JP7395282B2 - めっきレジスト用硬化性組成物 - Google Patents
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Images
Description
(A)カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂、
(B)エチレンオキサイド変性2官能(メタ)アクリレートモノマー、及び
(C)光重合開始剤
を含む、めっきレジスト用硬化性組成物により達成される。
また、(A):(D)の質量比が2:8~8:2であるであることが好ましい。
(A)カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂としては、例えば、以下の化合物(オリゴマーおよびポリマーのいずれでもよい)を使用することができる。
(1)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カルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレート樹脂。
(2)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カルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレート樹脂。
(3)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、無水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エポキシ(メタ)アクリレート樹脂。
(4)上記(1)~(3)等に記載のカルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレート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カルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレート樹脂。
(B)成分は2つの(メタ)アクリロイル基を有し、その各々にエチレンオキサイド基「-(CH2CH2O)-」が隣接した構造を有する化合物である。エチレンオキサイド基は複数個(2個以上、好ましくは2~20個、より好ましくは2~10個)が連続して繰り返されている構造を有することが好ましい。
光重合開始剤としては、エネルギー線の照射により、成分(A)、(B)及び任意に用いられる(D)を反応させることが可能なものであれば、特に制限はなく、ラジカル重合開始剤が使用できる。
成分(D)を得るために用いられる不飽和カルボン酸(モノマー)としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸又はビニル酢酸、さらには、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物と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)アクリレート類などの水酸基を有する不飽和化合物との反応生成物等が挙げられる。このうち、アクリル酸及びメタクリル酸が好ましい。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
(D-1)エチレン性不飽和二重結合を有し、かつ1分子中に1つのカルボキシル基を有する化合物(a)と、エチレン性不飽和二重結合を有し、水酸基及び酸性基を持たない化合物(b)とからなる共重合体。
(D-2)エチレン性不飽和二重結合を有し、かつ1分子中に1つのカルボキシル基を有する化合物(a)と、エチレン性不飽和二重結合を有し、水酸基及び酸性基を持たない化合物(b)と、エチレン性不飽和二重結合及び水酸基を有する化合物(c)とからなる共重合体。
さらに、本発明の硬化性組成物には、有機溶剤、消泡剤・レベリング剤、着色剤、などを添加することができる。
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)製、登録商標“エピクロン”N-695、エポキシ当量:220)220部を撹拌機及び還流冷却器の付いた四つ口フラスコに入れ、カルビトールアセテート214部を加え、加熱溶解した。次に、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1部と、反応触媒としてジメチルベンジルアミン2.0部を加えた。この混合物を95~105℃に加熱し、アクリル酸72部を徐々に滴下し、16時間反応させた。この反応生成物を80~90℃まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物106部を加え、8時間反応させ、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及びカルボキシル基を併せ持つ感光性樹脂(カルボキシル基含有エポキシアクリレート)は、不揮発分65%、固形物の酸価85mgKOH/g、重量平均分子量Mw約3,500であった。
なお、得られた樹脂の重量平均分子量の測定は、(株)島津製作所製ポンプLC-804、KF-803、KF-802を三本つないだ高速液体クロマトグラフィーにより測定した。
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを加え、窒素ガスを吹き込みながら撹拌して、100℃まで加熱した。一方、重合性単量体としてメタクリル酸20g 、メタクリル酸メチル30g、メタクリル酸ブチル30g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20g及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート20gと、アゾビスイソブチロニトリル0.85gとを混合した溶液を、100℃に加熱されたプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの溶液に2 時間かけて滴下した後、100℃で撹拌しながら0.5時間保温した。さらに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12gに重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.25gを溶解した溶液を、5分かけてフラスコ内に滴下した。滴下後の溶液を撹拌しながら100℃で0.5時間保温した後、0.5時間かけて140℃まで昇温し、攪拌しながら2時間保温した。
さらに、0.5時間かけて70℃まで冷却し、窒素ガスから乾燥空気に切り替え吹き込みながら攪拌し、重合禁止剤であるメトキノン0.2g、触媒としてジブチルスズラウレート0.02g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート25gを混合した溶液を添加し攪拌しながら70℃で0.5時間保温した。冷却して不揮発分(固形分)は57質量%になるように、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの混合溶媒で希釈して分子内にカルボキシル基を有するバインダーポリマー(成分(D))を得た。
表1に示す割合(単位:質量部)で各材料をそれぞれ配合、撹拌機にて予備混合し、次いで3本ロールミルにより混練して硬化性組成物を調製した。
上記各硬化性組成物について、以下に示す特性試験を行った。その結果を表1に示す。
各実施例及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10μmになるようにスクリーン印刷で全面塗布し、80℃の熱風循環乾燥炉内で30分乾燥した。乾燥後、所定のフォトマスク(ライン30μm~100μmのもの)を介して、オーク製作所社製メタルハライドランプ40mJ/cm2の露光を行い、30℃で1質量%の炭酸ナトリウム水溶液を90秒間スプレーすることにより未露光部分を除去することで解像性評価基板を作製した。
作製した各基板を市販の無電解ニッケルめっき浴及び無電解金めっき浴を用いて、ニッケル0.5μm、金0.03μmの条件でめっき処理を行い、金めっき耐性評価基板を作製した。硬化性組成物の金めっき耐性は、金めっき耐性評価基板硬化性組成物をテープピーリングし、硬化塗膜の剥がれの有無やめっきのしみ込みの有無を評価した。評価基準は以下の通りとした。
○:剥がれやしみ込みが全くない。
△:ほんの僅かに剥がれやしみ込みがある。
×:硬化塗膜に剥がれやしみ込みがある。
FR-4基板をCZ8101でエッチングレート1μm/m2で処理し、その面にSRO約200μmの開口を有する黒色ソルダーレジストの硬化塗膜を形成した。その面を硫酸過水処理して、実施例、比較例の各硬化性組成物をダイレクトイメージング露光した後、30℃の1重量%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秒現像、水洗し、評価基板を得た。なお、最適露光量は、以下のとおりとする。乾燥後の塗布基板を、ダイレクトイメージング露光装置を用いて、ステップタブレット(Stouffer41段)を介して露光し、現像(30℃、0.2MPa、1wt%炭酸ナトリウム水溶液)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7段のときを最適露光量とした
(2-2)剥離(膨潤)時間測定方法
評価基板を50℃に加温した3重量%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した。その後、実施例、比較例の各硬化性組成物のレジスト塗膜が下地から浮き上がった状態になった。評価基準は以下の通りである。○:120秒以内、×:120秒超。
評価基板を50℃に加温した3重量%水酸化ナトリウム水溶液に膨潤時間プラス1分間浸漬して、その後水道水で水洗、乾燥した。評価基板のレジスト剥離性は、SRO約200μmの開口Cu上を光学顕微鏡観察により評価した。評価の基準は以下の通りである。
○:開口部に剥離残渣なし、×:開口部に剥離残渣あり
*2:上記で製造したカルボキシル基含有エポキシアクリレート(表中の数値は揮発分を除く固形分自体の質量である)
*3:サイクロマーACA Z-250
*4:トリエチレングリコールジアクリレート(共栄化学製、ライトアクリレート3EG-A、上記式(I)のRが水素で、nが3であるもの)
*5:PEG#200ジアクリレート(共栄化学製、ライトアクリレート4EG-A、上記式(I)のRが水素で、nが4であるもの)
*6:PEG#400ジアクリレート(共栄化学製、ライトアクリレート9EG-A、上記式(I)のRが水素で、nが9であるもの)
*7:トリプロピレングリコールジアクリレート(東亞合成製、M-220)
*8:1,10-デカンジオールジアクリレート(新中村工業製、A-DOD-N)
*9:トリシクロデカンジアクリレート(新中村化学工業製、A-DCP)
*10:トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート(東亜合成製、M-350)
*11:2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン(IGM Resins B.V.製、Omnirad 907)
*12:フタロシアニンブルー
*13:ジメチコンとケイ酸の混合物(信越化学社製、KS-66)
Claims (4)
- (A)カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂、
(B)エチレンオキサイド変性2官能(メタ)アクリレートモノマー、及び
(C)光重合開始剤
を含み、前記(B)エチレンオキサイド変性2官能(メタ)アクリレートモノマーは、下記一般式(I)を有する化合物であり、その含有量が前記(A)カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂100質量部((D)不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との反応により得られるカルボキシル基含有共重合樹脂をさらに含む場合には、前記(A)カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂と前記(D)不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との反応により得られるカルボキシル基含有共重合樹脂の合計100質量部)に対して、8~10質量部であることを特徴とするめっきレジスト用硬化性組成物。
- (D)不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との反応により得られるカルボキシル基含有共重合樹脂をさらに含み、
前記(B)エチレンオキサイド変性2官能(メタ)アクリレートモノマーの含有量が、前記(A)カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂と前記(D)不飽和カルボン酸と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との反応により得られるカルボキシル基含有共重合樹脂との合計100質量部に対して、8~10質量部であることを特徴とする請求項1に記載のめっきレジスト用硬化性組成物。 - (A):(D)の質量比が2:8~8:2である、請求項2に記載のめっきレジスト用硬化性組成物。
-
請求項1または2に記載のめっきレジスト用硬化性組成物をフィルムに塗布、乾燥し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。
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