JP4340154B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
Aは、1〜60個、好ましくは1〜20個、特に2〜10個の炭素原子を有する1〜4価の飽和または不飽和アルキル基、例えばエチル、メチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、エイコシル、トリコンチル、テトラコンチル、ペンタコンチルまたはヘキサコンチルなど、1〜4価のアリール基、例えばフェニルまたはナフチルなど、1〜4個の炭素原子を有するモノ−またはジ−アルキルアミノ基、2〜4個の炭素原子を有するモノ−またはジ−(ヒドロキシアルキル)アミノ基、例えばジメチルアミン、エチルアミンまたはヒドロキシエチルアミンなど、2〜4個の炭素原子を有する1〜4価アルケニル基、たとえばエテニル、1−メチルエテニル、3−ブテン−1,3−ジイルおよび2−プロペン−1,2−ジイルなど、カルボキシアルキルまたはカルボキシアルケニル基、例えば3−カルボキシ−2−プロペニル基、1〜4個の炭素原子を有するアルコキシカルボニルアルキルまたはアルコキシカルボニルアルケニル基、例えば3−メトキシカルボニル−2−プロペニル基などであり、
R1は、水素、1〜5個の炭素原子を有するアルキル基またはヒドロキシアルキル基(例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチルもしくはペンチル、2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル、2−ヒドロキシプロピル、4−ヒドロキシブチル、3−ヒドロキシブチルまたは2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルなど)であり、
nは、1または2であり、mは、2−nであり、qは、0〜3の数であり、
Xは、式:
エポキシ樹脂のエポキシ基をα,β−不飽和カルボン酸によって完全にエステル化し、次にこうして得られた生成物を飽和または不飽和無水カルボン酸と反応させることによって得られる光硬化性および熱硬化性を備えた酸性プレポリマー;
ビスフェノールA型エポキシ化合物をエピクロロヒドリンと反応させることによってポストグリシジル化エポキシ化合物(post-glycidylated epoxy compound)を形成させ、次にそのポストグリシジル化エポキシ化合物のエポキシ基をα,β−不飽和カルボン酸によって完全にエステル化し、次に得られた生成物を飽和または不飽和無水カルボン酸と反応させることによって得られる光硬化性および熱硬化性を備えたプレポリマー;および
ビスフェノールA型エポキシ化合物をエピクロロヒドリンと反応させることによってポストグリシジル化エポキシ化合物を形成させ、そのポストグリシジル化エポキシ化合物をノボラックエポキシ化合物と混合し、混合物をα,β−不飽和カルボン酸によって完全にエステル化し、次にこうして得られた生成物を飽和または不飽和無水カルボン酸と反応させることによって得られる光硬化性および熱硬化性を備えた酸性プレポリマー、からなる群から選択される。
R5は、水素またはメチル基であり、
R6は、1〜14個の炭素原子を有する2価脂肪族飽和炭化水素基、特にメチレン、エチレン、プロピレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレンもしくはヘキサメチレンなどの直鎖状または分枝状アルキレン鎖、またはフェニレンであり、
R10、R11およびR12は、互いに独立して水素またはメチル基であり、
Zは、直接結合、または5〜10個の炭素原子を有する2価シクロアルカンであり、
aおよびbは、1〜10の数であり、cは、0〜10の数である)は、特に好ましくは本発明による組成物中に存在する、光硬化性および熱硬化性を備えた酸性プレポリマー(A)である。
メチルメタクリレート20部、スチレン20部、メチルアクリレート25部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部、アクリル酸20部、およびアゾビスイソブチロニトリル5部からなる混合物を、最初に反応器に導入したブチルセロソルブ60部に窒素雰囲気下で3時間かけて滴下した。添加の後、得られた混合物を更に1時間反応させた。その後、アゾビスジメチルバレロニトリル1部およびブチルセロソルブ7部からなる混合物を1時間かけて加え、次に得られた混合物を5時間反応させた。こうして形成した樹脂は、高い酸価(150)を有していた。脂環式エポキシ基を有する不飽和樹脂25部およびヒドロキノン0.06部の添加の後、得られた混合物を空気を添加しながら80℃で5時間反応させた。こうして得られた光硬化性プレポリマーは、酸価60および平均分子量10000g/モルを有していた。
エポキシ樹脂の側鎖のグリシジル化は、例えばJP−A−8−134390に記載された公知の方法によって実施することができる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂(Vanticoによって製造されるGT7004;軟化点101℃、エポキシ当量=730、平均分子量1460、n=平均3.9)100部を、エピクロロヒドリン171部とジメチルスルホキシド116部との混合物に溶解した。98.5%NaOH 15部をこの溶液に70℃で100分間かけて滴下した。添加した後、70℃で3時間反応させた。その後、過剰で未反応のエピクロロヒドリンおよびジメチルスルホキシドの大部分を、減圧下で留去した。ジメチルスルホキシドが混在する反応生成物およびその副生塩を、メチルイソブチルケトン187.5部に溶解した。30%NaOH 1.8部をこの溶液に添加して、70℃で1時間反応させた。反応の後、反応混合物を水50部で洗浄した。有機相を水相から分離した後、エポキシ当量305および軟化点83℃を有するエポキシ樹脂81.2部を得るために、イソブチルケトンを有機相から留去した。エポキシ樹脂では、アルコール性OH基3.9モルのうち3.5モルがエポキシ化されていた。
撹拌器および冷却器を有する三ツ口フラスコにおいて、エポキシ当量215を有するクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(Tohto Kasei AGによって製造されたJDCN-702)1.09部を加熱して、撹拌しながら90〜100℃で溶融した。その後、アクリル酸390部、ヒドロキノン1部およびベンジルジメチルアミン2部を添加した。混合物を110〜115℃に加熱して、撹拌しながら12時間反応させた。その後、こうして得られた溶液を、室温に冷却した。アクリル酸が完全にエステル化されたノボラック型エポキシ化合物の得られた生成物は、酸価3mg KOH/gを有していた。この生成物450部を、エチルカルビトールアセテート125部およびSolvesso#150 125部と共に反応器に導入して、70〜80℃で撹拌し、均質溶液を形成させた。その後、得られた溶液の1ヒドロキシ当量を、無水テトラヒドロフタル酸0.5モルと反応させた。酸価58mg KOH/gを有する酸無水物付加物の溶液を得た。
各配合物を、波長365nm、線量200〜400mJ/cm2(Oak Seisakusho AGによって製造された積算光量計を用いて測定)の紫外線にフォトマスクを通して露光した。弱アルカリ性水性現像溶液で2kg/cm2のスプレー圧の下、60秒間現像した。現像したテスト板を、温度を変動させる装置に入れた。温度を−55℃〜125℃まで、各温度を15分間保持しながら代わるがわる変動させた。−55℃〜125℃(またはその逆)の温度変動が完了したら、タームサイクル(term cycle)を利用した。50サイクルの後、新しい裂け目の形成をチェックした。裂け目が見つかったら、テストを終了した。
各テスト板を、波長365nm、線量300mJ/cm2、400mJ/cm2および450mJ/cm2(積算光量計(Oak Seisakusho AG)を用いて測定)の紫外線に露光した。弱アルカリ性水性溶液で2kg/cm2の穏やかなスプレー圧の下、60秒間現像した後、こうして形成させた膜の状態を視覚的にチェックして、以下の基準に従って評価した。
Q:変化が観察されなかった
R:わずかな変化が観察された
S:表面にわずかな変化が観察された
T:膜が裂けた
コーティングしたテスト板を、波長365nm、線量200〜400mJ/cm2(積算光量計(Oak Seisakusho AG)を用いて測定)の紫外線にフォトマスクを通して露光することによって、テスト板を作製した。比較例では、線量200〜750mJ/cm2を利用して露光した。2kg/cm2のスプレー圧の下、弱アルカリ性水性溶液中で20、40または60秒間現像した。現像した後、未露光層の除去を視覚的にチェックして、以下の基準に従って評価した。
Q:完全に現像された
R:未現像の材料の薄い層が表面に残った
S:未現像の材料がテスト板全体に分布していた
T:ほとんど現像されなかった
テスト板を、波長365nm、線量200〜400mJ/cm2(積算光量計(Oak Seisakusho AG)を用いて測定)の紫外線にフォトマスクを通して露光した。比較例では、線量200〜750mJ/cm2で露光を実施した。2kg/cm2のスプレー圧の下、弱アルカリ性水性溶液で60秒間現像した。現像したテスト板を、様々な条件下で後硬化させた。こうして得られた各テスト板をクロスハッチテストにかけ、セロハン接着テープを用いて剥離テストに付した。その後、テスト板を視覚的にチェックして、以下の基準に従って結果を評価した。
Q:100/100剥離が観察されなかった
R:100/100クロスハッチラインのわずかな剥離
S:50/100〜90/100中等度の密着
T:0/100〜50/100弱い密着
密着性テストに用いたものと同様のテスト板を、1kgの負荷の下、JISK5400の方法による硬度テストに付した。
密着性テストに用いたものと同様のテスト板を、20℃の10%(V/V)水性硫酸溶液に30分間入れた。剥離および密着を基にして、耐酸性を評価した。
Q:変化が観察されなかった
R:わずかな変化が観察された
S:かなりの変化が観察された
T:膜の膨潤または膨潤による膜の破損が観察された
テストおよび評価は、水性硫酸溶液を10重量%水性NaOH溶液に置き換えた以外は、耐酸性テストと同様に実施した。
テストおよび評価は、水性硫酸をアセトンに置き換えた以外は、耐酸性テストと同様に実施した。
用いためっき溶液は、Aotolonex CI(Cellex Corp. USAによって製造されためっき溶液)であった。用いたテスト板は、密着性テストに用いたものと同様であった。金を厚さ1.5μmで塗布するために、これを液体温度30℃、電流密度1A/dm2で9分間金属化させた。膜の状態を、耐酸性テストと同様の基準で評価した。
JISC6481に記載されたテスト方法によって、密着性テストで用いたテスト板を、260℃のはんだ浴に10秒間浸漬した(一方の面を1回、もう一方の面を3回)。その後、膜の状態を耐酸性テストと同様の基準でチェックした。
試料の膜を、波長365nm、線量200〜400mJ/cm2(積算光量計(Oak Seisakusho AG)を用いて測定)の紫外線に露光し、その後2kg/cm2のスプレー圧の下、弱アルカリ性水性溶液で60秒間現像した。現像した後、膜を視覚的にチェックした。用いたフォトマスクは、Stoffer Co.によって製造されたStep-Tabletであった。こうして得られたテスト板の場合の、乾燥後の粘着性/乾燥性、感光性、現像性(現像後の膜の状態)、最終硬化後の可撓性、低温/高温安定性、密着性、膜の硬度、耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性、金属化安定性、耐はんだ熱性、耐フラックス性、絶縁抵抗、湿潤状態での絶縁抵抗、解像度、吸水性および感水性を評価した。結果を表2に要約した。レジスト表面が損傷されて300mJ/cm2で露光されたものと特性を比較できなかったため、比較例のテスト板は750mJ/cm2で露光した。
組成物の成分を混和した。最初、成分を簡単に混合した後、各配合物を三本ロール練り機で2回混練した。配合物を40℃で保存した。配合物の安定性を毎日チェックした。
配合物を回路基板の表面に上記のとおり塗布した。コーティングした回路基板は、更にすぐに加工することなく保存し、後に更に加工した。
Claims (13)
- 熱硬化性および光硬化性の両方を備えている少なくとも2官能基の酸性プレポリマー(A)を含む組成物であって、前記プレポリマー(A)は、
i)不飽和カルボキシル基を含むポリマーまたはコポリマーを、脂環式エポキシ基を含む化合物と反応させることによって得られる酸価40〜250mg KOH/gを有する光硬化性および熱硬化性を備えた酸性プレポリマー;
ii)エポキシ樹脂のエポキシ基をα,β−不飽和カルボン酸によって完全にエステル化し、次にこうして得られた生成物を飽和または不飽和無水カルボン酸と反応させることによって得られる光硬化性および熱硬化性を備えた酸性プレポリマー;
iii)ビスフェノールA型エポキシ化合物をエピクロロヒドリンと反応させることによってポストグリシジル化エポキシ化合物を形成させ、次にそのポストグリシジル化エポキシ化合物のエポキシ基をα,β−不飽和カルボン酸によって完全にエステル化し、次に得られた生成物を飽和または不飽和無水カルボン酸と反応させることによって得られる光硬化性および熱硬化性を備えたプレポリマー;および
iV)ビスフェノールA型エポキシ化合物をエピクロロヒドリンと反応させることによってポストグリシジル化エポキシ化合物を形成させ、そのポストグリシジル化エポキシ化合物をノボラックエポキシ化合物と混合し、混合物をα,β−不飽和カルボン酸によって完全にエステル化し、次にこうして得られた生成物を飽和または不飽和無水カルボン酸と反応させることによって得られる光硬化性および熱硬化性を備えた酸性プレポリマー、
からなる群から選択され、
式II:
- 光硬化性プレポリマー(B)を更に含む、請求項1記載の組成物。
- 光重合開始剤を更に含む、請求項1または2記載の組成物。
- 充填剤を更に含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の組成物。
- 式IIで示される化合物において、R4が、それぞれ水素である、請求項1記載の組成物。
- 式IIで示される化合物において、R4が、それぞれメチル基である、請求項1記載の組成物。
- テレケリックエラストマー、および/またはシリコーン樹脂を含むコアとアクリレート樹脂を含むシェルとを有する粒状材料を更に含む、請求項1〜8のいずれか1項記載の組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載の組成物から製造された少なくとも1つの層を有するプリント回路。
- 回路基板である、請求項10記載のプリント回路。
- ユニットA及びBを含む実装ユニットであって、ユニットAは請求項1で定義された式(II)の化合物を含み、ユニットBは、請求項1で定義された少なくとも2官能基の酸性プレポリマー(A)と、場合により光硬化性プレポリマー(B)、光重合開始剤および/または充填剤を含む実装ユニット。
- 回路基板の製造におけるフォトレジストとしての、請求項1〜9のいずれか1項記載の組成物の使用。
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