JP2018045154A - 感光性樹脂組成物及びプリント配線板 - Google Patents
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- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
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Abstract
Description
カルボキシル基含有樹脂(A)は、カルボキシル基含有樹脂(A1)を含有する。カルボキシル基含有樹脂(A1)は、フェノールノボラック構造を有するエポキシ樹脂(a1)と不飽和カルボン酸(a2)との反応物である中間体と、多塩基酸無水物(a3)との反応物である。感光性樹脂組成物が、カルボキシル基含有樹脂(A1)を含有することで、感光性樹脂組成物に高い露光感度を付与することができる。このため、感光性樹脂組成物は、露光機の種類、露光量、光源の波長にかかわらず、硬化しうる。
光重合開始剤(B)は、紫外線又は電子線が照射されることで、ラジカル、カチオン、あるいはアニオン等を生成し、重合反応のきっかけになる化合物である。
エポキシ化合物(C)は、感光性樹脂組成物に熱硬化性を付与できる。エポキシ化合物(C)は、一分子中に少なくとも1個のエポキシ基を有することが好ましく、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有することも好ましい。エポキシ化合物(C)は、溶剤難溶性エポキシ化合物であってもよく、汎用の溶剤可溶性エポキシ化合物であってもよい。
光重合性化合物(D)は、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物である。光重合性化合物(D)は、感光性樹脂組成物に光硬化性を付与できる。光重合性化合物(D)は、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能(メタ)アクリレート;並びにジエチレングリコールジ(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、トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε―カプロラクトン変性ペンタエリストールヘキサアクリレート等の多官能(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有できる。
感光性樹脂組成物は、上記のカルボキシル基含有樹脂(A)、光重合開始剤(B)、エポキシ化合物(C)、及び光重合性化合物(D)以外の成分を含んでいてもよい。感光性樹脂組成物は、例えば、分散剤、着色剤、密着性付与剤、有機溶剤、無機充填材、硬化剤、その他の樹脂、及び添加剤を含んでよい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記のカルボキシル基含有樹脂(A)、光重合開始剤(B)、エポキシ化合物(C)、及び光重合性化合物(D)と、必要に応じて、その他の成分とを混合することによって、製造できる。
以下、感光性樹脂組成物から形成されたソルダーレジスト層を備えるプリント配線板を製造する方法の一例を説明する。
(合成例A−1)
還流冷却管、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ内に、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、品番EPICLON N−775、エポキシ当量189)189質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート103質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、及びトリフェニルホスフィン1.5質量部を入れることで、混合物を調製した。この混合物を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら加熱温度115℃、加熱時間12時間の条件で加熱することで、付加反応を進行させた。続いて、混合物にテトラヒドロ無水フタル酸60.8質量部、及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート71.5質量部を加えてから、更に混合物を加熱温度90℃、加熱時間3時間の条件で加熱した。これにより、カルボキシル基含有不飽和樹脂の65質量%溶液(カルボキシル基含有不飽和樹脂溶液A−1)を得た。
還流冷却管、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ内に、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、品番EPICLON N−770、エポキシ当量188)188質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート103質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、及びトリフェニルホスフィン1.5質量部を入れることで、混合物を調製した。この混合物を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら加熱温度115℃、加熱時間12時間の条件で加熱することで、付加反応を進行させた。続いて、混合物にテトラヒドロ無水フタル酸76質量部、及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート78.8質量部を加えてから、更に混合物を加熱温度90℃、加熱時間3時間の条件で加熱した。これにより、カルボキシル基含有不飽和樹脂の65質量%溶液(カルボキシル基含有不飽和樹脂溶液A−2)を得た。
還流冷却管、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ内に、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製、品番YDCN−700−5、エポキシ当量203)203質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート103質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、及びトリフェニルホスフィン1.5質量部を入れることで、混合物を調製した。この混合物を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら加熱温度115℃、加熱時間12時間の条件で加熱することで、付加反応を進行させた。続いて、混合物にテトラヒドロ無水フタル酸60.8質量部、及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート78.9質量部を加えてから、更に混合物を加熱温度90℃、加熱時間3時間の条件で加熱した。これにより、カルボキシル基含有不飽和樹脂の65質量%溶液(カルボキシル基含有不飽和樹脂溶液B−1)を得た。
還流冷却管、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ内に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1001、エポキシ当量472)472質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート202質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、及びトリフェニルホスフィン3質量部を入れることで、混合物を調製した。この混合物を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら加熱温度115℃、加熱時間12時間の条件で加熱することで、付加反応を進行させた。続いて、混合物にシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学株式会社製、品番H−TMAn−S)118.9質量部、及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート158質量部を加えてから、更に混合物を加熱温度110℃、加熱時間5時間の条件で加熱した。これにより、カルボキシル基含有不飽和樹脂の65質量%溶液(カルボキシル基含有不飽和樹脂溶液B−2)を得た。
後掲の表1及び2に示す成分を、表1及び2に示す割合で混合し、この混合物を3本ロールで混練することで、実施例1〜12及び比較例1〜6の感光性樹脂組成物を得た。
・光重合開始剤A−1:2,4,6−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、BASF社製、品番Irgacure TPO。
・光重合開始剤A−2:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、BASF社製、品番Irgacure 819。
・光重合開始剤B−1:2−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、BASF社製、品番Irgacure 907。
・光重合開始剤B−2:1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、BASF社製、品番Irgacure 184。
・光重合開始剤B−3:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、BASF社製、品番Irgacure 1173。
・光重合開始剤B−4:2,4−ジエチルチオキサントン、日本化薬株式会社製、品番カヤキュアDETX−S。
・光重合開始剤B−5:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、保土ヶ谷化学工業株式会社製、品番EAB。
・光重合開始剤B−6: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−(0−アセチルオキシム)、BASF社製、品番Irgacure OXE02。
・結晶性エポキシ樹脂A−1:トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレ−ト(高融点型)、融点150〜158℃。
・結晶性エポキシ樹脂A−2:ハイドロキノン型結晶性エポキシ樹脂、新日鉄住金化学株式会社製、品番YDC−1312、融点138〜145℃。
・非晶性エポキシ樹脂溶液B−1:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、DIC株式会社製、品番EPICLON N−695を固形分75%でジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した溶液。
・非晶性エポキシ樹脂溶液B−2:フェノールノボラック型エポキシ樹脂、DIC株式会社製、品番EPICLON N−775を固形分75%でジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した溶液。
・光重合性化合物:ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、日本化薬株式会社製、品番KAYARAD DPHA。
・微粉シリカ:株式会社トクヤマ製、品番レオロシールMT−10。
・硫酸バリウム:堺化学工業株式会社製、品番バリエースB30。
・タルク:東新化成株式会社製、品番SG2000。
・メラミン:日産化学工業株式会社製、品番メラミンHM。
・消泡剤:シメチコン(ジメチコンとケイ酸の混合物)、信越シリコーン株式会社製、品番KS−66。
・青色着色剤A:Pigment Blue 15:3。
・青色着色剤B:Pigment Blue 15:1。
・青色分散剤:銅フタロシアニンスルホネート誘導体、ルブリゾール社製の品名ソルスパース5000。
・黄色着色剤:Pigment Yellow 147。
・緑色着色剤:Pigment Green 36。
・有機溶剤A:芳香族系混合溶剤(石油ナフサ)。
・有機溶剤B:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート。
各実施例及び比較例の感光性樹脂組成物を用いて、次のようにしてテストピースを作製した。
1.現像性
現像性評価には、上記(3)で作製したテストピースとは別に、現像性評価用テストピースを作製した。
A:予備乾燥時の加熱時間が20分、80分のいずれの場合でも、サンプルには皮膜が残存していない。
B:予備乾燥時の加熱時間が20分であった場合のサンプルには皮膜が残存していないが、予備乾燥時の加熱時間が80分であったサンプルには皮膜の一部が残存している。
C:予備乾燥時の加熱時間が20分、80分のいずれの場合でも、サンプルには皮膜の一部が残存している。
上記(3)で作製したテストピースを、室温下で、10%の硫酸水溶液に30分間浸漬した後、このテストピースのソルダーレジスト層の外観を観察した。その結果を次に示すように評価した。
A:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が認められない。
B:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が僅かに認められる。
C:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が顕著に認められる。
上記(3)で作製したテストピースのソルダーレジスト層に、水溶性フラックス(ロンドンケミカル社製、品番LONCO 3355−11)を塗布し、続いてソルダーレジス層を260℃の溶融はんだ浴に10秒間浸漬してから水洗した。この処理を3回繰り返してから、ソルダーレジスト層の外観を観察し、その結果を次に示すように評価した。
A:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が認められない。
B:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が僅かに認められる。
C:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が顕著に認められる。
上記(3)で作製したテストピースに、市販のメッキ液を用いて、無電解ニッケルメッキと無電解金メッキを順次施してから、このテストピースのソルダーレジスト層のセロハン粘着テープ剥離試験を行うことで、メッキ後のソルダーレジスト層の密着状態を確認した。
A:セロハン粘着テープ剥離試験でソルダーレジスト層の剥離及び変色は認められない。
B:セロハン粘着テープ剥離試験でソルダーレジスト層の一部剥離又は若干の変色が認められる。
C:セロハン粘着テープ剥離試験でソルダーレジスト層の大きな剥離又は強い変色が認められる。
上記(3)で作製したテストピースを、温度121℃の飽和水蒸気中に8時間放置した後、このテストピースのソルダーレジスト層の外観を観察した。その結果を次に示すように評価した。
A:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常は認められない。
B:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が僅かに認められる。
C:ソルダーレジスト層にふくれ、剥離、変色等の異常が顕著に認められる。
耐電蝕性評価には、上記(3)で作製したテストピースとは別に、耐電蝕性評価用テストピースを作製した。
A:マイグレーションが確認されない。
B:若干のマイグレーションが確認される。
C:マイグレーションが発生している。
上記(3)で作製したテストピースのソルダーレジスト層における、300mJ/cm2の露光量で紫外線を照射した箇所及び80mJ/cm2の露光量で紫外線を照射した箇所の色味を、次に示すように評価した。
A:明瞭に色味の区別ができる。
B:明瞭ではないが、色味の区別ができる。
C:不明瞭で色味の区別がしにくい、又は色味の区別ができない。
Claims (6)
- カルボキシル基含有樹脂(A)と、
光重合開始剤(B)と、
エポキシ化合物(C)と、
光重合性化合物(D)と、を含有し、
前記カルボキシル基含有樹脂(A)は、カルボキシル基含有樹脂(A1)を含み、
前記カルボキシル基含有樹脂(A1)は、フェノールノボラック構造を有するエポキシ樹脂(a1)と不飽和カルボン酸(a2)との反応物である中間体と、多塩基酸無水物(a3)との反応物であり、
前記光重合開始剤(B)は、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤(B1)を含み、
前記エポキシ化合物(C)は、結晶性エポキシ樹脂(C1)を含む、
感光性樹脂組成物。 - 前記感光性樹脂組成物は、更にメラミンを含有する、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、更に青色着色剤及び青色分散剤のうちの少なくとも一方を含有する、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、更に黄色着色剤を含有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記結晶性エポキシ樹脂(C1)の融点は、70〜250℃の範囲内である、請求項1から4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物であるソルダーレジスト層を備える、プリント配線板。
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