JP7211611B2 - 感光性樹脂組成物、ドライフィルム、ソルダーレジスト及びプリント配線板 - Google Patents

感光性樹脂組成物、ドライフィルム、ソルダーレジスト及びプリント配線板 Download PDF

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Description

本開示は、感光性樹脂組成物、ドライフィルム、ソルダーレジスト及びプリント配線板に関し、詳しくは、カルボキシル基含有樹脂と、光重合開始剤と、光重合性化合物と、エポキシ樹脂と、酸化チタンとを含有する感光性樹脂組成物、並びにこの感光性樹脂組成物を用いるドライフィルム、ソルダーレジスト及びプリント配線板に関する。
電子機器などにおけるプリント配線板の製造の際に、ソルダーレジスト層等の形成に用いられる感光性樹脂組成物には、現像性に優れ、すなわち現像に要する時間であるブレークポイントが短いことに加え、乾燥幅が広く、塗膜の乾燥時間をより長く設定できることが求められる。かかる感光性樹脂組成物において、液晶ディスプレイのバックライトなど電子機器の光学素子から発せられた光を効率よく反射させるため、カルボキシル基含有樹脂、光重合開始剤、光重合性化合物及びエポキシ樹脂に加えて、酸化チタンを含有させ、ソルダーレジスト層を白色化することが行われている(特許文献1~3参照)。
特開2018-36574号公報 国際公開第2016/052653号 特開2020-70436号公報
このように感光性樹脂組成物に酸化チタンを含有させた場合、感光性樹脂組成物は、露光により硬化させる際に、酸化チタンが光を反射又は吸収するため、硬化し難くなり、現像性が低下する。また、酸化チタンの含有量を多くした場合、形成されるソルダーレジスト層を表層部から深部にわたって硬化させることが難しくなり、深部硬化性が低下する。さらに、ソルダーレジスト層の深部と表層部との硬化収縮の相違によってソルダーレジスト層にシワが発生、また光沢が低下して、外観が不良となると共に、ソルダーレジスト層の反射率が低下する。前記従来の酸化チタンを含有する組成物には、これらの不都合がある。
本開示の課題は、酸化チタンを含有しても、現像性及び深部硬化性を向上させることができると共に、ソルダーレジスト層の外観及び反射率を向上させることができる感光性樹脂組成物、並びにこの感光性樹脂組成物を用いるドライフィルム、ソルダーレジスト及びプリント配線板を提供することにある。
本開示の一態様に係る感光性樹脂組成物は、カルボキシル基含有樹脂(A)と、光重合開始剤(B)と、光重合性化合物(C)と、エポキシ樹脂(D)と、酸化チタン(E)とを含有する。前記カルボキシル基含有樹脂(A)は、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有し、重量平均分子量が10000以上100000以下であるビニル重合体を含み、かつ前記カルボキシル基含有樹脂(A)は、分子量が450以上1000以下であるオリゴマー部分を含む。前記酸化チタン(E)の割合は、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対して20質量部以上である。
本開示の一態様に係るドライフィルムは、前記感光性樹脂組成物を含む。
本開示の一態様に係るソルダーレジストは、前記感光性樹脂組成物の硬化物を含む。
本開示の一態様に係るプリント配線板は、前記感光性樹脂組成物の硬化物を含むソルダーレジスト層を備える。
本開示によれば、酸化チタンを含有しても、現像性及び深部硬化性を向上させることができると共に、ソルダーレジスト層の外観及び反射率を向上させることができる感光性樹脂組成物、並びにこの感光性樹脂組成物を用いるドライフィルム、ソルダーレジスト及びプリント配線板を提供することができる。
<感光性樹脂組成物>
本実施形態に係る感光性樹脂組成物(以下、組成物(X)ともいう)は、カルボキシル基含有樹脂(A)(以下、樹脂(A)ともいう)と、光重合開始剤(B)と、光重合性化合物(C)と、エポキシ樹脂(D)と、酸化チタン(E)とを含有する。樹脂(A)は、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有し、重量平均分子量が10000以上100000以下であるビニル重合体を含み、かつ樹脂(A)は、分子量が450以上1000以下であるオリゴマー部分を含む。酸化チタン(E)の割合は、樹脂(A)100質量部に対して20質量部以上である。
発明者らは、本開示の課題を解決するため、カルボキシル基含有樹脂、光重合開始剤、光重合性化合物、エポキシ樹脂及び酸化チタンを含有する感光性樹脂組成物について鋭意検討を行った。その結果、カルボキシル基含有樹脂として、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有する樹脂(A)を用い、この樹脂(A)が特定範囲の重量平均分子量を有し、かつこの樹脂(A)が特定範囲の分子量のオリゴマー部分を有する場合に、感光性樹脂組成物の現像性及び深部硬化性、並びに形成されるソルダーレジスト層の外観及び反射率を向上させることができることを見出し、発明を完成させた。
本実施形態の組成物(X)によれば、酸化チタンを含有しても、現像性及び深部硬化性を向上させることができると共に、ソルダーレジスト層の外観及び反射率を向上させることができる。組成物(X)が、前記構成を備えることで、前記効果を発揮する理由については、必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。組成物(X)において、酸化チタン(E)の割合が前記値以上であり、樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が前記範囲であることに加え、樹脂(A)が分子量450以上1000以下であるオリゴマー部分を含むことによって、酸化チタン(E)の分散性がより高まると考えられる。この酸化チタン(E)の分散性の向上によって、ソルダーレジスト層の反射率及び光沢が向上する。また、この酸化チタン(E)の分散性の向上に加え、樹脂(A)のオリゴマー部分の存在によって、ソルダーレジスト層における硬化性等の性質がより均一化されると考えられる。すなわち、オリゴマー部分はカルボキシル基を有しているので、ソルダーレジスト層における熱硬化性がより均一になり、ブレークポイントがより短くなり、また乾燥時間の許容幅がより広くなり、現像性が向上する。オリゴマー部分はエチレン性不飽和基を有しているので、ソルダーレジスト層における光硬化性がより均一になると考えられ、表面硬化と深部硬化とのバランスが良くなるので、深部硬化性が向上する。また、表面硬化と深部硬化とのバランスが良くなることにより、ソルダーレジスト層におけるシワの発生が抑制され、外観が向上する。
組成物(X)は、成分(A)~(E)以外に、酸化防止剤(F)及び分散剤(G)を含有することが好ましく、本開示の効果を損なわない範囲において、成分(A)~(G)以外のその他の成分(H)等を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
[カルボキシル基含有樹脂(A)]
「カルボキシル基含有樹脂」とは、カルボキシル基を有する樹脂をいう。組成物(X)は、樹脂(A)のカルボキシル基と、エポキシ樹脂(D)のエポキシ基とを反応させることにより、熱硬化させることができる。樹脂(A)の酸価としては、55mgKOH/g以上145mgKOH/g以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の熱硬化性をより高めることができ、現像性をより向上させることができる。樹脂(A)の酸価は、65mgKOH/g以上130mgKOH/g以下であることがより好ましく、75mgKOH/g以上120mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。「酸価」とは、樹脂(A)の固形分1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数をいう。
樹脂(A)は、ビニル重合体であり、単量体単位として、カルボキシル基を有する残基(以下、カルボキシル基含有残基ともいう)を有している。「ビニル重合体」とは、エチレン性炭素-炭素二重結合を有する単量体を含む単量体組成物を重合して得られる重合体をいう。樹脂(A)は、エチレン性炭素-炭素二重結合を有する単量体に由来する残基以外にも、例えばアセチレン性炭素-炭素三重結合を有する単量体に由来する残基、フェノール化合物とアルデヒド化合物とに由来する残基、カルボン酸化合物とアルコール化合物又はアミン化合物とに由来する残基などを有していてもよい。
また、樹脂(A)は、側鎖にエチレン性不飽和基を有している。「側鎖」とは、樹脂(A)を構成する原子鎖のうち、主鎖以外のものをいい、「主鎖」とは、樹脂(A)を構成する原子鎖のうち、最も長いものをいう。「エチレン性不飽和基」とは、エチレン性炭素-炭素二重結合を含む基をいう。エチレン性不飽和基としては、例えばビニル基、アリル基等のアルケニル基;(メタ)アクリロイル基;スチリル基等のビニル芳香族基などが挙げられる。「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル基の一方又は両方を意味する。
カルボキシル基含有残基は、通常、カルボキシル基及びエチレン性炭素-炭素二重結合を有する単量体から形成される。このような単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、プロピオル酸、オレイン酸、ビニル安息香酸等の不飽和カルボン酸などが挙げられる。「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸の一方又は両方を意味する。
樹脂(A)は、カルボキシル基含有残基以外のその他の残基を有していてもよい。その他の残基を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、置換又は非置換のエチレン、不飽和ニトリル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル:フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸芳香族エステルなどが挙げられる。「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの一方又は両方を意味する。
芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン;α-メチルスチレン;o-、m-、p-メチルスチレン、o-、m-、p-クロロスチレン等の置換スチレン;ビニルナフタレンなどが挙げられる。
置換エチレンとしては、例えばプロペン、ブテン、ビニルシクロヘキサン等のアルケン;4-ヒドロキシ-1-ブテンなどが挙げられる。
不飽和ニトリル化合物としては、例えば(メタ)アクリロニトリル、α-クロロ(メタ)アクリロニトリル、α-エチル(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。
樹脂(A)は、例えばカルボキシル基含有残基を有するビニル重合体の側鎖中に、エチレン性不飽和基を導入すること等により合成することができる。具体的には、樹脂(A)は、例えばカルボキシル基含有残基を有するビニル重合体のカルボキシル基と、エポキシ基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(以下、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物ともいう)とを反応させることにより合成することができる。すなわち、樹脂(A)は、カルボキシル基含有残基を有するビニル重合体と、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物との反応生成物を含むことが好ましい。
エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリレート;ビニルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有ビニル化合物などが挙げられる。
カルボキシル基含有残基を有するビニル重合体は、例えばカルボキシル基及びエチレン性炭素-炭素二重結合を有する単量体と、必要に応じてその他の単量体とを含む単量体組成物について、ラジカル重合開始剤の存在下、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶媒中で重合反応を行うことにより合成することができる。重合反応の温度としては、例えば50℃以上150℃以下であり、60℃以上90℃以下であることが好ましい。重合反応の時間としては、例えば1時間以上10時間以下であり、3時間以上7時間以下であることが好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤などが挙げられる。
カルボキシル基含有残基を有するビニル重合体を合成する際のラジカル重合開始剤の使用量は、Mwを10000以上にする場合、エチレン性炭素-炭素二重結合を有する単量体100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、7質量部以下であることがより好ましく、5質量部以下であることがさらに好ましい。この使用量は、0.1質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、2質量部以上であることがさらに好ましい。ラジカル重合開始剤の使用量を前記範囲とすることで、樹脂(A)のMwをより適度な大きさに調整することができる。また、ラジカル重合開始剤の使用量は、Mwを10000未満にする場合、エチレン性炭素-炭素二重結合を有する単量体100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることがさらに好ましく、20質量部以上であることが特に好ましい。ラジカル重合開始剤の使用量を前記範囲とすることで、得られる重合体のMwをより小さくすることができ、その結果、樹脂(A)におけるオリゴマー部分の割合をより大きくすることができる。ラジカル重合開始剤の使用量の上限としては特に限定されないが、例えば50質量部以下である。
カルボキシル基含有残基を有する重合体の合成の際に、連鎖移動剤を用いることが好ましい。すなわち、樹脂(A)の少なくとも一部が連鎖移動剤を用いた重合反応の生成物であることが好ましい。重合反応において連鎖移動剤を用いることにより、得られる重合体のMwをより小さくすることができ、その結果、樹脂(A)におけるオリゴマー部分の割合をより大きくすることができる。
連鎖移動剤としては、例えばα-メチルスチレンダイマー、α-テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物;n-ブチルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-デシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸2-エチルヘキシル等のメルカプタン化合物;四塩化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム等のハロゲン化合物などが挙げられる。連鎖移動剤は、不飽和炭化水素化合物を含むことが好ましく、α-メチルスチレンダイマーを含むことがより好ましい。連鎖移動剤として不飽和炭化水素化合物を用いることにより、樹脂(A)及びこれに含まれるオリゴマーの末端にエチレン性不飽和基を導入することができる。
連鎖移動剤の使用量は、エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、8質量部以上であることがさらに好ましく、15質量部以上であることが特に好ましい。連鎖移動剤の使用量を前記範囲とすることで、得られる重合体のMwをより小さくすることができ、その結果、樹脂(A)におけるオリゴマー部分の割合をより大きくすることができる。
樹脂(A)は、例えばカルボキシル基含有残基を有するビニル重合体と、エポキシ基及びエチレン性不飽和基を有する化合物とを混合し、メトキノン等の重合禁止剤及びジメチルベンジルアミン等の触媒存在下、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶媒中で、カルボキシル基とエポキシ基との間で付加反応を行うことにより、合成することができる。
カルボキシル基含有残基を有するビニル重合体は、前記方法以外にも、例えばエポキシ基含有残基を有するビニル重合体のエポキシ基と、カルボキシル基及びエチレン性不飽和基を有する化合物のカルボキシル基とを反応させた後、多価カルボン酸又は多価カルボン酸無水物を反応させる方法などにより合成することもできる。
(重量平均分子量)
組成物(X)において、樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、10000以上100000以下であることが重要である。樹脂(A)のMwが10000未満である場合、感光性樹脂組成物の深部硬化性が低下し、かつソルダーレジスト層にシワ等が発生し、外観が不良になる。また、この場合、ソルダーレジスト層の耐熱黄変性が低下する。樹脂(A)のMwが100000を超えると、組成物(X)の現像性が低下する。
樹脂(A)のMwは、15000以上であることが好ましく、20000以上であることがより好ましく、23000以上であることがさらに好ましい。樹脂(A)のMwは、80000以下であることが好ましく、60000以下であることがより好ましく、40000以下であることがさらに好ましい。
樹脂(A)のMwは、通常、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分子量測定結果から算出される。GPCによる分子量測定は、例えば、下記条件の下で行うことができる。
GPC装置:昭和電工社製のSHODEX SYSTEM 11
カラム:昭和電工社製のSHODEX KF-800P、KF-005、KF-003及びKF-001の4本直列
移動相:テトラヒドロフラン
流量:1mL/分
カラム温度:45℃
検出器:示差屈折率(RI)検出器
標準物質:ポリスチレン
(オリゴマー部分)
組成物(X)において、樹脂(A)が、分子量が450以上1000以下であるオリゴマー部分を含んでいることが重要である。このオリゴマー部分は、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有するビニル重合体である樹脂(A)のうち、分子量が450以上1000以下である部分である。このオリゴマー部分に含まれる樹脂は、カルボキシル基含有残基及びエチレン性不飽和基の少なくとも一方を有していることが好ましく、カルボキシル基含有残基及びエチレン性不飽和基の両方を有していることがより好ましい。
樹脂(A)における分子量450以上1000以下のオリゴマー部分の割合は、0.1%以上であることが好ましく、0.2%以上であることがより好ましく、0.3%以上であることがさらに好ましく、0.4%以上であることが特に好ましい。樹脂(A)における分子量450以上1000以下のオリゴマー部分の割合は、9%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、2%以下であることがさらに好ましく、1%以下であることが特に好ましい。このオリゴマー部分の割合を前記範囲とすることにより、組成物(X)の深部硬化性及びソルダーレジスト層の耐熱黄変性をより向上させることができる。樹脂(A)における分子量450以上1000以下のオリゴマー部分の割合は、通常、示差屈折率検出器を用いたGPCにより、樹脂(A)の全面積100%に対する分子量450以上1000以下のオリゴマー部分の面積の割合として測定される。すなわち、このオリゴマー部分の割合(%)は、「(オリゴマー部分に由来する面積)×100/樹脂(A)に由来する全面積」を意味する。GPCにおいて、オリゴマーの分子量は、標準物質であるポリスチレンにより求めることができる。また、樹脂(A)に由来する全面積及び分子量450以上1000以下のオリゴマー部分に由来する面積は、GPCにおける通常のベースライン処理及びピーク処理による面積算出方法により求めることができる。具体的には、GPCにおけるピーク全体を、樹脂(A)に由来する部分のピークと、溶媒、単量体、エポキシ基及びエチレン性不飽和基を有する化合物等の樹脂(A)以外の成分に由来する部分とに分けた後、樹脂(A)に由来する部分のピーク中において、分子量450以上1000以下のオリゴマー部分に由来する部分を求める。このようにして、(オリゴマー部分に由来する面積)×100/(樹脂(A)に由来する全面積)の式により、オリゴマー部分の割合(%)を算出する。
樹脂(A)は、1種単独で用いてもよく、また、オリゴマー部分の割合を調整するため、Mwが互いに異なる2種以上の樹脂を混合して用いてもよい。樹脂(A)は、例えばMwが10000以上でオリゴマー部分を含まない樹脂と、Mwが10000未満でオリゴマー部分を含む樹脂との混合物であってもよい。
樹脂(A)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。この割合は、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。組成物(X)の「固形分」とは、組成物(X)における溶媒以外の成分の総和をいう。
[光重合開始剤(B)]
光重合開始剤(B)は、感光性樹脂組成物の感光性を向上させうる成分である。組成物(X)は、光重合開始剤(B)を含有することで、露光した部分を硬化させることができる。光重合開始剤(B)は、1種又は2種以上を用いることができる。
光重合開始剤(B)としては、例えばアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、α-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤等が挙げられる。
アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、例えば
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、2,4,6-トリメチルベンゾイル-エチル-フェニル-フォスフィネート等のモノアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤;
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-ジクロロベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-4-プロピルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-1-ナフチ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)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、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルフォスフィンオキサイド等のビスアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤などが挙げられる。
α-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤としては、例えば2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等が挙げられる。
前記以外の光重合開始剤(B)としては、例えばベンゾインとそのアルキルエーテル;アセトフェノン、ベンジルジメチルケタール等のアセトフェノン系光重合開始剤;2-メチルアントラキノン等のアントラキノン系光重合開始剤;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-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、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系光重合開始剤;ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィド等のベンゾフェノン系光重合開始剤;2,4-ジイソプロピルキサントン等のキサントン系光重合開始剤;2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-1-プロパノン等の窒素含有系光重合開始剤;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、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、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-ブタノン等のα-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(О‐ベンゾイルオキシム)]、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-(0-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系光重合開始剤などが挙げられる。
光重合開始剤(B)は、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の現像性及び深部硬化性をより向上させることができる。アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤は、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を含むことが好ましい。このように、光重合開始剤(B)として長波長域までの吸収を有する物質を用いることにより、組成物(X)の深部硬化性をより向上させることができる。
光重合開始剤(B)がアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含む場合、光重合開始剤(B)におけるアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の割合は、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。この割合は、例えば100質量%であり、80質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。
また、光重合開始剤(B)は、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤に加えて、α-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤を含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の現像性及び深部硬化性をさらに向上させることができ、また、表面硬化性を向上させることができ、さらに、光重合開始剤の溶解性が向上するため、組成物(X)の保存安定性をより向上させることができる。
光重合開始剤(B)がα-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤を含む場合、光重合開始剤(B)におけるα-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤の割合は、1質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。この割合は、95質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。
光重合開始剤(B)がアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤とα-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤とを含む場合、光重合開始剤(B)におけるアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤とα-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤との合計の割合は、10質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。この割合は、100質量%であってもよい。
光重合開始剤(B)の割合は、樹脂(A)100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の解像性及び深部硬化性をより向上させることができる。この割合は、1質量部以上90質量部以下であることがより好ましく、10質量部以上80質量部以下であることがさらに好ましく、20質量部以上60質量部以下であることが特に好ましい。
光重合開始剤(B)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがさらに好ましい。
[光重合性化合物(C)]
光重合性化合物(C)は、感光性樹脂組成物に光硬化性を付与できる成分である。光重合性化合物(C)は、通常、エチレン性不飽和基を有する化合物を含む。但し、前述の樹脂(A)は、光重合性化合物(C)に該当しないものとする。光重合性化合物(C)がエチレン性不飽和基を有することで、組成物(X)を光硬化させることができ、光重合性化合物(C)同士、及び/又は光重合性化合物(C)とエチレン性不飽和基を有する樹脂(A)との間で架橋反応させ、組成物(X)の露光した領域に架橋構造を形成することができる。光重合性化合物(C)は、1種又は2種以上を用いることができる。
光重合性化合物(C)としては、例えば2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能(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、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の二官能(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート等の三官能(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、ジペンタエリスリトールペンタ(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、ε―カプロラクトン変性ペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレート等の四官能以上の(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
光重合性化合物(C)は、三官能(メタ)アクリレート、すなわち一分子中に(メタ)アクリロイル基を3つ有する化合物を含むことが好ましい。光重合性化合物(C)が三官能(メタ)アクリレートを含むと、露光によってより適度な架橋構造が形成され、その結果、組成物(X)の現像性及び深部硬化性、並びにソルダーレジスト層の外観をより向上させることができる。
光重合性化合物(C)の割合は、樹脂(A)100質量部に対して、1質量部以上200質量部以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の現像性及び深部硬化性をより向上させることができる。この割合は、5質量部以上150質量部以下であることがより好ましく、20質量部以上100質量部以下であることがさらに好ましく、50質量部以上100質量部以下であることが特に好ましい。
光重合性化合物(C)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、5質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましい。
[エポキシ樹脂(D)]
エポキシ樹脂(D)は、感光性樹脂組成物に熱硬化性を付与できる成分である。エポキシ樹脂(D)は、1分子中に1個以上のエポキシ基を有する化合物であり、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものが好ましい。エポキシ樹脂(D)は、1種又は2種以上を用いることができる。
エポキシ樹脂(D)としては、例えば結晶性エポキシ樹脂、非晶性エポキシ樹脂等が挙げられる。「結晶性エポキシ樹脂」とは、融点を有するエポキシ樹脂を意味し、「非晶性エポキシ樹脂」とは、融点を有さないエポキシ樹脂を意味する。結晶性エポキシ樹脂の融点は、例えば70℃以上180℃以下である。
結晶性エポキシ樹脂としては、例えば1,3,5-トリス(2,3-エポキシプロピル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、ハイドロキノン型結晶性エポキシ樹脂(具体例として日鉄ケミカル&マテリアル社製の品番YDC-1312)、ビフェニル型結晶性エポキシ樹脂(具体例として三菱ケミカル社製の品番YX-4000)、ジフェニルエーテル型結晶性エポキシ樹脂(具体例として日鉄ケミカル&マテリアル社製の品番YSLV-80DE)、ビスフェノール型結晶性エポキシ樹脂(具体例として日鉄ケミカル&マテリアル社製の品番YSLV-70XY、YSLV-80XY)、テトラキスフェノールエタン型結晶性エポキシ樹脂(具体例として日本化薬社製の品番GTR-1800)、ビスフェノールフルオレン型結晶性エポキシ樹脂などが挙げられる。
非晶性エポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂(具体例としてDIC社製の品番EPICLON N-775)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(具体例としてDIC社製の品番EPICLON N-695)、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(具体例としてDIC社製の品番EPICLON N-865)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(具体例として三菱ケミカル社製の品番jER1001)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(具体例として三菱ケミカル社製の品番jER4004P)、ビスフェノールS型エポキシ樹脂(具体例としてDIC社製の品番EPICLON EXA-1514)、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂(具体例として日本化薬社製の品番NC-3000)、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(具体例として日鉄ケミカル&マテリアル社製の品番ST-4000D)、ナフタレン型エポキシ樹脂(具体例としてDIC社製の品番EPICLON HP-4032、EPICLON HP-4700、EPICLON HP-4770)、ターシャリーブチルカテコール型エポキシ樹脂(具体例としてDIC社製の品番EPICLON HP-820)、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(具体例としてDIC製の品番EPICLON HP-7200)、アダマンタン型エポキシ樹脂(具体例として出光興産社製の品番ADAMANTATE X-E-201)、特殊二官能型エポキシ樹脂(具体例として三菱ケミカル社製の品番YL7175-500、YL7175-1000;DIC社製の品番EPICLON TSR-960、EPICLON TER-601、EPICLON TSR-250-80BX、EPICLON 1650-75MPX、EPICLON EXA-4850、EPICLON EXA-4816、EPICLON EXA-4822、EPICLON EXA-9726;日鉄ケミカル&マテリアル社製の品番YSLV-120TE)、ゴム状コアシェルポリマー変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂(具体例としてカネカ社製の品番MX-156)、ゴム状コアシェルポリマー変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂(具体例としてカネカ社製の品番MX-136)などが挙げられる。
エポキシ樹脂(D)は、結晶性エポキシ樹脂を含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の現像性及び深部硬化性をより向上させることができる。
エポキシ樹脂(D)のエポキシ当量は、例えば50g/eq以上500g/eq以下であり、80g/eq以上250g/eq以下であることが好ましい。「エポキシ当量」とは、1グラム当量のエポキシ基を有するエポキシ樹脂のグラム質量をいう。
エポキシ樹脂(D)が有するエポキシ基の当量は、樹脂(A)が有するカルボキシル基の当量に対して、0.7倍以上2.5倍以下であることが好ましく、0.7倍以上2.3倍以下であることがより好ましく、0.7倍以上2.0倍以下であることがさらに好ましい。
エポキシ樹脂(D)の割合は、樹脂(A)100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましく、10質量部以上であることが特に好ましい。この場合、組成物(X)の熱硬化性をより高めることができ、その結果、現像性及び深部硬化性をより向上させることができる。この割合は、100質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であることがより好ましく、40質量部以下であることがさらに好ましく、30質量部以下であることが特に好ましい。この場合、ソルダーレジスト層の外観をより向上させることができる。
エポキシ樹脂(D)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上15質量%以下であることがさらに好ましい。
[酸化チタン(E)]
酸化チタン(E)は、チタンの酸化物であり、例えばTiO、TiO、Ti2nー1(n=4~9)、Ti、Tiで表される物質などが挙げられ、TiO(二酸化チタン)が好ましい。酸化チタン(E)は、1種又は2種以上を用いることができる。
酸化チタン(E)としては、例えばルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、ラムスデライト型酸化チタン等が挙げられる。酸化チタン(E)は、1種又は2種以上を用いることができる。
ルチル型酸化チタンは、工業的には通常、塩素法又は硫酸法で製造される。ルチル型酸化チタンの市販品としては、例えば堺化学工業社製の品番R-25、R-21、R-32、R-7E、R-5N、R-61N、R-62N、R-42、R-45M、R-44、R-49S、R-79、GTR-100、GTR-300、D-918、TCR-29、TCR-52、FTR-700、石原産業社製の品番R-550、R-580、R-630、R-820、CR-50、CR-58、CR-60、CR-90、CR-97、CR-953、富士チタン工業社製の品番TR-600、TR-700、TR-750、TR-840、チタン工業社製の品番KR-270、KR-310、KR-380等が挙げられる。
アナターゼ型酸化チタンは、公知のものを使用することができる。アナターゼ型酸化チタンの市販品としては、例えば堺化学工業社製の品番A-110、TCA-123E、A-190、A-197、SA-1、SA-1L、石原産業社製の品番A-100、A-220、W-10、富士チタン工業社製の品番TA-100、TA-200、TA-300、TA-400、TA-500、TP-2、テイカ社製の品番JA-1、JA-3、JA-4、JA-5、JA-C、チタン工業社製のKA-10、KA-15、KA-20、KA-30などが挙げられる。
ラムスデライト型酸化チタンは、ラムスデライト型Li0.5TiOに、化学酸化によるリチウム脱離処理が施されることで製造される。
酸化チタン(E)は、通常、粒子状である。酸化チタン(E)の粒子の形状としては、例えば板状、球状、針状、不定形状等が挙げられる。酸化チタン(E)の平均粒子径は、例えば10μm以下であり、0.001μm以上10μm以下であることが好ましく、0.01μm以上5μm以下であることがより好ましい。
酸化チタン(E)は、ルチル型酸化チタンを含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の耐熱性をより向上させることができ、その結果、ソルダーレジスト層の耐熱黄変性をより向上させることができる。
組成物(X)において、酸化チタン(E)の割合は、樹脂(A)100質量部に対して20質量部以上であることが重要である。酸化チタン(E)の割合を前記以上とすることで、組成物(X)は反射率を高いものとすることができる。この割合は、30質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であることがより好ましく、70質量部以上であることがさらに好ましく、90質量部以上であることが特に好ましい。酸化チタン(E)の割合の上限は特に限定されないが、樹脂(A)100質量部に対して、例えば300質量部以下であり、250質量部以下であることが好ましく、200質量部以下であることがより好ましい。
酸化チタン(E)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。酸化チタン(E)の割合の上限は特に限定されないが、例えば50質量%以下であり、40質量%以下であることが好ましい。
[酸化防止剤(F)]
酸化防止剤は、ソルダーレジスト層の耐熱変色性の向上に寄与することができる成分である。組成物(X)は、酸化防止剤(F)を含有することにより、ソルダーレジスト層の耐熱黄変性をより向上させることができる。組成物(X)は、酸化防止剤(F)として、1種又は2種以上を用いてもよい。
酸化防止剤(F)としては、例えばペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のヒンダードフェノール系酸化防止剤;テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート等のヒンダードアミン系酸化防止剤;ジ(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等のリン系酸化防止剤;2,2-ビス{〔3-(ドデシルチオ)-1-オキソプロポキシ〕メチル}プロパン-1,3-ジイルビス〔3-(ドデシルチオ)プロピオネート〕等のイオウ系酸化防止剤などが挙げられる。
酸化防止剤(F)は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含むことが好ましい。酸化防止剤(F)がヒンダードフェノール系酸化防止剤を含むことで、ソルダーレジスト層の耐熱黄変性をさらに向上させることができる。
酸化防止剤(F)の融点は、50℃以上150℃以下であることが好ましい。この場合、ソルダーレジスト層からの酸化防止剤のブリードアウト及び酸化防止剤の結晶の析出が抑制され、ソルダーレジスト層の表面の均一性が向上する。このような酸化防止剤(F)としては、例えばBASF社製の品番Irganox1010(融点110~125℃)、ADEKA社製の品番アデカスタブAO-60(110~130℃)などが挙げられる。
酸化防止剤(F)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、例えば0.01質量%以上3質量%以下であり、0.1質量%以上1.5質量%以下であることが好ましい。
[分散剤(G)]
分散剤(G)は、組成物中の粒子の分散性をより向上させるための成分である。分散剤(G)としては、例えば官能基を有する高分子分散剤等が挙げられる。この官能基としては、例えばリン酸基、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸性官能基;これらの酸性官能基の塩基;1級、2級又は3級アミノ基;4級アンモニウム塩基;ピリジン、ピリミジン、ピラジン等の含窒素芳香族複素環由来の基などの塩基性官能基などが挙げられる。分散剤(G)が有する官能基としては、リン酸基が好ましい。分散剤(G)がリン酸基を有することで、組成物(X)中の酸化チタン(E)の分散性がより向上し、組成物(X)の現像性、深部硬化性及びソルダーレジスト層の外観をより向上させることができる。分散剤(G)が酸性官能基を有する場合、分散剤(G)の酸価は、例えば50mgKOH/g以上200mgKOH/gである。組成物(X)は、分散剤(G)として、1種又は2種以上を用いてもよい。
分散剤(G)の割合は、組成物(X)の固形分に対して、例えば0.01質量%以上で5質量%以下であり、0.1質量%以上2質量%以下であることが好ましい。
[その他の成分(H)]
その他の成分(H)としては、例えばメラミン又はその誘導体、消泡剤、硬化剤、硬化促進剤、硫酸バリウム、シリカ、タルク、ベントナイト、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、水酸化アルミニウム等の酸化チタン(E)以外の無機充填材、シランカップリング剤等のカップリング剤、界面活性剤、レベリング剤、チクソトロピー剤、ハレーション防止剤、難燃剤、溶媒などが挙げられる。組成物(X)は、その他の成分(H)として、1種又は2種以上を用いてもよい。
(メラミン又はその誘導体)
組成物(X)は、メラミン及びメラミン誘導体の少なくとも一方を含有することにより、組成物(X)の硬化物と銅等の金属との間の密着性をより高めることができる。この場合、組成物(X)は、プリント配線板用の絶縁材料として特に好適に用いることができる。また、組成物(X)の硬化物の耐メッキ性、すなわち無電解ニッケル/金メッキ処理時の白化耐性が向上する。
メラミンは、2,4,6-トリアミノ-1,3,5-トリアジンである。メラミン誘導体としては、例えば一分子中に1つのトリアジン環とアミノ基とを有する化合物などが挙げられ、具体的には、例えばグアナミン;アセトグアナミン;ベンゾグアナミン;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-4,6-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;メラミン-テトラヒドロフタル酸塩等のメラミンと酸無水物との反応生成物などが挙げられる。組成物(X)がメラミン又はその誘導体を含有する場合、メラミン及びその誘導体の割合は、組成物(X)の固形分に対して、例えば0.01質量%以上5質量%以下であり、0.1質量%以上2質量%以下であることが好ましい。
(消泡剤)
消泡剤としては、例えば信越化学工業社製の品番KS-66等のシリコーン系消泡剤;青木油脂工業社製の品番FOAMKILLER NSI-0.00等の非シリコーン系消泡剤などが挙げられる。組成物(X)が消泡剤を含有する場合、消泡剤の割合は、組成物(X)の固形分に対して、例えば0.001質量%以上2質量%以下であり、0.01質量%以上1質量%以下であることが好ましい。
(溶媒)
組成物(X)は、溶媒を含有していてもよい。組成物(X)は、溶媒を含有することで、より調製がし易くなる。溶媒は、特に限定されないが、例えばジ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などの有機溶媒が挙げられ、樹脂(A)の合成に用いた反応溶媒をそのまま組成物(X)の溶媒とすることもできる。組成物(X)が溶媒を含有する場合、溶媒の割合は、組成物(X)全体に対して、例えば1質量%以上80質量%以下であり、5質量%以上40質量%以下であることが好ましい。
組成物(X)は、以上のような組成物(X)の原料が配合され、例えば三本ロール、ボールミル、サンドミル等の用いる公知の混錬方法によって混錬等されることにより調製することができる。
<ドライフィルム>
本実施形態のドライフィルムは、前述の組成物(X)を含み、具体的には、組成物(X)の乾燥塗膜である。本実施形態のドライフィルムは、組成物(X)を例えばベースフィルム上に塗布し、得られた湿潤塗膜を乾燥して溶媒等を除去することにより形成することができ、ベースフィルム付きドライフィルムとして得ることができる。ベースフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等が挙げられる。組成物(X)の塗布方法としては、例えば浸漬法、スプレー法、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、スクリーン印刷法などが挙げられる。乾燥する際の温度としては、例えば50℃以上120℃以下である。乾燥時間としては、例えば1分以上2時間以下である。ドライフィルムの厚みは、例えば1μm以上100μm以下である。
本実施形態のドライフィルムは、プリント配線板用の電気絶縁性材料として好適に用いることができ、特に、ソルダーレジスト層、メッキレジスト層、エッチングレジスト層、層間絶縁層などの電気絶縁性の層を形成するために好適に用いることができる。
<ソルダーレジスト>
本実施形態のソルダーレジストは、前述の組成物(X)の硬化物を含み、具体的には、組成物(X)の硬化膜である。本実施形態のソルダーレジストは、例えばプリント配線基板等の基材の表面の少なくとも一部に組成物(X)を塗布した後、得られる塗布層を熱硬化させることにより形成することができる。組成物(X)を熱硬化させる方法としては、例えば加熱する方法等が挙げられる。加熱温度としては、例えば100℃以上250℃以下であり、120℃以上200℃以下であることが好ましい。加熱時間としては、例えば1分以上10時間以下であり、10分以上3時間以下であることが好ましい。ソルダーレジストの形成においては、熱硬化の前に、光硬化及び現像を行ってもよい。ソルダーレジストの厚みは、例えば1μm以上100μm以下である。
<プリント配線板>
本実施形態のプリント配線板は、前述の組成物(X)の硬化物を含むソルダーレジスト層を備えている。本実施形態のプリント配線板は、例えばプリント配線基板上に、ソルダーレジスト層を形成することにより形成することができる。ソルダーレジスト層は、例えばプリント配線基板上に組成物(X)を塗布し(塗布工程)、得られた塗布層の少なくとも一部に活性エネルギー線を照射して光硬化させた(光硬化工程)後、塗布層の未露光部分を現像により除去する(現像工程)ことを行ってから、現像工程後の塗布層を熱硬化させる(熱硬化工程)ことにより形成することができる。なお、現像工程後、あるいは熱硬化工程後、または現像工程後と熱硬化工程後との両方で、さらに光硬化を行ってもよい。
活性エネルギー線の照射は、例えば、ネガマスクを直接当てた状態で行ってもよく、または、ネガマスクを用いる方法以外の方法が採用されてもよく、例えば光源から発せられる活性エネルギー線を塗布層の露光すべき部分のみに照射する直接描画法で塗布層を露光してもよい。照射する活性エネルギー線としては、組成物(X)の組成等に応じて適宜選択することができ、例えば紫外線、可視光線、近赤外線などが挙げられる。活性エネルギー線は紫外線であることが好ましい。紫外線の光源は、例えばケミカルランプ、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、YAGレーザー、LED、キセノンランプ及びメタルハライドランプからなる群より選択される。活性エネルギー線の露光量は、例えば10mJ/cm以上5000mJ/cm以下であり、100mJ/cm以上800mJ/cm以下であることが好ましい。硬化膜をドライフィルムから作製する場合、ドライフィルムを露光する際は、例えば予め支持体をドライフィルムから剥離してから、ドライフィルムを露光する。なお、支持体がドライフィルムに重なったまま、支持体を透過させて紫外線をドライフィルムに照射することでドライフィルムを露光し、続いて露光後のドライフィルムから支持体を剥離してもよい。
現像に用いる現像液は、組成物(X)の組成等に応じて、適宜選択することができ、例えば炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化リチウム等のアルカリの水溶液;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の有機アミンの溶液などが挙げられる。
熱硬化は、例えば現像後の塗布層を加熱することにより行う。加熱温度は、例えば100℃以上250℃以下であり、120℃以上200℃以下であることが好ましい。加熱時間は、例えば1分以上10時間以下であり、10分以上3時間以下であることが好ましく、20分以上120分以下であることがより好ましい。
ソルダーレジスト層の厚みは、例えば1μm以上100μm以下である。以上のようにして、組成物(X)の硬化物を含むソルダーレジスト層を備えるプリント配線板を製造することができる。
以下、本開示を実施例によって具体的に説明するが、本開示は実施例のみに限定されるものではない。
<カルボキシル基含有樹脂溶液の調製>
(1)合成例1
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸38.5質量部、メチルメタクリレート51.5質量部、スチレン10質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル160質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル6質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、75℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度40質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、メトキノン0.05質量部、グリシジルメタクリレート34質量部、及びジメチルベンジルアミン0.4質量部を加え、80℃で24時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有するビニル重合体であるカルボキシル基含有樹脂Aの47質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂Aの重量平均分子量は24300であった。また、カルボキシル基含有樹脂Aは、分子量450以上1000以下のオリゴマー部分を有さない。
(2)合成例2
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸38.5質量部、メチルメタクリレート51.5質量部、スチレン10質量部、α-メチルスチレンダイマー3質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル160質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル2質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、75℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度40質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、メトキノン0.05質量部、グリシジルメタクリレート34質量部、及びジメチルベンジルアミン0.4質量部を加え、80℃で24時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有するビニル重合体であるカルボキシル基含有樹脂Bの47質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂Bの重量平均分子量は33860であった。また、カルボキシル基含有樹脂Bは、分子量450以上1000以下のオリゴマー部分を有さない。
(3)合成例3
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸38.5質量部、メチルメタクリレート51.5質量部、スチレン10質量部、α-メチルスチレンダイマー20質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル160質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル12質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、75℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度45質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、メトキノン0.05質量部、グリシジルメタクリレート34質量部、及びジメチルベンジルアミン0.4質量部を加え、80℃で24時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有するビニル重合体であるカルボキシル基含有樹脂Cの51質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂Cの重量平均分子量は3884であった。また、カルボキシル基含有樹脂Cは、分子量450以上1000以下のオリゴマー部分を有する。
(4)合成例4
還流冷却器、温度計、窒素置換用ガラス管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコ中に、メタクリル酸38.5質量部、メチルメタクリレート51.5質量部、スチレン10質量部、α-メチルスチレンダイマー20質量部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル195質量部、及びアゾビスイソブチロニトリル22.5質量部を加えた。この四つ口フラスコ内の液を窒素気流下、75℃で5時間加熱して重合反応を進行させることで、濃度42質量%の共重合体溶液を得た。
この共重合体溶液に、メトキノン0.05質量部、グリシジルメタクリレート34質量部、及びジメチルベンジルアミン0.4質量部を加え、80℃で24時間加熱することで付加反応を進行させた。これにより、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有するビニル重合体であるカルボキシル基含有樹脂Dの47質量%溶液を得た。カルボキシル基含有樹脂Dの重量平均分子量は2994であった。また、カルボキシル基含有樹脂Dは、分子量450以上1000以下のオリゴマー部分を有する。
<感光性樹脂組成物の調製>
後掲の表1に示す成分を配合して得られる混合物を3本ロールで混練することで、感光性樹脂組成物を得た。なお、表1に示される成分の詳細は次の通りである。
-光重合開始剤(B):
・光重合開始剤A:アシルフォスフィンオキサイド系、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、BASF社製、品番Irgacure819。
・光重合開始剤B:アシルフォスフィンオキサイド系、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、BASF社製、品番IrgacureTPO。
・光重合開始剤C:α-ヒドロキシアルキルフェノン系、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、BASF社製、品番Irgacure1173。
・光重合開始剤D:α-ヒドロキシアルキルフェノン系、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、BASF社製、品番Irgacure184。
-光重合性化合物(C):
・光重合性化合物A:トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)。
・光重合性化合物B:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリストールヘキサアクリレートとの混合物(日本化薬社製、品番KAYARAD DPHA)。
-エポキシ樹脂(D):
・エポキシ樹脂A:結晶性エポキシ化合物、1,3,5-トリス(2,3-エポキシプロピル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン(高融点タイプ)(TEPIC-HB)、エポキシ当量99g/eq。
・エポキシ樹脂B:結晶性エポキシ化合物、ハイドロキノン型結晶性エポキシ樹脂、日鉄ケミカル&マテリアル社製、品番YDC-1312、エポキシ当量176g/eq。
・エポキシ樹脂C:非晶性エポキシ化合物、水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、日鉄ケミカル&マテリアル社製、品番ST-3000、エポキシ当量230g/eq。
-酸化チタン(E):
・酸化チタンA:硫酸法で製造されたルチル型酸化チタン、堺化学工業社製、品番R-79。
・酸化チタンB:塩素法で製造されたルチル型酸化チタン、石原産業社製、品番CR-90。
-酸化防止剤(F):
・酸化防止剤:ヒンダードフェノール系、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、BASF社製、品番Irganox1010。
-分散剤(G):
・分散剤:リン酸エステル系顔料分散剤、ビックケミー社製、品番BYK-111(2個のリン酸基を有する液体有機化合物(共重合体の両末端にリン酸基を有するリン酸エステル化合物)、酸価129mgKOH/g、不揮発分95%。
-その他の成分(H)
・メラミン;日産化学社製、微粉メラミン。
・消泡剤:信越シリコーン社製、品番KS-66。
<評価試験>
(1)テストピースの作製
厚み35μmの銅箔を備えるガラスエポキシ銅張積層板を用意した。このガラスエポキシ銅張積層板にエッチングを施して導体配線を形成することで、プリント配線基板を得た。このプリント配線基板の一面全体に感光性樹脂組成物をスクリーン印刷により塗布することで、塗膜を形成した。この塗膜を80℃で20分加熱することで乾燥させた。乾燥後の銅箔上の塗膜(乾燥塗膜)の厚みは20μmであった。この乾燥塗膜の表面上にネガマスクを直接当てた状態で、ネガマスクに向けて紫外線を照射することで、露光量400mJ/cmの条件で乾燥塗膜を選択的に露光した。続いて、乾燥塗膜からネガマスクを取り外してから、乾燥塗膜に30℃の濃度1質量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて60秒現像処理を施すことで、乾燥塗膜のうち露光により硬化した部分を、プリント配線基板上にソルダーレジスト層として残存させた。このソルダーレジスト層を更に150℃で60分間加熱して熱硬化させた。これによりソルダーレジスト層を備えるテストピースを得た。
このテストピースに対して、次の評価試験を行った。
(2)現像性(ブレークポイント)
30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液で90秒間、0.2MPaのスプレー圧で現像を行ない、現像性(ブレークポイント)を、次の評価基準により評価した。
A:ブレークポイント(乾燥塗膜を現像するのに要する時間)が0秒超20秒以下であり、現像されない部分がない。
B:ブレークポイントが20秒超40秒以下であり、現像されない部分がない。
C:ブレークポイントが40秒超60秒以下であり、現像されない部分がない。
D:ブレークポイントが60秒超であり、現像されない部分がない。
E:現像されない部分がある。
(3)現像性(乾燥幅)
感光性樹脂組成物の現像性(乾燥幅)を評価するにあたって、前述のテストピースとは異なる現像性(乾燥幅)評価用テストピースを作製した。まず、プリント配線基板上に前記と同様の方法で湿潤塗膜を形成した。そして、湿潤塗膜を加熱温度80℃、加熱時間20分、40分、60分及び80分で加熱された乾燥塗膜を形成した。このようにして形成された乾燥塗膜のいずれも、その厚みは20μmであった。予備乾燥した後の乾燥塗膜に、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液で90秒間、0.2MPaのスプレー圧で現像処理を施した。現像処理後の塗膜を観察し、現像性(乾燥幅)を、次の評価基準により評価した。
A:加熱温度80℃の下で、加熱時間80分で乾燥させた塗膜が、現像可能であった。
B:加熱温度80℃の下で、加熱時間60分で乾燥させた塗膜が、現像可能であったが、加熱温度80℃の下で、加熱時間80分で乾燥させた塗膜では現像残渣が確認された。
C:加熱温度80℃の下で、加熱時間40分で乾燥させた塗膜が、現像可能であったが、加熱温度80℃の下で、加熱時間60分で乾燥させた塗膜では現像残渣が確認された。
D:加熱温度80℃の下で、加熱時間20分で乾燥させた塗膜が、現像可能であったが、加熱温度80℃の下で、加熱時間40分で乾燥させた塗膜では現像残渣が確認された。
E:加熱温度80℃の下で、加熱時間20分で乾燥させた塗膜に、現像残渣が確認された。
(4)深部硬化性(ダム残り評価)
線幅/線間が0.2mm/0.3mm、厚みが40μmの銅製の導体配線を備えるプリント配線基板を用意した。また、幅30μm、40μm、50μm及び60μmのソルダーダムを形成するためのマスクパターンを有するネガマスクを使用した。これらのプリント配線基板とネガマスクとを用いる以外は、前述のテストピースを作製する場合と同じ条件で、プリント配線基板上に厚み60μmのソルダーダムを形成した。
このソルダーダムに対してセロハン粘着テープ剥離試験を行うことで、剥離せずにプリント配線板上に残存するソルダーダムの最小幅を調査し、深部硬化性を、次の評価基準で評価した。
A:残存するソルダーダムの最小幅が30μmであった。
B:残存するソルダーダムの最小幅が40μmであった。
C:残存するソルダーダムの最小幅が50μmであった。
D:残存するソルダーダムの最小幅が60μmであった。
E:ソルダーダムが残存しなかった。
(5)反射率
作製した直後のテストピースにおける銅箔上のソルダーレジスト層の視感反射率を表すCIE表式法におけるY値を、コニカミノルタセンシング社製の分光測色計(型番CM-600d)で測定し、反射率を、次の評価基準で評価した。表1で、評価(A~E)と共に、反射率の値を( )内に合わせて示す。
A:Y値が85以上であった。
B:Y値が80以上85未満であった。
C:Y値が75以上80未満であった。
D:Y値が70以上75未満であった。
E:Y値が70未満であった。
(6)外観
テストピースにおける銅箔上のソルダーレジスト層の塗膜表面を観察した。また、塗膜表面のJIS-Z8741による入射角60°での鏡面光沢度を、堀場製作所社製の「GLOSS CHECKER」を用いて測定し、外観を、次の評価基準で評価した。表1で、評価(A~E)と共に、光沢値の値を( )内に合わせて示す。
A:塗膜表面にシワの発生がなく、光沢値が80以上であった。
B:塗膜表面にシワの発生がなく、光沢値が75以上80未満であった。
C:塗膜表面にシワの発生がなく、光沢値が70以上75未満であった。
D:塗膜表面にシワの発生がなく、光沢値が70未満であった。
E:塗膜表面にシワが発生した。
(7)耐熱黄変性
作製した直後のテストピースにおけるソルダーレジスト層のL表色系におけるb値を、コニカミノルタセンシング社製の分光測色計(型番CM-600d)を用いて測定した。続いて、テストピースを250℃、5分の条件で熱処理した後、再びソルダーレジスト層のb値を測定した。熱処理後のソルダーレジスト層のb値から熱処理前のソルダーレジスト層のb値を減じて得られる値(Δb)を算出し、その結果から、耐熱黄変性を、次の評価基準で評価した。
A:Δb値が1.5未満であった。
B:Δb値が1.5以上2.0未満であった。
C:Δb値が2.0以上2.5未満であった。
D:Δb値が2.5以上3.0未満であった。
E:Δb値が3.0以上であった。
(8)保存安定性
感光性樹脂組成物を冷蔵庫内で、4℃で3日間、7日間、10日間及び14日間保存した。続いて、感光性樹脂組成物をガラス板上に膜厚20μmで塗布し、塗膜を目視で観察し、保存安定性を、次の評価基準で評価した。
A:4℃で14日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られなかった。
B:4℃で10日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られなかったが、4℃で14日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られた。
C:4℃で7日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られなかったが、4℃で10日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られた。
D:4℃で3日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られなかったが、4℃で7日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られた。
E:4℃で3日間保存した感光性樹脂組成物の塗膜中にブツ(微小粒子)が見られた。
Figure 0007211611000001
表1の結果から、実施例1~14の感光性樹脂組成物によれば、現像性及び深部硬化性を向上させることができ、また、感光性樹脂組成物から形成されるソルダーレジスト層の外観及び反射率を向上させることができることが示された。一方、カルボキシル基含有樹脂がオリゴマー部分を含まない比較例1及び比較例2の感光性樹脂組成物は、深部硬化性が不良であり、また、カルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量が所定範囲外である比較例3及び比較例4の感光性樹脂組成物は、深部硬化性及びソルダーレジスト層の外観が不良であることも示された。

Claims (16)

  1. カルボキシル基含有樹脂(A)と、光重合開始剤(B)と、光重合性化合物(C)と、エポキシ樹脂(D)と、酸化チタン(E)とを含有し、
    前記カルボキシル基含有樹脂(A)が、カルボキシル基含有残基と、側鎖にエチレン性不飽和基とを有し、重量平均分子量が10000以上100000以下であるビニル重合体を含み、かつ前記カルボキシル基含有樹脂(A)が、分子量が450以上1000以下であるオリゴマー部分を含み、
    示差屈折率検出器を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される前記カルボキシル基含有樹脂(A)の全面積100%に対する前記オリゴマー部分の面積の割合が0.1%以上9%以下であり、
    前記酸化チタン(E)の割合が、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対して20質量部以上である感光性樹脂組成物。
  2. 前記示差屈折率検出器を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される前記カルボキシル基含有樹脂(A)の全面積100%に対する前記オリゴマー部分の面積の割合が、0.1%以上3%以下である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記カルボキシル基含有樹脂(A)の少なくとも一部が、連鎖移動剤を用いた重合反応の生成物である請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
  4. 前記連鎖移動剤が、α-メチルスチレンダイマーを含む請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 酸化防止剤(F)をさらに含有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  6. 前記酸化防止剤(F)が、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む請求項5に記載の感光性樹脂組成物。
  7. 分散剤(G)をさらに含有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  8. 前記分散剤(G)が、リン酸基を有する請求項7に記載の感光性樹脂組成物。
  9. 前記光重合開始剤(B)が、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤を含む請求項1乃至8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  10. 前記光重合開始剤(B)が、さらにα-ヒドロキシアルキルフェノン系光重合開始剤を含む請求項9に記載の感光性樹脂組成物。
  11. 前記光重合性化合物(C)が、三官能(メタ)アクリレートを含む請求項1乃至10のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  12. 前記エポキシ樹脂(D)が、結晶性エポキシ樹脂を含む請求項1乃至11のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  13. 前記酸化チタン(E)が、ルチル型酸化チタンを含む請求項1乃至12のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  14. 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を含むドライフィルム。
  15. 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含むソルダーレジスト。
  16. 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含むソルダーレジスト層を備えるプリント配線板。
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