JP6211780B2 - 難燃性硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、難燃性被膜およびプリント配線板 - Google Patents
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Description
それに対し、感光性カバーレイとしてアルカリ現像性感光性樹脂組成物やそのドライフィルムが提案されている(特許文献1参照)。
(A)下記一般式(1)で表されるリン元素含有ジカルボン酸およびその無水物の少なくとも何れか1種
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜6の炭化水素基を表し、mおよびnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、点線は2つのカルボキシル基が酸無水物を形成していてもよいことを示す。)
と、アクリレート化合物とを反応して得られるリン元素含有アクリレート樹脂、
(B)カルボキシル基含有樹脂、
(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂、および、
(D)光重合開始剤、
を含有することを特徴とするものである。
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜6の炭化水素基を表し、mおよびnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、点線は2つのカルボキシル基が酸無水物を形成していてもよいことを示す。)
と、アクリレート化合物とを反応して得られるリン元素含有アクリレート樹脂、
(B)カルボキシル基含有樹脂、
(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂、および、
(D)光重合開始剤、
を含有するものである。
上記(A)リン元素含有アクリレート樹脂と、上記(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂とを配合することによって、ノンハロゲン組成で環境負荷が少なく、かつ、難燃性、可撓性、低反り性に優れ、高温プレス時に難燃剤のブリードアウトのない難燃性被膜を得ることができる。
以下、各成分について詳細に説明する。
本発明に用いられる(A)リン元素含有アクリレート樹脂は、上記一般式(1)で表されるリン元素含有ジカルボン酸およびその無水物の少なくとも何れか1種と、アクリレート化合物とを反応して得られる、分子内に1以上の(メタ)アクリレートを含有する化合物である。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレートおよびそれらの混合物を総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
上記官能基で付加する反応方法は、従来公知の反応方法を用いることができる。
本発明のリン元素含有アクリレート樹脂は2官能のリン元素含有アクリレートであることが、可撓性と低反り性の観点から好ましい。リン元素含有アクリレート樹脂が単官能である場合、耐熱性に劣る傾向があり、リン元素含有アクリレート樹脂が3官能以上である場合、可撓性が低下する傾向にある。
また、上記(A)リン元素含有アクリレート樹脂は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明に用いられる(B)カルボキシル基含有樹脂としては、公知のカルボキシル基を含む樹脂を用いることができる。カルボキシル基の存在により、樹脂組成物をアルカリ現像性とすることができる。また、本発明の難燃性硬化性樹脂組成物を光硬化性にすることや耐現像性の観点から、カルボキシル基の他に、分子内にエチレン性不飽和二重結合を有することが好ましいが、エチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有樹脂のみを(B)成分として用いることもできる。(B)成分の樹脂がエチレン性不飽和二重結合を有さない場合は、組成物を光硬化性とするために、分子内に1個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(光重合性モノマー/オリゴマー)を併用する必要がある。エチレン性不飽和二重結合としては、アクリル酸もしくはメタアクリル酸またはそれらの誘導体由来のものが好ましい。上記(B)カルボキシル基含有樹脂は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、上記カルボキシル基含有樹脂の酸価は、20〜200mgKOH/gの範囲が望ましく、より好ましくは40〜150mgKOH/gの範囲である。カルボキシル基含有樹脂の酸価が20mgKOH/g未満であると、塗膜の密着性が得られなかったり、アルカリ現像が困難となることがある。一方、酸価が200mgKOH/gを超えた場合には、現像液による露光部の溶解が進むために、必要以上にラインが痩せたり、場合によっては、露光部と未露光部の区別なく現像液で溶解剥離してしまい、正常なレジストパターンの描画が困難となることがあるので好ましくない。
また、ウレタン構造を有するカルボキシル基含有樹脂の中でも、イソシアネート基を有する成分(ジイソシアネートも含む)として、イソシアネート基が直接ベンゼン環に結合していないジイソシアネートを用いて得られるカルボキシル基含有ウレタン樹脂が、黄変がなく、下地の隠蔽性に有効で、かつ紫外線吸収が少ないため、アルカリ現像性組成物とした際に解像性に優れる特徴があり、好ましい。
本発明において(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂を含有することにより、低反り性、難燃性を向上させることができる。(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂として分子中にビフェニルノボラック構造と、エポキシ基とを有している従来公知の各種エポキシ化合物を使用することができる。市販品としては、例えば、日本化薬社製のNC−3000−L、NC−3000、NC−3000−H、NC−3100等が挙げられる。上記(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用しても良い。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は光重合開始剤を含む。(D)光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を用いることができ、例えば、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、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およびチタノセン系光重合開始剤からなる群から選択される1種以上の光重合開始剤を好適に使用することができる。
(式中、Xは、水素原子、炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、フェニル基、フェニル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)、ナフチル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)を表し、Y、Zはそれぞれ、水素原子、炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、ハロゲン基、フェニル基、フェニル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)、ナフチル基(炭素数1〜17のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、アミノ基、炭素数1〜8のアルキル基を持つアルキルアミノ基またはジアルキルアミノ基により置換されている)、アンスリル基、ピリジル基、ベンゾフリル基、ベンゾチエニル基を表し、Arは、結合か、炭素数1〜10のアルキレン、ビニレン、フェニレン、ビフェニレン、ピリジレン、ナフチレン、チオフェン、アントリレン、チエニレン、フリレン、2,5−ピロール−ジイル、4,4’−スチルベン−ジイル、4,2’−スチレン−ジイルで表し、nは0か1の整数である。)
(式中、R3は、炭素原子数1〜4のアルキル基、または、ニトロ基、ハロゲン原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいフェニル基を表す。
R4は、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、または、炭素原子数1〜4のアルキル基もしくはアルコキシ基で置換されていてもよいフェニル基を表す。
R5は、酸素原子または硫黄原子で連結されていてもよく、フェニル基で置換されていてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基を表す。
R6は、ニトロ基、または、X−C(=O)−で表されるアシル基を表す。Xは、炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていてもよいアリール基、チエニル基、モルホリノ基、チオフェニル基、または、下記式で示される構造を表す。)
このような光重合開始剤、光開始助剤、および増感剤の総量は、固形分換算で、上記(B)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して35質量部以下であることが好ましい。35質量部を超えると、これらの光吸収により深部硬化性が低下する傾向にある。
本発明の硬化性樹脂組成物は、光重合性モノマー/オリゴマーを配合することができる。光重合性モノマー/オリゴマーとしては、慣用公知の分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物が挙げられ、具体的には、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、カーボネート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。より具体的には、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシアルキルアクリレート類;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、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類;N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアクリルアミド類;N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレートなどのアミノアルキルアクリレート類;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などの多価アルコールまたはこれらのエチレオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、もしくはε−カプロラクトン付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、およびこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリ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多価アクリレート類;上記に限らず、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートジオール、水酸基末端ポリブタジエン、ポリエステルポリオールなどのポリオールを直接アクリレート化、もしくは、ジイソシアネートを介してウレタンアクリレート化したアクリレート類およびメラミンアクリレート、および上記アクリレートに対応する各メタクリレート類の少なくとも何れか1種などが挙げられる。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は、さらに難燃性を向上させるためリン含有化合物等の難燃剤を含んでも良い。
(式中、R7、R8およびR9は、それぞれ独立に、ハロゲン原子以外の置換基を示す。)
本発明の硬化性樹脂組成物は、着色剤を配合することができる。着色剤としては、赤、青、緑、黄などの慣用公知の着色剤を使用することができ、顔料、染料、色素のいずれでもよい。具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.;ザ ソサイエティ オブ ダイヤーズ アンド カラリスツ(The Society of Dyers and Colourists)発行)番号が付されているものを挙げることができる。但し、環境負荷低減並びに人体への影響の観点からハロゲンを含有しない着色剤であることが好ましい。
赤色着色剤としてはモノアゾ系、ジズアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがあり、具体的には以下のものが挙げられる。
モノアゾ系:Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 112, 114, 146, 147, 151, 170, 184, 187, 188, 193, 210, 245, 253, 258, 266, 267, 268, 269。
ジスアゾ系:Pigment Red 37, 38, 41。
モノアゾレーキ系:Pigment Red 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1, 49:2, 50:1, 52:1, 52:2, 53:1, 53:2, 57:1, 58:4, 63:1, 63:2, 64:1, 68。
ベンズイミダゾロン系:Pigment Red 171、Pigment Red 175、Pigment Red 176、Pigment Red 185、Pigment Red 208。
ぺリレン系:Solvent Red 135、Solvent Red 179、Pigment Red 123、Pigment Red 149、Pigment Red 166、Pigment Red 178、Pigment Red 179、Pigment Red 190、Pigment Red 194、Pigment Red 224。
ジケトピロロピロール系:Pigment Red 254、Pigment Red 255、Pigment Red 264、Pigment Red 270、Pigment Red 272。
縮合アゾ系:Pigment Red 220、Pigment Red 144、Pigment Red 166、Pigment Red 214、Pigment Red 220、Pigment Red 221、Pigment Red 242。
アンスラキノン系:Pigment Red 168、Pigment Red 177、Pigment Red 216、Solvent Red 149、Solvent Red 150、Solvent Red 52、Solvent Red 207。
キナクリドン系:Pigment Red 122、Pigment Red 202、Pigment Red 206、Pigment Red 207、Pigment Red 209。
青色着色剤としてはフタロシアニン系、アントラキノン系があり、顔料系はピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には:Pigment Blue 15、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6、Pigment Blue 16、Pigment Blue 60。
染料系としては、Solvent Blue 35、Solvent Blue 63、Solvent Blue 68、Solvent Blue 70、Solvent Blue 83、Solvent Blue 87、Solvent Blue 94、Solvent Blue 97、Solvent Blue 122、Solvent Blue 136、Solvent Blue 67、Solvent Blue 70等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
緑色着色剤としては、同様にフタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系があり、具体的にはPigment Green 7、Pigment Green 36、Solvent Green 3、Solvent Green 5、Solvent Green 20、Solvent Green 28等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
黄色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等があり、具体的には以下のものが挙げられる。
アントラキノン系:Solvent Yellow 163、Pigment Yellow 24、Pigment Yellow 108、Pigment Yellow 193、Pigment Yellow 147、Pigment Yellow 199、Pigment Yellow 202。
イソインドリノン系:Pigment Yellow 110、Pigment Yellow 109、Pigment Yellow 139、Pigment Yellow 179、Pigment Yellow 185。
縮合アゾ系:Pigment Yellow 93、Pigment Yellow 94、Pigment Yellow 95、Pigment Yellow 128、Pigment Yellow 155、Pigment Yellow 166、Pigment Yellow 180。
ベンズイミダゾロン系:Pigment Yellow 120、Pigment Yellow 151、Pigment Yellow 154、Pigment Yellow 156、Pigment Yellow 175、Pigment Yellow 181。
モノアゾ系:Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 61, 62, 62:1, 65, 73, 74, 75, 97, 100, 104, 105, 111, 116, 167, 168, 169, 182, 183。
ジスアゾ系:Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 55, 63, 81, 83, 87, 126, 127, 152, 170, 172, 174, 176, 188, 198。
具体的に例示すれば、Pigment Violet 19、23、29、32、36、38、42、Solvent Violet 13、36、C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ73、C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7等がある。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は、得られる硬化物の物理的強度等を上げるために、必要に応じて、フィラーを配合することができる。このようなフィラーとしては、公知慣用の無機または有機フィラーが使用できるが、特に硫酸バリウム、球状シリカおよびタルクが好ましく用いられる。また、難燃性を付与する目的で、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ベーマイトなども使用することができる。さらに、1個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物や上記多官能エポキシ樹脂にナノシリカを分散したHanse−Chemie社製のNANOCRYL(商品名) XP 0396、XP 0596、XP 0733、XP 0746、XP 0765、XP 0768、XP 0953、XP 0954、XP 1045(何れも製品グレード名)や、Hanse−Chemie社製のNANOPOX(商品名) XP 0516、XP 0525、XP 0314(何れも製品グレード名)も使用できる。これらを単独でまたは2種以上配合することができる。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物には得られる硬化物の可撓性、指触乾燥性の向上を目的に慣用公知のバインダーポリマーを使用することができる。バインダーポリマーとしてはセルロース系、ポリエステル系、フェノキシ樹脂系ポリマーが好ましい。セルロース系ポリマーとしてはイーストマン社製セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)シリーズが挙げられ、ポリエステル系ポリマーとしては東洋紡社製バイロンシリーズ、フェノキシ樹脂系ポリマーとしてはビスフェノールA、ビスフェノールFおよびそれらの水添化合物のフェノキシ樹脂が好ましい。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は、得られる硬化物に対する柔軟性の付与、硬化物の脆さの改善などを目的にエラストマーを配合することができる。エラストマーとしては、例えばポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステルウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステルアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマーが挙げられる。また、種々の骨格を有するエポキシ樹脂の一部または全部のエポキシ基を両末端カルボン酸変性型ブタジエン−アクリロニトリルゴムで変性した樹脂なども使用できる。更にはエポキシ含有ポリブタジエン系エラストマー、アクリル含有ポリブタジエン系エラストマー、水酸基含有ポリブタジエン系エラストマー、水酸基含有イソプレン系エラストマー等も使用することができる。エラストマーは、1種を単独で用いてもよく、2種類以上の混合物として使用してもよい。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物には層間の密着性、または感光性樹脂層と基材との密着性を向上させるために密着促進剤を用いることができる。密着促進剤としては、例えば、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンズオキサゾール、2−メルカプトベンズチアゾール、3−モルホリノメチル−1−フェニル−トリアゾール−2−チオン、5−アミノ−3−モルホリノメチル−チアゾール−2−チオン、2−メルカプト−5−メチルチオ−チアジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アミノ基含有ベンゾトリアゾール、シランカップリング剤などがある。
高分子材料の多くは、一度酸化が始まると、次々と連鎖的に酸化劣化が起き、高分子素材の機能低下をもたらすことから、本発明の難燃性硬化性樹脂組成物には酸化を防ぐために(1)発生したラジカルを無効化するようなラジカル補足剤および(2)発生した過酸化物の少なくとも何れか1種を無害な物質に分解し、新たなラジカルが発生しないようにする過酸化物分解剤などの酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子材料は光を吸収し、それにより分解・劣化を起こすことから、本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は紫外線に対する安定化対策を行うために、上記酸化防止剤の他に、紫外線吸収剤を使用することができる。
紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、シンナメート誘導体、アントラニレート誘導体、ジベンゾイルメタン誘導体などが挙げられる。紫外線吸収剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いることもできる。上記酸化防止剤と併用することで本発明の硬化性樹脂組成物より得られる成形物の安定化が図れる。
本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は、さらに必要に応じて、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、t−ブチルカテコール、ピロガロール、フェノチアジンなどの公知慣用の熱重合禁止剤、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイトなどの公知慣用の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系などの消泡剤およびレベリング剤の少なくとも何れか1種、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系等のシランカップリング剤、防錆剤などのような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
さらに、本発明の難燃性硬化性樹脂組成物は、上記(B)カルボキシル基含有樹脂の合成や組成物の調整のため、または基板やキャリアフィルムに塗布するための粘度調整のため、有機溶剤を使用することができる。
ドライフィルム化に際しては、本発明の難燃性硬化性樹脂組成物を適切な粘度に上記有機溶剤で希釈し、コンマコーター、ブレードコーター、リップコーター、ロッドコーター、スクイズコーター、リバースコーター、トランスファロールコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等で支持体上に均一な厚さに塗布し、通常、50〜130℃の温度で1〜30分間乾燥して膜を得ることができる。塗布膜厚については特に制限はないが、一般に、乾燥後の膜厚で、10〜150μm、好ましくは20〜60μmの範囲で適宜選択される。
剥離可能なカバーフィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、表面処理した紙等を用いることができ、カバーフィルムを剥離するときに膜と支持体との接着力よりも膜とカバーフィルムとの接着力がより小さいものであればよい。
[合成例1]
10−(2,3−ジカルボキシプロピル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキシド(三光社製、M−Acid)1384重量部、3−メチルペンタンジオール590重量部、触媒であるテトラ−n−ブチルチタネート0.1重量部を、オートクレーブに仕込み、220〜235℃で3時間加熱した後、20分かけて5mmHgまで減圧し、この間250℃まで昇温し、250℃で60分間重縮合反応を実施した。その後、得られた反応物を室温まで冷却し、アクリル酸147g、メタンスルホン酸19.22g、メチルハイドロキノン0.3gおよびトルエン1000gを、撹拌機、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、110℃ で12時間反応させた。反応により生成した水はトルエンと共沸混合物として留去した。その後、室温まで冷却し、得られた反応溶液を15%水酸化ナトリウム水溶液58.92gで中和し、次いで水洗した。その後、エバポレーターにてトルエンをジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート529.5gで置換しつつ留去して、固形分75%、リン濃度6.3%であるリン元素含有アクリレート樹脂溶液(ワニス)を得た。以下、得られたリン元素含有アクリレート樹脂溶液をA−1と称する。
10−(2,3−ジカルボキシプロピル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキシド692重量部(三光社製、M−Acid)、グリシジルメタクリレート284重量部、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート418重量を100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン2.1重量部を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分65%、リン濃度4.7%のリン元素含有アクリレート樹脂溶液(ワニス)を得た。以下、得られたリン元素含有アクリレート樹脂溶液をA−2と称する。
[合成例3:上記カルボキシル基含有樹脂(5)に該当する樹脂の合成(B−1)]
撹拌装置、温度計、コンデンサーを備えた反応容器に、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールから誘導されるポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製、T5650J、数平均分子量800)を2400g(3モル)、ジメチロールプロピオン酸を603g(4.5モル)、およびモノヒドロキシル化合物として2−ヒドロキシエチルアクリレートを238g(2.6モル)投入した。次いで、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート1887g(8.5モル)を投入し、撹拌しながら60℃まで加熱して停止し、反応容器内の温度が低下し始めた時点で再度加熱して80℃で撹拌を続け、赤外線吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収スペクトル(2280cm−1)が消失したことを確認して反応を終了した。固形分が50質量%となるようにカルビトールアセテートを添加した。得られたカルボキシル基含有樹脂の固形分の酸価は50mgKOH/gであった。以下、得られた樹脂溶液(ワニス)をB−1と称する。
感光性基含有でビスフェノールF型の多官能エポキシを使用した感光性カルボキシル基含有樹脂(日本化薬社製、ZFR−1401H(固形分65%、樹脂としての酸価は98mgKOH/g))を用いた。以下、その樹脂溶液(ワニス)をB−2と称する。
感光性基含有でウレタン構造を有するカルボキシル基含有樹脂[日本化薬社製、UXE−3000(固形分65%、樹脂としての酸価は98mgKOH/g)]を用いた。以下、その樹脂溶液(ワニス)をB−3と称する。
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 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)、およびハイドロキノン1.5gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン4.3gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液に芳香族系炭化水素(ソルベッソ150)415g、テトラヒドロ無水フタル酸456.0g(3.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行い、冷却後、固形分酸価89mgKOH/g、固形分65%の樹脂溶液を得た。以下、得られた樹脂溶液(ワニス)をB−4と称する。
上記の樹脂溶液(ワニス)を、表1に示す種々の成分とともに表1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、硬化性樹脂組成物を調製した。ここで、得られた各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による粒度測定にて評価したところ、15μm以下であった。
*2:三菱化学社製 YX4000、固形分100%
*3:三菱化学社製 jER828、固形分100%
*4:BASFジャパン社製 ルシリンTPO
*5:BASFジャパン社製 イルガキュアー389
*6:BASFジャパン社製 イルガキュアーOXE−02
*7:大塚化学社製 SPE−100
*8:新中村化学社製 BPE−500
*9:日本化薬社製 KAYARAD UX−2201
*10:昭和電工社製 ハイジライトH−42M
*11:C.I.Pigment Blue 15:3
*12:C.I.Pigment Yellow147
*13:ジエチレングリコールモノエチルエーテールアセテート
<最適露光量>
上記各実施例6、参考例1〜5、7および比較例1〜4の硬化性樹脂組成物を、銅厚35μmの回路パターン基板をバフロール研磨後、水洗し、乾燥してからスクリーン印刷法により全面に塗布し、80℃の熱風循環式乾燥炉で30分間乾燥させた(乾燥後膜厚20μm)。メタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW−680−GW20)を用いてステップタブレット(Kodak No.2)を介して露光し、現像(30℃、0.2MPa、1wt%Na2CO3水溶液)を60秒で行った際残存するステップタブレットのパターンが6段の時を最適露光量とした。
上記各実施例6、参考例1〜5、7および比較例1〜4の硬化性樹脂組成物を、25μm厚のポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、カプトン100H)にスクリーン印刷で全面塗布し、80℃で30分乾燥し、室温まで放冷した(乾燥後膜厚15μm)。得られた基板にメタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW−680−GW20)を用いて最適露光量でレジストパターンを露光し、30℃の1wt%Na2CO3水溶液をスプレー圧0.2MPaの条件で60秒間現像を行い、レジストパターンを得た後、この基板を150℃で60分加熱して硬化し、評価基板を得た。
得られた評価基板に対してハゼ折りにより180°折り曲げを数回繰り返して行い、その際の塗膜におけるクラック発生状況を目視および200倍の光学顕微鏡で観察し、クラックが発生するまでに行った折り曲げ回数を測定し、以下の基準で可撓性を評価した。
◎:5回以上
○:3〜4回
△:1〜2回
×:0回
可撓性(耐折性)の評価基板と同様に作製して得られた評価サンプルを50mm×50mm□に切り出し、4角の反りを測定して平均値を求め、以下の基準で低反り性を評価した。
○:反りが4mm未満であるもの。
△:反りが4mm以上、8mm未満であるもの。
×:反りが8mm以上であるもの。
上記各実施例6、参考例1〜5、7および比較例1〜4の硬化性樹脂組成物を、パターン形成されたポリイミドフィルム基板上にスクリーン印刷で全面塗布し、80℃で30分乾燥し、室温まで放冷した(乾燥後膜厚20μm)。得られた基板にメタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW−680−GW20)を用いて最適露光量でソルダーレジストパターンを露光し、30℃の1wt%Na2CO3水溶液をスプレー圧2kg/cm2の条件で60秒間現像を行い、レジストパターンを得た。この基板を、150℃で60分加熱して硬化した。得られたプリント基板(評価基板)をクッション材ではさみSUS板を用いて20kgf/cm2の加重を与え150℃で60分真空プレスを行った。プレス後の基板の開口部を目視および200倍の光学顕微鏡で観察しブリードアウトの確認を行い、以下の基準で高温プレス耐性を評価した。
○:開口部にブリードアウトなし。
×:開口部にブリードアウトあり。
上記各実施例6、参考例1〜5、7および比較例1〜4の硬化性樹脂組成物を、25μm、12.5μm厚のポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、カプトン100H(25μm))にスクリーン印刷で全面塗布し、80℃で30分乾燥して室温まで放冷した(乾燥後膜厚20μm)。さらに裏面を同様にスクリーン印刷で全面塗布し、80℃で30分乾燥して室温まで放冷し両面塗布基板を得た。得られた両面基板にメタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW−680−GW20)を用いて最適露光量でソルダーレジストを全面露光し、30℃の1wt%Na2CO3水溶液をスプレー圧2kg/cm2の条件で60秒間現像を行い、150℃で60分間熱硬化を行い評価サンプルとした。この難燃性評価用サンプルついて、難燃性試験として、UL94規格に準拠した薄材垂直燃焼試験を行った。評価は難燃性試験合格をVTM−0、不合格を燃焼と表した。
上記各評価試験の結果を表2にまとめて示す。
表1に示す実施例6、参考例1〜5、7の配合からシリコーン系消泡剤を除いた配合で調製した各硬化性樹脂組成物をメチルエチルケトンで希釈し、キャリアフィルム(PET)上に塗布し、加熱乾燥して、厚さ20μmの感光性樹脂組成物層を形成し、その上にカバーフィルム(PE)を貼り合わせてドライフィルムを得た。その後、カバーフィルムを剥がし、パターン形成された銅箔基板に、ラミネーターを用いフィルムを貼り合わせ、試験基板を作製した。前述した試験方法および評価方法と同様にして、各特性の評価試験を行なった。なお、参考例1の組成によるドライフィルムが参考例8、参考例2の組成が参考例9、参考例3の組成が参考例10、参考例4の組成が参考例11、参考例5の組成が参考例12、実施例6の組成が実施例13、参考例7の組成が参考例14にそれぞれ対応する。結果を下記表3に記す。
上記の樹脂溶液(ワニス)を、表4に示す種々の成分とともに表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、参考例15、比較例5および比較例6の硬化性樹脂組成物を調製した。ここで、得られた各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による粒度測定にて評価したところ、15μm以下であった。各硬化性樹脂組成物および上記参考例1の硬化性樹脂組成物について、下記の評価試験を行った。
<低反り性>
上記と同じ方法で、ポリイミドフィルム厚みは2条件(カプトン100H(25μm)、カプトン50H(12.5μm)、何れも東レ・デュポン社製)、露光量は2条件(100mJ/cm2、400mJ/cm2)の合計4条件で評価した。
*2:昭和電工社製 HFA−6065E(リン含有多官能アクリレート)(固形分67.5%、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート32.5%)
*3:日本化薬社製 NC−3000−L(ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂)の固形分75%、カルビトールアセテート25%で調整したワニス
*4:三菱化学社製 YX4000、固形分100%
*5:BASFジャパン社製 ルシリンTPO
*6:BASFジャパン社製 イルガキュアーOXE−02
*7:新中村化学社製 BPE−500
*8:昭和電工社製 ハイジライトH−42M
*9:C.I.Pigment Blue 15:3
*10:C.I.Pigment Yellow147
*11:ジエチレングリコールモノエチルエーテールアセテート
Claims (5)
- (A)下記一般式(1)で表されるリン元素含有ジカルボン酸およびその無水物の少なくとも何れか1種
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜6の炭化水素基を表し、mおよびnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、点線は2つのカルボキシル基が酸無水物を形成していてもよいことを示す。)
と、前記リン元素含有ジカルボン酸およびその無水物の少なくとも何れか1種が有するカルボン酸またはカルボン酸無水物と反応する官能基を有する(メタ)アクリレート化合物との反応物であるリン元素含有(メタ)アクリレート樹脂、
(B)カルボキシル基含有樹脂、
(C)ビフェニルノボラック構造を有するエポキシ樹脂、および、
(D)光重合開始剤、
を含有することを特徴とする難燃性硬化性樹脂組成物。 - ソルダーレジスト形成用であることを特徴とする請求項1に記載の難燃性硬化性樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の難燃性硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布乾燥してなる層を備えることを特徴とするドライフィルム。
- 請求項1または2に記載の難燃性硬化性樹脂組成物、または、請求項3に記載のドライフィルムの前記難燃性硬化性樹脂組成物をフィルムに塗布乾燥してなる層の硬化物であることを特徴とする難燃性被膜。
- 請求項4に記載の難燃性被膜を備えることを特徴とするプリント配線板。
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