TW201302897A - 組成物、感光性膜、感光性積層體、永久圖案形成方法以及印刷基板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種組成物、感光性膜、感光性積層體、永久圖案形成方法以及印刷基板,上述組成物包含至少1種丙烯酸樹脂及二氧化矽微粒子,並且該丙烯酸樹脂具有三級胺基,且胺值為1.1 mmol/g以上。
Description
本發明是有關於一種適宜用於阻焊劑等的組成物、感光性膜、感光性積層體、永久圖案形成方法以及印刷基板。
先前,形成阻焊劑等的永久圖案時,使用藉由在支持體上塗佈二氧化矽分散組成物且進行乾燥而形成有感光層的感光性膜。形成阻焊劑等的永久圖案的方法例如已知有如下方法等:在形成有永久圖案的覆銅積層板等基體上,積層感光性膜而形成積層體,對該積層體中的感光層進行曝光,該曝光後,將感光層顯影而形成圖案,然後進行後硬化處理等,藉此形成永久圖案。
最近,伴隨著器件的微細化,正在開發L/S(線/間距)小的半導體封裝基板等的阻焊劑。因此,為了提高耐衝擊性、絕緣性,而謀求二氧化矽微粒子的高度填充化。
另一方面,已知阻焊劑組成物中,使用高分子分散劑作為無機微粒子的分散劑,例如已知:對二氧化矽微粒子直接使用市售的特定分散劑(例如參照專利文獻1),或者在硫酸鋇的分散時使用苯乙烯/順丁烯二酸酐/丙烯酸丁酯共聚物(參照專利文獻2)。
然而,若在阻焊劑等的感光性樹脂組成物或感光性膜等中高度填充二氧化矽微粒子,則膜物性變化,反而會損及作為阻焊劑的性能。例如,若高度填充二氧化矽微粒子,則熔融黏度提高,轉印性、顯影性下降。
因此,期望開發出能夠穩定且高密度地分散二氧化矽微粒子的分散劑以及其分散劑組成物,尤其是在阻焊劑等的感光性樹脂組成物或感光性膜等中高度填充二氧化矽微粒子的情況下,期望開發出轉印性或顯影性、耐衝擊性、以及絕緣性優異的分散組成物。
[專利文獻1]日本專利特開2003-234439號公報[專利文獻2]國際公開2005-124462號小冊子
本發明的課題在於解決上述先前的上述諸多問題來達成以下目的。即,本發明的目的在於:即便高度填充可穩定且高密度地分散無機微粒子、尤其是二氧化矽微粒子的分散劑或者其組成物、二氧化矽微粒子,亦可獲得埋入性、耐熱衝擊性、顯影性、以及絕緣性優異的高性能硬化膜,提供一種感光性組成物或者感光性膜等尤其適宜用於阻焊劑等的二氧化矽分散組成物。
為了解決上述課題,本發明者等人反覆進行積極研究,結果發現,二氧化矽分散組成物中,分散劑的胺值及酸值、尤其是胺值很重要,另外,特定胺值的高分子樹脂、樹脂結構中可有效地解決上述課題,並且基於該見解而完成本發明。通常,若鹼性基與酸性基共存於聚合物中,則形成鹽,對溶劑的溶解性亦下降,但該方面亦在特定的高分子樹脂、樹脂結構中得到解決。
本發明的用以解決上述課題的手段如下所述。
(1)一種組成物,其含有至少1種丙烯酸樹脂及二氧化矽微粒子,並且該丙烯酸樹脂具有三級胺基,且胺值為1.1 mmol/g以上。
(2)如(1)所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂在該樹脂的側鏈、或者主鏈末端具有接枝鏈。
(3)如(1)或(2)所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂更具有酸性基。
(4)如(1)或(2)所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂更具有羧基。
(5)如(1)至(4)中任一項所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂的酸值為0.3 mmol/g以上。
(6)如(1)至(5)中任一項所述之組成物,其中上述二氧化矽微粒子的平均粒徑(d50)為0.02 μm~3.0 μm。
(7)如(1)至(6)中任一項所述之組成物,其中含有熱交聯劑。
(8)如(1)至(7)中任一項所述之組成物,其中含有黏合劑、聚合性化合物以及光聚合起始劑。
(9)如(1)至(8)中任一項所述之組成物,其中上述組成物用於阻焊劑。
(10)如(1)至(9)中任一項所述之組成物,其中上述組成物含有酸改質的含乙烯性不飽和基的樹脂作為黏合劑。
(11)如(1)至(9)中任一項所述之組成物,其中
上述組成物含有酸改質的含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂作為黏合劑。
(12)一種感光性膜,其在支持體上具有包含如上述(1)至(11)中任一項所述之組成物的感光層。
(13)一種感光性積層體,其在基體上具有包含如(1)至(11)中任一項所述之組成物的感光層。
(14)一種永久圖案形成方法,其至少包括對利用如上述(1)至(11)中任一項所述之組成物而形成的感光層進行曝光的步驟。
(15)一種印刷基板,其是利用如上述(14)所述之永久圖案形成方法而形成。
藉由本發明,即便高度填充可穩定且高密度地分散無機微粒子、尤其是二氧化矽微粒子的分散劑或者其組成物、二氧化矽微粒子,亦可獲得埋入性、耐熱衝擊性、顯影性、以及絕緣性優異的高性能硬化膜,可提供感光性組成物或者感光性膜等尤其適宜用於阻焊劑等的二氧化矽分散組成物。
(組成物)
本發明的組成物是含有至少1種丙烯酸樹脂及二氧化矽微粒子的組成物,其是含有熱交聯劑、黏合劑、聚合性化合物、光聚合起始劑、以及視需要的其他成分而成。此外,只要無特別說明,則各成分的含量為固體成分含量(例如二氧化矽分散組成物的總固體成分中的固體成分含量)。
〈丙烯酸樹脂〉
本發明的組成物中使用的本發明的丙烯酸樹脂具有三級胺基,且胺值為1.1 mmol/g以上。該丙烯酸樹脂可用作無機或者有機的填料或顏料的分散劑。本發明中,尤其作為二氧化矽微粒子的分散劑而發揮作用。
丙烯酸樹脂是包含丙烯酸、甲基丙烯酸以及它們的衍生物,例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺成分的重複單元的樹脂,較佳為具有下述通式(P)所表示的重複單元。
通式(P)中,RP1表示氫原子或者甲基,XP1表示-CO2RP2、CON(RP3)(RP4)或者-CN。此處,RP2表示氫原子或者烷基、烯基、環烷基或者芳基。RP3及RP4分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基、環烷基或者芳基。
該些各基團可具有取代基,該取代基例如可列舉:烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基、雜環基、鹵素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、醯基胺基、磺醯胺基、烷基磺醯基或者芳基磺醯基、烷基亞磺醯基或者芳基亞磺醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰
基、醯基、醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、羥基、巰基、氰基、硝基、羧基、磺基、脲基、胺基甲酸酯基等。
另外,上述丙烯酸樹脂可在通式(P)所表示的範圍內,包含上述通式(P)所表示的重複單元中不同的重複單元。另外,亦可包含上述通式(P)所表示的重複單元以外的重複單元。
通式(P)中,RP1較佳為甲基。XP1較佳為-CO2RP2。另外,RP2較佳為氫原子或者烷基,本發明中使用的丙烯酸樹脂較佳為在通式(P)的XP1為-CO2RP2的部分結構的範圍內,包含不同的2種以上的重複單元。
本發明中使用的丙烯酸樹脂具有三級胺基。
丙烯酸樹脂中所含的三級胺基藉由與無機或者有機的填料或顏料的表面、尤其是二氧化矽微粒子的表面的相互作用,例如離子的相互作用而吸附於表面。
三級胺基較佳為由下述通式(M)所表示。
通式(M)-N(RM1)(RM2)
通式(M)中,RM1及RM2分別獨立地表示烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基或者雜環基,該些各基團可具有取代基。另外,RM1與RM2可相互結合而形成環。
烷基較佳為碳數1~10,例如可列舉:甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正己基、正辛基、2-乙基己基、正癸
基。烯基較佳為碳數2~10,例如可列舉:乙烯基、烯丙基、2-丁烯基。炔基較佳為碳數2~10,例如可列舉:乙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基。環烷基較佳為碳數3~10,例如可列舉:環丙基、環戊基、環己基。芳基較佳為碳數6~12,例如可列舉苯基、萘基。雜環基具有至少1個氧原子、硫原子、氮原子作為構成環骨架的雜原子,較佳為5員或者6員的雜環基,較佳為與上述N原子結合的原子為碳原子的基團。雜環基的雜環例如可列舉:四氫呋喃(tetrahydrofuran)環、吡咯啶(pyrrolidine)環、哌嗪(piperazine)環、哌啶(piperidine)環、嗎啉(morpholine)環、二噁烷(dioxane)環、呋喃(furan)環、噻吩(thiophene)環、吡啶(pyridine)環、吡唑(pyrazole)環。
該些各基團可具有取代基,該取代基例如可列舉:烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基、雜環基、鹵素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、胺基、烷基胺基、芳基胺基、醯基胺基、磺醯胺基、烷基磺醯基或者芳基磺醯基、烷基亞磺醯基或者芳基亞磺醯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、醯基、醯氧基、胺甲醯基、胺磺醯基、羥基、巰基、氰基、硝基、羧基、磺基、脲基、胺基甲酸酯基等。
RM1與RM2相互結合而形成的環較佳為5員或6員環,並且較佳為飽和環,例如可列舉:吡咯啶環、哌嗪環、哌啶環、嗎啉環。
RM1、RM2較佳為烷基、烯基、環烷基、芳基,更佳為烷基。烷基中,較佳為未經取代的烷基,碳數較佳為1~8,
更佳為1~6,尤佳為1~4,最佳為甲基。另外,RM1與RM2相互結合而形成吡咯啶環、哌嗪環、哌啶環、嗎啉環的情況亦較佳。
本發明中使用的丙烯酸樹脂的胺值為1.1 mmol/g以上,較佳為1.2 mmol/g以上,尤佳為1.5 mmol/g以上。胺值的上限並無特別限定,較佳為4.5 mmol/g以下,尤佳為3.5 mmol/g以下。若胺值小於1.1 mmol/g,則存在熔融黏度上升,埋入性惡化的情況。
此處,上述胺值的測定例如可藉由量取試料於燒杯中,添加乙酸,攪拌而使其溶解,將測定溫度調整為25℃後,使用0.1 N過氯酸乙酸作為滴定試劑,利用滴定裝置進行滴定,從而求出胺值。
胺值是將滴定時所消耗的過氯的量以每1 g丙烯酸樹脂的莫耳數來表示的值。
本發明中使用的丙烯酸樹脂具有三級胺基,較佳為上述通式(M)所表示的基團,該三級胺基即便組入至上述通式(P)所表示的重複單元的一部分中,亦可在由與其不同的單體所得的重複單元中具有三級胺基。
本發明中,較佳為組入至上述通式(P)中,更佳為作為RP2~RP4所規定的各基團的取代基而組入至RP2~RP4的任一者中。
具體而言,例如為三級胺基所取代的烷基、三級胺基所取代的芳基等。
三級胺基較佳為如下述通式(P1)所示包含於重複單
元中。
通式(P1)中,RP1與通式(P)的RP1含義相同,較佳範圍亦相同。RM1及RM2與通式(M)的RM1及RM2含義相同,較佳範圍亦相同。
XP2表示-O-或者-N(RP3)-。此處,RP3與上述通式(P)中的RP3含義相同。LP1表示伸烷基、伸烯基、伸環烷基、伸苯基、二價雜環基或者將該些基團組合而成的基團、或者將該些基團與其他二價基(例如-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-SO-、-N(RP5)-等)組合而成的基團(其中,該其他二價基不會直接結合於XP1)。此處,RP5表示RP3所表示的基團、醯基、烷基磺醯基或者芳基磺醯基、烷氧基或者芳氧基。此外,LP1的各基團可具有取代基,此種取代基可列舉通式(P)中的RP3及RP4的基團可具有的取代基。
通式(P1)所表示的重複單元中,XP2較佳為-O-,LP1較佳為伸烷基,並且碳數較佳為1~12,更佳為2~8,尤佳為2~4,最佳為2。
本發明中使用的丙烯酸樹脂較佳為更具有酸性基。具有三級胺基與酸性基,不僅就顯影性方面而言,而且就絕
緣性方面而言亦較佳。
酸性基並無特別限制,例如可列舉:羧基、磺基、膦醯基、-COCH2CO-RB、-CONHCO-RB、-COCH2CN、酚性羥基、-RFCH2OH、-(RF)2CHOH、烷基磺醯胺基或者芳基磺醯胺基等。此處,RB表示碳數1~10的烴基,RF表示全氟烷基。此外,烴基為飽和、不飽和或者環狀的烴基,較佳為烷基。
酸性基中,就顯影性方面而言,特佳為羧基。
此種酸性基可組入至上述通式(P)所表示的重複單元中,另外亦可組入至其他重複單元中。為了將該些酸性基組入至上述通式(P)所表示的重複單元中,XP1為-CO2RP2且作為RP2為氫原子的重複單元而包含。具體而言,以丙烯酸、甲基丙烯酸使其共聚合。另一方面,在藉由與具有酸性基的其他單體共聚合而組入的情況下,此種單體例如可列舉:丁烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸單烷基酯、反丁烯二酸、反丁烯二酸單烷基酯、亞甲基丁二酸(itaconic acid)、亞甲基丁二酸單烷基酯、對羥基苯乙烯、對磺基苯乙烯、對羧基苯乙烯等。
本發明中,較佳為藉由與丙烯酸或者甲基丙烯酸的共聚合而組入酸性基。
本發明中使用的丙烯酸樹脂的酸值較佳為0.3 mmol/g以上,更佳為0.45 mmol/g以上。
本發明中使用的丙烯酸樹脂的酸值較佳為0.3 mmol/g以上,尤佳為0.5 mmol/g以上。酸值的上限並無特別限定,
較佳為3.5 mmol/g以下,尤佳為2.5 mmol/g以下。本發明中使用的丙烯酸樹脂中,若酸值小於0.3 mmol/g,則存在顯影性惡化,未曝光部產生殘渣的情況。
此處,上述酸值的測定例如可藉由量取試料於燒杯中,添加THF/水=5/1(體積比)的溶液,攪拌而使其溶解,將測定溫度調整為25℃後,使用0.1 N的NaOH水溶液作為滴定試劑,利用滴定裝置進行滴定,從而求出酸值。
酸值是將滴定時所消耗的NaOH的量以每1 g丙烯酸樹脂的莫耳數來表示的值。
-接枝鏈-
本發明中使用的丙烯酸樹脂較佳為在側鏈、或者主鏈末端的至少任一者上具有接枝鏈。
接枝鏈例如可列舉:聚酯鏈、聚丙烯酸烷基酯鏈、聚甲基丙烯酸烷基酯鏈、聚環氧烷鏈(較佳為聚環氧乙烷鏈、聚環氧丙烷鏈)、聚碳酸酯鏈、聚苯乙烯鏈、或者將該些鏈組合而成的接枝鏈以及在部分結構中包含該些鏈的接枝鏈。該些接枝鏈中,就解析性方面而言,較佳為具有聚酯部位的接枝鏈(聚酯接枝鏈)。
上述接枝鏈的鏈長較佳為聚合度為1~100,更佳為1~80,特佳為1~60。
相對於丙烯酸樹脂整體,上述接枝的含量較佳為10質量%~60質量%,更佳為20質量%~50質量%。
接枝鏈較佳為具有丙烯酸樹脂由下述通式(PG)所表示的重複單元。
通式(PG)中,RP1與通式(P)的RP1含義相同,較佳範圍亦相同。XP2與通式(P1)的XP1含義相同,較佳範圍亦相同。LP2表示單鍵、伸烷基、伸烯基、伸環烷基、伸苯基、二價雜環基或者將該些基團組合而成的基團、或者將該些基團與其他二價基(例如-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-SO-、-N(RP5)-等)組合而成的基團(其中,該其他二價基不會直接結合於XP2)。此處,RP5表示RP3所表示的基團、醯基、烷基磺醯基或者芳基磺醯基、烷氧基或者芳氧基。此外,LP2的各基團可具有取代基,此種取代基可列舉RP3及RP4的基團可具有的取代基。RP6表示氫原子或者取代基,該取代基可列舉通式(P)中的RP3及RP4的基團可具有的取代基。
XP2較佳為-O-。
LP2較佳為在部分結構中具有聚氧伸烷基、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯的二價基。
聚氧伸烷基較佳為聚氧伸乙基、聚氧伸丙基。聚酯是由-[(CH2)mP1-COO]np1-表示,聚碳酸酯是由
-[(CH2)mp2-OCOO]np2-表示,nP1及nP2較佳為分別獨立地表示1~50者,mP1及mP2較佳為分別獨立地表示1~10者。
上述聚酯、聚碳酸酯部分結構較佳為與XP1結合時,聚酯、聚碳酸酯經由二價連結基而結合者。該情況下的二價連結基例如可列舉:伸烷基、伸烯基、伸環烷基、伸苯基、二價雜環基或者將該些基團組合而成的基團,或者該些基團中組合有-O-、-S-、-C(=O)-、-SO2-、-SO-、-N(RP5)-的基團。其中較佳為-伸烷基-NHC(=O)O-基,特佳為-CH2CH2-NHC(=O)O-基。
調節丙烯酸樹脂的分子量時較佳為使用包含硫醇基的鏈轉移劑等來進行。本發明中使用的丙烯酸樹脂的重量平均分子量較佳為3000~30000,更佳為5000~18000。
本發明中使用的丙烯酸樹脂可在樹脂整體中具有通式(P)所表示的重複單元以外的重複單元,本發明中,通式(P)所表示的重複單元的含量較佳為50莫耳%以上,更佳為60莫耳%以上,尤佳為70莫耳%以上。
另外,本發明中使用的丙烯酸樹脂較佳為含有上述通式(P1)所表示的重複單元20莫耳%~70莫耳%、上述通式(PG)所表示的重複單元3莫耳%~25莫耳%、由具有酸性基的單體所獲得的重複單元2莫耳%~40莫耳%。
此外,由上述通式(P)所表示且與上述通式(P1)、通式(PG)、由具有酸性基的單體所獲得的重複單元不同的重複單元,較佳為由丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯所獲得
的重複單元,酯的醇部較佳為碳數1~20,更佳為1~12,尤佳為1~8。
以下表示本發明中使用的丙烯酸樹脂的具體例,但本發明不受該具體例的限制。此外,數值為質量%,x是聚合度,為1~50。
本發明中使用的丙烯酸樹脂可使用對應的單體,藉由一般的聚合反應來容易地合成。具體的合成例示於實例中。
〈二氧化矽微粒子〉
本發明中使用的二氧化矽微粒子的二氧化矽並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:氣相法二氧化矽、結晶性二氧化矽、熔融二氧化矽等。
本發明中使用的二氧化矽微粒子的平均粒徑(d50)並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為0.02 μm~3.0 μm,更佳為0.1 μm~2.0 μm,特佳為0.2 μm~1.5 μm。
若二氧化矽粒子的平均粒徑(d50)小於0.02 μm,則存在導致塗佈黏度提高的情況,若超過3.0 μm,則存在無法維持平滑性的情況。另一方面,若二氧化矽粒子的平均粒徑(d50)在上述特佳的範圍內,則在塗佈黏度與硬化膜的平滑性以及耐熱性的方面有利。
此處,二氧化矽粒子的平均粒徑(d50)是由以累計(累積)質量百分率表示時的累計值為50%的粒度所定義者,其是定義為d50(D50)等者的值,例如可使用動態光散射光度計(商品名:DLS7000,大塚電子公司製造),以測定原理為動態光散射法,利用累積量法、直方圖法等作為尺寸分布分析手法來進行測定。
二氧化矽微粒子可使用適當合成者,亦可使用市售品。該市售品例如可列舉SO-C2(Admatechs公司製造)等。
二氧化矽微粒子與二氧化矽微粒子分散劑的混合物中
的二氧化矽微粒子的固體成分含量較佳為5質量%~80質量%,更佳為10質量%~70質量%。
若含量小於5質量%,則存在耐衝擊性差的情況,若超過80質量%,則存在分散性變得不充分的情況。
相對於二氧化矽微粒子100質量份,本發明的上述丙烯酸樹脂較佳為0.001質量份~10質量份,更佳為0.01質量份~5質量份。
〈熱交聯劑〉
本發明中使用的組成物較佳為含有熱交聯劑。
熱交聯劑並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:環氧樹脂、多官能氧雜環丁烷化合物等。
該些熱交聯劑中,較佳為1分子內具有至少2個環氧乙烷基的環氧樹脂化合物、1分子內具有至少2個氧雜環丁基的氧雜環丁烷化合物。
上述環氧樹脂並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0095]中記載的化合物、日本專利特開2010-72340號公報的段落[0130]中記載的化合物等。
上述多官能氧雜環丁烷化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0096]中記載的化合物等。
上述熱交聯劑在上述二氧化矽分散組成物中的含量並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為1質量%~50質量%,更佳為2質量%~40質量%,特佳為3質量%~30
質量%。
若上述含量小於1質量%,則存在耐熱性差的情況,若超過50質量%,則存在顯影性及耐龜裂性差的情況。另一方面,若上述含量在上述特佳的範圍內,則可以良好的感度製作硬化膜,所形成的硬化膜亦在能夠兼具耐熱性及耐龜裂性的方面有利。
上述其他熱交聯劑可與上述環氧樹脂以及上述多官能氧雜環丁烷化合物分開添加。上述其他熱交聯劑並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0098]~[0100]中記載的化合物等。
《黏合劑》
上述黏合劑(binder)並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂、含乙烯性不飽和基的聚羧酸樹脂、酸改質含乙烯性不飽和基的環氧樹脂、含有乙烯性不飽和基及羧基的樹脂、聚醯亞胺前驅物等。
-酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂-
上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:(i)側鏈上具有乙烯性不飽和鍵(乙烯基)的聚胺基甲酸酯樹脂、(ii)使含羧基的聚胺基甲酸酯與分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物反應而獲得的聚胺基甲酸酯樹脂等。
--(i)側鏈上具有乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂--
上述側鏈上具有乙烯性不飽和基的胺基甲酸酯樹脂並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:在其側鏈上具有下述通式(1)~通式(3)所表示的官能基中的至少1個者。
上述通式(1)中,上述R1並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:氫原子、可具有取代基的烷基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為氫原子、甲基。另外,上述R2及R3並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可分別獨立地列舉:氫原子、鹵素原子、胺基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基胺基、可具有取代基的芳基胺基、可具有取代基的烷基磺醯基、可具有取代基的芳基磺醯基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為氫原子、羧基、烷氧基羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
上述通式(1)中,X表示氧原子、硫原子、或者
-N(R12)-,上述R12表示氫原子、或者一價有機基。上述R12並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉可具有取代基的烷基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為氫原子、甲基、乙基、異丙基。
此處,可導入的上述取代基並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基、鹵素原子、胺基、烷基胺基、芳基胺基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、醯胺基、烷基磺醯基、芳基磺醯基等。
上述通式(2)中,R4~R8並無特別限制,可視目的來適當選擇,可列舉:氫原子、鹵素原子、胺基、二烷基胺基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基胺基、可具有取代基的芳基胺基、可具有取代基的烷基磺醯基、可具有取代基的芳基磺醯基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為氫原子、羧基、烷氧基羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
可導入的取代基可列舉與上述通式(1)相同的取代
基。另外,Y表示氧原子、硫原子、或者-N(R12)-。上述R12與上述通式(1)的R12的情況含義相同,較佳的例子亦相同。
上述通式(3)中,上述R9並無特別限制,可視目的來適當選擇,可列舉:氫原子或者可具有取代基的烷基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為氫原子、甲基。上述通式(3)中,上述R10及R11並無特別限制,可視目的來適當選擇,可列舉:氫原子、鹵素原子、胺基、二烷基胺基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基胺基、可具有取代基的芳基胺基、可具有取代基的烷基磺醯基、可具有取代基的芳基磺醯基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為氫原子、羧基、烷氧基羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
此處,可導入的取代基可列舉與上述通式(1)相同者。另外,Z表示氧原子、硫原子、-N(R13)-、或者可具有取代基的伸苯基。上述R13並無特別限制,可視目的來適當選擇,可列舉可具有取代基的烷基等。該些基團中,就自由基反應性高的方面而言,較佳為甲基、乙基、異丙基。
上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的胺基甲酸酯樹脂是將如下反應產物所表示的結構單元作為基本骨架的聚胺基甲酸酯樹脂,上述反應產物是下述通式(4)所表示的二異氰酸酯化合物的至少1種、與下述通式(5)所表示的二醇化合物的至少1種的反應產物。
OCN-X0-NCO………通式(4)
HO-Y0-OH………通式(5)
其中,上述通式(4)及通式(5)中,X0、Y0分別獨立地表示二價有機殘基。
若上述通式(4)所表示的二異氰酸酯化合物、或者上述通式(5)所表示的二醇化合物的至少任一者具有上述通式(1)~通式(3)所表示的基團中的至少1個,則生成在側鏈上導入有上述通式(1)~通式(3)所表示的基團的聚胺基甲酸酯樹脂作為該二異氰酸酯化合物與該二醇化合物的反應產物。依據該方法,與在聚胺基甲酸酯樹脂的反應生成後取代、導入所需的側鏈相比,能夠容易地製造在側鏈上導入有上述通式(1)~通式(3)所表示的基團的聚胺基甲酸酯樹脂。
上述通式(4)所表示的二異氰酸酯化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:使三異氰酸酯化合物、與具有不飽和基的單官能醇或者單官能胺化合物1
當量進行加成反應而獲得的產物等。
上述三異氰酸酯化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0034]~[0035]中記載的化合物等。
上述通式(5)所表示的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:聚醚二醇化合物、聚酯二醇化合物、聚碳酸酯二醇化合物等。
上述具有不飽和基的單官能醇或者上述單官能胺化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0037]~[0040]中記載的化合物等。
此處,在上述聚胺基甲酸酯樹脂的側鏈上導入不飽和基的方法並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為使用側鏈上含有不飽和基的二異氰酸酯化合物作為製造聚胺基甲酸酯樹脂的原料的方法。上述二異氰酸酯化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,是可藉由使三異氰酸酯化合物與具有不飽和基的單官能醇或者單官能胺化合物1當量進行加成反應而獲得的二異氰酸酯化合物,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0042]~[0049]中記載的側鏈上具有不飽和基的化合物等。
就提高與聚合性組成物中的其他成分的相容性,提高保存穩定性的觀點而言,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂亦可使上述含有不飽和基的二異氰酸酯化合物以外的二異氰酸酯化合物共聚合。
上述共聚合的二異氰酸酯化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如為下述通式(6)所表示的二異氰酸酯化合物。
OCN-L1-NCO………通式(6)
其中,上述通式(6)中,L1表示可具有取代基的二價脂肪族或者芳香族烴基。視需要,L1可具有不與異氰酸酯基反應的其他官能基,例如酯、胺基甲酸酯、醯胺、脲基。
上述通式(6)所表示的二異氰酸酯化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-tolylene diisocyanate)、2,4-甲苯二異氰酸酯的二聚物、2,6-甲苯二異氰酸酯、對苯二甲基二異氰酸酯(p-xylylene diisocyanate)、間苯二甲基二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯(1,5-naphthalene diisocyanate)、3,3'-二甲基聯苯基-4,4'-二異氰酸酯等之類的芳香族二異氰酸酯化合物;六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯(lysine diisocyanate)、二聚酸二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯化合物;異佛爾酮二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、甲基環己烷-2,4(或者2,6)二異氰酸酯、1,3-(異氰酸酯甲基)環己烷等脂環族二異氰酸酯化合物;1,3-丁二醇1莫耳與甲苯二異氰酸酯2莫耳的加成物等二
醇與二異氰酸酯的反應物即二異氰酸酯化合物等。
此處,作為在上述聚胺基甲酸酯樹脂的側鏈上導入不飽和基的方法,除了上述方法以外,使用側鏈上含有不飽和基的二醇化合物作為製造聚胺基甲酸酯樹脂的原料的方法亦較佳。上述側鏈上含有不飽和基的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可為如三羥甲基丙烷單烯丙醚般的市售者,亦可為藉由鹵化二醇化合物、三醇化合物、胺基二醇化合物等化合物,與含有不飽和基的羧酸、醯氯、異氰酸酯、醇、胺、硫醇、鹵化烷基化合物等化合物的反應而容易製造的化合物。上述側鏈上含有不飽和基的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0057]~[0060]中記載的化合物、下述通式(G)所表示的日本專利特開2005-250438號公報的段落[0064]~[0066]中記載的化合物等。該些化合物中,特佳為下述通式(G)所表示的日本專利特開2005-250438號公報的段落[0064]~[0066]中記載的化合物。
其中,上述通式(G)中,R1~R3分別獨立地表示氫
原子或者一價有機基,A表示二價有機殘基,X表示氧原子、硫原子、或者-N(R12)-,上述R12表示氫原子、或者一價有機基。
此外,上述通式(G)中的R1~R3及X與上述通式(1)中的R1~R3及X含義相同,並且較佳的態樣亦相同。
一般認為,藉由使用來自上述通式(G)所表示的二醇化合物的聚胺基甲酸酯樹脂,可利用抑制由立體阻礙大的二級醇引起的聚合物主鏈的過度分子運動的效果,來提高層的被膜強度。
例如就提高與聚合性組成物中的其他成分的相容性,提高保存穩定性的觀點而言,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂可使上述側鏈上含有不飽和基的二醇化合物以外的二醇化合物共聚合。
上述側鏈上含有不飽和基的二醇化合物以外的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:聚醚二醇化合物、聚酯二醇化合物、聚碳酸酯二醇化合物等。
上述聚醚二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0068]~[0076]中記載的化合物等。
上述聚酯二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0077]~[0079]、段落[0083]~[0085]中的No.1~No.8以及No.13~No.18中記載的化合物等。
上述聚碳酸酯二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0080]~[0081]以及段落[0084]中的No.9~No.12中記載的化合物等。
另外,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂的合成中,除了上述二醇化合物以外,亦可併用具有不與異氰酸酯基反應的取代基的二醇化合物。
上述具有不與異氰酸酯基反應的取代基的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0087]~[0088]中記載的化合物等。
進而,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂的合成中,除了上述二醇化合物以外,亦可併用具有羧基的二醇化合物。上述具有羧基的二醇化合物例如包含以下的式(X)~式(Z)所示的化合物。
上述式(X)~式(Z)中,R15只要是表示氫原子、可具有取代基(例如包含:氰基、硝基,-F、-Cl、-Br、-I等鹵素原子,-CONH2、-COOR16、-OR16、-NHCONHR16、-NHCOOR16、-NHCOR16、-OCONHR16(此處,上述R16表示碳數1~10的烷基、或者碳數7~15的芳烷基)等各基團)的烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、芳氧基者,則並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為氫原子、碳數1個~8個的烷基、碳數6個~15個的芳基。上述式(X)~式(Z)中,L9、L10、L11可分別相同,亦可不同,只要是表示單鍵、可具有取代基(例如較佳為烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、鹵素原子)的二價脂肪族或者芳香族烴基者,則並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為碳數1個~20個的伸烷基、碳數6個~15個的伸芳基,更佳為
碳數1個~8個的伸烷基。另外視需要,上述L9~L11中亦可具有不與異氰酸酯基反應的其他官能基,例如羰基、酯、胺基甲酸酯、醯胺、脲、醚基。此外,亦可由上述R15、L7、L8、L9中的2個或者3個形成環。
上述式(Y)中,Ar只要是表示可具有取代基的三價芳香族烴基者,則並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為碳數6個~15個的芳香族基。
上述式(X)~式(Z)所表示的具有羧基的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:3,5-二羥基苯甲酸、2,2-雙(羥甲基)丙酸、2,2-雙(2-羥乙基)丙酸、2,2-雙(3-羥丙基)丙酸、雙(羥甲基)乙酸、雙(4-羥苯基)乙酸、2,2-雙(羥甲基)丁酸、4,4-雙(4-羥苯基)戊酸、酒石酸、N,N-二羥乙基甘胺酸、N,N-雙(2-羥乙基)-3-羧基-丙醯胺等。
由於此種羧基的存在,可對聚胺基甲酸酯樹脂賦予氫結合性及鹼可溶性的特性,因此較佳。更具體而言,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵基的聚胺基甲酸酯樹脂是進而在側鏈上具有羧基的樹脂。
另外,側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂的合成中,除了上述二醇化合物以外,亦可併用以二醇化合物使四羧酸二酐開環的化合物。
上述以二醇化合物使四羧酸二酐開環的化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0095]~[0101]中記載的化合
物等。
另外,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂亦適宜使用在聚合物末端、主鏈上具有鹼顯影性基者。藉由在聚合物末端、主鏈上具有鹼顯影性基,則進而,鹼顯影時的顯影性提高,賦予優異的圖案形成性。進而在熱交聯劑與側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂之間,交聯反應性提高,硬化物強度增加。其結果為,當將側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂用於印刷基板材料時,可提供耐久性優異的材料。此處,作為鹼顯影性基,就利用稀鹼來賦予顯影性而言,特佳為具有羧基。
在聚合物末端導入鹼顯影性基的方法有以下所示的方法。
-主鏈的末端的羧基-
在上述聚胺基甲酸酯樹脂的主鏈的末端具有至少1個羧基,較佳為具有2個以上5個以下的羧基,就顯影性優異、微細圖案形成性的方面而言,特佳為具有2個羧基。
此外,上述聚胺基甲酸酯樹脂中的主鏈的末端有2個,較佳為在單末端具有至少1個羧基,亦可在兩末端具有至少1個羧基。
較佳為在上述聚胺基甲酸酯樹脂的主鏈的末端具有下述通式(7)所表示的結構
-L100-(COOH)n………通式(7)
其中,上述通式(7)中,L100表示(n+1)價的有機連結鏈,n表示1以上的整數,較佳為1~5,特佳為2。
L100所表示的有機連結基是包含選自碳原子、氫原子、氧原子、氮原子、以及硫原子中的1個以上原子而構成,具體而言,構成L100所表示的有機連結基的主骨架的原子數較佳為1~30,更佳為1~25,尤佳為1~20,特佳為1~10。
此外,上述所謂「有機連結基的主骨架」是指僅僅用於將後述通式(8)中的L200與末端COOH連結的原子或者原子團,在存在多個連結路徑的情況下,其是指構成所使用的原子數最少的路徑的原子或者原子團。
在上述聚胺基甲酸酯樹脂的主鏈的末端導入至少1個羧基的方法並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:使用具有至少1個羧基的羧酸化合物作為製造聚胺基甲酸酯樹脂的原料的方法等。
-羧酸化合物-
上述羧酸化合物可列舉:具有1個羧基的單羧酸化合物、具有2個羧基的二羧酸化合物、具有3個羧基的三羧酸化合物、具有4個羧基的四羧酸化合物、具有5個羧基的五羧酸化合物等。該些羧酸化合物中,就顯影性優異、微細圖案形成性方面而言,特佳為具有2個羧基的二羧酸化合物。
上述羧酸化合物只要具有至少1個羧基,則並無特別
限制,可視目的來適當選擇,較佳為下述通式(8)所表示的化合物。
H-O-L200-L100-(COOH)n 通式(8)
其中,上述通式(8)中,L100及n表示與上述通式(7)相同的含義。
上述通式(8)中的L200表示單鍵或者可具有取代基的伸烷基。上述伸烷基較佳為碳原子數1~20的伸烷基,更佳為碳原子數2~10的伸烷基。可導入至上述伸烷基中的取代基例如可列舉鹵素原子(-F、-Br、-Cl、-I)、可具有取代基的烷基等。
上述通式(8)所表示的羧酸化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:乳酸、蘋果酸、羥基己酸、檸檬酸、二醇化合物與酸酐的反應物等。該些羧酸化合物可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些羧酸化合物中,特佳為蘋果酸。
上述二醇化合物與酸酐的反應物例如可列舉下述結構式所表示的化合物等。
另外,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂亦適宜使用在聚合物末端、主鏈具有不飽和基者。藉由在聚合物末端、主鏈上具有不飽和基,則進而在二氧化矽分散組成物與側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂之間、或者在側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂之間,交聯反應性提高,光硬化物強度增加。其結果為,當將側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂用於印刷基板材料時,耐久性優異。此處,作為不飽和基,就產生交聯反應的容易度而言,特佳為具有不飽和基。
在聚合物末端導入不飽和基的方法有以下所示的方法。即,在上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂的合成步驟中的利用聚合物末端的殘存異氰酸酯基與醇類或者胺類等進行處理的步驟中,只要使用具有不飽和基的醇類或者胺類等即可。作為此種化合物,具體而言
可列舉與先前作為具有不飽和基的單官能醇或者單官能胺化合物而列舉的例示化合物相同者。
此外,就導入量的控制容易且可增加導入量,並且交聯反應效率提高的觀點而言,較聚合物末端而言,不飽和基較佳為導入至聚合物側鏈。
所導入的乙烯性不飽和鍵基並無特別限制,可視目的來適當選擇,就交聯硬化膜形成性的方面而言,較佳為甲基丙烯醯基、丙烯醯基、苯乙烯基,更佳為甲基丙烯醯基、丙烯醯基,就兼具交聯硬化膜的形成性與生保存性的方面而言,特佳為甲基丙烯醯基。
另外,甲基丙烯醯基的導入量並無特別限制,可視目的來適當選擇,乙烯性不飽和基當量較佳為0.05 mmol/g~3.0 mmol/g,更佳為0.5 mmol/g~2.7 mmol/g,特佳為0.75 mmol/g~2.4 mmol/g。
在主鏈上導入不飽和基的方法有將在主鏈方向上具有不飽和基的二醇化合物用於合成聚胺基甲酸酯樹脂的方法。上述在主鏈方向上具有不飽和基的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:順式-2-丁烯-1,4-二醇、反式-2-丁烯-1,4-二醇、聚丁二烯二醇等。
上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂亦可併用鹼可溶性高分子,該鹼可溶性高分子包含具有與該特定聚胺基甲酸酯樹脂不同的結構的聚胺基甲酸酯樹脂。例如,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂可併用在主鏈及/或側鏈上含有芳香族基的聚胺基
甲酸酯樹脂。
上述(i)側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂的具體例例如可列舉:日本專利特開2005-250438號公報的段落[0293]~[0310]中所示的P-1~P-31的聚合物等。該些聚合物中,較佳為段落[0308]以及[0309]中所示的P-27以及P-28的聚合物。
--(ii)將含羧基的聚胺基甲酸酯與分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物進行反應而獲得的聚胺基甲酸酯樹脂--
上述聚胺基甲酸酯樹脂是使以二異氰酸酯、及含羧酸基的二醇為必需成分的含羧基的聚胺基甲酸酯,與分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物進行反應而獲得的聚胺基甲酸酯樹脂。視目的,作為二醇成分,亦可添加重量平均分子量300以下的低分子二醇、重量平均分子量500以上的高分子二醇作為共聚合成分。
藉由使用上述聚胺基甲酸酯樹脂,與無機填充劑的穩定分散性以及耐龜裂性及耐衝擊性優異,因此耐熱性、耐濕熱性、密著性、機械特性、電氣特性提高。
另外,上述聚胺基甲酸酯樹脂是以可具有取代基的二價脂肪族以及芳香族烴的二異氰酸酯、與經由C原子及N原子中任一者而具有COOH基及2個OH基的含羧酸的二醇為必需成分的反應物,亦可為使所得的反應物、與經由-COO-鍵而在分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物進行反應而獲得者。
另外,上述聚胺基甲酸酯樹脂是以下述通式(I)所示的二異氰酸酯與選自下述通式(II-1)~通式(II-3)所示的含羧酸基的二醇中的至少1種作為必需成分,與視目的而選自下述通式(III-1)~通式(III-5)所示的重量平均分子量在80~8,000、較佳為80~3,000的範圍內的高分子二醇中的至少1種的反應物,亦可為使所得的反應物、與下述通式(IV-1)~通式(IV-16)所示的分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物進行反應而獲得者。
OCN-R1-NCO 通式(I)
其中,上述通式(I)中,R1表示可具有取代基(例如
較佳為烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、鹵素原子中的任一者)的二價脂肪族或者芳香族烴。視需要,上述R1可具有不與異氰酸酯基反應的其他官能基,例如酯基、胺基甲酸酯基、醯胺基、脲基中的任一者。
上述通式(II-1)中,R2表示氫原子、可具有取代基(例如包含:氰基、硝基、鹵素原子(-F、-Cl、-Br、-I)、-CONH2、-COOR6、-OR6、-NHCONHR6、-NHCOOR6、-NHCOR6、-OCONHR6、-CONHR6(此處,R6表示碳數1~10的烷基、碳數7~15的芳烷基中的任一者)等各基團)的烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、或者芳氧基。該些基團中,較佳為氫原子、碳數1個~3個的烷基、碳數6個~15個的芳基。
上述通式(II-1)及通式(II-2)中,R3、R4及R5可分別相同亦可不同,表示單鍵、可具有取代基(例如較佳為烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、鹵代基的各基團)的二價脂肪族或者芳香族烴。該些基團中,較佳為碳數1個~20個的伸烷基、碳數6個~15個的伸芳基,尤佳為碳數1個~8個的伸烷基。另外,視需要,上述R3、R4及R5中可具有不與異氰酸酯基反應的其他官能基,例如羰基、酯基、胺基甲酸酯基、醯胺基、脲基、醚基中的任一者。此外,亦可由上述R2、R3、R4及R5中的2個或3個形成環。Ar表示可具有取代基的三價芳香族烴,較佳為碳數6個~15個的芳香族基。
其中,上述通式(III-1)~通式(III-3)中,R7、R8、R9、R10及R11可分別相同,亦可不同,表示二價脂肪族或者芳香族烴。上述R7、R9、R10及R11分別表示碳數2個~20個的伸烷基或者碳數6個~15個的伸芳基,更佳為碳數2個~10個的伸烷基或者碳數6個~10個的伸芳基。上述R8表示碳數1個~20個的伸烷基或者碳數6個~15個的伸芳基,更佳為碳數1個~10個的伸烷基或者碳數6個~10個的伸芳基。另外,上述R7、R8、R9、R10及R11中可具有不與異氰酸酯基反應的其他官能基,例如醚基、羰基、
酯基、氰基、烯烴基、胺基甲酸酯基、醯胺基、脲基、或者鹵素原子等。上述通式(III-4)中,R12表示氫原子、烷基、芳基、芳烷基、氰基或者鹵素原子。較佳為氫原子、碳數1個~10個的烷基、碳數6個~15個的芳基、碳數7個~15個的芳烷基、氰基或者鹵素原子,更佳為氫原子、碳數1個~6個的烷基以及碳數6個~10個的芳基。另外,上述R12中可具有不與異氰酸酯基反應的其他官能基,例如烷氧基、羰基、烯烴基、酯基或者鹵素原子等。
上述通式(III-5)中,R13表示芳基或者氰基,較佳為碳數6個~10個的芳基或者氰基。上述通式(III-4)中,m表示2~4的整數。上述通式(III-1)~通式(III-5)中,n1、n2、n3、n4及n5分別表示2以上的整數,較佳為2~100的整數。上述通式(III-5)中,n6表示0或2以上的整數,較佳為0或2~100的整數。
其中,上述通式(IV-1)~通式(IV-16)中,R14表
示氫原子或者甲基,R15表示碳數1~10的伸烷基,R16表示碳數1~10的烴基。p表示0或1~10的整數。
另外,上述聚胺基甲酸酯樹脂亦可進而使不含羧酸基的低分子量二醇作為第5成分來進行共聚合,該低分子量二醇是由上述通式(III-1)~通式(III-5)所表示且重量平均分子量為500以下者。該不含羧酸基的低分子量二醇可在只要不會使鹼溶解性下降,並且硬化膜的彈性模數可保持充分低的範圍內添加。
上述聚胺基甲酸酯樹脂特佳為以如下方式獲得的酸值為20 mgKOH/g~120 mgKOH/g的鹼可溶性光交聯性聚胺基甲酸酯樹脂:以上述通式(I)所示的二異氰酸酯、及選自上述通式(II-1)~通式(II-3)所示的含羧酸基的二醇中的至少1種為必需成分,視目的與選自上述通式(III-1)~通式(III-5)所示的重量平均分子量在800~3,000的範圍內的高分子二醇中的至少1種、上述通式(III-1)~通式(III-5)所示的重量平均分子量為500以下的不含羧酸基的低分子量二醇形成反應物,進而使通式(IV-1)~通式(IV-16)中任一者所示的分子中具有1個環氧基及至少1個(甲基)丙烯醯基的化合物與上述反應物進行反應。
上述聚胺基甲酸酯樹脂是藉由在非質子性溶劑中添加活性符合各自反應性的公知觸媒,對上述二異氰酸酯化合物以及二醇化合物進行加熱而合成。用於合成的二異氰酸酯以及二醇化合物的莫耳比(Ma:Mb)並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為1:1~1.2:1,藉由利用醇
類或者胺類等進行處理,以最終不殘存異氰酸酯基的形式合成分子量或黏度的所需物性的產物。
上述聚胺基甲酸酯樹脂中的乙烯性不飽和鍵的導入量並無特別限制,可視目的來適當選擇,乙烯性不飽和基當量較佳為0.05 mmol/g~3.0 mmol/g,更佳為0.5 mmol/g~2.7 mmol/g,特佳為0.75 mmol/g~2.5 mmol/g。進而,上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂中,較佳為羧基與上述乙烯性不飽和鍵基一起導入至側鏈中。上述酸值較佳為20 mgKOH/g~120 mgKOH/g,更佳為30 mgKOH/g~110 mgKOH/g,特佳為35 mgKOH/g~100 mgKOH/g。
上述側鏈上具有乙烯性不飽和鍵的聚胺基甲酸酯樹脂的分子量並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為以重量平均分子量計為3,000~60,000,更佳為3,000~50,000,特佳為4,000~30,000。尤其在將上述組成物用於感光性阻焊劑的情況下,與無機填充劑的分散性優異,耐龜裂性及耐熱性亦優異,利用鹼性顯影液的非畫像部的顯影性優異。
-使含羧基的聚胺基甲酸酯與分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物進行反應而獲得的聚胺基甲酸酯樹脂的合成法-
作為上述聚胺基甲酸酯樹脂的合成方法,可藉由在非質子性溶劑中添加活性符合各自反應性的公知觸媒,對上述二異氰酸酯化合物以及二醇化合物進行加熱而合成。所
使用的二異氰酸酯以及二醇化合物的莫耳比較佳為0.8:1~1.2:1,在聚合物末端殘存異氰酸酯基的情況下,藉由利用醇類或者胺類等進行處理,而以最絡不殘存異氰酸酯基的形式合成聚胺基甲酸酯樹脂。
--二異氰酸酯--
上述通式(I)所示的二異氰酸酯化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0021]中記載的化合物等。
--高分子量二醇--
上述通式(III-1)~通式(III-5)所示的高分子量二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0022]~[0046]中記載的化合物等。
--含羧酸基的二醇--
另外,上述通式(II-1)~通式(II-3)所表示的具有羧基的二醇化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0047]中記載的化合物等。
--不含羧酸基的低分子量二醇--
上述不含羧酸基的低分子量二醇並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0048]中記載的化合物等。
上述不含羧酸基的二醇的共聚合量較佳為低分子量二醇中的95莫耳%以下,更佳為80莫耳%以下,特佳為50
莫耳%以下。若上述共聚合量超過95莫耳%,則存在無法獲得顯影性良好的胺基甲酸酯樹脂的情況。
作為上述(ii)使含羧基的聚胺基甲酸酯與分子中具有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物進行反應而獲得的聚胺基甲酸酯樹脂的具體例,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0314]~[0315]中所示的U1~U4、U6~U11的聚合物中,將作為含有環氧基及乙烯性不飽和基的化合物的丙烯酸環氧丙酯,替代為甲基丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸3,4-環氧環己酯(商品名:Cyclomer A400,Daicel化學公司製造)、甲基丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(商品名:Cyclomer M400(Daicel化學公司製造))的聚合物等。
--酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂的含量--
上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂在上述二氧化矽分散組成物中的含量並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為5質量%~80質量%,更佳為10質量%~75質量%,特佳為15質量%~70質量%。
若上述含量小於5質量%,則存在耐龜裂性無法保持良好的情況,若超過80質量%,則存在導致耐熱性破壞的情況。另一方面,若上述含量在上述特佳的範圍內,則在兼具良好的耐龜裂性與耐熱性的方面有利。
上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂的重量平均分子量並無特別限制,可視目的來適當選擇,較
佳為3,000~60,000,更佳為3,000~50,000,特佳為4,000~30,000。若上述重量平均分子量小於3,000,則存在無法獲得硬化膜在高溫時的充分的低彈性模數的情況,若超過60,000,則存在塗佈適應性以及顯影性惡化的情況。
此處,上述重量平均分子量例如可使用高效凝膠滲透層析(gel permeation chromatography,GPC)裝置(東洋曹達公司製造,HLC-802A),將0.5質量%的THF溶液作為試料溶液,管柱是使用1根TSKgel HZM-M,注入200 μL的試料,以上述THF溶液進行溶離,在25℃下利用折射率檢測器或者紫外線(ultraviolet,UV)檢測器(檢測波長254 nm)來測定。繼而,根據以標準聚苯乙烯進行校正的分子量分布曲線來求出重量平均分子量。
上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂的酸值並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為20 mgKOH/g~120 mgKOH/g,更佳為30 mgKOH/g~110 mgKOH/g,特佳為35 mgKOH/g~100 mgKOH/g。若上述酸值小於20 mgKOH/g,則存在顯影性變得不充分的情況,若超過120 mgKOH/g,則存在由於顯影速度過高而變得難以控制顯影的情況。
此處,上述酸值例如可依據JIS K0070來測定。其中,在樣品不溶解的情況下,使用二噁烷或者四氫呋喃等作為溶劑。
上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂的乙烯性不飽和基當量並無特別限制,可視目的來適當選
擇,較佳為0.05 mmol/g~3.0 mmol/g,更佳為0.5 mmol/g~2.7 mmol/g,特佳為0.75 mmol/g~2.5 mmol/g。若上述乙烯性不飽和基當量小於0.05 mmol/g,則存在硬化膜的耐熱性差的情況。
此處,上述乙烯性不飽和基當量(代表性而言為乙烯基當量)例如可藉由測定溴值來求出。此外,上述溴值例如可依據JIS K2605來測定。上述乙烯性不飽和基當量是由以溴值獲得的相對於所測定的樹脂100 g而加成的溴(Br2)的克數(gBr2/100 g),轉換為每1 g樹脂的所加成的溴(Br2)的莫耳數而得的值。
-含不飽和基的聚羧酸樹脂-
上述含不飽和基的聚羧酸樹脂並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利第2877659號公報中記載的樹脂等。
-酸改質含乙烯性不飽和基的環氧樹脂-
上述酸改質含乙烯性不飽和基的環氧樹脂並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利第4127010號公報(日本專利特開2004-133060號公報)中記載的環氧樹脂等。
-含有不飽和基及羧基的樹脂-
上述含有不飽和基及羧基的樹脂並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:國際公開第2004/034147號小冊子中記載的含有不飽和基及羧基的樹脂等。
-聚醯亞胺前驅物-
上述聚醯亞胺前驅物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2010-6946號公報中記載的聚醯亞胺前驅物等。
〈聚合性化合物〉
本發明的組成物較佳為含有聚合性化合物。
聚合性化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為分子中具有至少1個可加成聚合的基團,且沸點在常壓下為100℃以上的化合物,例如適宜列舉選自具有(甲基)丙烯醯基的單體中的至少1種。此外,該聚合性化合物較佳為與先前所說明的黏合劑樹脂不同的化合物,例如分子量為1000以下的單體或者寡聚物,較佳為單體。
上述具有(甲基)丙烯醯基的單體並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等單官能丙烯酸酯;單官能甲基丙烯酸酯;使環氧乙烷、環氧丙烷與以下的多官能醇進行加成反應後進行(甲基)丙烯酸酯化而得的單體:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙基)醚、異三聚氰酸三(丙烯醯氧基乙基)酯、三聚氰酸三(丙烯醯氧基乙基)酯、甘油三(甲基)
丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷、甘油、雙酚等;日本專利特公昭48-41708號公報、日本專利特公昭50-6034號公報、日本專利特開昭51-37193號公報等各公報中記載的胺基甲酸酯丙烯酸酯類;日本專利特開昭48-64183號公報、日本專利特公昭49-43191號公報、日本專利特公昭52-30490號公報等各公報中記載的聚酯丙烯酸酯類;作為環氧樹脂與(甲基)丙烯酸的反應產物的環氧丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯等。該些單體可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些單體中,特佳為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯。
聚合性化合物特佳為具有2個以上丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基的化合物或如三環癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯般具有脂環的化合物。
上述聚合性化合物在上述二氧化矽分散組成物中的含量並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為2質量%~50質量%,更佳為3質量%~40質量%,特佳為4質量%~35質量%。
若上述含量小於2質量%,則存在無法形成圖案的情況,若超過50質量%,則存在耐龜裂性差的情況。另一方面,若上述含量在上述特佳的範圍內,則在可兼具良好的圖案形成與耐龜裂性的方面有利。
〈光聚合起始劑〉
本發明中使用的組成物較佳為含有光聚合起始劑。
光聚合起始劑只要具有引發上述聚合性化合物的聚合的能力,則並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:鹵化烴衍生物(例如具有三嗪骨架的化合物、具有噁二唑骨架的化合物)、氧化膦、六芳基聯咪唑、肟衍生物、有機過氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚等。
上述具有三嗪骨架的鹵化烴化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:若林等人著的Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)中記載的化合物、英國專利1388492號說明書中記載的化合物、日本專利特開昭53-133428號公報中記載的化合物、德國專利3337024號說明書中記載的化合物、F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.,29,1527(1964)中記載的化合物、日本專利特開昭62-58241號公報中記載的化合物、日本專利特開平5-281728號公報中記載的化合物、日本專利特開平5-34920號公報中記載的化合物等,上述具有噁二唑骨架的鹵化烴化合物例如可列舉美國專利第4212976號說明書中記載的化合物等。
上述肟衍生物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0085]中記載的化合物等。
上述酮化合物並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0087]
中記載的化合物等。
另外,上述以外的光聚合起始劑並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0086]中記載的化合物等。
另外,出於調整後述對感光層的曝光中的曝光感度以及感光波長的目的,除了上述光聚合起始劑以外,可添加增感劑。
上述增感劑可根據後述作為光照射裝置的可見光線、紫外光雷射、可見光雷射等來適當選擇。
上述增感劑藉由活性能量線而成為激發狀態,可藉由與其他物質(例如自由基產生劑、酸產生劑等)相互作用(例如能量轉移、電子轉移等)而產生自由基、酸等的有用基。
上述增感劑並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2007-2030號公報的段落[0089]中記載的化合物等。
上述光聚合起始劑與上述增感劑的組合並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:日本專利特開2001-305734號公報中記載的電子轉移型起始系[(1)電子供予型起始劑以及增感色素,(2)電子接收型起始劑以及增感色素,(3)電子供予型起始劑、增感色素以及電子接收型起始劑(三元起始系)]等組合。
上述增感劑的含量並無特別限制,可視目的來適當選擇,相對於上述二氧化矽分散組成物中的總成分,較佳為
0.05質量%~30質量%,更佳為0.1質量%~20質量%,特佳為0.2質量%~10質量%。若上述含量小於0.05質量%,則存在對活性能量線的感度下降,曝光製程花費時間,生產性下降的情況;若超過30質量%,則存在保存時上述增感劑從上述感光層中析出的情況。
上述光聚合起始劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述光聚合起始劑的特佳例子可列舉:氧化膦類、上述α-胺基烷基酮類、將上述具有三嗪骨架的鹵化烴化合物與後述作為增感劑的胺化合物組合而成的複合光起始劑、六芳基聯咪唑化合物、或者二茂鈦等。
上述光聚合起始劑在上述二氧化矽分散組成物中的含量並無特別限制,可視目的來適當選擇,較佳為0.5質量%~20質量%,更佳為0.5質量%~15質量%,特佳為1質量%~10質量%。
若上述含量小於0.5質量%,則存在曝光部在顯影中溶出的傾向,若超過20質量%,則存在耐熱性下降的情況。另一方面,若上述含量在上述特佳的範圍內,則在可形成良好的圖案、耐熱性亦變得良好的方面有利。
〈其他成分〉
本發明中使用的組成物亦可包含其他成分。
此種成分並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:熱塑性彈性體、填料、熱硬化促進劑、熱聚合抑制劑、塑化劑、著色劑(著色顏料或者染料)等;進而亦
可併用對基材表面的密著促進劑、或者其他助劑類(例如導電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、調平劑、剝離促進劑、抗氧化劑、香料、表面張力調整劑、鏈轉移劑等)。
藉由適當含有該些成分,可調整作為目標的感光性膜的穩定性、拍攝性、膜物性等性質。
上述熱塑性彈性體並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:苯乙烯系彈性體、烯烴系彈性體、胺基甲酸酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、丙烯酸系彈性體、以及矽酮系彈性體等。
該些彈性體包含硬鏈段成分及軟鏈段成分,通常前者有助於耐熱性、強度,後者有助於柔軟性、強韌性。
上述熱塑性彈性體記載於日本專利特開2007-199532號公報的段落[0197]~[0207]中。
上述填料例如詳細記載於日本專利特開2008-250074號公報的段落[0098]~[0099]中。
上述熱聚合抑制劑例如詳細記載於日本專利特開2008-250074號公報的段落[0101]~[0102]中。
上述熱硬化促進劑例如詳細記載於日本專利特開2008-250074號公報的段落[0093]中。
上述塑化劑例如詳細記載於日本專利特開2008-250074號公報的段落[0103]~[0104]中。
上述著色劑例如詳細記載於日本專利特開2008-250074號公報的段落[0105]~[0106]中。
上述密著促進劑例如詳細記載於日本專利特開
2008-250074號公報的段落[0107]~[0109]中。
(感光性膜)
本發明中使用的組成物藉由在形成有導體配線的基板上塗佈乾燥,亦可作為液狀抗蝕劑來使用,尤其可用於製造感光性膜。
上述感光性膜至少具有支持體及感光層,較佳為具有保護膜,進而視需要具有緩衝層、氧阻隔層(以下省略為PC層)等其他層。
上述感光性膜的形態並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉:在上述支持體上依次具有上述感光層、以及上述保護膜的形態;在上述支持體上依次具有上述PC層、上述感光性層、以及上述保護膜的形態;在上述支持體上依次具有上述緩衝層、上述PC層、上述感光層、以及上述保護膜的形態等。此外,上述感光層可為單層,亦可為多層。
〈感光層〉
上述感光層是由本發明的上述二氧化矽分散組成物形成。
上述感光層的70℃下的熔融黏度較佳為1.4×103 Pa.s以下,更佳為1.0×103 Pa.s以下,尤佳為6.0×102 Pa.s以下。
若上述感光層的70℃下的熔融黏度超過1.4×103 Pa.s,則存在埋入性惡化的情況,若上述70℃下的熔融黏度在更佳的範圍內,則在獲得充分的埋入性的方面有利。
上述感光層的30℃下的熔融黏度較佳為1.0×104 Pa.s
以上,更佳為1.3×104 Pa.s以上,尤佳為3.0×104 Pa.s以上。
若上述感光層的30℃下的熔融黏度小於1.0×104 Pa.s,則存在邊緣融合惡化的情況,若上述30℃下的熔融黏度在更佳的範圍內,則在可兼具埋入性與邊緣融合的方面有利。
此處,上述感光層的熔融黏度的測定例如可使用流變儀.VAR-1000型(Rheological股份有限公司製造)、Baiburon.DD-III型(Toyo Baldwin股份有限公司製造)等熔融黏度測定裝置來測定。詳細情況如日本專利特開2007-2030號公報的段落「0115」~段落「0127」中所記載。
〈永久圖案以及永久圖案形成方法〉
本發明中使用的永久圖案是利用上述永久圖案形成方法而獲得。
上述永久圖案記載於日本專利特開2007-2030號公報的段落[0128]~[0283]中。
〈印刷基板〉
本發明中使用的印刷基板至少具有基體、及利用上述永久圖案形成方法而形成的永久圖案,進而具有視需要而適當選擇的其他構成。
其他構成並無特別限制,可視目的來適當選擇,例如可列舉在上述基體與上述永久圖案間進而設置有絕緣層的增層基板等。
以下,對本發明的實例進行說明,但本發明不受該些實例的任何限定。
-聚胺基甲酸酯黏合劑的合成-
合成下述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂。
〈酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU1的合成與樹脂溶液的調整〉
在具備冷凝器、以及攪拌機的1 L三口圓底燒瓶中,將2,2-雙(羥甲基)丁酸(DMBA)9.6 g、甘油單甲基丙烯酸酯(GLM)29.6、蘋果酸4.0 g溶解於環己酮76 g中。向其中與環己酮77 g一起添加4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)50.1 g、六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)8.4 g、2,6-二-第三丁基羥基甲苯0.3 g、以及作為觸媒的商品名:Neostann U-600(日東化成公司製造,無機鉍)0.3 g,在75℃下加熱攪拌5小時。
酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU1的重量平均分子量為12000。固體成分的酸值為68.9 mmol/g,固體成分的乙烯性不飽和基當量為1.82。
〈酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU2的合成與樹脂溶液的調整〉
在上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU1的合成中,使用2,2-雙(羥甲基)丁酸(DMBA)、甘油單甲基丙烯酸酯(GLM)、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HMDI),去除蘋果酸,且改變該些成分的添加量,藉此以與上述酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU1相同的方式合成改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU2。
酸改質含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂PU2的重量平均分子量為13000,固體成分的酸值為63.3
mmol/g,固體成分的乙烯性不飽和基當量為1.46。
-丙烯酸樹脂分散劑的合成-
〈巨單體的合成〉
將ε-己內酯250 g、2-乙基己醇14.3 g、單丁基氧化錫0.125 g加入至500 mL的三口圓底燒瓶中,在90℃下攪拌4小時,接著在110℃下攪拌4小時,然後將溫度降低至80℃,加入昭和電工(股)性MOI 17.3 g、2,6-二-第三丁基羥基甲苯0.07 g,攪拌2小時。以環己酮650 g加以稀釋,獲得聚酯巨單體。巨單體的分子量為Mn3100。
〈分散劑P-4的合成〉
向三口燒瓶中加入環己酮36 g後,在80℃、氮氣流下花1個半小時滴下將甲基丙烯酸2-(二甲基胺基)乙酯21.6 g、甲基丙烯酸8.0 g、甲基丙烯酸甲酯17.6 g、巨單體溶液109 g、2,2'-偶氮雙(異丁酸)二甲酯1.28 g、3-巰基丙酸2-乙基己酯3.2 g混合而成的溶液,攪拌3小時後,添加環己酮200 g,獲得分散劑溶液P-4。
分散劑溶液P-4中的例示聚合物P-4的固體成分濃度為20%。
〈分散劑P-11的合成〉
向三口燒瓶中加入環己酮36 g後,在80℃、氮氣流下花1個半小時滴下將甲基丙烯酸2-(二甲基胺基)乙酯30.4 g、甲基丙烯酸8.0 g、甲基丙烯酸甲酯8.8 g、東亞合成(股)製造的巨單體AS-6 32.8 g、2,2'-偶氮雙(異丁酸)二甲酯1.28 g、3-巰基丙酸2-乙基己酯3.2 g、環己酮78 g
混合而成的溶液,攪拌3小時後,添加環己酮200 g,獲得分散劑溶液P-11。
分散劑溶液P-11中的例示聚合物P-11的固體成分濃度為20%。
例示聚合物P-5、例示聚合物P-6以及例示聚合物P-7亦利用與上述相同的方法來合成。分散溶液中的該些聚合物的固體成分濃度為20%。
〈彈性體E-1的合成〉
使對苯二甲酸二甲酯699質量份、間苯二甲酸二甲酯524質量份、己二酸二甲酯226質量份、癸二酸二甲酯553質量份、2,2-二甲基丙二醇417質量份、丁二醇324質量份、乙二醇769質量份、作為抗氧化劑的Irganox1330(Ciba Japan股份有限公司製造)2質量份、以及鈦酸四丁酯0.9質量份在反應器內混合,在攪拌狀態下花2小時從室溫升溫至260℃,然後在260℃下加熱1小時而進行酯交換反應。繼而,在使反應器內緩緩減壓的同時升溫,花30分鐘達到245℃、0.5 torr~2 torr,來進行初始聚縮合反應。進而,在245℃、0.5 torr~2 torr的狀態下進行4小時聚合反應後,一邊導入乾燥氮一邊花30分鐘恢復至常壓,將聚酯取出為顆粒狀,獲得聚酯樹脂E-1。以達到60質量%的固體成分濃度的方式利用丙二醇單甲醚乙酸酯將所得的聚酯樹脂E-1稀釋溶解,獲得聚酯樹脂E-1溶液。
所得聚酯樹脂E-1的利用凝膠滲透層析法測定的重量平均分子量(聚苯乙烯標準)為3.4萬。
〈胺值的測定方法〉
量取各二氧化矽分散劑0.7 g於100 mL燒杯中,添加乙酸60 mL,進行攪拌而使其溶解。將測定溫度調整為25℃後,使用0.1 N過氯酸乙酸作為滴定試劑,利用滴定裝置進行滴定來測定胺值。
〈酸值的測定〉
量取各二氧化矽分散劑0.7 g於100 mL燒杯中,添加THF/水=5/1(體積比)的溶液60 mL,進行攪拌而使其溶解。將測定溫度調整為25℃後,使用0.1 N的NaOH水溶液作為滴定試劑,利用滴定裝置進行滴定來測定酸值。
-二氧化矽分散組成物溶液的組成-
-感光性膜的製造-
在作為支持體的厚度為16 μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜(Toray股份有限公司製造,16FB50)上,塗佈包含上述組成的二氧化矽分散組成物溶液,使其乾燥,在上述支持體上形成厚度為30 μm的感光層。在上述感光層上積層厚度為20 μm的聚丙烯膜(王子特殊紙股份有限公司製造,Alphan E-200)作為保護層,製造感光性膜。
-對基體的積層-
作為上述基體,對覆銅積層板(無通孔,銅厚度為12 μm)的表面實施化學研磨處理來製備。在該覆銅積層板上,一邊以上述感光性膜的感光層與上述覆銅積層板接觸
的方式剝離上述感光性膜中的保護膜,一邊使用真空層壓機(Nichigo-Morton股份有限公司製造,VP130)進行積層,製備上述覆銅積層板、上述感光層、及上述聚對苯二甲酸乙二酯膜(支持體)依此順序積層而成的積層體。
壓著條件為:真空牽引的時間為40秒,壓接溫度為70℃,壓接壓力為0.2 MPa,加壓時間為10秒。
對於所得的各感光性膜以及積層體,以如下所述的方式進行熔融黏度、埋入性、顯影性(未曝光部)、絕緣性、以及耐熱衝擊性(溫度循環試驗,Temperture Cycling Test,TCT)的評價。將結果示於下述表1中。
〈熔融黏度的測定〉
此處,對於各感光性膜,使用流變儀.VAR-1000型(Rheological股份有限公司製造),利用下述條件進行熔融黏度的測定。
-熔融黏度的測定條件-
使用直徑為20 mm的盤,在應變0.005、頻率1 Hz下測定熔融黏彈性。將溫度範圍設為25℃~85℃,以5℃/min的升溫速度進行測定。此外,表1中的熔融黏度表示70℃下的值。
〈埋入性的評價〉
對於L/S(線/間距)=50 μm/50 μm的配線圖案間的感光層的埋入狀態,使用光學顯微鏡,以50倍~200倍的倍率進行觀察,基於下述基準進行評價。
[評價基準]
A:感光性膜埋入上述圖案電路與基礎膜的階差,在上述感光性膜與上述帶有電路的覆銅積層板之間未產生間隙的情況。
B:在上述感光性膜與上述帶有電路的覆銅積層板之間產生間隙的情況,或者在圖案電路與感光性積層體之間產生氣泡等的情況。
C:熔融黏度過高而無法層壓的情況
〈顯影性的評價〉
將上述感光性積層體在室溫(23℃)、55%RH下靜置10分鐘。從所得的感光性積層體的聚對苯二甲酸乙二酯膜(支持體)上,使用電路基板用曝光機EXM-1172(ORC製作所製造),隔著具有直徑的寬度為50 μm~200 μm的圓孔圖案的光罩,以40 mJ/cm2進行曝光。
此時的曝光量是為了使上述感度的評價中的上述感光性膜的感光層硬化而必需的光能量的量。在室溫下靜置10分鐘後,從上述感光性積層體上剝取聚對苯二甲酸乙二酯膜(支持體)。
在覆銅積層板上的感光層的整個面上,以噴射壓0.15 MPa將30℃的1質量%碳酸鈉水溶液作為上述顯影液來噴射上述最短顯影時間的2倍時間,將未硬化區域溶解去除。
利用光學顯微鏡來觀察以上述方式獲得的帶有硬化樹脂圖案的覆銅積層板的表面,測定在圖案的圓孔底部無殘渣,無圖案部的捲曲、剝離等異常,且可形成間距的最小的圓孔圖案寬度,將其作為解析度,以下述基準進行評價。
該解析度是數值越小越良好。
[顯影性的評價基準]
顯影時間:以目視評價最短顯影時間。
關於殘渣,以如下基準進行評價。
A:無殘渣。
B:在若干壁及底面看到殘渣。
C:明確地看到殘渣。
〈絕緣性(HAST)〉
對將12 μm厚的銅箔積層於玻璃環氧基材上而成的印刷基板的銅箔實施蝕刻,線寬/間距寬為50 μm/50 μm,獲得彼此的線不接觸而相互對向的同一面上的梳形電極。利用常法在該基板的梳形電極上形成阻焊劑層,以最佳曝光量(40 mJ/cm2)進行曝光。繼而,在常溫下靜置1小時後,利用30℃的1質量%碳酸鈉水溶液進行20秒噴射顯影。繼而,使用ORC製作所製造的紫外線照射裝置,以1 J/cm2的能量的量對感光層進行紫外線照射。進而對感光層在150℃下進行60分鐘加熱處理,藉此獲得形成有阻焊劑的評價用基板。
以對加熱後的評價用積層體的梳形電極間施加電壓的方式,利用Sn/Pb焊料將聚四氟乙烯製的屏蔽電纜連接於該些梳形電極後,在對評價用積層體施加50 V電壓的狀態下,將該評價用積層體在130℃、85%RH的超加速高溫高濕壽命試驗(Highly Accelerated Stress Test,HAST)槽內靜置200小時。利用100倍的金屬顯微鏡來觀察其後的評
價用積層體的阻焊劑的遷移的產生程度。
[評價基準]
A:無法確認遷移的產生,絕緣性優異。
B:確認到遷移的產生,絕緣性稍差。
C:電極間短路,絕緣性差。
〈耐熱衝擊性(耐龜裂性)(TCT)〉
作為可靠性試驗項目,藉由溫度循環試驗(TCT)來評價龜裂以及剝離等外觀。TCT是使用氣相冷熱試驗機,將電子零件模組在溫度為-55℃及125℃的氣相中各放置30分鐘,將其作為1個循環,以1,000個循環及1,500個循環的條件進行,以如下基準評價耐熱衝擊性。
[評價基準]
A:無龜裂產生。
B:有淺的龜裂產生。
C:有深的龜裂產生。
實例1中,如下述表1所示,將二氧化矽分散劑P-11分別替代為本發明的二氧化矽分散劑P-4~二氧化矽分散劑P-7、比較的二氧化矽分散劑P-a、二氧化矽分散劑P-b,在實例6中將黏合劑替代為PU2,在實例7中將二氧化矽含率替代為16%,除此以外,以與實例1相同的方式,製造下述表1的組合的實例2~實例7以及比較例1~比較例3的感光性膜、積層體、以及永久圖案。
對於所得的各感光性膜以及積層體,以與實例1相同
的方式,進行熔融黏度、埋入性、顯影性(未曝光部)、絕緣性、以及耐熱衝擊性(TCT)的評價。將結果示於表1中。
酸值的1 mmol/g為56.11 KOHmg/g。
另外,比較的分散劑P-a以及分散劑P-b為以下的結構,均使用分散劑的固體成分濃度為20%的環己酮溶液。此外,下文中,數值為質量%,x表示聚合度,為1~50。
如上述表1所明示,可知:本發明的分散劑表現出優異的分散性,其結果為,可利用本發明的分散劑來穩定且高密度地分散二氧化矽微粒子,使用包含該分散劑的組成物而獲得的感光性膜的熔融黏度不會增大,表現出作為阻焊劑之類的感光性膜的埋入性、顯影性、絕緣性以及耐熱衝擊性(TCT)優異的性能。
雖已對本發明與其實施態樣一起進行了說明,但我們認為:只要未特別指定,則不會在說明的哪一細節中限定我們的發明,可在不違反隨附的申請專利範圍所示的發明精神與範圍的情況下進行廣泛解釋。
本申請案主張於2011年6月9日向日本提出專利申請的日本專利特願2011-129644的優先權,在此將其作為參
照,將其內容作為本說明書的記載的一部分來併入。
Claims (15)
- 一種組成物,其特徵在於:含有至少1種丙烯酸樹脂及二氧化矽微粒子,並且上述丙烯酸樹脂具有三級胺基,且胺值為1.1 mmol/g以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂在該樹脂的側鏈或者主鏈末端具有接枝鏈。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂更具有酸性基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂更具有羧基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述丙烯酸樹脂的酸值為0.3 mmol/g以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述二氧化矽微粒子的平均粒徑(d50)為0.02 μm~3.0 μm。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中含有熱交聯劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中含有黏合劑、聚合性化合物以及光聚合起始劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述組成物用於阻焊劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述組成物含有酸改質的含乙烯性不飽和基的樹脂作為黏合劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之組成物,其中上述組成物含有酸改質的含乙烯性不飽和基的聚胺基甲酸酯樹脂作為黏合劑。
- 一種感光性膜,其特徵在於:在支持體上具有包含如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之組成物的感光層。
- 一種感光性積層體,其特徵在於:在基體上具有包含如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之組成物的感光層。
- 一種永久圖案形成方法,其特徵在於:至少包括對利用如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之組成物而形成的感光層進行曝光的步驟。
- 一種印刷基板,其特徵在於:利用如申請專利範圍第14項所述之永久圖案形成方法而形成。
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