感光性树脂组合物、使用该感光性树脂组合物的阻焊膜、柔性印刷布线板及图像显示装置的制作方法

文档序号:18744454发布日期:2019-09-21 02:10阅读:135来源:国知局

本发明涉及感光性树脂组合物,更详细而言,涉及可用于柔性印刷布线板的干膜抗蚀剂所使用的感光性树脂组合物、使用该感光性树脂组合物的阻焊膜、柔性印刷布线板以及具备该柔性印刷布线板的图像显示装置。



背景技术:

柔性印刷布线板(FPC;Flexible Printed Circuits)具有挠性、弯曲性等优点,在小型化、轻质化、薄型化等快速发展的手机、摄像机、笔记本电脑等各种电子设备中,为了将电路组装至复杂机构中而被大量使用。

FPC由通过蚀刻处理而形成有电路的覆铜层叠板(CCL)和覆盖涂布件构成。就用作覆盖涂布件的阻焊剂而言,为了不容易看见布线板中的由导电性材料形成的布线图案,或者为了防止光在抗蚀剂表面发生漫反射,通常进行将可见光吸收的黑色的着色。

作为用于将阻焊剂黑色化的着色剂,以往使用了炭黑、黑色系金属氧化物等黑色无机颜料。但是,炭黑、黑色系金属氧化物由于导电度高,因而存在作为阻焊剂的绝缘物的功能降低的情况。另外,黑色无机颜料从紫外区域至红外区域显示吸收波长,用于形成阻焊剂的感光性树脂组合物的光固化的曝光光线被黑色无机颜料吸收,有时阻焊层的表层虽被固化但内层未充分固化,存在其曝光敏感度及分辨率(图案化性)低这样的问题。

因此,进行了各种将形成阻焊剂的感光性树脂组合物黑色化并且维持光固化性而提高分辨率的研究,例如,专利文献1~3中提出了含有特定着色剂的感光性树脂组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5380034号公报

专利文献2:日本专利第5352175号公报

专利文献3:日本专利第5586729号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

就专利文献1~3中记载的感光性树脂组合物而言,据称布线图案的隐蔽性、分辨率优异,但从伴随着近年来的技术进步所要求的水平出发,仍然是不充分的,期望开发出新型感光性树脂组合物。

因此,本发明所要解决的课题在于提供布线图案的隐蔽性优异、并且提高了该布线图案的分辨率(图案化性)的新型感光性树脂组合物、以及使用该感光性树脂组合物的阻焊膜、柔性印刷布线板及图像显示装置。

用于解决课题的手段

本申请的发明人为了解决上述课题而反复进行了深入研究,结果发现,通过使用含有感光性预聚物、光聚合引发剂、热固化剂和颜料的感光性树脂组合物,作为热固化剂使用具有特定物性的聚碳二亚胺化合物,并且使感光性树脂组合物的特定波长(具体而言,波长350~430nm中的至少一部分波长)处的透过率为一定值以上,能够解决上述课题,从而完成了本发明。

即,本发明为以下的<1>~<12>。

<1>感光性树脂组合物,其含有具有羧基及烯键式不饱和基团的感光性预聚物、光聚合引发剂、热固化剂及颜料,上述热固化剂是碳二亚胺基被于80℃以上的温度发生解离的氨基保护的下述式(1)所示的聚碳二亚胺化合物,该聚碳二亚胺化合物的重均分子量为300~3000,并且碳二亚胺当量为150~600,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时的、波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值为7%以上。

[化学式1]

(式(1)中,R1及R2各自独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数1~6的烷基或碳原子数3~6的环烷基,R1与R2可以彼此相同或不同,但并非同时为氢原子,X1及X2各自表示-R3-NH-COOR4,R3为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R4为从具有1个羟基的有机基团中除去羟基而得到的残基,X1与X2可以彼此相同或不同,Y表示-R5-NHCOO-R6-OCOHN-R5-,R5各自独立地为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R6为二价有机基团。其中,R6不为醚键。n表示1~5的整数。

<2>如上述<1>所述的感光性树脂组合物,其中,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时的L*a*b*表色系统中的亮度L*为30以下。

<3>如上述<1>或<2>所述的感光性树脂组合物,其中,在铜箔的光泽面以10~40μm的固化膜厚形成感光性树脂组合物的膜体而得到的层叠体的、上述膜体表面的L*a*b*表色系统中的亮度L*为30以下。

<4>如上述<1>~<3>中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,上述颜料含有选自由C.I.颜料紫3、C.I.颜料紫15、C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫37、C.I.颜料紫50、甲亚胺偶氮(azomethineazo)系黑及苝黑组成的组中的至少1种作为主颜料。

<5>如上述<4>所述的感光性树脂组合物,其中,上述颜料还含有选自由黄色颜料、蓝色颜料及绿色颜料组成的组中的至少1种作为调色颜料。

<6>如上述<1>~<5>中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于组合物的全部固态成分,以固态成分计含有1.0~7.0质量%的上述颜料。

<7>如上述<1>~<6>中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,上述聚碳二亚胺化合物的碳二亚胺基的数量为2~6。

<8>如上述<1>~<7>中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于上述感光性预聚物的上述羧基而言,上述聚碳二亚胺化合物的上述碳二亚胺基当量为0.9~1.3当量。

<9>如上述<1>~<8>中任一项所述的感光性树脂组合物,其被用于阻焊膜。

<10>阻焊膜,其含有上述<1>~<9>中任一项所述的感光性树脂组合物。

<11>柔性印刷布线板,其具有绝缘层、设置于上述绝缘层上方的由导电性材料形成的布线图案、和设置于上述布线图案的上方的阻焊层,上述阻焊层包含上述<1>~<9>中任一项所述的感光性树脂组合物。

<12>图像显示装置,其具备上述<11>中所述柔性印刷布线板。

发明效果

根据本发明的感光性树脂组合物,能够通过颜料确保层叠于布线图案时的布线图案的隐蔽性,另外,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时、波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值为7%以上,因此,能够在光固化时发挥优异的分辨率。

另外,使用本发明的感光性树脂组合物形成膜体时的、膜体的L*a*b*表色系统中的亮度L*为30以下时,能够进一步提高布线图案的隐蔽性。

具体实施方式

对本发明的实施方式进行详细说明,但本发明并不限定于以下的实施方式,可在其主旨范围内进行各种变形来实施。

需要说明的是,以下的实施方式中,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸,关于(甲基)丙烯酸酯也同样。

另外,在本说明书中,“质量”与“重量”同义。

另外,以下,以FPC为例进行了记载,但本实施方式的感光性树脂组合物也可以用于半导体封装体用途(半导体PKG用途)。另外,除了前述的通过蚀刻处理而形成有电路的CCL以外,使用包含银粒子、铜粒子等导电性微粒的糊状纳米油墨并通过印刷而形成有电路的基板也可作为FPC用的基板使用。以下,CCL中也包括使用上述的包含导电性微粒的糊状纳米油墨并通过印刷而形成有电路的基板。

本实施方式的感光性树脂组合物含有具有羧基及烯键式不饱和基团的感光性预聚物、光聚合引发剂、热固化剂及颜料。热固化剂是碳二亚胺基被于80℃以上的温度发生解离的氨基保护的下述式(1)所示的聚碳二亚胺化合物,该聚碳二亚胺化合物的重均分子量为300~3000,并且碳二亚胺基当量为150~600。而且,将本实施方式的感光性树脂组合物制成干燥膜厚为10~40μm的膜时的、波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值为7%以上。

[化学式2]

(式(1)中,R1及R2各自独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数1~6的烷基或碳原子数3~6的环烷基,R1与R2可以彼此相同或不同,但并非同时为氢原子,X1及X2各自表示-R3-NH-COOR4,R3为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R4为从具有1个羟基的有机基团中除去羟基而得到的残基,X1与X2可以彼此相同或不同,Y表示-R5-NHCOO-R6-OCOHN-R5-,R5各自独立地为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R6为二价有机基团。其中,R6不为醚键。n表示1~5的整数。

以下,对各成分进行详细说明。

(感光性预聚物)

作为本实施方式中的感光性预聚物,优选使用具有来自丙烯酸系单体的烯键性不饱和末端基的感光性预聚物。在此提到的丙烯酸系单体为丙烯酸或甲基丙烯酸或者它们的烷基酯、羟基烷基酯等衍生物。

作为该感光性预聚物,可列举聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、丙烯酸化丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯等。其中,从柔软性、耐热性、粘接性的均衡性优异的观点出发,优选环氧丙烯酸酯及氨基甲酸酯丙烯酸酯。

作为本实施方式的感光性预聚物,只要满足上述条件则没有特别限定,可使用1分子中同时具有羧基和至少2个烯键式不饱和基团的感光性预聚物。具体而言,作为特别优选的感光性预聚物,可列举具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物(EA)、或者具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(UA)。

<具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物(EA)>

作为本实施方式中具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物,没有特别限定,使环氧化合物和含不饱和基团的单羧酸的反应产物、与酸酐反应所得到的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物是合适的。

作为环氧化合物,没有特别限定,可列举双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、苯酚Novolac型环氧化合物、联苯型环氧化合物、甲酚Novolac型环氧化合物或者脂肪族环氧化合物等环氧化合物。它们还可单独使用1种或者组合2种以上而使用。其中,从柔软性的观点出发,优选使用双酚F型环氧化合物,从绝缘性的观点出发,优选使用联苯型环氧化合物。

作为含不饱和基团的单羧酸,例如可列举丙烯酸、丙烯酸的二聚体、甲基丙烯酸、β-糠基丙烯酸、β-苯乙烯基丙烯酸、肉桂酸、巴豆酸、α-氰基肉桂酸等。另外,还可列举含羟基的丙烯酸酯与饱和或不饱和二元酸酐的反应产物、含不饱和基团的单缩水甘油醚与饱和或不饱和二元酸酐的反应产物。这些含不饱和基团的单羧酸还可单独使用1种或者组合2种以上而使用。

作为酸酐,可列举马来酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、氯菌酸酐(Chlorendic Anhydride)、甲基四氢邻苯二甲酸酐等二元性酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐等芳香族多元羧酸酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐、内双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酸酐这样的多元羧酸酐衍生物等。它们还可单独使用1种或者组合2种以上而使用。

这样所得到的具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物的分子量没有特别限制,优选重均分子量为5000~15000,更优选为8000~12000。在此,重均分子量是指通过凝胶渗透色谱法测得的按照聚苯乙烯换算计的值。

另外,从显影性与固化后柔软性的均衡性的观点出发,所述环氧(甲基)丙烯酸酯化合物的酸值(固态成分酸值)优选在30~150mgKOH/g的范围内,更优选为40~100mgKOH/g的范围。需要说明的是,固态成分酸值为依据JIS K0070测得的值。

所述具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物可单独构成感光性预聚物,但也可与后述具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物合用。此时,相对于具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物100质量份而言,优选在100质量份以下的范围内使用具有羧基的环氧(甲基)丙烯酸酯化合物。

<具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(UA)>

本实施方式中的具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物为含有来自具有羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元、来自多元醇的单元及来自多异氰酸酯的单元作为构成单元的化合物。更详细而言,为下述结构:两末端由来自具有羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元形成,该两末端之间由包含通过氨基甲酸酯键连结的来自多元醇的单元和来自多异氰酸酯的单元的重复单元构成,在该重复单元中存在羧基。

即,所述具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物由下述式表示。

-(OR11O-CONHR12NHCO)n-

〔式中,n为1~200的整数,OR11O表示多元醇的脱氢残基,R12表示多异氰酸酯的脱异氰酸酯基残基。〕

具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物至少可通过使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、多元醇与多异氰酸酯反应来制造,在此,多元醇或多异氰酸酯中的至少任一者需要使用具有羧基的化合物。优选使用具有羧基的多元醇。作为这样的多元醇及/或多异氰酸酯,通过使用具有羧基的化合物,可制造R11或R12中存在羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。需要说明的是,上述式中,作为n,优选为1~200左右,更优选为2~30。n在这样的范围内时,由感光性树脂组合物形成的固化膜的挠性更优异。

另外,多元醇及多异氰酸酯中的至少一者使用2种以上时,重复单元表示多种,其多个单元的规则性可以根据目的适当选择完全无规、嵌段、定域等。

作为本实施方式中使用的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如,可列举乙二醇单丙烯酸酯、丙二醇单丙烯酸酯、1,3-丙二醇单丙烯酸酯、1,4-丁二醇单丙烯酸酯、1,6-己二醇单丙烯酸酯、1,9-壬二醇单丙烯酸酯、二乙二醇单丙烯酸酯、三乙二醇单丙烯酸酯、二丙二醇单丙烯酸酯、丙烯酸2,3-二羟基丙酯、甲基丙烯酸3-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-羟基丙酯、2-甲基丙烯酸2,3-二羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、所述各(甲基)丙烯酸酯的己内酯或者环氧烷加成物、甘油单(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸加成物、三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷-环氧烷加成物-二(甲基)丙烯酸酯等。

这些具有羟基的(甲基)丙烯酸酯可单独使用1种或者组合2种以上而使用。

作为本实施方式中使用的多元醇,可使用聚合物多元醇及/或二羟基化合物。作为聚合物多元醇,可列举聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等聚醚系二醇,由多元醇与多元酸的酯所得到的聚酯系多元醇,包含来自六亚甲基碳酸酯、五亚甲基碳酸酯等的单元作为构成单元的聚碳酸酯系二醇,聚己内酯二醇、聚丁内酯二醇等聚内酯系二醇。

另外,使用具有羧基的聚合物多元醇的情况下,可使用例如在上述聚合物多元醇合成时使偏苯三酸(酐)等3元以上的多元酸共存、且以羧基残存的方式合成的化合物等。

聚合物多元醇可使用它们中的1种或者组合使用2种以上。另外,作为这样的聚合物多元醇,使用重均分子量为200~2000的聚合物多元醇时,由感光性树脂组合物形成的固化膜的挠性更优异,故而优选。另外,在这些聚合物多元醇中使用聚碳酸酯二醇时,由感光性树脂组合物形成的固化膜的耐热性高,高压锅(pressure cooker)耐性优异,故而优选。此外,聚合物多元醇的构成单元不是仅由单一的构成单元形成、而是由多种构成单元形成时,由感光性树脂组合物形成的固化膜的挠性更加优异,故而更优选。作为这样的由多种构成单元形成的聚合物多元醇,可列举包含来自乙二醇及丙二醇的单元作为构成单元的聚醚系二醇、包含来自六亚甲基碳酸酯及五亚甲基碳酸酯的单元作为构成单元的聚碳酸酯二醇等。

作为二羟基化合物,可使用具有2个醇式羟基的支链或者直链状的化合物,尤其优选使用具有羧基的二羟基脂肪族羧酸。作为这样的二羟基化合物,可列举二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸。通过使用具有羧基的二羟基脂肪族羧酸,可使羧基容易地在氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物中存在。

二羟基化合物可单独使用1种或者组合2种以上而使用,还可与聚合物多元醇同时使用。

另外,合用具有羧基的聚合物多元醇时、作为后述的多异氰酸酯使用具有羧基的多异氰酸酯时,可使用乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二酚等不具有羧基的二羟基化合物。

作为本实施方式中使用的多异氰酸酯,具体而言,可列举2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、(邻,间或对)-苯二甲撑二异氰酸酯、亚甲基双(环己基异氰酸酯)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二亚甲基二异氰酸酯及1,5-萘二异氰酸酯等的二异氰酸酯。这些多异氰酸酯可使用1种或者组合2种以上而使用。另外,还可使用具有羧基的多异氰酸酯。

本实施方式中使用的具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物的分子量没有特别限定,优选重均分子量(Mw)为1000~30000,更优选为8000~20000。具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物的重均分子量为1000以上时,由感光性树脂组合物形成的固化膜的伸长率和强度良好,具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物的重均分子量为30000以下时,挠性良好。

另外,所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的酸值优选为30~80mgKOH/g,进一步优选为40~60mgKOH/g。酸值为30mgKOH/g以上时,感光性树脂组合物的碱溶解性良好,酸值为80mgKOH/g以下时,固化膜的柔软性等良好。

具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物的酸值为30~80mgKOH/g时,虽然是优选的,但在该范围内提高酸值时,存在显影性虽得到改善但挠性降低的倾向,在该范围内降低酸值时,存在挠性虽增高但显影性降低且易于发生显影残留的倾向。此时,通过组合使用至少2种酸值不同的具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,有时可容易地得到具有优异的挠性且具有良好的显影性的感光性树脂组合物。

具有羧基的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物可通过如下方法制造:(1)将具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、多元醇与多异氰酸酯一并混合并反应的方法;(2)使多元醇与多异氰酸酯反应,制造每1分子含有1个以上异氰酸酯基的氨基甲酸酯异氰酸酯预聚物后,使该氨基甲酸酯异氰酸酯预聚物与具有羟基的(甲基)丙烯酸酯反应的方法;(3)使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与多异氰酸酯反应,制造每1分子含有1个以上具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯异氰酸酯预聚物后,使该预聚物与多元醇反应的方法;等等。

(光聚合引发剂)

作为光聚合引发剂,没有特别限制,以往已知的光聚合引发剂均可使用。具体而言,作为代表性的光聚合引发剂,例如可列举双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1-[4-(苯基硫基)苯基]-1,2-辛烷二酮-2-(O-苯甲酰肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰肟)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1,2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-〔4-(甲基硫基)苯基〕-2-吗啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、苯偶酰二甲基缩酮、苯乙酮二甲基缩酮、对二甲基氨基苯甲酸乙基酯等。它们可单独使用1种或者组合2种以上而使用。

其中,从厚膜固化性的观点出发,优选使用双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1,2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、噻吨酮类。

光聚合引发剂的使用量相对于上述感光性预聚物100质量份而言优选为2质量份以上,更优选为6质量份以上,进一步优选为10质量份以上,另外,优选为20质量份以下,更优选为16质量份以下,进一步优选为14质量份以下。光聚合引发剂的含量相对于感光性预聚物100质量份而言为2质量份以上时,感光性预聚物的光固化反应容易进行,另外,光聚合引发剂的含量相对于感光性预聚物100质量份而言为20质量份以下时,能够在不引起固化膜的脆化、不损害密合性的情况下进行固化反应。

(热固化剂)

本实施方式中使用的热固化剂为含有可与感光性预聚物的羧基反应的碳二亚胺基的聚碳二亚胺化合物。本实施方式的聚碳二亚胺化合物的特征为,其结构中的碳二亚胺基被于80℃以上的温度发生解离的氨基保护。需要说明的是,所谓“被保护”,是指虽然碳二亚胺基与氨基进行了共价键合,但其为通过热而发生解离的程度的键合。

由于碳二亚胺基(-N=C=N)与羧基的反应性高,在与具有羧基的感光性预聚物混合的瞬间即开始反应,故而组合物的保存稳定性差,不适于在低于80℃的温度下进行膜化的干式抗蚀膜,并未在以往的感光性树脂组合物中使用聚碳二亚胺。即,无法使聚碳二亚胺以本来的状态在感光性树脂组合物中存在,因此,本实施方式中,使用将碳二亚胺基用氨基保护的碳二亚胺化合物。

更详细而言,由于在低于80℃的温度下进行加热而膜化,且同样地在低于80℃的温度下进行热层压处理等热压接处理,故而氨基不会从碳二亚胺基解离,认为即使在该时间点也可精度良好地进行显影。此外,本实施方式的感光性树脂组合物由于在热压接处理时具有适度的流动性,故而能够合适地进行FPC的样本电路的嵌入。其后进行显影处理,在规定的位置形成开口部。其后,通过在氨基发生解离的80℃以上的温度下进行加热,从而氨基发生解离,碳二亚胺基与羧基反应,能够使感光性树脂组合物完全固化(C阶段)。需要说明的是,通过碳二亚胺基与羧基的反应,形成酰基脲这样的结构。通过形成这样的结构,可以使得固化后的树脂组合物中的未反应的羧基减少,还可具有耐迁移特性。

作为氨基,只要在80℃以上的温度下能够从碳二亚胺基解离即可,没有特别限定,伯氨基~叔氨基均可使用。其中,从提高与碳二亚胺基键合后的稳定性的观点出发,优选使用具有活性氢的伯氨基和仲氨基(即,可通过反应释放出氢的伯氨基或仲氨基)。通过使用具有活性氢的氨基,从而使得与碳二亚胺基的键合力提高。

本实施方式的聚碳二亚胺化合物为下述式(1)表示的化合物。

[化学式3]

(式(1)中,R1及R2各自独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数1~6的烷基或碳原子数3~6的环烷基,R1与R2可以彼此相同或不同,但并非同时为氢原子,X1及X2各自表示-R3-NH-COOR4,R3为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R4为从具有1个羟基的有机基团中除去羟基而得到的残基,X1与X2可以彼此相同或不同,Y表示-R5-NHCOO-R6-OCOHN-R5-,R5各自独立地为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R6为二价有机基团。其中,R6不为醚键。n表示1~5的整数。)

式(1)中,R1及R2各自独立地为氢原子、直链或支链的碳原子数1~6的烷基或碳原子数3~6的环烷基。需要说明的是,连结于同一氮原子的R1与R2可以彼此相同或不同,但并非同时为氢原子。

作为直链或支链的碳原子数1~6的烷基,例如可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等,作为碳原子数3~6的环烷基,例如可列举环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。

聚碳二亚胺化合物的氨基为具有2个活性氢的伯胺时,会与其他的碳二亚胺基反应,聚碳二亚胺构成三维网状结构而发生凝胶化。结果,有时与感光性树脂组合物中含有的其他成分的相容性降低。因此,优选使用具有1个活性氢的仲氨基。具体而言,R1及R2更优选各自独立地为直链或支链的碳原子数1~6的烷基或碳原子数3~6的环烷基,进一步优选各自独立地为乙基、甲基、丙基、异丙基。其中,特别优选R1及R2同时为丙基或异丙基,最优选同时为异丙基。

需要说明的是,在本实施方式中,聚碳二亚胺化合物具有碳二亚胺基被胺保护的结构,作为保护碳二亚胺基的胺,如上所述,从与其他成分的相容性的观点出发,优选不易发生交联反应的仲胺。作为仲胺,例如可列举二甲基胺、N-乙基甲基胺、N-甲基丙基胺、N-甲基丁基胺、N-甲基戊基胺、N-己基胺、N-甲基环己基胺、二乙基胺、N-乙基丙基胺、N-乙基丁基胺、N-乙基戊基胺、N-乙基己基胺、二异丙基胺、N-丙基丁基胺、N-丙基戊基胺、N-丙基己基胺、二仲丁基胺、二正丁基胺、二异丁基胺等。

作为本实施方式中使用的胺,可合适地使用沸点为160℃以下的胺。通过用沸点为160℃以下的胺保护碳二亚胺基,可抑制室温下与羧基的反应,可在80~200℃的温度范围内解离。更优选所使用的胺的沸点为50~140℃,进一步优选沸点为80~110℃。沸点为80~110℃时,通过100~160℃的加热处理可使胺解离。

作为沸点为160℃以下的胺,例如可列举二乙基胺、N-甲基己基胺、N-甲基环己基胺、二正丁基胺、N-丙基丁基胺、二仲丁基胺、二异丁基胺、二异丙基胺、N-甲基戊基胺、N-甲基丁基胺、N-乙基丁基胺、N-甲基丙基胺、N-乙基丙基胺等。它们中,作为沸点为50~140℃的胺,可列举二乙基胺、N-甲基丙基胺、N-甲基丁基胺、N-甲基戊基胺、二仲丁基胺、二异丁基胺、N-乙基丙基胺、N-乙基丁基胺、二异丙基胺、N-丙基丁基胺。它们中,作为沸点为80~110℃的胺,可列举N-乙基丙基胺、N-乙基丁基胺、N-甲基丁基胺、二异丙基胺。

在式(1)中,X1及X2分别为-R3-NH-COOR4。在此,R3为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R4为从具有1个羟基的有机基团中除去羟基而得到的残基,X1与X2可以彼此相同或不同。

作为R3的具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,例如可列举从具有至少1个芳香族基团的芳香族二异氰酸酯中除去2个-OCN基而得到的二价残基。作为芳香族二异氰酸酯,例如可列举4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基醚二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、邻联甲苯胺二异氰酸酯、亚萘基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二苯基醚二异氰酸酯等。它们可单独使用1种,也可组合2种以上而使用。

其中,从工业性原料的通用性高的观点出发,优选从4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、或2,6-甲苯二异氰酸酯中除去2个-OCN基而得到的二价残基。

作为R4的从具有1个羟基的有机基团中除去羟基而得到的残基,只要为从不抑制该具有1个羟基的有机基团的羟基与异氰酸酯基反应的、除羟基以外不具有与异氰酸酯基的反应性的有机基团中除去羟基而得到的残基即可,没有特别限定。作为除羟基以外不具有与异氰酸酯基的反应性的有机基团,例如可列举羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基等羟基烷基、羟基酯基、羟基醚基、羟基环氧烷基(hydroxyl alkylene oxide group)等。作为从除羟基以外不具有与异氰酸酯基的反应性的有机基团中除去羟基而得到的残基,例如可列举烷基、酯基、醚基、环氧烷基等。具体而言,具有1个羟基的有机基团为羟基甲基时,从羟基甲基中除去羟基而得到的残基为甲基,具有1个羟基的有机基团为羟基乙基时,从羟基乙基中除去羟基而得到的残基为乙基。

在本实施方式中,R4优选为从羟基烷基中除去羟基而得到的残基即烷基,更优选为甲基、乙基。

在式(1)中,Y为-R5-NHCOO-R6-OCOHN-R5-。在此,R5各自独立地为具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,R6为二价有机基团。其中,R6不为醚键。

作为R5的具有至少1个芳香族基团的二价有机基团,与上述R3同样地,可列举从具有至少1个芳香族基团的芳香族二异氰酸酯中除去2个-OCN基而得到的二价残基,其具体例、优选例也相同。

作为R6的二价有机基团,例如可列举具有酯键、碳酸酯基、共轭二烯结构等的基团。需要说明的是,R6为醚键的情况下,由于醚键为亲水性,因而有得不到充分的耐迁移特性的担忧,因此,R6不为醚键。

作为R6的二价有机基团的具体例,可列举从二醇化合物中除去2个羟基而得到的二价残基。作为二醇化合物,例如可列举低分子二醇或聚亚烷基二醇、聚碳酸酯二醇、蓖麻油系二醇、聚酯二醇等。

作为低分子二醇或者聚亚烷基二醇,为1分子中具有2个羟基的化合物,例如可列举乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙烷二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-戊基-2-丙基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇等。

作为聚碳酸酯二醇,可列举二醇与碳酸酯的反应产物,作为制造聚碳酸酯二醇时的碳酸酯,例如可列举碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯等碳酸二烷基酯;碳酸二苯酯等碳酸二芳基酯;碳酸亚乙基酯、三亚甲基碳酸酯、碳酸1,2-亚丙基酯、碳酸1,2-亚丁基酯、碳酸1,3-亚丁基酯、碳酸1,2-亚戊基酯等碳酸亚烷基酯等。

作为蓖麻油系二醇,例如可列举蓖麻油脂肪酸酯系二醇,具体而言,可列举蓖麻油、通过上述低分子二醇或二醚多元醇与蓖麻油的酯交换反应或者与蓖麻油脂肪酸的酯化反应所得到的蓖麻油脂肪酸酯等。

作为聚酯二醇,例如可列举由多元羧酸[脂肪族饱和或不饱和多元羧酸(己二酸、壬二酸、十二烷酸、马来酸、富马酸、衣康酸、二聚亚油酸等)及/或芳香族二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸等)]与二醇(上述的低分子二醇)形成的线状或者支链状聚酯二醇、聚内酯二醇[例如,将上述低分子二醇的1种以上作为引发剂使其与(取代)己内酯(ε-己内酯、α-甲基-ε-己内酯、ε-甲基-ε-己内酯等)在催化剂(有机金属化合物、金属螯合化合物、脂肪酸金属酰化物等)的存在下进行加聚而得到的多元醇(例如聚己内酯二醇)]、使末端具有羧基及/或OH基的聚酯与环氧烷(环氧乙烷、环氧丙烷等)加聚所得到的聚碳酸酯多元醇等。

其中,从提高耐迁移特性的观点出发,R6的二价有机基团优选为蓖麻油系二醇残基(从蓖麻油系结构中除去2个羟基而得到的残基)、低分子二醇残基、聚亚烷基二醇残基、聚碳酸酯二醇残基,更优选为蓖麻油系二醇残基、丙二醇残基(-(CH2)3-)、丁二醇残基(-(CH2)4-)、聚碳酸酯二醇残基(具体而言,-O-C(=O)-O-(CH2)m-,m=3、4)。

在式(1)中,n为1~5的整数。在本实施方式中,从得到交联物的观点出发,聚碳二亚胺化合物的碳二亚胺集团的数量优选为2个以上,因此,通过使n为1以上,可实现上述效果。

换言之,碳二亚胺基的数量为2~6,从难以发生感光性树脂组合物固化时的翘曲的观点出发,碳二亚胺基的数量优选为2~5。

在本实施方式中,作为优选的聚碳二亚胺化合物,式(1)中,R1及R2同时为异丙基,X1及X2各自表示-R3-NH-COOR4,R3为从4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯中除去2个-OCN而得到的二价残基,R4为从羟基甲基或羟基乙基中除去羟基而得到的残基,X1与X2可以彼此相同或不同,Y表示-R5-NHCOO-R6-OCOHN-R5-,R5各自独立地为从4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯中除去2个-OCN而得到的二价残基,R6为蓖麻油系二醇残基、丙二醇残基、丁二醇残基、或者聚碳酸酯二醇残基,n为1~5的整数。

在本实施方式中,聚碳二亚胺化合物的重均分子量为300~3000。聚碳二亚胺化合物的重均分子量为300以上时,在感光性树脂组合物的固化时不易发生翘曲,故而优选,聚碳二亚胺化合物的重均分子量为3000以下时,可缩短显影时间,故而优选。从耐迁移特性的观点出发,聚碳二亚胺化合物的重均分子量进一步优选为300~1200的范围。

需要说明的是,在本实施方式中,重均分子量为使用凝胶渗透色谱法通过聚苯乙烯换算所测得的值。

另外,在本实施方式中,聚碳二亚胺化合物的碳二亚胺基的当量数为150~600。碳二亚胺基的当量数为150以上时,能够减少固化物的翘曲。另外,碳二亚胺基的当量数为600以下时,由于可得到所期望的架桥密度故而能够维持耐迁移特性。为了得到更优异的耐迁移特性,碳二亚胺基的当量数优选为400以下,更优选为300以下。

作为本实施方式的聚碳二亚胺化合物的制造方法,例如可通过如下方法制作:使1分子中含有至少2个异氰酸酯基的碳二亚胺单体与在分子末端具有羟基的多元醇反应而得到聚碳二亚胺,使所得到的聚碳二亚胺与含有羟基的单体反应,将聚碳二亚胺的末端异氰酸酯基封端,使经封端的聚碳二亚胺与胺反应,从而利用氨基对碳二亚胺基进行保护。

聚碳二亚胺可通过已知的方法得到,例如可通过日本特开2007-138080号公报等公开的方法制作。

通过上述方法,可得到碳二亚胺基被氨基保护的聚碳二亚胺化合物。

就聚碳二亚胺化合物的使用量而言,优选以聚碳二亚胺化合物的碳二亚胺基的当量相对于感光性预聚物的羧基而言成为0.9~1.3当量的方式来使用。碳二亚胺基的当量相对于羧基的当量1为0.9以上时,能够充分提高耐迁移特性,并且能够提高干膜的保存稳定性。另外,碳二亚胺基的当量相对于羧基的当量1为1.3以下时,可维持干膜的保存稳定性。碳二亚胺基的当量更优选为1.0以上,另外,更优选为1.2以下。

(颜料)

本实施方式中,作为颜料,可使用紫色颜料、黑色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、绿色颜料、红色颜料、橙色颜料等各种颜色的颜料。另外,作为其结构,可列举二噁嗪系、甲亚胺偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、苯并咪唑酮系、阴丹士林系、苝系、偶氮系、喹啉酞酮系、蒽醌系、苯胺系、花青素(Cyanine)系等有机颜料。

通过在感光性树脂组合物中含有有机颜料,从而能够使将感光性树脂组合物制成干燥膜厚为10~40μm的膜时的、波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值为7%以上,因此,能够同时实现布线图案的隐蔽性和该布线图案的分辨率,并且能够提高绝缘性。颜料可单独使用1种,也可以组合2种以上而使用。

以下,示出可在本实施方式中使用的颜料的具体例。需要说明的是,“C.I.”是指颜色索引。

<紫色颜料>

作为紫色颜料,例如可列举C.I.颜料紫1、1∶1、2、2∶2、3、3∶1、3∶3、5、5∶1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50等。其中,可优选列举C.I.颜料紫3、15、19、23、29、37。

<黑色颜料>

作为黑色颜料,例如可列举苝黑、甲亚胺偶氮系黑、菁黑、苯胺黑、内酰胺黑等。其中,可优选列举苝黑、甲亚胺偶氮系黑。

<黄色颜料>

作为黄色颜料,例如可列举C.I.颜料黄1、1∶1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35∶1、36、36∶1、37、37∶1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62∶1、63、65、73、74、75、81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127∶1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191∶1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208等。其中,可优选列举C.I.颜料黄139、185。

<蓝色颜料>

作为蓝色颜料,例如可列举C.I.颜料蓝1、1∶2、9、14、15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、15∶6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56∶1、60、61、61∶1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79等。其中,可优选列举C.I.颜料蓝15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、15∶6、16。

<绿色颜料>

作为绿色颜料,例如可列举C.I.颜料绿1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55等。其中,可优选列举C.I.颜料绿7。

<红色颜料>

作为红色颜料,例如可列举C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48∶1、48∶2、48∶3、48∶4、49、49∶1、49∶2、50∶1、52∶1、52∶2、53、53∶1、53∶2、53∶3、57、57∶1、57∶2、58∶4、60、63、63∶1、63∶2、64、64∶1、68、69、81、81∶1、81∶2、81∶3、81∶4、83、88、90∶1、101、101∶1、104、108、108∶1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276等。其中,可优选列举C.I.颜料红122。

<橙色颜料>

作为橙色颜料,例如可列举C.I.颜料橙1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79等。

本实施方式中,将上述颜料适宜组合而制作呈现出所期望的色调的感光性树脂组合物即可,但优选含有选自由紫色颜料及黑色颜料组成的组中的至少1种颜料作为主颜料。通过在感光性树脂组合物中含有选自由紫色颜料及黑色颜料组成的组中的至少1种颜料,从而容易调节由感光性树脂组合物形成的膜体的黑色度。需要说明的是,所谓主颜料,是指相对于感光性树脂组合物中包含的颜料的总质量而言比率最多的颜料。

紫色颜料及黑色颜料中,优选含有选自由C.I.颜料紫3、C.I.颜料紫15、C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫29、C.I.颜料紫37、C.I.颜料紫50、甲亚胺偶氮系黑及苝黑组成的组中的至少1种。

在含有上述主颜料的基础上感光性树脂组合物的色调仍不充分的情况下,优选还含有选自由黄色颜料、蓝色颜料及绿色颜料组成的组中的至少1种颜料作为调色颜料。就调色颜料而言,优选的是,以固态成分计相对于主颜料1而言以0.1以上且小于1.0、优选0.3~0.8的比例使用。

从分散稳定性的观点出发,本实施方式中使用的颜料优选具有0.001~0.1μm的数均粒径,进一步优选具有0.01~0.08μm的数均粒径。需要说明的是,此处所谓的“粒径”是指将粒子的电子显微镜照片图像换算成等面积的圆时的直径,另外,所谓“数均粒径”,是指针对100个粒子求出的上述粒径的平均值。

本实施方式中,就颜料而言,优选相对于感光性树脂组合物的全部固态成分而言以固态成分计以1.0~7.0质量%的范围含有。相对于该组合物的全部固态成分而言以固态成分计为0.1质量%以上的含量时,组合物中的分散稳定性优异,并且能够得到具有所期望的透过率的膜体,另外,为7.0质量%以下时,能够在不引起固化不良、分辨率降低的情况下形成膜体。

需要说明的是,颜料优选以分散液的形式使用。该分散液可通过在有机溶剂(或展色剂(vehicle))中添加将颜料和分散剂预先混合而得到的组合物并使其分散来制备。所谓上述展色剂,是指涂料处于液体状态时使颜料分散的介质的部分,包含为液态且与上述颜料结合而将涂膜固化的部分(粘合剂)、以及将其溶解稀释的成分(有机溶剂)。

(其他着色剂)

在本实施方式的感光性树脂组合物中,只要不损害本实施方式的效果,可以含有上述颜料以外的着色剂。

作为本实施方式中使用的其他着色剂,例如可列举:炭黑、钛黑、碳纳米管、乙炔黑、钛酸锶、氧化铬、氧化铈、群青、普鲁士蓝、铬黄、锌黄、铅丹、氧化铁红、锌白、铅白、锌钡白、二氧化钛等无机颜料;亚硝基染料、硝基染料、偶氮染料、茋偶氮染料、酮亚胺染料、三苯甲烷染料、咕吨染料、吖啶染料、喹啉染料、次甲基/多次甲基染料、噻唑染料、吲达胺染料、靛酚染料、吖嗪染料、噁嗪染料、噻嗪染料、硫化染料、氨基酮染料、羟基酮染料、蒽醌染料、靛类染料、酞菁染料等染料。

(光聚合性化合物)

在本实施方式中,在感光性树脂组合物中还可含有光聚合性化合物。

作为本实施方式中本成分的光聚合性化合物的例子,只要可进行光交联则没有特别限制,优选使用具有烯键性不饱和键的化合物。作为分子内具有烯键性不饱和键的化合物,可列举(甲基)丙烯酸酯化合物、双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物、环氧丙烯酸酯化合物、改性环氧丙烯酸酯化合物、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯化合物、胺改性双酚A型环氧丙烯酸酯化合物、氢化双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物、分子内具有氨基甲酸酯键的二(甲基)丙烯酸酯化合物、分子内具有疏水性骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物、分子内具有(聚)氧基亚乙基链及(聚)氧基亚丙基链这两者的聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯化合物、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯化合物、聚酯丙烯酸酯化合物等。它们可单独使用或者组合2种以上而使用。

作为本实施方式中优选使用的光聚合性化合物,例如可例示市售的“EBECRYL-3708”、“EBECRYL-1039”(均为商品名,Daicel-Allnex株式会社制)、“R-684”、“HX-220”、“HX-620”(均为商品名,日本化药株式会社制)等。

光聚合性化合物的使用量相对于感光性预聚物100质量份而言优选为10质量份以上,更优选为20质量份以上,进一步优选为30质量份以上,另外,优选为60质量份以下,更优选为50质量份以下,进一步优选为40质量份以下。相对于感光性预聚物100质量份而言,光聚合性化合物的含量为10质量份以上时,由于可提高制作FPC时的分辨率,故而可绘制微细的电路图案,另外,光聚合性化合物的含量为60质量份以下时,由于固化膜具有阻燃性、耐热性,故而优选。

(其他成分)

在不妨碍本实施方式期望效果的范围内,本实施方式的感光性树脂组合物中可含有其他成分。作为其他成分,例如可含有阻燃剂、塑化剂、填充剂等。

作为阻燃剂,例如可列举有机膦酸系阻燃剂、金属氧化物、磷酸酯、磷腈(phosphazene)化合物、三聚氰胺及其热缩合物与聚磷酸的盐、三聚氰胺与异氰脲酸的化合物等。

作为塑化剂,例如可列举对甲苯磺酰胺等。

作为填充剂,例如可列举二氧化硅、氧化铝、滑石、碳酸钙、硫酸钡等。

这些成分可单独使用1种,也可组合2种以上使用。

这些成分的使用量相对于感光性预聚物100质量份而言优选为5~60质量份,更优选为20~40质量份。

(感光性树脂组合物的制作)

本实施方式的感光性树脂组合物的制作方法可按照以往已知的方法制作,没有特别限定。例如,可通过在感光性预聚物中依次混合光聚合引发剂、热固化剂、颜料及其他任意成分来制作。

混合工序中,可使用珠磨机、辊磨机等搅拌器来混合。

需要说明的是,本实施方式的感光性树脂组合物可为液态,也可为膜状(膜体)。膜状感光性树脂组合物例如可通过在经脱模处理的膜上涂布本实施方式的感光性树脂组合物、并通过规定的温度除去该树脂组合物中包含的溶剂来形成。就涂布方法而言,可根据所期望的厚度适当选择逗号辊涂布机(注册商标)、凹版涂布机、模涂机等。

就本实施方式的感光性树脂组合物而言,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时,光聚合引发剂的反应区域即波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值为7%以上。上述透过率的最大值为7%以上时,能够在光固化时使曝光光线到达膜的底部,因此,能够在光固化时发挥优异的分辨率。从分辨率的稳定化的观点出发,波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值优选为8%以上,更优选为10%以上。波长350~430nm中的至少一部分波长的透过率越高越好。

另外,就本实施方式的感光性树脂组合物而言,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时,波长405nm的透过率优选为6%以上。作为光聚合反应开始的波长之一的波长405nm的透过率为6%以上时,曝光敏感度变得良好。

需要说明的是,就本实施方式中的透过光谱而言,例如,可使用感光性树脂组合物制作在厚度10~40μm的范围内具有任意膜厚的膜体,针对得到的膜体使用分光光度计(例如,“U-4100Spectro Photometer”(株式会社日立制作所制))来测定透过光谱,由此进行确认。

另外,就本实施方式的感光性树脂组合物而言,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时的L*a*b*表色系统中的亮度L*优选为30以下。干燥膜厚为10~40μm的膜体的亮度L*为30以下时,能够维持隐蔽性。从隐蔽性的观点出发,干燥膜厚为10~40μm的膜体的亮度L*更优选为25以下,进一步优选为22以下。

而且,就本实施方式的感光性树脂组合物而言,在具有光泽面和粗糙面的铜箔的光泽面以10~40μm的固化膜厚形成感光性树脂组合物的膜体而得到的层叠体的、上述膜体表面的L*a*b*表色系统中的亮度L*优选为30以下。在铜箔上形成感光性树脂组合物的膜体而得到的层叠体的、感光性树脂组合物的膜体表面的亮度L*为30以下时,能够在实际用作布线板的阻焊剂时充分隐蔽由导电性材料形成的布线图案,能够抑制该布线图案被看到,故而优选。从隐蔽性的观点出发,层叠体的膜体表面的亮度L*更优选为28以下,进一步优选为25以下。

在铜箔的光泽面以10~40μm的固化膜厚形成感光性树脂组合物的膜体而得到的层叠体的L*a*b*表色系统中规定的色度a*、b*没有特别限定,各自优选为-5~5的范围,更优选为-3~3的范围。

需要说明的是,本实施方式中,L*a*b*表色系统依据国际照明委员会于1976年推荐的规定或JIS Z 8729的规定。具体而言,就L*a*b*而言,使用色差计(商品名“CR-400”Konica Minolta公司制;色彩色差计),针对由感光性树脂组合物形成的膜体或层叠体的膜体侧的表面在多个部位(例如3处以上)进行测定,采用其平均值即可。

(感光性膜)

本实施方式的感光性膜具备支承体、及在该支承体上形成的感光性树脂组合物层,感光性树脂组合物层含有上述感光性树脂组合物。感光性膜还可在感光性树脂组合物层的与支承体呈相对侧的面上具有保护膜层。

根据本实施方式所涉及的感光性膜,不仅挠性优异,而且在将该感光性膜固化后可容易地形成阻焊膜。

以下,对感光性膜的制作方法进行说明。

感光性树脂组合物层优选如下形成:将本实施方式的感光性树脂组合物溶解于甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、丙二醇单甲基醚等溶剂或它们的混合溶剂,制成固态成分为30~70质量%左右的溶液后,将该溶液涂布在支承体上。

作为支承体,例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等具有耐热性及耐溶剂性的聚合物膜。支承体中,对要被涂布树脂组合物的面施以脱模处理而得到的支承体是优选的。

支承体的厚度可根据用途、该树脂组合物的厚度适当选择。

感光性树脂组合物层的厚度因用途而不同,以通过加热及/或热风吹喷而除去了溶剂的干燥后厚度计,优选为5~100μm,更优选为0~50μm。

作为保护膜,例如可列举聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本实施方式的感光性膜可直接保存,在常温(23℃)下具有约2周以上的保存稳定性。

本实施方式的感光性膜可用于抗蚀剂图案的形成。抗蚀剂图案例如可通过具备如下工序的制造方法来制造,所述工序为:将感光性膜层叠到电路形成用基板上的层叠工序;向感光性树脂组合物层的规定部分照射活性光线从而在感光性树脂组合物层中形成固化部的曝光工序;除去该固化部以外的感光性树脂组合物层的显影工序;及,通过加热使固化部的感光性树脂组合物层固化的热固化工序。

需要说明的是,感光性膜具有保护膜时,具有从感光性膜除去保护膜的工序。

电路形成用基板具备绝缘层、及在绝缘层上通过蚀刻法或印刷法形成的导电体层(由铜、铜系合金、银、银系合金、镍、铬、铁、不锈钢等铁系合金等导电性材料形成的层。优选由铜或铜系合金形成。),在层叠工序中,以在电路形成用基板的导电体层侧层叠感光性膜的感光性树脂组合物层的方式进行层叠。

作为层叠工序中的感光性膜的层叠方法,例如可列举通过一边将感光性树脂组合物层加热一边压接于电路形成用基板来层叠的方法。在以这样的方式进行层叠时,从密合性及追随性等的观点出发,优选在减压下层叠。

在层叠工序中,感光性树脂组合物层的加热优选在30℃以上且低于80℃的温度下进行,压接压力优选为0.1~2.0MPa左右,周围的气压优选为3hPa以下。加热温度为80℃以上时,由于感光性树脂组合物中的聚碳二亚胺化合物的氨基从羧基解离,故而在低于解离温度的温度下进行层叠工序。

在曝光工序中,向感光性树脂组合物层的规定部分照射活性光线来形成固化部。作为固化部的形成方法,可列举穿过被称作原图(artwork)的负或正掩模图案而以图像状照射活性光线的方法。另外,也可通过LDI(Laser Direct Imaging,激光直接成像)方式、DLP(Digital Light Processing,数字光处理)(注册商标)曝光法等不具有掩模图案的直接绘制法进行曝光。此时,在感光性树脂组合物层上存在的支承体为透明时,可直接照射活性光线。支承体为不透明时,除去支承体后向感光性树脂组合物层照射活性光线。

作为活性光线的光源,可使用已知的光源,例如碳弧灯、汞蒸气弧灯、超高压汞灯、高压汞灯、氙气灯、半导体激光器等可有效放射紫外线的光源。另外,也可使用照片用泛光灯、太阳能灯等可有效放射可见光的光源。

接着,在感光性树脂组合物层上存在支承体的情况下,除去支承体后,在显影工序中通过湿式显影、干式显影等除去固化部以外的感光性树脂组合物层而进行显影,形成抗蚀剂图案。

湿式显影的情况下,可使用碱性水溶液等显影液,利用例如喷雾、摇动浸渍、刷涂、刮涂等已知的方法进行显影。作为显影液,优选安全且稳定、操作性良好的显影液,例如可使用20~50℃碳酸钠的稀溶液(1~5质量%水溶液)等。

通过上述形成方法所得到的抗蚀剂图案例如用作柔性印刷布线板的阻焊膜时,在显影工序后进行加热固化工序。通过加热固化工序,感光性树脂组合物层的感光性树脂组合物中的聚碳二亚胺化合物的氨基解离,可形成固化膜。

作为加热方法,可列举利用烘箱进行的加热。作为加热条件,优选在80℃以上的温度下进行20~120分钟。由于聚碳二亚胺化合物的氨基在80℃以上解离,故而可通过在80℃以上进行加热来使氨基从碳二亚胺基解离,与感光性预聚物的羧基反应并固化。作为加热温度的上限,没有特别限制,从作业效率的观点出发,例如优选在200℃以下进行。

(柔性印刷布线板)

通过上述方法,可得到具有绝缘层、设置于绝缘层的上方且由导电性材料形成的布线图案、及设置于布线图案上方的阻焊层的柔性印刷布线板(FPC),通过碳二亚胺基与羧基的反应,在阻焊层内形成酰基脲这样的结构。在本实施方式中,FPC可在阻焊层上进一步具备包含导电性材料的屏蔽层。

关于屏蔽层,例如可列举由绝缘层/金属层/导电性粘接剂层这3层结构形成的屏蔽层,可使用市售的屏蔽膜。

作为构成屏蔽层的导电性材料,可列举金属。作为金属,例如可列举金、银、铜、铝、镍、它们的合金等。

需要说明的是,为了提高屏蔽层与阻焊层的粘接性,例如为由3层结构形成的屏蔽层时,以导电性粘接剂层与阻焊层接触的方式进行设置。

本实施方式中,由于利用本实施方式的感光性树脂组合物形成了阻焊层,因此能够得到布线图案被隐蔽、且分辨率也优异的FPC。

本实施方式中,按照以固化后的膜厚计使得布线图案与屏蔽层的层间距离成为10μm的方式设置阻焊层来制作柔性印刷布线板,针对该柔性印刷布线板在温度为85℃、相对湿度为85%RH的气氛下施加50V电压并同时进行电阻值的连续测定,此时,优选将1.0×107Ω以上的电阻值持续500小时以上。

进行上述耐环境试验时,就柔性印刷布线板的电绝缘特性而言,将1.0×107Ω以上的电阻值持续500小时以上、优选电阻值的持续时间为1000小时以上时,可以说是具有在实用上极其优异的耐迁移特性的阻焊剂。

(图像显示装置)

另外,本实施方式的图像显示装置具备本实施方式的柔性印刷布线板(FPC)。本发明的图像显示装置在例如液晶面板显示器中具备在表面具有液晶显示部的液晶显示基板、设置有液晶显示基板的驱动电路的印刷基板、及用于将液晶显示基板与印刷基板进行电连接的柔性印刷布线板(FPC),作为该FPC,使用本实施方式的柔性印刷布线板。

就液晶显示基板而言,在以玻璃为基质的两张绝缘性基板之间封入液晶(其用于形成包含大量像素阵列的显示区域),一侧的面形成液晶显示部。印刷基板为搭载了控制IC(其驱动控制触摸传感器模块)的所谓控制基板。

本实施方式的柔性印刷布线板(FPC)的一端粘接于液晶显示基板,另一端粘接于印刷基板,液晶显示基板与印刷基板通过本实施方式的FPC进行电连接。

实施例

以下,通过实施例及比较例具体地说明本发明,但本发明并不限定于它们。

(实施例1~14、比较例1~2)

(i)感光性树脂组合物的制作

按照表1及表2所示的配合比例来配合各成分,使用混合器使其混合,得到实施例1~14、比较例1~2的感光性树脂组合物。

(ii)干膜的制作

将上述(i)中得到的感光性树脂组合物以使得干燥后的厚度成为表中所示那样的厚度的方式涂布于25μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上,于80℃干燥5分钟后,在涂布面侧贴合聚乙烯膜而得到干膜。

<固化前干膜的透过率及L*值的测定>

(1)试验检体的制作

将上述(ii)中制作的干膜的聚乙烯膜剥离,通过真空层压贴合于25μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜,制作试验检体。真空层压在加热板温度为50~70℃、加压压力为0.5~1.0MPa、加压时间为10~20秒,真空度为3hPa以下的条件下实施。

(2)测定方法

针对试验检体,使用安装有积分球的分光光度计“U-4100Spectro Photometer”(株式会社日立制作所制),测定波长350~430nm的范围的透过率的最大值,波长405nm的透过率,及亮度L*

<固化后干膜的L*的值测定>

(1)试验检体的制作

将上述(ii)中制作的干膜的聚乙烯膜剥离,通过真空层压贴合于35μm厚的压延铜箔。真空层压在加热板温度为50~70℃、加压压力为0.5~1.0MPa、加压时间为10~20秒、真空度为3hPa以下的条件下实施。真空层压后,利用超高压汞灯照射300mJ/cm2的紫外线。照射后,将PET膜剥离,以0.18MPa的喷雾压力将30℃的1wt%碳酸钠水溶液进行喷雾,进行60秒显影。显影后,利用高压汞灯照射1,000mJ/cm2的紫外线。照射后,利用热风循环式干燥机,于150℃使其固化90分钟,得到试验检体。

(2)测定方法

针对试验检体,使用色彩色差计“CR-400”(Konica Minolta株式会社制),测定亮度L*及色度a*、b*

<隐蔽性>

(1)试验检体的制作

准备在25μm厚的聚酰亚胺制基材的一侧设置有厚度为12μm、线宽为30μm、间隙宽度为30μm的铜的直线电路图案的柔性覆铜层叠板(株式会社有泽制作所制“PNS H1012RAH”)。将上述(ii)中制作的干膜的聚乙烯膜剥离,通过真空层压贴合于柔性覆铜层叠板。真空层压在加热板温度为50~70℃、加压压力为0.5~1.0MPa、加压时间为10~20秒、真空度为3hPa以下的条件下实施。真空层压后,利用超高压汞灯照射300mJ/cm2的紫外线。照射后,将PET膜剥离,以0.18MPa的喷雾压力将30℃的1wt%碳酸钠水溶液进行喷雾,进行60秒显影。显影后,利用高压汞灯照射1,000mJ/cm2的紫外线。照射后,利用热风循环式干燥机,于150℃使其固化90分钟。

(2)测定方法及判定标准

通过目视及光学显微镜(50倍)观察制作的试验检体,以透过干膜能否确认到铜电路图案的方式来评价隐蔽性。

〔评价标准〕

◎:即使通过光学显微镜也难以确认到铜电路图案。

○:通过光学显微镜能够确认到铜电路图案,但通过目视难以确认。

×:即使通过目视也能够确认到铜电路图案的有无。

<分辨率(图案化性)>

(1)试验检体的制作

将上述(ii)中制作的干膜的聚乙烯膜剥离,通过真空层压贴合于35μm厚的压延铜箔,制作试验检体。真空层压在加热板温度为50~60℃、加压压力为0.5~1.0MPa、加压时间为10~20秒、真空度为3hPa以下的条件下实施。

(2)测定方法及判定标准

隔着形成有规定图案(L/S=30/300μm、40/300μm、50/300μm、60/300μm、70/300μm、80/300μm、90/300μm、100/300μm)的光掩模,利用超高压汞灯照射300mJ/cm2的紫外线。照射后,将PET膜剥离,向干膜于30℃以0.18MPa的喷雾压力将1wt%碳酸钠水溶液进行喷雾,进行60秒显影。通过下述标准对分辨率进行评价。

〔评价标准〕

分辨率用线的剥落、晃动的有无来判断。

◎:L/S=30/300~100/300μm时,不发生线的剥落、晃动。

○:L/S=60/300~100/300μm时,不发生线的剥落、晃动。

Δ:L/S=80/300~100/300μm时,不发生线的剥落、晃动。

×:即使L/S=100/300μm,也发生线的剥落、晃动。

将上述结果示于表1及表2。

[表1]

(单位:质量份)

(A):羧酸改性双酚型环氧丙烯酸酯:Mw=12,000,酸值=100mg KOH/g

(B):使用110℃解离的胺将蓖麻油系二醇基础的聚碳二亚胺封端(当量600g/eq,2官能,重均分子量1,200)

(C):使用110℃解离的胺将碳酸酯系二醇基础的聚碳二亚胺封端(当量600g/eq,2官能,重均分子量1,200)

(D):使用110℃解离的胺将蓖麻油系二醇基础的聚碳二亚胺封端(当量300g/eq,2官能,重均分子量600)

(E):2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦

(F):DAICEL-ALLNEX LTD制“EBECRYL-3708”(商品名)(Mw=1,500,2官能)

(G):二噁嗪紫(颜料紫37)

(H):甲亚胺偶氮

(I):苝黑(FK-4280),无颜色索引

(J):苝黑(FK-4281),无颜色索引

(K):异吲哚啉

(L):酞菁蓝

[表2]

(单位:质量份)

(A):羧酸改性双酚型环氧丙烯酸酯:Mw=12,000,酸值=100mg KOH/g

(B):使用110℃解离的胺将蓖麻油系二醇基础的聚碳二亚胺封端(当量600g/eq,2官能,重均分子量1,200)

(C):使用110℃解离的胺将碳酸酯系二醇基础的聚碳二亚胺封端(当量600g/eq,2官能,重均分子量1,200)

(D):使用110℃解离的胺将蓖麻油系二醇基础的聚碳二亚胺封端(当量300g/eq,2官能,重均分子量600)

(E):2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦

(F):DAICEL-ALLNEX LTD制“EBECRYL-3708”(商品名)(Mw=1,500,2官能)

(G):二噁嗪紫(颜料紫37)

(H):甲亚胺偶氮

(I):苝黑(FK-4280),无颜色索引

(J):苝黑(FK-4281),无颜色索引

(K):异吲哚啉

(L):酞菁蓝

由表1及表2可知,实施例1~14中,制成干燥膜厚为10~40μm的膜时的、波长350~430nm中的至少一部分波长处的透过光谱的透过率的最大值为7%以上,因此,能够在光固化时发挥优异的分辨率。另外,感光性树脂组合物的干燥膜厚为10~40μm的膜体及固化后干膜的L*值均为30以下,因此,可知为隐蔽性优异的膜。

还参考了特定的实施方式对本发明进行了详细说明,但对本领域技术人员而言显而易见的是,只要不脱离本发明的精神与范围即可施加各种变更、修正。本申请基于2017年2月7日提出申请的日本专利申请(特愿2017-020628)及2017年11月9日提出申请的日本专利申请(特愿2017-216564),将其内容作为参照并入本文。

产业上的可利用性

具备使用本发明的感光性树脂组合物形成的阻焊层的柔性印刷布线板可合适地用作要求小型化、薄型化的电子设备中使用的电子材料部件。

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