか観察した。全ての試験片において変化が無いものを合格とした。
【0166】
<(A)成分の合成手順>
(合成例1:メタクリロイル基を有する環状リン酸エステルの合成)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコに10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(製品名HCA−HQ、三光株式会社製)を32.49g、N,N−ジメチルアセトアミドを19.51g(以下、DMAcと略)、メタクリル酸グリシジル(以下、GMAと略)を56.83g、及び重合禁止剤であるハイドロキノンを0.0134g入れ、攪拌機で攪拌して溶解させたのち、トリエチルアミンを0.60g加え150℃、4時間加熱攪拌した。このようにして得たオイルをヘキサン及びイソプロピルアルコールで洗浄し、褐色のオイルを得た。生成物の1HNMRスペクトルより原料にあった水酸基のピークが完全に消失し、メタクリル水素のピークが出現していることから、変性率は100%であることがわかった。
【0167】
(合成例2:メタクリロイル基を有する環状リン酸エステルの合成)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコに9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(製品名HCA、三光株式会社製)を32.25g、DMAcを15.92g、ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)を72.65g、及び重合禁止剤であるハイドロキノンを0.0097g入れ、攪拌機で攪拌して溶解させたのち、トリエチルアミンを0.45g加え70℃、2時間加熱攪拌した。このようにして得たオイルをヘキサンで洗浄し、白色のオイルを得た。生成物の1HNMRスペクトルより原料にあったP−H水素のピークが完全に消失し、メタクリル水素のピークが出現していることから、変性率は100%であることがわかった。
【0168】
(合成例3:グリシジル基を有する環状リン酸エステルの合成)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコに9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(製品名HCA、三光株式会社製)を32.29g、DMAcを16.00g、GMAを42.62g入れて、攪拌機で攪拌して溶解させたのち、トリエチルアミンを0.45g加え80℃で3時間、続いて90℃で1時間加熱攪拌した。このようにして得たオイルをヘキサンで洗浄し、64.2gの黄色のオイルを得た。生成物の1HNMRスペクトルより原料にあったP−H水素のピークが完全に消失し、エポキシ基由来のピークが出現していることから、変性率は100%であることがわかった。
【0169】
(合成例4:グリシジル基を有する環状リン酸エステルの合成)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコに9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(製品名HCA、三光株式会社製)を21.53g、DMAcを16.32g、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名エピコート828、ジャパンエポキシレジン株式会社製)を17.89g入れて、攪拌機で攪拌しかつ120℃に加熱して溶解させたのち、トリフェニルホスフィンを0.0201g加え150℃、5時間加熱攪拌した。このようにして得たオイルをヘキサン、イソプロピルアルコールで洗浄し、透明なオイルを得た。1HNMRスペクトルでの原料と生成物それぞれにおけるP−H水素のピークと芳香環水素のピークとの比から、変性率は91%であると算出された。
【0170】
<(B)成分の合成手順>
(合成例5:メタクリロイル基を有する環状ホスファゼンの合成)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコに環状ホスファゼン(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)を67.62g入れ70℃に加熱し融解させたのち、重合禁止剤であるN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩を0.20g、トリエチルアミンを1.00g、及びGMAを55.26g入れ70℃にて6時間加熱攪拌した。このようにして得た生成物をヘキサンで洗浄し、褐色オイルを得た。1HNMRスペクトルでの原料と生成物それぞれにおける水酸基のピークとメタクリル水素のピークの比から、変性率は69%であると算出された。
【0171】
<(C)成分の合成手順>
有機溶媒に可溶なポリイミド又はポリアミド酸の原料として使用した化合物、及びその略称は以下の通りである。
ESDA:(2,2’−ビス(ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート)−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物
MBAA:[ビス(4−アミノ−3−カルボキシ)フェニル]メタン
KF−8010:シリコンジアミンの製品名、信越化学工業株式会社製
DAM−1:2,2’−ジアミノビスフェノールA
BAPS−M:ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン
BPADA:4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸無水物
APB:1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン
APDS:シリコンジアミンの製品名、チッソ株式会社製
又、ポリイミドの重量平均分子量は、東ソー株式会社製HLC8220GPCを使用し、サイズ排除クロマトグラフィーにより、ポリエチレンオキシド換算で算出した。
【0172】
(合成例6:カルボキシル基を有する有機溶媒に可溶なポリイミドの合成、及びメタクリル基の導入)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコにジアミンESDA17.3g、DMFを30g入れて、攪拌機で攪拌して溶解させた。次に、酸二無水物MBAA5.15gをDMF9gに溶解したのち、上記ESDAのDMF溶液に加え、激しく攪拌した。溶液が均一になったらさらに、上記溶液にシリコンジアミンKF−8010を7.47g加え、激しく攪拌した。溶液が均一になったら最後に、BAPS−Mを1.29g加えて1時間激しく攪拌した。このようにして得たポリアミド酸溶液をフッ素系樹脂でコートしたバットにとり、真空オーブンで、200℃、660Paの圧力で2時間減圧乾燥し、26.40gのカルボキシル基を有するポリイミドを得た。このポリイミドの酸当量は835、重量平均分子量は37000であった。
【0173】
次に、上記のカルボキシル基を有するポリイミド20.0gをDMF40gに溶解し、GMAを1.71g、トリエチルアミンを0.1g、及び重合禁止剤としてN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩を0.02g加え、80℃で5時間攪拌を行った。この溶液をメタノール500mlに投入し、析出した樹脂分をミキサーで粉砕後、メタノールで洗浄、乾燥して、21.2gのメタクリル基を有するポリイミドを得た。このポリイミドの酸当量は1811、重量平均分子量は38000であった。
【0174】
(合成例7:水酸基を有する有機溶媒に可溶なポリイミドの合成、及びメタクリル基の導入)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコにジアミンDAM−1を69.7g、DMFを100g入れ、DAM−1のDMF溶液を調製した。次に上記DMF溶液に、シリコンジアミンKF−8010を24.9g添加し、激しく攪拌した。溶液が均一になった後、さらに、酸二無水物ESDA173gをDMF300gに溶解させた溶液を加えて約1時間激しく攪拌した。このようにして得たポリアミド酸溶液をフッ素系樹脂でコートしたバットにとり真空オーブンで200℃、660Paの圧力で2時間減圧乾燥し、241.0gの水酸基を有するポリイミドを得た。このポリイミドの酸当量は475、重量平均分子量は26000であった。
【0175】
次に、上記の水酸基を有するポリイミド100gを、DMF200gに溶解させ、GMA15.1g、トリエチルアミン1.0g、重合禁止剤として、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩を0.1g加え、80℃で5時間攪拌を行った。この溶液をメタノール1000mLに投入し、析出した樹脂分をミキサーで粉砕後、メタノールで洗浄、乾燥して、113.4gのメタクリル基を有するポリイミドを得た。このポリイミドの酸当量は1132、重量平均分子量は30000であった。
【0176】
(合成例8:有機溶媒に可溶なポリアミド酸の合成)
攪拌機を設置した500mLのセパラブルフラスコに酸二無水物BPADAを26.0g、DMFを38.5g入れ、BPADAのDMF溶液を調整した。次に上記DMF溶液に、シリコンジアミンAPDSを2.48g添加し、激しく攪拌した。溶液が均一になった後、さらに、ジアミンAPB11.7gをDMF17.5gに溶解させた溶液を加えて約1時間激しく攪拌した。このようにして得たポリアミド酸のDMF溶液をそのまま使用した。このポリアミド酸の重量平均分子量は34000であった。
【0177】
(実施例1)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)環状リン酸エステル
合成例1で合成した環状リン酸エステル・・・・・44重量部
(B)環状ホスファゼン
水酸基を有するホスファゼン化合物(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)・・・・・22重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド
合成例6で合成したポリイミド・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・2重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・11重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・11重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・44重量部
(F)エポキシ化合物
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名エピコート828、ジャパンエポキシレジン株式会社製)・・・・・33重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:60秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0178】
(実施例2)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)環状リン酸エステル
合成例2で合成した環状リン酸エステル・・・・・29重量部
(B)環状ホスファゼン
水酸基を有するホスファゼン化合物(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)・・・・・43重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド
合成例6で合成したポリイミド・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・3重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・14重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・14重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・86重量部
(F)エポキシ化合物
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名エピコート828、ジャパンエポキシレジン株式会社製)・・・・・63重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:50秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0179】
(実施例3)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)環状リン酸エステル
合成例3で合成した環状リン酸エステル・・・・・29重量部
(B)環状ホスファゼン
水酸基を有するホスファゼン化合物(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)・・・・・43重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド
合成例6で合成したポリイミド・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・3重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・14重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・14重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・86重量部
(F)エポキシ化合物
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名エピコート828、ジャパンエポキシレジン株式会社製)・・・・・63重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0180】
(実施例4)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)環状リン酸エステル
合成例4で合成した環状リン酸エステル・・・・・14重量部
(B)環状ホスファゼン
水酸基を有するホスファゼン化合物(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)・・・・・29重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド
合成例6で合成したポリイミド・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・3重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・14重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・14重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・86重量部
(F)エポキシ化合物
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名エピコート828、ジャパンエポキシレジン株式会社製)・・・・・46重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:50秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0181】
(実施例5)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)環状リン酸エステル
合成例1で合成した環状リン酸エステル・・・・・29重量部
(B)環状ホスファゼン
合成例5で合成した環状ホスファゼン・・・・37重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド
合成例6で合成したポリイミド・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・3重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・14重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・14重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・86重量部
(F)エポキシ化合物
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名エピコート828、ジャパンエポキシレジン株式会社製)・・・・・46重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0182】
(実施例6)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
(A)環状リン酸エステル
合成例3で合成した環状リン酸エステル・・・・・14重量部
(B)環状ホスファゼン
水酸基を有するホスファゼン化合物(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)・・・・・51重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド
合成例7で合成したポリイミド・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・3重量部
ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)チタニウム(製品名イルガキュア784、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・3重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・14重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・86重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・14重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:40秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0183】
(実施例7)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
以下に示す成分を混合して感光性樹脂組成物の有機溶媒溶液を調製し、Bステージ状態の感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0184】
(A)環状リン酸エステル
合成例1で合成した環状リン酸エステル・・・・・22重量部
(B)環状ホスファゼン
水酸基を有するホスファゼン化合物(製品名SPH−100、大塚化学株式会社製)・・・・・22重量部
(C)有機溶媒に可溶なポリアミド酸
合成例8で合成したポリアミド酸・・・・・100重量部
(D)光反応開始剤
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(製品名イルガキュア819、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・2重量部
ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)チタニウム(製品名イルガキュア784、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)・・・・・2重量部
(E)(メタ)アクリレート化合物
ビスフェノールAグリセレートジアクリレート(シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社製)・・・・・11重量部
フタル酸エステルモノアクリレート(製品名V#2308、大阪有機化学工業株式会社製)・・・・・11重量部
変性エポキシアクリレート(製品名Ebecryl3708、ダイセル・ユーシービー株式会社製)・・・・・44重量部
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:50秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0185】
(比較例1)
<感光性ドライフィルムレジストの作製>
実施例4の(A)成分を除く以外は実施例4と同様の条件で、感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0186】
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:60秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0とならず不合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
【0187】
このように、環状リン酸エステルを除くと難燃性が低下する結果となった。
【0188】
(比較例2)
実施例1の(B)成分を除き、(A)成分を67重量部に変更した以外は、実施例1と全く同様の条件で感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0189】
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:50秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴、200×200μm角の穴がともに現像できており合格。
難燃性:VTM−0とならず不合格。
耐薬品性:MEKにて膜減りが見られ不合格。
【0190】
このように、環状リン酸エステルを除くと難燃性、耐薬品性が低下する結果となった。
【0191】
(比較例3)
実施例2の(D)成分を除く以外は、実施例2と全く同様の条件で感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0192】
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:50秒で溶解できており合格。
現像性:200×200μm角の穴が現像できず不合格。
難燃性:VTM−0とならず不合格。
耐薬品性:水酸化ナトリウム水溶液にて膜減りが起こり不合格。
このように、光反応開始剤を除くと硬化反応が不十分となり、現像性、難燃性及び耐薬品性が低下する結果となった。
【0193】
(比較例4)
実施例3の(A)成分の代わりに(G)成分としてシリコーン化合物(製品名KR−217、信越化学工業株式会社製)を使用する以外は実施例3と全く同様の条件で感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0194】
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:溶解に60秒以上要し不合格。
現像性:200×200μm角の穴が現像できず不合格。
難燃性:VTM−0とならず不合格。
耐薬品性:どのサンプルも変化無く合格。
このように、環状リン酸エステルの代わりに難燃助剤であるシリコーン化合物を使用しても十分な難燃性は得られず、アルカリ溶解性及び現像性が低下する結果となった。
【0195】
(比較例5)
実施例6の(B)成分の代わりに(G)成分であるトリフェニルホスフェートを使用する以外は実施例6と全く同様の条件で感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0196】
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:30秒で溶解できており合格。
現像性:100×100μm角の穴が現像できず不合格。
難燃性:VTM−0とならず不合格。
耐薬品性:MEKにて膜減りが起こり不合格。
【0197】
このように、環状ホスファゼンの代わりに分解温度が低いリン酸エステルを使用すると、アルカリ溶解性は向上するが、現像性、難燃性、及び耐薬品性が低下する結果となった。
【0198】
(比較例6)
実施例7の(B)成分の代わりに(G)成分であるトリクレジルホスフェートを使用する以外は実施例7と全く同様の条件で感光性ドライフィルムレジストを作製した。
【0199】
<物性の評価結果>
得られた感光性ドライフィルムレジストの物性評価結果は、次のようになった。
アルカリ溶解性:60秒で溶解できており合格。
現像性:200×200μm角の穴が現像できず不合格。
難燃性:VTM−0が達成できており合格。
耐薬品性:MEKにて膜減りが起こり不合格。
【0200】
このように、環状はなくかつ反応活性基を有さないリン酸エステルを使用すると、現像性及び耐薬品性が低下するという結果となった。
【0201】
実施例・比較例の条件と結果を表1、2に列記した。
【0202】
【表1】

【0203】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0204】
本発明はフレキシブルプリント配線板等のプリント配線板を製造する産業、例えば電子部品用の樹脂材料を製造する樹脂産業分野に好適に用いることができるだけではなく、このようなプリント配線板を用いる電子機器の産業分野に好適に用いることができる

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)下記一般式(1)で示される環状リン酸エステル
【化1】

(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2は少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を表す。)、
(B)環状ホスファゼン化合物、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸、
及び
(D)光反応開始剤、
を必須成分とする感光性樹脂組成物。
【請求項2】
前記(A)の一般式(1)のR2が少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の芳香族炭化水素基である、前記(A)が1〜50重量部、
前記(B)が1〜100重量部、
前記(C)が100重量部、
及び
前記(D)が0.001〜10重量部、
であることを特徴とする、請求項1記載の感光性樹脂組成物。
【請求項3】
(A)下記一般式(2)で示される環状リン酸エステル
【化2】

(式中、R3は水素原子又はメチル基を表し、R4は少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基又はグリシジル基を有する1価の有機基を表す。) 1〜50重量部、
(B)環状ホスファゼン化合物 1〜100重量部、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸 100重量部、
及び
(D)光反応開始剤0.001〜10重量部、
を必須成分とする感光性樹脂組成物。
【請求項4】
(A)少なくとも2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、
少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物と、
下記一般式(3)で示される環状リン酸エステル
【化3】

(式中、R5は水素原子又はメチル基を表す。)とを、
反応させることで得られるリン化合物 1〜50重量部、
(B)環状ホスファゼン化合物 1〜100重量部、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸 100重量部、
及び
(D)光反応開始剤0.001〜10重量部
を必須成分とする感光性樹脂組成物。
【請求項5】
(A)少なくとも2個以上のグリシジル基を有する化合物、
少なくとも1個以上の(メタ)アクリロイル基かつ少なくとも1個以上のグリシジル基を有する化合物
の中から選ばれる1つの化合物と、
下記一般式(4)で示される環状リン酸エステル
【化4】

(式中、R6は水素原子又はメチル基を表す。)とを、
反応させることで得られるリン化合物 1〜50重量部、
(B)環状ホスファゼン化合物 1〜100重量部、
(C)有機溶媒に可溶なポリイミド及び/又は有機溶媒に可溶なポリアミド酸 100重量部、
及び
(D)光反応開始剤0.001〜10重量部、
を必須成分とする感光性樹脂組成物。
【請求項6】
前記(B)成分が、下記一般式(5)で示される環状ホスファゼン化合物
【化5】

(式中、R7は水素原子又は(メタ)アクリロイル基を有する1価の有機基を表す。nは3以上10以下の整数を表す。)
であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【請求項7】
前記(C)成分が、カルボキシル基及び/又は水酸基を有し、かつ有機溶媒に可溶なポリイミドであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【請求項8】
前記(A)〜(D)成分に加えて、
(E)(メタ)アクリレート化合物 5〜200重量部
を含有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【請求項9】
前記(A)〜(D)成分に加えて、
(F)エポキシ化合物 5〜100重量部
を含有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を含むことを特徴とする、感光性ドライフィルムレジスト。
【請求項11】
請求項10に記載の感光性ドライフィルムレジストを絶縁保護層として用いることを特徴とする、プリント配線板。

【公開番号】特開2006−251715(P2006−251715A)
【公開日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−71759(P2005−71759)
【出願日】平成17年3月14日(2005.3.14)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】