JP2015170797A - ソルダーレジスト用樹脂組成物、マーキングインク用樹脂組成物、硬化物及びプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によるソルダーレジスト用樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくともいずれか一方と、ガラス粒子とを含有する。本発明によるマーキングインク用樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくともいずれか一方と、ガラス粒子とを含有する。
【選択図】なし
Description
本実施形態で使用する活性エネルギー線硬化性樹脂は、活性エネルギー硬化性(例えば、光硬化性)を有する官能基を有する化合物、樹脂等を含有すればよい。
本実施形態で使用する熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ケイ素樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、あるいは、これら樹脂の変性物等を用いることができる。これらのうちエポキシ樹脂の具体例としては、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、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ジヒドロアントラセン型エポキシ樹脂、3官能フェノール型エポキシ樹脂、4官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン、グリシジルエステル、ブタジエンなどの2重結合をエポキシ化した化合物、水酸基含有シリコーン樹脂類とエピクロルヒドリンとの反応により得られる化合物等が挙げられる。
レングリコールアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;ジアルキルグリコールエーテル類等が挙げられる。上記希釈剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
樹脂組成物が活性エネルギー線硬化性樹脂を含む場合、樹脂組成物は光重合開始剤を更に含むことが好ましい
本実施形態に用いられる光重合開始剤として、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、オキシムエステル基を有するオキシムエステル系光重合開始剤など、公知の光重合開始剤を使用することができ、これらのうち少なくとも1種類以上を用いることが好ましい。
本実施形態に用いられるガラス粒子は、例えば非晶質のガラス状態にある化合物(例えば、ソーダガラス、石英ガラス)を機械的に微粉砕し、或いは他の方法によって微粒子化したものであることが好ましい。このような方法で微粒子化された非晶質の化合物を用いることにより、結晶性を有する化合物とは異なり、ポリマーや有機溶剤に対して水素結合等による相互作用を小さくできると考えられる。そのため、ポリマー中にガラス粒子を高濃度で配合させてもチクソ性の極端な増大等を引き起こしにくくなり、印刷性等の劣化が生じにくい。さらに、ガラス粒子は、線膨張率の値(CTE値)が15×10−7〜150×10−7/℃の範囲内であることが好ましい。CTE値が20×10−7〜110×10−7/℃の範囲内がより好ましく、CTE値が30×10−7〜80×10−7/℃の範囲内であることがさらに好ましい。なお、このCTE値は、30〜350℃の温度範囲における平均値である。ガラス粒子を構成する主成分としては、SiO2、PbO、B2O3、ZnO、Bi2O3、TiO2、SnO、P2O5等の酸化物である。このようなガラス粒子を充填剤として用いることにより、例えば硫酸バリウム、破砕シリカ、溶融シリカなどの充填剤などでは得られない硬化物特性を付与することが可能になる。
樹脂組成物は、更に必要に応じて適宜の添加剤を含有してもよい。例えば樹脂組成物は、シリコーン、アクリレート等の共重合体;レベリング剤;シランカップリング剤等の密着性付与剤;チクソトロピー剤;重合禁止剤;ハレーション防止剤;難燃剤;消泡剤;酸化防止剤;界面活性剤;並びに高分子分散剤からなる群から選択される一種以上の化合物を含有してもよい。
上記のような樹脂組成物の原料が配合され、例えば三本ロール、ボールミル、サンドミル等を用いる公知の混練方法によって混練されることにより、樹脂組成物が調製され得る。また、ソルダーレジスト用樹脂組成物は、上記各成分のうち一部(例えば、光重合性化合物、有機溶剤の一部及び熱硬化成分)を予め混合して分散させておき、これとは別に残りの成分を予め混合して分散させておき、使用時に両者を混合してソルダーレジスト用樹脂組成物を調製してもよい。
本実施形態のソルダーレジスト用樹脂組成物を使用することで、基材(例えば、プリント配線板)上に硬化物を形成することができる。これにより、例えば硬化物を有するプリント配線板を作製することができる。硬化物の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、印刷法を用いて所望のパターンを形成し、成膜することができる。具体的には、銅張積層板などの基板を準備し、この基板上にスクリーン印刷やオフセット印刷等の従来周知の印刷手法を用いてソルダーレジスト用樹脂組成物を印刷する。そして、この後、紫外線を全面的に露光してこの被露光部分のソルダーレジスト用樹脂組成物を硬化して、所定パターンの膜(硬化物)を形成させることができる。一方、ソルダーレジスト用樹脂組成物に活性エネルギー線硬化性樹脂が含まれず、熱硬化性樹脂のみが含まれる場合は、例えば、120〜180℃で30〜90分程度の条件で加熱処理を施すことで熱硬化性樹脂成分を熱硬化させ、硬化物を形成させることができる。
本実施形態のマーキングインク用樹脂組成物を使用することで、例えばプリント配線板上に、以下のように硬化物を形成することができる。硬化物は、例えばマーキングインク用樹脂組成物を用いてマーキング又は、塗布することで形成させることができる。このマーキングをするにあたっては、まず、硬化物が形成された銅張積層板などの基板を準備し、この硬化物上にスクリーン印刷やオフセット印刷等の従来周知の印刷手法を用いて、マーキングインク用樹脂組成物を印刷する。そして、この後、紫外線を全面的に露光してこの被露光部分のマーキングインク用樹脂組成物を硬化して、所定パターンの膜(硬化物)を形成させることができる。尚、この場合の硬化物の形成方法は、特に限定されるものではなく、上記と同様の方法を採用すればよい。また、硬化物の形成にあたっては、本実施形態のソルダーレジスト用樹脂組成物で形成させても良いし、その他の公知のソルダーレジスト形成用材料から形成されるものであってもよい。
トリメチロールプロパントリアクリレート800gに、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON(登録商標)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。
ワニスA−1を用い、表2に示す割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製した。ここで、得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の分散度を、エリクセン社製グラインドメーターによる粒度測定にて評価したところ、15μm以下であった。
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(DIC社製、EPICLON(登録商標)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。
ワニスA−2を用い、表3に示す割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、カルボキシ基を有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製した。ここで、得られたカルボキシ基を有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の分散度を、エリクセン社製グラインドメーターによる粒度測定にて評価したところ、15μm以下であった。
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート240gとブチルグリコール60gに、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON(登録商標)N−695、軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6)700gを、100℃にて加熱攪拌し、均一溶解した。これをワニスA−3とする。
ワニスA−3を用い、表4に示す割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、熱硬化性樹脂組成物を調製した。ここで、得られた熱硬化性樹脂組成物の分散度を、エリクセン社製グラインドメーターによる粒度測定にて評価したところ、15μm以下であった。
実施例1〜3及び比較例1〜2のカルボキシル基を有しない活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、パターン形成された銅泊基板上に、乾燥膜厚が20μmになるようにスクリーン印刷でパターン塗布しこの基板にメタルハライドランプを搭載した露光装置を用いて、レジスト表面上に1000mJの露光量が当たるように全面露光し、硬化物パターンの形成された評価基板を得た。
実施例4〜9及び比較例3〜5のカルボキシル基を有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、パターン形成された銅泊基板上に乾燥膜厚が20μmになるようにスクリーン印刷で全面塗布し、80℃で乾燥を20分行った。
○:現像残渣が認められない。
△:ほんの僅かに残渣が見られる。
×:はっきりと現像残渣が見られる。
評価基板を、10wt%H2SO4水溶液に室温で30分間浸漬し、染み込みや塗膜の溶け出しを目視にて確認し、さらにテープピーリングによる剥がれを確認した。判定基準は以下のとおりである。
○:変化が認められないもの。
△:ほんの僅かに変化しているもの。
×:塗膜に膨れあるいは膨潤脱落があるもの。
評価基板を、10wt%NaOH水溶液に室温で30分間浸漬し、染み込みや塗膜の溶け出しを目視にて確認し、さらにテープピーリングによる剥がれを確認した。判定基準は以下のとおりである。
○:変化が認められない。
△:ほんの僅かに変化している。
×:塗膜に膨れあるいは膨潤脱落がある。
評価基板にロジン系フラックスを塗布した後、予め260℃に設定したはんだ層に浸漬した。そして変性アルコールでフラックスを洗浄した後、目視によるレジスト層の膨れ・剥がれについて評価した。判定基準は以下のとおりである。
○:10秒浸漬を3回以上繰り返しても剥がれが認められない。
△:10秒浸漬を3回以上繰り返すと少し剥がれる。
×:10秒浸漬を3回以内にレジスト層に膨れ、剥がれがある。
評価基板について、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0.05μmの条件でめっきを行った。めっきされた評価基板において、レジスト層の剥がれの有無やめっきのしみ込みの有無の評価をした後、テープピーリング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。
○:めっき後にしみ込みが見られず、テープピーリング後に剥がれは無い。
△:めっき後に白化は確認されるが、テープピーリング後の剥がれは無い。
×:めっき後に僅かなしみ込みが確認され、テープピーリング後に剥がれも見られる。
評価基板の表面状態を目視にてレジスト表面全体の平滑性を評価した。評価基準は以下のとおりである。
○:印刷時のスクリーン版の痕跡が全く見られない。
△:印刷時のスクリーン版の痕跡が僅かに見られる。
×:印刷時のスクリーン版の痕跡がはっきり確認できる。
約40μmの活性エネルギー線又は熱硬化性樹脂組成物の硬化物を形成し、TMA((株)リガク社製TMA8310)により、線膨張係数を(CTE)を測定した。測定は硬化収縮などの影響を排除するため、1stRunでアニーリング処理を行い、2ndRunの測定にてCTEを算出した。また、測定したCTEの値は、1)35〜80℃、2)50〜150℃、3)35〜250℃の平均値として決定した。
Claims (6)
- 活性エネルギー線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくともいずれか一方と、ガラス粒子とを含有することを特徴とするソルダーレジスト用樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂は、カルボキシル基含有樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載のソルダーレジスト用樹脂組成物。
- 活性エネルギー線硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂の少なくともいずれか一方と、ガラス粒子とを含有することを特徴とするマーキングインク用樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂は、カルボキシル基含有樹脂を含むことを特徴とする請求項3に記載のマーキングインク用樹脂組成物。
- 請求項1及び2に記載のソルダーレジスト用樹脂組成物並びに請求項3及び4に記載のマーキングインク用樹脂組成物の少なくともいずれか1つを基材上に塗布し、それを硬化させて得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項5に記載の硬化物を備えることを特徴とするプリント配線板。
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