JP3817696B2 - フェノール性水酸基を含有するトリアジンジハライド及び芳香族(ポリ)グアナミン、並びにその組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリアジンジハライド及び芳香族(ポリ)グアナミン、並びに芳香族(ポリ)グアナミン含有組成物に関する。特に本発明は、各種材料[ケミカルミーリング、半導体封止材料、電気電子材料(プリント配線板等)、塗料、成形材料、絶縁材、耐熱性材料、接着剤等]に有用な熱硬化性組成物、感光性ネガ型組成物及び感光性ポジ型組成物、並びにその組成物の調製に有用なフェノール性水酸基含有芳香族(ポリ)グアナミン、及びその芳香族(ポリ)グアナミンの合成に有用なフェノール性水酸基含有トリアジンジハライドに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、成型材料、電気電子材料、ケミカルミーリング材料等としては、フェノール樹脂が知られている。しかしながら、従来のフェノール樹脂は、耐熱性、耐薬品性、難燃性が十分ではなかった。そのため、特に近年の電気電子材料の新しい要求特性に対して、充分に対応できていないという問題を有していた。
【0003】
別の成型材料、電気電子材料、ケミカルミーリング材料等としては、ノボラック樹脂/ジアゾナフトキノン・スルホン酸エステル系ポジ型感光性樹脂から調製されるものが知られる。然しながら、従来のノボラック樹脂を使用した上記ポジ型感光性樹脂は成膜性が十分でなく、更に得られるフィルムの耐熱性も十分でないといった問題があった。
【0004】
一方、耐熱性、難燃性に優れる成型材料、電気電子材料、ケミカルミーリング材料等としては、トリアジン系樹脂が知られる。
そのようなトリアジン系樹脂としては、例えば特開昭61−293227号公報、特開昭64−22954号公報、及び特開平4−77583号公報に記載されるものが挙げられる。これらのトリアジン系樹脂は、特定のグアナミンモノマーを使用して調製される。
【0005】
然しながら、これらのグアナミンモノマーは何れも、そのトリアジン環上の架橋基としては2個のアミノ基しか存在しない。そのため、硬化樹脂の架橋密度が十分得られず、エッチング耐性、耐溶剤性等が十分でないという問題を有する。更に、環境上、現像は水性現像液で行うのが好ましいのであるが、これらの感光性樹脂は水性現像性が十分でないという問題も有する。
【0006】
別のトリアジン系樹脂としては、例えば特開昭57−187321号公報に記載されるものが挙げられる。このトリアジン系樹脂に於いては、前記のトリアジン系樹脂と異なり、トリアジン環は2個のアミノ基以外に更にヒドロキシ基を備えたアミノ基も有する。
【0007】
しかし、上記ヒドロキシ基は、(例えばエポキシ基等との)架橋反応性が十分でないという問題を有する。更に、水性現像性も十分でないという問題を有する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑み、本発明は、半田耐熱性、耐薬品性、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤、絶縁抵抗性等に優れた硬化樹脂を形成することができ、各種材料[ケミカルミーリング、半導体封止材料、電気電子材料(プリント配線板等)、塗料、成形材料、絶縁材、耐熱性材料、接着剤等]に有用な水性現像可能な組成物を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者等が鋭意検討した結果、新規なフェノール性水酸基含有トリアジンジハライドから調製される芳香族(ポリ)グアナミンを使用すれば、優れた功を奏することを見出し、本発明を成すに到った。
即ち、本発明は、次式[I]、
【0010】
【化3】
【0011】
[式中、X1はハロゲン原子を表し、R1はC1〜C6アルキル基若しくはアリール基を表す。]
で表されるトリアジンジハライドを提供する。
又、本発明は、次式[II]、
【0012】
【化4】
【0013】
[式中、Arは芳香環を有する架橋基を表し、nは1〜200の整数を表し、R1は前記式[I]と同義である。]
で表される芳香族(ポリ)グアナミンを提供する。
【0014】
尚、本明細書中、「(ポリ)グアナミン」とは、モノグアナミン(即ち、繰り返し単位数nが1のもの)若しくはポリグアナミン(即ち、繰り返し単位数nが2以上のもの)を表す。
【0015】
更に、本発明は、上記芳香族(ポリ)グアナミン、熱硬化性成分及び熱硬化型触媒を含有する熱硬化性組成物を提供する。
本発明は、上記芳香族(ポリ)グアナミン、オキシラン環含有化合物及び光硬化型触媒を含有する感光性ネガ型組成物を提供する。
【0016】
本発明は、上記芳香族(ポリ)グアナミン、ビニルエーテル基含有化合物及び光酸発生剤を含有する感光性ポジ型組成物を提供する。
本発明は、上記芳香族(ポリ)グアナミン及びアジド化合物を含有する感光性ボジ型組成物を提供する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
式[II]で表される本発明のフェノール性水酸基含有芳香族(ポリ)グアナミンは、例えば以下のようにして調製することができる。
即ち、先ず、次式、
【0018】
【化5】
【0019】
[式中、X1及びR1はそれぞれ式[I]と同義。]
に従って、ハロゲン化シアヌール[III]と、ヒドロキシ−N−アルキルアニリン[IV]とを反応させて、本発明のフェノール性水酸基含有トリアジンジハライド[I]を合成する。
式中、X1は同一でも異なってもよいハロゲン原子を表す。好ましくは、X1は塩素原子である。
【0020】
式中、R1はC1〜C6アルキル基若しくはアリール基を表す。C1〜C6アルキル基としては、好ましくはC1〜C3アルキル基、特に好ましくはメチル基である。アリール基は、置換基(アルキル基、ヒドロキシ基等)を更に有していてよい。具体的には、アリール基としては、フェニル基、o−、m−若しくはp−ヒドロキシフェニル基(−C6H4−OH)、p−ヒドロキシ−m−メチルフェニル基等が挙げられる。
【0021】
式中、ベンゼン環上のヒドロキシ基は、o−、m−、p−位の何れに存在していてもよい。好ましくは、p−位である。
ハロゲン化シアヌール[III]としては、例えば塩化シアヌール若しくは臭化シアヌールが挙げられる。好ましくは、塩化シアヌールである。
ヒドロキシ−N−アルキルアニリン[IV]としては、具体的にはp−ヒドロキシ−N−メチルアニリン、N,N−3,3’−ジヒドロキシジフェニルアミノが好ましい。
【0022】
トリアジンジハライド[I]としては、例えば6−(N−フェニル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド、6−(N,N−3,3’−ジヒドロキシジフェニルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド、6−(N−3−ヒドロキシ−4−メチルフェニル−N−メチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド、6−(N−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル−N−メチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド等が挙げられる。
好ましくはトリアジンジハライド[I]としては、次式[Ia]及び[Ib]
【0023】
【化6】
【0024】
で表されるものである。
トリアジンジハライド[I]の合成は、通常の方法、例えば化学量論量のハロゲン化シアヌール[III]とヒドロキシ−N−アルキルアニリン[IV]とを撹拌混合し、その後通常の分離・精製処理等を行ってよい。
次いで、次式、
【0025】
【化7】
【0026】
[式中、nは式[II]と同義。]
に従って、トリアジンジハライド[I]と芳香族ジアミン[V]とを反応させて、本発明の芳香族(ポリ)グアナミン[II]を調製する。
【0027】
式中、X2は同一でも異なってもよいH若しくはSiR2 3を表す。R2は、同一でも異なってもよい低級アルキル基(C1〜C3アルキル基等)若しくはアリール基を表す。例えばX2としては、トリアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、ジアリールアルキルシリル基等が挙げられる。好ましくはX2としては、Si(CH3)3[トリメチルシリル(TMS)基]である。
式中、Arは、芳香環を有する架橋基を表す。Arとしては、例えば次式、
【0028】
【化8】
【0029】
で表される芳香環構造を少なくとも1個以上(例えば1〜5個)有するものが挙げられる。上記芳香環構造のベンゼン環上及び/又は結合鎖(例えば主鎖)上に、置換基[C1〜C6アルキル基(アルキル基は、更に他の置換基(ハロゲン原子等)を有していてもよい。)、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、オキソ基等]を有していてもよい。更に、結合鎖中に、C原子以外の原子(O、S、N等)が介在していてもよい。例えば、主鎖の一部が、−O−(エーテル結合)、−S−(チオエーテル結合)、−SO2−(スルホニル基)、−NH・CO−(アミド結合)等により形成されていてもよい。
具体的にはArとしては、表1及び表2に示すもの(Ar−1〜Ar−47)が挙げられる。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
nは、1〜200、好ましくは5〜150の整数を表す。nが200を超過すると、有機溶媒への溶解性が低下し成形性が十分得られない。
芳香族ジアミン[V]としては、一級(即ち−NH2)芳香族ジアミンを使用してもよいが、N−シリル化(即ち−NH・SiR2 3)芳香族ジアミンが反応性等の点に於いて好ましく、特にN−TMS化芳香族ジアミンが好ましい。
【0033】
N−シリル化芳香族ジアミンは、一級芳香族ジアミンを通常のシリル化剤、例えば、シリルアミド系シリル化剤[N,O−ビスTMSアセトアミド(BSA)等]、TMSハライド(トリメチルシリルクロライド等)によりシリル化して合成することができる。
例えば、次式に示す通り、N−TMS化芳香族ジアミン[Vb]は、
【0034】
【化9】
【0035】
一級芳香族ジアミン[Va]とBSAとを、必要に応じ加熱下、撹拌混合して合成することができる。
一級芳香族ジアミン[Va]としては、具体的にはAr=Ar−1〜Ar−47のものが挙げられる。好ましくは、Ar=Ar−4、Ar−10、Ar−12、Ar−16、Ar−19、Ar−28、Ar−34、Ar−41のものである。
【0036】
一級芳香族ジアミン[Va]とシリル化剤は、それぞれ一種以上使用してよく、化学量論量にて反応させることができる。具体的には、一級芳香族ジアミン[Va]1モルに対し、BSAは0.2〜2モル使用してよい。
【0037】
トリアジンジハライド[I]と芳香族ジアミン[V]との反応は、nが所望値となるように適宜、反応条件(溶媒、反応温度、反応時間、反応濃度、配合成分の添加順序等)を選択して行ってよい。例えば、DMSO、NMP等の極性溶媒中、加熱(例えば80〜180℃)下、2〜48時間撹拌混合して行ってよい。
【0038】
上記のようにして調製される本発明の芳香族(ポリ)グアナミン[II]は、基本骨格(繰り返し単位)内に、フェノール性水酸基を有することを特徴とする。即ち、フェノール性水酸基は酸性を示すので、フェノール性水酸基を分子内に有することにより、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基等との架橋反応性を向上させることができ、且つ水性現像液(特にアルカリ現像液等)にて現像することも容易となる。
【0039】
そのような本発明の芳香族(ポリ)グアナミン[II]に於いて、フェノール性水酸基当量(g/eq)は、90〜1000(特に95〜600)が好ましい。フェノール性水酸基当量が90未満だと、現像耐性が低下することがある。逆に1000を超過すると、水性現像性が低下することがある。
【0040】
尚、フェノール性水酸基当量は、次式、
[フェノール性水酸基当量]=
[繰り返し単位の分子量]/[1+Arの水酸基当量]
により与えられる。
【0041】
例えば、式[II]に於いて、R1=CH3、Ar=Ar−24であるときは、フェノール性水酸基当量は398である。式[II]に於いて、R1=CH3、Ar=Ar−39であるときは、フェノール性水酸基当量は491である。式[II]に於いて、R1=CH3、Ar=Ar−10であるときは、フェノール性水酸基当量は518である。式[II]に於いて、R1=CH3、Ar=Ar−12であるときは、フェノール性水酸基当量は138である。
【0042】
芳香族(ポリ)グアナミンの分子末端にハロゲン原子が存在する場合は、必要に応じ、通常の変性処理、例えばアミン類(アニリン、N−TMS化アニリン)、p−トルエンスルホンアミド[CH3−C6H4(フェニレン)−SO2NH2等]、アルコール類(低級アルコール、アリルアルコール、フェノール等)と反応させることにより、分子末端のハロゲン原子をこれらと置換・除去してよい。
具体的には、本発明の芳香族(ポリ)グアナミン[II]としては、例えば、次式[IIa]、
【0043】
【化10】
【0044】
[式中、R3はX1、アルコキシ基、アリルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基若しくはアリールアミノ基を表し、R4はH若しくは次式、
【0045】
【化11】
【0046】
で表される置換基を表し、R5はR3と同一でも異なってもよいX1、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基若しくはアリールアミノ基を表し、X1は式[I]と同義であり、R1、Ar及びnはそれぞれ式[II]と同義である。]
で表されるものが挙げられる。
【0047】
上記アルコキシ基及びアルキルアミノ基としては、C1〜C6のものが挙げられる。アリルオキシ基及びアリールオキシ基は、置換基(例えばC1〜C6アルキル基等)を更に有していてもよい。
具体的には、R3若しくはR5としては、次式
【0048】
【化12】
【0049】
で表されるものが挙げられる。
好ましくは、本発明の芳香族(ポリ)グアナミン[II]としては、例えば、次式[IIb]、
【0050】
【化13】
【0051】
[式中、R3、R4、Ar及びnはそれぞれ式[IIa]と同義である。]
で表されるものが挙げられる。
具体的には(ポリ)グアナミン[II]としては、式[IIb]中、R3が次式、
【0052】
【化14】
【0053】
で表される置換基の何れかであり、R4がH若しくは次式、
【0054】
【化15】
【0055】
[式中、R3は上記と同義。]
で表される置換基の何れかであり、ArがAr−4、Ar−10、Ar−12、Ar−16、Ar−19、Ar−28、Ar−34及びAr−41の何れか一種(この場合、ポリグアナミンはホモポリマー体となる。)若しくは二種以上(この場合、ポリグアナミンはコポリマー体となる。)であり、且つn=40〜130のものが好ましい。
特に、(ポリ)グアナミン[II]としては、次式、
【0056】
【化16】
【0057】
で表される[IIb−1]〜[IIb−4]の何れかが好ましい。
上記のようにして調製される本発明の芳香族(ポリ)グアナミン[II]は、通常、ガラス転移点(Tg)160〜280(特に197〜255)℃、引張強度50〜500(特に100〜300)MPa、破断伸び1〜30(特に5〜15)%、引張弾性率1〜7(特に3〜6)GPa、熱分解温度(空気中)350〜420(特に380〜400)℃の諸物性の一以上を有し得る。更に、線膨張係数(CTE)20〜120(特に40〜80)ppm、誘電率3〜6(特に3.5〜5)、誘電正接0.005〜0.05(特に0.01〜0.03)GHz、吸水率0.2〜1.5(特に0.5〜1.0)%の諸物性の一以上を有し得る。
【0058】
本発明の芳香族(ポリ)グアナミンを使用して、本発明の各種組成物が調製される。例えば、本発明の組成物の一態様としては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]、熱硬化性成分及び熱硬化型触媒を含有する熱硬化性組成物が挙げられる。
【0059】
本発明の熱硬化性組成物において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]は、一種以上使用してよい。
本発明の熱硬化性組成物において熱硬化性成分としては、熱硬化性エポキシ樹脂、アミノ樹脂(ブチル化メラミン樹脂、ブチル化尿素樹脂、ベンゾグアナミン系共縮合樹脂等)、エチレン性不飽和基含有化合物等が挙げられ、これらの一種以上使用してよい。
【0060】
熱硬化性成分に於いて上記エチレン性不飽和基含有化合物としては、その分子中にエチレン性不飽和基を少なくとも1個以上(特に2〜7個)有する化合物が好ましい。エチレン性不飽和基としては、例えばビニル基、アリル基、イソプロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、脂環式不飽和基等が挙げられる。具体的にはエチレン性不飽和基含有化合物としては、ジビニルベンゼン、アルキルジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルフタレート樹脂、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、グリセロールジアリルエーテル、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(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、ビスマレイミド系架橋剤、ポリエステル樹脂、オキセタン化合物等が挙げられ、これらの一種以上を使用してよい。
【0061】
本発明の熱硬化性組成物において熱硬化型触媒としては、ジシアンジアミド、イミダゾール系化合物、アミンアダクト化合物、過酸化物、熱カチオン発生剤等が挙げられ、これらの一種以上を使用してよい。
【0062】
その他、本発明の熱硬化性組成物においては、必要に応じ、各種添加剤を加えてよい。添加剤としては、例えば溶剤、難燃剤(リン酸エステル、ハロゲン系難燃剤等)、充填剤(シリカ、硫酸バリウム、アルカリ土類化合物、タルク、酸化チタン、チタン酸バリウム等)、消泡剤、着色剤等が挙げられる。
【0063】
添加剤において溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルポロリドン、γ−ブチロラクトン、DMSOなどの極性溶媒挙げられ、これらの一種以上使用してよい。
【0064】
本発明の熱硬化性組成物の組成において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]100重量部に対し、熱硬化性成分10〜400重量部、熱硬化型触媒0.1〜100重量部であってよい。熱硬化性成分が10重量部未満だと半田耐熱性が低下することがある。逆に400重量部を超過するとガラス転移点が低下することがある。熱硬化型触媒が0.1重量部未満だと硬化不良を起こすことがある。逆に100重量部を超過すると半田耐熱性が低下することがある。
【0065】
更に、本発明の熱硬化性組成物の組成においては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]と熱硬化性成分との重量比[芳香族(ポリ)グアナミン/熱硬化性成分]は、90/10〜20/80(特に85/15〜25/75)であるのが好ましい。この比から外れる場合、未反応のフェノール性水酸基若しくは熱硬化性官能基が残存することがあり、その結果半田耐熱性、鍍金耐性、耐薬品性が低下することがある。
【0066】
本発明の熱硬化性組成物の調製法は特に限定されず、各配合成分を同時に或いは順次加え、均一混合して行ってよい。
本発明の熱硬化性組成物は、例えば100〜250℃、5分間〜24時間加熱することにより、硬化させることができる。
【0067】
本発明の組成物の別の一態様としては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]、オキシラン環含有化合物及び光硬化型触媒を含有する感光性ネガ型組成物が挙げられる。
【0068】
本発明の感光性ネガ型組成物において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]は、一種以上使用してよい。
本発明の感光性ネガ型組成物においてオキシラン環含有化合物としては、分子内にオキシラン環を1個以上(好ましくは2〜10個)有するものが挙げられる。具体的には、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリブタジエン樹脂、オキセタン化合物等が挙げられ、これらの一種以上を使用してよい。
【0069】
本発明の感光性ネガ型組成物において光硬化型触媒としては、光カチオン発生剤が挙げられる。光カチオン発生剤としては、具体的にはトリアリールスルホニウム塩(トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート等)、トリアリールセレニウム塩、ジアリールヨードニウム塩(ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート等)が挙げられ、これらの一種以上を使用してよい。
【0070】
その他、本発明の感光性ネガ型組成物においては、必要に応じ、各種添加剤を加えてよい。添加剤としては、例えば熱カチオン発生剤(ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、1−ナフチルメチル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム メチルサルフェート等)、光増感剤(2,5−ジエチルチオキサントン、アントラセン、9,10−エトキシアントラセン等)、並びに熱硬化性組成物において添加剤として例示したもの等が挙げられる。
【0071】
本発明の感光性ネガ型組成物の組成において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]100重量部に対し、オキシラン環含有化合物10〜400重量部、光硬化型触媒0.1〜100重量部であってよい。オキシラン環含有化合物が10重量部未満だと半田耐熱性、密着性が低下することがある。逆に400重量部を超過すると半田耐熱性、難燃性が低下することがある。光硬化型触媒が0.1重量部未満だと硬化不良を起こすことがある。逆に100重量部を超過すると半田耐熱性、絶縁抵抗性が低下することがある。
【0072】
更に、本発明の感光性ネガ型組成物の組成においては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]とオキシラン環含有化合物との重量比[芳香族(ポリ)グアナミン/オキシラン環含有化合物]は、90/10〜20/80(特に85/15〜25/75)であるのが好ましい。この比から外れる場合、未反応のフェノール性水酸基若しくはオキシラン環が残存することがあり、その結果半田耐性が低下することがある。
【0073】
本発明の感光性ネガ型組成物の調製法は特に限定されず、各配合成分を同時に或いは順次加え、均一混合して行ってよい。
本発明の感光性ネガ型組成物は、例えば紫外光等を1〜4000mj/cm2にて光照射することにより、硬化させることができる。光照射は、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、レーザー光等により行ってよい。
【0074】
更に、本発明の感光性ネガ型組成物においては、必要に応じ加熱(60〜150℃)処理を行ってよい。
露光後の現像は、例えば油性現像液若しくは水性現像液中に露光樹脂を浸漬して行うことができる。油性現像液としては、NMP、γ−ブチロラクトン、DMSO等が挙げられる。水性現像液としては、アルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウム ハイドロキサイド等)水溶液等が挙げられる。
【0075】
本発明の組成物の別の一態様としては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]、ビニルエーテル基含有化合物及び光酸発生剤を含有する感光性ポジ型組成物(以下、「感光性ポジ型組成物(1)」ということがある。)が挙げられる。
本発明の感光性ポジ型組成物(1)において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]は、一種以上使用してよい。
【0076】
本発明の感光性ポジ型組成物(1)においてビニルエーテル基含有化合物としては、分子内にビニルエーテル基を1個以上(好ましくは2〜5個)有するものが挙げられる。具体的には、モノビニルエーテル化合物、ジビニルエーテル化合物等が挙げられる。特にポリエチレングリコール系ジビニルエーテルは揮発性が少なく、良好な架橋剤となるので好ましい。ビニルエーテル基含有化合物としては、これらの一種以上を使用してよい。
【0077】
本発明の感光性ポジ型組成物(1)において光酸発生剤としては、ビストリハロメチルトリアジン、p−ニトロベンジル ジアルコキシアントラセンスルホネート、オキシム スルホネート、α−スルホニルオキシケトン、α−ヒドロキシメチル ベンゾインスルホネート、ナフトキノンジアジド−スルホネート ビス(アリルスルホニル)ジアゾメタン、ジスルフィド、o−ニトロベンジルエステル類等が挙げられ、これらの一種以上を使用してよい。
その他、本発明の感光性ポジ型組成物(1)においては、必要に応じ、各種添加剤を加えてよい。添加剤としては、感光性ネガ型組成物において添加剤として例示したもの等が挙げられる。
【0078】
本発明の感光性ポジ型組成物(1)の組成において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]100重量部に対し、ビニルエーテル基含有化合物5〜60重量部、光酸発生剤0.1〜20重量部であってよい。ビニルエーテル基含有化合物が5重量部未満だと溶解性が低下しコントラストが低下することがある。逆に60重量部を超過すると現像が困難となることがある。光酸発生剤が0.1重量部未満だと溶解性が低下しコントラストが低下することがある。逆に20重量部を超過すると現像過多となることがある。
【0079】
更に、本発明の感光性ポジ型組成物(1)においては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]とビニルエーテル基含有化合物との重量比[芳香族(ポリ)グアナミン/ビニルエーテル基含有化合物]は、95/5〜60/40(特に93/7〜65/35)であるのが好ましい。この比から外れる場合、フェノール性水酸基とビニルエーテル基が十分にアセタール結合を形成することができず、その結果現像耐性が低下することがある。
【0080】
本発明の感光性ポジ型組成物(1)の調製法は特に限定されず、各配合成分を同時に或いは順次加え、均一混合して行ってよい。
本発明の感光性ポジ型組成物(1)の現像は、例えば紫外光等を1〜2000mj/cm2にて光照射し、その後前記油性現像液若しくは前記水性現像液中に露光樹脂を浸漬して行うことができる。
尚、本発明の感光性ポジ型組成物(1)においては、必要に応じ加熱(60〜150℃)処理を行ってよい。
【0081】
本発明の組成物の別の一態様としては、芳香族(ポリ)グアナミン及びアジド化合物を含有する感光性ポジ型組成物(以下、「感光性ポジ型組成物(2)」ということがある。)が挙げられる。
本発明の上記感光性ポジ型組成物(2)において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]は、一種以上使用してよい。
【0082】
本発明の感光性ポジ型組成物(2)においてアジド化合物としては、1,2−ナフトキノンジアジド基を1個以上(特に2〜10個以上)有する化合物が好ましい。具体的には、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸誘導体(2,3,4−トリヒドロキシ−ベンゾフェノンと1,2−ナフトキノン−(2)−ジアジド−5−スルホン酸とのエステル等)が挙げられる。
その他、本発明の感光性ポジ型組成物(2)においては、必要に応じ、各種添加剤を加えてよい。添加剤としては、感光性ネガ型組成物において添加剤として例示したもの等が挙げられる。
【0083】
本発明の感光性ポジ型組成物(2)の組成において、芳香族(ポリ)グアナミン[II]100重量部に対し、アジド化合物4〜60重量部であってよい。アジド化合物が4重量部未満だと現像性が低下することがある。逆に60重量部を超過すると厚膜の溶解性が低下することがある。
【0084】
更に、本発明の感光性ポジ型組成物(2)においては、芳香族(ポリ)グアナミン[II]とアジド化合物との重量比[芳香族(ポリ)グアナミン/アジド化合物]は、95/5〜60/40(特に93/7〜65/35)であるのが好ましい。これは、フェノール性水酸基と例えば1,2−ナフトキノンジアジド基が水素結合を十分に形成し、その結果溶解抑止効果を十分に発揮するからである。一方、アジド化合物の濃度が高くなり過ぎると、厚膜の溶解性が劣ることがある。
【0085】
本発明の感光性ポジ型組成物(2)の調製法は特に限定されず、各配合成分を同時に或いは順次加え、均一混合して行ってよい。
本発明の感光性ポジ型組成物(2)の現像は、上記本発明の感光性ポジ型組成物(1)と同様にして行ってよい。
【0086】
上記のようにして本発明の各種組成物を最終硬化処理した後に得られる樹脂は、半田耐熱性、耐薬品性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤、絶縁抵抗性等に優れる。具体的には、通常、これらの樹脂は、ガラス転移点(Tg)150〜280(特に180〜230)℃、消炎時間20秒未満(特に5〜20秒)、絶縁抵抗1×109〜1×1013(特に1×1010〜1×1012)Ωの諸物性の一以上を有し得る。更に、線膨張係数(CTE)20〜120(特に40〜80)ppm、誘電率3〜6(特に3.5〜5)、誘電正接0.005〜0.05(特に0.01〜0.03)、弾性率(GPa)1〜7(特に3〜6)、吸水率0.2〜1.0(特に0.5〜1.0)%の諸物性の一以上を有し得る。
又、本発明の組成物を現像処理した後に得られる樹脂は、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、電解銅鍍金耐性等に優れる。
【0087】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
(トリアジンジハライド[Ia]の合成)
実施例1
塩化シアヌル0.04モル及びTHF100mLを混合し、溶液とした。次いで、この溶液を0〜5℃に冷却した後、これに、THF100mLに溶解したN−メチル−p−ヒドロキシアニリン0.04モルを滴下しで加えた。その後、0〜5℃にて2時間撹拌した。次に、炭酸ナトリウム0.02モルを含む水溶液100mLを上記反応混合物中に、0〜5℃にて滴下して加えた後、室温にて2時間撹拌した。
【0088】
その後、通常の単離精製処理を行い、下記物性を有するトリアジンジハライド[Ia][即ち、6−(N−メチル−p−ヒドロキシアニリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジクロリド](実施例1)6.72gを合成した。
mp165〜167℃;IR(KBr,cm−1)3347,1570,1513,1477;1H−NMR(CDCl3,ppm)3.51(3H),5.91(1H)、6.81(2H),7.05(2H)。
【0089】
(芳香族ポリグアナミンの調製)
実施例2
合成例1
ビス(4−アミノフェニル)エーテル2.5mmolとNMP5mLとからなる溶液中にトリアジンジハライド[Ia](実施例1)2.5mmolを加えた後、窒素雰囲気下、100℃にて24時間撹拌した。その後、上記反応混合物を400mLメタノールに投入し、ポリマーを析出させた。その後、このポリマーを更にNMPにて再結晶して、次式
【0090】
【化17】
【0091】
にて表される本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例2)0.75gを合成した。
【0092】
合成例2
ビス(4−アミノフェニル)エーテル2.5mmolとNMP5mLとからなる溶液中に、0〜5℃にて、BSA3.0mmolを加えた後、15分間、撹拌した。次いで、0〜5℃にて、トリアジンジハライド[Ia](実施例1)2.5mmolを加えた後、窒素雰囲気下、140℃にて24時間撹拌した。その後、合成例1と同様にして、本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例2)0.71gを合成した。
【0093】
得られた上記本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例2)の各種物性を下記並びに表3及び表4示す。
IR(KBr,cm−1)3087,1616,1546。
1H−NMR(DMSO−d6,ppm)3.40(3H),6.80〜7.67(12H),9.07(2H),9.41(1H)。
【0094】
実施例3
ビス(4−アミノフェニル)エーテルの替わりに1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンを使用した以外は、合成例2と同様にして、次式
【0095】
【化18】
【0096】
にて表される本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例3)0.82gを合成した。
得られた上記本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例3)の各種物性を表3及び表4示す。
【0097】
実施例4
ビス(4−アミノフェニル)エーテルの替わりに2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンを使用した以外は、合成例2と同様にして、次式
【0098】
【化19】
【0099】
にて表される本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例4)1.28gを合成した。
得られた上記本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例4)の各種物性を表3及び表4示す。
【0100】
実施例5
ビス(4−アミノフェニル)エーテルの替わりに4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニルを使用した以外は、合成例2と同様にして、次式
【0101】
【化20】
【0102】
にて表される本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例5)1.28gを合成した。
得られた上記本発明の芳香族ポリグアナミン(実施例5)の各種物性を表3及び表4示す。
【0103】
【表3】
【0104】
【表4】
【0105】
表3中、1)〜5)は、以下を表す。
1)示差走査熱量計測定、DSC、昇温速度20℃/分。
2)熱重量測定による5%重量減少温度、TG、昇温速度10℃/分。
3)熱重量測定による10%重量減少速度、TG、昇温速度10℃/分。
4)800℃の残存量、TG、窒素中。
5)NMP中、濃度0.5g/dL、30℃で測定。
表4中、「+」は室温で溶解、「−」は室温で不溶を表す。
【0106】
(各種組成物の調製)
実施例6〜9
表5に示す配合組成に従って、各配合成分を三本ロールで混練、分散を行って、それぞれ熱硬化性組成物(実施例6)、感光性ネガ型組成物(実施例7)、感光性ポジ型組成物(1)(実施例8)、及び感光性ポジ型組成物(2)(実施例9)を調製した。
【0107】
比較例1
実施例7の芳香族ポリグアナミン化合物の替わりにフェノールノボラック樹脂を使用した以外は実施例7と同様にして、感光性ネガ型組成物を調製した。
【0108】
比較例2
実施例9の芳香族ポリグアナミン化合物の替わりにフェノールノボラック樹脂を使用した以外は実施例9と同様にして、感光性ポジ型組成物(2)を調製した。
【0109】
【表5】
【0110】
表5中、1)〜10)は、以下を表す。
1)DMSO溶媒、固形分25%。
2)フェノールノボラック樹脂、昭和高分子(株)製。
3)液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、東都化成製。
4)キシリレン型ジオキセタン樹脂、東亞合成(株)製。
5)トリエチレングリコールジビニルエーテル、BASF製。
【0111】
6)2,3,4−トリヒドロキシ−ベンゾフェノンと1,2−ナフトキノン−(2)−ジアジド−5−スルホン酸とのエステル、東洋合成工業(株)製。
7)2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、四国化成工業(株)製。
8)光カチオン発生剤、ユニオンカーバイド(株)製。
9)1−(4−(4−ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル)−2−メチル−2−(4−メチルフェニルスルファニル)プロパン−1−オン、ランベルチ(Lamberti)社製。
10)消泡剤、共栄社油脂(株)製。
【0112】
(樹脂フィルムの調製)
調製例1
熱硬化性組成物(実施例6)を、IPCテストパターンが形成されたプリント基板上にスクリーン印刷法でコーティングした後、180℃、60分間、加熱硬化して、乾燥塗膜20μmのフィルム(調製例1)を調製した。
【0113】
得られたフィルム(調製例1)について、鉛筆硬度、密着性、半田耐熱性、ガラス転移点、消炎時間、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤性、耐薬品性、絶縁抵抗性、電解銅鍍金耐性等の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。
【0114】
調製例2
感光性ネガ型組成物(実施例7)を、IPCテストパターンが形成されたプリント基板上にスクリーン印刷法で全面にコーティングした後(乾燥後膜厚20μm)、80℃、20分間、予備乾燥を行った。次いで、ネガフィルムを接触させ、露光(2000mj/cm2)を行った。更に、80℃、20分間、加熱処理を行った後、0.8%NaOH水溶液に常温にて120秒浸漬して現像処理を行い、水洗乾燥した。その後、150℃、60分間、熱硬化してソルダーレジスト用フィルム(調製例2)を調製した。
【0115】
得られたフィルム(調製例2)について、鉛筆硬度、密着性、半田耐熱性、ガラス転移点、消炎時間、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤性、耐薬品性、絶縁抵抗性、電解銅鍍金耐性等の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。
【0116】
調製例3
感光性ポジ型組成物(1)(実施例8)を、銅張プリント基板上にスクリーン印刷法で全面にコーティングした後(乾燥後膜厚20μm)、予備乾燥(80℃、20分)を行った。次いで、ポジフィルムを接触させ、露光(500mj/cm2)を行った後、加熱処理(80℃、20分)した。次いで、1.0%NaOH/5%NMP水溶液に常温にて120秒浸漬して現像処理を行い、水洗乾燥して、パターンレジストフィルム(調製例3)を調製した。
【0117】
得られたフィルム(調製例3)について、鉛筆硬度、密着性、ガラス転移点、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤性、電解銅鍍金耐性等の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。
【0118】
調製例4
感光性ポジ型組成物(2)(実施例9)を、銅張プリント基板上にスクリーン印刷法で全面にコーティングした後(乾燥後膜厚20μm)、予備乾燥(80℃、20分)を行った。次いで、ポジフィルムを接触させ、露光(500mj/cm2)を行った。その後、0.8%NaOH水溶液に常温にて120秒浸漬して現像処理を行い、水洗乾燥して、パターンレジストフィルム(調製例4)を調製した。
【0119】
得られたフィルム(調製例4)について、鉛筆硬度、密着性、ガラス転移点、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤性、電解銅鍍金耐性等の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。
【0120】
比較調整例1
調製例2と同様にして、ソルダーレジスト用フィルム(比較調整例1)を調製した。
得られたフィルム(比較調整例1)について、鉛筆硬度、密着性、半田耐熱性、ガラス転移点、消炎時間、無電解金鍍金耐性、耐溶剤性、耐薬品性、絶縁抵抗性等の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。
【0121】
比較調整例2
調製例4と同様にして、パターンレジストフィルム(比較調整例2)を調製した。
得られたフィルム(比較調整例2)について、鉛筆硬度、密着性、ガラス転移点、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤性、電解銅鍍金耐性等の評価試験を行った。評価結果を表6に示す。
【0122】
【表6】
【0123】
表6中、1)〜10)は、以下を表す。
1) JIS K−5400に準拠し、評価した。
2) JIS K−5400に準拠し、試験片に碁盤目状にクロスカットを入れ、セロハンテープによるピーリング試験を行い、剥れ状態を観測した。
3) JIS C−6481に準拠し、評価した。即ち、260℃の半田層に、水溶性ポストフラックス ケンコNo.183を塗布した試験片を20秒間浸漬後、セロハンテープによるピーリング試験を行い、これを1サイクルとして、1〜3サイクル繰り返した後、4段階評価した。
表6中、「◎」は3サイクル後も塗膜に異常が見られないもの、「○」は3サイクル後もほんの僅か塗膜が剥れたもの、「△」は2サイクル後に塗膜が剥れたもの、「×」は2サイクル後に塗膜が剥れたもの、をそれぞれ表す。
4) (DSC法、20℃/min.):フィルムをDSCで測定しガラス転移点を求めた。
5) 試験片(幅10mm,長さ80mm、厚さ0.1mm)を垂直に立て、10秒間炎にさらした後、自己消火するまでの時間を消炎時間として測定した。20秒以上燃焼が継続する場合には「燃焼」とした。
6) 現像後、塩化第二鉄系エッチング溶液で40℃、120秒エッチングを行った。
表6中、「○」はエッチング後良好なもの、「△」はエッチング後一部レジストのカケが見られるもの、「×」はエッチング後一部のレジストが剥れたもの、をそれぞれ表す。
【0124】
7) 表6中、「○」は鍍金後セロハンテープでピーリング試験を行い異常がないもの、「△」は鍍金後セロハンテープでピーリング試験を行い一部レジストの剥れが見られるもの、「×」は鍍金後セロハンテープでピーリング試験を行いかなりレジストが剥れたもの、をそれぞれ表す。
8) 試験片をアセトンに30分間浸漬し、塗膜の外観を観察した。
表6中、「○」は異常がないもの、「△」はほんの僅か変化が見られるもの、「×」は顕著に変化しているもの、をそれぞれ表す。
9) 試験片を5%NaOH水溶液に30分間浸漬し塗膜の外観を観察した。
表6中、「○」は異常がないもの、「△」はほんの僅か変化が見られるもの、「×」は顕著に変化しているもの、をそれぞれ表す。
10) IPC−SM−840C B−25テストクーポンのBパターン上に絶縁塗膜を形成し、85℃、90%RHの恒温恒湿槽中で直流10V電流を印加し、168時間後の絶縁抵抗(Ω)及び変色状態を評価した。
表6中、「◎」は全く変化していない、「○」は薄く変色している、「△」は変色している、「×」は黒く焦げ付いている、をそれぞれ表す。
11) 硫酸銅の電解銅鍍金浴にて約20μm鍍金後、外観目視検査した。
表6中、「○」は異常が無いもの、「△」はレジストがほんの僅か剥がれているもの、「×」は顕著に剥がれているもの、をそれぞれ表す。
【0125】
【発明の効果】
本発明の芳香族(ポリ)グアナミンを使用することにより、半田耐熱性、耐薬品性、エッチング耐性、無電解金鍍金耐性、耐溶剤、絶縁抵抗性等に優れた樹脂を形成することができる水性現像可能な組成物を調製することができる。
Claims (6)
- 請求項2記載の芳香族(ポリ)グアナミン、熱硬化性成分及び熱硬化型触媒を含有する熱硬化性組成物。
- 請求項2記載の芳香族(ポリ)グアナミン、オキシラン環含有化合物及び光硬化型触媒を含有する感光性ネガ型組成物。
- 請求項2記載の芳香族(ポリ)グアナミン、ビニルエーテル基含有化合物及び光酸発生剤を含有する感光性ポジ型組成物。
- 請求項2記載の芳香族(ポリ)グアナミン及びアジド化合物を含有する感光性ポジ型組成物。
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