CN102369482B - 固化性树脂组合物及印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固化性树脂组合物和其固化物,该固化性树脂组合物的操作性良好、具有高感光度且其固化物在例如印刷电路板、半导体封装体中使用时能够获得高的可靠性。本发明的固化性组合物,其含有含羧基感光性树脂和光聚合引发剂,所述含羧基感光性树脂如下得到:使具有特定骨架的酚醛树脂与环氧烷或环碳酸酯化合物反应而得到的反应产物、与含不饱和基团的单羧酸反应,并使所得到的反应产物与多元酸酐反应而得到。
Description
技术领域
本发明涉及作为印刷电路基板的阻焊剂等使用的固化性树脂组合物。
背景技术
现在,从高精度、高密度的观点出发,在一部分民用印刷电路板以及大部分的产业用印刷电路板的阻焊剂中,使用通过在紫外线照射后显影进行图像形成、并利用热和/或光照射进行完全固化(本固化)的液态显影型阻焊剂,从对环境问题的顾虑出发,使用碱水溶液作为显影液的碱显影型的光致阻焊剂成为主流,并被广泛采用(例如参照专利文献1等)。
在这种液态显影型阻焊剂中,使用含羧基感光性树脂,通常使用通过环氧树脂的改性而衍生的环氧丙烯酸酯改性树脂。
例如,公开了一种由在酚醛清漆型环氧化合物与不饱和一元酸的反应产物上加成酸酐而得到的感光性树脂、光聚合引发剂、稀释剂及环氧化合物组成的阻焊剂组合物(参照专利文献1)。此外,公开了一种由下述感光性树脂、光聚合引发剂、有机溶剂等组成的阻焊剂组合物,所述感光性树脂如下得到:在水杨醛和一元酚的反应产物与环氧氯丙烷反应而获得环氧树脂上、加成(甲基)丙烯酸,进而与多元羧酸或其酐反应而得到(参照专利文献2)。
如上所述,在环氧丙烯酸酯改性树脂所用的环氧树脂中,通常通过与含有氯的环氧氯丙烷等反应而引入环氧骨架。此时,会副生成导致绝缘可靠性降低的氯离子杂质,且除去该氯离子杂质是非常困难的,因此多数情况下在原料所用的环氧树脂中包含较多氯离子杂质。此外,该氯离子杂质在环氧丙烯酸酯改性后也是非常难以除去的。
另一方面,对应于随着近年的电子设备的轻薄短小化而产生的印刷电路板的高密度化,对于阻焊剂也要求优异的显影性、高操作性这样的高性能化。此外,最近,伴随着电子设备的小型化、轻量化、高性能化,半导体封装体的小型化、多针化被实用化,批量生产化不断发展。例如在BGA(球栅阵列,Ball GridArray)、CSP(芯片尺寸封装体)等的半导体封装体中,为了获得高可靠性,特别要求应称为耐湿热性的PCT(压力锅试验,pressure cooker test)耐性。进而,从生产率的观点出发,也要求阻焊剂具有对图案化时使用的紫外线等的反应性、即高曝光感光度。
然而,现状是现有的液态显影型阻焊剂在PCT耐性试验中只能耐受几小时~十几小时左右,未得到充分的耐湿热性。此外,存在如下问题:在封装体安装时,由于阻焊剂的吸湿,封装体内部吸湿的水分在回流焊中发生沸腾,封装体内部的阻焊皮膜及其周边产生裂纹,得不到充分的裂纹耐性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭61-243869号公报
专利文献2:日本特开平3-250012号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种固化性树脂组合物,其操作性良好,高感光度且显影性优异,并且,其固化物在例如印刷电路板、半导体封装体中使用时能够获得优异的PCT耐性、高的绝缘可靠性。
用于解决问题的方案
为了达成这种目的,本发明提供一种固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物含有含羧基感光性树脂和光聚合引发剂,所述含羧基感光性树脂如下得到:使具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂与环氧烷或环碳酸酯化合物反应而得到的反应产物、与含不饱和基团的单羧酸反应,并使所得到的反应产物与多元酸酐反应而得到。
[化学式1]
(通式(III)、(IV)、(VI)的R表示氢、或甲基。)
通过这种构成,操作性、显影性优异,并且其固化物用于例如印刷电路板、半导体封装体时,能够获得优异的PCT耐性、高的绝缘可靠性等高可靠性。此外,由于在含羧基感光性树脂中,不饱和基、羧基不存在于同一链上,并且,各自位于侧链末端,所以反应性优异(高感光度),此外能够实现优异的碱显影性。
在本发明的固化性树脂组合物中,含羧基感光性树脂的酸值优选为30~150mgKOH/g。通过将酸值设定在该范围,能够进行碱显影,并且能够获得充分的耐显影性。
本发明的固化性树脂组合物中,优选的是,环氧烷为环氧乙烷及环氧丙烷、或者环氧乙烷或环氧丙烷,环碳酸酯化合物为碳酸亚乙酯及碳酸亚丙酯、或者碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯。
通过这种构成,含羧基树脂的链延长,挠性提高,能够提高冷热冲击性。
本发明的固化性树脂组合物中,优选的是,含不饱和基团的单羧酸为丙烯酸及甲基丙烯酸、或者丙烯酸或甲基丙烯酸。
通过这种构成,能够作为高感光度的光固化性树脂组合物使用。
此外,本发明的固化性树脂组合物中,优选的是,含羧基感光性树脂不含有羟基。
通过这种构成,耐吸湿性优异,其固化物能够获得优异的PCT耐性。
此外,本发明的固化性树脂组合物中,优选含有热固化性成分。通过这种构成,能够作为可利用热进行本固化的热固化性树脂组合物使用,可进一步赋予固化性树脂组合物以耐热性。
本发明的固化性树脂组合物中,优选含有着色剂。通过含有着色剂,当作为印刷电路板用阻焊剂使用时,能够获得电路等的遮盖力。
进而,将这种固化性树脂组合物涂布到基材上,并利用活性能量射线照射和加热、或者利用活性能量射线照射或加热使其固化,能够制成固化物。这种固化物用于例如印刷电路板、半导体封装体时,能够获得优异的PCT耐性、高的绝缘可靠性等高可靠性。
此外,将这种固化性树脂组合物涂布到薄膜上并进行干燥,能够作为固化性干膜使用。通过制成这种干膜,无需涂布就能够简易地形成抗蚀层。进而,将该干膜贴附到基材上,并利用活性能量射线照射和加热、或者利用活性能量射线照射或加热使其固化,能够制成固化物。这种固化物用于例如印刷电路板、半导体封装体时,能够获得优异的PCT耐性、高的绝缘可靠性等高可靠性。
并且,通过将这些固化物用于印刷电路板中,能够获得优异的PCT耐性、高的绝缘可靠性等高可靠性。
发明的效果
根据本发明,固化性树脂组合物操作性良好,高感光度且具有优异的显影性,并且,其固化物在例如印刷电路板、半导体封装体中使用时能够获得优异的PCT耐性、高的绝缘可靠性。
具体实施方式
本发明人等发现,为了解决这种课题而反复进行了深入研究,结果发现,作为组合物的必须成分,使用以具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂作为起始原料的含羧基感光性树脂,能够达成上述目的,从而完成了本发明。
该含羧基感光性树脂通过利用具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂与环氧烷或环碳酸酯的加成反应引起的链延长,从而能够获得优异的挠性、伸长率。此外,由于在通过环氧烷或环碳酸酯的加成反应而生成的末端羟基上进行含不饱和基团的单羧酸的加成及多元酸酐的加成,不饱和基、羧基不存在于同一侧链上,并且各自位于侧链的末端,所以具有优异的反应性。进而,由于远离主链的末端羧基的存在,从而具有优异的碱显影性。
此外,该含羧基感光性树脂由于不具有或仅具有少量反应性低的亲水性的醇性羟基,所以耐吸湿性优异。羟基的存在也具有利用氢键带来的密合性提高等优异的特征,但耐湿性显著降低。由于这一点,本发明中的含羧基感光性树脂通过实质上不含羟基,从而能够提高耐湿性。并且,通过耐湿性的提高,能够实现IC封装体所要求的PCT耐性的提高。
此外,对于本发明中使用的具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂,作为其特征,可列举出与通常的酚、或者甲酚型酚醛清漆树脂相比羟基当量较大。即,使用由前述酚类衍生的含羧基树脂而得的固化物与一般的酚醛清漆树脂类相比具有良好的挠性。与此相伴,与以往的酚醛清漆树脂类相比,使用了由具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂衍生的含有羧酸的树脂的阻焊剂组合物能够提高所得固化物的冷热冲击耐性和PCT耐性。其中,由通式(III)衍生的含羧基感光性树脂能够获得非常优异的绝缘可靠性、PCT耐性。
以下,对本发明的固化性树脂组合物进行详细说明。
首先,具体而言,构成本发明的固化性树脂组合物的含羧基感光性树脂可以通过以下所示的方法容易地获得。
(1)使具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂与环氧烷反应而获得的反应产物、与含不饱和基团的单羧酸反应,并使所得到的反应产物与多元酸酐反应而得到的含羧基感光性树脂。
(2)使具有通式(I)~(VI)中的至少一种骨架的酚醛树脂与环碳酸酯化合物反应而获得的反应产物、与含不饱和基团的单羧酸反应,并使所得到的反应产物与多元酸酐反应而得到的含羧基感光性树脂。
这样,本发明中的含羧基感光性树脂以具有各种骨架的酚醛树脂作为起始原料而得到。由于能够容易地获得几乎不含氯离子杂质的酚醛树脂,所以能够大幅抑制所得到的含羧基感光性树脂中的氯离子杂质浓度。这种含羧基感光性树脂的氯离子杂质含量优选为100ppm以下。更优选为50ppm以下,进一步优选为30ppm以下。
此外,这种含羧基感光性树脂也具有如下特征:其为实质上不含羟基的树脂。其中,实质上不含羟基意味着容许含有微量的羟基。
这样,通过抑制含羧基感光性树脂中的氯离子杂质,实质上不含羟基,从而能够表现出优异的绝缘可靠性、PCT耐性。
此外,本发明中的含羧基树脂利用所使用的酚醛树脂原料能够大幅减少每1个重复单元的相对于芳香环的酯键的数量。
其次,对于要求优异的绝缘可靠性的阻焊剂,在非常细间距的线/间距的覆铜层叠板上形成抗蚀固化涂膜,进行电压施加,判断其绝缘可靠性。一般通过电压施加,吸收的水分在电极间引起电解。此时阴极侧变成碱性,阳极侧变成酸性。
根据这种现象,对于以往的阻焊剂而言,在阴极侧发生酯键的碱水解从而确认抗蚀膜的膜厚减少,进而对于差的阻焊剂而言,确认到在阴极侧的抗蚀膜基本消失等不良模式。进而认为,由于水解的分子的亲水性高,所以导致涂膜的吸水性增大、电特性恶化这样的现象。发明人等着眼于这种现象,认为减少每1个重复单元的酯键是用于抑制阴极侧的碱水解的非常有效的手段。
以下,对以往的苯酚酚醛清漆树脂与本发明使用的含羧基树脂的差别,着眼于每1个重复单元的相对于芳香环的酯键的数量进行说明。
以往的苯酚酚醛清漆型环氧丙烯酸酯是通过在由苯酚酚醛清漆树脂合成的环氧树脂上加成丙烯酸,并在所生成的羟基上加成酸酐而获得的。因此,每1个重复单元的相对于芳香环的酯键的数量成为2。与此相对,由酚醛树脂衍生的本发明的含羧基树脂由于使环氧烷或环碳酸酯化合物与具有各种骨架的酚醛树脂反应后,与丙烯酸、酸酐反应,所以每1个重复单元的相对于芳香环的酯键的数量理论上不会大于1.0。前述通式(I)、(II)能够将每1个重复单元的相对于芳香环的酯键的数量减少至1,此外通式(IV)能够减少至0.5,通式(VI)能够减少至0.66,进而通式(III)能够减少至0.33,因此,能够表现出优异的绝缘可靠性。本发明中使用的含羧基树脂的每1个重复单元的相对于芳香环的酯键的数量为1以下,优选为0.75以下,进一步优选为0.5以下。
此外,通过本发明中使用的由具有各种骨架的酚醛树脂衍生的含羧基树脂获得的固化物与通过以往的由苯酚酚醛清漆树脂衍生的含羧基树脂获得的固化物相比,能够表现出来自所使用的酚醛树脂原料的优异的特征。例如能够实现玻璃化转变温度(Tg)的提高、固化涂膜的断裂强度的提高、强韧性的赋予、冷热冲击性的提高、耐水解性的提高、进而阻燃性的提高等各种特性的赋予。
此外,也可以使由这些(1)及(2)获得的含羧基感光性树脂与1分子中兼具环状醚基和烯属不饱和基的化合物反应。作为这种化合物,从反应性、供给方面考虑,优选(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸4-羟基丁酯缩水甘油醚、或甲基丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯。
另外,(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及它们的混合物的总称,以下其它类似的表达也同样。
这种1分子中兼具环状醚基和烯属不饱和基的化合物的加成量优选相对于羧基为5%当量~40%当量。当加成量少于5%当量时,得不到充分的感光度上升、阻焊剂特性的提高,若超过40%当量,则最大显影寿命变短,并且指触干燥性劣化。更优选为10%当量~30%当量。
通过使用这种含羧基感光性树脂,由于在主链·聚合物的侧链具有多个的游离羧基,所以能够利用稀碱水溶液进行显影。此外,含羧基感光性树脂的酸值优选为30~150mgKOH/g的范围。低于30mgKOH/g时,相对于碱水溶液的溶解性降低,所形成的涂膜的显影变得困难。另一方面,若变得高于150mgKOH/g,则由于显影液造成的曝光部的溶解加剧,线细至必要以上,曝光部与未曝光部没有区别地被显影液溶解剥离,有时难以描绘正常的抗蚀图案。并且,成为外观不良、电特性降低的原因。进一步优选为40~130mgKOH/g的范围。
此外,这种含羧基感光性树脂的重均分子量根据树脂骨架的不同而不同,通常优选在2000~150000的范围内。重均分子量小于2000时,有时不粘性能劣化、曝光后的涂膜的耐湿性差、在显影时产生膜减少、分辨率大大劣化。另一方面,重均分子量超过150000时,有时显影性显著变差、储存稳定性劣化。更优选为5000~100000。
这种含羧基感光性树脂的配混量在全部组合物中优选为20~60质量%。少于20质量%时,涂膜强度降低。另一方面,多于60质量%时,粘性变高,涂布性等降低。更优选为30~50质量%。
本发明中使用的含羧基树脂只要由具有通式(I)~(VI)的结构的酚醛树脂衍生而来,则没有特别限定。
[化学式2]
(通式(III)、(IV)、(VI)的R表示氢、或甲基。)
作为本发明中使用的酚醛树脂,可以使用双酚A-甲醛型酚醛树脂、水杨醛型酚醛树脂、苯基芳烷基型酚醛树脂、联苯基芳烷基型酚醛树脂、亚苯基芳烷基型酚醛树脂、α-萘酚、β-萘酚等萘酚芳烷基型酚醛树脂、含二环戊二烯骨架酚醛树脂等。
作为具有通式(I)的骨架的树脂,例如可以使用明和化成(株)制造的BPA-D。
作为具有通式(II)的骨架的树脂,例如可以使用明和化成(株)制造的MEH-7500。
作为具有通式(III)的骨架的树脂,例如可以使用明和化成(株)制造的MEH-851。
作为具有通式(IV)的骨架的树脂,例如可以使用明和化成(株)制造的MEH-7800。
作为具有通式(V)的骨架的树脂,例如可以使用新日本石油(株)制造的DPP-6115H。
作为具有通式(VI)的骨架的树脂,例如可以使用日本化药(株)制造的Kayahard CBN。
作为环氧烷,可列举出环氧乙烷、环氧丙烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃、四氢吡喃等,从价格、供给体制的方面出发优选环氧乙烷、环氧丙烷。此外,作为环碳酸酯化合物,可以使用公知的碳酸酯化合物,例如可列举出碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、2,3-碳酸酯甲基丙烯酸丙酯等。其中,从反应性、供给体制的方面出发,优选5元环的碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯。这些环氧烷、环碳酸酯化合物可以单独使用或混合2种以上使用。
环氧烷或环碳酸酯化合物通过使用碱性催化剂在具有通式(I)~(VI)结构的酚醛树脂的酚性羟基上进行加成反应,能够由酚性羟基改性为具有醇性羟基的树脂。作为此时的加成量,每1当量酚性羟基,优选为0.3~10摩尔的范围。加成量少于0.3摩尔时,难以与后述的含不饱和基团的单羧酸、多元酸酐发生反应,感光性及相对于稀碱水溶液的溶解性降低。另一方面,加成量超过10摩尔时,由于所生成的醚键,耐水性降低,电绝缘性、PCT耐性等降低。更优选为0.8~5摩尔的范围,进一步优选为1.0~3摩尔的范围。
作为含不饱和基团的单羧酸,可列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、或者进而(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、三羟甲基丙烷二(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、(甲基)丙烯酸苯基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸己内酯加成物等含羟基丙烯酸酯的不饱和二元酸酐加成物等,更优选为丙烯酸和/或甲基丙烯酸。这些含不饱和基团的单羧酸可以单独使用或组合2种以上使用。
作为多元酸酐,可列举出甲基四氢邻苯二甲酸酐、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、纳迪克酸酐、3,6-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、四溴邻苯二甲酸酐等脂环式二元酸酐;琥珀酸酐、马来酸酐、衣康酸酐、辛烯基琥珀酸酐、五(十二烯基)琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等脂肪族或芳香族二元酸酐、或联苯四羧酸二酐、二苯醚四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐、环戊烷四羧酸二酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐等脂肪族或芳香族四元酸二酐,可以使用它们中的1种或2种以上。
其次,作为构成本发明的固化性树脂组合物的光聚合引发剂,可以使用选自由具有肟酯基的肟酯系光聚合引发剂、α-氨基苯乙酮系光聚合引发剂、酰基氧化膦系光聚合引发剂组成的组中的1种以上的光聚合引发剂。
作为肟酯系光聚合引发剂,市售品可列举出Ciba Japan K.K.制造的CGI-325、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、ADEKA Corporation制造的N-1919、ADEKA ARKLS NCI-831等。此外,也可以适当使用分子内具有2个肟酯基的光聚合引发剂,具体而言,可列举出下述通式所示的具有咔唑结构的肟酯化合物。
[化学式3]
(式中,X表示氢原子、碳原子数1~17的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、苯基、苯基(被碳原子数1~17的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、氨基、具有碳原子数1~8的烷基的烷基氨基或二烷基氨基取代)、萘基(被碳原子数1~17的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、氨基、具有碳原子数1~8的烷基的烷基氨基或二烷基氨基取代),Y、Z分别表示氢原子、碳原子数1~17的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、卤素基团、苯基、苯基(被碳原子数1~17的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、氨基、具有碳原子数1~8的烷基的烷基氨基或二烷基氨基取代)、萘基(被碳原子数1~17的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、氨基、具有碳原子数1~8的烷基的烷基氨基或二烷基氨基取代)、蒽基、吡啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基,Ar表示碳原子数1~10的亚烷基、亚乙烯基、亚苯基、亚联苯基、亚吡啶基、亚萘基、噻吩、亚蒽基、亚噻吩基、亚呋喃基、2,5-吡咯-二基、4,4′-二苯乙烯-二基、4,2′-苯乙烯-二基)。n表示0或1的整数。
特别优选的是,化学式中,X、Y分别为甲基或乙基,Z为甲基或苯基,n为0,Ar为亚苯基、亚萘基、噻吩或亚噻吩基。)
这种肟酯系光聚合引发剂的配混量相对于100质量份含羧基树脂优选为0.01~5质量份。少于0.01质量份时,在铜上的光固化性不足,涂膜发生剥离,并且耐化学药品性等涂膜特性降低。另一方面,超过5质量份时,阻焊涂膜表面的光吸收变得剧烈,存在深部固化性降低的倾向。更优选为0.5~3质量份。
作为α-氨基苯乙酮系光聚合引发剂,具体而言可列举出2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、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、N,N-二甲基氨基苯乙酮等。作为市售品,可列举出Ciba Japan K.K.制造的IRGACURE907、IRGACURE369、IRGACURE379等。
作为酰基氧化膦系光聚合引发剂,具体而言可列举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基氧化膦等。作为市售品,可列举出BASF公司制造的Lucirin TPO、CibaJapan K.K.制造的IRGACURE819等。
相对于100质量份含羧基树脂,这些α-氨基苯乙酮系光聚合引发剂、酰基氧化膦系光聚合引发剂的配混量优选为0.01~15质量份。少于0.01质量份时,同样地在铜上的光固化性不足,涂膜发生剥离,并且耐化学药品性等涂膜特性降低。另一方面,超过15质量份时,得不到脱气的降低效果,进而在阻焊涂膜表面的光吸收变剧烈,存在深部固化性降低的倾向。更优选为0.5~10质量份。
此外,作为适合在本发明的光固化性树脂组合物中使用的光聚合引发剂、光引发助剂及敏化剂,可列举出苯偶姻化合物、苯乙酮化合物、蒽醌化合物、噻吨酮化合物、缩酮化合物、二苯甲酮化合物、叔胺化合物及呫吨酮化合物等。
作为苯偶姻化合物,具体而言可列举出例如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚等。
作为苯乙酮化合物,具体而言可列举出例如苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮等。
作为蒽醌化合物,具体而言可列举出例如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌等。
作为噻吨酮化合物,具体而言可列举出例如2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等。
作为缩酮化合物,具体而言可列举出例如苯乙酮二甲基缩酮、苯偶酰二甲基缩酮等。
作为二苯甲酮化合物,具体而言可列举出例如二苯甲酮、4-苯甲酰基二苯基硫醚、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、4-苯甲酰基-4’-乙基二苯基硫醚、4-苯甲酰基-4’-丙基二苯基硫醚等。
作为叔胺化合物,具体而言可列举出例如乙醇胺化合物、具有二烷基氨基苯结构的化合物,例如市售品中有4,4’-二甲基氨基二苯甲酮(日本曹达公司制造的NISSOCURE MABP)、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮(Hodogaya Chemical Co.,LTD.制造的EAB)等二烷基氨基二苯甲酮、7-(二乙基氨基)-4-甲基-2H-1-苯并吡喃-2-酮(7-(二乙基氨基)-4-甲基香豆素)等含二烷基氨基的香豆素化合物、4-二甲基氨基安息香酸乙酯(日本化药公司制造的KAYACURE EPA)、2-二甲基氨基安息香酸乙酯(InternationalBio-Synthetics公司制造的Quantacure DMB)、4-二甲基氨基安息香酸(正丁氧基)乙酯(International Bio-Synthetics公司制造的Quantacure BEA)、对二甲基氨基安息香酸异戊基乙酯(日本化药公司制造的KAYACURE DMBI)、4-二甲基氨基安息香酸2-乙基己酯(Van Dyk公司制造的Esolol 507)、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮(Hodogaya Chemical Co.,LTD.制造的EAB)等。
这些当中,优选噻吨酮化合物及叔胺化合物。从深部固化性的方面出发,本实施方式的组合物中优选包含噻吨酮化合物,特别优选2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮化合物。
作为这样的噻吨酮化合物的配混量,相对于100质量份含羧基树脂优选为20质量份以下。噻吨酮化合物的配混量超过20质量份时,厚膜固化性降低,导致产品的成本增加。更优选为10质量份以下的比例。
此外,作为叔胺化合物,优选具有二烷基氨基苯结构的化合物,其中,特别优选二烷基氨基二苯甲酮化合物、最大吸收波长为350~450nm的含有二烷基氨基的香豆素化合物及香豆素酮类。
作为二烷基氨基二苯甲酮化合物,4,4’-二乙基氨基二苯甲酮因毒性也低而优选。含有二烷基氨基的香豆素化合物由于最大吸收波长在350~410nm和紫外线区域,所以提供着色少、无色透明的感光性组合物是毋庸置疑的,也能够提供在使用着色颜料时反映着色颜料自身的颜色的着色阻焊膜。从对波长400~410nm的激光显示优异的敏化效果考虑,特别优选7-(二乙基氨基)-4-甲基-2H-1-苯并吡喃-2-酮。
作为这样的叔胺化合物的配混量,相对于100质量份含羧基树脂优选为0.1~20质量份。叔胺化合物的配混量不足0.1质量份时,存在无法得到充分的敏化效果的倾向。超过20质量份时,由叔胺化合物带来的在干燥阻焊涂膜的表面的光吸收变剧烈,存在深部固化性降低的倾向。更优选为0.1~10质量份。
这些光聚合引发剂、光引发助剂及敏化剂可以单独使用或作为2种以上的混合物使用。
相对于100质量份前述含羧酸树脂,以上说明的光聚合引发剂、光引发助剂及敏化剂的总量优选为35质量份以下。超过35质量份时,存在由它们的光吸收导致深部固化性降低的倾向。
另外,这些光聚合引发剂、光引发助剂及敏化剂由于吸收特定的波长,所以根据情况感光度变低,有时作为紫外线吸收剂起作用。然而,它们并非仅仅出于提高组合物的感光度的目的而使用。根据需要能够吸收特定波长的光,提高表面的光反应性,使抗蚀膜的线形状及开口变化为垂直、锥形状、倒锥形状,并且能够提高线宽、开口直径的加工精度。
本发明的固化性树脂组合物中,可以配混以下说明的任意成分。
本发明的固化性树脂组合物中,为了赋予耐热性,可以配混热固化性成分。
作为本发明中使用的热固化性成分,可以使用封端异氰酸酯化合物、氨基树脂、马来酰亚胺化合物、苯并噁嗪树脂、碳二亚胺树脂、环碳酸酯化合物、多官能环氧化合物、多官能氧杂环丁烷化合物、环硫树脂等公知惯用的热固化性树脂。这样的热固化成分可以单独使用或并用2种以上。
这些当中优选的热固化成分为1分子中具有多个环状醚基和/或环状硫醚基(以下简称为“环状(硫)醚基”)的热固化性成分。这些具有环状(硫)醚基的热固化性成分市售的种类很多,可以通过其结构赋予多种特性。
这样的分子中具有多个环状(硫)醚基的热固化性成分是分子中具有多个3、4或5元环的环状醚基或环状硫醚基中的任一种或2种基团的化合物,例如可列举出分子中具有多个环氧基的化合物即多官能环氧化合物、分子中具有多个氧杂环丁烷基的化合物即多官能氧杂环丁烷化合物、分子中具有多个硫醚基的化合物即环硫树脂等。
作为前述多官能环氧化合物,例如可列举出Japan EpoxyResins Co.,Ltd.制造的jER828、jER834、jER1001、jER1004、DIC CORPORATION制造的Epiclon 840、Epiclon 850、Epiclon1050、Epiclon 2055、东都化成公司制造的Epotote YD-011、YD-013、YD-127、YD-128、Dow Chemical Company制造的D.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、Ciba Japan K.K.的Araldite 6071、Araldite 6084、Araldite GY250、AralditeGY260、住友化学工业公司制造的Sumiepoxy ESA-011、ESA-014、ELA-115、ELA-128、旭化成工业公司制造的A.E.R.330、A.E.R.331、A.E.R.661、A.E.R.664等(均为商品名)双酚A型环氧树脂;Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的jERYL903、DIC CORPORATION制造的Epiclon 152、Epiclon165、东都化成公司制造的Epotote YDB-400、YDB-500、DowChemical Company制造的D.E.R.542、Ciba Japan K.K.制造的Araldite 8011、住友化学工业公司制造的Sumiepoxy ESB-400、ESB-700、旭化成工业公司制造的A.E.R.711、A.E.R.714等(均为商品名)溴化环氧树脂;Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的jER152、jER154、Dow Chemical Company制造的D.E.N.431、D.E.N.438、DIC CORPORATION制造的Epiclon N-730、EpiclonN-770、Epiclon N-865、东都化成公司制造的Epotote YDCN-701、YDCN-704、Ciba Japan K.K.制造的Araldite ECN 1235、AralditeECN1273、Araldite ECN1299、Araldite XPY307、日本化药公司制造的EPPN-201、EOCN-1025、EOCN-1020、EOCN-104S、RE-306、NC-3000、住友化学工业公司制造的SumiepoxyESCN-195X、ESCN-220、旭化成工业公司制造的A.E.R.ECN-235、ECN-299等(均为商品名)酚醛清漆型环氧树脂;DIC CORPORATION制造的Epiclon 830、Japan Epoxy ResinsCo.,Ltd.制造的jER807、东都化成公司制造的Epotote YDF-170、YDF-175、YDF-2004、Ciba Japan K.K.制造的Araldite XPY306等(均为商品名)双酚F型环氧树脂;东都化成公司制造的EpototeST-2004、ST-2007、ST-3000(商品名)等氢化双酚A型环氧树脂;Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的jER604、东都化成公司制造的Epotote YH-434、Ciba Japan K.K.制造的Araldite MY720、住友化学工业公司制造的Sumiepoxy ELM-120等(均为商品名)缩水甘油胺型环氧树脂;Ciba Japan K.K.制造的AralditeCY-350(商品名)等乙内酰脲型环氧树脂;DAICEL CHEMICALINDUSTRIES,LTD.制造的Celoxide 2021、Ciba Japan K.K.制造的Araldite CY 175、CY 179等(均为商品名)脂环式环氧树脂;Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的YL-933、Dow ChemicalCompany制造的T.E.N.、日本化药公司制造的EPPN-501、EPPN-502等(均为商品名)三羟基苯基甲烷型环氧树脂;JapanEpoxy Resins Co.,Ltd.制造的YL-6056、YX-4000、YL-6121(均为商品名)等联二甲苯酚型或联苯酚型环氧树脂或它们的混合物;日本化药公司制造的EBPS-200、旭电化工业公司制造的EPX-30、DIC CORPORATION制造的EXA-1514(商品名)等双酚S型环氧树脂;Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的jER157S(商品名)等双酚A酚醛清漆型环氧树脂;Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的jERYL-931、Ciba Japan K.K.制造的Araldite 163等(均为商品名)四羟苯基乙烷型环氧树脂;Ciba Japan K.K.制造的Araldite PT810、日产化学工业公司制造的TEPIC等(均为商品名)杂环式环氧树脂;日本油脂公司制造的Blemmer DGT等邻苯二甲酸二缩水甘油酯树脂;东都化成公司制造的ZX-1063等四缩水甘油基二甲苯酰基乙烷树脂;新日铁化学公司制造的ESN-190、ESN-360、DIC CORPORATION制造的HP-4032、EXA-4750、EXA-4700等含萘基环氧树脂;DIC CORPORATION制造的HP-7200、HP-7200H等具有二环戊二烯骨架的环氧树脂;日本油脂公司制造的CP-50S、CP-50M等甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚系环氧树脂;以及环己基马来酰亚胺与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚环氧树脂;CTBN改性环氧树脂(例如东都化成公司制造的YR-102、YR-450等)等,并不限定于这些。这些环氧树脂可以单独使用或组合2种以上使用。
作为前述多官能氧杂环丁烷化合物,可列举出双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]醚、双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]醚、1,4-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、丙烯酸(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、甲基丙烯酸(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、它们的低聚物或共聚物等多官能氧杂环丁烷类、以及氧杂环丁烷醇与酚醛清漆树脂、聚(对羟基苯乙烯)、cardo型双酚类、杯芳烃类、间苯二酚杯芳烃(calixresorcinarene)类或倍半硅氧烷(silsesquioxane)等具有羟基的树脂的醚化物等。此外,还可列举出具有氧杂环丁烷环的不饱和单体与(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物等。
作为前述分子中具有多个环状硫醚基的环硫树脂,例如可列举出Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造的YL7000(双酚A型环硫树脂)等。此外,也可以使用采用同样的合成方法将酚醛清漆型环氧树脂的环氧基的氧原子置换成硫原子而得到的环硫树脂等。
关于前述分子中具有多个环状(硫)醚基的热固化性成分的配混量,相对于前述含羧基感光性树脂的1当量羧基,优选为0.6~2.5当量,更优选为0.8~2当量的范围。分子中具有多个环状(硫)醚基的热固化性成分的配混量不足0.6时,在阻焊膜中有羧基残留,耐热性、耐碱性、电绝缘性等降低,故不优选。另一方面,超过2.5当量时,低分子量的环状(硫)醚基残留在干燥涂膜中,从而使涂膜的强度等降低,故不优选。
使用前述分子中具有多个环状(硫)醚基的热固化性成分时,优选含有热固化催化剂。
作为这样的热固化催化剂,例如可列举出咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑衍生物;双氰胺、苄基二甲胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄基胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄基胺、4-甲基-N,N-二甲基苄基胺等胺化合物、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等肼化合物;三苯基膦等磷化合物等。此外,作为市售品,例如可列举出四国化成工业公司制造的2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(均为咪唑系化合物的商品名)、SAN-APRO公司制造的U-CAT(注册商标)3503N、U-CAT3502T(均为二甲基胺的封端异氰酸酯化合物的商品名)、DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(均为二环式脒化合物及其盐)等。并不特别限定于这些化合物,只要是环氧树脂的热固化催化剂、氧杂环丁烷化合物的热固化催化剂、或促进环氧基和/或氧杂环丁烷基与羧基的反应的物质即可,可以单独使用或混合2种以上使用。此外,也可以使用胍胺、甲基胍胺、苯并胍胺、三聚氰胺、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪、2-乙烯基-2,4-二氨基-均三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-均三嗪·异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪·异氰脲酸加成物等均三嗪衍生物,优选将这些还作为密合性赋予剂起作用的化合物与前述热固化催化剂组合使用。
这些热固化催化剂的配混量只要是通常的量的比例就足够,例如相对于100质量份前述含羧基感光性树脂或分子中具有多个环状(硫)醚基的热固化性成分,优选为0.1~20质量份,更优选为0.5~15质量份。
此外,作为适合使用的其它热固化成分,可列举出三聚氰胺衍生物、苯并胍胺衍生物等氨基树脂。
作为该氨基树脂,例如有羟甲基三聚氰胺化合物、羟甲基苯并胍胺化合物、羟甲基甘脲化合物、羟甲基尿素化合物等。进而,烷氧基甲基化三聚氰胺化合物、烷氧基甲基化苯并胍胺化合物、烷氧基甲基化甘脲化合物、烷氧基甲基化尿素化合物是将羟甲基三聚氰胺化合物、羟甲基苯并胍胺化合物、羟甲基甘脲化合物、羟甲基尿素化合物的羟甲基分别变换为烷氧基甲基而得到的。对该烷氧基甲基的种类没有特别限定,例如可以为甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基等。特别优选对人体、环境友好的福尔马林浓度为0.2%以下的三聚氰胺衍生物。
作为这些的市售品,例如可列举出Cymel 300、Cymel 301、Cymel 303、Cymel 370、Cymel 325、Cymel 327、Cymel 701、Cymel 266、Cymel 267、Cymel 238、Cymel 1141、Cymel 272、Cymel 202、Cymel 1156、Cymel 1158、Cymel 1123、Cymel 1170、Cymel 1174、Cymel UFR65、Cymel 300(以上Mitsui CyanamidCo.,Ltd.制造)、NIKALAC Mx-750、NIKALAC Mx-032、NIKALAC Mx-270、NIKALAC Mx-280、NIKALAC Mx-290、NIKALAC Mx-706、NIKALAC Mx-708、NIKALAC Mx-40、NIKALAC Mx-31、NIKALAC Ms-11、NIKALAC Mw-30、NIKALAC Mw-30HM、NIKALAC Mw-390、NIKALACMw-100LM、NIKALAC Mw-750LM(以上SANWA CHEMICALCO.,LTD.制造)等。
此外,本发明的感光性树脂组合物中,为了提高组合物的固化性及所得固化膜的强韧性,可以配混1分子中具有多个异氰酸酯基或封端化异氰酸酯基的化合物。
这样的1分子中具有多个异氰酸酯基或封端化异氰酸酯基的化合物可列举出1分子中具有多个异氰酸酯基的化合物即多异氰酸酯化合物、或1分子中具有多个封端化异氰酸酯基的化合物即封端异氰酸酯化合物等。
作为前述多异氰酸酯化合物,例如可以使用芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯或脂环式多异氰酸酯。作为芳香族多异氰酸酯的具体例子,可列举出4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、邻二甲苯二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯及2,4-甲苯二异氰酸酯二聚体。作为脂肪族多异氰酸酯的具体例子,可列举出四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、4,4-亚甲基双(环己基异氰酸酯)及异佛尔酮二异氰酸酯。作为脂环式多异氰酸酯的具体例子,可列举出二环庚烷三异氰酸酯。以及可列举出上面列举的异氰酸酯化合物的加合物、缩二脲体及异氰脲酸酯体。
封端异氰酸酯化合物中所含的封端化异氰酸酯基是异氰酸酯基通过与封端剂的反应而被保护,由此被暂时钝化的基团。加热到规定温度时,该封端剂解离,生成异氰酸酯基。
作为这样的封端异氰酸酯化合物,可以使用异氰酸酯化合物与异氰酸酯封端剂的加成反应产物。作为能够与封端剂反应的异氰酸酯化合物,可列举出异氰脲酸酯型、缩二脲型、加合型等。作为该异氰酸酯化合物,例如可以使用芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯或脂环式多异氰酸酯。作为芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环式多异氰酸酯的具体例子,可列举出上面列举的那些化合物。
作为异氰酸酯封端剂,例如可列举出苯酚、甲酚、二甲苯酚、氯酚及乙基苯酚等酚系封端剂;ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺及β-丙内酰胺等内酰胺系封端剂;乙酰乙酸乙酯及乙酰丙酮等活性亚甲基系封端剂;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、苄基醚、乙醇酸甲酯、乙醇酸丁酯、二丙酮醇、乳酸甲酯及乳酸乙酯等醇系封端剂;甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲乙酮肟、二乙酰单肟、环己烷肟等肟系封端剂;丁基硫醇、己基硫醇、叔丁基硫醇、苯硫酚、甲基苯硫酚、乙基苯硫酚等硫醇系封端剂;乙酰胺、苯酰胺等酰胺系封端剂;琥珀酰亚胺和马来酰亚胺等酰亚胺系封端剂;二甲基苯胺、苯胺、丁胺、二丁胺等胺系封端剂;咪唑、2-乙基咪唑等咪唑系封端剂;亚甲基亚胺及亚丙基亚胺等亚胺系封端剂等。
封端异氰酸酯化合物也可以是市售品,例如可列举出Sumidule BL-3175、BL-4165、BL-1100、BL-1265、DesmoduleTPLS-2957、TPLS-2062、TPLS-2078、TPLS-2117、Desmotherm2170、Desmotherm 2265(以上、Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.、商品名)、coronate 2512、coronate 2513、coronate 2520(以上、日本聚氨酯工业公司制造、商品名)、B-830、B-815、B-846、B-870、B-874、B-882(以上、Mitsui Takeda Chemical Co.,Ltd.、商品名)、TPA-B80E、17B-60PX、E402-B 80T(以上、Asahi KaseiChemicals Corporation制造、商品名)等。另外,SumiduleBL-3175、BL-4265是使用甲基乙基肟作为封端剂而获得的。
上述的1分子中具有多个异氰酸酯基或封端化异氰酸酯基的化合物可以单独使用1种或组合2种以上使用。
相对于100质量份前述含羧基感光性树脂,这样的1分子中具有多个异氰酸酯基或封端化异氰酸酯基的化合物的配混量为1~100质量份、更优选为2~70质量份的比例是适合的。前述配混量不足1质量份时,不能得到充分的涂膜的强韧性,故不优选。另一方面,超过100质量份时,组合物的保存稳定性降低,故不优选。
本发明的感光性树脂组合物中,为了促进羟基、羧基与异氰酸酯基的固化反应,可以配混氨基甲酸酯化催化剂。
作为该氨基甲酸酯化催化剂,优选使用选自锡系催化剂、金属氯化物、乙酰丙酮金属盐、金属硫酸盐、胺化合物或/和胺盐中的1种以上的氨基甲酸酯化催化剂。
作为前述锡系催化剂,例如可列举出辛酸亚锡(Stannousoctoate)、二月桂酸二丁基锡等有机锡化合物、无机锡化合物等。
作为前述金属氯化物,可列举出由Cr、Mn、Co、Ni、Fe、Cu或Al构成的金属的氯化物,例如氯化高钴、二氯化镍、氯化铁等。
作为前述乙酰丙酮金属盐,可列举出由Cr、Mn、Co、Ni、Fe、Cu或Al构成的金属的乙酰丙酮盐,例如乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铁等。
作为前述金属硫酸盐,可列举出由Cr、Mn、Co、Ni、Fe、Cu或Al构成的金属的硫酸盐,例如硫酸铜等。
作为前述胺盐,例如可列举出DBU(1,8-二氮杂-二环[5.4.0]十一碳烯-7)的有机酸盐系的胺盐等。
作为前述胺化合物,例如可列举出以往公知的三亚乙基二胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,6-己二胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚、N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N-二甲基乙醇胺、二吗啉代二乙醚、N-甲基咪唑、二甲基氨基吡啶、三嗪、N’-(2-羟乙基)-N,N,N’-三甲基-双(2-氨基乙基)醚、N,N-二甲基己醇胺、N,N-二甲基氨基乙氧基乙醇、N,N,N’-三甲基-N’-(2-羟乙基)乙二胺、N-(2-羟乙基)-N,N’,N”,N”-四甲基二亚乙基三胺、N-(2-羟丙基)-N,N’,N”,N”-四甲基二亚乙基三胺、N,N,N’-三甲基-N’-(2-羟乙基)丙二胺、N-甲基-N’-(2-羟乙基)哌嗪、双(N,N-二甲基氨基丙基)胺、双(N,N-二甲基氨基丙基)异丙醇胺、2-氨基奎宁环、3-氨基奎宁环、4-氨基奎宁环、2-奎宁醇、3-奎宁醇、4-奎宁醇、1-(2’-羟丙基)咪唑、1-(2’-羟丙基)-2-甲基咪唑、1-(2’-羟乙基)咪唑、1-(2’-羟乙基)-2-甲基咪唑、1-(2’-羟丙基)-2-甲基咪唑、1-(3’-氨基丙基)咪唑、1-(3’-氨基丙基)-2-甲基咪唑、1-(3’-羟基丙基)咪唑、1-(3’-羟基丙基)-2-甲基咪唑、N,N-二甲基氨基丙基-N’-(2-羟基乙基)胺、N,N-二甲基氨基丙基-N’,N’-双(2-羟基乙基)胺、N,N-二甲基氨基丙基-N’,N’-双(2-羟基丙基)胺、N,N-二甲基氨基乙基-N’,N’-双(2-羟基乙基)胺、N,N-二甲基氨基乙基-N’,N’-双(2-羟基丙基)胺、三聚氰胺或/和苯并胍胺等。
前述氨基甲酸酯化催化剂的配混量只要是通常的量的比例就足够,例如相对于100质量份前述含羧基感光性树脂,优选为0.1~20质量份,更优选为0.5~10质量份。
此外,本发明的感光性树脂组合物中,作为其它的热固化成分,可以配混双马来酰亚胺化合物。
作为该双马来酰亚胺化合物,可列举出多官能脂肪族/脂环族马来酰亚胺、多官能芳香族马来酰亚胺。
作为多官能脂肪族/脂环族马来酰亚胺,例如有N,N’-亚甲基双马来酰亚胺、N,N’-亚乙基双马来酰亚胺、三(羟基乙基)异氰脲酸酯与脂肪族/脂环族马来酰亚胺羧酸进行脱水酯化而获得的异氰脲酸酯骨架的马来酰亚胺酯化合物、三(氨基甲酸酯己基)异氰脲酸酯与脂肪族/脂环族马来酰亚胺进行醇氨基甲酸酯化而获得的异氰脲酸酯骨架的马来酰亚胺氨基甲酸酯化合物等异氰脲骨架聚马来酰亚胺类;异佛尔酮双氨基甲酸酯双(N-乙基马来酰亚胺)、三乙二醇双(马来酰亚胺碳酸乙酯)、脂肪族/脂环族马来酰亚胺羧酸与各种脂肪族/脂环族多元醇进行脱水酯化、或脂肪族/脂环族马来酰亚胺羧酸酯与各种脂肪族/脂环族多元醇进行酯交换反应而获得的脂肪族/脂环族聚马来酰亚胺酯化合物类;脂肪族/脂环族马来酰亚胺羧酸与各种脂肪族/脂环族聚环氧化物进行醚开环反应而获得的脂肪族/脂环族聚马来酰亚胺酯化合物类、脂肪族/脂环族马来酰亚胺醇与各种脂肪族/脂环族多异氰酸酯进行氨基甲酸酯化反应而获得的脂肪族/脂环族聚马来酰亚胺氨基甲酸酯化合物类等。
作为多官能芳香族马来酰亚胺,有马来酰亚胺羧酸与各种芳香族多元醇进行脱水酯化、或马来酰亚胺羧酸酯与各种芳香族多元醇进行酯交换反应而获得的芳香族聚马来酰亚胺酯化合物类、马来酰亚胺羧酸与各种芳香族聚环氧化物进行醚开环反应而获得的芳香族聚马来酰亚胺酯化合物类、马来酰亚胺醇与各种芳香族多异氰酸酯进行氨基甲酸酯化反应而获得的芳香族聚马来酰亚胺氨基甲酸酯化合物类那样的芳香族多官能马来酰亚胺类等。
作为多官能芳香族马来酰亚胺的具体例子,例如可列举出N,N’-(4,4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N,N’-2,4-甲苯双马来酰亚胺、N,N’-2,6-甲苯双马来酰亚胺、1-甲基-2,4-双马来酰亚胺苯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、N,N’-对苯撑双马来酰亚胺、N,N’-间甲苯双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-联苯撑双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-[3,3’-二甲基-联苯撑]双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-[3,3’-二甲基二苯基甲烷]双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-[3,3’-二乙基二苯基甲烷]双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-二苯基丙烷双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-二苯基醚双马来酰亚胺、N,N’-3,3’-二苯基砜双马来酰亚胺、N,N’-4,4’-二苯基砜双马来酰亚胺、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-叔丁基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-s-丁基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、1,1-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]癸烷、1,1-双[2-甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)-5-叔丁基苯基]-2-甲基丙烷、4,4’-环亚己基-双[1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2-(1,1-二甲基乙基)苯]、4,4’-亚甲基-双[1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2,6-双(1,1-二甲基乙基)苯]、4,4’-亚甲基-双[1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2,6-二-s-丁基苯]、4,4’-环亚己基-双[1-(4-马来酰亚胺苯氧基)-2-环己基苯、4,4’-亚甲基双[1-(马来酰亚胺苯氧基)-2-壬基苯]、4,4’-(1-甲基亚乙基)-双[1-(马来酰亚胺苯氧基)-2,6-双(1,1-二甲基乙基)苯]、4,4’-(2-乙基亚己基)-双[1-(马来酰亚胺苯氧基)-苯]、4,4’-(1-甲基亚庚基)-双[1-(马来酰亚胺苯氧基)-苯]、4,4’-环亚己基-双[1-(马来酰亚胺苯氧基)-3-甲基苯]、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[3-乙基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-乙基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]六氟丙烷、双[3-甲基-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]甲烷、双[3,5-二甲基-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]甲烷、双[3-乙基-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]甲烷、3,8-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]-三环[5.2.1.02,6]癸烷、4,8-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]-三环[5.2.1.02,6]癸烷、3,9-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]-三环[5.2.1.02,6]癸烷、4,9-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]-三环[5.2.1.02,6]癸烷、1,8-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]薄荷烷、1,8-双[3-甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]薄荷烷、1,8-双[3,5-二甲基-4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]薄荷烷等。
作为这些的市售品,例如可列举出BMI-1000、BMI-1000H、BMI-1000S、BMI-1100、BMI-1100H、BMI-2000、BMI-2300、BMI-3000、BMI-3000H、BMI-4000、BMI-5100、BMI-7000、BMI-7000H、及BMI-TMH(以上、大和化成工业公司制造)、MIA-200(DIC CORPORATION制造)等。
这些双马来酰亚胺化合物可以通过常规方法来合成,也可以使用市售品。从不对环境造成负荷的观点出发,特别优选双马来酰亚胺化合物中分子内不含有卤素原子的物质。它们可以单独使用1种或组合2种以上使用。
此外,本发明的感光性树脂组合物中,作为其它的热固化成分,可以配混苯并噁嗪化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物。
作为苯并噁嗪化合物,可列举出双酚A型苯并噁嗪、双酚F型苯并噁嗪、双酚S型苯并噁嗪等。作为市售品,可列举出“F-a”(四国化成公司制造)。
作为噁唑啉化合物,只要含有噁唑啉基,则没有特别限定。作为市售品,可列举出EPOCROS(日本触媒公司制造)的K-2010E、K-2020E、K-2030E、WS-500、WS-700、RPS-1005。
作为环碳酸酯化合物,只要在环状化合物中具有碳酸酯键,则没有特别限定。例如可列举出具有多官能结构的碳酸亚烷基酯化合物。
作为碳二亚胺化合物,可列举出二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺等。
本发明的固化性树脂组合物中,为了提高感光度,作为链转移剂,可以配混公知的N苯基甘氨酸类、苯氧基醋酸类、硫代苯氧基醋酸类、巯基噻唑等。
作为这样的链转移剂,例如可列举出巯基琥珀酸、巯基醋酸、巯基丙酸、蛋氨酸、半胱氨酸、硫代水杨酸及其衍生物等具有羧基的链转移剂;巯基乙醇、巯基丙醇、巯基丁醇、巯基丙二醇、巯基丁二醇、羟基苯硫醇及其衍生物等具有羟基的链转移剂;1-丁硫醇、丁基-3-巯基丙酸酯、甲基-3-巯基丙酸酯、2,2-(亚乙基二氧基)二乙硫醇、乙硫醇、4-甲基苯硫醇、十二硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、1-辛硫醇、环戊硫醇、环己硫醇、硫甘油、4,4-硫代双苯硫醇等。
此外,可以使用多官能性硫醇系化合物,没有特别限定,例如可列举出己烷-1,6-二硫醇、癸烷-1,10-二硫醇、二巯基二乙醚、二巯基二乙基硫醚等脂肪族硫醇类、亚二甲苯基二硫醇、4,4′-二巯基二苯基硫醚、1,4-苯二硫醇等芳香族硫醇类;乙二醇双(巯基乙酸酯)、聚乙二醇双(巯基乙酸酯)、丙二醇双(巯基乙酸酯)、甘油三(巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、二季戊四醇六(巯基乙酸酯)等多元醇的聚(巯基乙酸酯)类;乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、聚乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、丙二醇双(3-巯基丙酸酯)、甘油三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)等多元醇的聚(3-巯基丙酸酯)类;1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁基氧乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)等聚(巯基丁酸酯)类等。
进而,作为链转移剂起作用的具有巯基的杂环化合物,例如可列举出巯基-4-丁内酯(别名:2-巯基-4-丁内酯)、2-巯基-4-甲基-4-丁内酯、2-巯基-4-乙基-4-丁内酯、2-巯基-4-丁巯内酯、2-巯基-4-丁内酰胺、N-甲氧基-2-巯基-4-丁内酰胺、N-乙氧基-2-巯基-4-丁内酰胺、N-甲基-2-巯基-4-丁内酰胺、N-乙基-2-巯基-4-丁内酰胺、N-(2-甲氧基)乙基-2-巯基-4-丁内酰胺、N-(2-乙氧基)乙基-2-巯基-4-丁内酰胺、2-巯基-5-戊内酯、2-巯基-5-戊内酰胺、N-甲基-2-巯基-5-戊内酰胺、N-乙基-2-巯基-5-戊内酰胺、N-(2-甲氧基)乙基-2-巯基-5-戊内酰胺、N-(2-乙氧基)乙基-2-巯基-5-戊内酰胺及2-巯基-6-己内酰胺等。
作为不损害光固化性树脂组合物的显影性的链转移剂即具有巯基的杂环化合物,优选巯基苯并噻唑、3-巯基-4-甲基-4H-1,2,4-三唑、5-甲基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、1-苯基-5-巯基-1H-四唑。这些链转移剂可以单独使用或并用2种以上。
相对于100质量份前述含羧基感光性树脂,这样的巯基化合物的配混量为0.01质量份以上且10质量份以下是合适的,进一步优选为0.05质量份以上且5质量份以下。不足0.01质量份时,确认不到巯基化合物添加的效果,另一方面,超过10质量份时,有引起感光性树脂组合物的显影不良、干燥管理幅度的降低等的担心,故不优选。
本发明的感光性树脂组合物中,为了通过活性能量射线照射进行光固化,使含羧基感光性树脂在碱水溶液中不溶化或辅助不溶化,可以配混反应性稀释剂。
作为这样的反应性稀释剂,例如可列举出分子中具有多个烯属不饱和基的化合物,可以使用惯用公知的聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧基(甲基)丙烯酸酯等,具体而言,可列举出丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯等丙烯酸羟基烷基酯类;乙二醇、甲氧基四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇等二醇的二丙烯酸酯类;N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺等丙烯酰胺类;N,N-二甲基氨基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酸酯等氨基烷基丙烯酸酯类;己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三-羟基乙基异氰脲酸酯等多元醇或它们的环氧乙烷加成物、环氧丙烷加成物、或ε-己内酯加成物等多元丙烯酸酯类;苯氧基丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、及这些酚类的环氧乙烷加成物或环氧丙烷加成物等多元丙烯酸酯类;甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三缩水甘油基异氰脲酸酯等缩水甘油醚的多元丙烯酸酯类;并不限于上述,将聚醚多元醇、聚碳酸酯二元醇、羟基末端聚丁二烯、聚酯多元醇等多元醇直接丙烯酸酯化、或介由二异氰酸酯进行氨基甲酸酯丙烯酸酯化而得到的丙烯酸酯类及三聚氰胺丙烯酸酯、和/或与上述丙烯酸酯对应的各甲基丙烯酸酯类等。
进而,可列举出使甲酚酚醛清漆型环氧树脂等多官能环氧树脂与丙烯酸反应而获得的环氧丙烯酸酯树脂、进一步使该环氧丙烯酸酯树脂的羟基、与由季戊四醇三丙烯酸酯等羟基丙烯酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯等二异氰酸酯形成的半氨基甲酸酯化合物反应而获得的环氧基氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物等。这样的环氧丙烯酸酯系树脂能够提高光固化性,不会降低指触干燥性。
相对于100质量份前述含羧基感光性树脂,这样的分子中具有多个烯属不饱和基团的化合物的配混量期望为5~100质量份的比例,更优选为10~70质量份的比例。前述配混量不足5质量份时,光固化性降低,难以通过活性能量射线照射后的碱显影来形成图案,故不优选。另一方面,超过100质量份时,相对于碱水溶液的溶解性降低,涂膜变脆,故不优选。
进而,本发明的感光性树脂组合物中,为了前述含羧基感光性树脂的合成、组合物的制备,或者为了调整粘度以便涂布到基板、载体膜上,可以使用有机溶剂。
作为这样的有机溶剂,可列举出酮类、芳香族烃类、二醇醚类、二醇醚乙酸酯类、酯类、醇类、脂肪族烃、石油系溶剂等。更具体而言,为甲乙酮、环己酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲苯等芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二乙醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丁醚乙酸酯等酯类;乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类;辛烷、癸烷等脂肪族烃;石油醚、石脑油、氢化石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂等。这样的有机溶剂可以单独使用或作为2种以上的混合物使用。
本发明的感光性树脂组合物可以配混着色剂。
作为着色剂,可以使用红、蓝、绿、黄等惯用公知的着色剂,可以是颜料、染料、色素的任一种。其中,从降低环境负荷以及对人体的影响的观点出发,优选不含有卤素。
红色着色剂:
作为红色着色剂,可列举出单偶氮系、双偶氮系、单偶氮色淀系、苯并咪唑酮系、苝系、二酮基吡咯并吡咯系、缩合偶氮系、蒽醌系、喹吖啶酮系等。
具体而言,可以使用以下这样的附有染料索引(C.I.;英国染色师学会(The Society of Dyers and Colourists)发行)编号的物质。
作为单偶氮系,可以使用颜料红1、2、3、4、5、6、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、112、114、146、147、151、170、184、187、188、193、210、245、253、258、266、267、268、269等。
作为双偶氮系,可以使用颜料红37、38、41等。
作为单偶氮色淀系,可以使用颜料红48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53:1、53:2、57:1、58:4、63:1、63:2、64:1、68等。
作为苯并咪唑酮系,可以使用颜料红171、颜料红175、颜料红176、颜料红185、颜料红208等。
作为苝系,可以使用溶剂红135、溶剂红179、颜料红123、颜料红149、颜料红166、颜料红178、颜料红179、颜料红190、颜料红194、颜料红224等。
作为二酮基吡咯并吡咯系,可以使用颜料红254、颜料红255、颜料红264、颜料红270、颜料红272等。
作为缩合偶氮系,可以使用颜料红220、颜料红144、颜料红166、颜料红214、颜料红220、颜料红221、颜料红242等。
作为蒽醌系,可以使用颜料红168、颜料红177、颜料红216、溶剂红149、溶剂红150、溶剂红52、溶剂红207等。
作为喹吖啶酮系,可以使用颜料红122、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红209等。
蓝色着色剂:
作为蓝色着色剂,可列举出酞菁系、蒽醌系。
其中,颜料系中,可以使用被分类为颜料(Pigment)的化合物,具体而言,可以使用颜料蓝15、颜料蓝15:1、颜料蓝15:2、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料蓝16、颜料蓝60等。
染料系中,可以使用溶剂蓝35、溶剂蓝63、溶剂蓝68、溶剂蓝70、溶剂蓝83、溶剂蓝87、溶剂蓝94、溶剂蓝97、溶剂蓝122、溶剂蓝136、溶剂蓝67、溶剂蓝70等。
另外,除这些以外,还可以使用金属取代或未取代的酞菁化合物。
绿色着色剂:
作为绿色着色剂,同样地可列举出酞菁系、蒽醌系、苝系。具体而言可以使用颜料绿7、颜料绿36、溶剂绿3、溶剂绿5、溶剂绿20、溶剂绿28等。除了上述以外,还可以使用金属取代或未取代的酞菁化合物。
黄色着色剂:
作为黄色着色剂,可列举出单偶氮系、双偶氮系、缩合偶氮系、苯并咪唑酮系、异吲哚啉酮系、蒽醌系等。具体而言,
作为蒽醌系,可以使用溶剂黄163、颜料黄24、颜料黄108、颜料黄193、颜料黄147、颜料黄199、颜料黄202等。
作为异吲哚啉酮系,可以使用颜料黄110、颜料黄109、颜料黄139、颜料黄179、颜料黄185等。
作为缩合偶氮系,可以使用颜料黄93、颜料黄94、颜料黄95、颜料黄128、颜料黄155、颜料黄166、颜料黄180等。
作为苯并咪唑酮系,可以使用颜料黄120、颜料黄151、颜料黄154、颜料黄156、颜料黄175、颜料黄181等。
作为单偶氮系,可以使用颜料黄1、2、3、4、5、6、9、10、12、61、62、62:1、65、73、74、75、97、100、104、105、111、116、167、168、169、182、183等。
作为双偶氮系,可以使用颜料黄12、13、14、16、17、55、63、81、83、87、126、127、152、170、172、174、176、188、198等。
另外,为了调整色调,可以配混紫、橙、茶色、黑等的着色剂。作为这样的着色剂,例如有颜料紫19、23、29、32、36、38、42、溶剂紫13、36、C.I.颜料橙1、C.I.颜料橙5、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙14、C.I.颜料橙16、C.I.颜料橙17、C.I.颜料橙24、C.I.颜料橙34、C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙40、C.I.颜料橙43、C.I.颜料橙46、C.I.颜料橙49、C.I.颜料橙51、C.I.颜料橙61、C.I.颜料橙63、C.I.颜料橙64、C.I.颜料橙71、C.I.颜料橙73、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25、C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7等。
前述那样的着色剂的配混比例没有特别限制,相对于100质量份前述含羧基感光性树脂,优选为10质量份以下,特别优选为0.1~5质量份的比例是充分的。
本发明的感光性树脂组合物中,为了提高其涂膜的物理强度等,根据需要,可以配混填料。作为这样的填料,可以使用公知惯用的无机或有机填料,尤其优选使用硫酸钡、球形二氧化硅及滑石。进而,为了获得白色的外观、阻燃性,也可以使用氧化钛、金属氧化物、氢氧化铝等金属氢氧化物作为体质颜料填料。相对于100质量份前述含羧基感光性树脂,这些填料的配混量优选为200质量份以下,更优选为0.1~150质量份,特别优选为1~100质量份。填料的配混量超过200质量份时,组合物的粘度变高,印刷性降低,或者固化物变脆,故不优选。
进而,以改善指触干燥性、改善处理性等为目的,本发明的感光性树脂组合物可以使用粘结剂聚合物。例如可以使用聚酯系聚合物、聚氨酯系聚合物、聚酯氨基甲酸酯系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚酯酰胺系聚合物、丙烯酸系聚合物、纤维素系聚合物、聚乳酸系聚合物、苯氧基系聚合物等。这些粘结剂聚合物可以单独使用或作为2种以上的混合物使用。
进而,以赋予柔软性、改善固化物的脆性等为目的,本发明的感光性树脂组合物可以使用弹性体。例如可以使用聚酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酯氨基甲酸酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、聚酯酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体等。此外,也可以使用将具有各种骨架的环氧树脂的一部分或全部环氧基用两末端羧酸改性型丁二烯-丙烯腈橡胶改性而得到的弹性体等。进而,可以使用含环氧基的聚丁二烯系弹性体、含丙烯基的聚丁二烯系弹性体、含羟基的聚丁二烯系弹性体、含羟基的异戊二烯系弹性体等。这些弹性体可以单独使用或作为2种以上的混合物使用。
通常,大多数高分子材料一旦开始氧化,则不断连续地发生氧化劣化,造成高分子材料的功能降低,因此,本发明的感光性树脂组合物中可以添加用于防止氧化的(1)使产生的自由基失效的自由基捕获剂或/和(2)将产生的过氧化物分解为无害的物质并且不产生新的自由基的过氧化物分解剂等抗氧化剂。特别是在本发明所用的采用丁二烯系弹性体的组合物中使用抗氧化剂时,PCT耐性提高,HAST时的剥离、变色变少,是有效的。
对于作为自由基捕获剂起作用的抗氧化剂的具体化合物,可列举出氢醌、4-叔丁基儿茶酚、2-叔丁基氢醌、氢醌单甲醚、2,6-二叔丁基-对甲酚、2,2-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,3,5-三(3’,5’-二叔丁基-4-羟基苄基)-均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮等酚系、甲基萘醌、苯醌等醌系化合物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯、吩噻嗪等胺系化合物等等。
自由基捕获剂也可以是市售品,例如可列举出ADK STABAO-30、ADK STAB AO-330、ADK STAB AO-20、ADK STABLA-77、ADK STAB LA-57、ADK STAB LA-67、ADK STABLA-68、ADK STAB LA-87(以上、旭电化公司制造、商品名)、IRGANOX1010、IRGANOX1035、IRGANOX1076、IRGANOX1135、TINUVIN 111FDL、TINUVIN 123、TINUVIN144、TINUVIN 152、TINUVIN 292、TINUVIN 5100(以上、CibaJapan K.K.制造、商品名)等。
对于作为过氧化物分解剂起作用的抗氧化剂的具体化合物,可列举出亚磷酸三苯酯等磷系化合物、季戊四醇四月桂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代二丙酸酯、二硬脂基3,3’-硫代二丙酸酯等硫系化合物等。
过氧化物分解剂也可以是市售品,例如可列举出ADKSTAB TPP(旭电化公司制造、商品名)、MARK AO-412S(ADEKAARGUS CHEMICAL CO.,LTD制造、商品名)、Sumilizer TPS(住友化学公司制造、商品名)等。
上述抗氧化剂可以单独使用1种或组合2种以上使用。
此外,通常高分子材料由于吸收光而发生分解和劣化,因此,为了采取对策使其对紫外线稳定化,本发明的感光性树脂组合物中除了上述抗氧化剂以外,还可以使用紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,可列举出二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、苯并三唑衍生物、三嗪衍生物、苯并噻唑衍生物、肉桂酸酯衍生物、邻氨基苯甲酸酯衍生物、二苯甲酰甲烷衍生物等。作为二苯甲酮衍生物的具体例子,可列举出2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮及2,4-二羟基二苯甲酮等。作为苯甲酸酯衍生物的具体例子,可列举出2-乙基己基水杨酸酯、苯基水杨酸酯、对叔丁基苯基水杨酸酯、2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯及十六烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等。作为苯并三唑衍生物的具体例子,可列举出2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑及2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑等。作为三嗪衍生物的具体例子,可列举出羟基苯基三嗪、双乙基己氧基苯酚甲氧基苯基三嗪等。
作为紫外线吸收剂,也可以是市售品,例如可列举出TINUVIN PS、TINUVIN 99-2、TINUVIN 109、TINUVIN 384-2、TINUVIN 900、TINUVIN 928、TINUVIN 1130、TINUVIN 400、TINUVIN 405、TINUVIN 460、TINUVIN 479(以上、Ciba JapanK.K.制造、商品名)等。
上述的紫外线吸收剂可以单独使用1种或组合2种以上使用,通过与前述抗氧化剂组合使用,可以实现由本发明的感光性树脂组合物获得的成形物的稳定化。
本发明的感光性树脂组合物中,为了提高层间的密合性、或提高感光性树脂层与基材的密合性,可以使用密合赋予剂。
若具体地列举出密合赋予剂的例子,则有例如苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑(商品名:川口化学工业(株)制造アクセルM)、3-吗啉代甲基-1-苯基-三唑-2-硫酮、5-氨基-3-吗啉代甲基-噻唑-2-硫酮、2-巯基-5-甲硫基-噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含氨基苯并三唑、硅烷偶联剂等。
本发明的感光性树脂组合物中,根据需要可以进一步添加微粉二氧化硅、有机膨润土、蒙脱土、水滑石等触变化剂。作为触变化剂的经时稳定性优选为有机膨润土、水滑石,特别是水滑石的电特性优异。此外,可以配混热阻聚剂、有机硅系、氟系、高分子系等消泡剂和/或流平剂、咪唑系、噻唑系、三唑系等硅烷偶联剂、防锈剂、进而双酚系、三嗪硫醇系等防铜害剂等这样的公知惯用的添加剂类。
前述热阻聚剂可以用于防止前述聚合性化合物的热聚合或经时聚合。作为热阻聚剂,例如可列举出4-甲氧基苯酚、氢醌、烷基或芳基取代氢醌、叔丁基儿茶酚、连苯三酚、2-羟基二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮、氯化亚铜、吩噻嗪、四氯醌、萘胺、β-萘酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、吡啶、硝基苯、二硝基苯、苦味酸、4-甲苯胺、亚甲基蓝、铜与有机螯合剂的反应物、水杨酸甲酯、及吩噻嗪、亚硝基化合物、亚硝基化合物与Al的螯合物等。
这样构成的本发明的固化性树脂组合物例如用有机溶剂调整到适于涂布方法的粘度,通过浸渍涂布法、流涂法、辊涂法、刮棒涂布法、丝网印刷法、帘涂法等方法涂布到基材上。
然后,通过在约60~100℃的温度下使组合物中所含的有机溶剂挥发干燥(暂时干燥),从而形成不粘的涂膜。此时,挥发干燥可以使用热风循环式干燥炉、IR炉、热板、对流加热炉等(使用具备利用蒸气的空气加热方式的热源的装置,使干燥机内的热风对流接触的方法及通过喷嘴吹支撑体的方式)来进行。
此外,可以将本发明的固化性树脂组合物涂布到载体膜上,干燥而作为薄膜卷取,从而形成干膜,并将该干膜贴合于基材上,从而形成树脂绝缘层。
此时,作为形成涂膜、或贴合干膜的基材,可列举出使用了高频电路用覆铜层叠板等材质的材料的所有等级(FR-4等)的覆铜层叠板、以及聚酰亚胺薄膜、PET薄膜、玻璃基板、陶瓷基板、晶圆板等,其中前述覆铜层叠板使用了苯酚纸、环氧纸、环氧玻璃布、玻璃聚酰亚胺、玻璃布/环氧无纺布、玻璃布/环氧纸、环氧合成纤维、氟·聚乙烯·PPO·氰酸酯等。
接着,采用接触式(或非接触方式),利用活性能量射线通过形成有图案的光掩模选择性进行曝光或利用激光直接曝光机进行直接图案曝光(活性能量射线的照射)。
作为活性能量射线照射所用的曝光机,可以使用直接描绘装置(例如通过来自计算机的CAD数据利用激光直接描绘图像的激光直接成像装置)。例如可以使用Orbotech Japan Co.,Ltd.制造、PENTAX CORPORATION制造等装置,只要是振荡最大波长为350~410nm的激光的装置,则可以使用任意的装置。
作为活性能量射线,只要是最大波长在350~410nm的范围内的激光,则可以使用气体激光、固体激光中的任一种。此外,其曝光量根据膜厚等的不同而不同,通常为5~1000mJ/cm2,优选为10~500mJ/cm2,进一步优选为20~400mJ/cm2的范围内。
通过如上所述进行曝光,使曝光部(被活性能量射线照射到的部分)固化,接着,通过稀碱水溶液(例如0.3~3%碳酸钠水溶液)将未曝光部显影,从而可以形成抗蚀图案。
此时,作为显影方法,可以使用浸渍法、淋洗法、喷射法、刷涂法等,作为显影液,可以使用氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、硅酸钠、氨、胺类等的碱水溶液。
进而,添加热固化性成分时,例如通过加热至约140~180℃的温度使其热固化,使含羧基感光性树脂的羧基与分子中具有多个环状醚基和/或环状硫醚基的热固化性成分发生反应,能够形成耐热性、耐化学药品性、耐吸湿性、密合性、电特性等诸特性优异的固化涂膜。
如上所述,通过使本发明的固化性树脂组合物中含有含羧基感光性树脂、及光聚合引发剂、和根据需要而使用的稀释剂、热固化性成分、着色剂等,能够获得优异的碱显影性、以及优异的操作性、批量生产性。进而,对涂布其而获得的涂膜选择性曝光、显影,并根据需要进行完全固化,能够获得密合性、耐化学药品性、化学镀金耐性、冷热冲击耐性、PCT耐性、电绝缘性等优异的固化物,通过将该固化物用于印刷电路板,能够赋予高可靠性。
实施例
以下,示出实施例及比较例对本发明进行具体说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
(树脂合成例1)
在具备温度计、氮气导入装置兼环氧烷导入装置及搅拌装置的高压釜中,加入120.0g双酚A-甲醛型酚醛树脂(明和化成(株)制造、商品名“BPA-D”、OH当量:120)、1.20g氢氧化钾及120.0g甲苯,边搅拌边对体系内进行氮气置换,加热升温。接着,缓慢滴加63.8g环氧丙烷,在125~132℃下、以0~4.8kg/cm2反应16小时。
然后,冷却至室温,在该反应溶液中添加混合89%磷酸1.56g将氢氧化钾中和,得到不挥发成分62.1%、羟值为182.2g/eq.的双酚A-甲醛型酚醛树脂的环氧丙烷反应溶液。这是每1当量酚性羟基平均加成1.08摩尔环氧烷的物质。
将所得到的酚醛清漆型甲酚树脂的环氧烷反应溶液293.0g、43.2g丙烯酸、11.53g甲烷磺酸、0.18g甲基氢醌及252.9g甲苯加入到具备搅拌机、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在110℃下反应12小时。
关于通过反应而生成的水,12.6g作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液用35.35g 15%氢氧化钠水溶液中和,接着水洗。然后,通过蒸发器用118.1g二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得酚醛清漆型丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将332.5g所得酚醛清漆型丙烯酸酯树脂溶液及1.22g三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入60.8g四氢邻苯二甲酸酐,在95~101℃下反应6小时,获得固体成分的酸值88mgKOH/g、不挥发成分71%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-1。
(树脂合成例2)
将120份双酚A-甲醛型酚醛树脂(明和化成(株)制造、商品名“BPA-D”、OH当量:120)、0.6份三苯基膦及112份碳酸亚丙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。
然后,冷却至室温,获得羟基当量为182.2g/eq.的双酚A-甲醛型酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.08摩尔环氧丙烷的物质同等。
将所得到的反应物溶解于120份甲苯中后,向其中加入43.2份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,11.6份作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用118.1份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将332.5份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入60.8份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下反应约6小时,获得固体成分的酸值88mgKOH/g、不挥发成分71%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-2。
(树脂合成例3)
将120份双酚A-甲醛型酚醛树脂(明和化成(株)制造、商品名“BPA-D”、OH当量:120)、0.6份三苯基膦及96.9份碳酸亚乙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。
然后,冷却至室温,获得羟基当量为182.2g/eq.的双酚A-甲醛型酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.08摩尔环氧丙烷的物质同等。
将所得到的反应物溶解于120份甲苯中后,向其中加入43.2份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,11.6份的水作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用118.1份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将332.5份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入60.8份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下约反应6小时,获得固体成分的酸值89mgKOH/g、不挥发成分72%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-3。
(树脂合成例4)
将98份水杨醛型酚醛树脂(明和化成(株)制造、商品名“MEH-7500’、OH当量:98)、0.6份三苯基膦及112份碳酸亚丙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。
然后,冷却至室温,获得羟基当量为159g/eq.的水杨醛型酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.05摩尔环氧丙烷的物质同等。
将所得到的反应物溶解于120份甲苯中后,向其中加入43.2份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,11.8份的水作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用118.1份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将332.5份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入60.8份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下约反应6小时,获得固体成分的酸值92mgKOH/g、不挥发成分72%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-4。
(树脂合成例5)
将205份通式(III)的酚醛树脂(明和化成公司制造、商品名“MEH-7851”、OH当量:205)、0.6份三苯基膦及112份碳酸亚丙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。然后,冷却至室温,获得羟基当量为269g/eq.的通式(III)的酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.1摩尔环氧丙烷的物质同等。
将上述反应物溶解于150份甲苯中后,向其中加入36.0份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,9.6份的水作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用150份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将442份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入76.0份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下约反应6小时,获得固体成分的酸值79mgKOH/g、不挥发成分71%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-5。
(树脂合成例6)
将180份通式(IV)的酚醛树脂(明和化成公司制造、商品名“MEH-7800”、OH当量:180)、0.6份三苯基膦及112份碳酸亚丙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。然后,冷却至室温,获得羟基当量为244g/eq.的通式(IV)的酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.1摩尔环氧丙烷的物质同等。
将上述反应物溶解于120份甲苯中后,向其中加入36.0份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,9.7份的水作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用120份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。接着,将388份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入76.0份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下约反应6小时,获得固体成分的酸值83mgKOH/g、不挥发成分74%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-6。
(树脂合成例7)
将180份通式(V)的酚醛树脂(新日本石油公司制造、商品名“DPP-6115H”、OH当量:180)、0.6份三苯基膦及112份碳酸亚丙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。然后,冷却至室温,获得羟基当量为243g/eq.的通式(V)的酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.1摩尔环氧丙烷的物质同等。
将上述反应物溶解于120份甲苯中后,向其中加入36.0份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,9.8份的水作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用120份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将388份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入76.0份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下约反应6小时,获得固体成分的酸值82mgKOH/g、不挥发成分73%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-7。
(树脂合成例8)
将140份通式(VI)的酚醛树脂(日本化药公司制造、商品名“Kayahard CBN”、OH当量:140)、0.6份三苯基膦及112份碳酸亚丙酯加入到反应釜中,边搅拌边加热升温至150~160℃而开始反应,接着在200~220℃下继续反应约2小时。由于随着反应的进行产生碳酸气体,所以将其除去至体系外。然后,冷却至室温,获得羟基当量为204g/eq.的通式(VI)的酚醛树脂的碳酸亚丙酯反应物。这与每1当量酚性羟基平均加成1.1摩尔环氧丙烷的物质同等。
将上述反应物溶解于120份甲苯中后,向其中加入39.6份丙烯酸、1.7份对甲苯磺酸及0.04份甲基氢醌,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边在100±10℃下反应7小时。关于通过反应而生成的水,10.5份的水作为与甲苯的共沸混合物馏出。然后,冷却至室温,将所得到的反应溶液水洗,通过蒸发器用120份二乙二醇单乙醚乙酸酯将甲苯边置换边馏去,获得丙烯酸酯树脂溶液。
接着,将312份所得丙烯酸酯树脂溶液及1.1份三苯基膦加入到具备搅拌器、温度计及空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,边搅拌边缓慢加入68.4份四氢邻苯二甲酸酐,在95~105℃下约反应6小时,获得固体成分的酸值85mgKOH/g、不挥发成分73%的含羧基感光性树脂。将其作为树脂溶液A-8。
(比较树脂合成例1)
在600g二乙二醇单乙醚乙酸酯中加入1070g(缩水甘油基数(芳香环总数):5.0摩尔)邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂[DICCORPORATION制造、EPICL ON N-695、软化点95℃、环氧当量214、平均官能团数7.6]、360g(5.0摩尔)丙烯酸、及1.5g氢醌,加热至100℃并搅拌,均匀溶解。接着,加入4.3g三苯基膦,加热至110℃反应2小时后,升温至120℃,进一步进行12小时反应。在所得到的反应液中加入415g芳香族系烃(Solvesso 150)、456.0g(3.0摩尔)四氢邻苯二甲酸酐,在110℃下进行4小时反应,冷却后,获得固体成分酸值89mgKOH/g、固体成分65%的树脂溶液。将其作为树脂溶液R-1。
(比较树脂合成例2)
将400g环氧当量800、软化点79℃的双酚F型固形环氧树脂用925g环氧氯丙烷和462.5g二甲基砜溶解后,搅拌下在70℃下用100分钟添加98.5%NaOH81.2g。添加后进一步在70℃下进行3小时反应。接着在减压下馏去过量的未反应环氧氯丙烷及二甲基砜的大部分,将包含副生成盐和二甲基砜的反应产物溶解于750g甲基异丁基酮中,进一步添加10份30%NaOH,在70℃下反应1小时。反应结束后,用200g水进行2次水洗。油水分离后,从油层蒸馏回收甲基异丁基酮,获得370g环氧当量290、软化点62℃的环氧树脂。
加入2900g(10当量)该环氧树脂、720g(10当量)丙烯酸、2.8g甲基氢醌、1950g卡必醇乙酸酯,加热至90℃,进行搅拌,将反应混合物溶解。接着,将反应液冷却至60℃,加入16.7g三苯基膦,加热至100℃,约反应32小时,获得酸值为1.0mgKOH/g的反应物。接着,向其中加入786g(7.86摩尔)琥珀酸酐、423g卡必醇乙酸酯,加热至95℃,进行约6小时反应,获得固体成分酸值100mgKOH/g、固体成分65%的树脂溶液。将其作为树脂溶液R-2。
使用这些树脂溶液,与表1、2所示的各种成分一起以表1、2所示的比例(质量份)配混,利用搅拌机预混合后,用3辊式辊磨机进行混炼,制备阻焊剂用光固化性树脂组合物。这里,利用ERICHSEN公司制造的粒度测定仪测定粒度,评价所得到的光固化性树脂组合物的分散度,结果为15μm以下。
[表1]
*1:2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(IRGACURE 907:Ciba Japan K.K.制造)
*2:2,4-二乙基噻吨酮(KAYACURE DETX-S:日本化药公司制造)
*3:2-(乙酰氧基亚氨基甲基)噻吨-9-酮
*4:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)乙酮
(IRGACURE OXE 02:Ciba Japan K.K.制造)
*5:ADEKA ARKLS NCI-831((株)ADEKA制造)
*6:改性酚醛清漆型环氧树脂(EPICL ON N-865:DIC公司制造)
*7:联二甲苯酚型环氧树脂(YX-4000:Japan Epoxy ResinsCo.,Ltd.制造)
*8:环氧化聚丁二烯(EPOLEAD PB3600:DAICELCHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造)
*9:甲基化三聚氰胺树脂(SANWA CHEMICA L.CO.,LTD.制造)
*10:封端异氰酸酯(Asahi Kasei Chemicals Corporation制造)
*11:二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA:日本化药公司制造)
*12:C.I.颜料蓝15:3
*13:C.I.颜料黄147
*14:2-巯基苯并噻唑
*15:抗氧化剂(Ciba Japan K.K.制造)
*16:B-30(堺化学(株)制造)
*17:水滑石(协和化学工业(株)制造)
*18:二乙二醇单乙醚乙酸酯
[表2]
*1:2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(IRGACURE 907:Ciba Japan K.K.制造)
*2:2,4-二乙基噻吨酮(KAYACURE DETX-S:日本化药公司制造)
*3:2-(乙酰氧基亚氨基甲基)噻吨-9-酮
*4:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)乙酮
(IRGACURE OXE 02:Ciba Japan K.K.制造)
*5:ADEKA ARKLS NCI-831((株)ADEKA制造)
*6:联苯基酚醛清漆改性型环氧树脂(NC3000:日本化药公司制造)
*7:联二甲苯酚型环氧树脂(YX-4000:Japan Epoxy ResinsCo.,Ltd.制造)
*8:环氧化聚丁二烯(EPOLEAD PB3600:DAICELCHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造)
*9:甲基化三聚氰胺树脂(MW-100LM:Sanwa Chemical Co.,Ltd.制造)
*10:封端异氰酸酯(TPA-B 80E:Asahi Kasei ChemicalsCorporation制造)
*11:二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA:日本化药公司制造)
*12:C.I.颜料蓝15:3
*13:C.I.颜料黄147
*14:2-巯基苯并噻唑
*15:抗氧化剂(Ciba Japan K.K.制造)
*16:B-30(堺化学公司制造)
*17:水滑石(协和化学工业公司制造)
*18:二乙二醇单乙醚乙酸酯
对如上所述得到的实施例1~27及比较例1~4,进行以下这样的评价。将它们的评价结果示于表3及表4中。
(性能评价)
<最佳曝光量>
将铜厚为35μm的电路图案基板用抛光辊研磨,然后水洗、干燥后,通过丝网印刷法整面涂布所得到的实施例及比较例的固化性树脂组合物,在80℃的热风循环式干燥炉中干燥60分钟。干燥后,使用搭载有高压汞灯的曝光装置隔着阶段式曝光表(KodakNo2)进行曝光,将显影(30℃、0.2MPa、1质量%碳酸钠水溶液)进行90秒时残留的阶段式曝光表的图案为7段时作为最佳曝光量。
<显影性>
通过丝网印刷法在全铜基板上涂布各实施例及比较例的固化性树脂组合物,使得干燥后达到约25μm,在80℃的热风循环式干燥炉中干燥30分钟。干燥后,通过1质量%碳酸钠水溶液进行显影,利用秒表测定直至干燥涂膜被除去的时间。
<最大显影寿命>
通过丝网印刷在形成有图案的铜箔基板上整面涂布各实施例及比较例的组合物,在80℃下进行干燥,从20分钟到80分钟为止每隔10分钟将基板取出,自然冷却至室温。对于该基板,用30℃的1质量%碳酸钠水溶液在喷压为0.2MPa的条件下进行90秒钟显影,将无残渣残留的最大容许干燥时间作为最大显影寿命。
<粘性>
通过丝网印刷在形成有图案的铜箔基板上整面涂布各实施例及比较例的组合物,在80℃的热风循环式干燥炉中干燥30分钟,自然冷却至室温。使该基板接触PET制负片,用ORC公司制造的(HMW-GW20)在减压条件下压接1分钟,然后,评价剥离负片时的薄膜的张贴状态。
○:剥离薄膜时,完全没有阻力,涂膜上带有少量痕迹。(包括完全没有阻力、在涂膜上未残留痕迹的情况。)
△:剥离薄膜时,有少许阻力,涂膜上带有少量痕迹。
×:剥离薄膜时,有阻力,涂膜上带有明显的痕迹。
(特性试验)
通过丝网印刷在形成有图案的铜箔基板上整面涂布实施例及比较例的各组合物,在80℃下干燥30分钟,自然冷却至室温。使用搭载有高压汞灯的曝光装置以最佳曝光量对该基板上的阻焊图案进行曝光,用30℃的1质量%碳酸钠水溶液在喷压为0.2MPa/cm2的条件下进行90秒钟显影,获得抗蚀图案。利用UV传送炉在累积曝光量1000mJ/cm2的条件下对该基板进行紫外线照射后,在150℃下加热60分钟进行固化。对所得到的印刷基板(评价基板)如下所述评价特性。
<耐酸性>
将评价基板在10vol%H2SO4水溶液中在室温下浸渍30分钟,目视确认渗入、涂膜的溶出,进一步利用带剥离确认剥离。
另外,对于实施例15~27、比较例3、4,使用10质量%HCl水溶液,除此以外同样地进行评价。
○:未看到变化
△:仅仅一点点变化
×:涂膜有膨胀或溶胀脱落
<耐碱性>
将评价基板在10vol%NaOH水溶液中在室温下浸渍30分钟,目视确认渗入、涂膜的溶出,进一步利用带剥离确认剥离。
另外,对于实施例15~27、比较例3、4,使用10质量%NaOH水溶液,除此以外同样地进行评价。
○:未看到变化
△:仅仅一点点变化
×:涂膜有膨胀或溶胀脱落
<耐焊接热性能>
将涂布有松香系焊剂的评价基板浸渍到预先设定为260℃的焊锡槽中,用改性醇洗涤焊剂后,目视评价抗蚀层的膨胀·剥离。判定基准如下所述。
○:即使重复3次以上10秒钟浸渍也看不到剥离。
△:重复3次以上10秒钟浸渍时,有少许剥离。
×:3次以内10秒钟浸渍时,抗蚀层有膨胀、剥离。
<化学镀金耐性>
使用市售品的化学镀镍浴及化学镀金浴,以镍5μm、金0.05μm的条件进行镀覆,通过带剥离,评价抗蚀层有无剥离、有无镀覆的渗入后,通过带剥离评价抗蚀层有无剥离。判定基准如下所述。
◎:见不到渗入、见不到剥离。
○:镀覆后确认到少许渗入,但带剥离后没有剥离。
△:镀覆后仅仅见到一点点渗入,带剥离后也见到剥离。
×:镀覆后有剥离。
<PCT耐性>
使用PCT装置(ESPEC Corp.制造HAST SYSTEMTPC-412MD),将形成有阻焊固化涂膜的评价基板在121℃、饱和、0.2MPa的条件下处理168小时,评价涂膜的状态。判定基准如下所述。
○:没有膨胀、剥离、变色、溶出
△:有少许膨胀、剥离、变色、溶出
×:见到大量膨胀、剥离、变色、溶出
<冷热冲击耐性>
制作具有形成有□空心、○空心图案的阻焊固化涂膜的评价基板。将得到的评价基板通过冷热冲击试验器(ETAC公司制造)以-55℃/30分钟~150℃/30分钟为1个循环进行1000个循环的耐性试验。试验后,通过目视观察处理后的固化膜,用下述基准判断裂纹的发生状况。
○:裂纹发生率低于30%
△:裂纹发生率为30~50%
×:裂纹发生率为50%以上
另外,对于实施例15~27、比较例3、4,通过以下的基准进行判断。
◎:裂纹发生率低于20%
○:裂纹发生率为20~40%
△:裂纹发生率为40~60%
×:裂纹发生率为60%以上
<HAST特性>
在形成有梳型电极(线/间距=50微米/50微米)的BT基板上形成阻焊固化涂膜,制作评价基板。将该评价基板放入130℃、湿度85%的气氛下的高温高湿槽中,施加5V电压,进行168小时槽内HAST试验。按照下述判断基准评价经过168小时时的槽内绝缘电阻值。将评价结果示于表2中。
○:108Ω以上
△:106~108Ω
×:106Ω以下
[表3]
由表3所示的结果表明的那样,可知本实施方式的固化性树脂组合物,在作为IC封装体用阻焊剂使用时所需的PCT耐性、冷热冲击耐性、电特性优异、进而在耐焊接热性能、化学镀金耐性中也具有充分的特性。另一方面,比较例1和2虽获得耐酸性、耐碱性等良好的特性,但未获得PCT耐性、冷热冲击耐性、电特性的充分的特性。
[表4]
由表4所示的结果表明的那样,比较例3和4在PCT耐性、冷热冲击耐性、电特性的方面未获得良好的结果。但是明确,在实施例15~27中,通过使用由各种酚骨架衍生的含羧基感光性树脂,从而具有优异的PCT耐性、冷热冲击耐性、电特性。
<干膜的评价>
将实施例1~7、实施例14、和实施例15、实施例18~24、实施例27及比较例1~4的固化性树脂组合物用甲乙酮稀释,涂布到PET薄膜上,在80℃下干燥30分钟,形成厚度为20μm的感光性树脂组合物层。进而,在其上贴合覆盖膜而制作干膜,将使用了实施例1~7、实施例14的组合物的干膜分别作为实施例28~35,将使用了实施例15、实施例18~24、实施例27的组合物的干膜分别作为实施例36~44,将使用了比较例1~4的组合物的干膜分别作为比较例5~8。
然后,剥离覆盖膜,将薄膜热压到形成有图案的铜箔基板上,接着,在与前述组合物的涂膜特性评价中所使用的基板同样的条件下进行曝光。
曝光后,剥离载体膜,用30℃的1质量%碳酸钠水溶液在喷压0.2MPa/cm2的条件下进行90秒钟显影,获得抗蚀图案。
将该基板在UV传送炉中在累积曝光量1000mJ/cm2的条件下进行紫外线照射后,在150℃下加热60分钟进行固化,制作试验基板。对于所得到的具有固化皮膜的试验基板,通过前述试验方法及评价方法,进行各特性的评价试验。将其结果示于表5及表6中。
[表5]
由表5所示的结果表明的那样,在使用了实施例1~7和实施例14的树脂组合物的实施例28~35的干膜的评价中,与表3所示的结果同样地,PCT耐性、冷热冲击耐性、电特性均获得良好的评价结果。另一方面,在使用了比较例1、2的树脂组合物的比较例5、6的干膜中,虽然耐酸性、耐碱性、耐焊接热性能得到良好的结果,但无法获得充分的PCT耐性、冷热冲击耐性、电特性。
[表6]
由表6所示的结果可知,与表5同样,使用了由各种酚骨架衍生的含羧基感光性树脂的抗蚀固化物,在用于半导体封装体等电子部件时所要求的PCT耐性、冷热冲击耐性等优异,并且兼具良好的电特性。
<阻燃性的评价>
以表7所示的各种成分、比例(质量份)配混,用搅拌机预混合后,用3辊式辊磨机混炼,制备阻焊剂用光固化性树脂组合物。通过丝网印刷将制备的组合物整面涂布到厚度为0.1mmFR-4材料上,在80℃下干燥30分钟。使用搭载有高压汞灯的曝光装置以最佳曝光量对该基板进行整面曝光,利用30℃的1质量%碳酸钠水溶液在喷压0.2MPa/cm2的条件下进行90秒钟显影。将该基板在UV传送炉中在累积曝光量1000mJ/cm2的条件下进行紫外线照射后,在150℃下加热60分钟使其固化。对所得到的评价基板通过依据美国的Underwriters Laboratories Inc.(简写为UL)的高分子材料的阻燃性试验规格UL94的方法、装置评价阻燃性。将其评价结果示于表8中。
另外,评价基准如下所述。
○:与UL94V-0相当的阻燃性
×:不与UL94V-0相当
[表7]
*1:IRGACURE OXE 02:Ciba Japan K.K.制造
*2:联苯基酚醛清漆改性型环氧树脂(NC3000:日本化药公司制造)
*3:二季戊四醇五丙烯酸酯(DPHA:日本化药(株)社制造)
*4:C.I.颜料蓝15:3
*5:C.I.颜料黄147
*6:2-巯基苯并噻唑
*7:抗氧化剂(Ciba Japan K.K.制造)
*8:球形二氧化硅(ADMATECHS CO.,LTD.制造)
*9:硫酸钡#100(堺化学(株)社制造)
*10:水滑石化合物(协和化学工业(株)制造)
[表8]
由表8所示的结果表明的那样,本发明的固化性树脂组合物也具有优异的阻燃性。
Claims (5)
2.一种固化物,其特征在于,其通过将权利要求1所述的固化性树脂组合物涂布到基材上,并利用活性能量射线照射和加热、或者利用活性能量射线照射或加热使其固化而得到。
3.一种干膜,其特征在于,其通过将权利要求1所述的固化性树脂组合物涂布到薄膜上并进行干燥而得到。
4.一种固化物,其特征在于,其通过将权利要求3所述的干膜贴附到基材上,并利用活性能量射线照射和加热、或者利用活性能量射线照射或加热使其固化而得到。
5.一种印刷电路板,其特征在于,其具有权利要求2或4所述的固化物。
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Application publication date: 20120307 Assignee: Taiyo Ink Mfg.Co., Ltd. Assignor: Taiyo Holding Co., Ltd. Contract record no.: 2011990000116 Denomination of invention: Curable resin composition and printed wiring board Granted publication date: 20130717 License type: Common License Record date: 20110302 |
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