WO2012023164A1 - アルカリ現像型感光性樹脂組成物 - Google Patents

アルカリ現像型感光性樹脂組成物 Download PDF

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WO2012023164A1
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photosensitive resin
developable photosensitive
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加藤 賢治
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太陽油墨(蘇州)有限公司
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Definitions

  • the present invention relates to an alkali-developable photosensitive resin composition suitable for the formation of a solder resist or the like of a printed wiring board and a cured product thereof, and more specifically, it has excellent dryness to touch of a dry coating film and excellent storage stability and
  • the present invention relates to an alkali-developable photosensitive resin composition capable of forming a pattern of a cured coating film having a low content of harmful substances that adversely affect the human body, a cured product thereof, and a printed wiring board obtained using the same.
  • a liquid development type solder resist that undergoes final curing (main curing) is used.
  • an alkali development type liquid solder resist using a dilute alkaline aqueous solution as a developing solution is mainly used.
  • a polybasic acid anhydride is used as a reaction product of a novolak type epoxy compound and an unsaturated monocarboxylic acid as described in Patent Document 1.
  • a liquid resist ink composition comprising an active energy ray-curable resin to which is added, a photopolymerization initiator, an organic solvent, and an epoxy compound is widely used.
  • the alkali development type resist ink composition having the above composition is a coating process applied on a printed wiring board, a drying process for volatilizing an organic solvent to enable contact exposure, an exposure process for contact exposure of a dried coating film, and a desired one.
  • a cured coating film having excellent resistance to gold plating and electrical insulation can be obtained.
  • Each process has a great role. If even one of the processes is out of the proper specifications for the solder resist, the obtained coating film cannot obtain sufficient characteristics.
  • a tool called a photomask in which a predetermined pattern is drawn on a polyethylene terephthalate (PET) film or glass is generally placed on the coating after drying, and the photomask is misaligned or exposed to light during exposure.
  • PET polyethylene terephthalate
  • exposure is performed while reducing the exposure environment and pressing the dried coating film and the photomask together.
  • One of the problems at the time of exposure is sticking to a dry coating film when the photomask is peeled off after completion of exposure. The reason for this sticking is considered to be that the dry touch (stickiness) of the dried coating film is poor.
  • the present invention forms a pattern of a cured coating film having excellent dryness to touch of the dried coating film, good storage stability, and low content of harmful substances that adversely affect the human body.
  • An object of the present invention is to provide an alkali-developable photosensitive resin composition and a cured product thereof.
  • the present inventor as an organic solvent responsible for dissolving and diluting the synthetic resin in the alkali development type photosensitive resin composition, has a naphthalene content below a certain value. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using a reduced petroleum-based aromatic solvent, and the present invention has been achieved.
  • the present invention includes (A) a carboxyl group-containing resin, (B) a photopolymerization initiator, (C) a compound having two or more ethylenically unsaturated groups in the molecule, (D) a filler, and (E) An alkali-developable photosensitive resin composition comprising an alkali-developable resin composition containing a petroleum aromatic solvent, wherein the naphthalene content of the composition is 300 ppm or less.
  • the present invention also provides an alkali-developable photosensitive resin composition characterized in that the naphthalene content of the (E) petroleum aromatic solvent is 500 ppm or less.
  • the present invention provides the above-mentioned (E) petroleum-based aromatic solvent comprising 1,2,4-trimethylbenzene, 1,2,3-trimethylbenzene, an aromatic component having 10 carbon atoms, 1,3,3,
  • An alkali development type photosensitive resin composition comprising 5-trimethylbenzene, benzene, toluene and xylene is provided.
  • the (E) petroleum-based aromatic solvent has a content of 1,2,4-trimethylbenzene and 1,2,3-trimethylbenzene of 10 to 30% by volume, and has 10 carbon atoms.
  • the content of the group is 60% by volume or more, the content of 1,3,5-trimethylbenzene is less than 1% by volume, and the content of benzene, toluene and xylene is less than 0.01% by volume.
  • An alkali-developable photosensitive resin composition is provided.
  • the present invention also provides an alkali-developable photosensitive resin composition characterized by further containing (F) a thermosetting component in these alkali-developable resin compositions. Moreover, this invention provides the photocurable dry film obtained by apply
  • the volatility of the solvent is improved in the drying step before exposure, and the dry coating film
  • the dryness to the touch is improved, and the workability during the production of the printed wiring board is improved.
  • the petroleum hydrocarbon solvent of the present invention since the petroleum hydrocarbon solvent of the present invention has a high dissolving power with respect to the components contained in the alkali-developable photosensitive resin composition, crystalline foreign matters are not stored when stored at a low temperature (5 ° C. or lower). The occurrence of so-called reaggregation that precipitates in the composition can be prevented, and the storage stability of the photosensitive resin composition is improved.
  • naphthalene which is a petroleum aromatic solvent
  • a photosensitive resin composition having a low content of harmful substances that adversely affect the human body and a cured product thereof can be provided.
  • the present inventor has (A) a carboxyl group-containing resin, (B) a photopolymerization initiator, and (C) two or more ethylenically unsaturated groups in the molecule. And (D) an alkali-developable photosensitive resin composition containing a filler, wherein (E) a petroleum-based aromatic solvent containing a low amount of naphthalene is used as the organic solvent, and the photosensitive resin composition contains naphthalene.
  • the amount is 300 ppm or less, a composition that can achieve excellent touch-drying properties of the dried coating film, obtain good storage stability, and reduce the content of harmful substances that adversely affect the human body.
  • the inventors have found that the present invention can be obtained and have completed the present invention.
  • (A) Carboxyl group-containing resin As the carboxyl group-containing resin (A) contained in the alkali-developable photosensitive resin composition of the present invention, known and commonly used resin compounds having a carboxyl group in the molecule can be used. Further, a carboxyl group-containing photosensitive resin (A ′) having an ethylenically unsaturated double bond in the molecule is more preferable from the viewpoint of photocurability and development resistance.
  • the carboxyl group-containing resin (A) the following compounds (any of oligomers and polymers) are preferable.
  • a carboxyl group-containing copolymer resin obtained by copolymerizing an unsaturated carboxylic acid such as (meth) acrylic acid and one or more other compounds having an unsaturated double bond;
  • Photosensitive carboxyl group-containing copolymer obtained by adding an ethylenically unsaturated group as a pendant with an epoxy group such as methyl (meth) acrylate and an unsaturated double bond or (meth) acrylic acid chloride resin,
  • Copolymerization of a compound having an unsaturated double bond with an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate or 3,4-epoxy
  • a photosensitive resin containing a hydroxyl group and a carboxyl group (7) a polyfunctional epoxy compound, an unsaturated monocarboxylic acid, at least one alcoholic hydroxyl group in one molecule, and a compound having one reactive group other than an alcoholic hydroxyl group that reacts with an epoxy group
  • a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting the reaction product with a saturated or unsaturated polybasic acid anhydride (8) Saturated or unsaturated polybasic with respect to the primary hydroxyl group in the modified oxetane resin obtained by reacting an unsaturated monocarboxylic acid with a polyfunctional oxetane compound having at least two oxetane rings in one molecule.
  • the resin further include, but are not limited to, a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a compound having one oxirane ring and one or more ethylenically unsaturated groups in the molecule. is not.
  • (meth) acrylate is a term that collectively refers to acrylate, methacrylate, and mixtures thereof, and the same applies to other similar expressions.
  • the carboxyl group-containing resin (A) as described above has a large number of free carboxyl groups in the side chain of the backbone polymer, development with a dilute alkaline aqueous solution becomes possible.
  • the acid value of the carboxyl group-containing resin (A) is desirably in the range of 40 to 200 mgKOH / g, and more preferably in the range of 45 to 120 mgKOH / g.
  • the acid value of the carboxyl group-containing resin is less than 40 mgKOH / g, alkali development becomes difficult.
  • the acid value exceeds 200 mgKOH / g, dissolution of the exposed area by the developer proceeds and the line becomes thinner than necessary.
  • the exposed portion and the unexposed portion are not distinguished from each other by dissolution and peeling with a developer, which makes it difficult to draw a normal resist pattern.
  • the weight-average molecular weight of the carboxyl group-containing resin (A) varies depending on the resin skeleton, but is generally within the range of 2,000 to 150,000, more preferably 5,000 to 100,000.
  • the weight average molecular weight is less than 2,000, the tack-free performance after application to the substrate and drying may be inferior, and the coating film after exposure is poor in moisture resistance, resulting in film loss during development, resolution. May be greatly inferior.
  • the weight average molecular weight exceeds 150,000, developability may be remarkably deteriorated, and storage stability may be inferior.
  • the blending amount of such carboxyl group-containing resin (A) is desirably in the range of 20 to 60% by mass, preferably 30 to 50% by mass of the total composition.
  • the amount of the carboxyl group-containing resin (A) is less than the above range, the coating film strength is lowered, which is not preferable.
  • the amount is larger than the above range, the viscosity of the composition is increased or the coating property is lowered, which is not preferable.
  • Photopolymerization initiator As a photopolymerization initiator (B) that can be suitably used in the alkali development type photosensitive resin composition of the present invention, Benzoin and benzoin alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether; Acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1- [4- (4-benzoylphenylsulfanyl) -2-methyl-2- Acetophenones such as (4-methylphenylsulfanyl) propan-1-one; Aminoacetophenones such as 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -but
  • photopolymerization initiator 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 is used, and a commercially available product is manufactured by Ciba Specialty Chemicals. Irgacure 369.
  • These photopolymerization initiators have poor solubility, and are dissolved in other organic solvents such as carbitol acetate and dipropylene glycol monomethyl ether, and then stored at a low temperature (5 ° C. or lower). So-called re-agglomeration occurs in the composition.
  • the blending ratio of these photopolymerization initiators (B) is suitably 0.01 to 30 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing resin (A). .
  • the amount of the photopolymerization initiator used is less than the above range, the photocurability of the composition is deteriorated.
  • the amount is too large, the properties as a solder resist are deteriorated.
  • Compound having two or more ethylenically unsaturated groups in the molecule Compound (C) having two or more ethylenically unsaturated groups in the molecule used in the alkali development type photosensitive resin composition of the present invention Is photocured by irradiation with active energy rays to insolubilize or aid insolubilization of the carboxyl group-containing resin (A) in an alkaline aqueous solution.
  • Hydroxyalkyl acrylates such as 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxypropyl acrylate
  • Mono- or diacrylates of glycols such as ethylene glycol, methoxytetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol
  • Acrylamides such as N, N-dimethylacrylamide, N-methylolacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide
  • Aminoalkyl acrylates such as N, N-dimethylaminoethyl acrylate and N, N-dimethylaminopropyl acrylate
  • Polyhydric alcohols such as hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tris-hydroxyethyl isocyanurate, or polyvalent acrylates such as these ethylene oxide adducts or propylene oxide adducts
  • Acrylates such as phenoxyal
  • an epoxy acrylate resin obtained by reacting acrylic acid with a polyfunctional epoxy resin such as a cresol novolac type epoxy resin, or a hydroxy acrylate such as pentaerythritol triacrylate and a diisocyanate such as isophorone diisocyanate on the hydroxyl group of the epoxy acrylate resin.
  • a polyfunctional epoxy resin such as a cresol novolac type epoxy resin, or a hydroxy acrylate such as pentaerythritol triacrylate and a diisocyanate such as isophorone diisocyanate on the hydroxyl group of the epoxy acrylate resin.
  • examples thereof include an epoxy urethane acrylate compound obtained by reacting a half urethane compound.
  • the blending amount of the compound (C) having two or more ethylenically unsaturated groups in such a molecule is desirably 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin (A). More preferably, the proportion is 1 to 70 parts by mass.
  • the blending amount is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin (A)
  • the photocurability of the obtained alkali development type photosensitive resin composition is lowered, and the alkali after irradiation with active energy rays is reduced. Development is not preferable because pattern formation becomes difficult.
  • the amount exceeds 100 parts by mass the solubility in an aqueous alkali solution is reduced and the coating film becomes brittle, which is not preferable.
  • filler (D) used in the present invention known and commonly used inorganic or organic fillers can be used.
  • fillers (D) can be used alone or in combination of two or more, can suppress curing shrinkage of the coating film, and improve basic properties such as adhesion and hardness.
  • the blending amount of these fillers (D) is 0.1 to 200 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin (A).
  • the blending amount of the filler (D) is less than 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin (A), solder heat resistance, gold plating resistance, etc. of the obtained alkali development type photosensitive resin composition This is not preferable because the cured film properties of the resin deteriorate.
  • it exceeds 200 mass parts since the viscosity of a composition becomes high and printability falls or hardened
  • the inventors of the present invention are caused by insufficient volatility of the organic solvent in the resin composition due to the lack of dryness to touch which causes the above-described peeling failure of the photomask. I found out. Based on such knowledge, the present inventor has conducted extensive research to achieve the above object, and as a result, the petroleum-based aromatic solvent in which the naphthalene content has been reduced to a certain value or less has excellent dissolving power as a solvent.
  • the low-naphthalene petroleum-based aromatic solvent used in the present invention has a high solubility in other components in the resin composition, and the resulting photosensitive resin composition has good storage stability.
  • the workability can be improved.
  • the petroleum-based aromatic solvent (E) having a low naphthalene content of the present invention may have a naphthalene content of 300 ppm or less in the obtained alkali-developable photosensitive resin composition. It is preferable that it is 500 ppm or less with respect to a group solvent.
  • naphthalene which is usually contained in petroleum-based solvents, is considered to be carcinogenic with a carcinogenicity rank of 2B.
  • the ZLS Product Safety Agency of Germany
  • PAHs polycyclic aromatic hydrocarbons
  • PAHs polycyclic aromatic hydrocarbons
  • the present invention it is possible to provide a photosensitive resin composition having a low content of naphthalene which can cope with such regulations and has a negative effect on the human body, a cured product thereof, and a printed wiring board obtained using the same. it can.
  • the low-naphthalene petroleum aromatic solvent (E) of the present invention comprises 1,2,4-trimethylbenzene and 1,2,3 with respect to the total capacity of the petroleum aromatic solvent (E).
  • the total of trimethylbenzene is 10 to 30% by volume, more preferably 20 to 26% by volume
  • the aromatic content of 10 carbon atoms is 60% by volume or more, more preferably 65 to 75% by volume
  • 3,5-trimethylbenzene is less than 1% by volume and benzene, toluene, and xylene are less than 0.01% by volume.
  • Aromatic substances such as benzene, toluene, xylene, and naphthalene are particularly concerned about the impact on the human body. Therefore, the Ministry of Labor's organic solvent of the Ministry of Labor is responsible for substances that exceed 1% by volume under the regulations on prevention of specific chemical substances such as benzene. Under the poisoning prevention regulations, those with a total amount of toluene and xylene exceeding 5% by weight are obliged to restrict use and indicate the presence of compounds.
  • a photosensitive resin composition that can cope with such regulations, has a low content of harmful substances that suppress the deterioration of the working environment and has an adverse effect on the human body, and a cured product thereof, and use thereof.
  • the printed wiring board obtained in this way can be provided.
  • the petroleum-based aromatic solvent (E) having a low naphthalene content of the present invention can be produced by a conventionally known method of selectively separating or synthesizing only a specific hydrocarbon component from refined petroleum. it can.
  • the 1,2,4-trimethylbenzene and 1,2,3-trimethylbenzene are obtained by rectifying a high boiling fraction of tar gas oil or by methylation or disproportionation of benzene and xylenes. Can be obtained.
  • the aromatic component having 10 carbon atoms can be obtained by fractionating a fraction having a boiling point of 180 to 200 ° C. by precision distillation from a reformed fraction obtained by catalytic reforming reaction of naphtha. .
  • aromatic component having 10 carbon atoms examples include aromatic hydrocarbons having 10 carbon atoms such as diethylbenzene, methylpropylbenzene, methylisopropylbenzene, tetramethylbenzene, butylbenzene, and methylindane.
  • Other components may include aromatic components having 9 carbon atoms other than 1,2,4-trimethylbenzene and 1,2,3-trimethylbenzene, and aromatic components having 11 or more carbon atoms.
  • aromatic components having 9 carbon atoms include o-ethylmethylbenzene, m-ethylmethylbenzene, p-ethylmethylbenzene, n-propylbenzene, isopropylbenzene, indane and the like.
  • Examples of the aromatic component having 11 carbon atoms include amylbenzene, butylmethylbenzene, ethylpropylbenzene, diethylmethylbenzene, dimethylindane, ethylindane, and methylnaphthalene.
  • Examples of the aromatic component having 12 carbon atoms include dipropylbenzene, triethylbenzene, dimethylnaphthalene and the like.
  • the aromatic component having 11 or more carbon atoms is 10% by volume or less, preferably 5% by volume or less from the viewpoint of volatility.
  • the low-naphthalene petroleum aromatic solvent (E) of the present invention preferably has a boiling point of 160 to 200 ° C., more preferably 175 to 195 ° C. Also, the flash point is higher than 60.5 ° C, but if the flash point is 60.5 ° C or less, flammable vapors are generated a lot when heated during the preparation of resist ink. This is not preferable because the property increases. If the flash point is 60.5 ° C or less, it falls under the flammable liquid of the UN “Recommended Model Regulations for Transporting Dangerous Goods”, and if it is 61 ° C.
  • the mixed aniline point is 16 ° C. or lower, if the mixed aniline point exceeds 16 ° C., the solubility of the resin decreases, which is not preferable.
  • the photosensitive resin composition of the present invention may contain an organic solvent (E ′) other than the low-naphthalene petroleum aromatic solvent (E). it can.
  • organic solvent (E ′) examples include ketones, glycol ethers, glycol ether acetates, esters, alcohols, aliphatic hydrocarbons, and oil-based aromatic solvents containing a low amount of naphthalene of the present invention ( Examples include petroleum solvents other than E).
  • ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, tripropylene Glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, butyl acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol butyl ether acetate, etc.
  • Esters ; alcohols such as ethanol, propanol, ethylene glycol, propylene glycol; Octane, aliphatic hydrocarbons decane; petroleum ether, and the like petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, petroleum aromatic solvent (E) other than petroleum solvents of the present invention, such as solvent naphtha.
  • organic solvents are used alone or as a mixture of two or more.
  • the amount of the low-naphthalene petroleum-based aromatic solvent (E) and the organic solvent (E ′) used is not particularly limited, but a total of 30 to 100 parts by weight of the carboxyl group-containing resin (A).
  • the range of about 300 parts by weight is appropriate and can be set as appropriate according to the coating method to be selected.
  • the alkali-developable photosensitive resin composition used in the present invention preferably further contains a thermosetting component (F) in order to impart heat resistance to the cured film.
  • a thermosetting component (F) used in the present invention epoxy resin, guanamine resin, benzoguanamine resin, silicone resin, diallyl phthalate resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, polyimide
  • thermosetting resins such as resins are mentioned and are not limited to specific ones, but particularly preferably, two or more epoxy groups are contained in one molecule from the viewpoint of thermosetting characteristics and cured film characteristics.
  • the epoxy compound which has can be used.
  • epoxy compounds examples include bisphenol S type such as EBPS-200 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EPX-30 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., Epicron EXA-1514 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
  • Epoxy resin Epoxy resin; diglycidyl phthalate resin such as Bremer DGT manufactured by Nippon Oil &Fats; heterocyclic epoxy resin such as TEPIC series manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Araldite PT810 manufactured by Ciba Specialty Chemicals; Bixylenol-type epoxy resins such as YX-4000 manufactured by Co., Ltd .; Biphenol-type epoxy resins such as YL-6056 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd .; Tetraglycidylxylenoylethane resins such as ZX-1063 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
  • Epoxies that are poorly soluble in organic solvents such as oiled shell epoxy Epicoat 1009, 1031 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Epicron N-3050, N-7050, N-9050, AER-664, AER-667, AER-669 manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.
  • SR-BBS, SR-TBA-400 Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. EP-62, EP-66, Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. AER-755, AER-765, Toto Kasei Brominated bisphenol A type epoxy resins such as YDB-600 and YDB-715 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; EPPN-201, EOCN-103, EOCN-1020, EOCN-1025, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.
  • Bisphenol A novolak type epoxy resins such as 880; chelate type epoxy resins such as EPX-49-60 and EPX-49-30 manufactured by Asahi Denka Kogyo; glyoxal types such as YDG-414 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
  • Epoxy resin Amino group-containing epoxy resin such as YH-1402, ST-110 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., YL-931, YL-933 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd .; Epicron manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Rubber-modified epoxy resins such as TSR-601, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
  • EPX-84-2, EPX-4061, etc . Sanyo Kokusaku Dicyclopentadiene phenolic epoxy resin such as DCE-400 manufactured by Lup Co .; silicone-modified epoxy resins such as X-1359 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd .; Plaxel G-402 and G-710 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. And ⁇ -caprolactone-modified epoxy resins such as epoxy resins soluble in organic solvents. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the epoxy compound (F) as the thermosetting component is desirably 5 to 100 parts by weight, preferably 15 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the carboxyl group-containing resin (A). .
  • an epoxy curing accelerator or a catalyst can be used together with the epoxy resin.
  • the epoxy curing accelerator or catalyst include imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole.
  • Imidazole derivatives such as 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-methylimidazole; dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4- (dimethylamino group) -N, N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N,
  • amine compounds such as N-dimethylbenzylamine, 4-methyl-N, N-dimethylbenzylamine, hydrazine compounds such as adipic hydrazide and sebacic acid hydrazide; phosphorus compounds such as triphenylphosphine, etc.
  • 2MZ-A, 2MZ-OK, 2PHZ, 2P4BHZ, 2P4MHZ both are trade names of imidazole compounds manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.
  • U-CAT3503X, U-CAT3502X both are dimethylamine
  • blocked isocyanate compounds DBU, DBN, U-CATSA102, U-CAT5002 (both bicyclic amidine compounds and salts thereof), and the like.
  • any catalyst that cures the epoxy resin or promotes the reaction between the epoxy group and the carboxyl group may be used alone or in admixture of two or more.
  • a compound that also functions as an adhesion promoter is used in combination with the curing catalyst.
  • the amount of the curing catalyst to be blended is a normal quantitative ratio, for example, a ratio of 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to The ratio is 15.0 parts by weight.
  • the alkali development type photosensitive resin composition of the present invention may further include phthalocyanine blue, phthalocyanine green, iodin green, disazo yellow, crystal violet, titanium oxide, carbon black, naphthalene black, etc., if necessary.
  • Known and commonly used colorants known and commonly used thermal polymerization inhibitors such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, t-butylcatechol, pyrogallol and phenothiazine, known and commonly used thickeners such as finely divided silica, organic bentonite and montmorillonite, silicones, fluorine
  • known and conventional additives such as anti-foaming agents and / or leveling agents such as system and polymer, adhesion imparting agents such as imidazole, thiazole and triazole, and silane coupling agents. it can.
  • the alkali-developable photosensitive resin composition of the present invention When used for forming a solder resist on a printed wiring board, it is adjusted to a viscosity suitable for the coating method as necessary, and then this is used, for example, for a printed wiring in which a circuit is previously formed
  • a tack-free coating film is formed by applying a screen printing method, curtain coating method, spray coating method, roll coating method, etc. to a plate and drying it at a temperature of about 60 to 100 ° C. if necessary. it can.
  • the resist pattern can be formed by selectively exposing with an actinic ray through a photomask having a predetermined exposure pattern and developing the unexposed portion with an alkaline aqueous solution, and further heating to a temperature of about 140 to 180 ° C.
  • the polymerization of the photosensitive resin component is promoted, and the resulting resist film has heat resistance, solvent resistance, acid resistance, moisture absorption resistance, PCT resistance, Various properties such as adhesion and electrical properties can be improved.
  • alkaline aqueous solutions such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, sodium silicate, ammonia, amines and the like can be used.
  • a low-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, or the like is appropriate.
  • reaction product was cooled to 80 to 90 ° C., 91.2 g of tetrahydrophthalic anhydride was added and reacted for 8 hours. After cooling, the product was taken out.
  • the solution of the carboxyl group-containing resin (A) thus obtained had a non-volatile content of 65% and a solid acid value of 87.5 mgKOH / g.
  • this reaction product solution is referred to as Varnish-2.
  • Examples 1-4 using the low-naphthalene petroleum-based aromatic solvent of the present invention are excellent in the dryness of the dry coating to the touch and further re-aggregation and the like. It has been shown that naphthalene content is low with no defects and harmful to the environment and human body. Therefore, the alkali-developable photosensitive resin composition of the present invention is industrially valuable in that it provides a resin composition for a solder resist that is more stable than conventional products and has good workability. It is.

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Abstract

 乾燥塗膜の指触乾燥性が良好であって、貯蔵安定性に優れ、人体への有害物質が少ないアルカリ現像型感光性樹脂組成物を提供する。 (A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、(D)フィラー、及び(E)石油系芳香族溶剤を含むアルカリ現像型樹脂組成物において、当該組成物のナフタレン含有量が300ppm以下であることを特徴とする。

Description

アルカリ現像型感光性樹脂組成物
 本発明は、プリント配線板のソルダーレジスト等の形成に適したアルカリ現像型感光性樹脂組成物及びその硬化物に関し、さらに詳しくは乾燥塗膜の指触乾燥性に優れ更に貯蔵安定性も優れ且つ人体へ悪影響を及ぼす有害物質の含有量が低い硬化塗膜のパターンを形成できるアルカリ現像型感光性樹脂組成物、及びその硬化物並びにそれを用いて得られるプリント配線板に関する。
 現在、一部の民生用プリント配線板並びにほとんどの産業用プリント配線板のソルダーレジストには、高精度、高密度の観点から、紫外線照射後、現像することにより画像形成し、熱及び光照射で仕上げ硬化(本硬化)する液状現像型ソルダーレジストが使用されている。また環境問題への配慮から、現像液として希アルカリ水溶液を用いるアルカリ現像タイプの液状ソルダーレジストが主流になっている。このような希アルカリ水溶液を用いるアルカリ現像タイプのソルダーレジストとしては、例えば、特許文献1に記載されているような、ノボラック型エポキシ化合物と不飽和モノカルボン酸の反応生成物に多塩基酸無水物を付加した活性エネルギー線硬化性樹脂、光重合開始剤、有機溶剤及びエポキシ化合物からなる液状レジストインキ組成物が広く用いられている。
 上記組成のアルカリ現像型のレジストインキ組成物は、プリント配線基板上に塗布する塗布工程、接触露光を可能にするため有機溶剤を揮発させる乾燥工程、乾燥した塗膜を接触露光する露光工程、所望のパターンにて露光された塗膜の未露光部をアルカリ現像により除去する現像工程、及び充分な塗膜特性を得るための熱硬化工程を経ることによって、密着性、硬度、耐熱性、無電解金めっき耐性、電気絶縁性などに優れる硬化塗膜が得られる。各工程にはそれぞれ大きな役割があり、一つでもソルダーレジストの仕様適正条件外となると、得られた塗膜は十分な特性が得られなくなる。例えば、露光においては一般的にポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムやガラスに所定のパターンが描かれたフォトマスクと呼ばれるツールを乾燥後塗膜の上に置き、露光時にフォトマスクの位置ズレや光反応時の酸素阻害を予防する為、露光環境を減圧し乾燥塗膜とフォトマスクを圧着させながら露光を行っている。この露光時の問題の一つとしては、露光終了後フォトマスクを剥がす際の乾燥塗膜との張り付きが挙げられる。この張り付きとの原因としては、乾燥塗膜の指触乾燥性(ベタツキ具合)が悪いからだと考えられる。
日本国特開昭61-243869号公報
 本発明は上記問題点に鑑み、乾燥塗膜の指触乾燥性に優れ、更に貯蔵安定性が良好であって、且つ人体へ悪影響を及ぼす有害物質の含有量が低い硬化塗膜のパターンを形成できるアルカリ現像型感光性樹脂組成物、及びその硬化物を提供することを目的とするものである。
 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルカリ現像型感光性樹脂組成物において、合成樹脂の溶解及び希釈を担っている有機溶剤として、ナフタレン含有量を一定値以下に低減させた石油系芳香族溶剤を使用することにより、上記課題を解決できることを見いだし本発明に至った。
 即ち、本発明は、(A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、(D)フィラー、及び(E)石油系芳香族溶剤を含むアルカリ現像型樹脂組成物において、当該組成物のナフタレン含有量が300ppm以下であることを特徴とするアルカリ現像型感光性樹脂組成物を提供する。
また本発明は、前記の(E)石油系芳香族溶剤のナフタレン含有量が500ppm以下であることを特徴とするアルカリ現像型感光性樹脂組成物を提供する。
更に本発明は、前記の(E)石油系芳香族溶剤が、1,2,4-トリメチルベンゼンと、1,2,3-トリメチルベンゼンと、炭素数10の芳香族分と、1,3,5-トリメチルベンゼンと、ベンゼンと、トルエンと、キシレンとを含むことを特徴とするアルカリ現像型感光性樹脂組成物を提供する。
 また本発明は前記の(E)石油系芳香族溶剤は、1,2,4-トリメチルベンゼンと1,2,3-トリメチルベンゼンの含有量が10~30容量%であり、炭素数10の芳香族分の含有量が60容量%以上であり、1,3,5-トリメチルベンゼンの含有量が1容量%未満であり、ベンゼンとトルエンとキシレンの含有量が0.01容量%未満であることを特徴とするアルカリ現像型感光性樹脂組成物を提供する。
 そして本発明は、これらのアルカリ現像性樹脂組成物に更に(F)熱硬化性成分を含有することを特徴とするアルカリ現像型感光性樹脂組成物を提供する。 
 また、本発明は、前記のアルカリ現像型感光性樹脂組成物を、キャリアフィルムに塗布、乾燥して得られる光硬化性ドライフィルムを提供する。 
 また、本発明は、前記のアルカリ現像型感光性樹脂組成物又は前記のドライフィルムを銅上にて光硬化して得られる硬化物を提供する。 
 また、本発明は、前記のアルカリ現像型感光性樹脂組成物又は前記のドライフィルムを光硬化させた後、熱硬化して得られるプリント配線板を提供する。
 本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物は、有機溶剤としてナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤を使用することにより、露光前の乾燥工程において、溶剤の揮発性が向上し、乾燥塗膜の指触乾燥性を良好にし、プリント配線板製造時の作業性が向上する。
 また、本発明の石油系炭化水素溶媒は、アルカリ現像型感光性樹脂組成物に含まれている成分に対する溶解力が高いため、低温(5℃以下)にて保管する際に結晶状の異物が組成物中に析出する、いわゆる再凝集の発生を防止することができ、感光性樹脂組成物の貯蔵安定性を良好にする。
 さらに、石油系芳香族溶剤のナフタレンの含有量を一定値以下に低減させることにより、人体へ悪影響を及ぼす有害物質の含有量が低い感光性樹脂組成物及びその硬化物を提供することができる。
 本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、(A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、及び(D)フィラーを含有するアルカリ現像型感光性樹脂組成物において、有機溶剤としてナフタレン低含有の(E)石油系芳香族溶剤を使用し、且つ感光性樹脂組成物のナフタレン含有量を300ppm以下にする場合、乾燥塗膜の優れた指触乾燥性を達成できると共に、良好な貯蔵安定性が得られ、かつ人体へ悪影響を及ぼす有害物質の含有量を低減させた組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
 以下、本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物の各構成成分について詳しく説明する。
(A)カルボキシル基含有樹脂
本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物に含まれるカルボキシル基含有樹脂(A)としては、分子中にカルボキシル基を有する公知慣用の樹脂化合物が使用できる。さらに分子中にエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂(A’)が、光硬化性や耐現像性の面からより好ましい。
 カルボキシル基含有樹脂(A)の具体例としては、以下に列挙するような化合物(オリゴマー及びポリマーのいずれでもよい)が好ましい。 
(1)(メタ)アクリル酸などの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の1種類以上とを共重合することにより得られるカルボキシル基含有共重合樹脂、
(2)(メタ)アクリル酸などの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の1種類以上との共重合体に、グリシジル(メタ)アクリレートや3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物や(メタ)アクリル酸クロライドなどによって、エチレン性不飽和基をペンダントとして付加させることによって得られる感光性のカルボキシル基含有共重合樹脂、
(3)グリシジル(メタ)アクリレートや3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等のエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸を反応させ、生成した二級の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られる感光性のカルボキシル基含有共重合樹脂、
(4)無水マレイン酸などの不飽和二重結合を有する酸無水物と、それ以外の不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基と不飽和二重結合を有する化合物を反応させて得られる感光性のカルボキシル基含有共重合樹脂、
(5)多官能エポキシ化合物と不飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した水酸基に飽和又は不飽和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感光性樹脂、
(6)ポリビニルアルコー誘導体などの水酸基含有ポリマーに、飽和又は不飽和多塩基酸無水物を反応させた後、生成したカルボン酸に一分子中にエポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物を反応させて得られる水酸基及びカルボキシル基を含有する感光性樹脂、
(7)多官能エポキシ化合物と、不飽和モノカルボン酸と、一分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基と、エポキシ基と反応するアルコール性水酸基以外の1個の反応性基を有する化合物との反応生成物に、飽和又は不飽和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感光性樹脂、
(8)一分子中に少なくとも2個のオキセタン環を有する多官能オキセタン化合物に不飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた変性オキセタン樹脂中の第一級水酸基に対して飽和又は不飽和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感光性樹脂、及び
(9)多官能エポキシ樹脂に不飽和モノカルボン酸を反応させた後、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樹脂に、さらに、分子中に1個のオキシラン環と1個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 これらの例示の中でも好ましいものとしては、上記(2)、(5)、(7)、(9)のカルボキシル基含有樹脂である。 
 なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレート及びそれらの混合物を総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
 上記のようなカルボキシル基含有樹脂(A)は、バックボーン・ポリマーの側鎖に多数の遊離のカルボキシル基を有するため、希アルカリ水溶液による現像が可能になる。
また、上記カルボキシル基含有樹脂(A)の酸価は、40~200mgKOH/gの範囲が望ましく、より好ましくは45~120mgKOH/gの範囲である。カルボキシル基含有樹脂の酸価が40mgKOH/g未満であるとアルカリ現像が困難となり、一方、200mgKOH/gを超えると現像液による露光部の溶解が進むために、必要以上にラインが痩せたり、場合によっては、露光部と未露光部の区別なく現像液で溶解剥離してしまい、正常なレジストパターンの描画が困難となるので好ましくない。
 また、上記カルボキシル基含有樹脂(A)の重量平均分子量は、樹脂骨格により異なるが、一般的に2,000~150,000、さらには5,000~100,000の範囲にあるものが好ましい。重量平均分子量が2,000未満であると、基板への塗布、乾燥後のタックフリー性能が劣ることがあり、また、露光後の塗膜の耐湿性が悪く、現像時に膜減りが生じ、解像度が大きく劣ることがある。一方、重量平均分子量が150,000を超えると、現像性が著しく悪くなることがあり、貯蔵安定性が劣ることがある。
 このようなカルボキシル基含有樹脂(A)の配合量は、全組成物の20~60質量%の範囲が望ましく、好ましくは30~50質量%である。カルボキシル基含有樹脂(A)の配合量が上記範囲より少ない場合、塗膜強度が低下したりするので好ましくない。一方、上記範囲より多い場合、組成物の粘性が高くなったり、塗布性等が低下するので好ましくない。
(B)光重合開始剤
本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物に好適に用いることができる光重合開始剤(B)としては、
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとベンゾインアルキルエーテル類;
アセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルファニル)プロパン-1-オン等のアセトフェノン類;
2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパノン-1、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1等のアミノアセトフェノン類;
2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-ターシャリーブチルアントラキノン、1-クロロアントラキノン等のアントラキノン類;
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-クロロチオキサントン、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類;
アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;
ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類又はキサントン類;
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)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、エチル-2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネイト等のアシルホスフィンオキサイド類;
各種パーオキサイド類などが挙げられ、これら公知慣用の光重合開始剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(B)光重合開始剤の好ましい形態としては、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1が用いられ、市販品としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のイルガキュアー369などが挙げられる。これらの光重合開始剤は、溶解性に乏しく、他の有機溶剤、例えばカルビトールアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルを用いて溶解させた後低温(5℃以下)にて保管すると結晶状の白色異物が組成物中に析出する、いわゆる再凝集が生じる。本発明において、ナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)を、これらの光重合開始剤と組み合わせることにより、難溶解物質の再凝集が生じず、貯蔵安定性に優れる本発明の効果をより顕著に発現させることができる。
 これらの光重合開始剤(B)の配合割合は、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対して、0.01~30質量部が適当であり、好ましくは5~25重量部である。光重合開始剤の使用量が上記範囲より少ない場合、組成物の光硬化性が悪くなり、一方、多過ぎる場合は、ソルダーレジストとしての特性が低下するので好ましくない。
(C)分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物
 本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物に用いられる分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(C)は、活性エネルギー線照射により光硬化して、前記カルボキシル基含有樹脂(A)をアルカリ水溶液に不溶化し又は不溶化を助けるものである。このような化合物の具体例としては、
2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシアルキルアクリレート類;
エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコールのモノ又はジアクリレート類;
N,N-ジメチルアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド類;
N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリレート等のアミノアルキルアクリレート類;
ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス-ヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコール又はこれらのエチレオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;
フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、及びこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などのアクリレート類;
グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート等のグリシジルエーテルのアクリレート類;
及びメラミンアクリレート、及び/又は上記アクリレートに対応する各メタクリレート類などが挙げられる。
 さらに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂に、アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート樹脂や、さらにそのエポキシアクリレート樹脂の水酸基に、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシアクリレートとイソホロンジイソシアネート等のジイソシアネートのハーフウレタン化合物を反応させたエポキシウレタンアクリレート化合物などが挙げられる。
 このような分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(C)の配合量は、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対して、5~100質量部の割合が望ましく、より好ましくは1~70質量部の割合である。前記配合量が、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対し5質量部未満の場合、得られるアルカリ現像型感光性樹脂組成物の光硬化性が低下し、活性エネルギー線照射後のアルカリ現像により、パターン形成が困難となるので、好ましくない。一方、100質量部を超えた場合、アルカリ水溶液に対する溶解性が低下したり、塗膜が脆くなるので、好ましくない。
(D)フィラー
 本発明に使用されるフィラー(D)としては、公知慣用の無機又は有機フィラーが使用できる。例えば、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ガラス繊維、炭素繊維、雲母粉などが挙げられ、特に硫酸バリウム、球状シリカが好ましく用いられる。
 これらのフィラー(D)は、単独で又は2種以上配合することができ、塗膜の硬化収縮を抑制し、密着性、硬度などの基本的な特性を向上させることができる。これらフィラー(D)の配合量は、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対して、0.1~200質量部、より好ましくは、1~100質量部の割合である。前記フィラー(D)の配合量が、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100質量部に対し0.1質量部未満の場合、得られるアルカリ現像型感光性樹脂組成物のはんだ耐熱、金めっき耐性等の硬化塗膜特性が低下するので、好ましくない。一方、200質量部を超えた場合、組成物の粘度が高くなり印刷性が低下たり、硬化物が脆くなるので好ましくない。
(E)ナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤
 本発明者は、前述したフォトマスクの剥離不良を招く指触乾燥性の不足が、樹脂組成物における有機溶剤の揮発性不良に起因するものであることを知見した。本発明者は、かかる知見基づき、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ナフタレン含有量を一定値以下に低減させた石油系芳香族溶剤が、溶剤として優れた溶解力を有しながら、意外にも乾燥時の揮発性に優れ、指触乾燥性の良い乾燥塗膜を形成でき、ひいてはフォトマスクを乾燥塗膜から剥離する際の張り付きが生じない効果を達成できることを見出した。 
 すなわち、本発明で用いるナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤は、樹脂組成物中の他の成分に対する溶解力が高く、得られた感光性樹脂組成物の貯蔵安定性が良好である。また、得られる乾燥塗膜の指触乾燥性を良好にする結果、作業性の改善が図れる。
 本発明のナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)は、そのナフタレン含有量が、得られるアルカリ現像型感光性樹脂組成物のナフタレン含有量を300ppm以下にすればよいが、前記石油系芳香族溶剤に対して500ppm以下であることが好ましい。
 石油系溶剤に通常含まれているナフタレンは、国際ガン研究機関(IARC)によれば、発がん性ランクが分類2Bの発がん性の可能性があるとされ、ZLS(ドイツ連邦共和国製品安全局)の法案によればGS認証取得の要求のひとつとして、ナフタレンを含むPAHs(多環芳香族炭化水素)の含有量の規制値が設けられるなど各種法規制の取締りが強まっている。本発明によれば、このような規制に対応でき、人体への悪影響を及ぼすナフタレンの含有量が低い感光性樹脂組成物及びその硬化物並びにそれを用いて得られるプリント配線板を提供することができる。
 好ましい形態として、本発明のナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)は、石油系芳香族溶剤(E)の合計容量に対して、1,2,4-トリメチルベンゼンと1,2,3-トリメチルベンゼンの合計が10~30容量%で、さらに好ましくは20~26容量%あり、炭素数10の芳香族分が60容量%以上、さらに好ましくは65~75容量%であり、かつ1,3,5-トリメチルベンゼンが1容量%未満であり、ベンゼン、トルエン、及びキシレンが0.01容量%未満であることが好ましい。
 石油系溶剤に含まれているベンゼン、キシレン、ナフタレン等は、臭気による作業環境の悪化、更には人体へ悪影響を及ぼす恐れがある。ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン等の芳香族は特に人体への影響が大きく懸念されることから、労働省の特定化学物質等障害予防規制で、ベンゼンは1容量%を超えるものについて、労働省の有機溶剤中毒予防規制では、トルエンとキシレンの合計量が5重量%を超えるものについては、使用制限、化合物存在の表示義務がある。本発明の好ましい形態によれば、このような規制に対応でき、作業環境の悪化を抑制し人体へ悪影響を及ぼす有害物質の含有量が低い感光性樹脂組成物、及びその硬化物並びにそれを用いて得られるプリント配線板を提供できる。
 本発明のナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)は、精製した石油の中から特定の炭化水素成分だけを選択的に分離したり、合成したりする従来公知の方法により製造することができる。 
 例えば、前記の1,2,4-トリメチルベンゼン及び1,2,3-トリメチルベンゼンは、タール軽油の高沸点留分を精留することにより、または、ベンゼン、キシレン類のメチル化または不均化により得ることができる。 
 また、前記の炭素数10の芳香族分は、ナフサの接触改質反応によって得られる改質留分を、精密蒸留により、沸点180~200℃の留分を分取することにより得ることができる。前記の炭素数10の芳香族分の例としては、ジエチルベンゼン、メチルプロピルベンゼン、メチルイソプロピルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ブチルベンゼン、メチルインダン等の炭素数10の芳香族炭化水素を挙げることができる。
 その他の成分として、1,2,4-トリメチルベンゼン、1,2,3-トリメチルベンゼン以外の炭素数9の芳香族分、炭素数11以上の芳香族分が含まれても構わない。上記その他の炭素数9の芳香族分としては、o-エチルメチルベンゼン、m-エチルメチルベンゼン、p-エチルメチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、インダン等が挙げられる。また、炭素数11の芳香族分の例としては、アミルベンゼン、ブチルメチルベンゼン、エチルプロピルベンゼン、ジエチルメチルベンゼン、ジメチルインダン、エチルインダン、メチルナフタレン等が挙げられる。また、炭素数12の芳香族分の例としては、ジプロピルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジメチルナフタレン等を挙げることができる。炭素数11以上の芳香族分は、揮発性の観点から10容量%以下、好ましくは5容量%以下である。
 本発明のナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)は、沸点が160~200℃、さらに好ましくは175~195℃にしたものが好ましい。また、引火点は60.5℃より大きいものであるが、引火点が60.5℃以下であると、レジストインクの調合時に、加温した場合、引火性の蒸気が多く発生し、引火危険性が増加するため、好ましくない。引火点が60.5℃以下であると国連の「危険物輸送に関する勧告モデル規則」の引火性液体に該当し、また、61℃以下であると「危険物船舶運送及び貯蔵規則」の引火性液体物質にも該当するため、61℃を超えることがより好ましい。また、混合アニリン点は16℃以下であるが、混合アニリン点が16℃を超えると、樹脂の溶解度が低下するために好ましくない。
 このようなナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)としては、市販される製品を使用することもできるが、例えば、ジャパンエナジー(株)製のカクタスファインSF-01、Exxon Mobil Chemical Company製Solvesso150NDなどが挙げられる。 
 なお、本発明の効果を損なわない前提下に、本発明の感光性樹脂組成物には、前記ナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)以外の有機溶剤(E’)を含有することができる。
 このような有機溶剤(E’)としては、ケトン類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテ-ト類、エステル類、アルコール類、脂肪族炭化水素、本発明のナフタレン低含有の油系芳香族溶剤(E)以外の石油系溶剤などを挙げることができる。より具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテ-ト、プロピレングリコールメチルエーテルアセテ-ト、プロピレングリコールエチルエーテルアセテ-ト、プロピレングリコールブチルエーテルアセテ-トなどのエステル類;エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の本発明の石油系芳香族溶剤(E)以外の石油系溶剤などである。このような有機溶剤は、単独で又は2種以上の混合物として用いられる。
ナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤(E)と有機溶剤(E’)の使用量は、特に限定されるものではないが、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100重量部に対して合計30~300重量部程度の範囲が適当であり、選択する塗布方法に応じて適宜設定できる。
(F)熱硬化性成分
 本発明に用いるアルカリ現像型感光性樹脂組成物は、硬化皮膜に耐熱性を付与するために、さらに熱硬化性成分(F)を含有することが好ましい。本発明に使用される熱硬化性成分(F)としては、エポキシ樹脂、グアナミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の従来公知の各種熱硬化性樹脂が挙げられ、特定のものに限定されないが、熱硬化特性や硬化皮膜の特性等の点から、特に好ましくは1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を使用できる。
 このようなエポキシ化合物としては、例えば、日本化薬(株)製EBPS-200、旭電化工業(株)製EPX-30、大日本インキ化学工業(株)製エピクロンEXA-1514等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;日本油脂(株)製ブレンマーDGT等のジグリシジルフタレート樹脂;日産化学工業(株)製TEPICシリーズ、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製アラルダイトPT810等の複素環式エポキシ樹脂;油化シェルエポキシ(株)製YX-4000等のビキシレノール型エポキシ樹脂;油化シェルエポキシ(株)製YL-6056等のビフェノール型エポキシ樹脂;東都化成(株)製ZX-1063等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;などの有機溶剤に難溶性のエポキシ樹脂、油化シェルエポキシ(株)製エピコート1009、1031、大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN-3050、N-7050、N-9050、旭化成工業(株)製AER-664、AER-667、AER-669、東都化成(株)製YD-012、YD-014、YD-017、YD-020、YD-002、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製XAC-5005、GT-7004、6484T、6099、ダウ・ケミカル社製DER-642U、DER-673MF、旭電化工業(株)製EP-5400、EP-5900等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;東都化成(株)製ST-2004、ST-2007等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;東都化成(株)製、YDF-2004、YDF-2007等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;坂本薬品工業(株)製SR-BBS、SR-TBA-400、旭電化工業(株)製EP-62、EP-66、旭化成工業(株)製AER-755、AER-765、東都化成(株)製YDB-600、YDB-715等の臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂;日本化薬(株)製EPPN-201、EOCN-103、EOCN-1020、EOCN-1025、旭化成工業(株)製ECN-278、ECN-292、ECN-299、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製ECN-1273、ECN-1299、東都化成(株)製YDCN-220L、YDCN-220HH、YDCN-702、YDCN-704、YDPN-601、YDPN-602、大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN-673、N-680、N-695、N-770、N-775等のノボラック型エポキシ樹脂;旭電化工業(株)製EPX-8001、EPX-8002、EPPX-8060、EPPX-8061、大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN-880等のビスフェノールAのノボラック型エポキシ樹脂;旭電化工業(株)製EPX-49-60、EPX-49-30等のキレート型エポキシ樹脂;東都化成(株)製YDG-414等のグリオキザール型エポキシ樹脂;東都化成(株)製YH-1402、ST-110、油化シェルエポキシ(株)製YL-931、YL-933等のアミノ基含有エポキシ樹脂;大日本インキ化学工業(株)製エピクロンTSR-601、旭電化工業(株)製EPX-84-2、EPX-4061等のゴム変性エポキシ樹脂:山陽国策パルプ(株)製DCE-400等のジシクロペンタジエンフェノリック型エポキシ樹脂;旭電化工業(株)製X-1359等のシリコーン変性エポキシ樹脂;ダイセル化学工業(株)製プラクセルG-402、G-710等のε-カプロラクトン変性エポキシ樹脂;などの有機溶剤に可溶性のエポキシ樹脂、などが挙げられる。 
 これらのエポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。前記熱硬化性成分としてのエポキシ化合物(F)の配合量は、前記カルボキシル基含有樹脂(A)100重量部に対して5~100重量部の割合が望ましく、好ましくは15~60重量部である。
 本発明の組成物においては、前記エポキシ樹脂と共にエポキシ硬化促進剤もしくは触媒を用いることができる。エポキシ硬化促進剤もしくは触媒としては、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、4-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4-(ジメチルアミノ基)-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メトキシ-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メチル-N,N-ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、アジピン酸ヒドラジド、セバシン酸ヒドラジド等のヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィン等のリン化合物など、また市販されているものとしては、例えば四国化成(株)製の2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ社製のU-CAT3503X、U-CAT3502X(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物及びその塩)などが挙げられる。特に、これらに限られるものではなく、エポキシ樹脂の硬化触媒、もしくはエポキシ基とカルボキシル基の反応を促進するものであればよく、単独で又は2種以上を混合して使用してもかまわない。また、密着性付与剤としても機能するグアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、メラミン、2,4-ジアミノ基6-メタクリロイルオキシエチル-S-トリアジン、2-ビニル-2,4-ジアミノ基S-トリアジン、2-ビニル-4,6-ジアミノ基S-トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4-ジアミノ基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-トリアジン誘導体を用いることもでき、好ましくはこれら密着性付与剤としても機能する化合物を前記硬化触媒と併用する。上記硬化触媒の配合量は通常の量的割合で充分であり、例えば前記カルボキシル基含有樹脂(A)100重量部に対して0.1~20重量部の割合が望ましく、好ましくは0.5~15.0重量部の割合である。
 その他の成分
本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物は、さらに必要に応じて、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラックなどの公知慣用の着色剤、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、t-ブチルカテコール、ピロガロール、フェノチアジンなどの公知慣用の熱重合禁止剤、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイトなどの公知慣用の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系などの消泡剤及び/又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系等の密着性付与剤やシランカップリング剤などのような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
 本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物をプリント配線板のソルダーレジスト形成に用いる場合には、必要に応じて塗布方法に適した粘度に調整した後、これを例えば予め回路形成されたプリント配線板にスクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の方法により塗布し、必要に応じて例えば約60~100℃の温度で乾燥処理することにより、タックフリーの塗膜を形成できる。その後、所定の露光パターンを形成したフォトマスクを通して選択的に活性光線により露光し、未露光部をアルカリ水溶液により現像してレジストパターンを形成でき、さらに、例えば約140~180℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、前記熱硬化性成分の硬化反応に加えて感光性樹脂成分の重合が促進され、得られるレジスト皮膜の耐熱性、耐溶剤性、耐酸性、耐吸湿性、PCT耐性、密着性、電気特性などの諸特性を向上せしめることができる。
 上記現像に使用されるアルカリ水溶液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、アミン類などのアルカリ水溶液が使用できる。また、光硬化させるための照射光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ又はメタルハライドランプなどが適当である。
 以下に実施例および比較例に基づき本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術範囲およびその実施態様はこれらに限定されるものではない。実施例及び比較例中の「部」または「%」は特記しない限り重量基準である。以下に述べる手法により、本実施例の組成物の性状値試験を行った。
 合成例1
〔カルボキシル基含有樹脂溶液の合成〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエピクロンN-695(大日本インキ化学工業製、エポキシ当量=214)214g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103g、石油系芳香族溶剤(ジャパンエナジー製商品名:カクタスファインSF-01)103gを加えて加熱溶解した。次に、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1gと、反応触媒としてトリフェニルホスフィン2.0gを加えた。この混合物を95~105℃に加熱し、アクリル酸72gを徐々に滴下し、16時間反応させた。得られた反応生成物を80~90℃まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物91.2gを加えて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カルボキシル基含有樹脂(A)の溶液は、不揮発分65%、固形物の酸価87.5mgKOH/gであった。以下、この反応生成物の溶液をワニス-1と称す。
 合成例2
〔カルボキシル基含有樹脂の合成〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエピクロンN-695(大日本インキ化学工業製、エポキシ当量=214)214g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206gを加えて加熱溶解した。次に、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1gと、反応触媒としてトリフェニルホスフィン2.0gを加えた。この混合物を95~105℃に加熱し、アクリル酸72gを徐々に滴下し、16時間反応させた。得られた反応生成物を80~90℃まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物91.2gを加えて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カルボキシル基含有樹脂(A)の溶液は、不揮発分65%、固形物の酸価87.5mgKOH/gであった。以下、この反応生成物の溶液をワニス-2と称す。
 合成例3
〔カルボキシル基含有樹脂の合成〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエピクロンN-695(大日本インキ化学工業製、エポキシ当量=214)214g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103g、石油系芳香族溶剤(出光興産製、商品名:イプゾール150)103gを加えて加熱溶解した。次に、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1gと、反応触媒としてトリフェニルホスフィン2.0gを加えた。この混合物を95~105℃に加熱し、アクリル酸72gを徐々に滴下し、16時間反応させた。得られた反応生成物を80~90℃まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物91.2gを加えて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カルボキシル基含有樹脂(A)の溶液は、不揮発分65%、固形物の酸価87.5mgKOH/gであった。以下、この反応生成物の溶液をワニス-3と称す。
 上記合成例1-3のカルボキシル基含有樹脂溶液(ワニス-1、ワニス―2、ワニス-3)を用い、表1に示す種々の成分と割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、アルカリ現像型感光性樹脂組成物を調製した。ここで、得られたアルカリ現像型感光性樹脂組成物の分散度をエリクセン社製グラインドメータによる粒度測定にて評価したところ15μm以下であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
性能評価:
(1)仮乾燥後の指触乾燥性
上記の実施例1-4及び比較例1-3の各アルカリ現像型感光性樹脂組成物を、バフロール研磨された銅張り積層板にスクリーン印刷にて全面塗布し、80℃で30分間、乾燥させた基板を作製し、その塗膜表面の指触乾燥性を評価した。
○:まったくベタつきがないもの
△:僅かにベタつきのあるもの
×:ベタつきのあるもの
(2)再凝集試験
上記の実施例1-4及び比較例1-3の各アルカリ現像型感光性樹脂組成物を、50g秤取り、50℃下に1日放置した後、4℃下1日更に放置させた後の組成物中に結晶物が存在するかを評価した。
○:まったく結晶物が存在しない
×:結晶物が存在する
(3)ナフタレン含有量
上記の実施例1-4及び比較例1-3の各アルカリ現像型感光性樹脂組成物に含まれるナフタレン量をUSEPA8270Dの試験方法にて求めた。
○:ナフタレン量が300ppm以下のもの
△:ナフタレン量が300超-1,000ppm以下のもの
×:ナフタレン量が1,000ppm超のもの
 上記各試験の結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1、2に示す結果から明らかなように、本発明のナフタレン低含有の石油系芳香族溶剤を使用した実施例1-4は、乾燥塗膜の指触乾燥性に優れ更に再凝集等の不具合も無く且つ環境と人体へ有害な影響を及ぼすナフタレン含有量が低いことが示された。 
 このため、本発明のアルカリ現像型感光性樹脂組成物は、従来品よりも安定性に優れ、作業性が良好なソルダーレジスト用樹脂組成物を提供するという点で、工業的に価値が大きいものである。

Claims (11)

  1.  (A)カルボキシル基含有樹脂、(B)光重合開始剤、(C)分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、(D)フィラー、及び(E)石油系芳香族溶剤を含むアルカリ現像型樹脂組成物において、当該組成物のナフタレン含有量が300ppm以下であることを特徴とするアルカリ現像型感光性樹脂組成物。
  2.  前記の(E)石油系芳香族溶剤のナフタレン含有量が500ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物。
  3.  前記の(E)石油系芳香族溶剤が、1,2,4-トリメチルベンゼンと、1,2,3-トリメチルベンゼンと、炭素数10の芳香族分と、1,3,5-トリメチルベンゼンと、ベンゼンと、トルエンと、キシレンとを含むことを特徴とする請求項1に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物。
  4.  前記の(E)石油系芳香族溶剤は、1,2,4-トリメチルベンゼンと1,2,3-トリメチルベンゼンの含有量が10~30容量%であり、炭素数10の芳香族分の含有量が60容量%以上であり、1,3,5-トリメチルベンゼンの含有量が1容量%未満であり、ベンゼンとトルエンとキシレンの含有量が0.01容量%未満であることを特徴とする請求項3に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物。
  5.  さらに、(F)熱硬化性成分を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物。
  6.  銅上に塗布して用いられる請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物。
  7.  請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物を、キャリアフィルムに塗布、乾燥して得られる光硬化性ドライフィルム。
  8.  請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物を銅上にて光硬化して得られる硬化物。
  9.  請求項7記載のドライフィルムを銅上にて光硬化して得られる硬化物。
  10.  前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアルカリ現像型感光性樹脂組成物を光硬化させた後、熱硬化して得られるプリント配線板。
  11.  請求項7記載のドライフィルムを光硬化させた後、熱硬化して得られるプリント配線板。
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