JP4562761B2 - 新規不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂、樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

新規不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂、樹脂組成物及びその硬化物 Download PDF

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Description

本発明は、フレキシブルプリント配線板用レジストインキ組成物及びその硬化物に関する。更に詳しくは、フレキシブルプリント配線板製造の際のソルダーレジストやメッキレジスト等に使用できる希アルカリ水溶液で現像が可能でその硬化物は、耐屈曲性、耐折性、密着性、耐薬品性、耐熱性等に優れたレジストインキに適した組成物及びその硬化物に関する。
近年、省資源、省エネルギー、作業性向上、生産性向上などの理由により各種分野において紫外線硬化型組成物が多用されてきている。プリント配線板加工分野においても同様の理由によりソルダーレジストインキ、マーキングインキなど種々のインキが従来の熱硬化型組成物から紫外線硬化型組成物へと移行した。たとえば、特公昭56−40329号公報には、エポキシ樹脂−光重合性α,β−不飽和カルボン酸付加生成物と二塩基性カルボン酸無水物との反応生成物、光重合性単量体および光重合開始剤を含有する硬化性感光材料が記載されている。これまで、フレキシブルプリント配線板と言われているポリイミド基板に用いるソルダーレジストはカバーレイフイルムと呼ばれるポリイミドフイルムをパターンに合わせた金型で打ち抜いたのち接着剤を用いて張り付けるタイプや、可撓性を持たせた紫外線硬化型または熱硬化型のソルダーレジストインキをスクリーン印刷法により塗布するタイプのものであった。リジット(硬質)基板と呼ばれる一般のプリント配線板は、エレクトロニクスの進歩に伴う高密度化実現のため、ソルダーレジストに対しても高精度、高解像性の要求が高まった。従来のスクリーン印刷法ではパターン精度が得られない為、液状フォトレジスト法が提案され、現在50%以上導入されている。
特開昭49−54487号公報 特開平8−301977号公報
フレキシブルプリント配線板の分野でも高密度化が近年要求されてきているが、従来の液状フォトソルダーレジストでは、パターン精度は得られるものの塗膜が硬くポリイミドとの密着性が悪いため、十分な可撓性や耐折性が得られず、また、可撓性はある程度得られるものの作業性が悪く耐薬品性、耐熱性が不十分であり、問題である。
本発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意研究の結果、特定のポリカルボン酸樹脂を使用することによって、希アルカリ水溶液での現像が可能であり、その硬化皮膜も可撓性、耐折性、密着性、耐薬品性、耐熱性等に優れたものである、フレキシブルプリント配線板用レジストインキ組成物を見出した。
即ち、本発明は、
(1)1分子中に2つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂(a)と1分子中に不飽和2重結合とカルボキシル基を1つずつ有する化合物(b)を反応させたポリ不飽和ポリオール化合物(c)と(c)以外のポリオール化合物(d)と1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)とを反応させた不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A)、
(2)(1)記載の不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A)と希釈剤(B)を含有することを特徴とする樹脂組成物、
(3)光重合開始剤(C)及び硬化成分(D)を含有することを特徴とする(2)記載の樹脂組成物、
(4)プリント配線基板用レジストである(2)または(3)の樹脂組成物、
(5)上記(2)ないし(4)記載の樹脂組成物の硬化物、
(6)(5)に記載の樹脂組成物の硬化物の層を有する物品、
(7)プリント配線板である(6)に記載の物品、
に関する。
本発明のレジストインキ組成物は、パターンを形成したフイルムを通した選択的に紫外線により露光し、未露光部分を現像することによるソルダーレジストパターンの形成において、現像性、光感度に優れ、得られた硬化物が耐屈曲性、耐折性に優れ、密着性、鉛筆硬度、耐溶剤性、耐酸性、耐熱性等も十分に満足するものであり、特に、フレキシブルプリント配線板用液状ソルダーレジストインキ組成物に適している。
本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A)は、1分子中に2つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂(a)と1分子中に不飽和2重結合とカルボキシル基を1つずつ有するモノカルボン酸化合物(b)を反応させたポリ不飽和ポリオール化合物(c)と(c)以外のポリオール化合物(d)と1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)とを反応させることにより得ることができる。
具体的には、第1の反応で、エポキシ樹脂(a)のエポキシ残基とモノカルボン酸(b)のカルボキシル残基との付加反応により水酸基が形成され(c)成分を得る。次いで、(c)及び(d)の水酸基が1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)とエステル化反応すると推定される。
1分子中に2つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂(a)としては、例えばジグリシジルエーテル化合物、ジグリシジルエステル化合物、ジグリシジアミン化合物等が挙げられる。
ジグリシジルエーテル化合物は、ポリオール化合物とエピクロルヒドリンを、前者の水酸基1当量に対し後者を1当量以上加え反応させることにより得られる。ポリオール化合物としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、レゾルシノール、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、テトラアルキルビフェノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、テトラブロモビスフェノールA、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,4−ヘキサンジメタノール、ダイマー酸ジオール等があげられる。
ジグリシジルエステル化合物は、ポリカルボキシル化合物とエピクロルヒドリンを、前者のカルボキシル基1当量に対し後者1当量以上加え反応させることにより得られる。ポリカルボキシル化合物としては、例えばフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、こはく酸、マレイン酸等があげられる。また、ジグリシジアミン化合物は、ポリアミノ化合物とエピクロルヒドリンを、前者アミノ基1当量に対し後者1当量以上加え反応させることにより得られる。ポリアミノ化合物としては、例えばアニリン、o−トルイジン等が挙げられる。
次に、前記不飽和基含有モノカルボン酸(b)としては、例えばアクリル酸類やクロトン酸、α−シアノ桂皮酸、桂皮酸、あるいは飽和または不飽和二塩基酸と不飽和基含有モノグリシジル化合物との反応物が挙げられる。アクリル酸類としては、例えば、アクリル酸の二量体、メタクリル酸、β−スチリルアクリル酸、β−フルフリルアクリル酸、飽和又は不飽和二塩基酸無水物と1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート誘導体との等モル反応物である半エステル類、飽和または不飽和二塩基酸とモノグリシジル(メタ)アクリレート誘導体類との等モル反応物である半エステル類等があげられる。
半エステル類製造に使用する飽和又は不飽和二塩基酸無水物としては、例えば無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水イタコン酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等かあげられる。また、1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート誘導体類としては、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(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、ペンタエリスリトールトリ(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、フェニルグリシジルエーテルの(メタ)アクリレート等があげられる。
また、別の半エステル類製造に使用する飽和または不飽和二塩基酸としては、例えばコハク酸、マレイン酸、アジピン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、イタコン酸、フマル酸等があげられ、モノグリシジル(メタ)アクリレート誘導体類としては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート等があげられる。
これらの不飽和基含有モノカルボン酸(b)は単独または混合して用いることができる。特に好ましいモノカルボン酸は、(メタ)アクリル酸である。
ポリ不飽和ポリオール化合物(c)を得るために、上記のエポキシ樹脂(a)のエポキシ基の1当量に対して、不飽和基含有モノカルボン酸(b)、約0.8〜1.3モルとなる比で反応させるのが好ましく、特に好ましくは約0.9〜1.1モルとなる比で反応させる。
反応時に、希釈剤として、エチルメチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテルなどのグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテートなどのエステル類、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサなどの石油系溶剤等の有機溶剤類又は、カルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の反応性単量体類を使用するのが好ましい。
更に、反応を促進させるために触媒を使用することが好ましい。触媒としては、例えばトリエチルアミン、ペンジルジメチルアミン、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムアイオダイド、トリフェニルフォスフィン、トリフェニルスチビン、オクタン酸クロム、オクタン酸ジルコニウム等があげられる。該触媒の使用量は、反応原料混合物に対して好ましくは0.1〜10重量%である。反応中の重合を防止するために、重合防止剤を使用するのが好ましい。重合防止剤としては、例えばハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、ピロガロール等があげられる。その使用量は、反応原料混合物に対して、好ましくは0.01〜1重量%である。反応温度は、好ましくは60〜150℃である。又、反応時間は好ましくは5〜60時間である。
本発明で用いる(c)以外のポリオール化合物(d)としては、例えばアルキルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、フェノーリックポリオール、難燃ポリオール、シリコーンポリオール及び/又はウレタンポリオール等が挙げられる。
アルキルポリオールとしては、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,4−ヘキサンジメタノール、ダイマー酸ジオール、ジメチロールプロピオン酸等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、縮合型ポリエステルポリオール、付加重合ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。縮合型ポリエステルポリオールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,4−ヘキサンジメタノール、ダイマー酸ジオール、ポリエチレングリコール等ジオール化合物と、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、セバシン酸、ピロメリット酸、エチレングリコールビストリメリテート等の有機多塩基酸との縮合反応によって得られ、分子量は100〜100,000が好ましい。
付加重合ポリエステルポリオールとしては、例えばポリカプロラクトンが挙げられ、分子量は100〜100,000が好ましい。ポリカーボネートポリオールはポリオールの直接ホスゲン化、ジフェニルカーボネートによるエステル交換法などによって合成され、分子量は100〜100,000が好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては、PEG系、PPG系、PTG系ポリオール等が挙げられる。PEG系ポリオールは、活性水素を有する化合物を反応開始剤として、エチレンオキサイドを付加重合させたもので、分子量は100〜100,000が好ましい。PPG系ポリオールは、活性水素を有する化合物を反応開始剤として、プロピレンオキサイドを付加重合させたもので、分子量は100〜100,000が好ましい。PTG系ポリオールは、テトラヒドロフランのカチオン重合によって合成され、分子量は100〜100,000が好ましい。
上記ポリエーテルポリオール以外のポリエーテルポリオールとしては、ビスフェノールAのエチレンキサイド付加物又はプロピレンオキサイド付加物等が挙げられ、分子量は100〜100,000が好ましい。
その他のポリオールとしては、ブタジエンの共重合物で末端にヒドロキシル基を有するホモ又はコポリマーである、ポリブタジエンポリオール、分子内にフェノール分子を含有するフェノーリックポリオール、リン原子、ハロゲン原子等を含有する難燃ポリオール、シロキサン結合を有するシリコーンポリオール等が挙げられ、分子量は100〜100,000が好ましい。これらポリオール化合物は、単独又は2種以上を混合して使用することができる。
ウレタンポリオールとしては、上記ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物が挙げられ、ポリイソシアネート化合物としては、2,4−及び/又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI、1,5−ナフチレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、水添MDI、リジンジイソシアネート、等が挙げられる。これらポリイソシアネート化合物は、単独又は2種以上を混合して使用することができる。
前記ポリオール化合物の水酸基1当量に対して、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基は0.5〜1.0未満当量反応させるのが好ましい。このウレタン化反応は公知の方法で行うことができ、反応温度は、通常、常温〜100℃、好ましくは50〜90℃である。これら水酸基とイソシアネート基の反応は無触媒で進行するが、例えば、トリエチルアミン、ジブチルスズラウレート、ジブチルスズジアセテート等の触媒を添加しても良い。
1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)としては、例えば無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)等が挙げられる。
次に、ポリ不飽和ポリオール化合物(c)及び(d)と前記、1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)の反応は、前記ポリオール化合物(c)及び(d)の合計の水酸基に対して、水酸基1当量あたり前記、1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)を0.1〜0.9当量反応させるのが好ましい。反応温度は60〜150℃、反応時間は、1〜10時間が好ましく、トリエチルアミン等の触媒を0.1〜10%添加してもよい。
このようにして得られた不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A)の酸価(mgKOH/g)は30〜200が好ましく、特に好ましくは50〜150である。
本発明の樹脂組成物は、不飽和基含有ポリカルボン酸(A)と希釈剤(B)とを含有する。この樹脂組成物に含まれる不飽和基含有ポリカルボン酸(A)の量は、組成物中10〜80重量%が好ましく、特に15〜75重量%が好ましい。
希釈剤(B)としては、例えば有機溶剤および/または光重合性モノマーが使用できる。有機溶剤の代表的なものとしては、例えばエチルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート等のエステル類、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルコール類、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等を挙げることができる。
一方、光重合性モノマーの代表的なものとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート類、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(メタ)アクリレート類、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコール又は、これらのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイド付加物の多価(メタ)アクリレート類、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのポリエトキシジ(メタ)アクリレート等のフェノール類のエチレンオキサイドあるいはプロピレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート類、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの(メタ)アクリレート類、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのε−カプロラクトン変性(メタ)アクリレート類、及びメラミン(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
前記の希釈剤(B)は、単独または2種以上の混合物として用いられ、本発明の組成物に含まれる希釈剤(B)の量は組成物中、5〜80重量%が好ましく、特に好ましくは10〜70重量%である。
前記希釈剤(B)の使用目的は、光重合性モノマーの場合は、(A)成分を希釈し、塗布しやすい状態にすると共に、光重合性を増強するものであり、有機溶剤の場合は、(A)成分を溶解し希釈せしめ、それによって液状として塗布し、次いで乾燥させることはより造膜せしめるためである。従って用いる希釈剤に応じて、フォトマスクを塗膜に接触させる接触方式あるいは非接触方式のいずれかの露光方式が用いられる。
本発明の樹脂組成物には光重合開始剤(C)を含有していても良い。光重合開始剤(C)としては、例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノープロパン−1−オン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−アミノアントラキノン等のアントラキノン類、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4′−ジクロロベンゾフェノン、4,4′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン類、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等があり、単独または2種以上を組合せて用いることができる。
好ましい組合せは、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・ガイギー社製、イルガキュアー907)と2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬(株)製、カヤキュアーDETX)、2−イソプロピルチオキサントンまたは4−ベンゾイル−4′−メチルジフェニルサルファイドとの組合せ等である。
光重合開始剤(C)の使用割合は、本発明の樹脂組成物の不揮発性成分中、0.5〜20重量%が好ましく、特に好ましくは1〜10重量%である。
さらに、光重合開始剤(C)には、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のような光増感剤を単独あるいは2種以上と組合せて用いることができる。その使用量は、樹脂組成物の不揮発性成分中、0.1〜20重量%程度である。
硬化成分(D)としては、不飽和二重結合を有しないものでそれ自身が熱や紫外線等によって硬化するものや、本発明の組成物中の主成分である(A)成分の水酸基やカルボキシル基等と熱や紫外線等で反応するものでも良い。前記硬化成分(D)の使用目的は、密着性、耐熱性、耐メッキ性等のソルダーレジストとしての諸特性を向上させるものである。
硬化成分(D)としては、例えば1分子中に1個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、ヘキサメトキシメラミン、ヘキサブトキシ化メラミン、縮合ヘキサメトキシメラミン等のメラミン誘導体、ジメチロール尿素等の化合物、テトラメチロール・ビスフェノールA等のビスフェノールA系化合物、オキサゾリン化合物等を挙げることができる。
1分子中に1個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、例えばビスフェノール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、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAのノボラック型エポキシ樹脂、アミノ基含有エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、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、脂環式エポキシ樹脂等を挙げることができる。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば油化シェル(株)製、エピコート1009、1031、大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンN−3050、N−7050、ダウケミカル(株)製、DER−642U、DER−673MF等があげられる。水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば東都化成(株)製、ST−2004、ST−2007等があげられる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば東都化成(株)製、YDF−2004、YDF−2007等があげられる。臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば坂本薬品工業(株)製、SR−BBS、SR−TBA−400、東都化成(株)製、YDB−600、YDB−715等があげられる。
また、ノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば日本化薬(株)製、EPPN−201、EOCN−103、EOCN−1020、BREN等があげられる。ビスフェノールAのノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンN−880等があげられる。アミノ基含有エポキシ樹脂としては、例えば油化シェル(株)製、YL−931、YL−933等があげられる。ゴム変性エポキシ樹脂としては、例えば大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンTSR−601、エー・シー・アール(株)製、R−1415−1等があげられる。ビスフェノールS型エポキシ樹脂としては、例えば日本化薬(株)製、EBPS−200、大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンEXA−1514等があげられる。ビキシレノール型エポキシ樹脂としては、例えば日本油脂(株)製、プレンマーDGT等のジグリシジルテレフタレート、日産化学(株)製、TEPIC等のトリグリシジルイソシアヌレート、油化シェル(株)製、YX−4000等があげられる。脂環式エポキシ樹脂としては、例えば油化シェル(株)製、YL−6056等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ダイセル化学工業(株)製、セロキサイド2021等があげられる。
前記の硬化成分(D)は、単独または2種以上の混合物として用いられ、本発明の組成物に含まれる硬化成分(D)の量は組成分中、1〜50重量%が好ましく、特に好ましくは3〜45重量%である。
前記硬化成分(D)の中でエポキシ化合物を使用する場合には、密着性、耐薬品性、耐熱性等の特性により一層向上するためにエポキシ樹脂硬化剤や硬化促進剤類を併用することが好ましい。これらのエポキシ樹脂硬化剤や硬化促進剤類は単独または2種以上混合して用いることができる。エポキシ樹脂硬化剤の使用量は、前記エポキシ化合物100重量部に対して、0.01〜25重量部が好ましく、特に好ましくは0.1〜15重量部である。硬化促進剤類は、必要に応じ、適宜使用される。
エポキシ樹脂硬化剤としては、例えばイミダゾール誘導体、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類、ポリアミン類及びこれらの有機酸塩および/またはエポキシアダクト、三フッ化ホウ素のアミン錯体、トリアジン誘導体、三級アミン類、ポリフェノール類、前記多塩基酸無水物、スチレン−無水マレイン酸樹脂、フェニルイソシアネートとジメチルアミンの等モル反応物や、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネートとジメチルアミンの等モル反応物等があげられる。
イミダゾール誘導体としては、例えば四国化成工業(株)製、2MZ、2E4MZ、C11Z、C17Z、2PZ、1B2MZ、2MZ−CN、2E4MZ−CN、C11Z−CN、2PZ−CN、2PHZ−CN、2MZ−CNS、2E4MZ−CNS、2PZ−CNS、2MZ−AZINE、2E4MZ−AZINE、C11Z−AZINE、2MA−OK、2P4MHZ、2PHZ、2P4BHZ等があげられる。ポリアミン類としては、例えばジアミノジフェニルメタン、m−フェニレンジアミン、m−キシレンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジシアンジアミド、尿素、尿素誘導体、メラミン、多塩基ヒドラジド等があげられる。トリアジン誘導体としては、例えばエチルジアミノ−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−キシリル−S−トリアジン等があげられる。三級アミン類としては、例えばトリメチルアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルオクチルアミン、N−ベンジルジメチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、ヘキサ(N−メチル)メラミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノフェノール)、テトラメチルグアニジン、m−アミノフェノール等があげられる。ポリフェノール類としては、例えばポリビニルフェノール、ポリビニルフェノール臭素化物、フェノールノボラック、アルキルフェノールノボラック等があげられる。
硬化促進剤類としては、例えばトリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス−2−シアノエチルホスフィン等の有機ホスフィン類、トリ−n−ブチル(2,5−ジヒドロキシフェニル)ホスホニウムブロマイド、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムクロライド等のホスホニウム塩類、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリブチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボロエート、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、2,4,6−トリフェニルチオピリリウムヘキサフルオロホスフェート、チバ・ガイギー社製、イルガキュアー261、旭電化(株)製、オプトマーSP−170等の光カチオン重合触媒等があげられる。
本発明の組成物は、更に、密着性、硬度などの特性を向上する目的で必要に応じて,硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、微粉状酸化ケイ素、無定形シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、雲母粉等の無機充填剤が使用できる。その使用量は、本発明の組成物中の0〜60重量%が好ましく、特に好ましくは5〜40重量%である。
更に、必要に応じて、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラックなどの着色剤、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、tert−ブチルカテコール、ピロガロール、フェノチアジン等の重合禁止剤、アスベスト、オルベン、ベントン、モンモリロナイト等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系等の消泡剤および/または、レベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカップリング剤等の密着性付与剤のような添加剤類を用いることができる。
又、アクリル酸エステル類などのエチレン性不飽和化合物の共重合体類や、多価アルコール類と多塩基酸化合物から合成されるポリエステル樹脂類等のバインダー樹脂およびポリエステル(メタ)アクリレート、ポリウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の光重合性オリゴマー類もソルダーレジストとしての諸特性に影響を及ぼさない範囲で用いることができる。
また、本発明の組成物の引火性の低下のために水を添加することもできる。水を添加する場合には、(A)成分のカルボキシル基をトリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド,N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等の3級アミノ基を有する(メタ)アクリレート化合物で造塩することにより、(A)成分を水に溶解するようにすることが好ましい。
本発明の組成物は、上記配合成分を好ましくは前記の割合で配合し、ロールミル等で均一に混合することにより得られる。
本発明の組成物は、液状で、レジストインキとして有用であり、また塗料、コーティング剤、接着剤等としても使用できる。
本発明の硬化物は、紫外線等の活性光線照射により上記の本発明の樹脂組成物を硬化させたものである。紫外線等の活性光線照射による硬化は常法により行うことができる。例えば紫外線を照射する場合、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、紫外線発光レーザー(エキシマーレーザー等)等の紫外線発生装置を用いればよい。本発明の樹脂組成物の硬化物は、例えば永久レジストやビルドアップ工法用の層間絶縁材としてプリント基板のような電気・電子部品に利用される。この硬化物層の膜厚は0.5〜160μm程度で、1〜60μm程度が好ましい。
本発明のプリント配線板は、例えば次のようにして得ることができる。即ち、本発明の組成物を、必要に応じて塗布方法に適した粘度に調整し、例えば回路形成されたフレキシブルプリント配線板に、スクリーン印刷法、スプレー法、ロールコート法、静電塗装法、カーテンコート法等の方法により0.5〜160μm、好ましくは1〜60μmの膜厚で本発明の組成物を塗布し、塗膜を60〜110℃で乾燥させた後、ネガフイルムを塗膜に直接に接触させ(又は、接触しない状態で塗膜の上に置く)、次いで活性光線を照射し、未露光部分を希アルカリ水溶液(例えば、0.5〜2%炭酸ソーダ水溶液等)で溶解除去(現像)した後、更に諸物性の向上のために、活性光線の照射および/または加熱(例えば、100〜200℃で、0.5〜1.0時間)によって十分な硬化を行ない硬化皮膜を得る。これにより、可撓性に優れたレジスト膜の耐熱性、耐溶剤性、耐酸性、密着性、電気特性等の諸特性を向上せしめることができる。活性光線としては、例えば紫外線や可視光線等があげられる。活性光線源としては、例えば低圧又は高圧水銀灯、キセノン灯等があげられる。
上記、現像に使用されるアルカリ水溶液としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、アミン類などの希アルカリ水溶液があげられる。また、光硬化させるための照射光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプまたはメタルハライドランプなどが適当である。その他、レーザー光線なども露光用活性光として利用できる。
以下、本発明の実施例により更に具体的に説明する。なお実施例中の部は、重量部である。
合成例1
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(品名YDF−8170C、東都化成(株)製)500g、アクリル酸224.2g、トリフェニルフォスフィン3.62g、メトキシフェノール0.72gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、シリコーンポリオール(品名FZ−3722、日本ユニカー(株)製)36.21g、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、(TMEG−200、新日本理化(株)製)423g、カルビトールアセテート788.9gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価94.3mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−1)を得た。
合成例2
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(品名YD−8125、東都化成(株)製)500g、アクリル酸206.8g、トリフェニルフォスフィン3.53g、メトキシフェノール0.71gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、シリコーンポリオール(品名FZ−3722、日本ユニカー(株)製)35.34g、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、(TMEG−200、新日本理化(株)製)477.9g、カルビトールアセテート693.4gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価110.4mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−2)を得た。
合成例3
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル(品名YX−4000、油化シェルエポキシ(株)製)500g、アクリル酸187.7g、トリフェニルフォスフィン3.44g、メトキシフェノール0.68gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、シリコーンポリオール(品名FZ−3722、日本ユニカー(株)製)34.4g、無水ピロメリット酸(PMDA、三菱ガス化学(株)製)193.6g、カルビトールアセテート392.4gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価108.8mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−3)を得た。
合成例4
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル(品名YX−4000、油化シェルエポキシ(株)製)188g、アクリル酸72.06g、トリフェニルフォスフィン1.3g、メトキシフェノール0.26gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネート1モルと1,6−ヘキサンジオール2モルの反応物13.0g、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、(TMEG−200、新日本理化(株)製)127.9g、カルビトールアセテート267.3gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価90.2mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−4)を得た。
合成例5
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹(株)(株)製)168.2g、アクリル酸72.06g、トリフェニルフォスフィン1.2g、メトキシフェノール0.24gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、1,9−ノナンジオール12.0g、無水ピロメリット酸(PMDA、三菱ガス化学(株)製)118.9g、カルビトールアセテート244.1gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価165.6mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−5)を得た。
合成例6
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合物(品名ZX−1059、東都化成(株)製)168.2g、アクリル酸72.06g、トリフェニルフォスフィン1.2g、メトキシフェノール0.24gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、ポリテトラメチレングリコール(品名PTG−650SN、保土ヶ谷化学工業(株)製)12.0g、無水ピロメリット酸(PMDA、三菱ガス化学(株)製)111.5g、カルビトールアセテート242.5gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価163.1mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−6)を得た。
合成例7
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合物(品名ZX−1059、東都化成(株)製)168.2g、アクリル酸72.06g、トリフェニルフォスフィン1.2g、メトキシフェノール0.24gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート12.0g、無水ピロメリット酸(PMDA、三菱ガス化学(株)製)113.6g、カルビトールアセテート238.9gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価163.1mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−7)を得た。
合成例8
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合物(品名ZX−1059、東都化成(株)製)168.2g、アクリル酸72.06g、トリフェニルフォスフィン1.2g、メトキシフェノール0.24gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、1,2−ポリブタジエングリコール(品名NISSO−PB G−2000、日本曹達(株)製)12.0g、無水ピロメリット酸(PMDA、三菱ガス化学(株)製)109.8g、カルビトールアセテート233.9gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価161.0mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−8)を得た。
合成例9
かくはん装置及び冷却管のついた丸底フラスコに、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル(品名AK601、日本化薬(株)製)150.0g、アクリル酸72.06g、トリフェニルフォスフィン1.11g、メトキシフェノール0.22gを仕込み、60℃に昇温、溶解した後、98℃で24時間反応した。次いで、シリコーンポリオール(品名FZ−3722、日本ユニカー(株)製)11.1g、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、(TMEG−200、新日本理化(株)製)208.9g、カルビトールアセテート294.7gを加え、98℃で24時間反応させ、酸価129.3mgKOH/gの不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A−9)を得た。
実施例1〜7、比較例1〜2
表1に示す配合組成(数値は重量部である)に従って組成物を配合し、3本ロールミルで混練し調製した。これをスクリーン印刷法により、100メッシュのポリエステルスクリーンを用いて20〜30μmの厚さになるようにパターン形成されている銅張ポリイミドフイルム基板(銅厚/12μm・ポリイミドフィルム厚/25μm)に全面塗布し塗膜を80℃の熱風乾燥器で30分乾燥させた。次いで、レジストパターンを有するネガフイルムを塗膜に密着させ紫外線露光装置(株)オーク製作所、型式HMW−680GW)を用いて、紫外線を照射した(露光量500mJ/cm)。次に1%の炭酸ナトリウム水溶液で60秒間、2.0kg/cmのスプレー圧で現像し、未露光部分を溶解除去した。得られたものについて、後述のとおり現像性および光感度の評価を行った。その後、150℃の熱風乾燥器で40分加熱硬化を行ない、得られた硬化膜を有する試験片について、後述のとおり密着性、鉛筆硬度、耐溶剤性、耐酸性、耐熱性、耐屈性、耐折性の試験を行なった。それらの結果を表1に示す。なお、試験方法及び評価方法は次のとおりである。
(現像性)
下記の評価基準を使用した。
○・・・・現像時、完全にインキが除去され、現像できた
△・・・・現像時、わずかに残渣のあるもの
×・・・・現像時、現像されない部分がある
(光感度)
乾燥後の塗膜に、ステップタブレット21段(ストファー社製)を密着させ積算光量500mJ/cmの紫外線を照射露光した。次に1%の炭酸ナトリウム水溶液で60秒間、2.0kg/cmのスプレー圧で現像し、現像されずに残った塗膜の段数を確認した。
○・・・・9段以上
△・・・・6〜8段
×・・・・5段以下
(密着性)
JIS K5400に準じて、試験片に1mmのごばん目を100ケ作りセロテープ(登録商標)によりピーリング試験を行い、ごばん目の剥離状態を観察し、次の基準で評価した。
○・・・・100/100で剥れのないもの
△・・・・50/100〜99/100
×・・・・0/100〜49/100
(鉛筆硬度)
JIS K5400に準じて評価を行った。
(耐溶剤性)
試験片をイソプロピルアルコールに室温で30分間浸漬した。外観に異常がないか確認した後、セロテープ(登録商標)によるピーリング試験を行い、次の基準で評価した。
○・・・・塗膜外観に異常がなく、フクレや剥離のないもの
×・・・・塗膜にフクレや剥離のあるもの
(耐酸性)
試験片を10%塩酸水溶液に室温で30分浸漬した。外観に異常がないか確認した後、セロテープ(登録商標)によるピーリング試験を行い、次の基準で評価した。
○・・・・塗膜外観に異常がなく、フクレや剥離のないもの
×・・・・塗膜にフクレや剥離があるもの
(耐熱性)
試験片にロジン系フラックスを塗布し260℃の半田槽に5秒間浸漬した。これを1サイクルとし、3サイクル繰り返した。室温まで放冷した後、セロテープ(登録商標)によるピーリング試験を行い、次の基準で評価した。
○・・・・塗膜外観に異常がなく、フクレや剥離のないもの
×・・・・塗膜にフクレや剥離のあるもの
(耐屈曲性)
JIS K5400に準じて行った。試験片を用いて、心棒の直径は2mmとし、クラック発生の有無を観察した。
○・・・・亀裂無し。
×・・・・折り曲げ部に亀裂が入って硬化膜が剥離した。
(耐折性)
JIS K5016に準じて行った。折り曲げ面の曲率半径は0.38mmとし、クラックが入るまでの折り曲げ回数を測定した。
○・・・・1000回以上
×・・・・1回
Figure 0004562761
Figure 0004562761
Figure 0004562761
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注)
1)KAYARAD ZBR−:日本化薬(株)製、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(油化シェルエポキシ(株)製、エピコート1004にアクリル酸を反応させたもの)と無水コハク酸を反応させたもので、カルビトールアセテート24.5重量%及びソルベントナフサ10.5重量%含有し、固形分の酸価は、100mgKOH/gである
*2)KAYARAD PCR−;日本化薬(株)製、フェノールノボラック型エポキシアクリレート(日本化薬(株)製、EPPN−201にアクリル酸を反応させたもの)と無水コハク酸を反応させたもので、カルビトールアセテート24.5重量%及びソルベントナフサ10.5重量%含有し、固形分の酸価は、100mgKOH/gである
*3)U−200AX:新中村化学工業(株)製、ウレタンアクリレート
*4)M−325:東亜合成化学工業(株)製、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート
*5)KAYARAD DPHA:日本化薬(株)製、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレートの混合物
*6)イルガキュアー907:チバ・ガイギー社製、光重合開始剤、2−メチル−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン
*7)KAYACURE DETX−S:日本化薬(株)製、光重合開始剤、2,4−ジエチルチオキサントン
*8)KAYACURE BMS:日本化薬(株)製、光重合開始剤、4−ベンゾイル−4’−メチルフェニルサルファイド
*9)R−1415−1:エー・シー・アール(株)製、ゴム変性エポキシ樹脂
*10)EXA−4800:大日本インキ工業(株)製、ビスフェノールS型エポキシ樹脂
*11)アエロジル#200:日本アエロジル(株)製、無水シリカ
*12)モダフロー:モンサント(株)製、レベリング剤
表1の評価結果から明らかなように、本発明のレジストインキ組成物及びその硬化物は、現像性、感光性に優れ、その硬化物は、耐屈曲性、耐折性、耐溶剤性、耐酸性、耐熱性等に優れていることは明らかである。

Claims (4)

  1. 1分子中に2つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂(a)と1分子中に不飽和2重結合とカルボキシル基を1つずつ有する化合物(b)とを反応させて得られるポリ不飽和ポリオール化合物(c)と、(c)以外のポリオール化合物(d)として1,9−ノナンジオール、テトラヒドロフランのカチオン重合によって合成されるポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール及び/又はウレタンポリオールと、1分子中に酸無水物基を2つ有する化合物(e)とを60〜150℃で反応させることを特徴とする製造方法により得られる不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(A)と希釈剤(B)を含有することを特徴とするプリント配線基板のレジスト用樹脂組成物。
  2. 更に、光重合開始剤(C)及び硬化成分(D)を含有することを特徴とする請求項に記載のプリント配線基板のレジスト用樹脂組成物。
  3. 請求項または2に記載の樹脂組成物に活性光線を照射することを特徴とするプリント配線基板のレジスト用樹脂組成物の硬化物の製造方法。
  4. 請求項に記載の製造方法により得られる樹脂組成物の硬化物の層を有するプリント配線板。
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