JP3295012B2 - 可視光硬化型ソルダーレジスト組成物及びソルダーレジストパターンの形成方法 - Google Patents
可視光硬化型ソルダーレジスト組成物及びソルダーレジストパターンの形成方法Info
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Description
ダーレジスト組成物及びソルダーレジストパターンの形
成方法に関する。更に詳しくは、本発明は、導体回路を
形成したプリント配線板の導体金属の酸化防止や電気絶
縁を目的とし、保護被膜を形成すべき領域に保護被膜を
形成するための保護被膜形成用の可視光硬化型ソルダー
レジスト組成物及びソルダーレジストパターンの形成方
法に関するものである。
リーン印刷法と紫外線を用いる写真焼き付け法の二種類
の方法が知られている。スクリーン印刷法は生産性が高
く、費用が廉価であるが、印刷精度及び再現性が悪いた
め、0.2mmが印刷可能な幅の限界である。
度及び再現性は良好であるが、生産性が低い。更に、紫
外線を用いるので、下記のような問題がある。従来の写
真焼き付け法において用いられている感光性組成物は、
フォトレジスト、平板又は凸版用製版材料、オフセット
印刷用PS版材料、情報記録絶縁材料、ソルダーレジス
ト等の各種の用途に広く使用されている。これらの感光
性組成物は、紫外線に感光するものが多い。また、その
感度は、一般的には数十〜数百mJ/cm2 と非常に小
さいため、高出力の光源が必要である。更に、この方法
では、感光に要するエネルギーの変換効率が悪いので、
マスクを用いて紫外線による露光が行われている。
を用いて直接描画することにより画像を形成する方法も
知られている。この方法ではエネルギー変換効率が良く
なるという利点だけでなく、画像形成工程も大幅に簡略
化できるという利点がある。直接描画用の走査露光光源
としては、紫外線レーザーよりも、寿命が長く、安定な
光強度を有する可視光レーザーを用いることが望まし
い。そのため可視光レーザーを走査させて露光すること
の可能な感度を有する可視光硬化型組成物が要望されて
いる。
用製版材料が特開昭62−31848号公報に、光重合
開始剤組成物を含み、低光量の紫外線及び可視光に感光
すると共にレーザーを使用した露光にも使用可能な高感
度光重合性組成物が特開昭61−233736号公報
に、紫外線のみならず可視光、特に500nm近傍の光
でも感光する重合性組成物が特開昭60−221403
号公報に報告されている。
ストのような膜厚の厚い用途においても、可視光レーザ
ーを走査して露光することの可能な感度を有する可視光
硬化型ソルダーレジスト組成物の出現が要望されてい
る。例えば特開平3−179064号公報等には、可視
光硬化型樹脂組成物が記載されている。この公報に記載
された組成物は、エッチングパターン形成用等の比較的
薄い膜厚で使用され、エッチング後除去されるものであ
る。これに対して、ソルダーレジストパターン形成用の
比較的厚い膜厚での使用において、実用化の域に達して
いる可視光硬化型樹脂組成物はなかった。
形成は、一般に、スクリーン印刷法又は紫外線硬化型ソ
ルダーレジスト組成物(例えば、特開平1−14190
4号公報、特公平1−54390号公報等)に紫外線を
照射する写真焼き付け法により行われている。しかしな
がら、これら両方法には、上記で述べたような問題があ
った。
課題を鑑み、可視光レーザーの走査により容易にパター
ンを形成しうるソルダーレジスト組成物について検討し
た結果、本発明をなすに至った。かくして本発明によれ
ば、樹脂成分が、ノボラック樹脂骨格を有する光硬化性
エポキシ樹脂及び下記式
−2−ヒドロキシメチル1,3−プロパンジオール又は
ペンタエリスリトールに由来する多価アルコール残基、
Cは3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸又は4
−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸に由来する残
基、nは1又は2の整数を示す)からなる多官能性アク
リル系モノマーからなり、光重合又は架橋を促進する成
分が、光反応開始剤、増感色素及び環内に少なくとも2
つの窒素原子を含有する複素環化合物からなり、かつ任
意に希釈剤及び他の添加剤を含むことを特徴とする可視
光硬化型ソルダーレジスト組成物が提供される。
型ソルダーレジスト組成物を基体上に塗布し、ソルダー
レジストパターンの形成を所望する領域にのみ可視光を
照射することにより照射領域の可視光硬化型ソルダーレ
ジスト組成物を硬化させ、可視光硬化型ソルダーレジス
ト組成物を現像することにより非照射領域の可視光硬化
型ソルダーレジスト組成物を溶解除去した後、熱処理に
付すことによりソルダーレジストパターンを形成するこ
とを特徴とするソルダーレジストパターンの形成方法が
提供される。
ジスト組成物は、ノボラック樹脂骨格を有する光硬化性
エポキシ樹脂及び多官能性アクリル系モノマーからなる
樹脂成分を含む。まず、ノボラック樹脂骨格を有する光
硬化性エポキシ樹脂(以下、単に光硬化性エポキシ樹脂
ともいう)としては、光で重合及び/又は架橋すること
によってより高分子の樹脂を形成して硬化するものをい
う。この光硬化性エポキシ樹脂は、公知の樹脂をいずれ
も使用することができる。具体的には、以下の反応生成
物が挙げられる。なお、以下の反応生成物は、可視光の
照射により重合及び/又は架橋することにより硬化する
という意味において、所謂プレポリマーとして機能す
る。 (a)ノボラック型エポキシ化合物と不飽和モノカルボ
ン酸とのエステル化反応によって生成するエポキシ基の
全エステル化物又は部分エステル化物、該エステル化反
応によって生成するエステル化物の二級水酸基と飽和又
は不飽和多塩基酸無水物との反応生成物、及び/又はジ
イソシアネート類と1分子中に1個の水酸基を有する
(メタ)アクリレート類との反応生成物と上記エステル
化物の二級水酸基とを反応させて得られる反応生成物。 (b)ノボラック型エポキシ化合物と不飽和フェノール
化合物とのエーテル化反応によって生成するエポキシ基
の全エーテル化物又は部分エーテル化物、該エーテル化
反応によって生成するエーテル化物の二級水酸基と飽和
又は不飽和多塩基酸無水物との反応生成物、及び/又は
ジイソシアネート類と1分子中に1個の水酸基を有する
(メタ)アクリレート類との反応生成物と上記エーテル
化物の二級水酸基とを反応させて得られる反応生成物。
が挙げられる。これら反応生成物は、単独でも、組み合
わせて使用してもよい。
ェノール、クレゾール、ハロゲン化フェノール、アルキ
ルフェノール等のフェノール類とホルムアルデヒドとを
酸性触媒の下で反応させて得られるノボラック類と、エ
ピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリン
とを反応させて得られるものが好ましい。具体的には、
東都化成社製YDCN−701,YDCN−704,Y
DPN−638,YDPN−602;ダウ・ケミカル社
製DEN−431,DEN−439;チバ・ガイギー社
製EPN−1138,EPN−1235,EPN−12
99;大日本インキ化学工業社製N−730,N−77
0,N−865,N−665,N−673,N−69
5,VH−4150,VH−4240,VH−444
0;日本化薬社製EOCN−120,EOCN−10
4,BRRN−1020;旭化成工業社製ECN−26
5,ECN−293,ECN−285,ECN−299
等が挙げられる。
又は全部を、例えば油化シェル社製エピコート828,
エピコート1007,エピコート807;大日本インキ
化学工業社製エピクロン840,エピクロン860,エ
ピクロン3050,エピクロン830;ダウ・ケミカル
社製DER−330,DER−337,DER−36
1,DER−332,DER−662,DER−54
2;ダイセル化学工業社製セロキサイド2021、セロ
キサイド3000;三菱ガス化学社製TETRAD−
X,TETRAD−C;日本曹達社製EPB−13,E
PB−27;東都化成社製YD−116,YD−12
8,YD−013,YD−020,YDG−414,S
T−3000,ST−110,YDF−190,YDF
−2004,YDF−2007;チバ・ガイギー社製G
Y−260,GY−255,XB−2615等のビスフ
ェノールA型、ビスフェノールF型、水添ビスフェノー
ルA型、臭素化ビスフェノールA型、アミノ基含有、脂
環式又はポリブタジエン変性等のグリシジルエーテル型
エポキシ化合物に置き換えてもよい。
クレゾールノボラック型エポキシ化合物を使用すること
が特に好ましい。不飽和モノカルボン酸としては、アク
リル酸、メタクリル酸、β−スチリルアクリル酸、β−
フルフリルアクリル酸、クロトン酸、α−シアノ桂皮
酸、桂皮酸等が挙げられる。更に、フタル酸、テトラヒ
ドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、コ
ハク酸、イタコン酸、クロレンド酸、メチルヘキサヒド
ロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル
酸及びメチルテトラヒドロフタル酸等の飽和又は不飽和
二塩基酸の無水物、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアク
リレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、
グリセリンジアクリレート、トリメチロールプロパンジ
アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トリ
グリシジルイソシアヌレート、これらアクリレートに対
応するメタクリレート類等が挙げられる。また更に、上
記飽和又は不飽和二塩基酸の無水物とグリシジル(メ
タ)アクリレートを、公知の方法により等モル比で反応
させて得られる半エステル等が挙げられる。これら不飽
和モノカルボン酸は、単独でも、組み合わせて使用して
もよい。
酸が好ましい。飽和又は不飽和多塩基酸無水物として
は、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフ
タル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、クロレン
ド酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルエンドメチ
レンテトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル
酸、トリメリット酸、ピロメリット酸及びベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸等の無水物が挙げられる。これら飽
和又は不飽和多塩基酸無水物の内、無水テトラヒドロフ
タル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸が好ましい。
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キ
シリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、リ
ジンジイソシアネート等が挙げられる。これらジイソシ
アネート類の内、トリレンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネートが好ましい。
アクリレート類としては、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチ
ルアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレ
ート、グリセリンジアクリレート、トリメチロールプロ
パンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、
トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、これら
アクリレートに対応するメタクリレート類等も使用でき
る。これら(メタ)アクリレート類の内、ヒドロキシエ
チルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ートが好ましい。
ヒドロキシカルコン、2’−ヒドロキシカルコン及び
4,4’−ジヒドロキシカルコン等が挙げられる。これ
ら不飽和フェノール化合物の内、4’−ヒドロキシカル
コンが好ましい。ここで、上記(a)及び(b)におい
て、エポキシ当量/カルボン酸当量は、全エステル化物
及び全エーテル化物の場合、0.8〜3.3(好ましく
は0.9〜1.1)の範囲であり、部分エステル化物及
び部分エーテル化物の場合、1.1〜2.5の範囲であ
ることが好ましい。
テル化及びエーテル化反応は、例えば有機溶媒、熱重合
禁止剤及び触媒の存在下で、70〜140℃で攪拌する
ことにより行うことができる。更に、上記(a)及び
(b)のエステル化及びエーテル化反応によって生成す
るエステル及びエーテル化物の二級水酸基と多塩基酸無
水物との反応において、二級水酸基当量に対する酸無水
物当量は、0.15以上が好ましく、より好ましくは
0.3以上である。この反応は、例えば有機溶媒、熱重
合禁止剤及び触媒の存在下で、70〜120℃で攪拌す
ることにより行うことができる。
KOH/g(特に、45〜120mgKOH/g)の酸
価を有することが好ましい。酸価が30未満では現像液
に対する溶解性が悪くなるので好ましくない。一方、酸
化が160より大きい場合、組成物を硬化させた後の耐
アルカリ性、電気特性等のソルダーレジストとしての諸
特性が低下するので好ましくない。また、得られた反応
生成物は、20%以下(特に、15%以下)のエポキシ
基の残存率を有することが好ましい。
下で、ジイソシアネート類と(メタ)アクリレート類
を、30〜120℃で攪拌することにより反応させて半
ウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。な
お、この反応は、(メタ)アクリレート類の過剰下で行
うことが好ましい。得られた半ウレタン(メタ)アクリ
レートと、上記エーテル化物又はエステル化物の二級水
酸基とを、30〜120℃で反応させることにより、光
硬化性エポキシ樹脂を得ることができる。なお、二級水
酸基当量に対するイソシアネート当量は、0.1以上
(特に、0.2以上)であることが好ましい。
あるジアリルフタレートプレポリマー及び/又はジアリ
ルイソフタレートプレポリマーを含んでいてもよい。こ
のアリル化合物であるジアリルフタレートプレポリマー
及び/又はジアリルイソフタレートプレポリマーとして
は、例えば、大阪曹達社製ダイソー・ダップ、ダイソー
・インダップ等が挙げられる。これらプレポリマーは、
2000〜30000の平均分子量、好ましくは500
0〜20000の平均分子量のものを使用することが好
ましい。
記一般式
は2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパ
ンジオール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール
残基、Cは3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン
酸、4−シクロヘキセン1,2−ジカルボン酸等の残
基、nは1又は2の整数を示す)で表される多官能性ア
クリル系モノマー又はオリゴマーを用いることができ
る。
視光硬化型ソルダーレジスト組成物100重量部に対し
て、3〜50重量部の範囲で使用することが好ましく、
より好ましくは5〜50重量部、特に15〜40重量部
の範囲が好ましい。50重量部より多いと、膜質が悪く
なり、3重量部より少ないと膜質が悪くなると共に、感
度が低下するので好ましくない。
シ樹脂を含んでいてもよい。熱硬化性エポキシ樹脂とし
ては、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ジグリシジルエーテルのよ
うな1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂が挙げられる。ただし、この熱硬化性エポキ
シ樹脂は、可視光硬化型ソルダーレジスト組成物中に分
散させるために、常温で固形又は半固形であり、かつ、
光硬化性エポキシ樹脂及び任意に添加される希釈剤に溶
解しないものが好ましい。具体的には、日本化薬社製E
EPS−200,エー・シー・アール社製EPX−3
0,大日本インキ化学工業社製エピクロンEXA−15
14等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;日本油脂社
製ブレンマーDGT等のジグリシジルテレフタレート
類;日産化学社製TEPIC,チバ・ガイギー社製アラ
ルダイトPT810等のヘテロサイクリックエポキシ樹
脂;油化シェル社製YX−4000等のビキシレノール
型エポキシ樹脂;油化シェル社製YL−6056等のビ
フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。これら熱硬
化性エポキシ樹脂は、単独でも、組み合わせて使用して
もよい。なお、感光性及び現像性に影響を与えない範囲
であれば、希釈剤に溶解するものを加えてもよい。
樹脂との混合比率は、95〜50:5〜50(重量)が
好ましく、更に90〜60:10〜40が好ましい。ま
た、熱可塑性エポキシ樹脂は、希釈剤に難溶性の微粒子
状のエポキシ樹脂であることが好ましい。このような性
質の熱可塑性エポキシ樹脂を使用すれば、組成物中にお
いて、この熱可塑性エポキシ樹脂粒子のまわりが光硬化
性エポキシ樹脂で包み込まれた状態となり、これを現像
した場合、熱硬化性エポキシ樹脂が光硬化性エポキシ樹
脂の溶出に影響を及ぼすことなく、熱かぶりも起こしに
くくなるので、現像性を向上させることができる。
は、50μm以下が適し、好ましくは30μm以下であ
る。50μmより大きい場合、塗膜表面にザラツキが生
じやすくなるため好ましくない。更に、本発明の可視光
硬化型ソルダーレジスト組成物は、光反応開始剤、増感
色素及び少なくとも2つの窒素原子を有する複素環化合
物からなる光重合又は架橋を促進する成分を含む。
ジカルを発生し得る化合物としてよく知られているイソ
プロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエ
ーテル等のベンゾインエーテル系化合物、ベンジルメチ
ルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン等のケタール系化合物、アセトフェノン、2,2−
ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン系化合物、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、o−ベ
ンゾイル安息香酸メチル、ベンゾフェノン等のベンゾフ
ェノン系化合物、2−メチルチオキサントン、2−クロ
ロチオキサントン等のチオキサントン系化合物、ケトン
パーオキサイド、ハイドロパーオキサイド等の有機過酸
化物、N−フェニルグリシン、2,4,6−トリス(ト
リクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−
ビス(トリクロロメチル)−6−フェニル−1,3,5
−トリアジン等のトリアジン系化合物、アレン鉄錯体、
2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,
5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾー
ル、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ビス(m−
メトキシフェニル)−イミダゾールダイマー等のイミダ
ゾール二量体が挙げられる。これら光反応開始剤は、単
独でも、組み合わせて使用してもよい。
つ3,3’,4,4’−カルボニルビス−7−(ジエチ
ルアミノ)クマリン等のケトクマリン系色素、3,3’
−カルボニルビス−7−(ジエチルアミノ) クマリン、
3−(2’−ベンゾチアゾリル)−7−N,N−ジエチ
ルアミノクマリン等のクマリン系色素、4−ブトキシフ
ェニル−2,6−ジフェニルチオピリリウムパークロレ
ート等のチオピリリウム塩系色素、4−t−ブチル−
2,6−ビス(4’−ジメチルアミノベンジリデン)シ
クロヘキサノン等の2,6−ビス(ベンジリデン)シク
ロヘキサノン系色素、[2−[2−[4−(ジメチルア
ミノ)フェニル]エテニル]−6−メチル−4H−ピラ
ン−4−イリデン]プロパンジニトリル等のピラン系色
素等、更にチオキサンテン系色素、キサンテン系色素が
挙げられる。これら増感色素は、単独でも、組み合わせ
て使用してもよい。
複素環化合物は、ベンゾトリアゾール、5−メチル−1
H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、1H−
1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール系化合物、
ピラゾール等のピラゾール系化合物、トリアジンチオー
ル等のトリアジン系化合物、1H−テトラゾール等のテ
トラゾール系化合物等が挙げられる。これら複素環化合
物は、単独でも、組み合わせて使用してもよい。
合物の3成分は、樹脂成分を可視光で硬化させるのに必
要な量添加される。具体的には、増感色素は、可視光硬
化型ソルダーレジスト組成物100重量部に対して、
0.01〜20重量部の範囲で使用することが好まし
く、特に0.1〜10重量部の範囲が好ましい。20重
量部より多いと、膜質が悪くなり、0.01重量部より
少ないと感度が低下するので好ましくない。
ジスト組成物100重量部に対して、0.5〜30重量
部の範囲で使用することが好ましく、特に1〜20重量
部の範囲が好ましい。30重量部より多いと、膜質が悪
くなり、0.5重量部より少ないと感度が低下するので
好ましくない。複素環化合物は、可視光硬化型ソルダー
レジスト組成物100重量部に対して、0.001〜2
0重量部の範囲で使用することが好ましく、特に0.0
1〜10重量部の範囲が好ましい。20重量部より多い
と、膜質が悪くなり、0.001重量部より少ないと配
線層を構成する金属(例えば、銅)と反応し、現像時に
残渣が残るので好ましくない。
スト組成物は、希釈剤及び他の添加剤を含んでもよい。
希釈剤としては、光重合性ビニル系モノマー、有機溶剤
が使用できる。光重合性ビニル系モノマーとしては、2
−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシブチ
ルアクリレート等のヒドロキシアルキルアクリレート
類;エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコー
ル等のグリコールのモノ又はジアクリレート類;N,N
−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルア
ミド等のアクリルアミド類;N,N−ジメチルアミノエ
チルアクリレート等のアミノアルキルアクリレート類;
ヘキサンジオール、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、トリス−ヒド
ロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコール、又
はこれらのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイ
ドの付加物の多価アクリレート類;フェノキシアクリレ
ート、ビスフェノールAジアクリレート、又はこれらの
フェノール類のエチレンオキサイド又はプロピレンオキ
サイド付加物等のアクリレート類;グリセリンジグリシ
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、トリグリシジルイソシアヌレート等のグリシ
ジルエーテルのアクリレート類;メラミンアクリレー
ト、又はこれらアクリレート類に対応するメタクリレー
ト類等が挙げられる。
シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン、
テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ブ
チルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、
トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコ
ールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル及び上記グリ
コールエーテル類の酢酸エステル化物等のエステル類;
エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール等のアルコール類;オクタン、デカン
等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、ソレ
ベントナフサ等の石油系溶剤等が挙げられる。
相溶性がよく、かつ微粒子状の熱硬化性エポキシ樹脂を
溶解しないものが好ましい。また、上記希釈剤は、単独
でも、組み合わせて使用してもよい。希釈剤は、可視光
硬化型ソルダーレジスト組成物100重量部に対して、
20〜300重量部の量で使用することが好ましく、特
に30〜200重量部の量で使用することが好ましい。
剤、硫酸バリウム、酸化珪素、タルク、クレー、炭酸カ
ルシウム等の公知の無機充填剤、消泡剤、密着性付与
剤、レベリング剤、ハイドロキノン、ターシャルブチル
カテコール等の重合禁止剤等を加えてもよい。ここで、
特開平1−141904号公報、特公平1−54390
号公報には、ノボラック樹脂骨格を有する光硬化性エポ
キシ樹脂、任意に添加される希釈剤及び他の添加剤を含
む紫外線硬化型ソルダーレジスト組成物が記載されてお
り、これら組成物は、本発明の可視光硬化型ソルダーレ
ジスト組成物の原料として使用することができる。ま
た、紫外線硬化型ソルダーレジスト組成物として、市販
されているPSR−4000(太陽インキ製造社製)も
本発明の可視光硬化型ソルダーレジスト組成物の原料と
して使用することができる。
紫外線硬化型ソルダーレジスト組成物に、光反応開始
剤、増感色素、複素環化合物と多官能性アクリル系モノ
マーとを添加すれば、本発明の可視光硬化型ソルダーレ
ジスト組成物を得ることができる。また、上記紫外線硬
化型ソルダーレジスト組成物を原料として使用すること
により、紫外線硬化型ソルダーレジスト組成物により得
られるソルダーレジストパターンの物理的特性、熱的特
性を維持したまま、可視レーザーによって走査露光する
ことが可能な感度を有する可視光硬化型ソルダーレジス
ト組成物を提供することが可能となる。
物には、上記特開平1−141904号公報、特公平1
−54390号公報等に記載されている紫外線に感光し
うる光重合開始剤が含まれていてもよい。本発明の可視
光硬化型ソルダーレジスト組成物は、上記各成分を、公
知の攪拌機で混合することにより得ることができる次
に、本発明の可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を以
下のように使用することによりソルダーレジストパター
ンを形成することができる。
組成物を基体上に塗布する。ここで塗布する可視光硬化
型ソルダーレジスト組成物の厚さは、10〜70μmが
好ましい。なお、基体には、紙基材フェノール樹脂基
板、紙基材ポリエステル樹脂基板、紙基材エポキシ樹脂
基板、ガラス基材エポキシ樹脂基板、ガラス基材ポリイ
ミド樹脂基板、ガラス基材BTレジン樹脂基板、ポリイ
ミドフレキシブル基板、ポリエステルフレキシブル基
板、コンポジット基板、セラミック基板、耐熱性熱可塑
性樹脂基板等の基板の片面又は両面に銅等の配線層が形
成された、いわゆるプリント配線板が含まれる。また、
このプリント配線板は、スルーホールを有していてもよ
い。
所望する領域にのみ可視光を照射することにより照射領
域の可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を硬化させ
る。可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を露光するた
めの可視光は、アルゴンレーザーによる光であることが
好ましい。次に、可視光硬化型ソルダーレジスト組成物
を現像することにより非照射領域の可視光硬化型ソルダ
ーレジスト組成物を溶解除去する。現像は、公知の手段
を使用することができるが、その内、pH8以上のアル
カリ水溶液を使用して現像することが好ましい。アルカ
リ水溶液としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム
等の水溶液が挙げられる。
レジストパターンを形成することができる。この熱処理
は、所謂ポストキュアを意味し、処理温度は120〜1
80℃が好ましい。なお、形成されたソルダーレジスト
パターンは、通常5〜50μmの厚さを有する。ここ
で、可視光硬化型ソルダーレジスト組成物が提供できる
理由は明らかではないが、以下の理由が考えられる。 (1)複素環化合物が増感色素と相互に作用して増感色
素の励起状態を変化させ、この変化により増感色素の増
感作用が増幅され非常に感度が高くなると共に、得られ
たパターンの解像力も増幅される。 (2)複素環化合物は銅等の金属イオンとキレートを形
成する能力が強いため、塗布時に溶出する金属イオンと
可視光硬化型ソルダーレジスト組成物中のカルボキシル
基の如きイオン性基との反応を抑止する。金属イオンと
キレートを形成することにより析出する樹脂の高分子量
化や光硬化性エポキシ樹脂自身の架橋反応を防止するの
で、パターン形成の際の未露光部の現像液に対する可溶
性が維持される。その結果、露光部と未露光部の溶解性
の差が大となり結果として、解像力が増幅される。
説明する。文中「部」は全て重量部、「%」は全て重量
%を意味する。 実施例1(参考例) ノボラック樹脂骨格を有する光硬化性エポキシ樹脂を含
む太陽インキ製造社製PSR−4000(紫外線硬化型
ソルダーレジスト組成物)を使用した。なお、PSR−
4000中、ノボラック樹脂骨格を有する光硬化性エポ
キシ樹脂は約30〜60%含まれていると考えられる。
成物に下記の配合成分を混合して可視光硬化型ソルダー
レジスト組成物を調整した。 PSR−4000(紫外線硬化型ソルダーレジスト組成物) 20.0部 光反応開始剤:下記化学式のベンゾフェノン系反応開始剤 1.0部 (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)
す。 複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.2部 多官能性アクリル系モノマー:エステルアクリレートモノマー 5.0部 (ジペンタエリスリトールペンタアクリレート) この可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を用いて、以
下のようにソルダーレジストパターンを形成した。
物をスクリーン印刷法により銅で覆われたスルーホール
を有するプリント配線板の全面に塗布して乾燥させた。
この後、酢酸ビニルとポリビニルアルコールの共重合体
を水に溶解させたオーバーコート剤をこの可視光硬化型
ソルダーレジスト組成物の表面に塗布して乾燥させた。
オーバーコート剤を塗布するのは、可視光硬化型ソルダ
ーレジストが空気中の酸素と反応するのを防止するため
である。
mのアルゴンレーザ光で直接パターンを描画した。露光
量は4mJ/cm2 とした。現像液として1%の炭酸ナ
トリウム水溶液を用いてスプレー現像し、150℃の熱
風循環炉内で30分間ポストキュアすることにより、可
視光硬化型ソルダーレジスト組成物からなるソルダーレ
ジストパターンを形成することができた。
0部に下記の配合成分を混合して可視光硬化型ソルダー
レジスト組成物を調製した。 光反応開始剤:イミダゾール二量体系開始剤 2.0部 (2,2'−ビス(o−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル −1,2'−ビイミダゾール) 増感色素:2,2,4−(ジメチルアミノ)フェニルエテニル−6−メチル−4 H−ピラン−4−イリデンプロパンジニトリル 0.5部 複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.8部 多官能性アクリル系モノマー:エステルアクリレートモノマー 8.0部 (トリメチロールプロパントリアクリレート) この可視光硬化型ソルダーレジストを用いて、露光量を
6mJ/cm2 とし、熱風循環炉内の温度を180℃に
すること以外は、実施例1と同様に露光・現像・ポスト
キュアを行うことにより、ソルダーレジストパターンを
形成することができた。
0部に下記の配合成分を混合して可視光硬化型ソルダー
レジスト組成物を調製した。 光反応開始剤:ベンゾフェノン系開始剤 1.0部 (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) 増感色素:2,6−ビス(ベンジリデン)シクロヘキサノン系色素0.2部 (4−t−ブチル−2,6−ビス(4'−ジメチルアミノベンジリデン)シクロ ヘキサノン) 複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.2部 多官能性アクリル系モノマー:エステルアクリレートモノマー 5.0部 (ジペンタエリスリトールペンタアクリレート) この可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を用いて、ビ
ーム径を80μm、露光量を6mJ/cm2 、熱風循環
炉内の温度を170℃とし、現像液として1%炭酸ナト
リウム水溶液を使用すること以外は、実施例1と同様に
露光・現像・ポストキュアを行うことにより、ソルダー
レジストパターンを形成することができた。
0部に下記の配合成分を混合して可視光硬化型ソルダー
レジスト組成物を調製した。 光反応開始剤:トリアジン系化合物 5.0部 (2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン) 増感色素:チオピリリウム塩系色素 0.5部 (4−ブトキシフェニル−2,6−ジフェニルチオピリリウムパークロレート) 複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.1部 多官能性アクリル系モノマー:エステルアクリレートモノマー 10.0部 (トリメチロールプロパントリアクリレート) この可視光硬化型ソルダーレジストを用いて、露光量を
10mJ/cm2 とし、熱風循環炉内の温度を150℃
とし、40分間ポストキュアすること以外は、実施例1
と同様に露光・現像・ポストキュアを行うことにより、
ソルダーレジストパターンを形成することができた。
60℃にすること以外は、実施例3と同様に露光・現像
・ポストキュアを行った。この条件下でもソルダーレジ
ストパターンを形成することができた。
4と同様にしてソルダーレジストパターンを形成した。
この条件下でもソルダーレジストパターンを形成するこ
とができた。
の量を30.0部、0.5部とすること以外は、実施例
1と同様にしてソルダーレジストパターンを形成した。
30.0部の場合は、塗布乾燥後、ソルダーレジスト組
成物の膜質が悪く、現像後のパターンの膜質も悪いこと
が目視で観察できた。0.5部の場合は、感度が低いた
め、現像時にパターン全てが溶解した。
を20.00部、0.01部とすること以外は、実施例
1と同様にしてソルダーレジストパターンを形成した。
20.00部の場合は、塗布乾燥後、ソルダーレジスト
組成物の膜質が悪く、現像後のパターンの膜質も悪いこ
とが目視で観察できた。更に、増感色素がパターン中に
残存していることも観察できた。0.01部の場合は、
感度が低いため、現像時にパターン全てが溶解した。
の量を20.00部、0.001部とすること以外は、
実施例1と同様にしてソルダーレジストパターンを形成
した。20.00部の場合は、塗布乾燥後、ソルダーレ
ジスト組成物の膜質が悪く、現像後のパターンの膜質も
悪いことが目視で観察できた。更に、未露光部に残渣も
観察できた。0.001部の場合は、銅との反応抑制効
果が低いため、未露光部に残渣も観察できた。
リル系モノマーの量を50.00部、3.00部とする
こと以外は、実施例1と同様にしてソルダーレジストパ
ターンを形成した。50.00部の場合は、硬化時の収
縮が大きくなり、膜質が悪くなった。3.00部の場合
は、膜質が悪く、かつ感度が低いため、現像時にパター
ンの一部が溶解した。
のフェノール核残基とエポキシ基とを有するクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂1当量と、アクリル酸1.0
5当量とを反応させた。得られた反応物に無水テトラヒ
ドロフタル酸0.67当量をフェノキシエチルアクリレ
ートを溶媒として公知の方法により反応させた。得られ
たノボラック樹脂骨格を有する光硬化性エポキシ樹脂
は、フェノキシエチルアクリレートを35部含んだ粘稠
な液体状の混合物であった。この混合物の酸価は、6
3.4mgKOH/gであった。この樹脂8.0部に下
記の配合成分を混合して可視光硬化型ソルダーレジスト
組成物を調製した。
により、ソルダーレジストパターンを形成することがで
きた。
ト組成物を調製した。 実施例11の光硬化性エポキシ樹脂: 6.0部 光反応開始剤:イミダゾール二量体系開始剤 2.0部 (2,2'−ビス(o−クロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル −1,2'−ビイミダゾール) 増感色素:2,2,4−(ジメチルアミノ)フェニルエテニル−6−メチル−4 H−ピラン−4−イリデンプロパンジニトリル 0.5部 複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.8部 多官能性アクリル系モノマー:エステルアクリレートモノマー 10.0部 (トリメチロールプロパントリアクリレート) 希釈剤:光重合性ビニル系モノマー 3.0部 (N−ビニルピロリドン) エポキシ硬化促進剤:2−フェニル−4−メチル−5− 0.2部 ヒドロキシメチルイミダゾール レベリング剤:「モダフロー」 0.2部 無機フィラー:炭酸カルシウム 5.0部 グリシジルエーテル型エポキシ化合物:エピコート828 1.4部 熱硬化性エポキシ樹脂:グリセリングリシジルエーテル 1.6部 露光量を6mJ/cm2 とし、熱風循環炉内の温度を1
80℃とすること以外は、実施例1と同様に露光・現像
・ポストキュアを行うことにより、ソルダーレジストパ
ターンを形成することができた。
のフェノール核残基とエポキシ基とを有するクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂1当量と、アクリル酸1.0
5当量とを反応させた。得られた反応物に無水テトラヒ
ドロフタル酸0.95当量をフェノキシエチルアクリレ
ートを溶媒として公知の方法により反応させた。得られ
たノボラック樹脂骨格を有する光硬化性エポキシ樹脂を
セロソルブアセテートで希釈し、不揮発分を65%とし
た。この希釈物11.0部に下記の配合成分を混合して
可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を調製した。
し、熱風循環炉内の温度を160℃とすること以外は、
実施例1と同様に露光・現像・ポストキュアを行うこと
により、ソルダーレジストパターンを形成することがで
きた。
ト組成物を調製した。 実施例13の光硬化性エポキシ樹脂: 11.0部 光反応開始剤:トリアジン系化合物 5.0部 (2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン) 増感色素:チオピリリウム塩系色素 0.5部 (4−ブトキシフェニル−2,6−ジフェニルチオピリリウムパークロレート) 複素環化合物:ベンゾトリアゾール 0.1部 多官能性アクリル系モノマー:エステルアクリレートモノマー 10.0部 (トリメチロールプロパントリアクリレート) エポキシ硬化促進剤:2−フェニル−4−メチルイミダゾール 0.2部 無機フィラー:タルク 4.0部 グリシジルエーテル型エポキシ化合物:エピコート1001 3.0部 熱硬化性エポキシ樹脂: 1.0部 トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル 消泡剤:「AC−300」 0.2部 露光量を10mJ/cm2 とし、現像液として1%の炭
酸ナトリウム水溶液を使用し、ポストキュア時間を50
分とすること以外は、実施例1と同様に露光・現像・ポ
ストキュアを行うことにより、ソルダーレジストパター
ンを形成することができた。
官能アクリル系モノマー(ジペンタエリスリトールペン
タアクリレート)5.0部を使用し、下記エステルアク
リレートモノマーを6.0部加えること以外は、実施例
1と同様に露光・現像・ポストキュアを行うことによ
り、ソルダーレジストパターンを形成することができ
た。
チル−1,3−プロパンジオール残基 C(多塩基酸):3−シクロヘキセン−1,2−ジカル
ボン酸残基 4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸残基 n:1〜2
素環化合物のベンゾトリアゾール0.2部を1H−テト
ラゾール0.4部に変えたこと以外は、実施例1と同様
に露光・現像・ポストキュアを行うことにより、ソルダ
ーレジストパターンを形成することができた。
素環化合物のベンゾトリアゾール0.8部を5−メチル
−1H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール1.
0部に変えたこと以外は、実施例1と同様に露光・現像
・ポストキュアを行うことにより、ソルダーレジストパ
ターンを形成することができた。
組成物は、樹脂成分が、ノボラック樹脂骨格を有する光
硬化性エポキシ樹脂及び多官能性アクリル系モノマーか
らなり、光重合又は架橋を促進する成分が、光反応開始
剤、増感色素及び環内に少なくとも2つの窒素原子を含
有する複素環化合物からなり、かつ任意に希釈剤及び他
の添加剤を含むことを特徴とする。従って、可視光によ
って露光可能な感度を有し、かつアルカリ水溶液で現像
可能なソルダーレジスト組成物を得ることができる。
の形成方法は、上記の可視光硬化型ソルダーレジスト組
成物を基体上に塗布し、ソルダーレジストパターンの形
成を所望する領域にのみ可視光を照射することにより照
射領域の可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を硬化さ
せ、可視光硬化型ソルダーレジスト組成物を現像するこ
とにより非照射領域の可視光硬化型ソルダーレジスト組
成物を溶解除去した後、熱処理に付すことによりソルダ
ーレジストパターンを形成することを特徴とする。従っ
て、膜質が向上し、かつ残渣が生じないソルダーレジス
トパターンを得ることができる。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 樹脂成分が、ノボラック樹脂骨格を有す
る光硬化性エポキシ樹脂及び下記式 【化5】 (式中、Aは(メタ)アクリル酸残基、Bは2−エチル
−2−ヒドロキシメチル1,3−プロパンジオール又は
ペンタエリスリトールに由来する多価アルコール残基、
Cは3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸又は4
−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸に由来する残
基、nは1又は2の整数を示す)からなる多官能性アク
リル系モノマーからなり、光重合又は架橋を促進する成
分が、光反応開始剤、増感色素及び環内に少なくとも2
つの窒素原子を含有する複素環化合物からなり、かつ任
意に希釈剤及び他の添加剤を含むことを特徴とする可視
光硬化型ソルダーレジスト組成物。 - 【請求項2】 多官能性アクリル系モノマーが、可視光
硬化型ソルダーレジスト組成物100重量部中に、5〜
50重量部の範囲で含まれる請求項1の可視光硬化型ソ
ルダーレジスト組成物。 - 【請求項3】 光反応開始剤が、ベンゾインエーテル系
化合物、ケタール系化合物、アセトフェノン系化合物、
ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、有
機過酸化物、N−フェニルグリシン、トリアジン系化合
物、アレン鉄錯体又はイミダゾール二量体を少なくとも
1つ含む請求項1又は2の可視光硬化型ソルダーレジス
ト組成物。 - 【請求項4】 増感色素が、ケトクマリン系色素、クマ
リン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色
素、チオピリリウム塩系色素、2,6−ビス(ベンジリ
デン)シクロヘキサノン系色素、ピラン系色素を少なく
とも1つ含む請求項1〜3いずれかの可視光硬化型ソル
ダーレジスト組成物。 - 【請求項5】 複素環化合物が、トリアゾール系化合
物、ピラゾール系化合物、トリアジン系化合物、テトラ
ゾール系化合物を少なくとも1つ含む請求項1〜4いず
れかの可視光硬化型ソルダーレジスト組成物。 - 【請求項6】 多官能性アクリル系モノマーが、1分子
中に少なくとも2個のエチレン性不飽和結合を有する感
光性プレポリマー、光重合性ビニル系モノマー、エステ
ルアクリレートモノマー又はオリゴマーを少なくとも1
つ含む請求項1〜5いずれかの可視光硬化型ソルダーレ
ジスト組成物。 - 【請求項7】 請求項1〜6いずれかの可視光硬化型ソ
ルダーレジスト組成物を基体に塗布し、ソルダーレジス
トパターンを形成する領域に可視光を照射することによ
り照射領域の前記可視光硬化型ソルダーレジスト組成物
を硬化させ、前記可視光硬化型ソルダーレジスト組成物
を現像することにより非照射領域の可視光硬化型ソルダ
ーレジスト組成物を溶解除去した後、熱処理することに
よりソルダーレジストパターンを形成することを特徴と
するソルダーレジストパターンの形成方法。
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- 1997-02-14 JP JP03069097A patent/JP3295012B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-18 US US08/819,804 patent/US5972562A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10115921A (ja) | 1998-05-06 |
| US5972562A (en) | 1999-10-26 |
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