JPS61275834A - Photosensitive resin composition - Google Patents
Photosensitive resin compositionInfo
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- JPS61275834A JPS61275834A JP11847685A JP11847685A JPS61275834A JP S61275834 A JPS61275834 A JP S61275834A JP 11847685 A JP11847685 A JP 11847685A JP 11847685 A JP11847685 A JP 11847685A JP S61275834 A JPS61275834 A JP S61275834A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
- G03C1/00—Photosensitive materials
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
- H05K3/285—Permanent coating compositions
- H05K3/287—Photosensitive compositions
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プリント配線基板の半田マスクあるいは絶縁
材として被着形成される、いわゆるソルダーレジストの
如きカバーコート層に用いて好適な感光性樹脂組成物に
関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a photosensitive resin suitable for use in a cover coat layer such as a so-called solder resist, which is formed as a solder mask or an insulating material on a printed wiring board. The present invention relates to a composition.
本発明は、プリント配線基板の耐熱保護用コーティング
材料である感光性樹脂に対し、シランカップリング剤で
被覆したシリカ粉末を添加することにより、硬度が高く
塗膜剥がれのないカバーコート層の形成を図ろうとする
ものである。The present invention adds silica powder coated with a silane coupling agent to a photosensitive resin, which is a heat-resistant protective coating material for printed wiring boards, to form a cover coat layer with high hardness and no peeling. This is what we are trying to achieve.
一般に、プリント配線基板においては、銅箔をパターン
エツチングして形成される配線パターンの保護及び絶縁
を図り、また、半田ディツプの際の半田マスクとして作
用するソルダーレジスト等のカバーコート層がその表面
に形成されている。Generally, in printed wiring boards, a cover coat layer such as a solder resist is applied to the surface of the printed wiring board to protect and insulate the wiring pattern formed by pattern etching copper foil, and to act as a solder mask during solder dipping. It is formed.
そして、このカバーコート層にあっては、例えば接続用
ランド部等にのみ半田が被着するように、上記配線パタ
ーンの所定の部分を露出させるための窓部を設ける必要
があり、このため、上記カバーコート層の材料としてパ
ターン露光による現像が可能な感光性樹脂組成物が広く
用いられている。In this cover coat layer, it is necessary to provide a window portion to expose a predetermined portion of the wiring pattern so that the solder adheres only to the connection land portion, for example. A photosensitive resin composition that can be developed by pattern exposure is widely used as a material for the cover coat layer.
ところが、従来用いられている感光性樹脂組成物では、
得られる塗膜の硬度や、銅箔あるいは基板との密着性等
が充分なものとはいえず、例えば塗膜の膜厚を20μm
以上にすると、外形プレス加工等を施すと切断部周辺に
クラックが発生し、テープ剥離テストを行うとその部分
のカバーコート層が剥がれてしまうという問題があった
。However, in the conventionally used photosensitive resin compositions,
The hardness of the resulting coating film and its adhesion to the copper foil or substrate are not sufficient, for example, the thickness of the coating film is 20 μm.
In this case, there is a problem in that when external press processing or the like is performed, cracks occur around the cut portion, and when a tape peel test is performed, the cover coat layer peels off at that portion.
あるいは、塗膜の硬度を鉛筆硬度の測定により評価する
と、せいぜい3H程度で、生産工程中や移送作業中にキ
ズが発生ずるという問題もあった。Alternatively, when the hardness of the coating film is evaluated by measuring the pencil hardness, it is about 3H at most, and there is also the problem that scratches occur during the production process or during the transportation process.
そこで従来、あらかじめ上記銅箔表面に対してカップリ
ング剤処理を施したり、熱ヘーキングによりカバーコー
ト層の応力の緩和を図り、先のクランクや剥離の防止を
図ろうとすることも考えられているが、この場合には工
程の複雑化による生産性の低下や銅箔の劣化、基板の熱
による反り。Conventionally, attempts have been made to treat the surface of the copper foil with a coupling agent or to use thermal hazing to alleviate the stress on the cover coat layer in order to prevent the above-mentioned cranking and peeling. In this case, productivity decreases due to the complexity of the process, deterioration of the copper foil, and warping of the board due to heat.
ねじれ等が問題となっている。Twisting is a problem.
さらには、感光性樹脂中に例えば表面処理タルクを混入
し、塗膜の密着性を改善することも試みられているが、
この場合には光硬化性、すなわち光に対する感度が低下
し、塗膜の強度低下や耐薬品性の低下等の虞れがある。Furthermore, attempts have been made to improve the adhesion of the coating by mixing surface-treated talc into the photosensitive resin.
In this case, the photocurability, that is, the sensitivity to light, decreases, and there is a risk that the strength and chemical resistance of the coating film will decrease.
このように、従来ソルダーレジストとして使用されてい
る感光性樹脂組成物では、特にカバーコ=1・層を厚膜
状に形成した場合には、クラックや塗膜剥がれが避けら
れず、この結果、プリント配線基板の品質を低下してし
まっている。In this way, with the photosensitive resin composition conventionally used as a solder resist, cracks and peeling of the coating film are unavoidable, especially when the coverco=1 layer is formed into a thick film, and as a result, the print The quality of the wiring board has deteriorated.
そこで本発明は、当該技術分野のかかる状況に鑑みて提
案されたものであって、塗膜硬度が高く、剥離やキズ付
きのないカバーコート層を形成することが可能な感光性
樹脂組成物を提供することを目的とする。The present invention was proposed in view of the situation in the technical field, and provides a photosensitive resin composition that has high coating hardness and is capable of forming a cover coat layer that does not peel or scratch. The purpose is to provide.
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと長期に亘り
鋭意研究の結果、シランカップリング剤により表面を被
覆したシリカ粉末が塗膜強度向−■−に大きな効果を発
揮し、また光硬化性を低下することもないことを見出し
本発明を完成するに至ったものであり、プリント配線基
板の耐熱保護用コーティング材料である感光性樹脂に対
し、シランカップリング剤で被覆したシリカ粉末を添加
したことを特徴とするものである。The inventors of the present invention have conducted intensive research over a long period of time to achieve the above-mentioned objectives, and have found that silica powder whose surface is coated with a silane coupling agent has a great effect on coating film strength. They discovered that the curability of the photosensitive resin does not decrease and have completed the present invention. It is characterized by the addition of
本発明において、ベースレジンである感光性樹脂として
は、通常の感光性樹脂材料が使用可能であって、−rに
アクリル系オリゴマーやメタクリル系オリゴマーが使用
される。In the present invention, a normal photosensitive resin material can be used as the photosensitive resin as the base resin, and an acrylic oligomer or a methacrylic oligomer is used for -r.
なかでも、フェノールノボラソクエボキシアクリレート
またはメタクリレート、あるいはこれらのハーフェステ
ル、ビスフェノールA型エポキシアクリレートあるいは
メタクリレート、脂環式エポキシアクリレートあるいは
メタクリレート等が好適である。Among these, preferred are phenol noborasocueboxy acrylate or methacrylate, or their halfesters, bisphenol A type epoxy acrylate or methacrylate, alicyclic epoxy acrylate or methacrylate, and the like.
これら化合物は本発明の感光性樹脂組成物が硬化した際
に骨格となる成分であって、通常はさらに粘性や形成さ
れる塗膜の物性を調整するために、希釈モノマーが加え
られる。These compounds are components that become a skeleton when the photosensitive resin composition of the present invention is cured, and a diluent monomer is usually added to further adjust the viscosity and physical properties of the formed coating film.
この希釈モノマーとしては、多官能アクリレート(ある
いはメタクリレート)や2官能アクリレート(あるいは
メタクリレート)、単官能アクリレート(あるいはメタ
クリレート)等が使用され、目的に応じてこれらを単独
もしくは2種以上混合して使用される。As this diluting monomer, polyfunctional acrylate (or methacrylate), bifunctional acrylate (or methacrylate), monofunctional acrylate (or methacrylate), etc. are used, and depending on the purpose, these may be used alone or in combination of two or more. Ru.
具体的には、オリゴエステルアクリレート(例えば東亜
合成社製、M8060.M8030.M7100、M8
100)やトリメチロールプロパントリアクリレート、
ペンタエリトリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
トリトールへキサアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、1.3−ブタンジオールジアクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチ
レングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリ
コールジアクリレート、シトロキシエチルアクリレート
、ヒドロキシエチルメタクリレート等が挙げられる。Specifically, oligoester acrylates (for example, manufactured by Toagosei Co., Ltd., M8060.M8030.M7100, M8
100) and trimethylolpropane triacrylate,
Pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, Examples include hydroxypivalate neopentyl glycol diacrylate, citroxyethyl acrylate, and hydroxyethyl methacrylate.
これら感光性樹脂成分の割合は、1〜90ffi量%の
範囲内であることが好ましい。The proportion of these photosensitive resin components is preferably within the range of 1 to 90 ffi%.
さらに、上記感光性樹脂成分には、紫外線等を照射した
ときに光励起されて容易に光重合反応を開始するように
、光重合増加剤を添加してもよい。Furthermore, a photopolymerization enhancer may be added to the photosensitive resin component so that it is photoexcited when irradiated with ultraviolet rays or the like and easily initiates a photopolymerization reaction.
この光重合増加剤としては、一般に重合開始剤として使
用されているものであればいがなるものであってもよく
、その添加量は0.1〜20%程度である。The photopolymerization increaser may be any material that is generally used as a polymerization initiator, and the amount added is about 0.1 to 20%.
一方、これら感光性樹脂成分に添加されるシリカ粉末と
しては、結晶性シリカ、クリストガライト、溶融シリカ
、ケイ砂等が使用され、その粒径としては、0.5〜1
000μmの範囲内のものが好ましい。また、その添加
量としては1〜80重景%の範囲内であることが好まし
い。On the other hand, as the silica powder added to these photosensitive resin components, crystalline silica, cristogalite, fused silica, silica sand, etc. are used, and the particle size thereof is 0.5 to 1.
The thickness is preferably within the range of 000 μm. Further, the amount added is preferably within the range of 1 to 80%.
そして、これらシリカ粉末は、シランカップリング剤に
より表面処理されるが、使用されるシランカップリング
剤としては、次のような化合物が挙げられる。These silica powders are surface-treated with a silane coupling agent, and examples of the silane coupling agent used include the following compounds.
■ビニルトリクロルシラン
CHg=CH3iCII 3
■ビニルトリエトキシシラン
CHz=CH3i (OCJs) 3
■ビニル−トリス−(β−メトキシエトキシ)−シラン
CL=CH5i(OCLCHzOCL) 3■γ−メタ
クリロキシプロピル
一トリメトキシシラン
CBr2・CCH3−Coo(CL) zsi (OC
H3) 3■β−(3,4−エポキシシクロへキシル)
−エチルトリメトキシシラン
一トリメトキシシラン
C,Hz−CHCII□0(CH2) 3si (OC
H3) 3■ビニルトリアセトキシシラン
CHz=CIISi (OOCCTo) z■γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシランII S CII□
C112CH2SI (OCH3) 3■γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシランNozcozcn。CIl□
Si (OC2H5) 3[相]r−(ビス(β−ヒド
ロキシエチル)〕−アミノプロピルトリエトキシシラン
(1−10C112CH2)2N(C11゜)ssi(
OC2Hs)■N−β−(アミノエチル)
−γ−アミノプロピルトリメトキシシランNthCHz
CHzCHzSi (OCzHs) 3@γ−β−(ア
ミノエチル)アミノプロピル−ジメトキシシラン
NL(CL)JH(C1l。)*Si (OCH43)
2CH3@N=(トリメトキシシリルプロピル)−エ
チレンジアミン
NHK (CH2) 2Nl((CH2) zsi (
OCH13) 3■N−(ジメトキシメチルシリルイソ
ブチル)−エチレンジアミン
(CBr4) zsi (CI43)C112CH(C
H3)CHJtl (CH2) JHzこれらシランカ
ップリング剤は、−分子中に感光性樹脂に対して高い親
和性を示す部分とシリカ粉末に対して高い親和性を示す
部分とを有するので、これにより表面処理することによ
り、シリカ粉末の感光性樹脂中への分散性が改善される
。■Vinyltrichlorosilane CHg=CH3iCII 3 ■Vinyltriethoxysilane CHz=CH3i (OCJs) 3 ■Vinyl-tris-(β-methoxyethoxy)-silane CL=CH5i (OCLCHzOCL) 3 ■γ-methacryloxypropyl monotrimethoxysilane CBr2・CCH3-Coo(CL)zsi(OC
H3) 3■β-(3,4-epoxycyclohexyl)
-Ethyltrimethoxysilane-Trimethoxysilane C, Hz-CHCII□0(CH2) 3si (OC
H3) 3■Vinyltriacetoxysilane CHz=CIISi (OOCCTo) z■γ-Mercaptopropyltrimethoxysilane II S CII□
C112CH2SI (OCH3) 3■γ-Aminopropyltriethoxysilane Nozcozcn. CIl□
Si (OC2H5) 3 [phase] r-(bis(β-hydroxyethyl)]-aminopropyltriethoxysilane (1-10C112CH2) 2N (C11°) ssi(
OC2Hs) ■N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane NthCHz
CHzCHzSi (OCzHs) 3@γ-β-(aminoethyl)aminopropyl-dimethoxysilane NL(CL)JH(C1l.)*Si (OCH43)
2CH3@N=(trimethoxysilylpropyl)-ethylenediamineNHK (CH2) 2Nl((CH2) zsi (
OCH13) 3■N-(dimethoxymethylsilylisobutyl)-ethylenediamine (CBr4) zsi (CI43)C112CH(C
H3) CHJtl (CH2) JHz These silane coupling agents have a part in the molecule that has a high affinity for the photosensitive resin and a part that has a high affinity for the silica powder. The treatment improves the dispersibility of the silica powder into the photosensitive resin.
このように、感光性樹脂中にシランカップリング剤で表
面処理したシリカ粉末を混入することにより、低エネル
ギーの露光により硬化し、剥がれ難く硬度の高いカバー
コート層が形成される。In this way, by mixing silica powder whose surface has been treated with a silane coupling agent into the photosensitive resin, a cover coat layer that is hard to peel off and has high hardness is formed by being cured by low energy exposure.
その理由について詳細は不明であるが、がさ比重の大き
いシリカの混入により樹脂と基材とのぬれ面積の拡大し
密着力が向上すること、シリカの硬度がタルク等に比べ
て優れること、Sin、が紫外線を非常に透過し易いこ
と、等が考えられる。The details of the reason are unknown, but the inclusion of silica with a high specific gravity expands the wetted area between the resin and the base material and improves the adhesion, the hardness of silica is superior to talc, etc. , is considered to be highly transparent to ultraviolet rays.
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本
発明がこの実施例に限定されるものではない。Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
実施例。Example.
第1表に示すような感光性樹脂組成物を用い、プリント
配線基板上にソルダーレジスト層を形成した。A solder resist layer was formed on a printed wiring board using a photosensitive resin composition as shown in Table 1.
すなわち、先ず、第1図Aに示すように、銅箔パターン
配線(1)により所定の回路が形成された基板(2)上
に、第1表に示す組成を有する感光性樹脂組成物(3)
を塗布した。That is, first, as shown in FIG. 1A, a photosensitive resin composition (3 )
was applied.
次いで、この感光性樹脂組成物(3)に対し、第1図B
に示すように、ガラスマスクを介して平行光を照射し、
パターン露光を施した。Next, for this photosensitive resin composition (3),
As shown in , parallel light is irradiated through a glass mask,
Pattern exposure was performed.
さらに、第1図Cに示すように、現像し、所定の部分の
感光性樹脂組成物(3)を除去した後、第1図りに示す
ように、熱あるいは紫外線によりアフターキュアを施し
た。Furthermore, as shown in FIG. 1C, after development and removal of a predetermined portion of the photosensitive resin composition (3), as shown in the first diagram, after-curing was performed using heat or ultraviolet rays.
上述の方法に従ってソルダーレジスト層を形成したとこ
ろ、感光性樹脂組成物(3)の硬化に要した紫外線の照
射エネルギーは、24mJ/cJと極めて低エネルギー
であった。When a solder resist layer was formed according to the above-described method, the ultraviolet irradiation energy required for curing the photosensitive resin composition (3) was extremely low at 24 mJ/cJ.
また、ソルダーレジスト層の塗膜厚を変え、プレス後の
剥がれ量を調べたところ、第2図中曲線aで示すように
、塗膜厚が60μmになっても、はとんど剥がれは生じ
ないことがわかった。なお、この剥がれ量は、プレス後
の基板周縁において剥がれが発生した領域の幅として測
定した。In addition, when the coating thickness of the solder resist layer was changed and the amount of peeling after pressing was investigated, as shown by curve a in Figure 2, even when the coating thickness was 60 μm, peeling did not occur most of the time. I found out that there isn't. The amount of peeling was measured as the width of the area where peeling occurred at the periphery of the substrate after pressing.
さらに、得られたソルダーレジスト層の硬度を鉛筆硬度
として測定したところ、7Hと極めて高い値を示した。Furthermore, when the hardness of the obtained solder resist layer was measured as a pencil hardness, it showed an extremely high value of 7H.
第1表(その1) 第1表(その2) % 高 % 比較例。Table 1 (Part 1) Table 1 (Part 2) % high % Comparative example.
第2表に示すような組成を有する感光性樹脂組成物を用
い、先の実施例と同様の方法によりソルダーレジスト層
を形成した。A solder resist layer was formed using a photosensitive resin composition having the composition shown in Table 2 in the same manner as in the previous example.
この場合、感光性樹脂組成物(3)の硬化に要した紫外
線の照射エネルギーは、約48mJ/cJと先の実施例
に比べて2倍程度のエネルギーが必要であった・
また、同様にソルダーレジスト層の塗膜厚を変え、プレ
ス後の剥がれ量を調べたところ、第2図中曲線すで示す
ように、塗膜厚が20μm程度から剥がれが生じはじめ
、60μmになると剥がれ量は0.8 mmにもなるこ
とがわかった。In this case, the ultraviolet irradiation energy required to cure the photosensitive resin composition (3) was about 48 mJ/cJ, which is about twice as much energy as in the previous example. When the coating thickness of the resist layer was changed and the amount of peeling after pressing was investigated, as shown by the curve in Figure 2, peeling started to occur when the coating thickness was about 20 μm, and when it reached 60 μm, the amount of peeling was 0. It turns out that it can be as long as 8 mm.
さらに、得られたソルダーレジスト層の硬度を鉛筆硬度
として測定したところ、3Hと低いものであった。Furthermore, when the hardness of the obtained solder resist layer was measured as a pencil hardness, it was as low as 3H.
第2表(その1)
第2表(その2)
これら実施例や比較例より、シランカップリング剤によ
り表面処理したシリカ粉末の混入が硬度の向」二や密着
性等に有効であることが明らかである。Table 2 (Part 1) Table 2 (Part 2) From these Examples and Comparative Examples, it can be seen that mixing silica powder that has been surface-treated with a silane coupling agent is effective for improving hardness, adhesion, etc. it is obvious.
以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
感光性樹脂にシランカップリング剤により表面処理した
シリカ粉末を混入しているので、塗膜の膜厚を60μm
以上にしても、剥がれが生ずることがなくなり、また、
塗膜の硬度を大幅に向上することが可能である。As is clear from the above description, in the present invention,
Since the photosensitive resin is mixed with silica powder that has been surface-treated with a silane coupling agent, the thickness of the coating film can be reduced to 60 μm.
Even if you do the above, peeling will not occur, and
It is possible to significantly improve the hardness of the coating film.
さらに、本発明の感光性樹脂組成物は、露光工程におい
て、従来のものの1/2程度の露光エネルギーで硬化す
ることが可能であり、照射エネルギーを節約することが
可能であるとともに、硬化不足による塗膜強度の低下や
耐薬品性の低下等の虞れもない。Furthermore, the photosensitive resin composition of the present invention can be cured with about 1/2 of the exposure energy of conventional compositions in the exposure process, making it possible to save irradiation energy and to avoid problems caused by insufficient curing. There is no risk of a decrease in coating film strength or chemical resistance.
第1図は本発明の感光性樹脂組成物を用いてソルダーレ
ジスト層を形成する工程の一例を示す概略的な断面図で
あり、第1図Aは感光性樹脂組成物塗布工程、第1図B
はパターン露光工程、第1図Cは現像工程、第1図りは
アフターキュア工程、をそれぞれ示す。
第2図は本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成された
ソルダーレジスト層の剥がれ量を比較例のそれと比べて
示す特性図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the process of forming a solder resist layer using the photosensitive resin composition of the present invention, and FIG. 1A is a photosensitive resin composition coating process, and FIG. B
1C shows a pattern exposure process, FIG. 1C shows a development process, and the first diagram shows an after-cure process. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the amount of peeling of a solder resist layer formed using the photosensitive resin composition of the present invention in comparison with that of a comparative example.
Claims (1)
感光性樹脂に対し、シランカップリング剤で被覆したシ
リカ粉末を添加したことを特徴とする感光性樹脂組成物
。A photosensitive resin composition characterized in that silica powder coated with a silane coupling agent is added to a photosensitive resin that is a heat-resistant protective coating material for printed wiring boards.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11847685A JPS61275834A (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Photosensitive resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11847685A JPS61275834A (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Photosensitive resin composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61275834A true JPS61275834A (en) | 1986-12-05 |
Family
ID=14737617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11847685A Pending JPS61275834A (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Photosensitive resin composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61275834A (en) |
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