JP6383621B2 - 硬化性組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板およびプリント配線板の製造方法 - Google Patents

硬化性組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板およびプリント配線板の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、硬化性組成物、ドライフィルム、硬化物、プリント配線板、ドライフィルムの製造方法、硬化物の製造方法およびプリント配線板の製造方法に関する。
一般に、電子機器などに用いられるプリント配線板において、電子部品を実装する際には、回路パターンの形成された基板上の接続孔を除く領域に、樹脂組成物を塗布するかまたはドライフィルム上の乾燥塗膜をラミネートした後、硬化してなるソルダーレジストが形成される。このソルダーレジストは、不必要な部分へのはんだの付着を防止するとともに、回路の導体を保護するものである。
また、ソルダーレジストには、回路パターンの、熱ないし湿気等による変色や、電気的な変色、傷、汚れなどを隠蔽して、プリント配線板の外観性の悪化を防止する役割もある。そのため、隠蔽性を向上するために、ソルダーレジストを形成するために用いられる樹脂組成物やドライフィルムには通常、着色剤が添加される(例えば、特許文献1参照)。
近年、電子機器の小型化や高機能化の要求に基づき、プリント配線板についても回路パターンの微細化が進んでおり、これに伴い、ソルダーレジストについてもより一層薄膜化が進んでいる。その結果、ソルダーレジストの隠蔽性が低下して、下層である回路の変色等がソルダーレジストを通して見えてしまい、外観不良に繋がるという問題が生じていた。そこで、隠蔽性を向上させるために、黒色の濃いソルダーレジストが求められていた。また、デザイン性の観点から、黒色のソルダーレジストが求められていた。尚、従来から、黒色着色剤としてカーボンブラックが用いられている。
ソルダーレジストのパターン形成方法の一つとして従来からフォトリソグラフィ法が用いられているが、黒色を呈するためにソルダーレジストインキにカーボンブラックを配合した場合、カーボンブラックは紫外領域から可視光領域まで広範囲の光を吸収してしまうため、光透過性が悪くなり、解像性の低下等の問題が生じていた。
そのような問題を解決する手段として、特許文献2には、黒色着色剤と黒色着色剤以外の着色剤を含有することを特徴とする組成物が記載されている。また、特許文献3には、黒色着色剤以外の着色剤を組み合わせて黒色化することを特徴とする組成物が記載されている。しかしながら、解像性については改善の余地があった。
特開2009−258613号公報 特開2008−257045号公報 特開2010−091876号公報
そこで本発明の目的は、解像性および硬化物の黒色度に優れる硬化性組成物、該組成物を塗布乾燥してなるドライフィルム、該組成物または該ドライフィルムの硬化物、該硬化物を有するプリント配線板、該組成物を用いるドライフィルムの製造方法、該組成物または該ドライフィルムを用いる硬化物の製造方法、および、該組成物または該ドライフィルムを用いるプリント配線板の製造方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討した結果、黒色着色剤、および、黒色以外の着色剤を配合し、さらに、その乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの特定の波長における吸光度を特定の範囲にすることで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の硬化性組成物は、(A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)希釈剤、(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物、(E)黒色着色剤、および、(F)黒色以外の着色剤を含有する組成物であって、その乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長365nmにおける吸光度が1.5以下、385nmにおける吸光度が1.0以下、かつ、波長405nmにおける吸光度が1.0以下であることを特徴とするものである。
本発明の硬化性組成物は、前記(F)黒色以外の着色剤として、紫色着色剤を含有することが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、前記(F)黒色以外の着色剤として、橙色着色剤を含有することが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、前記(F)黒色以外の着色剤として、赤色着色剤、青色着色剤および黄色着色剤の少なくとも1種を含有することが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、前記(B)光重合開始剤として、オキシムエステル系光重合
開始剤を含有することが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、前記オキシムエステル系光重合開始剤が、2量体のオキシムエステル系光重合開始剤であることが好ましい。
本発明のドライフィルムは、前記硬化性組成物を、フィルム上に塗布、乾燥させて得られる樹脂層を有することを特徴とするものである。
本発明の硬化物は、前記硬化性組成物および前記ドライフィルムの樹脂層の少なくともいずれか一方を硬化させて得られることを特徴とするものである。
本発明のプリント配線板は、前記硬化物を備えることを特徴とするものである。
本発明のドライフィルムの製造方法は、前記硬化性組成物を用いることを特徴とするものである。
本発明の硬化物の製造方法は、前記硬化性組成物を用いることを特徴とするものである。
本発明のプリント配線板の製造方法は、前記硬化性組成物および前記ドライフィルムの少なくともいずれか一方を用いることを特徴とするものである。
本発明により、解像性および硬化物の黒色度に優れる硬化性組成物、該組成物を塗布乾燥させて得られる樹脂層を有するドライフィルム、該組成物または該ドライフィルムの樹脂層の硬化物、該硬化物を有するプリント配線板、および、該組成物を用いるプリント配線板の製造方法を提供することが可能となる。
実施例2の硬化性組成物に露光現像して形成した50μmライン部の断面を示す写真図である。 比較例2の硬化性組成物に露光現像して形成した50μmライン部の断面を示す写真図である。
本発明の硬化性組成物は、(A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)希釈剤、(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物、(E)黒色着色剤、および、(F)黒色以外の着色剤を含有する組成物であって、その乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長365nmにおける吸光度が1.5以下、385nmにおける吸光度が1.0以下、かつ、波長405nmにおける吸光度が1.0以下であることを特徴とするものである。
本発明の硬化性組成物において、上記3つの吸光度を満たすことが肝要である。上記吸光度を満たすことにより、露光、特にLDI(レーザーダイレクトイメージング)露光した場合に深部まで硬化し、微細なパターン形成が可能となる。これは、詳しいメカニズムは明らかではないが、照射される波長を検討すると、LDI露光の場合は照射される波長が350〜420nm程度であり、ピークになる波長はI線(365nm)、h線(405nm)、または光源によっては370〜400nmの範囲にあるため、ピーク波長を中心に350〜420nmの範囲の光透過性が重要となるからだと考えられる。乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長365nmにおける吸光度は1.0〜1.5であることが好ましい。1.0以上の場合、トップ太りが生じにくくなる。また、乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長385nmにおける吸光度は0.5〜1.0であることが好ましい。0.5以上の場合、トップ太りが生じにくくなる。乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長405nmにおける吸光度は0〜1.0であることが好ましい。
上記吸光度に調節する方法は特に限定されないが、(E)黒色着色剤および(F)黒色以外の着色剤の種類や配合割合によって調節することが好ましい。(B)光重合開始剤の種類や配合割合によって調節してもよい。吸光度は、紫外可視分光光度計を用いて測定することができる。
(F)黒色以外の着色剤は、解像性の観点から、(F)黒色以外の着色剤として、紫色着色剤、橙色着色剤および赤色着色剤の少なくとも1種を含有することが好ましく、紫色着色剤および橙色着色剤の少なくとも1種を含有することがより好ましく、紫色着色剤および橙色着色剤を含有することがさらに好ましい。また、黒色度の観点からは、(F)黒色以外の着色剤として、紫色着色剤および青色着色剤の少なくとも1種を含有することが好ましく、紫色着色剤を含有することがより好ましい。また、青色着色剤を含有する場合は、黄色着色剤をさらに含有することがより好ましい。解像性および黒色度の観点から、(F)黒色以外の着色剤として、紫色着色剤、橙色着色剤、青色着色剤および黄色着色剤を含有することが特に好ましい。
以下、各成分について詳細に説明する。
[(A)カルボキシル基含有樹脂]
(A)カルボキシル基含有樹脂としては、特に、分子中にエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂が、アルカリ現像を行う感光性の組成物として、光硬化性や耐現像性の面からより好ましい。そして、その不飽和二重結合は、アクリル酸若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。
(A)カルボキシル基含有樹脂の具体例としては、以下に列挙するような化合物(オリゴマーおよびポリマーのいずれでもよい)が好ましい。
(1)(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α−メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有樹脂。
(2)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ジアルコール化合物およびポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基およびアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物および必要に応じて1つのアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物との重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(3)ジイソシアネートと、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、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、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート若しくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物およびジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。
(4)前記(2)または(3)の樹脂の合成中に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子中に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。
(5)前記(2)または(3)の樹脂の合成中に、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの等モル反応物など、分子中に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂。
(6)2官能またはそれ以上の多官能(固形)エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂。以下、これを、カルボキシル酸変性エポキシアクリレートという。なお、多官能エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、特開2011−213828号公報の段落0039に例示されたものが挙げられる。
(7)2官能(固形)エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂。
(8)2官能オキセタン樹脂にアジピン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有ポリエステル樹脂。
(9)ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ノボラック型フェノール樹脂、ポリ−p−ヒドロキシスチレン、ナフトールとアルデヒド類の縮合物、ジヒドロキシナフタレンとアルデヒド類との縮合物などの1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物と、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドとを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(10)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(11)1分子中に複数のエポキシ基を有するエポキシ化合物に、p−ヒドロキシフェネチルアルコール等の1分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基と1個のフェノール性水酸基を有する化合物と、(メタ)アクリル酸等の不飽和基含有モノカルボン酸とを反応させ、得られた反応生成物のアルコール性水酸基に対して、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、アジピン酸等の多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(12)上記(1)〜(11)の樹脂に、さらにグリシジル(メタ)アクリレート、α−メチルグリシジル(メタ)アクリレート等の1分子中に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を付加してなるカルボキシル基含有感光性樹脂。
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、他の類似の表現についても同様である。
本発明の硬化性組成物において、(A)カルボキシル基含有樹脂は、上記(6)と(12)とを組み合わせた樹脂が好ましく、具体的には、カルボン酸変性エポキシアクリレートと、エポキシ基とラジカル重合性不飽和基を有する化合物を反応させて得られる(A1)カルボキシル基含有感光性樹脂であることが好ましい。
上記のようなカルボキシル基含有樹脂は、バックボーン・ポリマーの側鎖に多数のカルボキシル基を有するため、希アルカリ水溶液による現像が可能になる。
また、上記カルボキシル基含有樹脂の酸価は、20〜200mgKOH/gの範囲が好ましく、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以上の場合、塗膜の密着性が良好となり、アルカリ現像が良好となる。一方、酸価が200mgKOH/g以下の場合には、現像液による露光部の溶解を抑制できるために、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たりすることを抑制して、良好にレジストパターンを描画することができる。
また、本発明で用いるカルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量は、樹脂骨格により異なるが、2,000〜150,000、さらには5,000〜100,000の範囲が好ましい。重量平均分子量が2,000以上の場合、タックフリー性能が良好であり、露光後の塗膜の耐湿性が良好で、現像時に膜減りを抑制し、解像度の低下を抑制できる。一方、重量平均分子量が150,000以下の場合、現像性が良好で、貯蔵安定性にも優れる。
本発明の硬化性組成物は、(A)カルボキシル基含有樹脂を1種単独で含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。本発明の硬化性組成物が2種以上の(A)カルボキシル基含有樹脂を含有する場合、例えば、上述した(A1)カルボキシル基含有感光性樹脂を含有することが好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、他の態様において、(A)カルボキシル基含有樹脂として、上述した(A1)カルボキシル基含有感光性樹脂と、脂環式骨格を有さないカルボキシル基含有アクリル共重合体を含有していてもよい。脂環式骨格を有さないカルボキシル基含有アクリル共重合体としては、上記(A)カルボキシル基含有樹脂の具体例として挙げた(1)スチレン共重合型のカルボキシル基含有樹脂が挙げられる。脂環式骨格を有さないカルボキシル基含有アクリル共重合体を配合する場合の配合率としては、(A)カルボキシル基含有樹脂全体を100質量部としたとき、例えば、10〜95質量部であり、好ましくは、10〜80質量部である。
[(B)光重合開始剤]
本発明の硬化性組成物は、(B)光重合開始剤を含有する。(B)光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、アミノアセトフェノン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルケタール系、アシルホスフィンオキシド系、オキシムエーテル系、オキシムエステル系、チタノセン系などの公知慣用の化合物が挙げられる。
(B)光重合開始剤としては、以下に示す一般式(I)で表される構造部分を含むオキシムエステル系光重合開始剤が好ましい。前記オキシムエステル系光重合開始剤は、2量体のオキシムエステル系光重合開始剤であることがより好ましい。また、前記オキシムエステル系光重合開始剤は、カルバゾール構造を有することが好ましく、カルバゾール構造を有する2量体のオキシムエステル系光重合開始剤であることがさらに好ましい。また、アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、下記一般式(II)で表される構造部分を含むα−アミノアセトフェノン系光重合開始剤が挙げられる。アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤としては、一般式(III)で表される構造部分を含むアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤が挙げられる。チタノセン系光重合開始剤としては、一般式(IV)で表されるチタノセン系光重合開始剤が挙げられる。
一般式(I)中、Rは、水素原子、フェニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルカノイル基またはベンゾイル基を表わす。Rは、フェニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルカノイル基またはベンゾイル基を表す。
およびRにより表されるフェニル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、ハロゲン原子等が挙げられる。
およびRにより表されるアルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、アルキル鎖中に1個以上の酸素原子を含んでいてもよい。また、1個以上の水酸基で置換されていてもよい。
およびRにより表されるシクロアルキル基としては、炭素数5〜8のシクロアルキル基が好ましい。
およびRにより表されるアルカノイル基としては、炭素数2〜20のアルカノイル基が好ましい。
およびRにより表されるベンゾイル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、炭素数が1〜6のアルキル基、フェニル基等が挙げられる。
一般式(II)中、RおよびRは、各々独立に、炭素数1〜12のアルキル基またはアリールアルキル基を表し、RおよびRは、各々独立に、水素原子、または炭素数1〜6のアルキル基を表し、あるいは2つが結合して環状アルキルエーテル基を形成していてもよい。
一般式(III)中、RおよびRは、各々独立に、炭素数1〜10のアルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基またはハロゲン原子、アルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたアリール基、または炭素数1〜20のカルボニル基(但し、双方が炭素数1〜20のカルボニル基である場合を除く。)を表す。
一般式(IV)中、RおよびR10は、各々独立に、ハロゲン原子、アリール基、ハロゲン化アリール基、複素環含有ハロゲン化アリール基を表す。
一般式(I)で表される構造部分を含むオキシムエステル系光重合開始剤としては、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、下記式(I−1)で表される化合物、2−(アセチルオキシイミノメチル)チオキサンテン−9−オン、ならびに、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−(O−アセチルオキシム)および下記一般式(I−2)で表わされる化合物等のカルバゾール骨格を有るオキシムエステル系化合物などが挙げられる。
一般式(I−2)中、R11は、一般式(I)におけるRと同義であり、R12およびR14は、それぞれ独立に、一般式(I)におけるRと同義である。R13は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、ベンゾイル基、炭素数2〜12のアルカノイル基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基(アルコキシル基を構成するアルキル基の炭素数が2以上の場合、アルキル基は1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有してもよい)またはフェノキシカルボン基を表す。
このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、例えば、ダイレクトイメージング用の露光に対して、本発明の硬化性組成物の感度を高くでき、解像性に優れるため好ましい。また、オキシムエステル系光重合開始剤は二量体であることが特に好ましい。
二量体のオキシムエステル系光重合開始剤としては、下記一般式(I−3)で表される化合物であることがより好ましい。
一般式(I−3)中、R23は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基を表す。R21、R22はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ期、ハロゲン基、フェニル基、ナフチル基、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す。
Arは、単結合、又は、炭素数1〜10のアルキレン基、ビニレン基、フェニレン基、ビフェニレン基、ピリジレン基、ナフチレン基、アントリレン基、チエニレン基、フリレン基、2,5−ピロール−ジイル基、4,4’−スチルベン−ジイル基、4,2’−スチレン−ジイル基を表す。
nは0〜1の整数を表す。
23により表されるアルキル基としては、炭素数1〜17のアルキル基が好ましい。
23により表されるアルコキシ基としては、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましい。
23により表されるフェニル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜17)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8)、アミノ基、アルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1〜8)またはジアルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1〜8)等が挙げられる。
23により表されるナフチル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、R23により表されるフェニル基が有し得る上記置換基と同様の基が挙げられる。
21およびR22により表されるアルキル基としては、炭素数1〜17のアルキル基が好ましい。
21およびR22により表されるアルコキシ基としては、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましい。
21およびR22により表されるフェニル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜17)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8)、アミノ基、アルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1〜8)またはジアルキルアミノ基(好ましくはアルキル基の炭素数1〜8)等が挙げられる。
21およびR22により表されるナフチル基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、R21およびR22により表されるフェニル基が有し得る上記置換基と同様の基が挙げられる。
さらに、一般式(I−3)中、R21、R23が、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であり、R22はメチルまたはフェニルであり、Arは、単結合か、フェニレン基、ナフチレン基またはチエニレン基、nは0であることが好ましい。
一般式(I−3)で表される化合物としては、下記化合物No.1がより好ましい。
このようなオキシムエステル系光重合開始剤を使用する場合、露光に対する感度を向上させるため、一般式(II)で表される構造部分を含むα−アミノアセトフェノン系光重合開始剤などと併用することが好ましい。
一般式(II)で表される構造部分を含むα−アミノアセトフェノン系光重合開始剤としては、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられる。
一般式(III)で表される構造部分を含むアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、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、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。
一般式(IV)で表されるチタノセン系光重合開始剤としては、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウムが挙げられる。
(B)光重合開始剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01〜100質量部、より好ましくは0.5〜80質量部の割合である。(B)光重合開始剤の配合量が、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し0.01質量部以上の場合、銅上での光硬化性が良好となり、塗膜が剥離しにくく、耐薬品性などの塗膜特性が良好となる。一方、光重合開始剤(B)の配合量が、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し100質量部以下の場合、(B)光重合開始剤の光吸収が良好となり、深部硬化性が向上する。
[(C)希釈剤]
(C)希釈剤としては、有機溶剤および光重合性モノマーの少なくとも何れか一方を使用できる。
(C)希釈剤として使用される有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、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;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、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メチルエーテル(DPM)、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメ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、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などを使用することができる。これらの有機溶剤は、単独で、または、2種類以上を組み合わせて用いることができる。
有機溶剤の使用目的は、前記(A)カルボキシル基含有樹脂を溶解し、希釈せしめ、それによって液状として塗布し、次いで仮乾燥させることにより造膜せしめ、接触露光を可能とするためである。有機溶剤の使用量は特定の割合に限定されるものではなく、選択する塗布方法等に応じて適宜設定できる。
一方、(C)希釈剤として使用される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、N−ビニルピロリドン、アクリロイルモルフォリン、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレグリコールジ(メタ)アクリレート、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、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)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリセリンジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、グリセリントリグリシジルエーテルトリ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロペンタジエン モノ−あるいはジ−(メタ)アクリレート;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の多価(メタ)アクリレート類又はこれら多価アルコール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;多塩基酸とヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとのモノ−、ジ−、トリ−又はそれ以上のポリエステルなどが挙げられる。これらの光重合性モノマーは、単独で又は複数を組合せて用いることができる。
上記光重合性モノマーの使用目的は、前記(A)カルボキシル基含有樹脂を希釈せしめ、塗布しやすい状態にするとともに、光重合性を与えるものである。
(C)希釈剤として光重合性モノマーを用いる場合、光重合性モノマーの配合量は前記(A)カルボキシル基含有樹脂の合計量100質量部当たり5〜40質量部の範囲が適当である。光重合性モノマーの配合量が5質量部以上の場合、光硬化性付与効果がより良好となる。一方、40質量部以下の場合、塗膜の指触乾燥性が良好となる。
[(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物]
(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物は、組成物に耐熱性を付与するだけでなく、下地との密着性が向上することが確認されている。
(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物としては、例えば、三菱化学社製のエピコート828、エピコート834、エピコート1001、エピコート1004、DIC社製のエピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、東都化成社製のエポトートYD−011、YD−013、YD−127、YD−128、ダウケミカル社製のD.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、住友化学工業社製のスミ−エポキシESA−011、ESA−014、ELA−115、ELA−128、旭化成工業社製のA.E.R.330、A.E.R.331、A.E.R.661、A.E.R.664等(いずれも商品名)のビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱化学社製のエピコートYL903、DIC社製のエピクロン152、エピクロン165、東都化成社製のエポトートYDB−400、YDB−500、ダウケミカル社製のD.E.R.542、住友化学工業社製のスミ−エポキシESB−400、ESB−700、旭化成工業社製のA.E.R.711、A.E.R.714等(いずれも商品名)のブロム化エポキシ樹脂;三菱化学社製のエピコート152、エピコート154、ダウケミカル社製のD.E.N.431、D.E.N.438、DIC社製のエピクロンN−730、エピクロンN−770、エピクロンN−865、東都化成社製のエポトートYDCN−701、YDCN−704、日本化薬社製のEPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306、住友化学工業社製のスミ−エポキシESCN−195X、ESCN−220、旭化成工業社製のA.E.R.ECN−235、ECN−299等(いずれも商品名)のノボラック型エポキシ樹脂;DIC社製のエピクロン830、三菱化学社製のエピコート807、東都化成社製のエポトートYDF−170、YDF−175、YDF−2004等(いずれも商品名)のビスフェノールF型エポキシ樹脂;東都化成社製のエポトートST−2004、ST−2007、ST−3000(商品名)等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;三菱化学社製のエピコート604、東都化成社製のエポトートYH−434、住友化学工業社製のスミ−エポキシELM−120等(いずれも商品名)のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;ヒダントイン型エポキシ樹脂;ダイセル化学工業社製のセロキサイド2021等(いずれも商品名)の脂環式エポキシ樹脂;三菱化学社製のYL−933、ダウケミカル社製のT.E.N.、EPPN−501、EPPN−502等(いずれも商品名)のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;三菱化学社製のYL−6056、YX−4000、YL−6121(いずれも商品名)等のビキシレノール型若しくはビフェノール型エポキシ樹脂またはそれらの混合物;日本化薬社製EBPS−200、ADEKA社製EPX−30、DIC社製のEXA−1514(商品名)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;三菱化学社製のエピコート157S(商品名)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;三菱化学社製のエピコートYL−931等(いずれも商品名)のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;日産化学工業社製のTEPIC等(いずれも商品名)の複素環式エポキシ樹脂;日油社製のブレンマーDGT等のジグリシジルフタレート樹脂;東都化成社製のZX−1063等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;新日鐵化学社製のESN−190、ESN−360、DIC社製のHP−4032、EXA−4750、EXA−4700等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;DIC社製のHP−7200、HP−7200H等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;日油社製のCP−50S、CP−50M等のグリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂;さらに、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートの共重合エポキシ樹脂;エポキシ変性のポリブタジエンゴム誘導体(例えば、ダイセル化学工業社製PB−3600等)、CTBN変性エポキシ樹脂(例えば、東都化成社製のYR−102、YR−450等)等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特にノボラック型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはそれらの混合物が好ましい。
(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、エポキシ当量で好適には0.6〜2.8当量、より好適には0.8〜2.5当量となる範囲とする。(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物の配合量を上記範囲とすることで、組成物に良好な耐熱性を付与することができる。
[(E)黒色着色剤]
(E)黒色着色剤は、有機系着色剤でも無機系着色剤でもよい。例えば、C.I.Pigment black 6、7、9、18等のカーボンブラック系の顔料、C.I.Pigment black 8、10等の黒鉛系の顔料、C.I.Pigment black 11、12、27、Pigment Brown 35等の酸化鉄系の顔料;例えば、戸田工業社製KN−370の酸化鉄、三菱マテリアル社製 13M−Tのチタンブラック、C.I.Pigment black 20等のアンスラキノン系の顔料、C.I.Pigment black 13、25、29等の酸化コバルト系の顔料、C.I.Pigment black 15、28等の酸化銅系の顔料、C.I.Pigment black 14、26等のマンガン系の顔料、C.I.Pigment black 23等の酸化アンチモン系の顔料、C.I.Pigment black 30等の酸化ニッケル系の顔料、C.I.Pigment black 31、32、BASFジャパン社製Lumogen Black FK4280のペリレン系の顔料、Pigment Black 1のアニリン系の顔料および硫化モリブデンや硫化ビスマスも好適な顔料として例示できる。特に好ましいのは、カーボンブラック系およびペリレン系の顔料である。カーボンブラック系およびペリレン系の顔料の場合、ab値の絶対値が、より0に近づくため、黒色化し易く好ましい。これらの着色剤は、単独で、または、適宜組み合わせて使用される。
(E)黒色着色剤の配合量は、解像性の観点から、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.05〜1質量部であることがより好ましい。0.01質量部以上の場合、黒色化し易い。5質量部以下の場合、光透過性が悪化しにくい。
[(F)黒色以外の着色剤]
本発明の硬化性組成物は、(F)黒色以外の着色剤を含有する。使用する着色剤としては、赤、青、緑、黄、白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。具体例として、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ことが好ましい。
(赤色着色剤)
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、下記のようなカラーインデックス番号が付されているものを挙げることができる。
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 171,175,176,185,208;
ぺリレン系:Solvent Red 135,179,Pigment Red 123,149,166,178,179,190,194,224;
ジケトピロロピロール系:Pigment Red 254,255,264,270,272;
縮合アゾ系:Pigment Red 144,166,214,220,221,242;
アントラキノン系:Pigment Red 168,177,216,Solvent Red 149,150,52,207;
キナクリドン系:Pigment Red 122,202,206,207,209
赤色着色剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し0〜1質量部であることが好ましく、0.1〜1質量であることがより好ましく、0.1〜0.8質量部であることがさらに好ましい。1質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。また、0.1質量部以上の場合は、黒色化し易い。
(青色着色剤)
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、ジオキサジン系、コバルト系等の、顔料系はピグメント(Pigment)、染料系はソルベント(Solvent)に分類されている化合物などがあり、具体的には、下記のようなカラーインデックス番号が付されているものを挙げることができる。また、これら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。
顔料系:Pigment Blue 15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,60;
染料系:Solvent Blue 35,45,63,67,68,70,83,87,94,97,104,122,136
青色着色剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.1〜2.5質量部であることが好ましく、0.2〜1.5質量部であることがより好ましい。0.1質量部以上の場合、黒色化し易い。2.5質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。
(黄色着色剤)
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、具体的には以下の着色剤が挙げられる。
モノアゾ系:Pigment Yellow 1,2,3,4,5,6,9,10,12,61,62,62:1,65,73,74,75,97,100,101,104,105,111,116,167,168,169,182,183;
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;
縮合アゾ系:Pigment Yellow 93,94,95,128,155,166,180;
ベンズイミダゾロン系:Pigment Yellow 120,151,154,156,175,181;
イソインドリノン系:Pigment Yellow 109,110,139,179,185;
アントラキノン系:Solvent Yellow 163,Pigment Yellow 24,108,193,147,199,202;
黄色着色剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.1〜1.5質量部であることが好ましい。0.1質量部以上の場合、黒色化し易い。1.5質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。また、黄色着色剤の配合量は、赤色着色剤との合計の配合量が、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.1〜2.5質量部であることが好ましい。0.1質量部以上の場合、黒色化し易い。2.5質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。
(緑色着色剤)
緑色着色剤としては、フタロシアニン系、アントラキノン系があり、具体的には、Pigment Green 7,36,Solvent Green 3,5,20,28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。緑色着色剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.2〜2.0質量部であることが好ましい。0.2質量部以上の場合、黒色化し易い。2.0質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。
(紫色着色剤)
紫色着色剤としては、具体的には、Pigment Violet 19,29,32,36,38,42;Solvent Violet 13,36等が挙げられる。
紫色着色剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.1〜2.5質量部であることが好ましく、0.2〜2.5質量部であることがより好ましい。0.1質量部以上の場合、黒色化し易い。2.5質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。
(橙色着色剤)
橙色着色剤としては、具体的には、Pigment Orange 1,5,13,14,16,17,24,34,36,38,40,43,46,49,51,61,63,64,71,73等が挙げられる。
橙色着色剤の配合量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.05〜1質量部であることが好ましく、0.1〜0.8質量部であることがより好ましい。0.05質量部以上の場合、黒色化し易い。1質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。
(茶色着色剤)
茶色着色剤としては、具体的には、Pigment brown23,25等が挙げられる。
(白色着色剤)
白色着色剤としては、Pigment white 4に示される酸化亜鉛、Pigment white 6に示される酸化チタン、Pigment white 7に示される硫化亜鉛が挙げられ、着色力と無毒性の点から特に酸化チタンが好ましく、例えば、富士チタン工業社製TR−600、TR−700、TR−750、TR−840、石原産業社製R−550、R−580、R−630、R−820、CR−50、CR−60、CR−90、チタン工業社製KR−270、KR−310、KR−380等のルチル型酸化チタン、富士チタン工業社製TA−100、TA−200、TA−300、TA−500、石原産業社製 A100、A220、チタン工業社製KA−15、KA−20、KA−35、KA−90等のアナターゼ型酸化チタンが挙げられる。白色着色剤は少量、例えば、本発明の硬化性組成物中に0.1〜3質量%となるよう添加すれば黒色度を高める効果が期待できる場合がある。
(F)黒色以外の着色剤は、2種以上を組み合わせてもよい。(F)黒色以外の着色剤の配合量の総量は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、0.35〜9.5質量部が好ましい。0.35質量部以上の場合、黒色化し易い。9.5質量部以下の場合、光透過性が悪くなりにくい。
(熱硬化触媒)
本発明の硬化性組成物には、さらに、熱硬化触媒を含有することが好ましい。熱硬化触媒としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等のヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィン等のリン化合物などを挙げることができる。また、市販されているものとしては、例えば、四国化成工業社製の2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ社製のU−CAT3503N、U−CAT3502T(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U−CATSA102、U−CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物およびその塩)などが挙げられる。さらに、これらには限られず、エポキシ樹脂やオキセタン化合物の熱硬化触媒、若しくはエポキシ基および/またはオキセタニル基とカルボキシル基の反応を促進するものであれば使用することができ、これらは単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。また、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、メラミン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のS−トリアジン誘導体を用いることもでき、好ましくは、これら密着性付与剤としても機能する化合物を熱硬化触媒と併用する。
熱硬化触媒の配合量は、通常用いられる割合で十分であり、例えば、(A)カルボキシル基含有樹脂、または、(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物100質量部に対し、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜15.0質量部である。
(フィラー)
また、本発明の硬化性組成物には、さらに、硬化物の密着性、機械的強度、線膨張係数などの特性を向上させる目的で、無機フィラーまたは有機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、例えば、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、雲母粉などの公知慣用のフィラーが使用できる。
(その他の任意成分)
本発明の硬化性組成物には、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、酸化防止剤、光重合増感剤、光安定剤、分散剤、硬化促進剤、難燃剤、難燃助剤、(D)多官能エポキシ化合物以外の熱硬化成分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。
本発明の硬化性組成物は、黒色であることが好ましい。また、黒色度を示す目安である測色計によるその硬化物のL*値がSCI方式で35以下であることが好ましい。また、黒色度の観点から、a*値が−1.0〜2.0、b*値が−3.0〜1.1が好ましい。より好ましくは、a*値が−0.5〜0.5、b*値が−2.0〜0.5である。
また、本発明の硬化性組成物は、黒色度の観点から、(F)黒色以外の着色剤として、紫色着色剤とを含有することが好ましい。特に、本発明の硬化性組成物は、(A)カルボキシル基含有樹脂100質量部に対し、黒色着色剤0.05〜1.0質量部、かつ、紫色着色剤を0.2〜2.0質量部を含有することがより好ましい。かかる(F)黒色以外の着色剤として紫色着色剤を含有する硬化性組成物は、a*値が0.07〜1.55、b*値が−1.0〜1.1であることが特に好ましい。
本発明の硬化性組成物は、プリント配線板やフレキシブルプリント配線板のソルダーレジストや層間絶縁層等の硬化皮膜の形成に適しており、特に、高密度化および高細線化のプリント配線板において、高密度化かつ黒色度の高いレジストパターンの形成に適している。本発明の硬化性組成物は、その他、印刷インク、インクジェットインク、フォトマスク作製材料、印刷用プルーフ作製材料、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、プラズマディスプレィパネル(PDP)の隔壁、誘電体パターン、電極(導体回路)パターン、電子部品の配線パターン、導電ペースト、導電フィルム、ブラックマトリックス等の遮蔽画像等の作製に用いることができる。
本発明の硬化性組成物は、キャリアフィルム(支持体)上に塗布、乾燥させて得られるドライフィルムの形態とすることができる。ドライフィルム化に際しては、本発明の硬化性組成物を上記有機溶剤により希釈して適切な粘度に調整し、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キャリアフィルム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、乾燥塗膜とすることができる。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0.1〜100μm、好適には0.5〜50μmの範囲で適宜選択される。
キャリアフィルムとしては、プラスチックフィルムが用いられ、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等のプラスチックフィルムを用いることが好ましい。キャリアフィルムの厚さについては特に制限はないが、一般に、0.1〜150μmの範囲で適宜選択される。
この場合、キャリアフィルム上に塗膜を成膜した後、塗膜の表面に塵が付着するのを防ぐなどの目的で、塗膜の表面にさらに、剥離可能なカバーフィルムを積層することが好ましい。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際に、塗膜とカバーフィルムとの接着力が、塗膜とキャリアフィルムとの接着力よりも小さいものであればよい。
また、本発明の硬化性組成物を上記有機溶剤を用いて塗布方法に適した粘度に調整した後、基材上に、ディップコート法、フローコート法、ロールコート法、バーコーター法、スクリーン印刷法、カーテンコート法、ダイコーター法等の方法により塗布して、約50℃〜90℃の温度で組成物中に含まれる有機溶剤を揮発乾燥(仮乾燥)させることにより、タックフリーの乾燥塗膜を形成することができる。また、本発明の硬化性組成物をキャリアフィルム上に塗布し、乾燥させてフィルムとして巻き取ったドライフィルムの場合、これを、ラミネーター等により組成物の塗膜が基材と接触するように基材上に貼り合わせた後、キャリアフィルムを剥がすことにより、基材上に塗膜の層を形成することができる。
これらの塗膜を、例えば、活性エネルギー線照射により光硬化させるか、または、100℃〜250℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、硬化物を得ることができる。
上記基材としては、あらかじめ回路形成されたプリント配線板やフレキシブルプリント配線板の他、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス布エポキシ、ガラスポリイミド、ガラス布/不繊布エポキシ、ガラス布/紙エポキシ、合成繊維エポキシ、フッ素・ポリエチレン・ポリフェニレンエーテル,ポリフェニレンオキシド・シアネートエステル等を用いた高周波回路用銅張積層板等の材質を用いたもので全てのグレード(FR−4等)の銅張積層板、その他、ポリイミドフィルム、PETフィルム、ガラス基板、セラミック基板、ウエハ板等を挙げることができる。
本発明の硬化性組成物を塗布した後に行う揮発乾燥は、熱風循環式乾燥炉、IR炉、ホットプレート、コンベクションオーブンなど、蒸気による空気加熱方式の熱源を備えたものを用いて乾燥機内の熱風を向流接触させる方法、および、ノズルより支持体に吹き付ける方法を用いて行うことができる。
活性エネルギー線照射に用いられる露光機としては、高圧水銀灯ランプ、超高圧水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、水銀ショートアークランプ等を搭載し、350〜450nmの範囲で紫外線を照射する装置であればよく、さらに、直接描画装置(例えば、コンピューターからのCADデータにより直接活性エネルギー線を照射し画像を描くダイレクトイメージング装置)も用いることができる。直描機の光源としては、最大波長が350〜410nmの範囲にある光を用いているものであればよい。画像形成のための露光量は膜厚等によって異なるが、一般には20〜800mJ/cm、好ましくは20〜600mJ/cmの範囲内とすることができる。
また、現像方法としては、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等によることができ、現像液としては、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、アミン類などのアルカリ水溶液が使用できる。
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、以下において「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
[カルボキシル基含有樹脂A−1の合成]
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〔大日本インキ化学工業株式会社製、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、冷却し、感光性のカルボキシル基含有樹脂溶液(固形分酸価89mgKOH/g、固形分65%)を得た。これを樹脂溶液A−1とする。
[カルボキシル基含有樹脂A−2の合成]
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置および撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(昭和電工社製、商品名「ショウノールCRG951」、OH当量:119.4)119.4g、水酸化カリウム1.19gおよびトルエン119.4gを仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。
次に、プロピレンオキシド63.8gを徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cmで16時間反応させた。その後、室温まで冷却し、この反応溶液に89%リン酸1.56gを添加混合して水酸化カリウムを中和し、不揮発分62.1%、水酸基価が182.2g/eq.であるノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキシド反応溶液を得た。これは、フェノール性水酸基1当量当りアルキレンオキシドが平均1.08モル付加しているものであった。
得られたノボラック型クレゾール樹脂のアルキレンオキシド反応溶液293.0g、アクリル酸43.2g、メタンスルホン酸11.53g、メチルハイドロキノン0.18gおよびトルエン252.9g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、トルエンとの共沸混合物として、12.6gの水が留出した。
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35.35g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118.1gで置換しつつ留去し、ノボラック型アクリレート樹脂溶液を得た。
次に、得られたノボラック型アクリレート樹脂溶液332.5gおよびトリフェニルホスフィン1.22gを、撹拌器、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、テトラヒドロフタル酸無水物60.8gを徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させ、感光性のカルボキシル基含有樹脂溶液(固形分酸価88mgKOH/g、固形分71%)を得た。これを樹脂溶液A−2とする。
[カルボキシル基含有樹脂A−3の調製]
ダイセル社製サイクロマーACA Z320(固形分酸価135gKOH/g、固形分39%)を用いた。これを樹脂溶液A−3とする。
下記の表1中に示す配合に従い、各成分を配合、攪拌して、3本ロールにて分散させて、それぞれ硬化性組成物を調製した。なお、表1中の配合量は、質量部を示す。
カルボキシル基含有樹脂溶液A−1:ワニスA−1(固形分:65%、酸価:89mgKOH/g)
カルボキシル基含有樹脂溶液A−2:ワニスA−2(固形分:71%、酸価:88mgKOH/g)
カルボキシル基含有樹脂溶液A−3:ワニスA−3(ダイセル社製サイクロマー(ACA)Z320(固形分:39%、酸価:135mgKOH/g))
光重合開始剤B−1:BASFジャパン社製イルガキュア907(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)
光重合開始剤B−2:カルバゾール構造を有する2量体のオキシムエステル系光重合開始剤(上記化合物No.1)
光重合開始剤B−3:オキシムエステル系光重合開始剤
希釈剤C−1:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)
希釈剤C−2:新中村化学社製NKエステル A−9550(多官能アクリレート)
多官能エポキシ化合物D−1:DIC社製N870−75EA(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)
多官能エポキシ化合物D−2:TEPIC−HP
黒色着色剤E−1:レジノカラー社製CKT−7198(カーボンブラック)
青色着色剤F−1:ε‐フタロシアニンブルー
赤色着色剤F−2:PY8025
紫色着色剤F−3:ジオキサジンバイオレット Violet B
黄色着色剤F−4:クロモフタルイエロー AGR
橙色着色剤F−5:ジケトピロロピロールオレンジ Orange TR
硬化触媒G−1:メラミン
硬化触媒G−2:ジシアンジアミド
添加剤H−1:信越シリコーン社製KS−66(シリコーン系消泡剤)
フィラーI−1:堺化学社製B−30(硫酸バリウム)
フィラーI−2:SiO
(評価方法)
<a*値およびb*値>
各実施例および各比較例の硬化性組成物を、それぞれ洗浄した銅べた基板上にスクリーン印刷で全面塗布し、熱風循環式乾燥炉において80℃で10分乾燥させて乾燥塗膜を形成し、次いで、オーク製作所社製メタルハライドランプを搭載した露光機により感度7段となる露光量で露光した。その後、1wt%NaCO水溶液によりスプレー圧0.1MPaで1分間現像し、次いで、熱風循環式乾燥炉を用いて150℃で60分間熱硬化処理を施すことにより、硬化塗膜を得た。得られた硬化塗膜について、分光測色計(コニカミノルタ社製,CM−2600d)を用いて、塗膜上のL*a*b*表色系の値をJIS Z 8729に従って測定し、明度を表わす指数であるL*a*b*値を黒色度の指標として評価した。a*、b*値がともに0に近いほど黒色度に優れることを意味する。得られた結果を下記表2に示す。
<吸光度>
吸光度の測定には、紫外可視分光光度計(日本分光社製Ubest−V−570DS)、および積分球装置(日本分光社製ISN−470)を使用した。前記各実施例および各比較例の硬化性組成物をガラス板にアプリケーターを用いて塗布した後、熱風循環式乾燥炉を用いて80℃で30分乾燥し、硬化性組成物の乾燥塗膜をガラス板上に作製した。紫外可視分光光度計および積分球装置を用いて、硬化性組成物を塗布したガラス板と同一のガラス板で、500〜300nmにおける吸光度ベースラインを測定した。作製した乾燥塗膜付きガラス板の吸光度を測定し、ベースラインから乾燥塗膜の吸光度を算出し、目的の光の波長355nmにおける吸光度を得た。塗布膜厚のずれによる吸光度のずれを防ぐため、この作業をアプリケーターによる塗布厚を4段階に変えて行い、塗布厚と355nmにおける吸光度のグラフを作成し、その近似式から膜厚25μmの乾燥塗膜の吸光度を算出して、それぞれの吸光度とした。得られた結果を下記表2に示す。
<感度>
各実施例および比較例の硬化性組成物を、洗浄した銅べた基板上にスクリーン印刷で乾燥後10μmとなるよう全面塗布し、熱風循環式乾燥炉において80℃で10分間乾燥させた。この塗膜上にStouffer社製のステップタブレット(41段)を当て、オーク製作所社製メタルハライドランプを搭載した露光機にて300mJ/cmの露光量で露光し、1wt%NaCO水溶液によりスプレー圧0.1MPaで1分間現像した後における残存段数を調べた。残存段数が多いほど、感度が良好であり好ましい。得られた結果を下記表2に示す。
<解像性>
各実施例および比較例の硬化性樹脂組成物を銅べた基板上にスクリーン印刷で全面塗布し80℃30分乾燥させた。L/S=50/500のネガフィルムを用いて最適露光量で露光し、30℃の1%NaCO 水溶液をスプレー圧2kg/cmの条件で60秒間現像を行い、パターンを得た。現像後、レリーフ形状を光学顕微鏡で観察し、下記のように評価した。得られた結果を下記表2に示す。実施例2、比較例2のレリーフ形状をそれぞれ図1、2に示す。
◎:パターンのヨレ、太り、及びアンダーカット(トップとボトムの寸法差)の何れも確認できない。
○:若干のパターンのヨレ、太り、及びアンダーカット(トップとボトムの寸法差)の何れかが確認された。
×:明らかなパターンのヨレ、太り、及びアンダーカット(トップとボトムの寸法差)の何れかが確認された。
<金めっき耐性(密着性)>
各実施例および比較例の硬化性組成物を、パターン形成された銅箔基板上に、乾燥膜厚が20μmになるようにスクリーン印刷で全面塗布し、80℃で30分間乾燥し、室温まで放冷した。この基板に高圧水銀灯を搭載した露光装置を用いて、最適露光量でパターンを露光した後、30℃の1wt%炭酸ナトリウム水溶液により、スプレー圧0.2MPaの条件で、60秒間現像を行い、パターンを得た。この基板を、150℃・60分でポストキュアを行い、硬化物パターンの形成された評価基板を得た。
評価基板について、市販品の無電解ニッケルめっき浴および無電解金めっき浴を用いて、80〜90℃で、ニッケル5μm、金0.05μmの条件でめっきを行った。メッキされた評価基板において、目視にてめっきのしみ込みの有無を評価した後、テープピーリングによりレジスト層の剥がれの有無を評価した。それぞれの判定基準は以下のとおりである。得られた結果を下記表2に示す。
◎:めっき後にしみ込みが全く見られず、テープピーリング後に剥がれはない。
○:めっき後にしみ込みが僅かに見られるが、テープピーリング後に剥がれはない。
△:めっき後に僅かなしみ込みが確認され、テープピーリング後に僅かに剥がれる。
×:めっき後にしみ込みが確認され、テープピーリング後に剥がれも見られる。
何れの実施例の硬化性組成物も、解像性および硬化物の黒色度に優れることが確認された。これに対して、前記吸光度を満たさない比較例1〜3の硬化性組成物は解像性に劣ることが確認された。また、前記吸光度を満たさない比較例4は、組成の類似している実施例2と比較すると、解像性に劣ることが確認された。

Claims (9)

  1. (A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)希釈剤、(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物、(E)黒色着色剤、および、(F)黒色以外の着色剤を含有する組成物であって、
    前記(F)黒色以外の着色剤として、紫色着色剤および橙色着色剤の少なくとも1種を含有し、
    その乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長365nmにおける吸光度が1.5以下、385nmにおける吸光度が1.0以下、かつ、波長405nmにおける吸光度が1.0以下であることを特徴とする硬化性組成物。
  2. (A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)希釈剤、(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物、(E)黒色着色剤、および、(F)黒色以外の着色剤を含有する組成物であって、
    前記(B)光重合開始剤として、2量体のオキシムエステル系光重合開始剤を含有し、 その乾燥塗膜の膜厚25μmあたりの波長365nmにおける吸光度が1.5以下、385nmにおける吸光度が1.0以下、かつ、波長405nmにおける吸光度が1.0以下であることを特徴とする硬化性組成物
  3. 前記(F)黒色以外の着色剤として、赤色着色剤、青色着色剤および黄色着色剤の少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1または2記載の硬化性組成物。
  4. 請求項1〜のいずれか一項記載の硬化性組成物を、フィルム上に塗布、乾燥させて得られる樹脂層を有することを特徴とするドライフィルム。
  5. 請求項1〜のいずれか一項記載の硬化性組成物および請求項記載のドライフィルムの樹脂層の少なくともいずれか一方を硬化させて得られることを特徴とする硬化物。
  6. 請求項記載の硬化物を備えることを特徴とするプリント配線板。
  7. 請求項1〜のいずれか一項記載の硬化性組成物を用いることを特徴とするドライフィルムの製造方法。
  8. 請求項1〜のいずれか一項記載の硬化性組成物を用いることを特徴とする硬化物の製造方法。
  9. 請求項1〜のいずれか一項記載の硬化性組成物および請求項記載のドライフィルムの少なくともいずれか一方を用いることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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