JP2005232283A - 光硬化性・熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 PCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性等に加えて、さらに造膜性、耐反り性、柔軟性、及び耐折性を共に満足させるアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物を提供する。
【解決手段】 光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、(A)下記一般式(1)で表わされるジカルボン酸、(B)(メタ)アクリレート化合物、(C)光重合開始剤、及び(D)1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物を含有する。好適な態様によれば、前記各成分に加えてさらに、カルボキシル基含有化合物(E)を含有し、あるいはさらに硬化触媒(F)及び/又は硬化剤(G)を含有する。
【化1】
Figure 2005232283

〔式中、Xは脂肪族2価アルコール残基を表わし、Yは二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライドの残基を表わす。〕
【選択図】 なし

Description

本発明は、プリント配線板の製造等に用いられる光硬化性・熱硬化性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、PCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性に加えて、さらに造膜性、耐反り性、柔軟性、耐折性などの諸特性に優れた硬化物を与える光硬化性・熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物に関するものである。
近年、電子機器の軽薄短小化が進み、従来型のガラスクロスに樹脂を含浸させたプレプリグを、接着剤を用いて熱圧着して得られたプリント基板だけではなく、フレキシブルプリント配線板やTAB(Tape Automated Bonding)テープの需要も増してきた。プレプリグを用いて得られるプリント基板においては、ソルダーレジストに求められる特性は、PCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性などであったが、フレキシブルプリント配線板やTABテープの登場により、さらにソルダーレジストに造膜性、耐反り性、柔軟性、及び耐折性が要求されるようになってきた。
プレプリグ型のプリント基板に適用されるソルダーレジストとしては、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂と不飽和基含有モノカルボン酸との反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られる樹脂を用いたアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性組成物(特許文献1参照)、ビスフェノール型エポキシ樹脂の側鎖水酸基を部分エポキシ化した樹脂と(メタ)アクリル酸と多塩基酸無水物との反応生成物である感光性プレポリマーを用いたアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性組成物(特許文献2参照)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸とp−ヒドロキシフェネチルアルコールの反応生成物にテトラヒドロフタル酸無水物を反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂を用いたアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性組成物(特許文献3参照)、ノボラック型フェノール樹脂とアルキレンオキシドの反応生成物に不飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた反応生成物と酸無水物とを反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂を用いたアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性組成物(特許文献4参照)などが挙げられ、実用化されている。
さらに、フレキシブルプリント配線板やTABテープの製造には、ロール・ツー・ロール(roll−to−roll)法が用いられており、作業性、信頼性、膜厚精度、平滑性の観点からドライフィルムタイプのソルダーレジストが求められている。このようなドライフィルムタイプのソルダーレジストは、シート又はロール状にて供給されるため、柔軟性と造膜性に優れていなければならない。
しかしながら、プレプリグ型のプリント基板に適用されるソルダーレジストに要求される特性に加えて、フレキシブルプリント配線板やTABテープにも適用可能にするために必要な特性を共に満足させるアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性組成物は得られていないのが実情である。
特開昭61−243869号公報(特許請求の範囲) 特開平9−54434号(特許請求の範囲) 特開平11−288091号公報(実施例) 国際公開WO 02/24774 A1公報(請求の範囲)
本発明は、前記したような問題に鑑みなされたものであり、ソルダーレジストに従来要求されていたPCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性等に加えて、さらに造膜性、耐反り性、柔軟性、及び耐折性を共に満足させるアルカリ現像可能な光硬化性・熱硬化性樹脂組成物及びその硬化物を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本発明によれば、(A)下記一般式(1)で表わされるジカルボン酸、(B)(メタ)アクリレート化合物、(C)光重合開始剤、及び(D)1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物を含有することを特徴とする光硬化性・熱硬化性樹脂組成物が提供される。
Figure 2005232283
〔式中、Xは脂肪族2価アルコール残基を表わし、Yは二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライドの残基を表わす。〕
本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物の好適な態様によれば、前記したような各成分に加えて、さらに、カルボキシル基含有化合物(E)を含有し、あるいはさらに硬化触媒(F)及び/又は硬化剤(G)を含有する。
本発明の他の側面によれば、前記光硬化性・熱硬化性樹脂組成物の硬化物が提供される。
本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、前記一般式(1)で表わされるテレフタル酸のジカルボン酸誘導体である融点の低いジカルボン酸(A)、(メタ)アクリレート化合物(B)、光重合開始剤(C)、及び1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物(D)、あるいはさらにカルボキシル基含有化合物(E)を組み合わせて含有しているため、光硬化性及び熱硬化性に優れ、また硬化反応により網目状に高分子化させることにより、ソルダーレジストに従来要求されていたPCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性等に加えて、さらに造膜性、耐反り性、柔軟性、及び耐折性に優れた硬化物を与える光硬化性・熱硬化性樹脂組成物が提供される。従って、本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、プリント配線板のソルダーレジスト、多層配線板の層間絶縁層、テープキャリアパッケージの製造に用いられる永久マスク、フレキシブル配線基板用レジスト、カラーフィルター用レジスト、ドライフィルム用レジストなどの用途に使用可能である。
本発明者は、前記の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式(2)で表わされるジカルボン酸において、n=1の構造のジカルボン酸(A)は、一般には融点が約100〜150℃であり、それ以上の温度では、低粘度になるため、環状エーテル基を有する化合物(D)との硬化性に優れ、また、線形構造のため、他のカルボキシル基含有化合物(E)及び硬化触媒(F)及び/又は硬化剤(G)との混合により、その硬化物は、ソルダーレジストに従来要求されていた諸特性に加えて、さらに耐反り性、柔軟性、及び耐折性とを満足させ、また、(メタ)アクリレート化合物(B)及び光重合開始剤(C)(さらにカルボキシル基含有化合物(E)がエチレン性不飽和二重結合を有する場合にはそのようなカルボキシル基含有感光性樹脂)の存在のために、組成物には光硬化性が付与され、さらに上記(A)成分及び(E)成分がカルボキシル基を有するためにアルカリ現像可能であり、また、これらの組成が造膜性を有し、ドライフィルムに製膜可能であることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
Figure 2005232283
〔式中、Xは脂肪族2価アルコール残基を表わし、Yは二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライドの残基を表わす。〕
より詳しく述べると、本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、光硬化性成分である(メタ)アクリレート化合物(B)(さらにカルボキシル基含有化合物(E)がエチレン性不飽和二重結合を有する場合にはそのようなカルボキシル基含有感光性樹脂)と組み合わせて、熱硬化性成分としての環状エーテル基を有する化合物(D)と共に、前記一般式(1)で表わされるジカルボン酸(A)を必須成分として含有することを特徴としている。それによって、光硬化性に優れると共に、比較的低温で容易に熱硬化させることができ、(メタ)アクリレート化合物(B)(さらにカルボキシル基含有化合物(E)がエチレン性不飽和二重結合を有する場合にはそのようなカルボキシル基含有感光性樹脂)の光ラジカル重合、及び環状エーテルを有する化合物(D)と前記一般式(1)で表わされるジカルボン酸(A)及びカルボキシル基含有化合物(E)との熱硬化反応により容易に高分子化し、ソルダーレジストに従来要求されていたPCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性等に優れる硬化物が得られる。それに加えて、上記ジカルボン酸(A)の導入によって線状構造が付加されたことにより、さらに造膜性、耐反り性、柔軟性、及び耐折性に優れたものとなる。
即ち、本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物の一成分であるジカルボン酸(前記一般式(2)において、n=1のジカルボン酸)は、一般には融点が約100〜150℃であり、それ以上の温度では、低粘度になり、反応性に富み、他の成分である1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物(以下、単に環状エーテルという場合もある)とは200℃以下の温度で充分に反応し、硬化する。一方、前記一般式(2)においてn=2以上の場合、ジカルボン酸の融点が185℃以上となり、硬化温度は200℃以上とすることが必要になる。それゆえ、比較的低温で硬化させるためには、前記一般式(2)においてn=1の融点の低いジカルボン酸を用い、これを環状エーテルと200℃以下の温度で反応させることが好ましい。但し、このような本発明の効果を損なわない範囲で、即ち200℃以下での硬化を達成できる限り、前記一般式(2)においてn=2以上のジカルボン酸を併用することは差し支えなく、一般にジカルボン酸全体の30質量%以下、好ましくは15質量%以下の割合とすることが望ましい。従って、前記一般式(1)のジカルボン酸の合成過程において、前記一般式(2)におけるn=2以上のジカルボン酸が副生物として少量生じても、これを分離・精製する必要はない。
なお、上記いずれのジカルボン酸も線状構造を有するため、得られる硬化物は柔軟性や耐反り性、耐折性等に優れ、さらに耐熱性を与えるエステル結合を有しているので耐熱性にも優れたものとなり、また造膜性に優れているのでドライフィルムの形成も可能となる。
以下、本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物の各構成成分について詳細に説明する。
まず、本発明で用いるジカルボン酸(A)は、脂肪族2価アルコール:テレフタル酸もしくはその誘導体:二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライド=1.0:0.5:1.0(モル比)の反応比率で反応させることができる限り、種々の方法で製造することができる。例えば、脂肪族2価アルコール1.0モルとジアルキルテレフタレート0.5モルとの反応物(ジオール)に二塩基酸無水物1.0モルを反応させる方法で得られるが、各反応は、後述するような公知のエステル化触媒を用い、溶媒中又は無溶媒下で製造することができる。
脂肪族2価アルコールとジアルキルテレフタレートとのエステル交換反応は、公知の反応触媒を用いて、溶媒中又は無溶媒下で、約130〜280℃で行なうことが好ましい。
また、脂肪族2価アルコールとジアルキルテレフタレートの仕込み割合は、モル比で、脂肪族2価アルコール/ジアルキルテレフタレート=2〜4の範囲が好ましい。この比率が2未満の場合、反応生成物が高分子化する恐れがあり、一方、4を超えると、未反応の脂肪族2価アルコールが多量に残存し、それを除去しなければならず、経済的に好ましくない。
脂肪族2価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2,2−ビス(4´−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンなどが挙げられる。これら脂肪族2価アルコールは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
ジアルキルテレフタレートとしては、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチルなどが挙げられる。これらジアルキルテレフタレートは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
反応触媒としては、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、三酸化アンチモンなどが好適に用いられる。また、クロロ酢酸などの反応触媒助剤を加えることが好ましい。
また、前記と同じ構造のジオールは、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、n−ヘプタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類等の有機溶媒中、テレフタル酸クロライドと脂肪族2価アルコールとの脱塩酸反応によっても得ることができる。その際、発生する塩化水素を捕捉するため、トリメチルアミン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン等の3級アミン類が適宜用いられる。これらアミン類は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
さらに、前記と同じ構造のジオールは、前記した芳香族炭化水素類、エーテル類、脂肪族炭化水素類等の有機溶媒中、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水縮合剤及びトリメチルアミン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン等の3級アミン類を用いて、テレフタル酸と脂肪族2価アルコールとの脱水反応によっても得ることができる。
さらにまた、前記と同じ構造のジオールは、前記した芳香族炭化水素類、エーテル類、脂肪族炭化水素類等の有機溶媒中、硫酸、塩酸、燐酸、フッ化ホウ素、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、カチオン交換樹脂等のエステル化触媒を用いて、テレフタル酸と脂肪族2価アルコールとの脱水反応によっても得ることができる。
前記したような方法によって得られたジオールと、二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライドとを反応させて、本発明で用いられるジカルボン酸が得られるが、上記ジオールと二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライドの仕込み割合は、モル比で、[二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライド]/[ジオール]=2〜4の範囲が好ましい。この比率が2未満の場合には、高分子化する恐れがあり、一方、4を超えると、未反応物が残存し、それを除去しなければならず、経済的に好ましくない。
前記ジオールと二塩基酸無水物の反応は、後述する有機溶剤の存在下又は非存在下、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4級アンモニウム塩、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、ナフテン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、オクトエン酸等の有機酸のリチウム、クロム、ジルコニウム、カリウム、ナトリウム等の金属塩などの触媒を添加して行なうことが好ましい。
前記有機溶剤としては、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;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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ーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;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などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で又は2種以上の混合物として使用することができる。
前記二塩基酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、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、メチル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、無水コハク酸、無水マレイン酸、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、無水クロレンデック酸などが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、前記と同じ構造のジカルボン酸は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、n−ヘプタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類等の有機溶媒中、硫酸、塩酸、燐酸、フッ化ホウ素、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、カチオン交換樹脂等のエステル化触媒を用いて、前記方法によって得られたジオールと二塩基酸との脱水反応によっても得ることができる。
さらに、前記と同じ構造のジカルボン酸は、前記した芳香族炭化水素類、エーテル類、脂肪族炭化水素類等の有機溶媒中、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水縮合剤、トリメチルアミン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン等の3級アミン類を用いて、前記方法によって得られたジオールと二塩基酸との脱水反応によっても得ることができる。
前記二塩基酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸などの脂肪族飽和ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族不飽和ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸などが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
さらに、前記と同じ構造のジカルボン酸は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、n−ヘプタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類等の有機溶媒中、二塩基酸ハライドと前記方法によって得られたジオールとの脱塩酸反応によっても得ることができる。その際、発生する塩化水素等を捕捉するため、トリメチルアミン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン等の3級アミン類が適宜用いられる。これらアミン類は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
前記二塩基酸ハライドとしては、コハク酸クロライド、アジピン酸クロライド、フマル酸クロライド、テレフタル酸クロライドなどが挙げられ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
さらにまた、前記と同じ構造のジカルボン酸は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、n−ヘプタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類などの有機溶媒中、又は無溶媒下、硫酸、塩酸、燐酸、フッ化ホウ素、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、カチオン交換樹脂、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、三酸化アンチモンなどの反応触媒を用いて、前記方法によって得られたジオールと二塩基酸のエステルとの脱アルコール反応によっても得ることができる。
前記二塩基酸のエステルとしては、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチルなどの芳香族エステル、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、グルタル酸ジメチルなどの脂肪族エステルなどが挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記(メタ)アクリレート化合物(B)としては、1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する室温で液体、固体又は半固形の(メタ)アクリレート化合物が使用できる。これら(メタ)アクリレート化合物の使用目的は、組成物に光反応性を付与することにある。室温で液状の(メタ)アクリレート化合物は、組成物に光反応性を付与する目的の他、組成物を各種の塗布方法に適した粘度に調整したり、アルカリ水溶液への溶解性を助ける役割も果たす。しかし、室温で液状の(メタ)アクリレート化合物を多量に使用すると、塗膜の指触乾燥性が得られず、また塗膜の特性も悪化する傾向があるので、多量に使用することは好ましくない。(メタ)アクリレート化合物(B)の配合量は、前記ジカルボン酸(A)100質量部(固形分として、以下同様)に対して10〜200質量部が好ましい。
前記感光性(メタ)アクリレート化合物(B)としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートなどの水酸基含有のアクリレート類;ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートなどの水溶性のアクリレート類;トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの多価アルコールの多官能ポリエステルアクリレート類;トリメチロールプロパン、水添ビスフェノールA等の多官能アルコールもしくはビスフェノールA、ビフェノールなどの多価フェノールのエチレンオキサイド付加物及び/又はプロピレンオキサイド付加物のアクリレート類;上記水酸基含有アクリレートのイソシアネート変成物である多官能もしくは単官能ポリウレタンアクリレート;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル又はフェノールノボラックエポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸付加物であるエポキシアクリレート類、及び上記アクリレート類に対応するメタクリレート類などが挙げられ、これらは単独で又は2種以上を使用することができる。これらの中でも、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
前記光重合開始剤(C)としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとベ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等のアセトフェノン類;2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1- オン、N,N- ジメチルアミノアセトフェノン等のアミノアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロ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、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピ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;ベンゾイルパーオキシド、クメンパーオキシド等の有機過酸化物;2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;リボフラビンテトラブチレート;2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール等のチオール化合物;2,4,6−トリス−s−トリアジン;2,2,2−トリブロモエタノール、トリブロモメチルフェニルスルホン等の有機ハロゲン化合物;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又はキサントン類;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。これら公知慣用の光重合開始剤は、単独で又は2種類以上の混合物として使用でき、さらにはN,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、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などの光開始助剤を加えることができる。また可視光領域に吸収のあるCGI−784等(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)のチタノセン化合物等も、光反応を促進するために添加することもできる。特にこれらに限られるものではなく、紫外光もしくは可視光領域で光を吸収し、(メタ)アクリロイル基等の不飽和基をラジカル重合させるものであれば、光重合開始剤、光開始助剤に限らず、単独であるいは複数併用して使用できる。そして、その配合量は前記ジカルボン酸(A)100質量部に対して0. 5〜250質量部の割合が好ましい。
前記1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物(D)としては、オキシラン化合物、オキセタン化合物、オキソラン化合物などが挙げられる。
これらの中でも、1分子中に3個以上の環状エーテル基を有する化合物を用いた場合、前記一般式(1)で表わされるジカルボン酸(A)やカルボキシル基含有化合物(E)との硬化反応により網目状に高分子化させることができ、1分子中に2個の環状エーテル基を有する化合物に比べて、ソルダーレジストに従来要求されていたPCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性、ヒートサイクルによる耐クラック性等の向上を比較的少量の添加で図ることができるため、経済性の面からも好ましい。
1分子中に2個のオキシラン基を有するオキシラン化合物としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート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(株)製のエピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、東都化成(株)製のエポトートYD−011、YD−013、YD−127、YD−128、ダウケミカル(株)製のD.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシESA−011、ESA−014、ELA−115、ELA−128(何れも商品名)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコートYL903、大日本インキ化学工業(株)製のエピクロン152、エピクロン165、東都化成(株)製のエポトートYDB−400、YDB−500、ダウケミカル(株)製のD.E.R.542、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシESB−400、ESB−700(何れも商品名)等のブロム化エポキシ樹脂;大日本インキ化学工業(株)製のエピクロン830、ジャパンエポキシレジン製エピコート807、東都化成(株)製のエポトートYDF−170、YDF−175、YDF−2004(何れも商品名)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;東都化成(株)製のエポトートST−2004、ST−2007、ST−3000(何れも商品名)等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のYL−6056、YX−4000、YL−6121(何れも商品名)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂又はそれらの混合物;日本化薬(株)製のEBPS−200、旭電化工業(株)製のEPX−30、大日本インキ化学工業(株)製のEXA−1514(何れも商品名)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;日本油脂(株)製のブレンマーDGT(商品名)等のジグリシジルフタレート樹脂等が挙げられる。
一方、1分子中に3個以上のオキシラン基を有するオキシラン化合物としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート152、エピコート154、ダウケミカル(株)製のD.E.N.431、D.E.N.438、大日本インキ化学工業(株)製のエピクロンN−730、エピクロンN−770、エピクロンN−865、東都化成(株)製のエポトートYDCN−701、YDCN−704、日本化薬(株)製のEPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシESCN−195X、ESCN−220(何れも商品名)等のノボラック型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート604、東都化成(株)製のエポトートYH−434、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシELM−120(何れも商品名)等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;ダイセル化学工業(株)製のセロキサイド2021(商品名)等の脂環式エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のYL−933、日本化薬(株)製のEPPN−501、EPPN−502(何れも商品名)等のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート157S(商品名)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコートYL−931(商品名)等のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;日産化学(株)製のTEPIC(商品名)等の複素環式エポキシ樹脂;東都化成(株)製のZX−1063(商品名)等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;新日鉄化学(株)製のESN−190、ESN−360、大日本インキ化学工業(株)製のHP−4032、EXA−4750、EXA−4700(何れも商品名)等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;大日本インキ化学工業(株)製のHP−7200、HP−7200H(何れも商品名)等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;日本油脂(株)製のCP−50S、CP−50M(何れも商品名)等のグリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂;さらにヒダントイン型エポキシ樹脂、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートの共重合エポキシ樹脂、1,5−ジヒドロキシナフタレンとビスフェノールA型エポキシ樹脂とを反応させて得られるアルコール性の二級の水酸基に、エピハロヒドリンを反応させて得られる多官能エポキシ樹脂(国際公開WO 01/024774号公報)等が挙げられる。
また、1分子中に2個のオキセタニル基を有するオキセタン化合物としては、例えば、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3´−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、1,4−ビス〔(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサンなどが挙げられる。
一方、1分子中に3個以上のオキセタニル基を有するオキセタン化合物としては、例えば、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルなどが挙げられる。
前記したような1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物は、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記した1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物(D)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの環状エーテル基を有する化合物(D)は、本発明の組成物の一成分をなすジカルボン酸(A)やカルボキシル基含有化合物(E)と熱硬化することにより、柔軟性や機械的強度等の特性を向上させる。その配合量は、前記ジカルボン酸(A)100質量部に対して10質量部以上、700質量部以下の割合で充分であり、好ましくは20質量部以上、300質量部以下の割合である。環状エーテル基を有する化合物(D)の配合量が10質量部未満の場合、硬化物の架橋が不充分となり、充分な機械的強度や耐熱性が得られない。一方、700質量部を超えると、環状エーテルの種類によっては、逆に上記諸特性を低下させる恐れがあるので、好ましくない。
前記カルボキシル基含有化合物(E)は、1分子中に少なくとも1個、好ましくは2個以上のカルボキシル基を有する化合物である。具体的には、それ自体がエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂及びエチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有樹脂のいずれも使用可能であり、特定のものに限定されるものではないが、特に以下に列挙するような樹脂(オリゴマー及びポリマーのいずれでもよい)を好適に使用できる。
(1)不飽和カルボン酸(a)と不飽和二重結合を有する化合物(b)を共重合させることによって得られるカルボキシル基含有樹脂、
(2)不飽和カルボン酸(a)と不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体にエチレン性不飽和基をペンダントとして付加させることによって得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(3)エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物(c)と不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体に、不飽和カルボン酸(a)を反応させ、生成した二級の水酸基に飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(4)不飽和二重結合を有する酸無水物(e)と不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体に、水酸基と不飽和二重結合を有する化合物(f)を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(5)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物(g)のエポキシ基と不飽和モノカルボン酸(h)のカルボキシル基をエステル化反応(全エステル化又は部分エステル化、好ましくは全エステル化)させ、生成した水酸基にさらに飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(6)不飽和二重結合を有する化合物(b)とグリシジル(メタ)アクリレートの共重合体のエポキシ基に、1分子中に1つのカルボキシル基を有し、エチレン性不飽和結合を持たない有機酸(i)を反応させ、生成した二級の水酸基に飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、
(7)水酸基含有ポリマー(j)に飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、
(8)水酸基含有ポリマー(j)に飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂に、エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物(c)をさらに反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(9)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物(g)と、不飽和モノカルボン酸(h)と、1分子中に少なくとも2個の水酸基と、エポキシ基と反応する水酸基以外の1個の他の反応性基を有する化合物(k)との反応生成物(I)に、飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(10)上記反応生成物(I)と、飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)と、不飽和基含有モノイソシアネート(m)との反応生成物からなる不飽和基含有ポリカルボン酸ウレタン樹脂、
(11)1分子中に少なくとも2個のオキセタン環を有する多官能オキセタン化合物(n)に不飽和モノカルボン酸(h)を反応させ、得られた変性オキセタン樹脂中の一級水酸基に対して飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂、
(12)ビスエポキシ化合物(p)とジカルボン酸(q)との反応生成物に、不飽和二重結合を導入し、引き続き飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、
(13)ビスエポキシ化合物(p)とビスフェノール類(r)との反応生成物に、不飽和二重結合を導入し、引き続き飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂、及び
(14)ノボラック型フェノール樹脂(s)とアルキレンオキシド(t)との反応生成物に不飽和モノカルボン酸(h)を反応させ、得られた反応生成物に飽和又は不飽和多塩基酸無水物(d)を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
前記(1)のカルボキシル基含有樹脂は、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸(a)と、スチレン、α−メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体であり、一方、前記(2)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、不飽和カルボン酸(a)と不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体のカルボキシル基の一部に、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基等のエチレン性不飽和基とエポキシ基、酸クロライド等の反応性基を有する化合物、例えばグリシジル(メタ)アクリレートを反応させ、該化合物の不飽和二重結合を側鎖に導入した樹脂である。上記共重合体の一方のモノマー成分である不飽和カルボン酸(a)の有するカルボキシル基の一部は未反応のまま残存するため、得られるカルボキシル基含有感光性樹脂は、アルカリ水溶液に対して可溶性である。
前記(3)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、分子中にエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物(c)、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、α−メチルグリシジル(メタ)アクリレート等と、前記不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体のエポキシ基に、前記不飽和カルボン酸(a)のカルボキシル基を反応させ、該不飽和カルボン酸の不飽和二重結合を側鎖に導入すると共に、上記付加反応で生成した二級の水酸基に、多塩基酸無水物(d)、例えば無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等をエステル化反応させ、側鎖にカルボキシル基を導入した樹脂である。
前記(4)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、不飽和二重結合を有する酸無水物(e)、例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸等と、前記不飽和二重結合を有する化合物(b)の共重合体の酸無水物基の一部に、水酸基と不飽和二重結合を有する化合物(f)、例えばヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリレートにカプロラクトンを反応させたモノマー、(メタ)アクリレートにポリカプロラクトンオリゴマーを反応させたマクロモノマー等の水酸基を反応させてハーフエステルとし、該化合物(f)の不飽和二重結合を側鎖に導入した樹脂である。
前記(5)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビフェノール型、ビキシレノール型、N−グリシジル型等の公知慣用のエポキシ化合物(g)のエポキシ基に、(メタ)アクリル酸等の不飽和モノカルボン酸(h)のカルボキシル基を反応させ、例えばエポキシアクリレートを生成させると共に、上記付加反応で生成した二級の水酸基に前記多塩基酸無水物(d)をエステル化反応させ、側鎖にカルボキシル基を導入した樹脂である。
前記(6)のカルボキシル基含有樹脂は、前記不飽和二重結合を有し、水酸基や酸性基を持たないアルキル(メタ)アクリレート、置換もしくは非置換スチレンなどの化合物(b)と、グリシジル(メタ)アクリレートを主鎖とする共重合体のグリシジル基に、1分子中に1つのカルボキシル基を有し、エチレン性不飽和結合を持たない有機酸(i)、例えば炭素数2〜17のアルキルカルボン酸、芳香族基含有アルキルカルボン酸等を反応させ、生成した二級の水酸基に前記多塩基酸無水物(d)を付加反応させて得られる樹脂である。
前記(7)のカルボキシル基含有樹脂は、水酸基含有ポリマー(j)、例えばオレフィン系水酸基含有ポリマー、アクリル系ポリオール、ゴム系ポリオール、ポリビニルアセタール、スチレンアリルアルコール系樹脂、セルロース類等に、酸性度の比較的弱い前記多塩基酸無水物(d)を反応させてカルボキシル基を導入した樹脂である。
一方、前記(8)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、前記カルボキシル基含有樹脂(7)のカルボキシル基に、前記エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物(c)のエポキシ基を反応させ、該化合物(c)の不飽和二重結合を側鎖に導入した樹脂である。
前記(9)のカルボキシル基含有感光性樹脂の合成反応は、多官能エポキシ化合物(g)に不飽和モノカルボン酸(h)(又は化合物(k))を反応させ、次いで化合物(k)(又は不飽和モノカルボン酸(h))を反応させる第一の方法と、多官能エポキシ化合物(g)と不飽和モノカルボン酸(h)と化合物(k)を同時に反応させる第二の方法とがある。どちらの方法でもよいが、第二の方法が好ましい。
前記1分子中に少なくとも2個以上の水酸基と、エポキシ基と反応する水酸基以外の1個の他の反応性基(例えば、カルボキシル基、二級アミノ基等)を有する化合物(k)の具体例としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸、ジメチロールカプロン酸等のポリヒドロキシ含有モノカルボン酸;ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のジアルカノールアミン類等が挙げられる。
一方、前記(10)の不飽和基含有ポリカルボン酸ウレタン樹脂の合成反応は、前記反応生成物(I)と多塩基酸無水物(d)を反応させ、次いで、生成した不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂中の水酸基に対して不飽和基含有モノイソシアネート(m)を反応させるのが好ましい。
前記不飽和モノイソシアネート(m)の具体例としては、例えばメタクリロイルイソシアネート、メタクリロイルオキシエチルイソシアネートや、有機ジイソシアネート(例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)と前記の1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート類を約等モル比で反応させることにより得られる反応生成物等が挙げられる。
前記(11)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、出発原料として、不飽和モノカルボン酸との反応によって主として二級の水酸基を生じるエポキシ樹脂に代えて、オキセタン環を有する化合物を用い、多官能オキセタン化合物(n)に不飽和モノカルボン酸(h)を反応させ、得られた変性オキセタン樹脂の一級の水酸基に対してさらに多塩基酸無水物(d)を反応させることにより、結合部位が熱的に切断され難く、熱安定性に優れた樹脂としたものである。
前記(12)及び(13)のカルボキシル基含有樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂等のビスエポキシ化合物(p)と、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フタル酸、イソフタル酸等のジカルボン酸(q)又はビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール類(r)との反応生成物に、不飽和二重結合を導入し、引き続き、上記反応で生成した二級の水酸基あるいは残存する水酸基等に対してさらに多塩基酸無水物(d)を反応させることにより、熱安定性に優れた樹脂としたものである。不飽和二重結合の導入は、一般に、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基等のエチレン性不飽和基と、上記反応で残存する水酸基、カルボキシル基等や生成した水酸基との反応性を有するエポキシ基、酸クロライド等の反応性基を有する化合物を反応させることによって行なわれる。
前記(14)のカルボキシル基含有感光性樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂(s)のアルキレンオキシド(t)の付加反応による鎖延長によって可撓性、伸びに優れ、かつ、アルキレンオキシドの付加反応によって生じた末端水酸基に不飽和モノカルボン酸(h)の付加及び多塩基酸無水物(d)の付加が行なわれ、不飽和基やカルボキシル基が同一側鎖上に存在せず、かつ、それぞれ側鎖の末端に位置するため、反応性に優れ、また、主鎖から離れた末端カルボキシル基の存在により優れたアルカリ現像性を有する。アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、トリメチレンオキシド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等が挙げられる。
前記したようなカルボキシル基含有化合物(E)の酸価は、好ましくは20〜200mgKOH/g、より好ましくは50〜120mgKOH/gである。酸価が20mgKOH/gよりも低い場合には、アルカリ水溶液に対する溶解性が悪くなり、形成した塗膜のアルカリ水溶液による現像が困難になる。一方、酸価が200mgKOH/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。
また、前記したようなカルボキシル基含有化合物(カルボキシル基含有樹脂及びカルボキシル基含有感光性樹脂)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記カルボキシル基含有化合物(E)と前記ジカルボン酸(A)との好適な割合は、カルボキシル基含有化合物(E)/ジカルボン酸(A)=90/10〜10/90であり、より好ましくは、80/20〜40/60である。上記範囲外では、硬化物の柔軟性や耐反り性が得られ難いので好ましくない。
前記硬化触媒(F)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: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等のアミン化合物:アジピン酸ヒドラジド、セバシン酸ヒドラジド等のヒドラジン化合物:トリフェニルホスフィン等のリン化合物などを用いることができる。市販されているものとしては、例えば四国化成(株)製の2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ(株)製のU−CAT3503N、U−CAT3502T(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U−CATSA102、U−CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物及びその塩)などが挙げられる。特に、環状エーテル基を有する化合物とカルボン酸との反応を促進するものであれば、これらに限られるものではない。これら触媒は、単独で又は2種以上を混合して使用してもかまわない。また、密着性付与剤としても機能するグアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、メラミン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のS−トリアジン誘導体を用いることもでき、好ましくはこれらの化合物を前記硬化触媒と併用する。上記硬化触媒の配合量は通常の量的割合で充分であり、例えば、前記ジカルボン酸(A)と前記カルボキシル基含有化合物(E)の合計100質量部に対して、0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜15.0質量部の割合である。
前記硬化剤(G)としては、例えば、ポリビニルフェノール、ポリビニルフェノール臭素化物、フェノールノボラック、アルキルフェノールノボラック等のポリフェノール類:メタクリル酸とメタクリル酸メチルとラクトン変性2−ヒドロキシエチルメタクリレート(例えば、ダイセル化学工業(株)製プラクセルFM1)のビニル共重合体、メタクリル酸とコハク酸変性ε−カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチルメタクリレート(例えば、ダイセル化学工業(株)製プラクセルFM1A)のビニル共重合体等のポリカルボン酸類:無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、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、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等の多塩基酸無水物などが挙げられるが、環状エーテル基を有する化合物の硬化剤であればよく、これらに限られるものではない。これら硬化剤は、単独で又は2種以上を混合して使用してもかまわない。上記硬化剤(G)の配合量は、前記1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物(D)100重量部に対して、0.01〜100重量部の割合が好ましく、特に好ましくは0.1〜50重量部の割合である。
本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて希釈溶剤を含有することができる。希釈溶剤としては、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;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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ーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;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などが挙げられ、これらの希釈溶剤は、単独で又は2種類以上の混合物として使用することができる。これら希釈溶剤の使用目的は、前記1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物(D)や前記カルボキシル基含有化合物(E)などを溶解させ、また組成物を塗布方法に適した粘度に調整することにある。希釈溶剤の配合量は、塗布方法に応じた任意の量とすることができる。
本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物には、さらに必要に応じて、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカ等の公知慣用の無機フィラーを単独で又は2種以上配合することができる。これらは硬化物の物性を向上させる目的で用いられる。無機フィラーの配合量は、前記ジカルボン酸(A)100質量部又は前記ジカルボン酸(A)と前記カルボキシル基含有化合物(E)の合計100質量部当り、5〜300質量部、好ましくは10〜100質量部の割合が適当である。
また、本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、さらに必要に応じてフタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラックなどの公知慣用の着色剤、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイトなどの公知慣用の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系などの消泡剤及び/又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系等のシランカップリング剤などのような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
さらに本発明の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物は、難燃性を得る目的で、必要に応じて、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、及びアンチモン系難燃剤等の難燃剤を配合することができる。難燃剤の配合量は、前記ジカルボン酸(A)100質量部又は前記ジカルボン酸(A)と前記カルボキシル基含有化合物(E)の合計100質量部に対して、通常1〜200質量部、好ましくは5〜50質量部の割合である。
以下、実施例を示して本発明についてさらに具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりである。なお、以下において「部」とあるのは、特に断りのない限り全て「質量部」を示すものとする。
合成例1
10リットルの4つ口フラスコに、ジメチルテレフタレート776.9g(4.0モル)とエチレングリコール745.4g(12.0モル)、酢酸亜鉛0.879g(4.0ミリモル)、クロロ酢酸1.036g(10.9ミリモル)を仕込み、攪拌しながら140℃まで1時間かけて昇温し、130〜140℃で2時間反応を行なった。次いで、140〜150℃で13時間、さらに、150〜160℃で38時間反応を行なった。最後に、175℃で4時間反応を行なった結果、反応終了時のメタノール流出量は241.7g(7.6モル)であった。その後、上記反応溶液(KO)を攪拌しながら室温まで放冷し、2分割して半量を10リットルの4つ口フラスコに取り、イオン交換水6リットルを加え、攪拌しながら、100℃で8時間還流した。その後、この反応溶液を熱時濾過し、濾液を冷却して、白色結晶(HI)を析出させ、濾過した。2分割した残りの半量についても同様な操作を行ない、白色結晶(YA)を得た。次に、得られた白色結晶(HI+YA)をメタノールで洗浄し、80℃で12時間真空乾燥し、水酸基価437mgKOH/gのテレフタル酸のジオール誘導体820gを得た。得られたジオールの核磁気共鳴スペクトル(溶媒CDCl3、基準物質TMS(テトラメチルシラン))及び赤外線吸収スペクトル(フーリエ変換赤外分光光度計FT−IRを用いて測定)をそれぞれ図1及び図2に示す。
次に、上記白色結晶722.8gとトルエン1000gを3リットルの4つ口フラスコに仕込み、攪拌しながら105〜115℃で無水コハク酸561.7gを約30分かけて添加した。添加後、100〜110℃で攪拌しながら、トリエチルアミン5.69gをトルエン19.77gに溶解した溶液を40分間かけて滴下し、6時間反応を行なった。その後、上記反応溶液を攪拌しながら室温まで放冷し、テトラヒドロフランを800ミリリットル加えた。得られた反応溶液をn−ヘキサン中に混入して白色結晶を析出させ、濾過した。次に、得られた白色結晶を60℃で真空乾燥を行ない、酸価243mgKOH/g、融点約115℃((株)柳本製作所製、MICRO MELTING POINT APPARATUS、型式:MPで測定)の前記一般式(1)の本発明のテレフタル酸のジカルボン酸誘導体1379gを得た。
合成例2
ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエピコート1001(ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ当量:480)480部を撹拌機及び還流冷却器の付いた四つ口フラスコに入れ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート390部を加え、加熱溶解した。次に、重合禁止剤としてハイドロキノン0.46部と、反応触媒としてトリフェニルフホスフィン1.56部を加えた。この混合物を95〜105℃に加熱し、アクリル酸72部を徐々に滴下し、16時間反応させた。この反応生成物を、80〜90℃まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物204部、トリフェニルフホスフィン1部を加え、8時間反応させ、冷却後、取り出した。このようにして得られたカルボキシル基含有感光性樹脂は、不揮発分66%、固形物の酸価100mgKOH/gであった。
合成例3
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置及び撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(商品名「ショーノールCRG951」、昭和高分子(株)製、OH当量:119.4)119.4部、水酸化カリウム1.19部及びトルエン119.4部を仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。次に、プロピレンオキシド63.8部を徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cm2で16時間反応させた。その後、室温まで冷却し、この反応溶液に89%リン酸1.56部を添加混合して水酸化カリウムを中和し、不揮発分62.1%、水酸基価が182.2g/eq.であるノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液を得た。これは、フェノール性水酸基1当量当りアルキレンオキシドが平均1.08モル付加しているものであった。
得られたノボラック型クレゾール樹脂のアルキレンオキシド反応溶液293.0部、アクリル酸43.2部、メタンスルホン酸11.53部、メチルハイドロキノン0.18部及びトルエン252.9部を、撹拌機、温度計及び空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、110℃で12時間反応させた。反応により生成した水は、トルエンとの共沸混合物として、12.6部の水が留出した。その後、室温まで冷却し、得られた反応溶液を15%水酸化ナトリウム水溶液35.35部で中和し、次いで水洗した。その後、エバポレーターにてトルエンをジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート118.1部で置換しつつ留去し、ノボラック型アクリレート樹脂溶液を得た。
次に、得られたノボラック型アクリレート樹脂溶液332.5部及びトリフェニルホスフィン1.22部を、撹拌器、温度計及び空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、テトラヒドロフタル酸無水物60.8部を徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させ、冷却後、取り出した。このようにして得られたカルボキシル基含有感光性樹脂は、不揮発分70.6%、固形物の酸価87.7mgKOH/gであった。
合成例4
合成例3と同様にして得られたノボラック型クレゾール樹脂のアルキレンオキシド反応溶液2930部、アクリル酸432部、メタンスルホン酸115.3部、メチルハイドロキノン1.8部及びトルエン2529部を、撹拌機、温度計及び空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、110℃で12時間反応させた。反応により生成した水は、トルエンとの共沸混合物として、109部の水が留出した。その後、室温まで冷却し、得られた反応溶液を15%水酸化ナトリウム水溶液350部で中和し、次いで水洗した。その後、トルエンをプロピレングリコールメチルエーテルアセテート1181部で置換し、ノボラック型アクリレート樹脂溶液を得た。
次に、得られたノボラック型アクリレート樹脂溶液3325部及びトリフェニルホスフィン12.2部を、撹拌器、温度計及び空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、テトラヒドロフタル酸無水物608部を徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させ、冷却後、さらに室温で4時間撹拌した。このようにして得られたカルボキシル基含有感光性樹脂は、不揮発分71%、固形物の酸価77.3mgKOH/gであった。
実施例1〜6及び比較例1〜2
表1に示す配合組成(数値は質量部である)に従って各成分を配合し、3本ロールミルでそれぞれ別々に混練し、光硬化性・熱硬化性樹脂組成物を調製した。これをスクリーン印刷法により、100メッシュのポリエステルスクリーンを用いて20〜30μmの厚さになるように、パターン形成されている銅スルホールプリント配線基板に全面塗布し、次に、塗膜を80℃の熱風乾燥器を用いて20分間乾燥した。次いで、レジストパターンを有するネガフィルムを塗膜に密着させ、紫外線露光装置((株)オーク製作所製、型式HMW−680GW)を用いて、紫外線を照射(露光量600〜1000mJ/cm2)し、1%炭酸ナトリウム水溶液で60秒間、2.0kg/cm2のスプレー圧で現像し、その後、150℃の熱風乾燥器で60分加熱硬化を行ない、試験基板を作製した。得られた硬化皮膜を有する試験基板について、後述の試験方法及び評価方法にて、PCT耐性、はんだ耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、密着性、無電解金めっき耐性、耐クラック性の試験を行なった。また、銅スルホールプリント配線基板の代わりにIPCで定められたプリント回路基板(厚さ1.6mm)のBパターンを用い、上記と同じ条件で試験基板を作製し、電気絶縁抵抗の試験を行なった。さらに、銅スルホールプリント配線基板の代わりに回路形成されたポリイミドフレキシブルプリント配線を用い、上記と同じ条件で試験基板を作製し、後述の試験方法及び評価方法にて、反り、柔軟性、及び耐折れ性の試験を行なった。
上記各試験の結果を表2に示す。
Figure 2005232283
Figure 2005232283
上記表2中の性能試験の評価方法は以下の通りである。
(1)PCT耐性:
硬化皮膜のPCT耐性を、121℃、飽和水蒸気中50時間の条件にて以下の基準で評価した。
○:硬化皮膜にふくれ、剥がれ、変色がないもの
△:硬化皮膜に若干ふくれ、剥がれ、変色があるもの
×:硬化皮膜にふくれ、剥がれ、変色があるもの
(2)はんだ耐熱性:
JIS C 6481の試験方法に従って、260℃のはんだ浴への試験基板の10秒浸漬を3回行ない、外観の変化を評価した。なお、ポストフラックス(ロジン系)としては、JIS C 6481に従ったフラックスを使用した。
○:外観変化なし
△:硬化皮膜の変色が認められるもの
×:硬化皮膜の浮き、剥れ、はんだ潜りあり
(3)耐酸性:
試験基板を10容量%硫酸水溶液に20℃で30分間浸漬後取り出し、硬化皮膜の状態を以下の基準で評価した。
○:変化が認められないもの
△:僅か変化しているもの
×:硬化皮膜にフクレあるいは膨潤脱落があるもの
(4)耐アルカリ性:
試験基板を、10容量%硫酸水溶液を10容量%水酸化ナトリウム水溶液に代えた以外は耐酸性試験と同様に評価した。
(5)密着性:
JIS D 0202の試験方法に従って前記試験基板の硬化皮膜に碁盤目状にクロスカットを入れ、次いでセロハン粘着テープによるピーリングテスト後の剥れの状能を以下の基準で評価した。
◎:100/100で全く剥れのないもの
○:100/100でクロスカット部が少し剥れたもの
△:50/100〜90/100
×:0/100〜50/100
(6)無電解金めっき耐性:
後述する工程に従って前記試験基板に無電解金めっきを行ない、その試験基板について外観の変化及びセロハン粘着テープを用いたピーリング試験を行ない、レジスト皮膜の剥離状態を以下の基準で評価した。
○:外観変化もなく、レジスト皮膜の剥離も全くない。
△:外観の変化はないが、レジスト皮膜にわずかに剥れがある。
×:レジスト皮膜の浮きが見られ、めっき潜りが認められ、ピーリング試験でレジスト皮膜の剥れが大きい。
無電解金めっき工程:
1.脱脂:
試験基板を、30℃の酸性脱脂液((株)日本マクダーミッド製、Metex L−5Bの20Vol%水溶液)に3分間、浸漬した。
2.水洗:
試験基板を、流水中に3分間、浸漬した。
3.ソフトエッチ:
試験基板を、14.3wt%の過硫酸アンモン水溶液に室温で3分間、浸漬した。
4.水洗:
試験基板を、流水中に3分間、浸漬した。
5.酸浸漬:
試験基板を、10Vol%の硫酸水溶液に室温で1分間、浸漬した。
6.水洗:
試験基板を、流水中に30秒〜1分間、浸漬した。
7.触媒付与:
試験基板を、30℃の触媒液((株)メルテックス製、メタルプレートアクチベーター350の10Vol%水溶液)に7分間、浸漬した。
8.水洗:
試験基板を、流水中に3分間、浸漬した。
9.無電解ニッケルめっき:
試験基板を、85℃、pH=4.6のニッケルめっき液((株)メルテックス製、メルプレートNi−865M、20Vol%水溶液)に20分間、浸漬した。
10.酸浸漬:
試験基板を、10Vol%の硫酸水溶液に室温で1分間、浸漬した。
11.水洗:
試験基板を、流水中に30秒〜1分間、浸漬した。
12.無電解金めっき:
試験基板を、95℃、pH=6の金めっき液((株)メルテックス製、オウロレクトロレス UP 15Vol%、シアン化金カリウム3Vol%の水溶液)に10分間、浸漬した。
13.水 洗:
試験基板を、流水中に3分間、浸漬した。
14.湯洗:
試験基板を、60℃の温水に浸漬し、3分間充分に水洗後、水をよくきり、乾燥した。
このような工程を経て無電解金めっきした試験基板を得た。
(7)電気絶縁性:
硬化皮膜の電気絶縁性を以下の基準にて評価した。
加湿条件:温度85℃、湿度95%RH、印加電圧5V、100時間。
測定条件:測定時間60秒、印加電圧500V。
○:加湿後の絶縁抵抗値1010Ω以上、銅のマイグレーションなし
△:加湿後の絶縁抵抗値1010Ω以上、銅のマイグレーションあり
×:加湿後の絶縁抵抗値109Ω以下、銅のマイグレーションあり
(8)耐クラック性:
硬化皮膜の耐クラック性を楠本化成社製のThermal Shock Chamber NT 1020Wを用い、−65℃〜150℃を1サイクルとし、以下の基準で評価した。
○:クラックが500サイクル以上で発生したもの
△:クラックが300〜499サイクルで発生したもの
×:クラックが299サイクル以下で発生したもの
(9)反り
上記評価基板を、5cm四方に裁断し、水平な場所にサンプルを置き、ノギスを用いて、反り量を測定した。
○:反り量が10mm未満。
△:反り量が10mm以上、30mm未満。
×:反り量が30mm以上。
(10)柔軟性
硬化膜を幅10mm、長さ90mmに加工して作製したフィルム状試験片の一側辺部を電子秤上に載せ、他側辺部を折り曲げる方法で、フィルム間が10mmになるまでに電子秤にかかる最大荷重を反発力として、以下の基準で評価した。
○:30g未満
△:30g以上、50g未満
×:50g以上
(11)耐折れ性
硬化膜を外側にして135゜折り曲げ、以下の基準で評価した。
○:硬化膜にクラックがないもの
△:硬化膜に若干クラックがあるもの
×:硬化膜にクラックがあるもの
実施例7及び比較例3
表3に示す配合組成(数値は質量部である)に従って各成分を配合し、3本ロールミルでそれぞれ別々に混練し、さらに粘度が約30ポイズになるようにプロピレングリコールメチルエーテルアセテートで稀釈して、硬化性組成物を調製した。
上記のように調製された各硬化性組成物を、厚さ38μmのPETフィルムにブレードコーターを用いて、乾燥膜厚が35μmになるように塗布した後、110℃で5分間乾燥して、各組成物のドライフィルムを作製し、後述の試験方法及び評価方法にて、このドライフィルムの形成性について試験を行なった。
上記試験の結果を表4に示す。
Figure 2005232283
Figure 2005232283
(12)ドライフィルム形成性
上記各組成物のドライフィルムを、ロールに巻き取った後、乾燥塗膜表面の状態を、ルーぺを用いてクラック等の発生状況を調べ、以下のように評価した。
○:クラック等の発生が全く無い。
△:微細なクラックが少し発生。
×:クラックが発生し、剥がれが起こる。
合成例1で得られたジオールの核磁気共鳴スペクトル(溶媒CDCl3、基準物質TMS(テトラメチルシラン))を示すグラフである。 合成例1で得られたジオールの赤外線吸収スペクトルを示すグラフである。

Claims (4)

  1. (A)下記一般式(1)で表わされるジカルボン酸、(B)(メタ)アクリレート化合物、(C)光重合開始剤、及び(D)1分子中に2個以上の環状エーテル基を有する化合物を含有することを特徴とする光硬化性・熱硬化性樹脂組成物。
    Figure 2005232283
    〔式中、Xは脂肪族2価アルコール残基を表わし、Yは二塩基酸又はその無水物又はそのエステルもしくはそのハライドの残基を表わす。〕
  2. さらに(E)カルボキシル基含有化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物。
  3. さらに(F)硬化触媒及び/又は(G)硬化剤を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物。
  4. 前記請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物の硬化物。
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