JP2007010835A - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 現像性、硬化性 及びタック性に優れた感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 数平均分子量が500〜3,000であり、アクリロイル基およびカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A)、数平均分子量が3,000を超え100,000以下であり、カルボキシル基を有する親水性ポリマー(E)、多官能アクリレートモノマー(B)並びに光重合開始剤(C)を含有するアルカリ現像可能な感光性樹脂組成物である。
【選択図】 なし

Description

本発明は感光性樹脂組成物に関する。詳しくはプリント配線基板用のフォトソルダーレジストに関する。
感光性樹脂組成物は各種の用途に幅広く使用されている。プリント配線基板では、回路の永久保護被膜として感光性樹脂組成物がフォトソルダーレジストとして広く用いられている。フォトソルダーレジストとは回路導体のはんだ付けする部分を除いた全面に被膜が形成されるもので、プリント配線基板に電子部品を配線する際、はんだが不必要な部分に付着するのを防ぐとともに、回路が直接空気に暴露されるのを防止する保護被膜として使用されるものである。現在プリント配線基板用のフォトソルダーレジストとしては高精度化、高密度化、及び環境問題対応の点から、液状のフォトソルダーレジストが広く使用されている。
この液状のフォトソルダーレジストインクとしては、例えば特許文献−1及び特許文献−2に、ノボラック型エポキシ樹脂のアクリル酸との部分反応物を主成分とするソルダーレジストインク組成物が提案されている。しかしながらこれらのインク組成物は、露光後の硬化性が十分でなく、塗膜形成後にべたつき(タック)が残る等の問題があった。
また特許文献−3にはノボラック型エポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸との付加物と多塩基酸無水物との反応生成物を主成分とする感光性樹脂組成物が提案されており、フォトソルダーレジストとしても使用できることが開示されている。しかしながら、この感光性樹脂組成物は、長時間インクを放置すると未露光部に現像むらが発生したり、塗膜形成後に粘着性があってパターン用フィルムが剥離できなくなったり、レジストの一部がフィルムに付着し正しいパターンが得られなかったりする等の問題があった。
更に特許文献−4にはノボラック型エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物に鎖延長剤を反応させて高分子量化した光重合性樹脂が提案され、フォトソルダーレジストとしても使用できることが開示されている。しかしながら、この光重合性樹脂でも塗膜形成後のタック性が残り、十分ではなかった。上述の通り、現像性、硬化性 及びタック性がすべて良好なフォトソルダーレジストは、まだ得られてはいなかった。
特開昭60−208337号公報 特開昭61−59447号公報 特公平1−54390号公報 特開平6−166843号公報
本発明は、現像性、硬化性 及びタック性に優れた感光性樹脂組成物、特にプリント配線板用フォトソルダーレジストを提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、数平均分子量が500〜3,000であり、アクリロイル基およびカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A)、数平均分子量が3,000を超え100,000以下であり、カルボキシル基を有する親水性ポリマー(E)、多官能アクリレートモノマー(B)並びに光重合開始剤(C)を含有するアルカリ現像可能な感光性樹脂組成物、及び該感光性樹脂組成物からなるフォトソルダーレジストである。
本発明の感光性樹脂組成物は、以下の効果を奏する。
・現像性に優れる。
・硬化性に優れる。
・タック性に優れる。
本発明の感光性樹脂組成物は、数平均分子量が500〜3,000であり、アクリロイル基およびカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A)、数平均分子量が3,000を超え100,000以下であり、カルボキシル基を有する親水性ポリマー(E)、多官能アクリレートモノマー(B)並びに光重合開始剤(C)を含有することを特徴とするものである。
本発明における親水性ポリマー(A)(以下、単に(A)と表記する場合がある)は、親水性であって、後述のように(A)を含む感光性樹脂組成物(Q)(以下、単に(Q)と表記する場合がある)のアクリロイル基濃度の一部に寄与するポリマーであり、分子内に少なくとも1個のアクリロイル基と少なくとも1個のカルボキシル基を有する。
アクリロイル基に類似の二重結合を有する官能基としては、ビニル基、メタアクリロイル基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、(メタ)アリルオキシ基、および(メタ)アリルオキシカルボニル基等が例示されるが、これらの二重結合の場合は光照射時の反応性が乏しく、得られる硬化物の硬度が不十分であり、本発明の目的とする物性が発現できない。
(A)の親水性の指標はHLBにより規定され、一般にこの数値が大きいほど親水性が高いことを示す。
(A)のHLB値は、(A)の樹脂骨格によって好ましい範囲が異なるが、好ましくは4〜19、さらに好ましくは5〜18、特に好ましくは6〜17である。4以上であればフォトソルダーレジストの現像を行う際に、現像性がさらに良好であり、19以下であれば硬化物の耐水性がさらに良好である。なお、本発明におけるHLBは、小田法によるHLB値であり、親水性−疎水性バランス値のことであり、有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
HLB≒10×無機性/有機性
また、無機性の値及び有機性の値は、文献「界面活性剤の合成とその応用」(槇書店発行、小田、寺村著)の501頁;または、「新・界面活性剤入門」(藤本武彦著、三洋化成工業株式会社発行)の198頁に詳しく記載されている。
また、(A)の溶解度パラメーター(以下、SP値という。)は、好ましくは7〜14、さら好ましくは8〜13、特に好ましくは11〜13である。7以上であるとさらに現像性が良好に発揮でき、14以下であると硬化物の耐水性がさらに良好である。
本発明におけるSP値は、Fedorsらが提案した下記の文献に記載の方法によって計算されるものである。
「POLYMER ENGINEERING AND FEBRUARY,1974,Vol.14,No.2,ROBERT F.FEDORS.(151〜153頁)」
SP値が近いもの同士はお互いに混ざりやすく(分散性が高い)、この数値が離れているものは混ざりにくいことを表す指標である。
(A)は、該(A)の重量に基づくアクリロイル基の濃度が、硬化物の硬度の観点から好ましくは1.0mmol/g以上、さらに好ましくは1.1〜10.0mmol/g、特に好ましくは1.2〜9.0mmol/gであり、かつ、(A)の酸価は、好ましくは10〜500mgKOH/g、さらに好ましくは30〜400mgKOH/g、特に好ましくは50〜300mgKOH/gである。
アクリロイル基濃度が1.0mmol/g以上であると硬度向上の効果がさらに良好に発現し、また、10.0mmol/g以下であれば現像性がさらに良好に発揮できる。
(A)の酸価は、10mgKOH/g以上であると、現像性がさらに良好に発揮されやすく、500mgKOH/g以下であれば硬化物の耐水性がさらに良好に発揮できる。
本発明におけるアクリロイル基の濃度は、二重結合へのアミンの付加反応(マイケル付加)を利用した滴定法により測定できる。方法は以下の通りである。
(i)試料約1gを精秤して三角フラスコに入れ、続いてアセトン約10mlを加え溶解する。
(ii)モルホリン標準液[モルホリンとメタノールを1:4(容量比)で混合したもの]10mlを加え、さらに50%酢酸標準液[酢酸とイオン交換水を1:1(容量比)で混合したもの]1.5mlを加えてよく振とうした後、室温で15分間放置する。
(iii)アセトニトリル15ml及び無水酢酸10mlを上記三角フラスコに加えよく振とうする。
(iv)記録式自動滴定装置を用いて、0.5mol/Lの塩酸・メタノール滴定用溶液を用いて滴定する。(v)同時に空試験を実施し、下式にて決定する。
二重結合濃度(mmol/g) = f × (A−B) / 2S
ただし、A:試料の滴定に要した0.5mol/L塩酸・メタノール滴定用溶液のm L数。
B:空試験に要した0.5mol/L塩酸・メタノール滴定用溶液のmL数。
f:0.5mol/L塩酸・メタノール滴定用溶液の力価。
S:試料採取量(g)
本発明における酸価はアルカリ性滴定溶液を用いた指示薬滴定法により測定できる。
方法は以下の通りである。
(i)試料約1gを精秤して三角フラスコに入れ、続いて中性メタノール・アセトン溶液[アセトンとメタノールを1:1(容量比)で混合したもの]を加え溶解する。
(ii)フェノールフタレイン指示薬数滴を加え、0.1mol/L水酸化カリウム滴定用溶液で滴定する。指示薬の微紅色が30sec続いたときを中和の終点とする。
(iii)次式を用いて決定する。
酸価(KOHmg/g)=(A×f×5.61)/S
ただし、A:0.1mol/L水酸化カリウム滴定用溶液のmL数。
f:0.1mol/L水酸化カリウム滴定用溶液の力価
S:試料採取(g)
(A)としては、ビニル系ポリマー(A1)(以下、単に(A1)と表記する場合がある)、エポキシ系ポリマー(A2)(以下、単に(A2)と表記する場合がある)、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリウレタンなどが挙げられる。(A)は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、得られる硬化物の硬度の観点と、製造のし易さの観点から、好ましいのは(A1)および(A2)である。
(A1)としては、アクリロイル基およびカルボキシル基を、ビニルポリマー分子の側鎖および/または末端に有するものが挙げられるが、硬化物の硬度の観点から、少なくとも側鎖にアクリロイル基を2個以上有するものが好ましく、また、親水性を発揮するためには少なくとも側鎖にカルボキシル基を2個以上有するものが好ましい。
(A1)の好ましい製造方法は、カルボキシル基含有ビニルモノマー(a)(以下、単に(a)と表記する場合がある)と、水酸基または1級もしくは2級アミノ基等の反応性官能基を有するビニルモノマー(b)(以下、単に(b)と表記する場合がある)をビニル重合して、予め、前駆体ポリマー(A10)(以下、単に(A10)と表記する場合がある)を製造し、該(A10)と、該(A10)中の反応性官能基と反応可能な官能基(例えばイソシアネート基など)およびアクリロイル基を有する化合物(d)(以下、単に(d)と表記する場合がある)とを反応させる方法である。
カルボキシル基含有ビニルモノマー(a)としては、不飽和モノカルボン酸[(メタ)アクリル酸、クロトン酸および桂皮酸など]、不飽和多価(2〜4価)カルボン酸[(無水)マレイン酸、イタコン酸、フマル酸およびシトラコン酸など]、不飽和多価カルボン酸アルキル(炭素数1〜10のアルキル基)エステル[マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステルおよびシトラコン酸モノアルキルエステルなど]、並びにこれらの塩[アルカリ金属塩(ナトリウム塩およびカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩およびマグネシウム塩等)、アミン塩およびアンモニウム塩等]が挙げられる。
(a)のうち好ましいのは親水性の観点から不飽和モノカルボン酸、さらに好ましいのは(メタ)アクリル酸である。
水酸基または1級もしくは2級アミノ基等の反応性官能基を有するビニルモノマー(b)としては、以下のビニルモノマーが挙げられる。
(b1)水酸基含有ビニルモノマー;
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート[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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなど]、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート[ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなど]、アルキロール(メタ)アクリルアミド[N−メチロール(メタ)アクリルアミドなど]、ヒドロキシスチレンおよび2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテルなどが挙げられる。
(b2)1級もしくは2級アミノ基含有ビニルモノマー;
1級アミノ基含有ビニルモノマー[アミノエチル(メタ)アクリレートおよびアリルアミンなど]および2級アミノ基含有ビニルモノマー[モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびモノエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなど]が挙げられる。
(b)のうち好ましいのは親水性の観点から(b1)、さらに好ましいのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。
前駆体ポリマー(A10)には、(a)および(b)以外に、その他のビニルモノマー(c)を構成モノマーとしてもよい。
その他のビニルモノマー(c)としては、以下の非イオン性のモノマー(c1)〜(c6)、アニオン性のモノマー(c7)およびカチオン性のモノマー(c8)が挙げられる。
非イオン性のモノマー:
(c1)(メタ)アクリル酸エステル;
アルキル基の炭素数1〜20のアルキル(メタ)アクリレート[例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレートおよび2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなど];脂環基含有(メタ)アクリレート[ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、シジクロペンテニル(メタ)アクリレートおよびイソボルニル(メタ)アクリレートなど];アルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート[メトキシポリエチレングリコール(重合度2〜40)モノ(メタ)アクリレートおよびメトキシポリプロピレングリコール(重合度2〜30)モノ(メタ)アクリレートなど];および
3級アミノ基含有(メタ)アクリレート[ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート];などが挙げられる。
(c2)芳香族炭化水素系モノマー;
スチレン骨格を有する炭化水素系モノマー[例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレンおよびベンジルスチレン]およびビニルナフタレンなどが挙げられる。
(c3)カルボン酸ビニルエステル;
炭素数4〜50のもの、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルおよび酪酸ビニルなどが挙げられる。
(c4)ビニルエーテル系モノマー;
炭素数3〜50(好ましくは6〜20)のもの、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテルなどが挙げられる。
(c5)ビニルケトン系モノマー;
炭素数4〜50のもの、例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトンおよびビニルフェニルケトンなどが挙げられる。
(c6)ハロゲン原子含有モノマー;
炭素数2〜50(好ましくは2〜20)のもの、例えば、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、クロルスチレンおよびブロムスチレンなどが挙げられる。
アニオン性のモノマー:
(c7)スルホン酸基含有ビニルモノマー;
例えば、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびこれらの塩が挙げられる。塩としてはアルカリ金属(ナトリウムおよびカリウム等)塩、アルカリ土類金属(カルシウムおよびマグネシウム等)塩、第1〜3級アミン塩、アンモニウム塩および第4級アンモニウム塩などが挙げられる。
カチオン性のモノマー:
(c8)第4級アンモニウム塩基含有ビニルモノマー;
炭素数6〜50(好ましくは8〜20)の第3級アミノ基含有ビニルモノマーの4級化物[例えば、メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライドおよびジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの、例えば、トリメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの4級物、トリエチルアミノエチル(メタ)アクリレートの4級化物などが挙げられる。
(c)のうち好ましいのは、硬化性の観点から(c1)、さらに好ましいのは脂環基含有(メタ)アクリレートである。
(A10)における、(a)/(b)/(c)の仕込みモノマーモル比は、得られる(A10)をさらに反応させて(A1)に変換し、(A1)のアクリロイル基の濃度が好ましくは1.0mmol/g以上となるような(b)の仕込みモル比であって、(A1)の酸価が、好ましくは10〜500mgKOH/gとなるような(a)の仕込みモル比である。
(a)/(b)/(c)の仕込みモル比は上記の観点から、好ましくは10〜80/20〜90/0〜70、さらに好ましくは15〜75/25〜85/0〜60である。
(A10)の数平均分子量(以下、Mnと略記。ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーによる測定値)は、硬化物となったときの硬度と現像性の観点から、通常500〜3,000、好ましくは1,000〜2,800、特に好ましくは1,500〜2,500である。Mwが500以上であると樹脂硬度が充分に発揮でき、また、Mwが3,000以下であれば現像性がさらに良好に発揮できる。
(A10)は、モノマーを必要により溶剤(D4)(以下、単に(D4)と表記する場合がある)で希釈した後、ラジカル重合開始剤によって重合を行う事で得ることが出来る。溶剤(D4)としては、グリコールエーテル類(エチレングリコールモノアルキルエーテルおよびプロピレングリコールモノアルキルエーテルなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソフ゛チルケトンおよびシクロヘキサノンなど)、およびエステル類(ブチルアセテート、エチレングリコールアルキルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートなど)が挙げられる。(D4)のうち好ましいのはケトン類およびエステル類である。
(D4)を使用する場合、その使用量は特に限定されないが、モノマーの合計重量に基づいて通常、1〜400重量%、好ましくは5〜300%(以下において、%は特に限定しない限り重量%を表す)、特に好ましくは10〜200%である。
重合開始剤としては、過酸化物及びアゾ化合物が挙げられる。
過酸化物としては、無機過酸化物(例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなど)、および有機過酸化物(例えば、過酸化ベンゾイル、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ラウリルパーオキシドなど)などが挙げられる。アゾ化合物としては、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩(例えば塩酸塩など)、およびアゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロクロライドなどが挙げられる。好ましいものとしては、アゾ化合物である。重合開始剤の使用量としては、モノマーの合計重量に基づいて、通常、0.0001〜20%が好ましく、さらに好ましくは0.001〜15%、特に好ましくは0.005〜10%である。反応温度および反応時間は、ラジカル重合開始剤の種類により適宜決定される。
(A10)における(b)に由来する水酸基などの反応性官能基と反応可能な官能基及びアクリロイル基を有する化合物(d)としては、イソシアネート基含有アクリレート(d1)およびエポキシ基含有アクリレート(d2)が挙げられる。
なお、(A10)に存在するカルボキシル基を反応性官能基とし、それと反応可能な官能基としての水酸基およびアクリロイル基を有する化合物、例えば、前述の(b1)なども(d)として使用できる。
(d)のうち好ましいのは、(A10)との反応速度の速さの観点から(d1)および(d2)、特に(d1)である。
(d1)としては、2−イソシアナートアルキルアクリレート(例えば、2−イソシアナートエチルアクリレートおよび3−イソシアナートプロピルアクリレートなど)が挙げられる。
(d2)としては、グリシジルアクリレートなどが挙げられる。
(A1)のMnは、硬化物の硬度と現像性の観点から、通常500〜3,000、好ましくは1,000〜2,800、特に好ましくは1,500〜2,500である。Mnが500以上であると樹脂硬度が充分に発揮でき、また、Mwが3,000以下であれば現像性がさらに良好に発揮できる。Mnが500以上であると樹脂硬度が充分に発揮でき、また、Mnが300,000以下であれば現像性がさらに良好に発揮できる。
また、アクリロイル基1個あたりのMnは、硬化性の観点から好ましくは100〜1,000、さらに好ましくは200〜900である。
前述のように(A)の親水性の指標はHLBにより規定されるが、このうちの(A1)のHLB値は、好ましくは9〜19、さらに好ましくは10〜18、特に好ましくは11〜17である。(A1)のHLBが9以上であれば、現像性がさらに良好に発揮できる。
(A10)と(d)の反応は、通常、(A10)中の(b)の当量と同当量以下の(d)を用いて、(d1)を用いた場合は、60℃で2〜10時間、(d2)を用いた場合は80℃で4〜24時間、必要により触媒[アミン系触媒、スズ系触媒(ジブチルスズラウレートなど)またはチタン系触媒など]およびラジカル重合禁止剤(ヒドロキノン、p−メトキシフェノールなど)を用いて反応することができる。
本発明における(A)のうちのエポキシ系ポリマー(A2)(以下、単に(A2)と表記する場合がある)は、エポキシ樹脂骨格を有するポリマー中に、アクリロイル基およびカルボキシル基を有するものである。
(A2)の好ましい製造法は、エポキシ樹脂(A20)(以下、単に(A20)と表記する場合がある)中のエポキシ基に、アクリロイル基含有モノカルボン酸を反応させてエポキシ基を開環させて水酸基を生成させ、該水酸基に多価カルボン酸もしくはその多価カルボン酸無水物(e)(以下、単に(e)と表記する場合がある)を反応させる方法である。
(A20)としては、脂肪族エポキシ樹脂[例えばエポトートYH−300、PG−202、PG−207(いずれも東都化成社製)など]や脂環式エポキシ樹脂[例えばCY−179、CY−177、CY−175(いずれも旭化成エポキシ社製)など]や芳香族エポキシ樹脂[例えば、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビフェニール型エポキシ樹脂おおびグリシジル変性ポリビニルフェノールなど]が挙げられる。
(A20)のうち好ましいのは硬化性の観点から芳香族エポキシ樹脂である。
アクリロイル基含有モノカルボン酸としては、アクリル酸が挙げられる。
多価カルボン酸および多価カルボン酸無水物(e)としては、前述の(a)のうちの不飽和多価カルボン酸およびそれらの無水物、並びに飽和多価(2〜6価)カルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、フタル酸、アジピン酸、ドデカン二酸、ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸およびオクタデセニルコハク酸などの脂肪族飽和多価カルボン酸;テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸およびナフタレンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸)およびそれらの無水物(例えば、無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、ペンタデセニル無水コハク酸およびオクタデセニル無水コハク酸などの脂肪族飽和多価カルボン酸無水物;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、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸無水物およびナフタレンテトラカルボン 酸 無水物などの芳香族多価カルボン酸無水物)が挙げられる。好ましいのは、反応性及び現像性の観点から飽和多価カルボン酸無水物である。
(A2)の製造における、アクリル酸/(A20)の仕込み重量比は、好ましいのは(A2)のアクリロイル基の濃度が1.0mmol/g以上となるようなアクリル酸の仕込み重量比である。アクリル酸/(A20)の重量比は上記の観点から、好ましくは0.072以上/1、さらに好ましくは0.079〜0.72/1である。
(A20)とアクリル酸の反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは70〜110℃である。また、反応時間は、特に限定されないが、好ましくは5〜30時間である。また、必要により触媒(例えば、トリフェニルホスフィンなど)およびラジカル重合禁止剤(ヒドロキノン、p−メトキシフェノールなど)を用いてもよい。
また、(A20)のアクリル酸付加物の重量に対する、(e)の仕込み当量は、(A2)の酸価が、好ましくは10〜500mgKOH/gとなるような(e)の仕込み当量であり、例えば、(e)が2価カルボン酸もしくはその無水物である場合、(e)の仕込み当量/(A20)のアクリル酸付加物の重量は、上記の観点から、好ましくは0.18〜8.9ミリ当量/g、さらに好ましくは0.53〜7.1ミリ当量/gである。
(A20)のアクリル酸付加物と(e)との反応における反応温度は、特に限定されないが、好ましくは70〜110℃である。また、反応時間は、特に限定されないが、好ましくは3〜10時間である。
(A2)のMnは、硬化物となったときの硬度と現像性の観点から、通常500〜3,000、好ましくは1,000〜2,800、特に好ましくは1,500〜2,500である。Mnが500以上である。
また、アクリロイル基1個あたりのMnは、硬化性の観点から好ましくは100〜1,000、さらに好ましくは200〜900である。
(A2)のHLB値は、好ましくは4〜14、さらに好ましくは5〜13、特に好ましくは6〜12である。(A2)のHLBが4以上であれば、現像性がさらに良好に発揮できる。
本発明の感光性樹脂組成物(Q)は、(Q)の固形分に基づいて、(A)を好ましくは10〜50%、さらに好ましくは15〜45%、特に好ましくは20〜40%含有する。
10%以上であればさらに良好に現像性を発揮でき、50%以下であれば硬化物の硬度がさらに良好になる。
なお、本明細書において「固形分」とは当該組成物から溶剤を除いた成分を意味する。
本発明における親水性ポリマー(E)(以下、単に(E)と表記する場合がある)は、親水性であって、少なくとも1個のカルボキシル基を有する。
(E)のHLB値は、(E)の樹脂骨格によって好ましい範囲が異なるが、好ましくは4〜19、さらに好ましくは5〜18、特に好ましくは6〜17である。4以上であれば感光性樹脂組成物の現像を行う際に、現像性が悪くなることが少なく、19以下であれば硬化物が吸水して樹脂硬度が下がることが少ない。
また、(E)のSP値は、好ましくは7〜14、さら好ましくは8〜13、特に好ましくは11〜13である。7以上であるとさらに現像性が良好に発揮できる傾向があり、14以下であると硬化物の吸水による樹脂硬度の低下が起こりにくい。
(E)としては、ビニル系ポリマー(E1)(以下、単に(E1)と表記する場合がある)、エポキシ系ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートおよびポリウレタンなどが挙げられる。(E)は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、得られる硬化物の硬度の観点と、製造のし易さの観点から、好ましいのは(E1)である。
ビニル系ポリマー(E1)としては、先に例示した(a)、(b)、(c)を共重合したものが挙げられる。(a)のうち好ましいのは親水性の観点から不飽和モノカルボン酸、さらに好ましいのは(メタ)アクリル酸である。(b)のうち好ましいのは親水性の観点から(b1)、さらに好ましいのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。(c)のうち好ましいのは、硬化性の観点から(c1)、さらに好ましいのは脂環基含有(メタ)アクリレートである。
(E1)における、(a)/(b)/(c)のモル比は現像性の観点から、好ましくは10〜80/20〜90/0〜70、さらに好ましくは15〜75/25〜85/0〜60である。
(E1)のMnは、硬化物となったときの硬度と現像性の観点から、通常3,000を超え100,000以下、好ましくは3,500〜80,000、さらに好ましくは4,000〜50,000である。Mnが3,000を超えると樹脂硬度が充分に発揮でき、また、Mnが100,000以下であれば現像性が良好に発揮できる。
(E1)は、モノマーを必要により(D4)で希釈した後、ラジカル重合開始剤によって重合を行う事で得ることが出来る。
(D4)を使用する場合、その使用量は特に限定されないが、モノマーの合計重量に基づいて通常、1〜400重量%、好ましくは5〜300%(以下において、%は特に限定しない限り重量%を表す)、特に好ましくは10〜200%である。
重合開始剤としては、前述と同様の過酸化物及びアゾ化合物が挙げられ、好ましいものとしては、アゾ化合物である。重合開始剤の使用量としては、モノマーの合計重量に基づいて、通常、0.0001〜20%が好ましく、さらに好ましくは0.001〜15%、特に好ましくは0.005〜10%である。反応温度および反応時間は、ラジカル重合開始剤の種類により適宜決定される。
(E)の含有量は、(Q)の固形分の重量に基づいて現像速度の観点から、好ましくは0.1〜20%、さらに好ましくは3〜10%である。
本発明において、(Q)中の1つの成分として用いられる多官能アクリレートモノマー(B)(以下、単に(B)と表記する場合がある)としては、公知の多官能アクリレートモノマーであれば、とくに限定されずに用いられ、2官能アクリレート(B1)、3官能アクリレート(B2)および4〜6官能アクリレート(B3)が挙げられる。(B)は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
2官能アクリレート(B1)としては、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、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、ネオペンチルグリコールジアクリレート、グリセリンジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物のジアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、2−アクリロイロキシエチルアシッドホスフェート等が例示される。
3官能アクリレート(B2)としては、グリセリントリアクリレート、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トリアクリレート、トリメチロールプロパンのエチレンオキサイド付加物のトリアクリレート等が例示される。
4〜6官能アクリレート(B3)としては、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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が例示される。
これらのうち好ましいものは、(B2)及び(B3)、最も好ましいものは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートである。市場から容易に入手できる(B)としては、例えば、アロニックスM−101、M−208、M−240、M−305、M−400(以上、東亞合成製)等が挙げられる。
また、本発明における(B)には、その一部に感光性アクリルオリゴマー(B4)を含んでいてもよい。(B4)としては、Mnが1,000以下であって、カルボキシル基を含有せず、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有するウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートおよびポリエーテルアクリレートなどが挙げられる。
(B)中の(B4)の含有量は好ましくは50%以下、さらに好ましくは30%以下である。
(Q)の固形分の重量に基づく(B)の含有量は、10〜60%が好ましく、さらに好ましくは20〜55%、特に好ましくは25〜50%である。10%以上であれば、硬化物の硬度がさらに好ましくなり、60%以下であれば、さらに現像性が良好になる。
(Q)中の1つの成分として用いられる光重合開始剤(C)(以下、単に(C)と表記する場合がある)としては、光ラジカル重合開始剤が用いられる。例えば、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート、イソプロピルチオキサントン、4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、3,3−ジメチル−4−メトキシ−ベンゾフェノン、アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、tert−ブチルアントラキノン、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、ベンゾインプロピルエーテル、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−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、4−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−クロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、ミヒラーズケトン、ベンジル−2,4,6−(トリハロメチル)トリアジン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9ーアクリジニル)ヘプタン、1,5−ビス(9−アクリジニル)ペンタン、1,3−ビス(9−アクリジニル)プロパン、ジメチルベンジルケタール、トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、トリブロモメチルフェニルスルホン及び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)−ブタン−1−オン等が挙げられる。(C)は1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(C)は、市販のものが容易に入手することができ、例えばイルガキュア907、イルガキュア369(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
(Q)の固形分の重量に基づく(C)の含有量は、0.0001〜20%が好ましく、さらに好ましくは0.001〜15%、特に好ましくは0.005〜10%である。0.0001%以上であれば硬化物の硬度がさらに良好に発揮でき、20%以下であれば現像性がさらに良好に発揮できる。
(Q)は、必要によりさらにその他の成分(D)を含有していてもよい。
(D)としては、無機微粒子(D1)、増感剤(D2)、重合禁止剤(D3)、溶剤(D4)、顔料(D5)並びにその他の添加剤(D6)(例えば、化学めっき抑制剤、シランカップリング剤、レベリング剤、染料、蛍光増白剤、黄変防止剤、酸化防止剤、消泡剤、消臭剤、芳香剤、殺菌剤、防菌剤及び防かび剤等)が挙げられる。
無機微粒子(D1)としては、金属酸化物(D11)および金属塩(D12)が使用できる。
(D11)としては、公知のもの、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素および酸化アルミニウム等が挙げられる。
(D12)としては、公知のもの、例えば、炭酸カルシウムおよび硫酸バリウム等が挙げられる。
これらのうちで、耐熱性および耐薬品性の観点から、(D11)が好ましく、さらに好ましくは、酸化ケイ素および酸化チタン、特に酸化ケイ素が好ましい。
(D1)は、体積平均粒子径が好ましくは1〜5,000nm、さらに好ましくは10〜30,000nm、特に好ましくは100〜2,000nmのものである。
体積平均粒子径の測定は、例えばトルエンを溶媒にしてレーザー散乱式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所(株)製)で行うことができる。
(Q)の固形分の重量に基づく(D1)の含有量は、通常0〜50%、好ましくは1〜45%、特に好ましくは2〜40%である。50%以下であれば柔軟性がさらに良好に発揮でき、2〜40%であれば、特に硬化物の硬度が優れる。
増感剤(D2)としては、ニトロ化合物(例えば、アントラキノン、1,2−ナフトキノン、1,4−ナフトキノン,ベンズアントロン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、クロラニル等のカルボニル化合物、ニトロベンゼン、p−ジニトロベンゼン及び2−ニトロフルオレン等)、芳香族炭化水素(例えば、アントラセン及びクリセン等)、硫黄化合物(例えば、ジフェニルジスルフィド等)及び窒素化合物(例えば、ニトロアニリン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、5−ニトロ−2−アミノトルエン及びテトラシアノエチレン等)等が用いられる。
光重合開始剤(C)の重量に基づく増感剤(D2)の含有量は、通常0.1〜100%、好ましくは0.5〜80%、特に好ましくは1〜70%である。
重合禁止剤(D3)としては、特に限定はなく、通常の反応に使用するものが用いられる。具体的には、ジフェニルヒドラジル、トリ−p−ニトルフェニルメチル、N−(3−N−オキシアニリノ−1,3−ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、p−ベンゾキノン、p−tert−ブチルカテコール、ニトロベンゼン、ピクリン酸、ジチオベンゾイルジスルフィド及び塩化銅(II)等が挙げられる。
(Q)の固形分の重量に基づく重合禁止剤(D3)の含有量は、0〜1.0%が好ましく、さらに好ましくは0.01〜0.5%、特に好ましくは0.02〜0.1%である。
溶剤としては、上述の(A1)の製造に使用される溶剤(D4)と同様のものを使用できる。溶剤を使用する場合、溶剤の配合量は、特に限定されないが、(Q)の固形分の重量に基づいて、通常50〜1,000%が好ましく、さらに好ましくは70〜900%、特に好ましくは80〜800%である。
顔料(D5)としては通常のものが使用可能であり、例えば、体質顔料;炭酸カルシウム、マイカ、カオリン、タルク、ケイ酸アルミ、硫酸バリウム、微粉末シリカ、クレーなど、着色用顔料;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、酸化チタン、カーボンブラックなどが挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。。これらのうち好ましくは硫酸バリウム、タルク、微粉末シリカ、フタロシアニングリーンであり、特に好ましくはタルク、微粉末シリカ、フタロシアニングリーンである。
各顔料成分の感光性樹脂組成物に対する使用量は、体質顔料の場合通常 0.5〜50wt%、好ましくは1〜40wt%である。着色用顔料は通常0.1〜5wt%、好ましくは0.5〜3wt%である。
化学めっき抑制剤としては通常のものが使用可能であり、例えば、トリアゾール、ベンゾトリアゾール、アジミドトルエン、チオ尿素、メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられる。レベリング剤としては通常のものが使用可能であり、例えば、モンサント社製モダフロー等が使用できる。消泡剤としては通常のものが使用可能であり、例えば、シリコーンオイル系消泡剤が挙げられる。
(D)の含有量の合計は、(Q)の固形分の重量に基づいて、通常1,000%以下、好ましくは80〜800%である。
本発明の感光性樹脂組成物(Q)は、例えば、プラネタリーミキサーなどの公知の混合装置により、上記の各成分を混合等することにより得ることができる。
上記のようにして得られる本発明の感光性樹脂組成物(Q)は、(Q)の固形分の重量に基づくアクリロイル基濃度が、硬度の観点から6.0mmol/g以上であることが好ましく、さらに好ましくは6.0〜10.0mmol/g、特に好ましくは7.3〜9.0mmol/gである。
また(Q)は、通常、室温で液状であり、その粘度は、25℃で0.1mPa・s〜10,000mPa・s、好ましくは1mPa・s〜8,000mPa・sである。なお、当該粘度は、BL型粘度計で測定することができる。
本発明における他の実施態様であるフォトソルダーレジストは、上記の感光性樹脂組成物(Q)からなるプリント配線板用フォトソルダーレジストである。
本発明のフォトソルダーレジストは、種々のプリント配線板用銅張り積層板、アルミ板等の金属板及び銅箔のないプラスティック板、(紙基材フェノール樹脂積層板、ガラス布基材ポリエステル樹脂積層板、ガラス布基材エポキシ樹脂積層板、ポリサルフォン樹脂積層板、ポリエーテルサルフォン樹脂積層板、ポリエーテルイミド樹脂積層板、ガラス布基材テフロン樹脂積層板、ポリイミド樹脂積層板等)に適用可能である。
フォトソルダーレジストの膜厚としては、通常0.5〜500μm、好ましくは5〜100μmである。
フォトソルダーレジストの適用方法としては、スクリーン印刷機、ロールコーター、カーテンコーターなどで塗布 する方法、スプレー、刷毛、ヘラ等で塗る方法、及び浸漬する方法が挙げられる。
現像液としては通常の工業用水、上水、イオン交換水、通常の界面活性剤の水溶液、無機酸、有機酸の水溶液、アルコール系有機溶剤及びその水溶液が挙げられ、これらは単独または併用してもよい。
界面活性剤としては通常のカチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤が使用可能である。
界面活性剤は通常0.01〜2%、好ましくは0.05〜1%の濃度で使用される。
無機酸としてはほう酸、燐酸、塩酸、硫酸等、有機酸としては酢酸、蟻酸、酒石酸、ヒドロキシ酢酸等が挙げられる。
無機酸、有機酸は通常0.1〜10%、好ましくは0.5〜5%の濃度で使用される。
アルコール系有機溶剤としては、脂肪族アルコールとしてメタノール、エタノール、n−プロパノール、i-プロパノール、n−ブタノール等)、セロソルブとしてメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等、カービトールとしてメチルカービトール、エチルカービトール等が挙げられる。
アルコール系有機溶剤は通常10〜100%、好ましくは20〜50%の濃度で使用される。
現像方法としてはシャワー、スプレー、浸漬等の方法が挙げられる。これらのうち好ましくは、スプレーである。
硬化方法は、通常、光照射による方法及び熱硬化による方法が使用できるが、それぞれ単独の硬化方法でもよいし、両者を併用してもよい。好ましくは光照射により硬化したのちに熱硬化するという二つの方法の併用がよい。
光による硬化には、次のような照射光源が適当である。例えば、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、メタルハロゲンランプ、電子線照射装置、X線照射装置、レーザー(アルゴンレーザー、色素レーザー、窒素レーザー、ヘリウムカドミウムレーザー等)等がある。これらのうち、好ましくは高圧水銀灯及び超高圧水銀灯である。
加熱装置としては、通常の循風乾燥器、電気炉、ガス炉、遠赤外炉等が使用できる。
加熱硬化温度は通常120℃以上、好ましくは135℃〜200℃である。硬化時間は、10分〜120分、好ましくは20分〜60分である。
本発明の感光性樹脂組成物は、フォトソルダーレジスト以外に、液晶ディスプレイ基板用フォトレジスト、プリント配線基板用エッチングレジスト、プリント配線基板用メッキレジストなどの用途にも使用できる。
[実施例]
以下、実施例を以て本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。以下、部は重量部を意味する。
[親水性ポリマーの調製]
<製造例1>
加熱冷却・撹拌装置、環流冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えたガラス製コルベンに、イソボルニルメタクリレート30部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート50部、メタクリル酸20部、およびシクロヘキサノン150部を仕込み、80℃まで加熱した。系内の気相部分を窒素で置換したのち、あらかじめ作成しておいたアゾビスイソブチロニトリル(V−60:和光純薬製、以下AIBNと称す)30部をシクロヘキサノン50部に溶解した溶液55部を、80℃のコルベン中に10分間で滴下し、さらに同温度で3時間反応させた。その後、シクロヘキサノンで樹脂濃度が25重量%となるように希釈し、60℃に温調した。このポリマー溶液に、イソシアナトエチルアクリレート(昭和電工■製、以下AOIと称す)22.5部、シクロヘキサノン70部、ジブチルスズジラウレ
ート1.1部、およびヒドロキノン1.1部を仕込み、60℃で2時間反応させ、アクリロイル基とカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A−1:Mn:2,300、SP値:11.86、HLB値:11.98、酸価:102mgKOH/g、アクリロイル基濃度:1.25mmol/g)のシクロヘキサノン溶液を得た(固形分含量は25%)。
なお、MnはGPC測定機器(HLC−8120GPC、東ソー(株)製)、カラム(TSKgel GMHXL2本+TSKgel Multipore HXL−M、東ソー(株)製)を用い、GPC法により測定されるポリスチレン換算の値として求めた。また、SP値、HLB値、酸価、アクリロイル基濃度は、前述のようにして求めた。以下の製造例および比較例についても同様の測定法である。
<製造例2>
製造例1と同様のコルベンに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂EOCN―1020(日本化薬製 エポキシ当量200)200部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート245部を仕込み、110℃まで加熱して均一に溶解させた。続いて、アクリル酸76部、トリフェニルホスフィン2部、およびp−メトキシフェノール 0.2部を仕込み、110℃にて10時間反応させた。反応物にさらにテトラヒドロ無水フタル酸91部を仕込み、さらに90℃5時間反応させ、アクリロイル基とカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A−2:Mn:2,200、SP値:11.26、HLB値:6.42、酸価:91mgKOH/g、アクリロイル基濃度:2.86mmol/g)のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た(固形分含量は60%)。
<製造例3>
製造例1と同様のコルベンに、フェノールノボラック型エポキシ樹脂EPPN―201(日本化薬製 エポキシ当量190)190部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート238部を仕込み、110℃まで加熱して均一溶解させた。続いて、アクリル酸76部、トリフェニルホスフィン2部、およびp−メトキシフェノール0.2部を仕込み、110℃にて10時間反応させた。反応物にさらにテトラヒドロ無水フタル酸91部を仕込み、さらに90℃5時間反応させ、アクリロイル基とカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A−3:Mn:2,300、SP値:11.91、HLB値:6.81、酸価:94mgKOH/g、アクリロイル基濃度:2.94mmol/g)のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た(固形分含量は60%)。
<製造例4>
製造例1と同様のコルベンに、イソボルニルメタクリレート30部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート50部、メタクリル酸20部、およびシクロヘキサノン150部を仕込み、80℃まで加熱した。系内の気相部分を窒素で置換したのち、あらかじめ作成しておいたアゾビスイソブチロニトリル(V−60:和光純薬製、以下AIBNと称す)5部をシクロヘキサノン50部に溶解した溶液55部を、80℃のコルベン中に10分間で滴下し、さらに同温度で3時間反応させた。その後、シクロヘキサノンで樹脂濃度が25重量%となるように希釈し、60℃に温調し、カルボキシル基を有する親水性ポリマー(E−1:Mn:21,000、SP値:12.24、HLB値:12.38、酸価:138mgKOH/g)のシクロヘキサノン溶液を得た(固形分含量は25%)。
<比較製造例1>
製造例1のイソシアナトエチルアクリレートをイソシアナトエチルメタクリレートに置き換えた以外は同様にして、比較のための親水性ポリマー(A’−1:Mn:2,300、SP値:11.82、HLB値:11.87、酸価:102mgKOH/g、アクリロイル基濃度:0mmol/g)のシクロヘキサノン溶液を得た(固形分含量は25%)。
<比較製造例2>
製造例1のイソボルニルメタクリレートの仕込み量を30部から50部へ変更し、2−ヒドロキシエチルメタクリレート50部、メタクリル酸の使用量を0部にした以外は同様にして、比較のための親水性ポリマー(A’−2:Mn:2,100、SP値:11.24、HLB値:8.03、酸価:0mgKOH/g、アクリロイル基濃度:0mmol/g)のシクロヘキサノン溶液を得た(固形分含量は25%)。
<実施例1〜4および比較例1〜3>
[フォトソルダーレジストの調製]
表1に示した配合部数に従い、ガラス製の容器に(A−1)の溶液〜(A−3)の溶液、(A'−1)の溶液および(A'−2)の溶液から選ばれる1種を仕込み、さらに(B−1)と(C−1)、並びに(E−1)の溶液を仕込み、均一になるまで攪拌し、さらに添加剤を添加して三本ロールミルにより混練してフォトソルダーレジストを調製した。
なお、(Q)のアクリロイル基濃度は表1に示す。当該濃度は前述のようにして求めた。また、表1中の各記号は以下のものを示す。
B−1(多官能アクリレートモノマー)
:ネオマーDA-600(ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトー ルヘキサアクリレートの混合物 :三洋化成工業(株)製)
C−1(光重合開始剤)
:イルガキュア907(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:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
D1−1(無機微粒子)
:硫酸バリウム
D4−1(溶剤)
:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
Figure 2007010835
実施例1〜4および比較例1〜3で得られたフォトソルダーレジストを以下の評価方法で評価した。
(1)現像性 ・・・フォトソルダーレジストを、パターン形成された銅箔基板上に全面塗布し、80℃で90分間、塗膜の乾燥を行い、1%炭酸ナトリウム水溶液でのスプレー現像による現像性を評価した。
◎:目視により残留物無し。
○:目視により残留物わずかにあり。
△:目視により残留物が多い。
×:目視によりパターン形成できていない。
(2)タック性・・・フォトソルダーレジストを、パターン形成された銅箔基板上に全面塗布し、80℃で20分間乾燥した。次いで、この基板にネガフィルムを密着させ、露光後、ネガフィルムの張り付きあとの状態を評価した。
◎:塗膜表面にフィルム張り付き痕がない。
○:わずかに塗膜表面にフィルム張り付き痕がある。
△:全面にフィルム張り付き痕がある。
×:フィルムに塗膜が転写している。
(3)塗膜性能・・・フォトソルダーレジストをパターン形成された銅箔基板上に全面塗布し、80℃で20分間乾燥した。次いで、この基板にネガフィルムを密着させ、露光後、1%炭酸ナトリウム水溶液で現像処理してパターンを形成した。次に、この基板を150℃で60分間熱硬化 して、硬化塗膜を有する評価基板を作製し、塗膜性能を評価した。
(A)硬度・・JIS K−5400 6.14に準拠して測定した。
(B)はんだ耐熱性・・硬化塗膜を有する評価基板をJIS C 6481の試験方法に従って、260℃の半田漕に30秒浸漬後セロハンテープによるピーリング試験を1サイクルとし、計1〜3サイクルを行った後の塗膜状態を観察し、耐熱性を評価した。
◎:3サイクル後も塗膜に変化がない。
○:3サイクル後に僅かに変化している。
△:2サイクル後に変化している。
×:1サイクル後に剥離を生じている。
(C)耐酸性・・硬化塗膜を有する評価基板を10%の硫酸水溶液に常温で30分間浸漬したのち、水洗後、セロハン粘着テープによるピーリング試験を行い、レジスト層の剥がれ、変色について観察し、耐酸性を評価した。
◎:全く変化が認められない。
○:ほんの僅かに変化した。
△:顕著に変化した。
×:塗膜が膨潤して剥離した。
(D)耐溶剤性・・硬化塗膜を有する評価基板を常温の塩化メチレンに30分間浸漬したのち、水洗後、セロハン粘着テープによるピーリング試験を行い、レジスト層の剥がれ、変色について観察し、耐溶剤性を評価した。
◎:全く変化が認められない。
○:ほんの僅かに変化した。
△:顕著に変化した。
×:塗膜が膨潤して剥離した。
Figure 2007010835
表2から判るように、本発明のフォトソルダーレジストを用いることにより、現像性が良好でありかつタック性、及び硬化性(硬度、耐熱性等)に優れたソルダーレジスト皮膜を形成することができる。
本発明によれば、紫外線露光及び希アルカリ水溶液による現像で画像形成可能であって、現像性に優れ、かつタック性が良好、さら硬度、耐熱性硬化等の硬化性が優れたパターンを与えることができる感光性樹脂組成物を提供できるので、プリント配線板製造用ソルダーレジスト、液晶ディスプレイ基板用フォトレジスト、プリント配線基板用エッチングレジスト、プリント配線基板用メッキレジストとして利用することができる。

Claims (7)

  1. 数平均分子量が500〜3,000であり、アクリロイル基およびカルボキシル基を有する親水性ポリマー(A)、数平均分子量が3,000を超え100,000以下であり、カルボキシル基を有する親水性ポリマー(E)、多官能アクリレートモノマー(B)並びに光重合開始剤(C)を含有するアルカリ現像可能な感光性樹脂組成物。
  2. 感光性樹脂組成物の固形分の重量に基づくアクリロイル基濃度が6.0mmol/g以上である請求項1記載の感光性樹脂組成物。
  3. 親水性ポリマー(A)のアクリロイル基濃度が、該(A)の重量に基づき1.0mmol/g以上、かつ酸価が該(A)の重量に基づき10〜500mgKOH/gである請求項1又は2記載の感光性樹脂組成物。
  4. 親水性ポリマー(A)が、エポキシ樹脂(A20)のエポキシ基をアクリル酸で開環反応させたのちに、生成した水酸基と多価カルボン酸もしくはその無水物(e)とを反応させて得られるポリマー(A2)である請求項1〜3いずれか記載の感光性樹脂組成物。
  5. 感光性樹脂組成物の固形分の重量に基づき、無機微粒子(D1)を0〜50重量%含んでなる請求項1〜4のいずれか記載の感光性樹脂組成物。
  6. 無機微粒子(D1)の体積平均粒子径が1〜200nmである請求項5記載の感光性樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか記載の感光性樹脂組成物からなるプリント配線板用フォトソルダーレジスト。
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