JP6742785B2 - 感光性樹脂組成物、ドライフィルムおよびプリント配線板 - Google Patents
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Description
前記ペロブスカイト型化合物のうちの1種が、チタン酸バリウムであることを特徴とするものである。
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。
本発明において、チタン酸バリウムとともに用いることのできるペロブスカイト型化合物としては、例えば、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム、および、これらを主成分とする複合酸化物を挙げることができる。これらのなかでもチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム、またはこれらを主成分とする複合酸化物を用いることが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物には、その塗膜の物理的強度等を上げるため、ペロブスカイト型化合物以外の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、タルク、クレイ、カオリン、ハイドロタルサイト、ノイブルグ珪度粒子などが好ましく使用される。さらに、難燃性を得るために金属酸化物、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物を体質顔料フィラーとしても使用することができる。この中でも、炭酸基とのイオン交換によってイオン性不純物を固定化でき、HAST耐性がより優れることより、ハイドロタルサイトを使用することがより好ましい。このような、ペロブスカイト型化合物以外のフィラーの配合量は、組成物全体量の20質量%以下が好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。フィラーの配合量がこのような範囲内であれば、塗布、成形性により優れ、良好な硬化物が得られる。
本発明の硬化性樹脂組成物を構成するカルボキシル基含有樹脂としては、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂等を用いることができる。このようなカルボキシル基含有樹脂はアルカリ可溶性を有し、本発明の樹脂組成物を、パターニング可能なアルカリ現像型の光硬化性樹脂組成物とすることができるため、センサー面に部品を実装する場合を考慮すると、生産性の観点からも好ましい。
(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、および、感光性モノマーとの共重合により得られる、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。なお、低級アルキルとは、炭素原子数1〜5のアルキル基を指す。
(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の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂の合成中に、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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂。
(3)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化合物と、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の重付加反応によるウレタン樹脂の末端に酸無水物を反応させてなる末端カルボキシル基含有ウレタン樹脂の合成中に、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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂。
(4)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)アクリレートも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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂。
(5)上記(4)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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂。
(6)上記(2)または(4)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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂。
(7)多官能エポキシ樹脂に(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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。ここで、多官能エポキシ樹脂は固形であることが好ましい。
(8)2官能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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。ここで、2官能エポキシ樹脂は固形であることが好ましい。
(9)2官能オキセタン樹脂にジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に2塩基酸無水物を付加させた、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。
(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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。
(11)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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。
(12)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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。
(13)上記(1)〜(12)のいずれか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、エチレン性不飽和基を有するカルボキシル基含有樹脂。
本発明の硬化性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤としては、光重合開始剤や光ラジカル発生剤として公知の光重合開始剤であれば、いずれのものを用いることもできる。
本発明の樹脂組成物には、熱硬化性成分を含有させることができる。熱硬化性成分は、カルボキシル基含有樹脂と反応するものであればよく、エポキシ化合物、アミノ基を有する化合物、オキセタン化合物、イソシアネート化合物等が挙げられる。中でも、エポキシ化合物が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、さらに、公知慣用の感光性モノマーを含んでもよい。感光性モノマーは、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である。感光性モノマーは、活性エネルギー線照射によるカルボキシル基含有樹脂の光硬化を助けるものである。
本発明の樹脂組成物には、組成物の調製や、基板やキャリアフィルムに塗布する際の粘度調整等の目的で、有機溶剤を含有させることができる。有機溶剤としては、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、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、公知慣用の有機溶剤が使用できる。これらの有機溶剤は、単独で、または二種類以上組み合わせて用いることができる。
さらに、本発明の樹脂組成物には、電子材料の分野において公知慣用の他の添加剤を配合してもよい。他の添加剤としては、熱硬化触媒、熱重合禁止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、老化防止剤、抗菌・防黴剤、消泡剤、レベリング剤、増粘剤、密着性付与剤、チキソ性付与剤、着色剤、光開始助剤、増感剤、熱可塑性樹脂、有機フィラー、離型剤、表面処理剤、分散剤、分散助剤、表面改質剤、安定剤、蛍光体等が挙げられる。
また、本発明の樹脂組成物を液状で用いる場合、樹脂組成物を、例えば、上記有機溶剤を用いて塗布方法に適した粘度に調整して、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、カーテンコート法等の方法により塗布した後、60〜100℃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)させることで、タックフリーの樹脂層を形成することができる。また、上記組成物をキャリアフィルムまたはカバー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、ラミネーター等により本発明の組成物の層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、樹脂層を形成することができる。
(合成例1)
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「ショーノールCRG951」、OH当量:119.4)119.4部、水酸化カリウム1.19部およびトルエン119.4部を仕込み、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63.8部を徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cm2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1.56部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。
温度計、攪拌機、滴下ロートおよび還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、およびメタクリル酸をモル比で1:1:2となるように仕込み、溶媒としてジプロピレングリコールモノメチルエーテル、触媒としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を入れ、窒素雰囲気下、80℃で4時間攪拌し、樹脂溶液を得た。この樹脂溶液を冷却し、重合禁止剤としてメチルハイドロキノン、触媒としてテトラブチルホスホニウムブロミドを用い、グリシジルメタクリレートを、95〜105℃で16時間の条件で、上記樹脂のカルボキシル基に対し20モル%付加反応させ、冷却後、取り出した。このようにして得られたエチレン性不飽和結合およびカルボキシル基を併せ持つカルボキシル基含有感光性樹脂は、固形分酸価120mgKOH/g、カルボン酸当量(固形分)468、不揮発分71%、Mw約20,000であった。この樹脂溶液をカルボキシル基含有樹脂溶液Bと称する。
上記カルボキシル基含有樹脂溶液A,Bの屈折率を、JIS K 7105に準拠して測定した。得られたカルボキシル基含有樹脂溶液の測定結果を元に、A,Bの各屈折率として、固形分100%に換算した値を算出した。
下記表1に示す配合に従って、各成分を3本ロールミルで混練し、実施例1〜8および比較例1〜3の樹脂組成物を得た。
実施例1〜8および比較例1〜3で得られた組成物を、それぞれメチルエチルケトンで適宜希釈した後、アプリケーターを用いて、乾燥後の膜厚が20μmになるようにPETフィルム(東レ社製、FB−50:厚み16μm)上に塗布し、80℃で30分乾燥させて、ドライフィルムを得た。
回路形成された基板の表面をバフ研磨した後、上記ドライフィルムを真空ラミネーター(名機製作所社製MVLP(登録商標)−500)を用いて加圧度:0.8MPa、70℃、1分、真空度:133.3Paの条件で加熱ラミネートして、未露光の感光性樹脂組成物の樹脂層(ドライフィルム)を有する評価基板を得た。
すなわち、上記で得られた評価基板について、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置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,1質量%炭酸ナトリウム水溶液)を60秒で行った際に残存するステップタブレットのパターンが7段のときの露光量を意味する。
開口径200μmの開口部をSEM(走査型電子顕微鏡)により観察し、以下の基準にて評価した。
○:開口底部の銅表面が確認される良好な形状である場合。
×:開口底部の銅表面が確認されない開口形状不良の場合。
評価基板の硬化塗膜について、JIS K 5600の試験方法に従って試験を行い、塗膜に傷のつかない最も高い硬度を測定した。
上記ドライフィルムを、厚さ9μmの電解銅箔(古河電工社製)上に、真空ラミネーター(名機製作所社製MVLP(登録商標)−500)を用いて加圧度:0.8MPa、70℃、1分、真空度:133.3Paの条件で加熱ラミネートした。この銅箔上にラミネートされたドライフィルムに対し、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて、最適露光量でベタ露光し、PETフィルムを剥離した。
○:誘電率が5以上である場合。
×:誘電率が5未満である場合。
くし型電極(ライン/スペース=20μm/20μm)が形成されたプリント配線板を化学研磨した後、上記ドライフィルムを真空ラミネーター(名機製作所社製MVLP(登録商標)−500)を用いて加圧度0.8MPa、70℃、1分、真空度133.3Paの条件で加熱ラミネートして、未露光のソルダーレジスト層(ドライフィルム)を有するプリント配線板を得た。この基板に、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて、2mm□の開口を有するネガマスクを介して、適正露光量で露光し、PETフィルムを剥離した。その後、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー圧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。この基板を、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cm2の条件で紫外線照射した後、150℃で60分加熱して硬化した。基板作製後、130℃、湿度85%の雰囲気下の高温高湿槽に入れ、電圧5.5Vを印加し、槽内HAST試験を行った。所定時間経過時の槽内絶縁抵抗値を測定し、HAST耐性を評価した。判定基準は以下のとおりである。
◎:400時間以上で、槽内絶縁抵抗値が106Ω未満あるいはショート発生の場合。
○:200時間以上、400時間未満で、槽内絶縁抵抗値が106Ω未満あるいはショート発生の場合。
×:200時間未満で、槽内絶縁抵抗値が106Ω未満あるいはショート発生の場合。
*2)カルボキシル基含有樹脂溶液B(合成例2):メタクリル酸メチル−アクリル酸共重合樹脂/グリシジルメタクリレート 固形分酸価:120mgKOH/g(カルボン酸当量:467.5)屈折率:1.51、配合量は不揮発分(固形分)の値
*3)光重合開始剤:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド
*4)アクリレートモノマー:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
*5)エポキシ樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂 エポキシ当量:190
*6)硬化触媒:ジシアンジアミド
*7)チタン酸バリウム:堺化学工業株式会社製 BT−03 屈折率:2.40 平均粒径:0.3μm
*8)チタン酸カルシウム:堺化学工業株式会社製 CT−03 屈折率:2.35 平均粒径:0.3μm
*9)チタン酸ストロンチウム:堺化学工業株式会社製 ST−03 屈折率:2.49
平均粒径:0.3μm
*10)ジルコン酸カルシウム:堺化学工業株式会社製 CZ−03 屈折率:2.14
平均粒径:0.3μm
*11)ジルコン酸ストロンチウム:堺化学工業株式会社製 SZ−03 屈折率:2.08 平均粒径:0.3μm
*12)ハイドロタルサイト:協和化学工業株式会社製 DHT−4A
*13)二酸化チタン:石原産業株式会社製 CR−58 屈折率:2.71(ルチル型) 平均粒径:0.28μm
*14)硫酸バリウム:堺化学工業株式会社製 B−30 屈折率:1.64 平均粒径:0.3μm
*15)溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
*16)当量比(エポキシ/カルボン酸)は、以下の計算式により算出した。
当量比(エポキシ/カルボン酸)=(エポキシ樹脂の配合量/エポキシ樹脂のエポキシ当量)/(カルボキシル基含有樹脂(固形分)の配合量/カルボキシル基含有樹脂のカルボン酸当量(固形分))
*17)屈折率差の絶対値とは、カルボキシル基含有樹脂の屈折率と、チタン酸バリウム以外のペロブスカイト化合物の屈折率との差の絶対値を示す。
Claims (5)
- カルボキシル基含有樹脂と、光重合開始剤と、少なくとも2種のペロブスカイト型化合物と、熱硬化性成分と、を含有する感光性樹脂組成物であって、
前記ペロブスカイト型化合物のうちの1種が、チタン酸バリウムであり、
前記チタン酸バリウム以外のペロブスカイト型化合物として、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸カルシウムおよびジルコン酸ストロンチウムのうちの少なくともいずれか一種を含み、
前記ペロブスカイト型化合物の配合量が全組成中に固形分基準で30〜70質量%であって、前記チタン酸バリウムと前記チタン酸バリウム以外のペロブスカイト型化合物との配合比率が25:75〜75:25であることを特徴とする感光性樹脂組成物。 - 前記カルボキシル基含有樹脂の屈折率と、前記チタン酸バリウム以外のペロブスカイト型化合物の屈折率との差の絶対値が、0.4〜1.0である請求項1記載の感光性樹脂組成物。
- 請求項1または2記載の感光性樹脂組成物が、フィルム上に塗布、乾燥されてなる樹脂層を有することを特徴とするドライフィルム。
- 請求項1または2記載の感光性樹脂組成物、または、請求項3記載のドライフィルムの樹脂層が、硬化されてなることを特徴とする硬化物。
- 請求項1または請求項2に記載の感光性樹脂組成物、または、請求項3記載のドライフィルムが、硬化されてなる硬化皮膜を有することを特徴とするプリント配線板。
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