KR20030067168A - 솔더 레지스트 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 솔더 레지스트 잉크 조성물에 관한 것으로서, 저장 안정성과 함께 작업 안정성과 사용 안정성이 우수한 솔더 레지스트 잉크 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은 에폭시 화합물 5-75중량%, 불포화기 함유 폴리 카르본산 수지 화합물 2-60중량%, 에폭시 아크릴레이트 5-65중량%, 중합 개시제 0.1-15중량% 및 경화촉진제 0.01-10중량%인 주제와, 반응성 아크릴레이트 화합물 2-30중량% 및 페놀 화합물 1-45중량%인 경화제로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 조성되는 본 발명에 따르면 저장 안정성이 우수하면서도 알칼리성 수용액에서 현상이 가능하다는 작업 안정성과 함께 내열성, 밀착성, 내약품성 및 전기 절연특성과 같은 사용안정성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Description

솔더 레지스트 잉크 조성물{Solder resist ink composition}
본 발명은 솔더 레지스트 잉크 조성물에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 인쇄 회로용 기판의 레지스트 패턴 형성에 사용되는 자외선 경화형 솔더 레지스트 잉크 조성물에 관한 것이다.
최근 들어 자외선-경화성 수지 조성물의 사용 안정성이 점차 개선됨에 따라 작업성 향상, 생산성 향상 등의 이유로 자외선-경화성 수지 조성물이 많이 사용되고 있으며, 기존의 프린트 배선 기판 제조 분야에서도 이와 같은 이유로 솔더 레지스트 잉크, 마킹 잉크 등 여러 가지 잉크가 종래의 열경화성 조성물 조성물에서 자외선 경화형 조성물로 바뀌고 있는 추세이다.
특히, 실크 스크린 인쇄 방식을 사용하는 인쇄회로 기판 제조 분야에서는 스크린 프린킹의 작업 속성과 자외선-경화성 잉크의 물성이 상대적으로 순응성이 높은 관계로 종래의 솔더 레지스트 잉크는 자외선 경화형 조성물로 빠르게 대체되고 있다.
그러나 이러한 자외선 경화형 조성물이 멀티 아키텍쳐를 지원하는 정보통신 시스템 및 분산 제어 공정 시스템 등에 사용되는 메인 보드에서와 같이 높은 안정성을 요구하는 산업용 기판 분야에 사용되기 위해서는 일반 솔더 레지스트 잉크에 비해서 고온 다습하고 열악한 환경에서도 절연 특성 등의 전기적 물성이 저하되지 않고, 사용상의 높은 안정성 및 솔더링 작업과정에서 내열성, 현상성이 높을 것 등의 까다로운 작업 물성이 요구되고 있기 때문에 그 사용에 제한이 있었다.
특히, 최근에는 전자 부품 및 전자 기기류 등의 소형화, 고기능화 추세에 따라 산업용 기판에서 회로의 선폭이 극히 좁아지고 패턴 형상에 있어서도 높은 정밀도가 요구되고 있기 때문에 종래의 자외선 경화형 솔더 레지스트 잉크를 이용한 스크린 인쇄 방식으로는 인쇄 방식의 특성 때문에 만족할 만한 결과를 얻어내기가 어렵다는 문제점을 지나고 있었다.
즉, 자외선 경화형 솔더 레지스트 잉크는 그 속성상 1 내지 3 기능성 모너머 및 여러 가지 아크릴레이트 올리고머 등을 함유하고 있어서 스크린 인쇄 시에 스크린 프린팅 머신의 스퀴지(Squeeze)와 닥터 블레이드(Doctor Blade)가 인쇄면에 밀착된 상태에서 레지스트 잉크를 긁고 지나 갈 때 이들 물질이 번져 나오는 슬립-아웃(Slip-out) 현상이 빈번히 발생하여 패턴 형상이 정밀하지 못하고 솔더링 불량의 원인 되는 등 원천적인 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위해서 일본 특개소 60-208377호에서는 광중합이 가능한 에폭시 비닐 에스터 수지, 광중합 개시제, 아민계 에폭시 경화제로 구성된 수지 조성물을 제시하고 있으나, 이 조성물은 내열성, 밀착성, 내약품성, 전기 절연특성 등을 개선한 대신에 아민계 에폭시 경화제를 사용하기 때문에 저장 안전성이 없고 현상작업에 유기 용제를 사용하지 않으면 안된다는 또 다른 작업환경상의문제점을 지녀야 했다.
이외에도 여러 가지 조성물들이 전술한 바와 같은 작업환경상의 문제점을 해결하고자 제시되었으나, 이들은 모두 어느 한 측면의 문제점을 해결하기 위하여 다른 측면의 문제점을 새롭게 야기시킨다는 문제점들을 지닐 수 밖에 없었다.
즉 작업성을 제고하기 위한 성분 조합이 기능성을 저하시킨다던가 기능성을 높인 대신에 저장성이 저하된다는 문제점들을 해결치 못한 관계로 그에 따른 부담이 레지스트 잉크 조성물을 사용하는 최종 작업자(end-user)에게 전가되어 작업효율을 떨어뜨리는 근본적인 문제점으로 지적되어 왔다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 불포화기를 함유하는 폴리카르본산 수지 등의 특정 수지를 베이스 폴리머로 채택하고 이것과 최적의 조합을 이루는 범주 내의 조성성분 및 조성비를 찾아냄으로써 프린트 배선기판의 영구보호막으로 사용되는 솔더 레지스트 패턴 형성용 잉크로 하여금 가혹한 환경 하에서도 사용안정성을 확보하는 한편, 밀착성, 내열성, 내약품성 및 전기 절연 특성 등의 기능적 물성과 함께 작업 공정에서의 저장성을 크게 강화시킨 솔더 레지스트 잉크 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 안출된 본 발명의 특징은 다음과 같다. 즉, 본 발명은 에폭시 화합물 5-75중량%, 불포화기 함유 폴리 카르본산 수지 화합물 2-60중량%, 에폭시 아크릴레이트 5-65중량%, 중합 개시제 0.1-15중량% 및 경화촉진제 0.01-10중량%인 주제와, 반응성 아크릴레이트 화합물 2-30중량% 및 페놀 화합물 1-45중량%인 경화제로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 기술사상을 명확하게 설명한다.
먼저, 본 발명을 간단히 설명하면, 주제로서 에폭시 화합물, 불포화기 함유 폴리 카르본산 수지 화합물, 에폭시 아크릴레이트, 중합 개시제, 경화 촉진제를 채택하며, 또한, 경화제로는 반응성 아크릴레이트 화합물, 페놀 화합물를 채택한다.
그리고, 이러한 주제와 경화제의 물성 조합을 이루는 무기 충전제, 희석제, 겔화제, 안료, 평활제, 소포제 등을 바람직한 조성비율로 첨가한다.
본 발명의 기술사상을 상세히 설명하면, 먼저 전술한 주제의 에폭시 화합물은 그 제조 방법이 페놀 화합물과 페놀성 수산기를 가지는 방향족 알데히드 예를 들면, 히드록시 벤조알데히드(Hydroxy benzaldehyde), 살리실 알데히드(Salicyl aldehyde)를 (클로로메틸(Chloromethyl))옥시산(Oxyacid)과 함께 반응시켜서 생성되거나, 에피할로히드린과 함께 반응시켜 생성시키고, 또는 포름알데히드(Formaldehyde)를 (클로로메틸)옥시란 또는 에피할로히드린과 함께 반응시켜 생성된 올리고머 화합물이다. 이러한 에폭시 화합물 제법은 일본 특개소 57-141419호에 개시되었다.
게다가, 트리스 (히드록시 페닐)메탄(Tris(hydroxy phenyl)methane)을 기본으로 하는 화합물일 수도 있으며, 시판품으로는 다우 케미칼 컴퍼니(company)의 TACTIX-742(에폭시 당량: 162, 연화점: 55℃) 및 XD-9053(에폭시 당량: 220, 연화점: 85℃)이 있다.
불포화기 함유 폴리카르본산 수지 함유물은 에폭시 화합물을 (메타)아크릴산((Metha)acrylicacid)과 반응시키고 다시 다염기성 카르본산 또는 그 무수물과 반응시켜 생성한다. 또한, 에폭시 화합물과 (메타)아클리산을 반응시켜 얻은 수지를 이용하거나, 에폭시 화합물 또는 (메타)아크릴산을 각각 따로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 따른 조성물의 조성비율에 있어서, 주제는 에폭시 화합물 5 - 75중량%, 불포화기 함유 폴리 카르본산 수지 화합물 2-60중량%, 에폭시 아크릴레이트 5-65중량%, 중합 개시제 0.1-15중량%, 경화촉진제 0.01-10중량%로 이루어지며, 경화제는 반응성 아크릴에이트 화합물 2-3중량%, 페놀 화합물 1-45중량%이하로 이루어진다.
이외에도, 무기 충전제, 희석제, 켈화제, 안료, 평활제, 소포제를 선택적으로 포함시킬 수 있는 데, 이 경우 무기 충전제는 단독 또는 2 이상의 혼합 물질을 40중량%이하, 희석제는 점도 조절이 가능한 범위 내에서 포함되고, 겔화제, 안료, 평활제, 소포제 등은 스프린 인쇄 작업의 특성 예를 들면 스크린 인쇄 원판의 메쉬(mesh), 스퀴지(squeeze) 및 블레이드(blade)의 이동속도 등에 따라 총량의 1-6중량%, 바람직하게는 1.5-3.5중량% 이내로 조절된다. 또한, 주제와 경화제는 중량비로 10:90 내지 60:40의 범위 내에서 조절된다.
전술한 희석제는 조성물의 취급을 보다 용이하게 하기 위한 것으로, 사용되는 희석제로는 메틸에틸케톤(Methyl ethyl kethone), 메틸이소부틸케톤(Methyl isobutyl kethone), 초산 부틸(Acetate butyl), 에틸셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 벤젠, 톨루엔, 석유 에테르, 솔벤트, 나프타 등의 용제류 또는 카비톨 (메타)아크릴레이트 디(메타)아크릴레이트, 트리스(히드록시 메틸) 이소시아누레이트 (메타)아크릴레이트, 아크로일 몰포린, 트리메티롤프로판 트리 (메타)아크릴레트, 디펜타 에리트리톨 폴리(메타)아크릴레이트(dipenta erithritol poly(metha)acrylate) 등의 반응성 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
게다가 반응을 촉진시키기 위하여 촉매를 사용하는 것이 바람직한데, 촉매는 트리에틸 아민(Triethylamine), 벤질디메틸 아민, 메틸 트리에틸암모니움 클로라이드(Methyl triethylammonium chloride), 트리페닐스티빈(Tripenylstibine) 등이 사용된다. 이때 반응 중의 중합 반응을 방지하기 위하여 중합 방지제를 사용한다.
중합 방지제로는 메토퀴논, 히드로 퀴논 페노티아진 등을 사용하며, 그 사용량은 반응 혼합물에 대하여 0.01-10중량%이며, 반응 온도는 60-150℃, 바람직하게는 80-150℃이다.
한편, 다염기성 카르본산 또는 그 무수물은 예를 들면 호박산, 말레인산, 프탈산, 테트라 히드로 프탈산, 헥사 히드로 프탈산, 트리 메리트산, 피로메리트산 및 이들의 산 무수물 등을 들 수 있다.
에폭시 수지 화합물로는 크레졸 노볼락형, 페톨 노볼락형, 할로겐화 페놀 보볼락형, 알킬 페놀 노볼락형, 비스페놀 보볼락형이 사용되며, 경우에 따라 수소화비스페놀 A 노볼락형, 브롬화 비스페놀 A 노볼락형, 비스 페놀 A 또는 F 노볼락형 화합물을 단독 또는 혼합으로 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "(메타)아크릴레이트"는 메타 아크릴레이트 또는 아크릴레이트를 의미한다.
다음으로, 광중합 개시제로서는 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 1-클로로 안트라퀴논, 2-아밀안트라 퀴논, 2-아니노 안트라 퀴논, N,N-디메킬 안식향산 이소아밀에스테르, N,N-디메틸 안식향산 에틸에스테르, 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, 4-이소프로필-2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, 2,4-디메틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤 2,4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디이소프로필 티옥산톤, 벤질디메틸케탈, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 1-클로로 안트라퀴논, 아세토 페논, 1,1-디클로로 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세톤 페논, 2,2-디에톡시-2-페닐 아세토 페논 등이 사용되며, 바람직하게는 2,4-디메틸 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 2,4-이소프로필 티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤 등인데, 이들은 단독 또는 2 이상 혼합 사용될 수 있으며, 첨가 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.01-15중량%이다.
한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 에폭시 수지 화합물을 사용하는 경우 경화의 목적으로 경화제가 사용되는 데, 경화제는 페놀 화합물류, 이이다졸 유도체류, 아민 화합물류, 포스핀 또는 포스포늄염 및 암모늄 염류 등이 사용되는 바, 예를 들면 페놀 화합류로서는 폴리비닐 페놀, 폴리비닐브로마이드, 페놀 노볼락 또는 알킬페놀 노볼락 등을 들 수 있으며, 아민 화합물류로서는 트리메틸 아민, 트리 에탄올 아민, N,N-디메틸 아닐린, N-벤질 디메틸 아민, 피리딘, N-메틸 피리딘, N-메틸 로포린, 헥사 메톡시 메틸 멜라민, 테트라 메틸 구아니딘, m-아미노 페놀 등의 3차 아민류, 디아미노디페닐 메탄, 디에틸렌 트리아민, 테트라에틸렌 펜타민, 디시안 디아미드, 우레아, 멜라민, 우레아 유도체, N-아미노에틸 피페라진 등의 폴리 아민류, 아세토구안아민, 벤조구안아민 등의 구안 아민류가 사용된다.
전술한 경화제의 포스핀 또는 포스포늄염류는 트리부틸 포스핀, 트리페닐 포스핀, 또는 트리스-2-시아노에틸 포스핀, 트리스-N-부틸(2,5-디히드록시 페닐)포스포늄 브로마이드, 헥사데실 트리부틸 포스포늄 클로라이드, 페닐트리부틸 암모늄 클로라이드 또는 벤질 트리메틸 암모늄 브로마이드 등을 들 수 있으며, 이때 사용되는 경화제는 단독 또는 2 이상을 혼합 사용할 수 있다.
조성물을 경화하는 방법은 전자선, 자외선 및 열에 의한 방법 등 여러 가지가 있으나 자외선(UV) 및 열경화 방법이 바람직하다. 자외선 경화 시에는 광중합 개시제가 사용되는 바, 기 공지된 광중합 개시제도 사용하지만 본 발명의 조성물에 있어서는 배합 후의 저장 안정성을 개선하고 저장 기간(Shelf-Life)을 연장하기 위한 목적으로 위에서 예시한 경화제 중에서 선택하는 것을 기본으로 한다.
전술한 광중합 촉매로서 디페닐 요오드늄 헥사플류오로 안티모네이트, 트리페닐 술포늄 헥사플루오로 포스페이트, 트리페닐 술포늄 헥사플루오로 안티모네이트 등의 광중합 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 수지 조성물에는 부착력, 경도, 기포, 색상, 농도 조절 등 물성 개선의 목적으로 여러 종류의 첨가제가 포함되는 데, 예를 들면 탈크, 실리카, 알루미나, 황산 바륨, 티탄 바륨, 산화 알루미늄, 수산화 알루미늄, 산화 마그네슘 등의 무기 충전제(filler)와, 카본 블랙, 나프탈렌 블랙, 프탈로시아닌 블루, 프탈탈로 시아닌 그린, 디아조옐로우, 이산화 티탄, 크리스탈 바이올렛 등의 착색제, 에어로질 등의 디소트로픽제, 실리콘 또는 불소형 소포제, 레벨링제, 석면, 유기벤토나이트 또는 몬트모릴로 나이트 등의 농도 조절제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물이 포토 마스트를 통하여 자외선 등에 노광된 후 솔더 레지스트 패턴 형성를 하는 과정에서 사용되는 현상액은 중합 개시제의 선택에 좌우되는 바, 현상액 중 유기 용매로는 시클로 헥사논, 자일레, 테트라메틸벤젠, 부틸 셀로솔브 부틸 카비톨, 프로필렌 클리콜 모노 에틸에테르, 셀로솔브 아세테이트, 프로판올, 프로필렌 글리콜, 1,1,1-트리클로로 에탄, 트리클로로 에틸렌 등이 있으며, 수산화나트륨 수용액, 수산화 칼륨 수용액, 탄산 나트륨 수용액, 탄산 칼륨 수용액, 규산 나트륨 수용액, 암모니아수, 아민 화합물의 수용액이 현상액으로 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물을 사용한 솔더 레지스트 패턴 형성은 공지의 방법에 따라 형성될 수 있는 데, 예를 들면, 실크스크린 프린팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅 또는 로울 코팅 등이지만 품질 향상을 위하여 가급적이면 실크스크린 프린팅 방식을 사용한다.
본 발명의 조성물을 인쇄 회로 기판에 도포하고 그 조성물을 가건조시키면 인쇄 회로 기판상에 가건조된 피막층을 형성시킬 수 있다.
이와 같이 하여얻어진 피막층은 자외선 등에 의한 노광, 현상 및 열경화(후경화)등 일련의 과정을 거쳐 사용 안정성, 밀착성, 감광도, 내열성, 절연 특성, 솔더링 특성 등에 있어서 우수하고, 산이나 알칼리, 유기 용제 등에 대한 내성이 탁월한 솔더 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
이하는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고 그 시험결과를 설명한다.
[실시예1]
1. 배합비율
아크릴산, 살리실 알데히드, 클로로 메틸 옥시란 및 페놀로 된 폴리머, 히드로젠 4-시클로 헥센 1,2-디카르복실레이트와의 반응물인 올리고머 28.5kg, 에폭시 아크릴레이트의 프탈산 무수물 변성물(아크릴산 에스터올리고머) 5.2kg, 에폭시 아크릴레이트 10.1kg, 디에틸렌 트리아민 1.3kg, 겔화제 0.3kg, 실리카 3.2kg, 황산 티탄 12.4kg, 탈크 0.32kg, 소포제 0.5kg, 평활제 0.25kg, 프탈로 시아닌 그린 블루 0.45kg, 카비톨 아세테이트 18kg, 솔벤트 나프타 11.7kg의 주제와 반응성 카비톨 (메타)아크릴레이트 5.6kg, 페놀 화합물 6.3kg, 석유 나프타 9.7kg, 부틸 셀로솔브 아세테이트 11.4kg의 경화제를 배합한다.
2. 실험과정
(1) 전술한 바와 같이 배합된 솔더 레지스트 잉크 조성물을 각각 스크린 프린팅 방식에 의한 120 메쉬의 실크스프린 원판으로 50㎛의 두께로 인쇄
(2) 80℃에서 15-20분 동안 가건조 시킨 후 고압 수은등을 이용하여 5-10㎾의 자외선을 300-500mj/cm 로 조사 및 노광
(3) 노광 후 자외선 중합 반응이 되지 않은 수지 조성물의 도막 부분을 30℃, 1.0% Na2CO3의 알칼리 수용액으로 현상(분사압력 2-3kg/cm, 현상시간 60초)
(4) 열풍 순환식 건조기로 150℃에서 40-60분 동안 가열 경화
3. 각 기판 시료에 대한 성능 시험 결과
(1) 저장 안정성
시험방법: 각각의 수지 조성물을 30℃로 유지시켜 놓고 증점 및 겔화되기까지 걸리는 시간 측정
시험결과: 12일 경과 후 증점 현상이 발현되기 시작
(2) 밀착성(부착성) 시험
시험방법: 각각의 시료편 도막에 1 x 1mm의 바둑판 모양의 눈금을 새기고 접착성 셀로판으로 박리 테스트를 한 후 밀착성을 평가
시험결과: 박리현상 없이 상태 양호
(3) 감광도 시험
시험방법: 고압 수은등을 이용하여 각각의 시료편을 5-10㎾의 자외선을 500mj/cm에 조사 및 노광시킨 후 2kg/cm의 압력 하에서 분무 방식으로 현상액을 1분 동안 현상시킨 도막에 1 x 1mm의 바둑판 모양의 눈금을 새기고 접착성 셀로판으로 박리 테스트를 한 후 감광도 평가
시험결과: 박리현상을 관찰하지 못함
(4) 솔더링 특성
시험방법: 260℃의 용융 땜납에 각각의 시료편을 2분간 침지시킨 후 꺼내어 도막 상태를 육안으로 관찰
시험결과: 피막의 이상 박리 또는 부풀어오픔 현상 등을 관찰하지 못함
(5) 내산성 시험
시험방법: 20℃, 10wt%의 황산 수용액 내에 각각의 시료편을 30분 동안 담궜다가 꺼낸 후 도막 상태를 육안으로 관찰
시험결과: 피막 박리현상을 관찰할 수 없었으며, 피막의 외관에서도 이상을 발결할 수 없음
(6) 내알칼리성 시험
시험방법: 10wt%의 수산화나트륨 수용액에 각각의 시료편을 30분 동안 침지시킨 후 도막 상태를 육안으로 관찰
시험결과: 피막의 부풀음(Orange Peel)과 같은 열화 현상을 관찰할 수 없음
(7) 내용제성 시험
시험방법: 1,1,1-트리클로로에탄 용제에 각각의 시편을 30분 동안 담궜다가 꺼낸 후 도막 상태를 육안으로 관찰하여 평가
시험결과: 피막의 박리 또는 이상 징후를 관찰할 수 없음
[실시예2]
1. 배합비율
아크릴산, 히드록시 벤조 알데히드, 에피클로로 히드린 및 페놀로 된 폴리머, 히드로젠 4-시클롤 헥센 1,2-디카프복실레이트와의 반응물인 올리고머 28.5kg, 피로 메리트산 5.2kg, 에폭시 아크릴레이트 10.1kg, 디에틸렌 트리아민 1.3kg, 겔화제 0.3kg, 실리카 3.2kg, 황산 티탄 12.4kg, 탈크 0.32kg, 탈크 0.32kg, 소포제 0.5kg, 평활제 0.25kg, 프탈로 시아닌 그린 블루 0.45kg, 카비톨 아세테이트 18kg, 솔벤트 나프타 11.7kg의 주제와, 반응성 카비톨 (메타) 아크릴레이트 5.6kg, 페놀 화합물 6.3kg, 석유 나프타 9.7kg, 부틸 셀로솔브 아세테이트 11.4kg의 경화제를 배합한다.
2. 실험과정
(1) 전술한 바와 같이 배합된 솔더 레지스트 잉크 조성물을 각각 스크린 프린팅 방식에 의한 120 메쉬의 실크스프린 원판으로 50㎛의 두께로 인쇄
(2) 80℃에서 15-20분 동안 가건조 시킨 후 고압 수은등을 이용하여 5-10㎾의 자외선을 300-500mj/cm 로 조사 및 노광
(3) 노광 후 자외선 중합 반응이 되지 않은 수지 조성물의 도막 부분을 30℃, 1.0% Na2CO3의 알칼리 수용액으로 현상(분사압력 2-3kg/cm, 현상시간 60초)
(4) 열풍 순환식 건조기로 150℃에서 40-60분 동안 가열 경화
3. 각 기판 시료에 대한 성능 시험 결과
(1) 저장 안정성
시험방법: 각각의 수지 조성물을 30℃로 유지시켜 놓고 증점 및 겔화되기까지 걸리는 시간 측정
시험결과: 12일 경과 후 증점 현상이 발현되기 시작
(2) 밀착성(부착성) 시험
시험방법: 각각의 시료편 도막에 1 x 1mm의 바둑판 모양의 눈금을 새기고 접착성 셀로판으로 박리 테스트를 한 후 밀착성을 평가
시험결과: 박리현상 없이 상태 양호
(3) 감광도 시험
시험방법: 고압 수은등을 이용하여 각각의 시료편을 5-10㎾의 자외선을 500mj/cm에 조사 및 노광시킨 후 2kg/cm의 압력 하에서 분무 방식으로 현상액을 1분 동안 현상시킨 도막에 1 x 1mm의 바둑판 모양의 눈금을 새기고 접착성 셀로판으로 박리 테스트를 한 후 감광도 평가
시험결과: 박리현상을 관찰하지 못함
(4) 솔더링 특성
시험방법: 260℃의 용융 땜납에 각각의 시료편을 2분간 침지시킨 후 꺼내어 도막 상태를 육안으로 관찰
시험결과: 피막의 이상 박리 또는 부풀어오픔 현상 등을 관찰하지 못함
(5) 내산성 시험
시험방법: 20℃, 10wt%의 황산 수용액 내에 각각의 시료편을 30분 동안 담궜다가 꺼낸 후 도막 상태를 육안으로 관찰
시험결과: 피막 박리현상을 관찰할 수 없었으며, 피막의 외관에서도 이상을 발결할 수 없음
(6) 내알칼리성 시험
시험방법: 10wt%의 수산화나트륨 수용액에 각각의 시료편을 30분 동안 침지시킨 후 도막 상태를 육안으로 관찰
시험결과: 피막의 부풀음(Orange Peel)과 같은 열화 현상을 관찰할 수 없음
(7) 내용제성 시험
시험방법: 1,1,1-트리클로로에탄 용제에 각각의 시편을 30분 동안 담궜다가 꺼낸 후 도막 상태를 육안으로 관찰하여 평가
시험결과: 피막의 박리 또는 이상 징후를 관찰할 수 없음
다음의 테이블1은 종래 잉크와의 조성비율의 차이점을 나타내었다.
[테이블1]
조성물 전(前) 현(現)
2-프로페놀릭 산화 폴리머(1) 14.95% 8.64%
2-프로페놀릭 산화 폴리머(2) 8.45% 15.41%
디펜타 에리트리톨 헥사아크릴레이트 7.10% 6.47%
페놀 폴리머 2.60% 3.70%
포름알데히드 폴리머 8.50% 10.15%
경화제 0.80% 0.78%
겔화제 0.55% 0.73%
실리카 6.23% 5.76%
바륨 황산염 19.92% 18.65%
탈크 0.70% 0.53%
광중합 개시제 5.46% 4.19%
평활제(Levelling Agent) 0.62% 0.67%
소포제(deformer) 0.86% 097%
프탈로시아닌 그린 0.54% 0.40%
산화 티타늄 - 0.12%
에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 13.72% 12.50%
솔벤트 나프타 9.00% -
디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 - 10.33%
100.00% 100.00%
이와 같이 조성된 본 발명의 특징은 내약품성이 종전 25℃ 30분에서 60분(NaOH 10% 조건)으로 길어져 내성보강되고, 내도금성에 있어서는 Tin 도금 및 금도성이 향상된다.
또한 해상성(Resolution)이 50㎛ 향상되어 밀착성이 보강되고, 또한 건조성 및 자외선 경화성이 향상되어 작업성이 보강된다.
전술한 바와 같은 본 발명을 요약하여 설명하면, 본 발명은 에폭시 화합물, 불포화기 함유 폴리 카르본산 수지 화합물, 에폭시 아크릴레이트, 중합 개시제, 경화 촉진제 및 경화제로서 작용하는 반응성 아크릴레이트 화합물, 페놀 화합물을 주제로서 채택하고, 물성 조합을 이루는 무기 충전제, 희석제, 겔화제, 안료, 평활제, 소포제를 바람직한 조성비율로 배합하였다.
본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 본 발명은 불포화기를 함유하는 폴리카르본산 수지 등의 특정 수지를 베이스 폴리머로 채택하고 이것과 최적의 조합을 이루는 범주 내의 조성성분 및 조성비를 찾아냄으로써 프린트 배선기판의 영구보호막으로 사용되는 솔더 레지스트 패턴 형성용 잉크로 하여금 가혹한 환경 하에서도 사용안정성을 확보하는 한편, 밀착성, 내열성, 내약품성 및 전기 절연 특성 등의 기능적 물성과 함께 작업 공정에서의 저장성을 크게 강화시키고, 이를 통해 작업 효율의 향상을 기할 수 있다.

Claims (15)

  1. 에폭시 화합물 5-75중량%, 불포화기 함유 폴리 카르본산 수지 화합물 2-60중량%, 에폭시 아크릴레이트(Epoxy acrylate) 5-65중량%, 중합 개시제 0.1-15중량% 및 경화촉진제 0.01-10중량%인 주제와, 반응성 아크릴레이트 화합물 2-30중량% 및 페놀 화합물 1-45중량%인 경화제로 구성되는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은
    페놀 화합물과 페놀성 수산기를 가지는 방향족 알데히드를 (클로로메틸)옥시란과 함께 반응시켜 생성된 올리고머 화합물인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은
    페놀 화합물과 페놀성 수산기를 가지는 방향족 알데히드를 에피할로히드린과 함께 반응시켜 생성된 올리고머 화합물인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 방향족 알데히드는
    히드록시 벤조알데히드(Hydroxy benzaldehyde)인 것을 특징으로 하는 솔더레지스트 잉크 조성물.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 방향족 알데히드는
    살리실 알데히드(Salicyl aldehyde)인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은
    포름알데히드를 (클로로메틸)옥시란과 함께 반응시켜 생성된 올리고머 화합물인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 화합물은
    포름알데히드를 에피할로히드린과 함께 반응시켜 생성된 올리고머 화합물인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 불포화기 함유 폴리카르본산 수지 화합물은
    상기 에폭시 화합물을 (메타)아크릴산과 반응시킨 후, 다염기성 카르본산 또는 그 무수물과 반응시켜 생성되는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 불포화기 함유 폴리카르본산 수지 화합물은
    상기 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 반응시킨 수지를 이용하거나 또는 상기 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 각각 따로 사용하는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    무기 충전제, 희석제, 겔화제, 안료, 평활제 및 소포제를 중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 무기 충전제는
    탈크, 실리카, 알루미나, 황산바륨, 티탄 바륨, 산화 알루늄, 수산화 알루늄, 산화 마그네슘을 단독 또는 2 이상인의 혼합 물질로 40중량% 이하로 조성되는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 겔화제, 안료, 평활제, 소포제는 총량의 1-6중량% 로 조성하는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  13. 제 10 항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 희석제는
    메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 초산 부틸, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 부틸 셀로솔브 아세테이트, 벤젠, 톨류엔, 석유에테르, 솔베트 나프타, 석유 나프타의 용제 중 단독 또는 2 이상인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  14. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 희석제는
    카비톨(메타)아크릴레이트, 펜타 에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리스(히드록시 에틸)이소시아누레이트 디(메타)아크릴레이트, 트리스(히드록시 에틸)이소시아누레이트, (메타)아크릴레이트, 아크로일포린, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타 에리트리톨 폴리(메타)아크릴레이트의 반응성 모노머의 그룹 중 단독 또는 2 이상인 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 주제와 경화제의 중량비가 10:90 내지 60:40의 비율로 조성되는 것을 특징으로 하는 솔더 레지스트 잉크 조성물.
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