JP2004085984A - 光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物並びにその硬化物 - Google Patents
光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物並びにその硬化物 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】可撓性、耐熱性に優れた硬化物を与える光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物並びにその硬化物。
【解決手段】下記一般式(1)及び/又は(2)で示されるエポキシ化合物と、不飽和基含有モノカルボン酸を反応させた後、多塩基酸無水物を反応させて得られる化合物(A)と、下記一般式(3)で示されるエポキシ化合物に(A)と同様に不飽和基含有モノカルボン酸,多塩基酸無水物を反応させて得られる化合物(B)の二重結合当量が600〜2000g/eq.である混合物光硬化性組成物、に、エポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を含有する感光性熱硬化性樹脂組成物。
(式中、Mは−H又は
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族残基、lは1〜20を表す)
(式中、Rは−H又はCH3,mは1〜20を表す)
(式中、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族残基、lは1〜20を表す)
【選択図】 なし。
【解決手段】下記一般式(1)及び/又は(2)で示されるエポキシ化合物と、不飽和基含有モノカルボン酸を反応させた後、多塩基酸無水物を反応させて得られる化合物(A)と、下記一般式(3)で示されるエポキシ化合物に(A)と同様に不飽和基含有モノカルボン酸,多塩基酸無水物を反応させて得られる化合物(B)の二重結合当量が600〜2000g/eq.である混合物光硬化性組成物、に、エポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を含有する感光性熱硬化性樹脂組成物。
(式中、Mは−H又は
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族残基、lは1〜20を表す)
(式中、Rは−H又はCH3,mは1〜20を表す)
(式中、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族残基、lは1〜20を表す)
【選択図】 なし。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造、特にフレキシブルプリント配線板の製造に用いられる液状ソルダーレジストインキ又はドライフィルム型ソルダーレジストに有用な光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、熱硬化後に反りを生ずることなく、フレキシブルプリント配線板に要求されるアルカリ現像性、基材との密着性、耐屈曲性、耐折れ性、柔軟性、耐めっき性、耐熱性、PCT耐性、はんだ耐熱性、電気絶縁性に優れた可撓性の皮膜形成に適した光硬化性組成物および該光硬化性組成物を含有する感光性熱硬化性樹脂組成物、並びにその硬化物に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在のプリント配線板の製造は、配線(回路)パターン形成後、電子部品をプリント配線板の実装工程のはんだ付けにおいて、不必要な部分にはんだが付着しないように保護する目的で、ソルダーマスクと呼ばれる保護層を被覆することが行われている。
【0003】
フレキシブルプリント配線板の製造に用いられるソルダーレジストは、カバーレイフィルムと呼ばれるポリイミドフィルムをレジストパターンに合わせた金型で打ち抜いた後、接着剤を用いて配線板に貼り付けることにより被覆を得るタイプや、液状の紫外線硬化型、熱硬化型のソルダーレジストインキをスクリーン印刷により塗布するタイプ、もしくは、有機溶剤を含まないドライフィルムレジストを60〜100℃の温度で配線板に貼り付けて被覆を得るタイプなどがある。
【0004】
しかしながら、カバーレイフィルムは、可撓性は十分であるが、金型が必要となるため、コスト高となることや、銅箔との追随性が困難で、高精度なレジストパターンを形成できない等の問題がある。一方、液状のソルダーレジストインキやドライフィルムレジストは、コストが安価であることや、高精度のレジストパターンを容易に形成できる反面、十分な可撓性を得られないことや、ソルダーレジストの硬化収縮及び熱硬化後の熱収縮が大きいため反りが生じること等の問題を有している。
【0005】
この問題に対し、これまで様々な試みが行われている。例えば、特公平5−75032号公報に開示されているようなエポキシ樹脂と二塩基酸無水物を必須成分とするレジストインキ組成物があるが、形成される皮膜に可撓性を付与するように調整した場合、基材のポリイミドとの密着性が悪くなるという問題が生じている。また、特公平11−158252号公報に開示されているような、ガラス転移温度が−60〜40℃のアクリル系ポリカルボン酸樹脂とエポキシ樹脂を必須成分とするレジストインキがあるが、形成される皮膜の可撓性、及び反り問題は解決しているものの、耐熱性が低く、近年の高密度実装には対応できないという問題が生じている。また、形成される皮膜に可撓性を付与したり反りを小さくしようとする場合、分子内に炭化水素鎖やポリオキシエチレン鎖のような分子運動性に富む構造を分子中に導入したり、分子量を高くすることが一般的に行われるが、前者の場合は、形成される被膜の指触乾燥性が悪くなり、また後者の場合は、アルカリ現像性が悪くなるなど、相反する性能であり、ソルダーレジストインキとしての基本性能である指触乾燥性やアルカリ現像性と、可撓性、反り性、耐熱性等をバランス良く両立させることは極めて困難で、これまで充分に満足すべきものがない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記のような従来の組成物が有する問題点を解決し、ソルダーレジストインキとしての基本性能である指触乾燥性やアルカリ現像性に優れ、形成される皮膜に十分な可撓性を与え、反りが小さく、かつ基材のポリイミドとの密着性に優れ、耐熱性に優れた硬化物を与えることができる光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物並びにその硬化物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記のような課題を解決するために鋭意検討の結果、特定の構造を有する光硬化性化合物からなる光硬化性組成物、エポキシ化合物、光重合開始剤、希釈剤を必須成分として配合することにより、前記のような相反する性能を両立し、熱硬化後に反りを生じることなく、かつ基材との密着性に優れ、耐熱性に優れた硬化物を与えることができることを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち、本発明は、
(1)下記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(A)と、
一般式(1)
【化4】
(式中、Mは−H又は
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、lは1〜20を表す。)
一般式(2)
【化5】
(式中、Rは−H又はCH3、mは1〜20を表す。)
下記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(B)との混合物の二重結合当量が600〜2000g/eq.である光硬化性組成物に関する。一般式(3)
【化6】
(式中、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、nは0〜20を表す。)
【0009】
(2)不飽和基含有モノカルボン酸(b)が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物、又は(メタ)アクリル酸との混合物であることを特徴とする上記(1)記載の光硬化性組成物に関する。
【0010】
(3)不飽和基含有モノカルボン酸(b)の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物とを反応させて得られる反応生成物が、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)の各々、又はいずれか一方のエポキシ基1当量に対し、0.01当量以上配合することを特徴とする上記(1)または(2)記載の光硬化性組成物に関する。
【0011】
(4)光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物が、40〜160mgKOH/gの酸価を有することを特徴とする上記(1)〜(3)記載の光硬化性化組成物に関する。
【0012】
また、本発明は(5)上記(1)〜(4)記載の光硬化性化合物(A)と(B)との混合物、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を必須成分として含有する感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0013】
(6)光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物が、40〜160mgKOH/gの酸価を有することを特徴とする上記(5)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0014】
(7)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)のエポキシ基の当量が、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物のカルボキシル基1当量に対して0.1〜1.5当量の範囲内で配合されることを特徴とする上記(5)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0015】
(8)光重合開始剤(D)が、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して0.1〜30重量部の範囲内で配合されることを特徴とする上記(5)〜(7)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0016】
(9)希釈剤(E)が、有機溶剤及び/又は(メタ)アクリル酸エステル類であり、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物に対して10〜300重量部の範囲内で配合されることを特徴とする上記(5)〜(8)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0017】
さらに、(10)上記(5)〜(9)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする硬化物に関する。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明について以下に詳細に説明する。
まず、本明細書中、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸、メタクリル酸又はこれらの混合物を、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、又はこれらの混合物をそれぞれ意味する。
【0019】
本発明の光硬化性組成物及びこれを用いた感光性熱硬化性樹脂組成物(以下、単に樹脂組成物ということがある。)は、下記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に、多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(A)と、下記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(B)の混合物の二重結合当量が600〜2000g/eq.である光硬化性組成物、及び該光硬化性組成物に、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を必須成分として含有することを特徴とする樹脂組成物である。
一般式(1)
【化7】
(式中、Mは−H又は
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、lは1〜20を表す。)
一般式(2)
【化8】
(式中、Rは−H又はCH3、mは1〜20を表す。)
一般式(3)
【化9】
(式中、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、nは0〜20を表す。)
【0020】
前記一般式(1)及び(3)におけるX,Yは同じ、又は異なる二価の芳香族基を表し、例えば、下記の(e)、(f)においてR1,R2,R3,R4は、水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基、又はハロゲン原子であり、p,q,r,sは、R1,R2,R3,R4がアルキル基のときは1〜4であり、ハロゲン原子のときは1又は2である。(g),(h)においてR5,R6,R7,R8は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基であり、t,x,yは1〜4、zは1〜4である。また、(f)におけるAは、アルキレン、シクロアルキレン、ハロゲン、シクロルキル又はアリール置換アルキレン、S、S=O又はO=S=Oである。
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【0021】
まず、本発明における光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)について説明する。
本発明に用いる光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)は、感光性の二重結合とカルボキシル基を有し、紫外線照射による光硬化工程で共存する光重合開始剤の存在でラジカル重合して硬化物となる。この時に紫外線が照射されない部分は骨格中のカルボキシル基の存在でアルカリ現像工程において除去される。また、硬化物中のカルボキシル基は熱硬化工程においてエポキシ化合物(C)と反応して強固な結合を形成する作用を有する。
【0022】
このような光硬化性化合物(A)又は(B)は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)とを公知のエステル化触媒、重合禁止剤を存在させて、不活性ガス気流中又は空気の存在下60〜150℃で反応させて得られる反応生成物における分子中の2級のアルコール性水酸基に、多塩基酸無水物(c)を30〜150℃で反応させることにより製造することができる。
【0023】
前記一般式(1)に示されるエポキシ化合物において、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物は、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を、単独又は2種以上を組み合わせて、公知の方法によりエピクロルヒドリンにてエポキシ化するか、もしくは、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物と前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を単独又は2種以上を組み合わせて公知の方法により製造したエポキシ化合物を用い、分子中における2級のアルコール性水酸基を公知の方法によりエピクロルヒドリンにて更にエポキシ化することにより製造することができる。
【0024】
前記一般式(2)で示されるエポキシ化合物は、フェノール又はクレゾール等のフェノール類を公知の方法によりホルムアルデヒドにて付加縮合して得られるフェノールノボラック類のフェノール性水酸基を公知の方法によりエピクロルヒドリンにてエポキシ化することにより製造することができる。
【0025】
また、上記のエポキシ化合物は市販のエポキシ化合物を使用することができる。例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート828」、「エピコート834」、「エピコート1001」、「エピコート1004」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン840」、「エピクロン850」、「エピクロン1050」、「エピクロン2055」、東都化成社製の商品名「エポトートYD−011」、「エポトートYD−013」、「エポトートYD−127」、「エポトートYD−128」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.317」、「D.E.R.331」、「D.E.R.661」、「D.E.R.664」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイト6071」、「アラルダイト6084」、「アラルダイト250」、「アラルダイト260」、「アラルダイト2600」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESA−011」、「スミエポキシESA−014」、「スミエポキシELA−115」、「スミエポキシELA−128」、等のビスフェノールA型エポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート807」、東都化成社製の商品名「エポトートYDF−170」、「エポトートYDF−175」、「エポトートYDF−2004」、旭化成工業社製の「アラルダイトXPY306」、等のビスフェノールF型エポキシ化合物、日本化薬社製の商品名「EBPS−200」、旭電化工業社製の商品名「EPX−30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」、等のビスフェノールS型エポキシ化合物、大阪ガス社製の商品名「BPFG」、等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−6056」、「YL−6021」「YX−4000」、「YX−4000H」、等のビキレノール型、或いはビフェノール型エポキシ化合物、又はそれらの混合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−4032」、「EXA−4750」、「EXA−4700」、等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート152」、「エピコート154」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.N.431」、「D.E.N.438」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンN−690」、「エピクロンN−695」、「エピクロンN−730」、「エピクロンN−770」、「エピクロンN−865」、東都化成社製の商品名「エポトートYDCN−701」、「エポトートYDCN−704」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトECN1235」、「アラルダイトECN1273」、「アラルダイトECN1299」、「アラルダイトXPY307」、日本化薬社製の商品名「EPPN−201」、「EOCN−1025」、「EOCN−1020」、「EOCN−104S」、「RE−306」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESCN−195X」、「ESCN−220」、等のノボラック型エポキシ化合物、等を挙げることができる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0026】
前記一般式(3)に示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)は、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を、単独又は2種以上を組み合わせて、公知の方法によりエピクロルヒドリンにてエポキシ化するか、もしくは、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物と前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を、単独又は2種以上を組み合わせて公知の方法により製造したエポキシ化することにより製造することができる。
【0027】
また、上記のエポキシ化合物は市販のエポキシ化合物を使用することができる。例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート828」、「エピコート834」、「エピコート1001」、「エピコート1004」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン840」、「エピクロン850」、「エピクロン1050」、「エピクロン2055」、東都化成社製の商品名「エポトートYD−011」、「エポトートYD−013」、「エポトートYD−127」、「エポトートYD−128」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.317」、「D.E.R.331」、「D.E.R.661」、「D.E.R.664」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイト6071」、「アラルダイト6084」、「アラルダイト250」、「アラルダイト260」、「アラルダイト2600」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESA−011」、「スミエポキシESA−014」、「スミエポキシELA−115」、「スミエポキシELA−128」、等のビスフェノールA型エポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート807」、東都化成社製の商品名「エポトートYDF−170」、「エポトートYDF−175」、「エポトートYDF−2004」、旭化成工業社製の「アラルダイトXPY306」、等のビスフェノールF型エポキシ化合物、日本化薬社製の商品名「EBPS−200」、旭電化工業社製の商品名「EPX−30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」、等のビスフェノールS型エポキシ化合物、大阪ガス社製の商品名「BPFG」、等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−6056」、「YL−6021」「YX−4000」、「YX−4000H」、等のビキレノール型、或いはビフェノール型エポキシ化合物、又はそれらの混合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−4032」、「EXA−4750」、「EXA−4700」、等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、等を挙げることができる。これらは単独、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0028】
前記、不飽和基含有モノカルボン酸(b)は、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物、又は(メタ)アクリル酸との混合物である。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸カプロラクトン付加物など水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これら(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルは単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0029】
二塩基酸無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸となどが挙げられる。これら二塩基酸無水物は単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0030】
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物の反応は、公知の方法にて製造されるが、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルのヒドロキシル基1当量に対して、二塩基酸無水物を0.5〜1.5当量の範囲で仕込み、後述する希釈剤の存在下又は非存在下で、不活性ガス気流中又は空気の存在下にて、反応温度30〜150℃、好ましくは50〜130℃で、反応時間は0.5〜30時間の範囲内で行う。このとき、反応を円滑に進めるために必要に応じて、トリエチルアミン等の三級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の四級アミン、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、ピリジン等を添加してもよい。
【0031】
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物の反応生成物としては、市販品を用いることもできる。例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレートと無水マレイン酸の付加物としては、三菱レイヨン社製の商品名「アクリエステルML」等、2−ヒドロキシエチルメタクリレートと無水コハク酸の付加物としては、共栄社化学社製の商品名「HO−MS」等、2−ヒドロキシエチルメタクリレートとヘキサヒドロ無水フタル酸の付加物としては、三菱レイヨン社製の商品名「アクリエステルPA」等、2−ヒドロキシエチルアクリレートと無水コハク酸の付加物としては、共栄社化学社製の商品名「HOA−MS」等、2−ヒドロシキエチルアクリレートと無水フタル酸の付加物としては、共栄社化学社製の商品名「HOA−MPL」等が挙げられる。これらは単独又は二種以上を混合して用いることができる。
【0032】
不飽和基含有モノカルボン酸(b)の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物と(メタ)アクリル酸の混合の割合は、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物が、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)の各々、又はいずれか一方のエポキシ基1当量に対し、0.01当量以上、通常0.1〜1当量で混合する。さらに、硬化被膜の反りの発生元となる硬化熱応力を十分に緩和するためには0.5当量以上が好ましい。0.01当量未満の場合は、硬化熱応力を十分に緩和することができず好ましくない。一方、1当量を超える量では未反応の(b)が多くなり、塗膜の指蝕乾燥性が低かするため好ましくない。
【0033】
前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)のエポキシ基と不飽和基含有モノカルボン酸(b)の反応は、エポキシ化合物(a)又はエポキシ化合物(d)のエポキシ基1当量に対し、0.8〜1.5当量、更に、製造中に、重合禁止剤の酸化によるゲル等のない良好な反応生成物を得るためには、好ましくは1.0〜1.2当量の範囲内で不飽和基含有モノカルボン酸(b)を仕込み、下記の希釈剤の存在下又は非存在下で、反応温度60〜150℃、好ましくは80〜130℃に加熱して、好ましくは空気の存在下、反応時間は0.5〜30時間の範囲内で行う。反応温度が60℃より低いときは、長時間反応が必要となり不経済であり好ましくない。一方、150℃より高いときは、反応中にゲル化を起こし好ましくない。
【0034】
前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)のエポキシ基と不飽和基含有モノカルボン酸(b)のカルボキシル基との反応は、反応を円滑に進めるために公知のエステル化触媒を用いることが望ましい。このようなエステル化触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等の3級アミン或いはその4級塩、イミダゾール、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、トリフェニルホスフィン等の有機燐化合物等を挙げることができる。これらエステル化触媒の使用量は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)の合計100重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部の範囲内で使用することができる。0.01重量部未満の場合は、長時間反応が必要となり不経済であり好ましくない。10重量部を超える場合は、反応が早すぎるため、温度コントロールが難しく、発熱が高い場合はゲル化する場合もありいずれも好ましくない。
【0035】
前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)のエポキシ基と不飽和基含有モノカルボン酸(b)のカルボキシル基との反応は、製造中の安定性と反応生成物の貯蔵安定性を確保するために、公知の重合禁止剤を使用する。このような重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、モノメチルエーテルハイドロキノン、トルハイドロキノン、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、トリメチルハイドロキノン、フェノチアジン、tert−ブチルカテコール等を挙げることができる。これらの使用量は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)の合計100重量部に対して0.0001〜1重量部の範囲内で、好ましくは0.001〜0.2重量部で使用することができる。0.0001重量部未満の場合は、重合禁止効果が小さく反応途中で反応液がゲル化して目的とする化合物が得られない場合や、反応生成物の貯蔵安定性が極端に悪くなるので好ましくない。1重量部を超える場合は、樹脂組成物の硬化反応を阻害し未硬化の硬化物が得られ、各特性の要求性能を満足しないので好ましくない。
【0036】
本発明の光硬化性化合物(A)又は光硬化性化合物(B)は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物の分子中における2級のアルコール性水酸基に多塩基酸無水物(c)を反応させ分子中にカルボキシル基が導入される。
【0037】
多塩基酸無水物(c)としては、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。これら多塩基酸無水物は単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0038】
多塩基酸無水物(c)の使用量は、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)との混合物が、40〜160mgKOH/g、好ましくは、70〜130mgKOH/gの範囲内にある酸価を有していればよいが、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の各々が40〜160mgKOH/g、好ましくは、70〜130mgKOH/gの範囲内の酸価を有していることが好ましい。光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)のいずれか一方の酸価が40mgKOH/gよりも低いときは、アルカリ水溶液に対する溶解性が悪くなり、形成した皮膜の現像が困難になる。一方、160mgKOH/gよりも高くなると、露光の条件によらず露光部の表面まで現像されてしまい好ましくない。
【0039】
上記の反応生成物の分子中における2級のアルコール性水酸基と多塩基酸無水物(c)の反応は、下記の希釈剤(E)の存在下、又は非存在下、不活性ガス気流中又は空気の存在下にて、30〜150℃、好ましくは50〜130℃で、反応時間は0.5〜30時間の範囲内で行う。このとき、反応を円滑に進めるために必要に応じて、トリエチルアミン等の三級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の四級アミン、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、ピリジン等を添加してもよい。
【0040】
本発明における光硬化性組成物は、前記の光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物からなる。光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合の割合は、混合物が600〜2000g/eq.の二重結合当量を有する範囲が好ましく、更に形成される皮膜に十分な可撓性を与え、反りが小さく、かつ耐熱性に優れた硬化被膜を得るためには、700〜1000g/eq.の二重結合当量を有する範囲であることがより好ましい。二重結合当量が600g/eq.より低いときは、耐熱性は高い硬化皮膜が得られるが、硬化皮膜に反りを生じ好ましくない。一方、2000g/eq.よりも高くなると、硬化皮膜の反りの発生は抑制されるが、アルカリ現像性や耐熱性が低下するために好ましくない。
【0041】
次に、本発明の樹脂組成物中における1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)について説明する。
【0042】
1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)とは、例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート828」、「エピコート834」、「エピコート1001」、「エピコート1004」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン840」、「エピクロン850」、「エピクロン1050」、「エピクロン2055」、東都化成社製の商品名「エポトートYD−011」、「エポトートYD−013」、「エポトートYD−127」、「エポトートYD−128」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.317」、「D.E.R.331」、「D.E.R.661」、「D.E.R.664」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイド6071」、「アラルダイド6084」、「アラルダイド250」、「アラルダイド260」、「アラルダイド2600」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESA−011」、「スミエポキシESA−014」、「スミエポキシELA−115」、「スミエポキシELA−128」、等のビスフェノールA型エポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート807」、東都化成社製の商品名「エポトートYDF−170」、「エポトートYDF−175」、「エポトートYDF−2004」、旭化成工業社製の「アラルダイトXPY306」、等のビスフェノールF型エポキシ化合物、日本化薬社製の商品名「EBPS−200」、旭電化工業社製の商品名「EPX−30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」、等のビスフェノールS型エポキシ化合物、大阪ガス社製の商品名「BPFG」、等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−6056」、「YL−6021」「YX−4000」、「YX−4000H」、等のビキレノール型、或いはビフェノール型エポキシ化合物、又はそれらの混合物、東都化成社製の商品名「エポトートST−2004」、「ST−2007」、「ST−3000」、等の水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート152」、「エピコート154」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.N.431」、「D.E.N.438」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンN−690」、「エピクロンN−695」、「エピクロンN−730」、「エピクロンN−770」、「エピクロンN−865」、東都化成社製の商品名「エポトートYDCN−701」、「エポトートYDCN−704」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトECN1235」、「アラルダイトECN1273」、「アラルダイトECN1299」、「アラルダイトXPY307」、日本化薬社製の商品名「EPPN−201」、「EOCN−1025」、「EOCN−1020」、「EOCN−104S」、「RE−306」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESCN−195X」、「ESCN−220」、等のノボラック型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート157S」、等のビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコートYL903」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン152」、「エピクロン165」、東都化成社製の「エポトートYDB−400」、「エポトートYDB−500」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.542」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイト8011」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESB−400」、「スミエポキシESB−700」等のブロム化エポキシ化合物、新日鉄化学社製の商品名「ESN−190」、「ESN−360」、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−4032」、「EXA−4750」、「EXA−4700」、等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−7200」、「HP−7200H」等のジシクロペンダジエン骨格を有するエポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−933」、日本化薬社製の商品名「EPPN−501」、「EPPN−502」等のトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ化合物、日産化学社製の商品名「TEPIC」、三菱瓦斯化学社製の商品名「TGI」、等の複素環式エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート604」、東都化成社製の商品名「エポトートYH−434」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトMY720」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシELM−120」等のグリシジルアミン型エポキシ化合物、ダイセル化学工業社製の商品名「セロキサイド2021」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトCY175」、「アラルダイトCY179」、等の脂環式エポキシ化合物、等が挙げられるが、これらの限定されるものではない。これらエポキシ化合物は単独、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0043】
上記のような1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)は、熱硬化することにより、ソルダーレジストの密着性、耐熱性等の特性を向上させる。その配合量は、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物の有するカルボキシル基1当量に対して、エポキシ基が0.1〜1.5当量、好ましくは0.5〜1.3当量の範囲内で配合する。0.1当量未満の場合は、硬化皮膜の吸湿性が高くなりPCT耐性が低下する。一方、1.5当量を超えると、硬化皮膜に反りが発生し好ましくない。
【0044】
次に、本発明の樹脂組成物における光重合開始剤(D)について詳細に説明する。本発明で用いる光重合開始剤(D)は、樹脂組成物を光(紫外線)硬化させる際に紫外線照射によりラジカルを発生し、ラジカル重合により硬化させる作用を有する。
【0045】
このような光重合開始剤としては公知のものを使用することができ、好ましい光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン類及びゾンゾインアルキルエーテル類、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、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類、2−メチルアントラキノン、2−エチルアトラキノン、2−アミノアントラキノン等のアントラキノン類、2,4−ジメチルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4´−ジクロロベンゾフェノン、4,4´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、及びキサントン類等が挙げられ、これらは単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。更に、かかる光重合開始剤は、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート等の安息香酸エステル類、或いはトリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のような公知の光増感剤を単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0046】
光重合開始剤の使用量は、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、0.1〜30重量部の範囲内で使用することが好ましく、更に1〜20重量部の範囲内で使用することがより好ましい。0.1重量部未満の場合は、紫外線照射により重合が進まず、未硬化になり現像性が悪くなるため好ましくない。30重量部を超える場合は、硬化物の耐熱性、機械的特性が低下するためいずれも好ましくない。
【0047】
次に、本発明の樹脂組成物における希釈剤(E)について詳細に説明する。
本発明で使用する希釈剤(E)は、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物を溶解し、インキとして適切な作業粘度を確保する作用と反応性を有するものはラジカル重合する際にネットワーク中に取り込まれ、光硬化性、耐熱性の向上等の作用を有する。
【0048】
このような希釈剤(E)としては、例えば、メチルエチルケトン、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート等のエステル類、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、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等の有機溶剤を挙げることができ、これらを単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0049】
希釈剤(E)の有機溶剤の使用量は、樹脂組成物中の光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、10〜300重量部の範囲内で使用することができる。10重量部未満の場合は、粘度が高くなり取扱い性が悪く好ましくない。300重量部を超える場合は、プリント配線板製造における仮乾燥の際に溶剤除去に長時間が必要になること又硬化したレジスト膜中に希釈剤が残り電気特性等に影響するのでいずれも好ましくない。
【0050】
また、本発明の希釈剤(E)は、上記有機溶剤の一部を、光硬化性を有する(メタ)アクリル酸エステル類に置換えて使用することができる。このような(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)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等のグリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート類、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(メタ)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、ジトリメチロールプロパン、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もしくはプロピレンオキサイド付加物の多価(メタ)アクリレート類、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのポリエトキシジ(メタ)アクリレート等のフェノール類のエチレンオキサイド或いはプロピレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート類、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロープ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などのグリシジルエーテルの(メタ)アクリレート類、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのε−カプロラクトン変性(メタ)アクリレート類、及びメラミン(メタ)アクリレート等を挙げることができ、これらは単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0051】
このような(メタ)アクリル酸エステル類の使用量は、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、3〜50重量部の範囲で、好ましくは5〜15重量部で使用することができる。3重量部未満の場合は、光硬化性付与の効果は十分ではなく、50重量部を超える場合は、指触乾燥性が低下するため好ましくない。
【0052】
本発明における樹脂組成物は、熱硬化工程における光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物中のカルボキシル基と1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)との反応を促進する目的で、硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン、メラミン等のアミン化合物などが挙げられる。これらは単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。このような硬化促進剤の使用量は、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲内で、好ましくは0.5〜2重量部で使用することができる。0.1重量部未満の場合は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(B)の硬化反応を促進する効果が小さく好ましくない。10重量部を超える場合は、樹脂組成物のライフが短くなりいずれも好ましくない。
【0053】
本発明の樹脂組成物には、プリント配線板との密着性を向上させることを目的に無機充填材を添加することができる。例えば、タルク、シリカ、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどを配合することができる。これらの無機充填材は、樹脂組成物100重量部に対して最大150重量部の範囲で添加することができる。150重量部を超えると硬化性に悪影響を及ぼし、硬化物の物性が低下する。
【0054】
本発明の樹脂組成物には、以上の成分の他に通常の感光性樹脂組成物に添加されている種々の着色剤、レベリング剤及び消泡剤などを添加することができる。本発明の樹脂組成物は、以上述べた配合成分をロールミル、サンドミルなどにより均一に混合して得ることができる。また、本発明の樹脂組成物のプリント配線基板上への塗布は、通常スクリーン印刷法、静電塗装法、ロールコーター法、カーテンコーター法などで行われる。塗布後は、60〜90℃の範囲で10〜60分間乾燥し、紫外線などの活性エネルギー線を照射後、0.1〜5重量%の炭酸ナトリウム水溶液などの希アルカリ水溶液で未露光部分を除去し、現像する。最後に塗膜を完全に硬化させるために熱風乾燥器又は遠赤外線などを用いて熱処理(100〜180℃で5〜60分間)することにより前記1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)の硬化反応に加えて光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物及び光重合モノマーの重合が促進され、密着性、耐熱性、機械特性の優れたレジスト膜を得ることができる。さらに、例えば140〜180℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、更に必要に応じて、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物及び光重合モノマーの重合を促進する目的で、光(紫外線)にて露光することもできる。
また、光(紫外線)硬化させるための照射光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ又はメタルハライドランプ等が使用できる。
【0055】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。本実施例において「部」は特に断らない限り重量部である。
【0056】
(1)光硬化性化合物(A)の合成において原料となるエポキシ化合物の合成例
【0057】
合成例1
ガス導入管、攪拌装置、冷却管、温度計を備えたフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ化合物(旭化成工業社製の商品名「アラルダイト260」)763部とビスフェノールF237部を仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、100℃に加熱して溶解させた。次いで、攪拌下、トリフェニルホスフィンを0.5部仕込み、150〜160℃で1時間反応させ、エポキシ当量594g/eq.、軟化点74℃のビスフェノールF変性ビスフェノールA型エポキシ化合物(a)を得た。
【0058】
合成例2
ガス導入管、攪拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたフラスコに、合成例1で得たエポキシ化合物(a)1000部、エピクロルヒドリン2797部を仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、40℃に加熱して溶解させた。次いで、98重量%テトラブチルアンモニウムブロマイド17部仕込み溶解させた。をその後、攪拌下、48重量%苛性ソーダ252部を1時間かけて連続的に滴下し、その後3時間反応させた。反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを減圧蒸留にて留去し、副生塩を含む反応生成物をメチルイソブチルケトン2000部で希釈し、水500部にて3回水洗した。次いで、メチルイソブチルケトンを減圧蒸留にて留去することにより、エポキシ当量280g/eq.、軟化点60℃のビスフェノールF変性ビスフェノールA型多官能エポキシ化合物(b)を得た。これは、エポキシ化合物(b)が有する3.0個の2級アルコール性水酸基の内、2.9個がエポキシ化されたことを意味する。
【0059】
合成例3
合成例2と同様の装置を備えたフラスコに、前記一般式(2)におけるmの値が2〜3であるクレゾールノボラック化合物714部、エピクロルヒドリン2775部を仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、40℃に加熱して溶解させた。その後、攪拌下、温度を68℃に昇温し、48重量苛性ソーダ450部を連続的に滴下しながら3.5時間反応させた。反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを減圧蒸留にて留去し、副生塩を含む反応生成物をメチルイソブチルケトン2000部に溶解し、更に10重量%水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、80〜85℃で1.5時間反応させた。反応終了後、水500部で3回水洗した。その後、メチルイソブチルケトンを減圧蒸留にて留去し、エポキシ当量208g/eq.、軟化点87℃のクレゾールノボラック型エポキシ化合物(c)を得た。
【0060】
(2)光硬化性化合物(A)の合成例
【0061】
合成例4
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル134部、無水コハク酸93部、ハイドロキノン0.2部を仕込み、空気を吹き込みながら、攪拌下、110〜120℃で5時間反応させ、次いで、合成例2で得たエポキシ化合物(b)260部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部を仕込み、攪拌下、110〜120℃で更に10時間反応させた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を仕込み、攪拌下、110〜120℃で8時間反応させ、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)647g/eq.の光硬化性化合物(A−1)を得た。
【0062】
合成例5
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル155部、無水コハク酸108部、ハイドロキノン0.3部、合成例3で得たエポキシ化合物(c)224部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)558g/eq.の光硬化性化合物(A−2)を得た。
【0063】
合成例6
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、合成例2で得たエポキシ化合物(b)387部、アクリル酸100部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部を仕込み、空気を吹き込みながら、攪拌下、110〜120℃で10時間反応させた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を仕込み、攪拌下、110〜120℃で更に8時間反応させ、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)435g/eq.の光硬化性化合物(A−3)を得た。
【0064】
合成例7
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、合成例3で得たエポキシ化合物(c)361部、アクリル酸125部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)346g/eq.の光硬化性化合物(A−4)を得た。
【0065】
合成例8
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、合成例2で得たエポキシ化合物(b)250部、共栄社化学社製の商品名「HOA−MS」のアクリル酸2−ヒドロキシエチル/無水フタル酸付加物236部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)672g/eq.の光硬化性化合物(A−5)を得た。
【0066】
合成例9
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸2−ヒドロキシエチル/カプロラクトン付加物(ダイセル化学工業社製の商品名「FA1D」)176部、無水コハク酸82部、ハイドロキノン0.3部、合成例2で得たエポキシ化合物(b)228部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)736g/eq.の光硬化性化合物(A−6)を得た。
【0067】
合成例10
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル123部、無水コハク酸86部、ハイドロキノン0.2部、合成例2で得たエポキシ化合物(b)261部、トリフェニルホスフィン1.4部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸130部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)80mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)644g/eq.の光硬化性化合物(A−7)を得た。
【0068】
合成例11
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル139部、無水コハク酸96部、ハイドロキノン0.2部、合成例3で得たエポキシ化合物(c)218部、トリフェインルホスフィン1.4部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸146部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)90mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)572g/eq.の光硬化性化合物(A−8)を得た。
【0069】
合成例12
合成例1と同様の装置に備えたフラスコに、合成例2で得たエポキシ化合物(b)348部、アクリル酸90部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸163部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)100mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)483g/eq.の光硬化性化合物(A−9)を得た。
【0070】
(3)光硬化性化合物(B)の合成において原料となるエポキシ化合物の合成例
【0071】
合成例13
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、ビスフェノールF型エポキシ化合物(大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」)735部、ビスフェノールF265部、トリフェニルホスフィンを仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、150〜160℃で1時間反応させ、エポキシ当量596g/eq.のビスフェノールF型エポキシ化合物(d)を得た。
【0072】
合成例14
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、ビスフェノールF型エポキシ化合物(大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」)665部、ビスフェノールF335部を用いた以外は合成例13と同様の操作を行い、エポキシ当量1780g/eq.のビスフェノールF型エポキシ化合物(e)を得た。
【0073】
(4)光硬化性化合物(B)の合成例
【0074】
合成例15
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、前記合成例13で得たエポキシ化合物(d)376部、アクリル酸45部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸179部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)110mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)958g/eq.の光硬化性化合物(B−1)を得た。
【0075】
合成例16
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル68部、無水コハク酸47部、ハイドロキノン0.1部を仕込み、前記合成例13で得たエポキシ化合物(d)307部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸179部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)110mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)1174g/eq.の光硬化性化合物(B−2)を得た。
【0076】
合成例17
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、前記合成例13で得たエポキシ化合物(d)390部、アクリル酸47部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸163部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)100mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)922g/eq.の光硬化性化合物(B−3)を得た。
【0077】
合成例18
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル28部、無水コハク酸20部、ハイドロキノン0.1部、前記合成例14で得たエポキシ化合物(e)386部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸166部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)102mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)2798g/eq.の光硬化性化合物(B−4)を得た。
【0078】
実施例1〜6及び比較例1〜6
前記合成例4〜12及び15〜18で得られた各光硬化性化合物ワニスを用いた表1及び2に示す配合成分からなる光硬化性組成物を3本ロールミルで混練し、感光性熱硬化性樹脂組成物を得た。各組成物の物性表を表3及び4に示す。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
表3,4における性能評価は下記により行なった。
【0082】
(1)指触乾燥性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、塗膜の指触乾燥性を指にて確認した。判定基準は以下の通りである。
○:タックがない。
×:タックがある。
【0083】
(2)アルカリ現像性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、30℃の1%Na2CO3水溶液をスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間現像を行い、乾燥塗膜の現像残りの有無を目視で確認した。判定基準は以下の通りである。○:完全に現像されている。
△:一部塗膜が残っている。
×:塗膜が完全に残っている。
【0084】
(3)感度
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板(厚さ1.6mm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、塗膜にステップラブレット(コダックNo.2)をのせ、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、30℃の1%Na2CO3水溶液をスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間現像を行い、残存塗膜の段数を目視で数えることにより評価した。
【0085】
(4)密着性
上記各実施例及び比較例の組成物を、ポリイミドフィルム(厚さ50μm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その硬化塗膜の密着性をJIS D0202に従い、以下の基準で評価した。
○:碁盤目の数が完全に残るもの。
△:碁盤目の数が100個未満、60個以上残るもの。
×:碁盤目の数が60個未満しか残らなかったもの。
【0086】
(5)耐折性
上記各実施例及び比較例の組成物を、ポリイミドフィルム(厚さ25μm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その硬化塗膜の耐折性は、得られた硬化塗膜を180°折り曲げ、以下の基準で評価した。○:硬化塗膜にクラックがないもの。
△:硬化塗膜に若干クラックがあるもの。
×:硬化塗膜にクラックがあるもの。
【0087】
(6)反り性
上記各実施例及び比較例の組成物を、5cm角のポリイミドフィルム(厚さ25μm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その硬化塗膜の反り性は、5cm角フィルムの四隅が反り上がった高さを定規にてはかり、その平均値を以下の基準で評価した。
○:反り上がりが1mm未満のもの。
△:反り上がりが1mm以上5mm未満のもの。
×:反り上がりが5mm以上のもの。
【0088】
(7)はんだ耐熱性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上(1.6mm)にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。得られた硬化塗膜にロジン系フラックスを塗布し、260℃のはんだ槽に10秒間浸漬し(2回)、塗膜の状態を以下の基準で評価した。
○:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色がないもの。
△:硬化塗膜に若干ふくれ、剥がれ、変色があるもの。
×:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色があるもの。
【0089】
(8)PCT耐性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上(1.6mm)にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。得られた硬化塗膜のPCT耐性を条件121℃、飽和50時間にて以下の基準で評価した。
○:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色がないもの。
△:硬化塗膜に若干ふくれ、剥がれ、変色があるもの。
×:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色があるもの。
【0090】
(9)ガラス転移温度
上記各実施例及び比較例の組成物を、テフロン(登録商標)板にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その後、硬化硬化塗膜をテフロン(登録商標)板より引き剥がし、評価サンプルを得た。この評価サンプルのガラス転移温度をDMA法により測定した。
【0091】
【表3】
【0092】
【表4】
【0093】
表3及び4の結果から明らかなように、本発明の感光性熱硬化性樹脂組成物は塗膜の指触乾燥性、アルカリ現像性、感度にバランスがとれ、その硬化物は、十分な可撓性を有し、反りが小さく、かつ基材のポリイミドフィルムとの密着性に優れ、耐熱性に優れた硬化物を与えることができる。これに対して、比較例の樹脂組成物は、指触乾燥性、アルカリ現像性、感度にバランスが悪く、その硬化物は、十分な可撓性を与えるものは耐熱性に劣り、耐熱性に優れるものは可撓性に劣るものであった。
【0094】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光硬化性組成物は、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物から製造される光硬化性化合物と1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物から製造される光硬化性化合物の混合物からなり、耐熱性や可撓性に優れ、かつ分子中に(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物の付加物を導入することにより、熱硬化後の反りを緩和する効果を有する。また、このような光硬化性組成物を光硬化性成分として含有する本発明の感光性熱硬化性樹脂組成物は、指触乾燥性、光硬化性、アルカリ現像性のバランスに優れ、かつ十分な可撓性、耐熱性、密着性、PCT耐性に高いレベルで優れた硬化物を与えるとともに、熱硬化後の反りがないため、フレキシブルプリント配線板への電子部品の装着を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成例4で得られた光硬化性化合物(A−1)と合成例15で得られた光硬化性化合物(B−1)を二重結合当量が855g/eq.になるように混合した光硬化性組成物の核磁気共鳴スペクトルである。
【図2】合成例4で得られた光硬化性化合物(A−1)と合成例15で得られた光硬化性化合物(B−1)を二重結合当量が855g/eq.になるように混合した光硬化性組成物の赤外線吸収スペクトルである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造、特にフレキシブルプリント配線板の製造に用いられる液状ソルダーレジストインキ又はドライフィルム型ソルダーレジストに有用な光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、熱硬化後に反りを生ずることなく、フレキシブルプリント配線板に要求されるアルカリ現像性、基材との密着性、耐屈曲性、耐折れ性、柔軟性、耐めっき性、耐熱性、PCT耐性、はんだ耐熱性、電気絶縁性に優れた可撓性の皮膜形成に適した光硬化性組成物および該光硬化性組成物を含有する感光性熱硬化性樹脂組成物、並びにその硬化物に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在のプリント配線板の製造は、配線(回路)パターン形成後、電子部品をプリント配線板の実装工程のはんだ付けにおいて、不必要な部分にはんだが付着しないように保護する目的で、ソルダーマスクと呼ばれる保護層を被覆することが行われている。
【0003】
フレキシブルプリント配線板の製造に用いられるソルダーレジストは、カバーレイフィルムと呼ばれるポリイミドフィルムをレジストパターンに合わせた金型で打ち抜いた後、接着剤を用いて配線板に貼り付けることにより被覆を得るタイプや、液状の紫外線硬化型、熱硬化型のソルダーレジストインキをスクリーン印刷により塗布するタイプ、もしくは、有機溶剤を含まないドライフィルムレジストを60〜100℃の温度で配線板に貼り付けて被覆を得るタイプなどがある。
【0004】
しかしながら、カバーレイフィルムは、可撓性は十分であるが、金型が必要となるため、コスト高となることや、銅箔との追随性が困難で、高精度なレジストパターンを形成できない等の問題がある。一方、液状のソルダーレジストインキやドライフィルムレジストは、コストが安価であることや、高精度のレジストパターンを容易に形成できる反面、十分な可撓性を得られないことや、ソルダーレジストの硬化収縮及び熱硬化後の熱収縮が大きいため反りが生じること等の問題を有している。
【0005】
この問題に対し、これまで様々な試みが行われている。例えば、特公平5−75032号公報に開示されているようなエポキシ樹脂と二塩基酸無水物を必須成分とするレジストインキ組成物があるが、形成される皮膜に可撓性を付与するように調整した場合、基材のポリイミドとの密着性が悪くなるという問題が生じている。また、特公平11−158252号公報に開示されているような、ガラス転移温度が−60〜40℃のアクリル系ポリカルボン酸樹脂とエポキシ樹脂を必須成分とするレジストインキがあるが、形成される皮膜の可撓性、及び反り問題は解決しているものの、耐熱性が低く、近年の高密度実装には対応できないという問題が生じている。また、形成される皮膜に可撓性を付与したり反りを小さくしようとする場合、分子内に炭化水素鎖やポリオキシエチレン鎖のような分子運動性に富む構造を分子中に導入したり、分子量を高くすることが一般的に行われるが、前者の場合は、形成される被膜の指触乾燥性が悪くなり、また後者の場合は、アルカリ現像性が悪くなるなど、相反する性能であり、ソルダーレジストインキとしての基本性能である指触乾燥性やアルカリ現像性と、可撓性、反り性、耐熱性等をバランス良く両立させることは極めて困難で、これまで充分に満足すべきものがない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記のような従来の組成物が有する問題点を解決し、ソルダーレジストインキとしての基本性能である指触乾燥性やアルカリ現像性に優れ、形成される皮膜に十分な可撓性を与え、反りが小さく、かつ基材のポリイミドとの密着性に優れ、耐熱性に優れた硬化物を与えることができる光硬化性組成物及び感光性熱硬化性樹脂組成物並びにその硬化物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記のような課題を解決するために鋭意検討の結果、特定の構造を有する光硬化性化合物からなる光硬化性組成物、エポキシ化合物、光重合開始剤、希釈剤を必須成分として配合することにより、前記のような相反する性能を両立し、熱硬化後に反りを生じることなく、かつ基材との密着性に優れ、耐熱性に優れた硬化物を与えることができることを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち、本発明は、
(1)下記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(A)と、
一般式(1)
【化4】
(式中、Mは−H又は
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、lは1〜20を表す。)
一般式(2)
【化5】
(式中、Rは−H又はCH3、mは1〜20を表す。)
下記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(B)との混合物の二重結合当量が600〜2000g/eq.である光硬化性組成物に関する。一般式(3)
【化6】
(式中、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、nは0〜20を表す。)
【0009】
(2)不飽和基含有モノカルボン酸(b)が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物、又は(メタ)アクリル酸との混合物であることを特徴とする上記(1)記載の光硬化性組成物に関する。
【0010】
(3)不飽和基含有モノカルボン酸(b)の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物とを反応させて得られる反応生成物が、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)の各々、又はいずれか一方のエポキシ基1当量に対し、0.01当量以上配合することを特徴とする上記(1)または(2)記載の光硬化性組成物に関する。
【0011】
(4)光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物が、40〜160mgKOH/gの酸価を有することを特徴とする上記(1)〜(3)記載の光硬化性化組成物に関する。
【0012】
また、本発明は(5)上記(1)〜(4)記載の光硬化性化合物(A)と(B)との混合物、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を必須成分として含有する感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0013】
(6)光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物が、40〜160mgKOH/gの酸価を有することを特徴とする上記(5)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0014】
(7)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)のエポキシ基の当量が、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物のカルボキシル基1当量に対して0.1〜1.5当量の範囲内で配合されることを特徴とする上記(5)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0015】
(8)光重合開始剤(D)が、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して0.1〜30重量部の範囲内で配合されることを特徴とする上記(5)〜(7)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0016】
(9)希釈剤(E)が、有機溶剤及び/又は(メタ)アクリル酸エステル類であり、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物に対して10〜300重量部の範囲内で配合されることを特徴とする上記(5)〜(8)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物に関する。
【0017】
さらに、(10)上記(5)〜(9)記載の感光性熱硬化性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする硬化物に関する。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明について以下に詳細に説明する。
まず、本明細書中、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸、メタクリル酸又はこれらの混合物を、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、又はこれらの混合物をそれぞれ意味する。
【0019】
本発明の光硬化性組成物及びこれを用いた感光性熱硬化性樹脂組成物(以下、単に樹脂組成物ということがある。)は、下記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に、多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(A)と、下記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(B)の混合物の二重結合当量が600〜2000g/eq.である光硬化性組成物、及び該光硬化性組成物に、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を必須成分として含有することを特徴とする樹脂組成物である。
一般式(1)
【化7】
(式中、Mは−H又は
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、lは1〜20を表す。)
一般式(2)
【化8】
(式中、Rは−H又はCH3、mは1〜20を表す。)
一般式(3)
【化9】
(式中、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、nは0〜20を表す。)
【0020】
前記一般式(1)及び(3)におけるX,Yは同じ、又は異なる二価の芳香族基を表し、例えば、下記の(e)、(f)においてR1,R2,R3,R4は、水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基、又はハロゲン原子であり、p,q,r,sは、R1,R2,R3,R4がアルキル基のときは1〜4であり、ハロゲン原子のときは1又は2である。(g),(h)においてR5,R6,R7,R8は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基であり、t,x,yは1〜4、zは1〜4である。また、(f)におけるAは、アルキレン、シクロアルキレン、ハロゲン、シクロルキル又はアリール置換アルキレン、S、S=O又はO=S=Oである。
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【0021】
まず、本発明における光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)について説明する。
本発明に用いる光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)は、感光性の二重結合とカルボキシル基を有し、紫外線照射による光硬化工程で共存する光重合開始剤の存在でラジカル重合して硬化物となる。この時に紫外線が照射されない部分は骨格中のカルボキシル基の存在でアルカリ現像工程において除去される。また、硬化物中のカルボキシル基は熱硬化工程においてエポキシ化合物(C)と反応して強固な結合を形成する作用を有する。
【0022】
このような光硬化性化合物(A)又は(B)は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)とを公知のエステル化触媒、重合禁止剤を存在させて、不活性ガス気流中又は空気の存在下60〜150℃で反応させて得られる反応生成物における分子中の2級のアルコール性水酸基に、多塩基酸無水物(c)を30〜150℃で反応させることにより製造することができる。
【0023】
前記一般式(1)に示されるエポキシ化合物において、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物は、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を、単独又は2種以上を組み合わせて、公知の方法によりエピクロルヒドリンにてエポキシ化するか、もしくは、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物と前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を単独又は2種以上を組み合わせて公知の方法により製造したエポキシ化合物を用い、分子中における2級のアルコール性水酸基を公知の方法によりエピクロルヒドリンにて更にエポキシ化することにより製造することができる。
【0024】
前記一般式(2)で示されるエポキシ化合物は、フェノール又はクレゾール等のフェノール類を公知の方法によりホルムアルデヒドにて付加縮合して得られるフェノールノボラック類のフェノール性水酸基を公知の方法によりエピクロルヒドリンにてエポキシ化することにより製造することができる。
【0025】
また、上記のエポキシ化合物は市販のエポキシ化合物を使用することができる。例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート828」、「エピコート834」、「エピコート1001」、「エピコート1004」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン840」、「エピクロン850」、「エピクロン1050」、「エピクロン2055」、東都化成社製の商品名「エポトートYD−011」、「エポトートYD−013」、「エポトートYD−127」、「エポトートYD−128」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.317」、「D.E.R.331」、「D.E.R.661」、「D.E.R.664」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイト6071」、「アラルダイト6084」、「アラルダイト250」、「アラルダイト260」、「アラルダイト2600」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESA−011」、「スミエポキシESA−014」、「スミエポキシELA−115」、「スミエポキシELA−128」、等のビスフェノールA型エポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート807」、東都化成社製の商品名「エポトートYDF−170」、「エポトートYDF−175」、「エポトートYDF−2004」、旭化成工業社製の「アラルダイトXPY306」、等のビスフェノールF型エポキシ化合物、日本化薬社製の商品名「EBPS−200」、旭電化工業社製の商品名「EPX−30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」、等のビスフェノールS型エポキシ化合物、大阪ガス社製の商品名「BPFG」、等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−6056」、「YL−6021」「YX−4000」、「YX−4000H」、等のビキレノール型、或いはビフェノール型エポキシ化合物、又はそれらの混合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−4032」、「EXA−4750」、「EXA−4700」、等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート152」、「エピコート154」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.N.431」、「D.E.N.438」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンN−690」、「エピクロンN−695」、「エピクロンN−730」、「エピクロンN−770」、「エピクロンN−865」、東都化成社製の商品名「エポトートYDCN−701」、「エポトートYDCN−704」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトECN1235」、「アラルダイトECN1273」、「アラルダイトECN1299」、「アラルダイトXPY307」、日本化薬社製の商品名「EPPN−201」、「EOCN−1025」、「EOCN−1020」、「EOCN−104S」、「RE−306」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESCN−195X」、「ESCN−220」、等のノボラック型エポキシ化合物、等を挙げることができる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0026】
前記一般式(3)に示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)は、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を、単独又は2種以上を組み合わせて、公知の方法によりエピクロルヒドリンにてエポキシ化するか、もしくは、前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物と前記(e)〜(k)の二価の芳香族基における2個のフェノール性水酸基を有するフェノール類を、単独又は2種以上を組み合わせて公知の方法により製造したエポキシ化することにより製造することができる。
【0027】
また、上記のエポキシ化合物は市販のエポキシ化合物を使用することができる。例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート828」、「エピコート834」、「エピコート1001」、「エピコート1004」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン840」、「エピクロン850」、「エピクロン1050」、「エピクロン2055」、東都化成社製の商品名「エポトートYD−011」、「エポトートYD−013」、「エポトートYD−127」、「エポトートYD−128」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.317」、「D.E.R.331」、「D.E.R.661」、「D.E.R.664」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイト6071」、「アラルダイト6084」、「アラルダイト250」、「アラルダイト260」、「アラルダイト2600」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESA−011」、「スミエポキシESA−014」、「スミエポキシELA−115」、「スミエポキシELA−128」、等のビスフェノールA型エポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート807」、東都化成社製の商品名「エポトートYDF−170」、「エポトートYDF−175」、「エポトートYDF−2004」、旭化成工業社製の「アラルダイトXPY306」、等のビスフェノールF型エポキシ化合物、日本化薬社製の商品名「EBPS−200」、旭電化工業社製の商品名「EPX−30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」、等のビスフェノールS型エポキシ化合物、大阪ガス社製の商品名「BPFG」、等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−6056」、「YL−6021」「YX−4000」、「YX−4000H」、等のビキレノール型、或いはビフェノール型エポキシ化合物、又はそれらの混合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−4032」、「EXA−4750」、「EXA−4700」、等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、等を挙げることができる。これらは単独、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0028】
前記、不飽和基含有モノカルボン酸(b)は、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物、又は(メタ)アクリル酸との混合物である。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸カプロラクトン付加物など水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これら(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルは単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0029】
二塩基酸無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸となどが挙げられる。これら二塩基酸無水物は単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0030】
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物の反応は、公知の方法にて製造されるが、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルのヒドロキシル基1当量に対して、二塩基酸無水物を0.5〜1.5当量の範囲で仕込み、後述する希釈剤の存在下又は非存在下で、不活性ガス気流中又は空気の存在下にて、反応温度30〜150℃、好ましくは50〜130℃で、反応時間は0.5〜30時間の範囲内で行う。このとき、反応を円滑に進めるために必要に応じて、トリエチルアミン等の三級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の四級アミン、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、ピリジン等を添加してもよい。
【0031】
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物の反応生成物としては、市販品を用いることもできる。例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレートと無水マレイン酸の付加物としては、三菱レイヨン社製の商品名「アクリエステルML」等、2−ヒドロキシエチルメタクリレートと無水コハク酸の付加物としては、共栄社化学社製の商品名「HO−MS」等、2−ヒドロキシエチルメタクリレートとヘキサヒドロ無水フタル酸の付加物としては、三菱レイヨン社製の商品名「アクリエステルPA」等、2−ヒドロキシエチルアクリレートと無水コハク酸の付加物としては、共栄社化学社製の商品名「HOA−MS」等、2−ヒドロシキエチルアクリレートと無水フタル酸の付加物としては、共栄社化学社製の商品名「HOA−MPL」等が挙げられる。これらは単独又は二種以上を混合して用いることができる。
【0032】
不飽和基含有モノカルボン酸(b)の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物と(メタ)アクリル酸の混合の割合は、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物が、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)の各々、又はいずれか一方のエポキシ基1当量に対し、0.01当量以上、通常0.1〜1当量で混合する。さらに、硬化被膜の反りの発生元となる硬化熱応力を十分に緩和するためには0.5当量以上が好ましい。0.01当量未満の場合は、硬化熱応力を十分に緩和することができず好ましくない。一方、1当量を超える量では未反応の(b)が多くなり、塗膜の指蝕乾燥性が低かするため好ましくない。
【0033】
前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)のエポキシ基と不飽和基含有モノカルボン酸(b)の反応は、エポキシ化合物(a)又はエポキシ化合物(d)のエポキシ基1当量に対し、0.8〜1.5当量、更に、製造中に、重合禁止剤の酸化によるゲル等のない良好な反応生成物を得るためには、好ましくは1.0〜1.2当量の範囲内で不飽和基含有モノカルボン酸(b)を仕込み、下記の希釈剤の存在下又は非存在下で、反応温度60〜150℃、好ましくは80〜130℃に加熱して、好ましくは空気の存在下、反応時間は0.5〜30時間の範囲内で行う。反応温度が60℃より低いときは、長時間反応が必要となり不経済であり好ましくない。一方、150℃より高いときは、反応中にゲル化を起こし好ましくない。
【0034】
前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)のエポキシ基と不飽和基含有モノカルボン酸(b)のカルボキシル基との反応は、反応を円滑に進めるために公知のエステル化触媒を用いることが望ましい。このようなエステル化触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等の3級アミン或いはその4級塩、イミダゾール、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、トリフェニルホスフィン等の有機燐化合物等を挙げることができる。これらエステル化触媒の使用量は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)の合計100重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部の範囲内で使用することができる。0.01重量部未満の場合は、長時間反応が必要となり不経済であり好ましくない。10重量部を超える場合は、反応が早すぎるため、温度コントロールが難しく、発熱が高い場合はゲル化する場合もありいずれも好ましくない。
【0035】
前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)のエポキシ基と不飽和基含有モノカルボン酸(b)のカルボキシル基との反応は、製造中の安定性と反応生成物の貯蔵安定性を確保するために、公知の重合禁止剤を使用する。このような重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、モノメチルエーテルハイドロキノン、トルハイドロキノン、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、トリメチルハイドロキノン、フェノチアジン、tert−ブチルカテコール等を挙げることができる。これらの使用量は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)の合計100重量部に対して0.0001〜1重量部の範囲内で、好ましくは0.001〜0.2重量部で使用することができる。0.0001重量部未満の場合は、重合禁止効果が小さく反応途中で反応液がゲル化して目的とする化合物が得られない場合や、反応生成物の貯蔵安定性が極端に悪くなるので好ましくない。1重量部を超える場合は、樹脂組成物の硬化反応を阻害し未硬化の硬化物が得られ、各特性の要求性能を満足しないので好ましくない。
【0036】
本発明の光硬化性化合物(A)又は光硬化性化合物(B)は、前記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は前記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物の分子中における2級のアルコール性水酸基に多塩基酸無水物(c)を反応させ分子中にカルボキシル基が導入される。
【0037】
多塩基酸無水物(c)としては、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等が挙げられる。これら多塩基酸無水物は単独又は2種以上を混合して用いることができる。
【0038】
多塩基酸無水物(c)の使用量は、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)との混合物が、40〜160mgKOH/g、好ましくは、70〜130mgKOH/gの範囲内にある酸価を有していればよいが、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の各々が40〜160mgKOH/g、好ましくは、70〜130mgKOH/gの範囲内の酸価を有していることが好ましい。光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)のいずれか一方の酸価が40mgKOH/gよりも低いときは、アルカリ水溶液に対する溶解性が悪くなり、形成した皮膜の現像が困難になる。一方、160mgKOH/gよりも高くなると、露光の条件によらず露光部の表面まで現像されてしまい好ましくない。
【0039】
上記の反応生成物の分子中における2級のアルコール性水酸基と多塩基酸無水物(c)の反応は、下記の希釈剤(E)の存在下、又は非存在下、不活性ガス気流中又は空気の存在下にて、30〜150℃、好ましくは50〜130℃で、反応時間は0.5〜30時間の範囲内で行う。このとき、反応を円滑に進めるために必要に応じて、トリエチルアミン等の三級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の四級アミン、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、ピリジン等を添加してもよい。
【0040】
本発明における光硬化性組成物は、前記の光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物からなる。光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合の割合は、混合物が600〜2000g/eq.の二重結合当量を有する範囲が好ましく、更に形成される皮膜に十分な可撓性を与え、反りが小さく、かつ耐熱性に優れた硬化被膜を得るためには、700〜1000g/eq.の二重結合当量を有する範囲であることがより好ましい。二重結合当量が600g/eq.より低いときは、耐熱性は高い硬化皮膜が得られるが、硬化皮膜に反りを生じ好ましくない。一方、2000g/eq.よりも高くなると、硬化皮膜の反りの発生は抑制されるが、アルカリ現像性や耐熱性が低下するために好ましくない。
【0041】
次に、本発明の樹脂組成物中における1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)について説明する。
【0042】
1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)とは、例えば、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート828」、「エピコート834」、「エピコート1001」、「エピコート1004」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン840」、「エピクロン850」、「エピクロン1050」、「エピクロン2055」、東都化成社製の商品名「エポトートYD−011」、「エポトートYD−013」、「エポトートYD−127」、「エポトートYD−128」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.317」、「D.E.R.331」、「D.E.R.661」、「D.E.R.664」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイド6071」、「アラルダイド6084」、「アラルダイド250」、「アラルダイド260」、「アラルダイド2600」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESA−011」、「スミエポキシESA−014」、「スミエポキシELA−115」、「スミエポキシELA−128」、等のビスフェノールA型エポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート807」、東都化成社製の商品名「エポトートYDF−170」、「エポトートYDF−175」、「エポトートYDF−2004」、旭化成工業社製の「アラルダイトXPY306」、等のビスフェノールF型エポキシ化合物、日本化薬社製の商品名「EBPS−200」、旭電化工業社製の商品名「EPX−30」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンEXA1514」、等のビスフェノールS型エポキシ化合物、大阪ガス社製の商品名「BPFG」、等のビスフェノールフルオレン型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−6056」、「YL−6021」「YX−4000」、「YX−4000H」、等のビキレノール型、或いはビフェノール型エポキシ化合物、又はそれらの混合物、東都化成社製の商品名「エポトートST−2004」、「ST−2007」、「ST−3000」、等の水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート152」、「エピコート154」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.N.431」、「D.E.N.438」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロンN−690」、「エピクロンN−695」、「エピクロンN−730」、「エピクロンN−770」、「エピクロンN−865」、東都化成社製の商品名「エポトートYDCN−701」、「エポトートYDCN−704」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトECN1235」、「アラルダイトECN1273」、「アラルダイトECN1299」、「アラルダイトXPY307」、日本化薬社製の商品名「EPPN−201」、「EOCN−1025」、「EOCN−1020」、「EOCN−104S」、「RE−306」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESCN−195X」、「ESCN−220」、等のノボラック型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート157S」、等のビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコートYL903」、大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン152」、「エピクロン165」、東都化成社製の「エポトートYDB−400」、「エポトートYDB−500」、ダウケミカル社製の商品名「D.E.R.542」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイト8011」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシESB−400」、「スミエポキシESB−700」等のブロム化エポキシ化合物、新日鉄化学社製の商品名「ESN−190」、「ESN−360」、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−4032」、「EXA−4750」、「EXA−4700」、等のナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、大日本インキ化学工業社製の商品名「HP−7200」、「HP−7200H」等のジシクロペンダジエン骨格を有するエポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「YL−933」、日本化薬社製の商品名「EPPN−501」、「EPPN−502」等のトリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ化合物、日産化学社製の商品名「TEPIC」、三菱瓦斯化学社製の商品名「TGI」、等の複素環式エポキシ化合物、ジャパンエポキシレジン社製の商品名「エピコート604」、東都化成社製の商品名「エポトートYH−434」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトMY720」、住友化学工業社製の商品名「スミエポキシELM−120」等のグリシジルアミン型エポキシ化合物、ダイセル化学工業社製の商品名「セロキサイド2021」、旭化成工業社製の商品名「アラルダイトCY175」、「アラルダイトCY179」、等の脂環式エポキシ化合物、等が挙げられるが、これらの限定されるものではない。これらエポキシ化合物は単独、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0043】
上記のような1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)は、熱硬化することにより、ソルダーレジストの密着性、耐熱性等の特性を向上させる。その配合量は、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物の有するカルボキシル基1当量に対して、エポキシ基が0.1〜1.5当量、好ましくは0.5〜1.3当量の範囲内で配合する。0.1当量未満の場合は、硬化皮膜の吸湿性が高くなりPCT耐性が低下する。一方、1.5当量を超えると、硬化皮膜に反りが発生し好ましくない。
【0044】
次に、本発明の樹脂組成物における光重合開始剤(D)について詳細に説明する。本発明で用いる光重合開始剤(D)は、樹脂組成物を光(紫外線)硬化させる際に紫外線照射によりラジカルを発生し、ラジカル重合により硬化させる作用を有する。
【0045】
このような光重合開始剤としては公知のものを使用することができ、好ましい光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン類及びゾンゾインアルキルエーテル類、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、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類、2−メチルアントラキノン、2−エチルアトラキノン、2−アミノアントラキノン等のアントラキノン類、2,4−ジメチルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4´−ジクロロベンゾフェノン、4,4´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、及びキサントン類等が挙げられ、これらは単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。更に、かかる光重合開始剤は、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート等の安息香酸エステル類、或いはトリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のような公知の光増感剤を単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0046】
光重合開始剤の使用量は、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、0.1〜30重量部の範囲内で使用することが好ましく、更に1〜20重量部の範囲内で使用することがより好ましい。0.1重量部未満の場合は、紫外線照射により重合が進まず、未硬化になり現像性が悪くなるため好ましくない。30重量部を超える場合は、硬化物の耐熱性、機械的特性が低下するためいずれも好ましくない。
【0047】
次に、本発明の樹脂組成物における希釈剤(E)について詳細に説明する。
本発明で使用する希釈剤(E)は、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物を溶解し、インキとして適切な作業粘度を確保する作用と反応性を有するものはラジカル重合する際にネットワーク中に取り込まれ、光硬化性、耐熱性の向上等の作用を有する。
【0048】
このような希釈剤(E)としては、例えば、メチルエチルケトン、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート等のエステル類、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、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等の有機溶剤を挙げることができ、これらを単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0049】
希釈剤(E)の有機溶剤の使用量は、樹脂組成物中の光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、10〜300重量部の範囲内で使用することができる。10重量部未満の場合は、粘度が高くなり取扱い性が悪く好ましくない。300重量部を超える場合は、プリント配線板製造における仮乾燥の際に溶剤除去に長時間が必要になること又硬化したレジスト膜中に希釈剤が残り電気特性等に影響するのでいずれも好ましくない。
【0050】
また、本発明の希釈剤(E)は、上記有機溶剤の一部を、光硬化性を有する(メタ)アクリル酸エステル類に置換えて使用することができる。このような(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)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等のグリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート類、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(メタ)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、ジトリメチロールプロパン、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もしくはプロピレンオキサイド付加物の多価(メタ)アクリレート類、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのポリエトキシジ(メタ)アクリレート等のフェノール類のエチレンオキサイド或いはプロピレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート類、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロープ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などのグリシジルエーテルの(メタ)アクリレート類、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのε−カプロラクトン変性(メタ)アクリレート類、及びメラミン(メタ)アクリレート等を挙げることができ、これらは単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。
【0051】
このような(メタ)アクリル酸エステル類の使用量は、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、3〜50重量部の範囲で、好ましくは5〜15重量部で使用することができる。3重量部未満の場合は、光硬化性付与の効果は十分ではなく、50重量部を超える場合は、指触乾燥性が低下するため好ましくない。
【0052】
本発明における樹脂組成物は、熱硬化工程における光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物中のカルボキシル基と1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)との反応を促進する目的で、硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン、メラミン等のアミン化合物などが挙げられる。これらは単独或いは2種類以上を組み合わせて使用することができる。このような硬化促進剤の使用量は、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲内で、好ましくは0.5〜2重量部で使用することができる。0.1重量部未満の場合は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(B)の硬化反応を促進する効果が小さく好ましくない。10重量部を超える場合は、樹脂組成物のライフが短くなりいずれも好ましくない。
【0053】
本発明の樹脂組成物には、プリント配線板との密着性を向上させることを目的に無機充填材を添加することができる。例えば、タルク、シリカ、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどを配合することができる。これらの無機充填材は、樹脂組成物100重量部に対して最大150重量部の範囲で添加することができる。150重量部を超えると硬化性に悪影響を及ぼし、硬化物の物性が低下する。
【0054】
本発明の樹脂組成物には、以上の成分の他に通常の感光性樹脂組成物に添加されている種々の着色剤、レベリング剤及び消泡剤などを添加することができる。本発明の樹脂組成物は、以上述べた配合成分をロールミル、サンドミルなどにより均一に混合して得ることができる。また、本発明の樹脂組成物のプリント配線基板上への塗布は、通常スクリーン印刷法、静電塗装法、ロールコーター法、カーテンコーター法などで行われる。塗布後は、60〜90℃の範囲で10〜60分間乾燥し、紫外線などの活性エネルギー線を照射後、0.1〜5重量%の炭酸ナトリウム水溶液などの希アルカリ水溶液で未露光部分を除去し、現像する。最後に塗膜を完全に硬化させるために熱風乾燥器又は遠赤外線などを用いて熱処理(100〜180℃で5〜60分間)することにより前記1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)の硬化反応に加えて光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物及び光重合モノマーの重合が促進され、密着性、耐熱性、機械特性の優れたレジスト膜を得ることができる。さらに、例えば140〜180℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、更に必要に応じて、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物及び光重合モノマーの重合を促進する目的で、光(紫外線)にて露光することもできる。
また、光(紫外線)硬化させるための照射光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ又はメタルハライドランプ等が使用できる。
【0055】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。本実施例において「部」は特に断らない限り重量部である。
【0056】
(1)光硬化性化合物(A)の合成において原料となるエポキシ化合物の合成例
【0057】
合成例1
ガス導入管、攪拌装置、冷却管、温度計を備えたフラスコに、ビスフェノールA型エポキシ化合物(旭化成工業社製の商品名「アラルダイト260」)763部とビスフェノールF237部を仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、100℃に加熱して溶解させた。次いで、攪拌下、トリフェニルホスフィンを0.5部仕込み、150〜160℃で1時間反応させ、エポキシ当量594g/eq.、軟化点74℃のビスフェノールF変性ビスフェノールA型エポキシ化合物(a)を得た。
【0058】
合成例2
ガス導入管、攪拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたフラスコに、合成例1で得たエポキシ化合物(a)1000部、エピクロルヒドリン2797部を仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、40℃に加熱して溶解させた。次いで、98重量%テトラブチルアンモニウムブロマイド17部仕込み溶解させた。をその後、攪拌下、48重量%苛性ソーダ252部を1時間かけて連続的に滴下し、その後3時間反応させた。反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを減圧蒸留にて留去し、副生塩を含む反応生成物をメチルイソブチルケトン2000部で希釈し、水500部にて3回水洗した。次いで、メチルイソブチルケトンを減圧蒸留にて留去することにより、エポキシ当量280g/eq.、軟化点60℃のビスフェノールF変性ビスフェノールA型多官能エポキシ化合物(b)を得た。これは、エポキシ化合物(b)が有する3.0個の2級アルコール性水酸基の内、2.9個がエポキシ化されたことを意味する。
【0059】
合成例3
合成例2と同様の装置を備えたフラスコに、前記一般式(2)におけるmの値が2〜3であるクレゾールノボラック化合物714部、エピクロルヒドリン2775部を仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、40℃に加熱して溶解させた。その後、攪拌下、温度を68℃に昇温し、48重量苛性ソーダ450部を連続的に滴下しながら3.5時間反応させた。反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを減圧蒸留にて留去し、副生塩を含む反応生成物をメチルイソブチルケトン2000部に溶解し、更に10重量%水酸化ナトリウム水溶液を仕込み、80〜85℃で1.5時間反応させた。反応終了後、水500部で3回水洗した。その後、メチルイソブチルケトンを減圧蒸留にて留去し、エポキシ当量208g/eq.、軟化点87℃のクレゾールノボラック型エポキシ化合物(c)を得た。
【0060】
(2)光硬化性化合物(A)の合成例
【0061】
合成例4
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル134部、無水コハク酸93部、ハイドロキノン0.2部を仕込み、空気を吹き込みながら、攪拌下、110〜120℃で5時間反応させ、次いで、合成例2で得たエポキシ化合物(b)260部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部を仕込み、攪拌下、110〜120℃で更に10時間反応させた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を仕込み、攪拌下、110〜120℃で8時間反応させ、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)647g/eq.の光硬化性化合物(A−1)を得た。
【0062】
合成例5
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル155部、無水コハク酸108部、ハイドロキノン0.3部、合成例3で得たエポキシ化合物(c)224部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)558g/eq.の光硬化性化合物(A−2)を得た。
【0063】
合成例6
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、合成例2で得たエポキシ化合物(b)387部、アクリル酸100部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部を仕込み、空気を吹き込みながら、攪拌下、110〜120℃で10時間反応させた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を仕込み、攪拌下、110〜120℃で更に8時間反応させ、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)435g/eq.の光硬化性化合物(A−3)を得た。
【0064】
合成例7
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、合成例3で得たエポキシ化合物(c)361部、アクリル酸125部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)346g/eq.の光硬化性化合物(A−4)を得た。
【0065】
合成例8
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、合成例2で得たエポキシ化合物(b)250部、共栄社化学社製の商品名「HOA−MS」のアクリル酸2−ヒドロキシエチル/無水フタル酸付加物236部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)672g/eq.の光硬化性化合物(A−5)を得た。
【0066】
合成例9
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸2−ヒドロキシエチル/カプロラクトン付加物(ダイセル化学工業社製の商品名「FA1D」)176部、無水コハク酸82部、ハイドロキノン0.3部、合成例2で得たエポキシ化合物(b)228部、トリフェニルホスフィン1.5部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸114部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)70mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)736g/eq.の光硬化性化合物(A−6)を得た。
【0067】
合成例10
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル123部、無水コハク酸86部、ハイドロキノン0.2部、合成例2で得たエポキシ化合物(b)261部、トリフェニルホスフィン1.4部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸130部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)80mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)644g/eq.の光硬化性化合物(A−7)を得た。
【0068】
合成例11
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル139部、無水コハク酸96部、ハイドロキノン0.2部、合成例3で得たエポキシ化合物(c)218部、トリフェインルホスフィン1.4部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸146部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)90mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)572g/eq.の光硬化性化合物(A−8)を得た。
【0069】
合成例12
合成例1と同様の装置に備えたフラスコに、合成例2で得たエポキシ化合物(b)348部、アクリル酸90部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.5部、テトラヒドロ無水フタル酸163部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)100mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)483g/eq.の光硬化性化合物(A−9)を得た。
【0070】
(3)光硬化性化合物(B)の合成において原料となるエポキシ化合物の合成例
【0071】
合成例13
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、ビスフェノールF型エポキシ化合物(大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」)735部、ビスフェノールF265部、トリフェニルホスフィンを仕込み、フラスコ内を窒素で置換した後、攪拌下、150〜160℃で1時間反応させ、エポキシ当量596g/eq.のビスフェノールF型エポキシ化合物(d)を得た。
【0072】
合成例14
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、ビスフェノールF型エポキシ化合物(大日本インキ化学工業社製の商品名「エピクロン830S」)665部、ビスフェノールF335部を用いた以外は合成例13と同様の操作を行い、エポキシ当量1780g/eq.のビスフェノールF型エポキシ化合物(e)を得た。
【0073】
(4)光硬化性化合物(B)の合成例
【0074】
合成例15
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、前記合成例13で得たエポキシ化合物(d)376部、アクリル酸45部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸179部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)110mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)958g/eq.の光硬化性化合物(B−1)を得た。
【0075】
合成例16
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル68部、無水コハク酸47部、ハイドロキノン0.1部を仕込み、前記合成例13で得たエポキシ化合物(d)307部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸179部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)110mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)1174g/eq.の光硬化性化合物(B−2)を得た。
【0076】
合成例17
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、前記合成例13で得たエポキシ化合物(d)390部、アクリル酸47部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸163部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例6と同様の操作を行い、酸価(固形分)100mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)922g/eq.の光硬化性化合物(B−3)を得た。
【0077】
合成例18
合成例1と同様の装置を備えたフラスコに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル28部、無水コハク酸20部、ハイドロキノン0.1部、前記合成例14で得たエポキシ化合物(e)386部、トリフェニルホスフィン1.3部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.4部、テトラヒドロ無水フタル酸166部、カルビトールアセテート400部を用いた以外は合成例4と同様の操作を行い、酸価(固形分)102mgKOH/g、不揮発分60%、二重結合当量(固形分)2798g/eq.の光硬化性化合物(B−4)を得た。
【0078】
実施例1〜6及び比較例1〜6
前記合成例4〜12及び15〜18で得られた各光硬化性化合物ワニスを用いた表1及び2に示す配合成分からなる光硬化性組成物を3本ロールミルで混練し、感光性熱硬化性樹脂組成物を得た。各組成物の物性表を表3及び4に示す。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
表3,4における性能評価は下記により行なった。
【0082】
(1)指触乾燥性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、塗膜の指触乾燥性を指にて確認した。判定基準は以下の通りである。
○:タックがない。
×:タックがある。
【0083】
(2)アルカリ現像性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、30℃の1%Na2CO3水溶液をスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間現像を行い、乾燥塗膜の現像残りの有無を目視で確認した。判定基準は以下の通りである。○:完全に現像されている。
△:一部塗膜が残っている。
×:塗膜が完全に残っている。
【0084】
(3)感度
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板(厚さ1.6mm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、塗膜にステップラブレット(コダックNo.2)をのせ、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、30℃の1%Na2CO3水溶液をスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間現像を行い、残存塗膜の段数を目視で数えることにより評価した。
【0085】
(4)密着性
上記各実施例及び比較例の組成物を、ポリイミドフィルム(厚さ50μm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その硬化塗膜の密着性をJIS D0202に従い、以下の基準で評価した。
○:碁盤目の数が完全に残るもの。
△:碁盤目の数が100個未満、60個以上残るもの。
×:碁盤目の数が60個未満しか残らなかったもの。
【0086】
(5)耐折性
上記各実施例及び比較例の組成物を、ポリイミドフィルム(厚さ25μm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その硬化塗膜の耐折性は、得られた硬化塗膜を180°折り曲げ、以下の基準で評価した。○:硬化塗膜にクラックがないもの。
△:硬化塗膜に若干クラックがあるもの。
×:硬化塗膜にクラックがあるもの。
【0087】
(6)反り性
上記各実施例及び比較例の組成物を、5cm角のポリイミドフィルム(厚さ25μm)上にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その硬化塗膜の反り性は、5cm角フィルムの四隅が反り上がった高さを定規にてはかり、その平均値を以下の基準で評価した。
○:反り上がりが1mm未満のもの。
△:反り上がりが1mm以上5mm未満のもの。
×:反り上がりが5mm以上のもの。
【0088】
(7)はんだ耐熱性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上(1.6mm)にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。得られた硬化塗膜にロジン系フラックスを塗布し、260℃のはんだ槽に10秒間浸漬し(2回)、塗膜の状態を以下の基準で評価した。
○:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色がないもの。
△:硬化塗膜に若干ふくれ、剥がれ、変色があるもの。
×:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色があるもの。
【0089】
(8)PCT耐性
上記各実施例及び比較例の組成物を、銅箔基板上(1.6mm)にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。得られた硬化塗膜のPCT耐性を条件121℃、飽和50時間にて以下の基準で評価した。
○:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色がないもの。
△:硬化塗膜に若干ふくれ、剥がれ、変色があるもの。
×:硬化塗膜にふくれ、剥がれ、変色があるもの。
【0090】
(9)ガラス転移温度
上記各実施例及び比較例の組成物を、テフロン(登録商標)板にスクリーン印刷にて全面塗布し、熱風乾燥炉にて80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した後、露光量400mJ/cm2の条件で露光し、熱風乾燥炉にて150℃で60分間硬化させ、室温まで放冷した(膜厚20μm)。その後、硬化硬化塗膜をテフロン(登録商標)板より引き剥がし、評価サンプルを得た。この評価サンプルのガラス転移温度をDMA法により測定した。
【0091】
【表3】
【0092】
【表4】
【0093】
表3及び4の結果から明らかなように、本発明の感光性熱硬化性樹脂組成物は塗膜の指触乾燥性、アルカリ現像性、感度にバランスがとれ、その硬化物は、十分な可撓性を有し、反りが小さく、かつ基材のポリイミドフィルムとの密着性に優れ、耐熱性に優れた硬化物を与えることができる。これに対して、比較例の樹脂組成物は、指触乾燥性、アルカリ現像性、感度にバランスが悪く、その硬化物は、十分な可撓性を与えるものは耐熱性に劣り、耐熱性に優れるものは可撓性に劣るものであった。
【0094】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光硬化性組成物は、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物から製造される光硬化性化合物と1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物から製造される光硬化性化合物の混合物からなり、耐熱性や可撓性に優れ、かつ分子中に(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物の付加物を導入することにより、熱硬化後の反りを緩和する効果を有する。また、このような光硬化性組成物を光硬化性成分として含有する本発明の感光性熱硬化性樹脂組成物は、指触乾燥性、光硬化性、アルカリ現像性のバランスに優れ、かつ十分な可撓性、耐熱性、密着性、PCT耐性に高いレベルで優れた硬化物を与えるとともに、熱硬化後の反りがないため、フレキシブルプリント配線板への電子部品の装着を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成例4で得られた光硬化性化合物(A−1)と合成例15で得られた光硬化性化合物(B−1)を二重結合当量が855g/eq.になるように混合した光硬化性組成物の核磁気共鳴スペクトルである。
【図2】合成例4で得られた光硬化性化合物(A−1)と合成例15で得られた光硬化性化合物(B−1)を二重結合当量が855g/eq.になるように混合した光硬化性組成物の赤外線吸収スペクトルである。
Claims (10)
- 下記一般式(1)及び/又は(2)で示される1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(A)と、
一般式(1)
を表し、X,Yは同じ又は異なる二価の芳香族基、lは1〜20を表す。)
一般式(2)
下記一般式(3)で示される1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)と不飽和基含有モノカルボン酸(b)を反応させて得られる反応生成物に多塩基酸無水物(c)を反応させて得られる光硬化性化合物(B)との混合物の二重結合当量が600〜2000g/eq.であることを特徴とする光硬化性組成物。
一般式(3)
- 不飽和基含有モノカルボン酸(b)が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物を反応させて得られる反応生成物、又は(メタ)アクリル酸との混合物であることを特徴とする請求項1記載の光硬化性組成物。
- 不飽和基含有モノカルボン酸(b)の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと二塩基酸無水物とを反応させて得られる反応生成物が、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)、又は1分子中に2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(d)の各々、又はいずれか一方のエポキシ基1当量に対し、0.01当量以上配合することを特徴とする請求項1又は2記載の光硬化性組成物。
- 光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物が、40〜160mgKOH/gの酸価を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性組成物。
- 請求項1〜3記載の光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)との混合物、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)、光重合開始剤(D)、希釈剤(E)を必須成分として含有することを特徴とする感光性熱硬化性樹脂組成物。
- 光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物が、40〜160mgKOH/gの酸価を有することを特徴とする請求項5記載の感光性熱硬化性樹脂組成物。
- 1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(C)のエポキシ基の当量が、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物のカルボキシル基1当量に対して0.1〜1.5当量の範囲内で配合されることを特徴とする請求項5または6記載の感光性熱硬化性樹脂組成物。
- 光重合開始剤(D)が、前記光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物100重量部に対して0.1〜30重量部の範囲内で配合されることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の感光性熱硬化性樹脂組成物。
- 希釈剤(E)が、有機溶剤及び/又は(メタ)アクリル酸エステル類であり、光硬化性化合物(A)と光硬化性化合物(B)の混合物に対して10〜300重量部の範囲内で配合されることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の感光性熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項5〜9記載の感光性熱硬化性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする硬化物。
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WO2010007859A1 (ja) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Dic株式会社 | エポキシ樹脂組成物、その硬化物、硬化物の製造方法、光半導体封止材、及び光半導体装置 |
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-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002248372A patent/JP2004085984A/ja active Pending
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