JP2011027770A - 光硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る光硬化性樹脂組成物は、カルボキシル基含有樹脂、光重合開始剤、スチリル基含有化合物、及びマレイミド化合物を含有する。
【選択図】なし
Description
この光硬化性樹脂組成物には溶剤現像型とアルカリ現像型があるが、近年では、環境対策の点から希薄な弱アルカリ水溶液で現像できるアルカリ現像型が主流になっている。例えば、プリント配線基板製造、液晶表示板製造、あるいは印刷製版等において、アルカリ現像型の光硬化性樹脂組成物が用いられている。例えば、プリント配線板製造においてソルダーレジストとして使用される際、その硬化物において半田付け等、高温条件での処理に耐え得る耐熱性や、耐水性、耐湿性等の長期信頼性に関わる特性が求められる。
このような構成により、吸湿性を抑え、その硬化物において、プリント配線板等に用いられる際に、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
このような光重合開始剤を用いることにより、高濃度で顔料を有するレジストにおいて高解像を得ることができる。
このような硬化物において、プリント配線板等に用いられる際に、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
このようなプリント配線板において、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
先ず、本実施形態の光硬化性樹脂組成物を構成するカルボキシル基含有樹脂としては、アルカリ現像性を付与する目的で、分子中にカルボキシル基を有している公知の各種カルボキシル基含有樹脂を使用することができる。特に、分子中に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が、光硬化性や耐現像性の面からより好ましい。そして、その不飽和二重結合は、アクリル酸もしくはメタアクリル酸又はそれらの誘導体由来のものが好ましい。
(1)(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、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基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有樹脂。
(2)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ジアルコール化合物及びポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基及びアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(3)ジイソシアネートと、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、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物及びジオール化合物の重付加反応による感光性カルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(4)上述した(2)又は(3)の樹脂の合成中に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化した感光性カルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(5)上述した(2)又は(3)の樹脂の合成中に、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの等モル反応物など、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化した感光性カルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(6)後述するような2官能又はそれ以上の多官能(固形)エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させた感光性カルボキシル基含有樹脂。
(7)後述するような2官能(固形)エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させた感光性カルボキシル基含有樹脂。
(8)後述するような2官能オキセタン樹脂にジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有ポリエステル樹脂。
(9)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドとを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物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)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
(11)上述した(1)〜(10)の樹脂にさらに1分子内に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリル基を有する化合物を付加してなる感光性カルボキシル基含有樹脂。
これらカルボキシル基含有樹脂は、列挙したものに限らず使用することができ、1種類でも複数種混合しても使用することができる。
モノアゾ系:Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 112, 114, 146, 147, 151, 170, 184, 187, 188, 193, 210, 245, 253, 258, 266, 267, 268, 269
ジスアゾ系:Pigment Red 37, 38, 41
モノアゾレーキ系:Pigment Red 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1, 49:2, 50:1, 52:1, 52:2, 53:1, 53:2, 57:1, 58:4, 63:1, 63:2, 64:1,68
ベンズイミダゾロン系:Pigment Red 171、Pigment Red 175、Pigment Red 176、Pigment Red 185、Pigment Red 208
ぺリレン系:Solvent Red 135、Solvent Red 179、Pigment Red 123、Pigment Red 149、Pigment Red 166、Pigment Red 178、Pigment Red 179、Pigment Red 190、Pigment Red 194、Pigment Red 224
ジケトピロロピロール系:Pigment Red 254、Pigment Red 255、Pigment Red 264、Pigment Red 270、Pigment Red 272
縮合アゾ系:Pigment Red 220、Pigment Red 144、Pigment Red 166、Pigment Red 214、Pigment Red 220、Pigment Red 221、Pigment Red 242
アンスラキノン系:Pigment Red 168、Pigment Red 177、Pigment Red 216、Solvent Red 149、Solvent Red 150、Solvent Red 52、Solvent Red 207
キナクリドン系:Pigment Red 122、Pigment Red 202、Pigment Red 206、Pigment Red 207、Pigment Red 209
アントラキノン系:Solvent Yellow 163、Pigment Yellow 24、Pigment Yellow 108、Pigment Yellow 193、Pigment Yellow 147、Pigment Yellow 199、Pigment Yellow 202。
イソインドリノン系:Pigment Yellow 110、Pigment Yellow 109、Pigment Yellow 139、Pigment Yellow 179、Pigment Yellow 185。
縮合アゾ系:Pigment Yellow 93、Pigment Yellow 94、Pigment Yellow 95、Pigment Yellow 128、Pigment Yellow 155、Pigment Yellow 166、Pigment Yellow 180。
ベンズイミダゾロン系:Pigment Yellow 120、Pigment Yellow 151、Pigment Yellow 154、Pigment Yellow 156、Pigment Yellow 175、Pigment Yellow 181。
モノアゾ系:Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 61, 62, 62:1, 65, 73, 74, 75, 97, 100, 104, 105, 111, 116, 167, 168, 169, 182, 183。
ジスアゾ系:Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 55, 63, 81, 83, 87, 126, 127, 152, 170, 172, 174, 176, 188, 198。
過酸化物分解剤は市販のものであってもよく、例えば、アデカスタブTPP(旭電化社製)、マークAO−412S(アデカ・アーガス化学社製)、スミライザー(登録商標)TPS(住友化学社製)等が挙げられる。これら酸化防止剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキサイ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(昭和高分子(株)製、商品名「ショーノールCRG951」、OH当量:119.4)119.4g、水酸化カリウム1.19g及びトルエン119.4gを仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート600gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−695、軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6〕1070g(グリシジル基数(芳香環総数):5.0モル)、アクリル酸360g(5.0モル)、及びハイドロキノン1.5gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。
*1:ZFR-1401H(固形分:65.0%、固形分酸価:100日本化薬社製)
*2:ZCR-1601H(固形分:65.0%、固形分酸価:100日本化薬社製)
*3:2-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・ケミカルズ社製 IRGACURE907)
*4: エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]1,1-(O-アセチルオキシム)(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 IRGACURE OXE02)
*5:ビスフェノールAとハロゲン化メチルスチレンとの縮合反応により得られる化合物(昭和高分子社製:リポキシBPV-1X)
*6:末端スチレンのオリゴフェニレンエーテル化合物(三菱ガス化学社製)
*7:ビスマレイミド化合物(DIC社製 MIA-200)
*8:4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社製 BMI-1000H)
*9:3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社製 BMI-5100)
*10:1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン(大和化成工業社製 BMI-TMH)
*11:2,4,6-トリメルカプト-s-トリアジン(三協化成社製 ジスネット F
*12:1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工社製 カレンズ MTBD1)
*13:2−メルカプトベンゾチアゾール(川口化学工業社製 アクセル M)
*14:ポリブタジエン骨格エポキシ樹脂(ダイセル化学社製 PB3600)
*15:ビスフェノール型エポキシ樹脂(東都化成社製 YSLV-80XY)
*16:ブロックイソシアネート(旭化成ケミカルズ社製 TPA-B80E)
*17:メチル化メラミン樹脂(三和ケミカル社製 Mw-100LM)
*18:酸化防止剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*19:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製)
*20:B−30(堺化学社製)
*21:C.I.Pigment Blue 15:3
*22:C.I.Pigment Yellow 147
*23:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
<最適露光量>
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、バフロール研磨後、水洗し、乾燥させた銅厚35μmの回路パターン基板に、それぞれスクリーン印刷法により全面に塗布し、80℃の熱風循環式乾燥炉で60分間乾燥させた。
乾燥後、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いてステップタブレット(Kodak No.2)を介して露光し、現像(30℃、0.2MPa、1wt%Na2CO3水溶液)を60秒で行った際残存するステップタブレットのパターンが7段の時を最適露光量とした。
表1に記載の実施例及び比較例の組成物を、銅ベタ基板上にスクリーン印刷法により乾燥後、約25μmになるように塗布し、80℃の熱風循環式乾燥炉で30分間乾燥させた。乾燥後、1質量%炭酸ナトリウム水溶液によって現像を行い、乾燥塗膜が除去されるまでの時間をストップウォッチにより計測した。
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、パターン形成された銅箔基板上にスクリーン印刷で乾燥後の膜厚が20μmになるように全面塗布し、80℃で30分乾燥し、室温まで放冷する。この基板に高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて最適露光量でソルダーレジストパターンを露光し、30℃の1wt%Na2CO3水溶液をスプレー圧2kg/cm2の条件で60秒間現像を行い、レジストパターンを得た。
市販品の無電解ニッケルめっき浴及び無電解金めっき浴を用いて、ニッケル0.5μm、金0.03μmの条件でめっきを行い、テープピールにより、レジスト層の剥がれの有無やめっきのしみ込みの有無を評価した後、テープピールによりレジスト層の剥がれの有無を評価した。判定基準は以下のとおりである。
◎:染み込み、剥がれが見られない
○:めっき後に少し染み込みが確認されるが、テープピール後は剥がれない
△:めっき後にほんの僅かしみ込みが見られ、テープピール後に剥がれも見られる
×:めっき後に剥がれが有る
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、クシ型電極(ライン/スペース=50μm/50μm)が形成された基板に塗布し、露光・現像した後、熱硬化して、評価基板を作製した。この評価基板を、130℃、湿度85%の雰囲気下の高温高湿槽に入れ、電圧5Vを荷電し、192時間、HAST(Highly Accelerated Stress Test)を行った。HAST後の電気絶縁性を測定した。
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、2mmの銅ラインパターンが形成された基板に塗布し、露光・現像した後、熱硬化して、銅ライン上に3mm角のレジストパターンが形成された評価基板を作製した。この評価基板を、−65℃と150℃の間で温度サイクルが行われる冷熱サイクル機に入れ、TCT(Thermal Cycle Test)を行った。そして、600サイクル時、800サイクル時および1000サイクル時の外観を観察した。
◎:1000サイクルで異常なし
○:800サイクルで異常なし、1000サイクルでクラック発生
△:600サイクルで異常なし、800サイクルでクラック発生
×:600サイクルでクラック発生
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物の硬化物(硬化皮膜)を形成した評価基板を、PCT装置(エスペック株式会社製 HAST SYSTEM TPC−412MD)を用いて、121℃、飽和、0.2MPaの条件で、168、192時間PCT(Pressure Cooker Test)を行った。そして、処理後の塗膜の状態を評価した。判定基準は以下の通りである。
◎:192時間膨れ、剥がれ、変色、溶出のないもの
○:168時間膨れ、剥がれ、変色、溶出のないもの
△:若干の膨れ、剥がれ、変色、溶出があるもの
×:膨れ、剥がれ、変色、溶出が多く見られるもの
実施例1及び比較例1の感光性樹脂組成物を、以下に示す方法にて評価基板を作成し、同様に評価を行った。
実施例1及び比較例1の光硬化性樹脂組成物を、それぞれメチルエチルケトンで適宜希釈した後、アプリケーターを用いて、乾燥後の膜厚が20μmになるようにPETフィルム(東レ製 FB−50:16μm)に塗布し、80℃で30分乾燥させドライフィルムを得た。
回路形成された基板をバフ研磨した後、上記方法にて作製したドライフィルムを、真空ラミネーター(名機製作所製 MVLP(登録商標)−500)を用いて加圧度:0.8MPa、70℃、1分、真空度:133.3Paの条件で加熱ラミネートして、未露光のソルダーレジスト層を有する基板(未露光の基板)を得た。
評価結果を表2に示す。
Claims (5)
- カルボキシル基含有樹脂、光重合開始剤、スチリル基含有化合物、及びマレイミド化合物を含むことを特徴とする光硬化性樹脂組成物。
- さらにメルカプト化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の光硬化性樹脂組成物を、フィルムに塗布・乾燥して得られることを特徴とするドライフィルム。
- 請求項1または2に記載の光硬化性樹脂組成物を基材に塗布・乾燥して得られる乾燥塗膜、または前記光硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布・乾燥して得られるドライフィルムを基材にラミネートして得られる塗膜を、活性エネルギー線の照射により光硬化させて得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項1または2に記載の光硬化性樹脂組成物を基材に塗布・乾燥して得られる乾燥塗膜、または前記光硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布・乾燥して得られるドライフィルムを基材にラミネートして得られる塗膜を、活性エネルギー線の照射により光硬化させて得られる硬化物のパターンを有することを特徴とするプリント配線板。
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