WO2020021717A1 - ドライレジストフィルム、ソルダーレジスト、電磁波シールドシート付きプリント配線板およびその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a dry resist film and a solder resist.
- the present invention also relates to a printed wiring board with an electromagnetic wave shielding sheet, a method for manufacturing the same, and an electronic device.
- FPCs flexible and flexible flexible printed circuit boards
- electronic devices such as mobile phones, video cameras, and notebook computers
- FPCs flexible and flexible flexible printed circuit boards
- measures against electromagnetic wave noise have become increasingly important.
- an electromagnetic wave shielding material that shields or absorbs electromagnetic wave noise generated from signal wiring into the FPC.
- the FPC has a copper clad laminate (CCL) and a cover coat layer on which a circuit is formed by an etching process.
- the formation of the cover coat layer is generally selected from a cover lay film, a photosensitive ink (solder resist), a photosensitive film (dry resist film), and the like, and is easy to handle, durable, and insulating reliability. Due to their height, coverlay films are often used.
- a coverlay film is a film in which a thermosetting adhesive is applied to an insulating base material.
- Patent Document 1 discloses a configuration in which a shield layer having a conductive adhesive layer and a metal thin film layer is bonded on a cover coat layer of an FPC. Then, an FPC having an electromagnetic wave shielding function in which the ground wiring provided on the FPC and the conductive adhesive layer are joined through the opening of the cover coat layer and the metal thin film layer is electrically connected to the ground wiring is provided. It has been disclosed.
- Patent Document 2 proposes a resin composition and a dry resist film excellent in resolution and crack resistance by using an alkali developable resin, an epoxy resin, a photoreaction initiator, a photopolymerizable monomer, and a surface-treated inorganic filler. I have.
- Patent Document 3 discloses that a compound having a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group, urethane (meth) acrylate, a polymerizable compound having another ethylenically unsaturated group, a photopolymerization initiator, and carbon black have a shielding property. Black photosensitive compositions and dry resist films having excellent storage stability have been proposed.
- a cover coat layer using a dry resist film often has a single-layer structure without an insulating base material as compared with a cover lay film. For this reason, when the electromagnetic wave shielding sheet is bonded, the cover coat layer flows due to heat and pressure at the time of bonding, and the thickness may be reduced (heat-resistant pressure bonding property) or the migration resistance may be extremely deteriorated.
- the colorant used for imparting light-shielding properties further deteriorates the migration resistance when the electromagnetic wave shielding sheet is bonded.
- the crosslinking density is increased to improve the migration resistance and the hardness of the film is increased, cracks occur at the time of bending, which causes a problem in flexibility. For this reason, it is difficult to have both characteristics of migration resistance and flexibility.
- a dry resist film capable of forming a cover coat layer satisfying the heat-resistant compression resistance, the migration resistance, and the flexibility even when the electromagnetic wave shielding sheet is bonded while having a high light-shielding property by the coloring agent is obtained. It is not at present. In the above description, the problem relating to the dry resist film has been described, but the solder resist has the same problem.
- a substrate having a signal wiring and an insulating base material Formed on the substrate, formed from a dry resist film, a cover coat layer having an opening, An electromagnetic wave shielding sheet formed on the cover coat layer, and a dry resist film for a printed wiring board comprising: An active energy ray-curable resin, an active energy ray polymerization initiator, and a resin layer formed from an active energy ray-curable resin composition containing a colorant, A dry resist film, wherein the cured product of the resin layer has a storage elastic modulus at 85 ° C. of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa.
- a substrate having signal wiring and an insulating base material Formed on the substrate, formed from a solder resist, a cover coat layer having an opening, An electromagnetic wave shielding sheet formed on the cover coat layer, and a solder resist for a printed wiring board comprising: Contains a curable resin and a colorant,
- the curable resin includes at least one of a thermosetting resin and an active energy ray-curable resin, When including the thermosetting resin further has a thermosetting agent, when including the active energy ray curable resin further has an active energy ray polymerization initiator,
- the cured product of the resin layer formed from the solder resist has a storage elastic modulus at 85 ° C. of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa.
- solder resist according to [5] further comprising hydrophobic silica fine particles.
- the curable resin contains the active energy ray-curable resin, The average light transmittance at a wavelength of 450 to 700 nm is 10% or less, and the average light transmittance at a wavelength of 300 to 450 nm is 5% or more, according to any one of [5] to [7].
- a printed wiring board with an electromagnetic wave shielding sheet comprising: an electromagnetic wave shielding sheet formed on the cover coat layer.
- Consisting of a resin layer formed from an energy ray-curable resin composition A method for manufacturing a printed wiring board with an electromagnetic wave shielding sheet, wherein the cured product of the resin layer has a storage elastic modulus at 85 ° C. of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa. [14]: a step of forming a signal wiring on an insulating base material, A step of applying a solder resist on the signal wiring to obtain a solder resist layer, Exposing the solder resist layer, thermally curing after development to form a cover coat layer having an opening, and laminating an electromagnetic wave shielding sheet on the cover coat layer, and hot pressing.
- the solder resist layer comprises an active energy ray curable resin, an active energy ray polymerization initiator, and a resin layer formed from an active energy ray curable resin composition containing a coloring agent, A method for manufacturing a printed wiring board with an electromagnetic wave shielding sheet, wherein the cured product of the resin layer has a storage elastic modulus at 85 ° C. of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa.
- a dry resist film and a solder resist capable of forming a cover coat layer capable of satisfying the heat-resistant compression resistance, the migration resistance, and the flexibility while having a high light-shielding property by a coloring agent.
- a printed wiring board with an electromagnetic wave shielding sheet that is excellent in visibility, flexibility, and long-term insulation reliability, and that can cope with miniaturization by increasing the density of circuits.
- FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3.
- any number A to any number B includes the number A as a lower limit and the number B as an upper limit in the range.
- the “sheet” in the present specification includes not only “sheet” defined in JIS but also “film”. The film also includes a sheet.
- the numerical values specified in the present specification are values obtained by the method disclosed in the embodiment or the example.
- “side chain” as defined in the present specification shall also include “side group”.
- (meth) acryl means acryl or methacryl
- (meth) acryloyl means acryloyl or methacryloyl
- (meth) acrylate means acrylate or methacrylate.
- the dry resist film of the present embodiment is a dry resist film for forming the cover coat layer for a printed wiring board including a cover coat layer and a substrate having a signal wiring and an insulating substrate.
- An electromagnetic wave shielding sheet can be further laminated on the cover coat layer.
- This dry resist film has a resin layer formed from an active energy ray-curable resin composition containing an active energy ray-curable resin, an active energy ray polymerization initiator, and a coloring agent.
- the cured product of the resin layer has a storage elastic modulus at 85 ° C. in the range of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa.
- the dry resist film may be a laminated body of a resin layer and another layer, in addition to the embodiment including only the resin layer. Other layers include a resin layer having a different storage modulus and a photosensitive reinforcing layer containing fibers.
- a cover that has high light-shielding properties, excellent patterning properties capable of forming fine openings, and can also satisfy heat-resistant compression resistance, migration resistance, and flexibility.
- a coat layer can be provided.
- migration resistance generated by laminating the electromagnetic wave shielding sheet can be solved, it is particularly suitable for the use of a printed wiring board on which the electromagnetic wave shielding sheet is further laminated on the cover coat layer. is there.
- the cured product of the resin layer of the dry resist film of the present embodiment has a storage elastic modulus at 85 ° C. of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa. It is preferably from 4.0E + 07 to 5.0E + 9Pa, more preferably from 5.0E + 07 to 1.0E + 9Pa.
- 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa is the same as 1.0 ⁇ 10 7 to 1.0 ⁇ 10 10 Pa and 0.01 to 10 GPa.
- the resin layer is obtained by applying the active energy ray-curable resin composition to one surface of the transparent substrate and drying.
- the cured product of the resin layer can be obtained by irradiating the resin layer with an active energy ray and further curing by heating. That is, the storage elastic modulus at 85 ° C. is a value obtained by using a cured product obtained by irradiating the resin layer with active energy rays and then heating and curing, and the storage elastic modulus at 85 ° C. described in the present specification. Is a value obtained by the method described in the embodiment described later.
- the following methods can be exemplified as conditions for obtaining a cured product obtained by curing such a resin layer. That is, a dry resist film having a resin layer formed by applying an active energy ray-curable resin composition is irradiated with an active energy ray from the transparent substrate side so as to have an integrated light amount of 200 to 1000 mJ / cm 2 . Thereafter, the peelable sheet is peeled off, the exposed resin layer surface is developed with a 1% aqueous solution of sodium carbonate at a liquid temperature of 30 ° C. for 60 seconds, and moisture in the film is dried and removed using a drying oven at 80 to 100 ° C. Next, a method of heating and curing in a box oven at 140 to 180 ° C. can be exemplified. The storage elastic modulus at 85 ° C. can be obtained by measuring a cured product of the resin layer obtained by peeling the transparent substrate.
- the cured product can be obtained by laminating the resin layers.
- the storage elastic modulus can be obtained after irradiating active energy rays from not only one side but also both sides of the laminate. For example, two samples from which a peelable sheet of a dry resist film with a base material is peeled are prepared, and the exposed resin layer surfaces are vacuum-laminated (heating temperature: 60 ° C., vacuum time: 60 seconds, vacuum ultimate pressure: 2 hPa, pressure: 0.4 MPa). , For 60 seconds).
- one of the transparent substrates is peeled off.
- the exposed resin layer surface is developed with a 1% aqueous solution of sodium carbonate at a liquid temperature of 30 ° C. for 60 seconds, and the moisture in the film is dried and removed using a drying oven at 80 to 100 ° C., and then a box at 140 to 180 ° C. By heating and curing in an oven, a cured product of the resin layer can be obtained.
- the other transparent substrate is peeled off, and the cured product of the obtained resin layer is measured.
- the cured product refers to a state in which the reaction of the functional group of the curable component in the composition constituting the resin composition is substantially completed, and for example, the calorific value is measured by a differential scanning calorimeter (DSC). It can be evaluated by measuring. Specifically, it refers to a state in which the amount of generated heat is not substantially detected.
- the storage elastic modulus can be appropriately adjusted according to the type and molecular weight of the resin described later, the type of the thermosetting agent and the content ratio to the resin, or the type and content of the colorant.
- the dry resist film of the present embodiment preferably has an average light transmittance at a wavelength of 450 to 700 nm of 10% or less, and an average light transmittance at a wavelength of 300 to 450 nm of 5% or more. Due to the above light transmittance, the film having the active energy ray-curable resin can be cured to the bottom, and the migration resistance and the heat-resistant pressure bonding property are improved.
- the average light transmittance at 450 to 700 nm is preferably 10% or less on average, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less in the entire wavelength region of 450 to 700 nm.
- the light transmittance at a wavelength of 300 to 450 nm is preferably 5% or more on average, more preferably 5% or more, even more preferably 6% or more in the entire wavelength region of 300 to 450 nm.
- the average light transmittance at a wavelength of 450 to 700 nm may be 10% or less
- the maximum wavelength of the active energy ray (the maximum absorption wavelength of the active energy ray polymerization initiator) may be in a range of 250 nm or more and less than 450 nm. It is preferable from the viewpoint of handleability.
- the light transmittance of the dry resist film at the maximum wavelength of the active energy ray is preferably 10% or more from the viewpoint of improving photocurability.
- a more preferable range of the maximum wavelength of the active energy ray (the maximum absorption wavelength of the active energy ray polymerization initiator) is 300 nm or more and less than 450 nm.
- the light transmittance in the present embodiment is, using a dry resist film with a base material, having a resin layer obtained by applying and drying an active energy ray-curable resin composition on one surface of a transparent base material. Can be measured by entering light from the transparent substrate side.
- the light transmittance of the dry resist film can be obtained by subtracting the absorption of the transparent substrate from the obtained measurement value.
- the measurement can be performed using a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) or the like, and the light transmittance at a wavelength of 250 to 700 nm can be determined.
- the active energy ray-curable resin composition of the present embodiment contains a resin, an active energy ray polymerization initiator, and a colorant.
- the resin contains at least an active energy ray-curable resin.
- the resin a conventionally known thermoplastic resin, thermosetting resin, or the like can be used, and at least an active energy ray-curable resin is included.
- the active energy ray-curable resin is a resin having curability by irradiation with an active energy ray, and is preferably a compound having an ethylenically unsaturated double bond. Further, in order to impart developability, it is preferably alkali-soluble.
- the resin conventionally known thermoplastic resins and thermosetting resins may be used alone or in combination. Further, a resin having both a photo-curing unit and a thermosetting unit may be used in the same resin.
- the weight average molecular weight (Mw) of the resin is preferably from 2,000 to 40,000, more preferably from 3,000 to 30,000. By setting the Mw of the resin to 2,000 to 40,000, alkali solubility can be improved and the resin can have excellent patterning properties.
- the weight average molecular weight of the resin refers to the molecular weight before crosslinking.
- the active energy ray-curable resin can be used alone, but from the viewpoint of further improving the patterning property, it is preferable to use a thermosetting resin in combination.
- a thermosetting resin used in combination, the mixing ratio of the active energy ray-curable resin and the thermosetting resin is preferably 30:70 to 70:30, and more preferably 40:60 to 60: 40 is more preferred.
- the active energy ray-curable resin is preferably an alkali-soluble acrylic resin obtained by copolymerizing an acidic group-containing ethylenically unsaturated monomer, in order to enhance the developability of the unexposed area, and improves the development resistance of the exposed area.
- an active energy ray-curable resin having an ethylenically unsaturated double bond is preferable.
- a photosensitive resin (A) described later is also suitable as the active energy ray-curable resin.
- the acid value of the active energy ray-curable resin is preferably from 50 to 120 mgKOH / g, more preferably from 60 to 110 mgKOH / g.
- acrylic alkali-soluble resin obtained by copolymerizing an acidic group-containing ethylenically unsaturated monomer include resins having an acidic group such as a carboxyl group and a sulfone group.
- the alkali-soluble resin include an acrylic resin having an acidic group, an ⁇ -olefin / (anhydride) maleic acid copolymer, a styrene / styrene sulfonic acid copolymer, an ethylene / (meth) acrylic acid copolymer, or Isobutylene / (anhydride) maleic acid copolymer;
- at least one resin selected from a (meth) acrylic resin having an acidic group and a styrene / styrenesulfonic acid copolymer is preferably used.
- a (meth) acrylic resin having an acidic group is preferable since it has high migration resistance.
- Examples of the active energy ray-curable resin having an ethylenically unsaturated double bond include a resin into which an ethylenically unsaturated double bond is introduced by the following methods (i) and (ii).
- Method (i) for example, the side chain epoxy group of a copolymer obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group and one or more other monomers is used. Then, the carboxyl group of an unsaturated monobasic acid having an ethylenically unsaturated double bond is subjected to an addition reaction. Next, there is a method in which a polybasic acid anhydride is reacted with the generated hydroxyl group. As a result, an active energy ray-curable resin having an ethylenically unsaturated double bond and a carboxyl group is obtained.
- Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate, methyl glycidyl (meth) acrylate, 2-glycidoxyethyl (meth) acrylate, and 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate , And 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate, which may be used alone or in combination of two or more.
- Glycidyl (meth) acrylate is preferred from the viewpoint of reactivity with the unsaturated monobasic acid in the next step.
- unsaturated monobasic acid examples include (meth) acrylic acid, crotonic acid, o-, m-, p-vinylbenzoic acid, ⁇ -haloalkyl (meth) acrylic acid, alkoxyl, halogen, nitro and cyano-substituted products.
- Monocarboxylic acids may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
- polybasic acid anhydride examples include tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, and maleic anhydride. These may be used alone or in combination of two or more. In order to increase the number of carboxyl groups, if necessary, use a tricarboxylic anhydride such as trimellitic anhydride, or use a tetracarboxylic dianhydride such as pyromellitic dianhydride to obtain the remaining anhydride. The substance group may be hydrolyzed.
- a side chain of a copolymer obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group with one or more other monomers for example, a side chain of a copolymer obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group with one or more other monomers.
- a resin having an ethylenically unsaturated double bond and a carboxyl group introduced therein is obtained.
- the method (ii) is, for example, by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group with another monomer such as another monomer of an unsaturated monobasic acid having a carboxyl group. There is a method of obtaining the obtained copolymer and reacting an isocyanate group of an ethylenically unsaturated monomer having an isocyanate group with a hydroxyl group in a side chain of the copolymer.
- Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- or 3- or 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycerol
- Examples include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate and cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
- a polyether mono (meth) acrylate obtained by addition-polymerizing ethylene oxide, propylene oxide, and / or butylene oxide to the above hydroxyalkyl (meth) acrylate, (poly) ⁇ -valerolactone, (poly) ⁇ -Polycaprolactone and / or (poly) ester mono (meth) acrylate to which (poly) 12-hydroxystearic acid or the like is added may be used.
- Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an isocyanate group include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and 1,1-bis [(meth) acryloyloxy] ethyl isocyanate, but are not limited thereto. Instead, two or more types can be used in combination.
- the photosensitive resin (A) As the active energy ray-curable resin.
- the photosensitive resin (A) will be described.
- the photosensitive resin (A) of the present embodiment is a hydroxyl group-containing photosensitive resin (A-1) or a carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2) as described below.
- the hydroxyl group-containing photosensitive resin (A-1) of the present embodiment can be obtained by the following steps.
- an epoxy compound (a) having at least two epoxy groups in one molecule [hereinafter, also simply referred to as “epoxy compound (a)”] and at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule
- phenol compound (b) [hereinafter referred to simply as “phenol compound (b)”] to synthesize the side chain hydroxyl group-containing resin (c).
- the carboxyl group-containing resin (e) is synthesized by reacting the side chain hydroxyl group-containing resin (c) with the polybasic acid anhydride (d).
- a compound (f) having a carboxyl group-containing resin (e) and an epoxy group or an oxetane group and an ethylenically unsaturated group (hereinafter, also simply referred to as “compound (f)”) is used.
- the hydroxyl group-containing photosensitive resin (A-1) can be obtained by reacting with an epoxy group or an oxetane group.
- the hydroxyl group in the hydroxyl group-containing resin (A-1) and the acid in the polybasic anhydride (d) are used as the fourth step. It can be obtained by reacting an anhydride group.
- the method for producing the photosensitive resin (A) will be described in detail.
- the side chain hydroxyl group-containing resin (c) obtained in the first step of the present embodiment will be described.
- the side chain hydroxyl group-containing resin (c) can be obtained by reacting the epoxy compound (a) with the phenol compound (b), and the epoxy group in the epoxy compound (a) and the phenol compound (b)
- the phenolic hydroxyl groups are preferably synthesized by reacting them with an epoxy group / phenolic hydroxyl group in a molar ratio of 1/1 to 1 / 2.5.
- the molecular weight of the photosensitive resin (A) is appropriately adjusted, and desired coating resistance and film forming property are easily obtained.
- the term "molar ratio” refers to a molar ratio at which functional groups actually react with each other, and the amount of various starting materials used is such that the reaction at the molar ratio is possible. Therefore, for example, when each starting material is charged in the reaction of the “epoxy compound (a)” and the “phenol compound (b)”, “1.0 mole of the epoxy group in the“ epoxy compound (a) ” The phenolic hydroxyl group in the “phenol compound (b)” may be charged in an amount exceeding 2.5 mol (preferably with an upper limit of 2.7 mol) and reacted.
- the epoxy compound (a) used in the present embodiment is preferably a compound containing two epoxy groups in a molecule, and is not particularly limited. Specifically, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, tetramethylene glycol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, 1,6- Hexanediol diglycidyl ether, bisphenol A / epichlorohydrin type epoxy resin, bisphenol F / epichlorohydrin type epoxy resin, biphenol / epichlorohydrin type epoxy resin, polyglycidyl ether of glycerin / epichlorohydrin adduct , Resorcinol diglycidyl ether, polybutadiene diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether,
- polyethylene glycol diglycidyl ether is preferred when imparting flexibility and solubility in an alkali developing solution to the finally obtained hydroxyl group-containing photosensitive resin (A-1).
- a bisphenol A / epichlorohydrin type epoxy resin is preferable when imparting heat resistance to the finally obtained hydroxyl group-containing photosensitive resin (A-1).
- the epoxy compound (d) can be selected according to the purpose, and these may be used alone or in combination.
- the phenol compound (b) used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound containing two phenolic hydroxyl groups in the molecule.
- 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane alias: bisphenol A
- bisphenol A is a typical example.
- dihydroxybenzenes such as hydroquinone, resorcinol, catechol and methylhydroquinone
- dihydroxynaphthalenes such as 1,5-dihydroxynaphthalene and 2,6-dihydroxynaphthalene can be mentioned.
- the conditions for synthesizing the side chain hydroxyl group-containing resin (c) are not particularly limited, and the synthesis can be performed under known conditions.
- an epoxy compound (a), a phenol compound (b), and a solvent are charged into a flask and heated at 100 to 150 ° C. with stirring to obtain a side chain hydroxyl group-containing resin (c).
- a catalyst such as triphenylphosphine or a tertiary amino group-containing compound may be used as necessary.
- the carboxyl group-containing resin (e) obtained in the second step of the present embodiment will be described.
- the carboxyl group-containing resin (e) can be obtained by reacting the side chain hydroxyl group-containing resin (c) with the polybasic acid anhydride (d).
- the concentration of the carboxyl group functioning as a crosslinking point in the finally obtained photosensitive resin (A) is appropriately maintained, the heat resistance is excellent, and the solubility in an alkali developing solution is excellent. Become. Also, it effectively prevents excess polybasic acid anhydride (d) from being generated and by-products from being generated in the subsequent synthesis step, and has excellent flexibility, solder heat resistance and insulation reliability of the final coating film. It will be.
- the polybasic acid anhydride (d) used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound containing one or more acid anhydride groups in the molecule.
- an acid anhydride group having an alicyclic structure or an aromatic ring structure such as phthalic anhydride, methylcyclohexenedicarboxylic anhydride, heptic anhydride, and tetrabromophthalic anhydride, may be mentioned.
- Other compounds include succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride, butylsuccinic anhydride, hexylsuccinic anhydride, octylsuccinic anhydride, dodecylsuccinic anhydride, butylmaleic anhydride, pentylmaleic acid Anhydride, hexylmaleic anhydride, octylmaleic anhydride, decylmaleic anhydride, dodecylmaleic anhydride, butylglutamic anhydride, hexylglutamic anhydride, heptylglutamic anhydride, octylglutamic anhydride, decylglutamic anhydride And dodecylglutamic anhydride.
- the polybasic acid anhydride (d) only one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
- succinic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and the like are particularly preferable in the present embodiment because they have extremely excellent patterning properties and coating film resistance.
- the conditions for synthesizing the carboxyl group-containing resin (e) are not particularly limited, and the synthesis can be performed under known conditions.
- a side chain hydroxyl group-containing resin (c), a polybasic acid anhydride (d), and a solvent are charged into a flask and heated at 25 to 150 ° C. with stirring to obtain a carboxyl group-containing resin (e). be able to.
- a catalyst such as a tertiary amino group-containing compound may be used if necessary.
- the double bond equivalent functioning as a photocrosslinking point in the finally obtained photosensitive resin (A) is optimized, and the heat resistance and the coating film resistance can be effectively increased. it can. Further, it is possible to prevent the compound (f) from becoming excessive, and to make the flexibility of the final coating film more favorable.
- the compound (f) used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound containing one or more epoxy groups or oxetane groups and one or more ethylenically unsaturated groups in the molecule.
- Examples include methyl (meth) acrylate, 4-vinyl-1-cyclohexene-1,2-epoxide, 1,3-butadiene monoepoxide, oxetanyl (meth) acrylate, and oxetanyl cinnamic acid.
- a polyfunctional acrylate group-containing monoepoxide obtained by reacting epichlorohydrin with a hydroxyl group of a hydroxyl group-containing polyfunctional acrylic monomer such as pentaerythritol triacrylate may be used.
- a polyfunctional acrylate group-containing monoepoxide obtained by modifying most of the epoxy groups of the phenol novolak type epoxy resin to acrylate groups with acrylic acid or the like and leaving one epoxy group per molecule on average can also be exemplified. .
- a polyfunctional acrylate group-containing monoepoxide obtained by reacting a carboxyl group of a carboxyl group-containing polyfunctional acrylic monomer with a part of an epoxy group of a compound having two or more epoxy groups in a molecule, and the like. .
- a hydroxyl group-containing resin (A-1) is obtained.
- the compound (f) only one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- glycidyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether and the like are particularly preferable in the present embodiment because they are highly reactive with a carboxyl group and are very excellent in photosensitivity.
- compound (g) having no epoxy group or an oxetane group (hereinafter, also referred to as “compound (g)”) having no ethylenically unsaturated group is used in combination with compound (f). It can also be used. In this case, it is possible to control the photosensitivity of the photosensitive resin (A) of the present embodiment more widely.
- Examples of the compound (g) include styrene oxide, phenylglycidyl ether, o-phenylphenol glycidyl ether, p-phenylphenol glycidyl ether, glycidyl cinnamate, methyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, decyl glycidyl Examples include ether, stearyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidol, N-glycidyl phthalimide, 1,3-dibromophenyl glycidyl ether, Celloxide 2000 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), and oxetane alcohol.
- the conditions for synthesizing the hydroxyl group-containing resin (A-1) are not particularly limited, and the synthesis can be performed under known conditions.
- the carboxyl group-containing resin (e), the compound (f), and the solvent are charged into a flask in the presence of oxygen, and the hydroxyl group-containing resin (A-1) is heated at 25 to 150 ° C. with stirring. Obtainable.
- a reaction catalyst such as a tertiary amino group-containing compound is added as necessary to promote the reaction, or an ethylenically unsaturated group is added so as not to cause a polymerization reaction or gelation due to the progress of polymerization. May be used.
- polymerization inhibitor examples include hydroquinone, methylhydroquinone, pt-butylcatechol, 2-t-butylhydroquinone, 2,5-di-t-butylhydroquinone, trimethylhydroquinone, methoxyhydroquinone, p-benzoquinone, 2,5- Di-t-butylbenzoquinone, naphthoquinone, phenothiazine, N-oxyl compounds and the like can be used.
- the presence of molecular oxygen in the reaction vessel has a polymerization inhibiting effect.
- bubbling in which air or a mixed gas of air and an inert gas such as nitrogen is blown into the reaction vessel, may be performed.
- an inert gas such as nitrogen
- the carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2) obtained in the fourth step of the present embodiment will be described.
- the carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2) of the present embodiment can be obtained by reacting the hydroxyl group-containing resin (A-1) with a polybasic acid anhydride (d).
- the concentration of the carboxyl group functioning as a crosslinking point in the finally obtained photosensitive resin (A) is appropriately maintained, the heat resistance is excellent, and the solubility in an alkali developing solution is appropriately controlled. can do.
- the polybasic acid anhydride (d) used in the present embodiment may be any compound containing one or more acid anhydride groups in the molecule, and is not particularly limited. Or a plurality of them may be used in combination. Among them, succinic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and the like are particularly preferable in the present embodiment because the patterning property and coating film resistance are extremely excellent.
- the conditions for synthesizing the carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2) are not particularly limited, and the hydroxyl group-containing resin (A- It is preferable that the reaction is carried out by charging 1), a polybasic acid anhydride (d), and a solvent and heating the mixture at 25 to 150 ° C. while heating and stirring. If necessary, a suitable reaction catalyst and an ethylenically unsaturated group Can be newly added.
- the acid value of the photosensitive resin (A) of the present embodiment obtained by the above steps is preferably from 50 to 120 mgKOH / g, more preferably from 60 to 110 mgKOH / g.
- the acid value is excellent, and for example, it is possible to effectively prevent the possibility that the film is left as a residue at a portion where the film is to be dissolved and removed during development. Further, the solubility of the coating film in the developing solution is appropriately maintained, the difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion is appropriately maintained, and a good pattern shape can be obtained.
- the photosensitive resin (A) of the present embodiment preferably has an ethylenically unsaturated group equivalent of 200 to 5,000 g / eq, more preferably 300 to 3,000 g / eq.
- equivalent of the ethylenically unsaturated group in the range of 200 to 5,000 g / eq, appropriate photosensitivity, appropriate difference in solubility between the exposed part and the unexposed part, and a good pattern shape can be obtained. .
- the photosensitivity may be too low, the portion desired to be photocured is not sufficiently cured, and the pattern is dissolved at the time of development to obtain a good pattern shape. May not be.
- the “ethylenically unsaturated group equivalent” in the present embodiment is a theoretical value calculated from the weight of the raw materials used in the synthesis of the resin, and the weight of the resin is calculated based on the ethylenically unsaturated group present in the resin. It is divided by the number of saturated groups, and corresponds to the weight of the resin per mole of the ethylenically unsaturated group, that is, the reciprocal of the concentration of the ethylenically unsaturated group.
- the photosensitive resin (A) of the present embodiment preferably has a weight average molecular weight of 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000.
- the weight average molecular weight is 2000 or more, the solder heat resistance and flexibility are excellent, and when the weight average molecular weight is 40,000 or less, patterning properties can be improved.
- the solvent used for the synthesis of the photosensitive resin (A) can be appropriately selected depending on the final use and the solubility of the reactant.
- a solvent having a low boiling point in order to quickly dry the solvent.
- the low boiling point solvent include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, tetrahydrofuran, toluene, and isopropyl alcohol.
- these solvents may be used singly as required, or may be used in combination of two or more. Another solvent may be added.
- the photosensitive resin (A) described above does not have an ester bond derived from half-esterification with a dibasic anhydride or a urethane bond derived from the reaction between an isocyanate group and a hydroxyl group in the main chain, so that the main chain is chemically stable. It is. For this reason, the obtained cover coat layer is excellent in various coating film resistances, and can exhibit excellent heat resistance even when exposed under high temperature conditions such as a solder bath. Also, excellent electrical insulation can be exhibited even under high temperature and high humidity. Further, the photosensitive resin (A) is rich in reactivity because the photosensitive group and the carboxyl group are not directly linked to the main chain, and another group or atom is arranged between the main chain and the functional group.
- thermosetting resin is a resin having a plurality of functional groups that can be used for a crosslinking reaction by heating.
- the functional group include a hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an oxetanyl group, an oxazoline group, an oxazine group, an aziridine group, a thiol group, and a silanol group.
- thermosetting resin having the above functional group includes, for example, acrylic resin, maleic acid resin, polybutadiene resin, polyester resin, condensation type polyester resin, addition type polyester resin, melamine resin, polyurethane resin, polyurethane urea resin, urethane ester Resin, epoxy resin, oxetane resin, phenoxy resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamide imide resin, phenolic resin, alkyd resin, amino resin, polylactic acid resin, oxazoline resin, benzoxazine resin, silicone resin, fluorine resin, etc.
- acrylic resin acrylic acid resin
- polybutadiene resin polyester resin
- condensation type polyester resin addition type polyester resin
- melamine resin polyurethane resin
- polyurethane urea resin polyurethane ester Resin
- epoxy resin oxetane resin
- phenoxy resin polyimide resin
- polyamide resin polyamide imide resin
- phenolic resin alkyd resin
- amino resin polylactic acid resin
- the active energy ray-curable resin composition of the present embodiment preferably uses a thermosetting agent.
- a thermosetting agent thermally crosslinks the carboxylic acid group carboxyl group and the hydroxyl group of the active energy ray-curable resin or the thermosetting resin, a cover coat layer having excellent migration resistance and flexibility can be formed.
- the thermosetting agent has a plurality of functional groups that can react with the functional groups of the active energy ray-curable resin and the thermosetting resin.
- the thermosetting agent include known compounds such as an epoxy compound, an acid anhydride group-containing compound, an isocyanate compound, an aziridine compound, an amine compound, and a phenol compound, and an isocyanate compound is particularly preferable.
- the isocyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound having an isocyanate group in the molecule.
- examples of the diisocyanate compound include an aromatic diisocyanate having 4 to 50 carbon atoms, an aliphatic diisocyanate, an araliphatic diisocyanate, and an alicyclic diisocyanate.
- aromatic diisocyanate examples include 1,3-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, and 2,6- Tolylene diisocyanate, 4,4'-toluidine diisocyanate, 2,4,6-triisocyanate toluene, 1,3,5-triisocyanate benzene, dianisidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 4,4 ', 4 "-Triphenylmethane triisocyanate.
- aliphatic diisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, , 4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate.
- Examples of the araliphatic diisocyanate include ⁇ , ⁇ ′-diisocyanate-1,3-dimethylbenzene, ⁇ , ⁇ ′-diisocyanate-1,4-dimethylbenzene, ⁇ , ⁇ ′-diisocyanate-1,4-diethylbenzene, And 4-tetramethylxylylene diisocyanate, and 1,3-tetramethyl xylylene diisocyanate.
- alicyclic diisocyanate examples include 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate [alias: isophorone diisocyanate], 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, and 1,4-cyclohexane diisocyanate , Methyl-2,4-cyclohexanediisocyanate, methyl-2,6-cyclohexanediisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate), 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) Cyclohexane and the like can be mentioned.
- isocyanate compound having one or two isocyanate groups in the molecule specifically, as a monofunctional isocyanate having one isocyanate group in the molecule, (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, 1,1- Bis [(meth) acryloyloxymethyl] ethyl isocyanate, vinyl isocyanate, allyl isocyanate, (meth) acryloyl isocyanate, isopropenyl- ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl isocyanate and the like can be mentioned.
- polyfunctional isocyanate having three or more isocyanate groups in one molecule examples include aromatic polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate such as lysine triisocyanate, araliphatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate.
- aromatic polyisocyanate aliphatic polyisocyanate such as lysine triisocyanate, araliphatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate.
- trimethylolpropane adduct of diisocyanate a burette which has been reacted with water
- trimer having an isocyanurate ring a trimethylolpropane adduct of diisocyanate and a trimer having an isocyanurate ring are preferable.
- migration resistance and flexibility can be more effectively improved.
- the blocked isocyanate compound is an isocyanate compound in which an isocyanate group is protected by a blocking agent such as ⁇ -caprolactam and MEK oxime.
- a blocking agent such as ⁇ -caprolactam and MEK oxime.
- the isocyanate compound is preferably a blocked isocyanate compound. It is preferable to use a blocked isocyanate compound because the sheet life is improved.
- the dissociation temperature of the blocking agent of the blocked isocyanate compound is preferably from 120 to 200 ° C, more preferably from 130 to 180 ° C.
- the dissociation temperature of the blocking agent of the blocked isocyanate compound is preferably from 120 ° C. or higher, the active energy ray-curable resin composition does not dissociate at the drying temperature when coated on a transparent substrate, and has excellent patterning properties. Is obtained. Further, by setting the dissociation temperature of the blocking agent to 200 ° C. or less, foaming in the cover coat layer can be suppressed during thermal curing when forming the cover coat layer.
- the blocked isocyanate compound is used in combination with an isocyanate equivalent of 200 to 400 g / eq and 500 to 900 g / eq. Flexibility and migration resistance can be improved by using block isocyanates having different isocyanate equivalents in combination.
- the isocyanate equivalent in the present embodiment is a value measured according to JIS K7301.
- An epoxy compound is a compound having two or more epoxy groups in one molecule.
- the epoxy compound may be liquid or solid.
- the epoxy compound for example, a glycidyl ether type epoxy compound, a glycidylamine type epoxy compound, a glycidyl ester type epoxy compound, a cyclic aliphatic (alicyclic type) epoxy compound and the like are preferable.
- the molecular weight of the epoxy compound is preferably from 100 to 2,000, more preferably from 200 to 1,500.
- Examples of the glycidyl ether type epoxy compound include bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, bisphenol S type epoxy compound, bisphenol AD type epoxy compound, cresol novolak type epoxy compound, phenol novolak type epoxy compound, ⁇ -naphthol novolak Epoxy compound, bisphenol A type novolak type epoxy compound, dicyclopentadiene type epoxy compound, tetrabromobisphenol A type epoxy compound, brominated phenol novolak type epoxy compound, tris (glycidyloxyphenyl) methane, tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane And the like.
- glycidylamine-type epoxy compound examples include, for example, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidylparaaminophenol, triglycidylmethaminophenol, and tetraglycidylmetaxylylenediamine.
- glycidyl ester type epoxy compound for example, diglycidyl phthalate, diglycidyl hexahydrophthalate, diglycidyl tetrahydrophthalate and the like can be mentioned.
- Examples of the cycloaliphatic (alicyclic) epoxy compound include epoxycyclohexylmethyl-epoxycyclohexanecarboxylate, bis (epoxycyclohexyl) adipate and the like.
- the epoxy compound bisphenol A type epoxy compound, cresol novolak type epoxy compound, phenol novolak type epoxy compound, tris (glycidyloxyphenyl) methane, and tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane are preferable. By using these epoxy compounds, migration resistance and flexibility are further improved.
- the amount of the epoxy compound is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, based on the total amount (100% by weight) of the thermosetting agent.
- the blending amount of the thermosetting agent is preferably 30 to 150 parts by weight, more preferably 50 to 110 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the active energy ray-curable resin and the thermosetting resin.
- active energy ray polymerization initiator examples include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopro
- An acetophenone-based active energy ray polymerization initiator such as pan-1-one, 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (o-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl -6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (o
- acylphosphine oxide-based active energy ray polymerization initiators and acetophenone-based active energy ray polymerization initiators are preferred because of good curability at the bottom of the film and improved migration resistance.
- Specific examples of acylphosphine oxide-based active energy ray polymerization initiators include Irgacure TPO (manufactured by BASF) and Irgacure 819 (manufactured by BASF).
- Irgacure 907 manufactured by BASF
- Irgacure 379 manufactured by BASF
- Irgacure 379EG manufactured by BASF
- the active energy ray polymerization initiator is preferably used in an amount of 0.5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the active energy ray-curable resin.
- the active energy ray-curable resin composition of the present embodiment further comprises ⁇ -acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphor as a sensitizer.
- Compounds such as quinone, ethylanthraquinone, 4,4'-diethylisophthalophenone, 3,3 ', 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, and 4,4'-diethylaminobenzophenone are used in combination. You can also.
- the sensitizer can be used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the active energy ray polymerization initiator.
- the dry resist film of the present embodiment contains a colorant in order to enhance the light-shielding property of the cover coat layer.
- the colorant is preferably a black pigment and a mixed colorant containing a plurality of pigments such as red, green, blue, yellow, violet, cyan, and magenta.
- the mixed colorant can obtain a black color by reducing and mixing a plurality of pigments.
- black pigment examples include carbon black, Ketjen black, carbon nanotube (CNT), perylene black, titanium black, iron black, and aniline black.
- carbon black Ketjen black
- CNT carbon nanotube
- perylene black titanium black
- iron black iron black
- aniline black an organic compound
- perylene black, titanium black, iron black and a mixed colorant are preferable, and perylene black and titanium black are more preferable.
- titanium black is particularly preferred.
- Coloring agent is preferably a specific gravity of 2 ⁇ 7g / cm 3, more preferably 4 ⁇ 6g / cm 3 or more.
- the specific gravity of the colorant is 2 to 7 g / cm 3
- the concentration of the colorant is higher on the transparent substrate surface and thinner on the release sheet surface. Since the dry resist film is formed by applying the surface from which the peelable sheet is peeled off to the signal circuit side and forming a cover coat layer, if the colorant component on the signal circuit side can be reduced, the impurity component is reduced and migration resistance is reduced. Can be further improved.
- the colorant preferably has an average primary particle diameter of 20 to 100 nm, more preferably 30 to 90 nm, and still more preferably 40 to 90 nm.
- the cover coat layer formed from the dry resist film has improved light-shielding properties and flexibility.
- the average primary particle diameter is determined by averaging the major axis length.
- the powder resistance value of the colorant is preferably 3 ⁇ ⁇ cm or more, more preferably 5 ⁇ ⁇ cm or more. By setting the powder resistance value of the colorant within the above range, the migration resistance is further improved.
- the powder resistance value is a resistance value when pressed at a pressing pressure of 2 MPa using a powder resistance measurement system MCP-PD51 and a resistivity meter MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.
- the specific surface area of the colorant is preferably from 10 ⁇ 50m 2 / g, more preferably 15 ⁇ 40m 2 / g. By setting the specific surface area of the coloring agent in the above range, the patterning property is further improved.
- the specific surface area can be determined by BET method using BELSORP-miniII manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.
- the average primary particle diameter of the colorant can be determined from an average value of about 20 primary particles that can be observed from an image magnified about 50,000 to 1,000,000 times by a transmission electron microscope (TEM).
- TEM transmission electron microscope
- CI means a color index (CI).
- Red pigments and magenta pigments are, for example, C.I. I. Pigment Red 7, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 122, 146, 168, 176, 177, 178, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 242, 246, 254, 255, 264, 270, 272 and 279.
- the green pigment is, for example, C.I. I. Pigment Green 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55, and 58, and the like.
- Blue pigments and cyan pigments include, for example, C.I. I. Pigment Blue 1, 1: 2, 9, 14, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 17, 19, 25, 27, 28, 29, 33, 35, 36, 56, 56: 1, 60, 61, 61: 1, 62, 63, 66, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78, 79 and the like.
- the yellow pigment is, for example, C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 82,184,185,187,188,193,194,198,199,
- purple pigments examples include C.I. I. Pigment Violet 1, 1: 1, 2: 2: 2, 3: 1, 3: 3, 5, 5: 1, 14, 15, 16, 19, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 37, 39, 42, 44, 47, 49 and 50.
- the colorant is preferably contained in an amount of 0.5 to 40% by weight, more preferably 1 to 30% by weight, based on 100% by weight of the dry resist film.
- the coloring agent in an amount of 0.5 to 40% by weight, it is easy to achieve both high light-shielding properties and resistance to migration test.
- the active energy ray-curable resin composition of the present embodiment preferably further contains an inorganic filler.
- an inorganic filler By including the inorganic filler, the heat-resistant pressure bonding property is further improved.
- the inorganic filler include silica, alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, barium sulfate, calcium carbonate, titanium oxide, zinc oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, talc, montmorolinite, kaolin, and bentonite. Compounds.
- hydrophobic silica fine particles obtained by reacting a silanol group on the silica surface with a halogenated silane not only improve the heat-resistant pressure bonding property, but also increase the hydrophobicity of the film and improve the migration resistance. It is preferable from the viewpoint of improvement.
- the BET specific surface area of the inorganic filler is preferably from 50 to 300 m 2 / g. When the content is within the above range, the inorganic filler is uniformly dispersed in the dry resist film, and the heat-resistant pressure-bonding property is improved.
- the average particle size (average particle size D50) of the inorganic filler is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, more preferably 0.05 to 8 ⁇ m.
- the heat-resistant pressure-bonding property can be further improved.
- the content of the inorganic filler is preferably 0.5 to 40% by weight based on 100% by weight of the solid content of the active energy ray-curable resin composition. That is, the content is preferably 0.5 to 40% by weight based on 100% by weight of the resin layer of the dry resist film. More preferably, it is 1 to 30% by weight. When the content is 0.5% by weight or more, the migration resistance is improved. If it is at most 40% by weight, the heat-resistant pressure bonding property will be improved.
- the active energy ray-curable resin composition may contain pigments and dyes other than colorants as necessary, as well as monomers, solvents, silane coupling agents, ion scavengers, antioxidants, tackifier resins, plasticizers, and ultraviolet rays. It may contain absorbents, defoamers, leveling regulators, fillers, flame retardants, and the like.
- the active energy ray-curable resin composition can be synthesized by adding a solvent, if necessary, to the active energy ray-curable resin, the active energy ray polymerization initiator, and the colorant, followed by mixing and stirring. For the stirring, a known stirring device such as a disper mat or a homogenizer can be used.
- the dry resist film of the present embodiment is composed of a resin layer obtained by applying the active energy ray-curable resin composition to one surface of a transparent substrate and drying. Furthermore, in order to protect the resin layer, it is general that a peelable sheet is attached to form a laminated structure of a transparent substrate / resin layer / peelable sheet.
- a form having a transparent base material may be referred to as a dry resist film with a base material.
- the dry resist film of the present embodiment may further have a cushion layer, an adhesive layer, a light absorbing layer, an intermediate layer such as a gas barrier layer, and the like.
- the resin layer of the dry resist film is formed by applying a liquid active energy ray-curable resin composition dissolved and dispersed in a solvent to the release surface of the transparent substrate, and then coating the solvent at a temperature of usually 40 to 120 ° C. It can be formed by drying.
- the coating can be performed by, for example, knife coating, die coating, lip coating, roll coating, curtain coating, bar coating, gravure coating, flexo coating, dip coating, spray coating, spin coating, or the like.
- the transparent substrate preferably has an average light transmittance at a wavelength of 320 to 700 nm of 50% or more, more preferably 60% or more.
- a transparent substrate having an average light transmittance of 50% or more at a wavelength of 320 to 700 nm the active energy rays reach the dry resist film and are efficiently cured, so that the patterning property is improved.
- a transparent substrate having such a transmittance a polyethylene terephthalate film or a polyolefin film is suitably used.
- the peelable sheet is a film in which one or both sides of a polyethylene terephthalate film or an OPP film are coated with a release agent, and is a member to be bonded to protect the dry resist film.
- the light transmittance of the peelable sheet can be used without any particular limitation.
- the thickness of the resin layer of the dry resist film is preferably from 5 to 100 ⁇ m, more preferably from 10 to 70 ⁇ m.
- the dry resist film of the present embodiment has a resin layer formed on a transparent substrate, and a releasable sheet is further attached to the other surface to form a dry resist film sandwiched between both surfaces, thereby facilitating the handling. .
- the solder resist of the present embodiment is a solder resist for forming the cover coat layer for a printed wiring board including a cover coat layer and a substrate having a signal wiring and an insulating base material.
- An electromagnetic wave shielding sheet can be further laminated on the cover coat layer.
- This solder resist contains a curable resin and a colorant.
- the curable resin contains at least one of a thermosetting resin and an active energy ray-curable resin.
- the composition when the composition contains a thermosetting resin, the composition further contains a thermosetting agent, and when the composition contains an active energy ray-curable resin, the composition further contains an active energy ray polymerization initiator.
- the cured product of the resin layer formed from the solder resist has a storage elastic modulus at 85 ° C. in the range of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa.
- specific examples of the solder resist according to the present invention will be described.
- the solder resist according to the first embodiment is composed of an active energy ray-curable resin composition containing a colorant, an active energy ray-curable resin as a curable resin, and an active energy ray polymerization initiator.
- solder resist is directly applied on the substrate having the signal wiring formed on the insulating base material to form a solder resist layer. Then, the solder resist layer is exposed, developed, and thermally cured to form a cover coat layer on which a desired pattern (opening) is formed.
- the solder resist according to the first embodiment has a process of applying a solder resist directly on a substrate, and that the solder resist is adjusted to an optimum viscosity or the like for coating, basically, It is the same as the active energy ray-curable resin composition for forming the dry resist film of the present embodiment described above. That is, the basic composition of the solder resist of the first embodiment is the same as the active energy ray-curable resin composition for forming the dry resist film. Therefore, description of a suitable composition of the solder resist is omitted.
- a cover that has high light-shielding properties, excellent patterning properties for forming fine openings, and can also satisfy heat-resistant compression resistance, migration resistance, and flexibility.
- a coat layer can be provided.
- the solder resist according to the second embodiment is composed of a coloring agent, a thermosetting resin as a curable resin, and a thermosetting resin composition containing a thermosetting agent.
- the solder resist according to the second embodiment is printed so as to form a desired pattern and cured by heat to obtain a patterned cover coat layer.
- Printing can be performed by a printing method such as screen printing, offset printing, flexographic printing, dry offset printing, and gravure printing. Among them, screen printing is preferable from the viewpoint of improving the yield.
- thermosetting resin used for the solder resist according to the second embodiment include the thermosetting resins listed for the dry resist film according to the present embodiment.
- thermosetting agent the thermosetting agent exemplified in the dry resist film according to the present embodiment can be suitably used.
- the solder resist according to the second embodiment is different from the solder-resist of the first embodiment in the point that a pattern is formed by printing, the exposure and development steps are not performed, and the above-described composition is different.
- the basic process and the composition of the colorant and the like are the same as those in the first embodiment.
- solder resist of the second embodiment it is possible to provide a cover coat layer that can also satisfy high light-shielding properties, heat-resistant pressure bonding properties, migration resistance, and flexibility.
- first embodiment and the second embodiment can be suitably used in combination. That is, a solder resist that satisfies both thermosetting and photocuring properties is also preferably used.
- the printed wiring board of the present embodiment includes an electromagnetic wave shielding sheet, a cover coat layer, and a substrate having signal wiring and an insulating base material.
- the electromagnetic wave shielding sheet of the present embodiment includes a conductive layer and an insulating layer.
- the conductive layer of the electromagnetic wave shielding sheet is a layer that shields noise such as electromagnetic waves and is mainly attached to the cover coat layer of the FPC.
- Examples of the conductive layer include a first embodiment of a conductive layer formed of a conductive adhesive and a second embodiment having a metal layer and a conductive layer formed of a conductive adhesive.
- the conductive adhesive layer includes conductive fine particles comprising one or more of conductive metals such as gold, platinum, silver, copper and nickel and alloys thereof, and an active energy ray resin forming the dry resist film. Examples thereof include those in which a conductive resin composition obtained by mixing a thermosetting resin and a thermosetting agent, which has been described in connection with the base composition, is formed into a coating film.
- a conductive metal vapor-deposited film such as aluminum, copper, silver, or gold having a thickness of 0.005 to 10 ⁇ m, a metal foil, or the like is used.
- the insulating layer can be formed using an insulating resin composition.
- the insulating resin composition can be formed by coating the insulating resin composition containing a thermosetting resin and a thermosetting agent in the same manner as the conductive adhesive. Further, a film obtained by molding an insulating resin such as polyester, polycarbonate, polyimide, and polyphenylene sulfide can also be used.
- thermosetting resin and the thermosetting agent contained in the conductive layer are present in an uncured state, and the desired adhesive strength can be obtained by being cured together with the cover coat layer by a hot press.
- the uncured state includes a semi-cured state in which a part of the thermosetting agent is cured.
- the cover coat layer is an insulating material that covers the signal wiring of the wiring board and protects it from the external environment.
- the cover coat layer of the present embodiment is formed using the dry resist film of the present embodiment, and is formed by curing the resin layer of the dry resist film with active energy rays and heat.
- the cover coat layer of the present embodiment has an active energy ray-curable resin, an active energy ray polymerization initiator, and a resin layer formed from an active energy ray-curable resin composition containing a coloring agent,
- the cured product of the resin layer is formed from a dry resist film having a storage elastic modulus at 85 ° C. of 1.0E + 07 to 1.0E + 10 Pa.
- the thickness of the cover coat layer is preferably 5 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 70 ⁇ m. By setting the thickness of the cover coat layer in the range of 5 to 100 ⁇ m, flexibility and migration resistance can be improved.
- the glass transition temperature (Tg) of the cover coat layer is preferably from 40 ° C to 120 ° C, more preferably from 50 ° C to 100 ° C. By setting the glass transition temperature (Tg) of the cover coat layer to 40 ° C. to 120 ° C., flexibility and migration resistance can be improved.
- the substrate has a signal wiring and an insulating base.
- the signal wiring includes a ground wiring for grounding, a wiring circuit for sending an electric signal to an electronic component, and the like, and is generally formed by etching a copper foil.
- the insulating substrate is preferably a flexible plastic such as polyester, polycarbonate, polyimide, polyphenylene sulfide, or liquid crystal polymer, and more preferably polyimide.
- the printed wiring board with an electromagnetic wave shielding sheet according to the present embodiment includes a step of forming signal wiring on an insulating base material (step A), a step of laminating a dry resist film on the signal wiring (step B), and a resin of the dry resist film.
- the step of exposing the layer, thermally curing after development to form a cover coat layer having an opening (Step C), laminating an electromagnetic wave shielding sheet on the cover coat layer and hot pressing (Step D) can do.
- each step will be specifically described.
- Step A signal wiring forming step
- ground wiring for grounding by etching a copper foil on an insulating substrate, signal wiring including a wiring circuit for sending an electric signal to an electronic component, and the like are formed.
- Step B Dry resist film laminating step
- the release sheet of the dry resist film sandwiched between the transparent substrate and the release sheet is peeled off, and the exposed resin layer surface is bonded by a laminator so as to cover the signal wiring on the insulating substrate.
- Step C cover coat layer forming step
- An active energy ray is irradiated from the upper surface of the transparent substrate through a photomask formed in a desired pattern, and the resin layer of the dry resist film is cured by the active energy ray.
- the active energy ray for curing the resin layer of the dry resist film is not particularly limited as long as the exposed portion can be cured.
- an electron beam, ultraviolet light, or a light ray having a wavelength of 350 to 500 nm can be used.
- a source of the electron beam to be irradiated a thermionic emission gun, a field emission gun, or the like can be used.
- the ultraviolet light and a 350-500 nm radiation source for example, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a gallium lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and the like can be used.
- an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon mercury lamp, and a metal halide lamp are often used from the viewpoint of a point light source and luminance stability.
- the active energy dose for irradiation can be set as appropriate in the range of 5 to 2000 mJ / cm 2 , but is preferably in the range of 50 to 1000 mJ / cm 2 which is easy to control in the process. Further, it is also possible to use these active energy rays in combination with heat by infrared rays, far infrared rays, hot air, high-frequency heating, or the like.
- the transparent base material is peeled off, and the dry resist film is developed with an aqueous alkali solution to wash away the non-irradiated portion, thereby obtaining a cover coat layer having an opening formed on the ground wiring or at a necessary place.
- a hole is usually formed in a coverlay film using a drill, an opening having a diameter of 2 to 5 mm is generally formed.
- the diameter of the opening is reduced. It is possible to form a cover coat layer having an opening of 0.01 to 1 mm and having no tapered development residue. By setting the opening diameter to 0.01 to 1 mm, for example, the ground wiring area can be significantly reduced, so that the FPC can be shortened.
- an aqueous solution of sodium carbonate, sodium hydroxide or the like is used as an alkali developing solution, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Further, an antifoaming agent or a surfactant can be added to the developer.
- a developing treatment method As a developing treatment method, a shower developing method, a spray developing method, a dip (immersion) developing method, a paddle (liquid puddle) developing method, or the like can be applied.
- the developer After the developer is washed with water, it is heated at 80 ° C to 110 ° C for 2 minutes to 10 minutes to remove unnecessary water, and then heated at 150 ° C to 180 ° C for 30 minutes to 2 hours, and cured by heat to cover. Form a coat layer.
- An active energy ray can be irradiated as needed even after the thermosetting.
- Step D hot press step
- an electromagnetic wave shielding sheet punched to a predetermined size is laminated on a part or the entire surface of the cover coat layer, and is temporarily attached.
- the conductive layer of the electromagnetic wave shielding sheet is thermally cured and bonded by hot pressing.
- the conductive adhesive layer flows into the opening of the cover coat layer formed on the ground wiring and is hardened, so that the conductive property is further improved by conducting to the ground.
- the hot pressing of the electromagnetic wave shielding sheet and the printed wiring board is generally performed at a temperature of about 150 to 190 ° C., a pressure of about 1 to 3 MPa, and a time of about 1 to 60 minutes.
- the thermosetting resin reacts with the thermosetting agent by hot pressing.
- post-curing may be performed at 150 to 190 ° C. for 30 to 90 minutes after hot pressing in order to promote curing.
- the electromagnetic wave shielding sheet may be referred to as an electromagnetic wave shielding layer after hot pressing.
- the printed wiring board of the present embodiment is provided in an electronic device such as a notebook PC, a mobile phone, a smartphone, and a tablet terminal, in addition to a liquid crystal display and a touch panel.
- active energy ray curable resin 1 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, an inlet tube, and a thermometer, 64.8 parts of bisphenol A and 57.1 parts of YD8125 (a bisphenol A type epoxy compound manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) And EX861 (Polyethylene glycol diglycidyl ether manufactured by Nagase ChemteX Corporation), 128.1 parts, 1.25 parts of triphenylphosphine as a catalyst, 1.25 parts of N, N-dimethylbenzylamine, and 250 parts of toluene as a solvent.
- YD8125 a bisphenol A type epoxy compound manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
- EX861 Polyethylene glycol diglycidyl ether manufactured by Nagase ChemteX Corporation
- RIKACID SA manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd .: succinic anhydride
- the active energy ray-curable resin 1 is a hydroxyl group-containing photosensitive resin (A-1), the equivalent weight of an ethylenically unsaturated group is 1803 g / eq, the weight average molecular weight in terms of polystyrene is 23500, and the acid content of the resin solid is measured. The value was 63 mg KOH / g.
- the temperature was raised to 110 ° C. while reacting for 8 hours to obtain a hydroxyl group-containing resin.
- 49.8 parts of Ricacid SA manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd .: succinic anhydride
- the mixture was reacted at 110 ° C. for 4 hours.
- the mixture was cooled to room temperature.
- the nitrogen from the nitrogen inlet tube was stopped, and the flow was switched to the introduction of dry air.
- the active energy ray-curable resin 2 is a carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2), the equivalent weight of an ethylenically unsaturated group is 1269 g / eq, the weight average molecular weight in terms of polystyrene is 20200, and the acid content of the resin solid is measured. The value was 73 mg KOH / g.
- methyl isobutyl ketone is distilled and recovered from the oil layer, and an epoxy resin having an epoxy equivalent of 287, a hydrolyzable chlorine content of 0.07%, a softening point of 64.2 ° C, and a melt viscosity (150 ° C) of 7.1 poise. 340 parts were obtained.
- the active energy ray-curable resin 3 is a carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2) whose main skeleton is a bisphenol A type epoxy resin, has an ethylenically unsaturated group equivalent of 450 g / eq, and a weight average molecular weight in terms of polystyrene.
- A-2 carboxyl group-containing photosensitive resin
- the active energy ray-curable resin 3 is a carboxyl group-containing photosensitive resin (A-2) whose main skeleton is a bisphenol A type epoxy resin, has an ethylenically unsaturated group equivalent of 450 g / eq, and a weight average molecular weight in terms of polystyrene.
- A-2 carboxyl group-containing photosensitive resin
- Active energy ray-curable resin 4 was obtained in the same manner as in active energy ray-curable resin 1, except that the solid content was adjusted to 50.0% by adding butyl cellosolve instead of methyl ethyl ketone.
- Table 1 shows the physical properties of the active energy ray-curable resins 1 to 3.
- the properties of the active energy ray-curable resin 4, such as the unsaturated group equivalent of ethylene, the weight average molecular weight, and the acid value, are the same as those of the active energy ray-curable resin 1.
- UM90 1,4-cyclohexanedimethanol / 1, manufactured by Ube Industries, Ltd.
- thermosetting resin 1 carboxyl group-containing modified urethane ester resin
- Thermosetting resin 2 A polyester polyol (P-2041, manufactured by Kuraray Co., Ltd., 3-methyl-1,5-pentanediol / 1,4) was placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, an inlet tube, and a thermometer. -Cyclohexanedicarboxylic acid copolymerized polyester polyol (weight average molecular weight: about 2,000)), 407.3 parts, isophorone diisocyanate, 26.1 parts, and toluene, 300 parts, were charged, and heated to 60 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Uniformly dissolved.
- thermosetting resin 2 a carboxyl group-containing modified urethane ester resin
- the weight-average molecular weight of the thermosetting resin 2 was 520,000, and the acid value of the resin solids measured was 17.9 mgKOH / g.
- Thermosetting resin 3 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, an inlet tube, and a thermometer, 80.1 parts of bisphenol F, 58.9 parts of a biphenyl type epoxy resin (“YX4000H” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), polyethylene glycol 123.8 parts of a type epoxy resin (“EX830” manufactured by Nagase ChemteX Corporation), 130 parts of butyl cellosolve, 2 parts of triphenylphosphine and 2 parts of N, N-dimethylbenzylamine as a catalyst were charged and stirred under a nitrogen stream. The temperature was raised to 110 ° C. while reacting for 8 hours.
- thermosetting resin 3 carboxyl group-containing phenoxy resin (thermosetting resin 3) solution.
- the weight average molecular weight of the obtained resin was 21,000, and the acid value was 32 KOHmg / g.
- Thermosetting resin 4 146 parts of adipic acid, 166 parts of isophthalic acid and 260 parts of 3-methyl-1,5-pentanediol were charged into a glass flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, and a vacuum device, and nitrogen gas was passed through. Then, the mixture was gradually heated under normal pressure and reacted at 200 to 230 ° C. for about 10 hours to obtain a liquid having an acid value of 35. Then, 0.02 part of tetra-n-butoxytitanium was charged, and after stirring with nitrogen, the mixture was stirred at 180 ° C. for 30 minutes in a sealed state.
- polyester diol having an acid value of 0.4, a hydroxyl value of 57.7, a molecular weight of 1944 and a hue of 30.
- a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping device, and a nitrogen inlet tube was charged with 198 parts of the obtained polyester diol, 2.2 parts of dimethylolpropionic acid, 37 parts of isophorone diisocyanate, and 70 parts of butyl cellosolve. The reaction was carried out at 90 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere.
- Table 2 shows the physical properties of Colorants 1 to 3.
- Inorganic filler 1 Nagase ChemteX Corporation Hydrophobic silica "SS50F (primary average particle diameter 25 nm)" Tosoh Silica Co., Ltd.
- Inorganic filler 2 AEROSILR200 (average primary particle diameter: 12 nm) hydrophilic silica manufactured by Aerosil Co., Ltd.
- Inorganic filler 3 commercial ultrafine talc flame retardant having an average particle diameter of 3.8 ⁇ m: aluminum phosphinate "Exolit OP935" Clariant Co., Ltd.
- the conductive resin composition was applied on a peelable sheet using a bar coater so that the dry thickness became 10 ⁇ m, and
- This insulating resin composition was applied to a peelable sheet using a bar coater so that the dry thickness became 15 ⁇ m, and further dried in an electric oven at 100 ° C. for 3 minutes to obtain an insulating layer. Further, an electromagnetic wave shielding sheet was obtained by laminating the conductive layer and the insulating layer with a laminator.
- DYNO-MILL manufactured by Shinmaru Enterprise Co., Ltd.
- thermosetting agent 1 2 parts by weight of the active energy ray polymerization initiator, 0.5 parts by weight of the sensitizer, 5 parts by weight of the thermosetting agent 1, based on 100 parts by weight of the active energy ray-curable resin 1 of the dispersion coating liquid.
- An active energy ray-curable resin composition was obtained by adding and uniformly mixing 35 parts by weight of the thermosetting agent 2.
- the obtained active energy ray-curable resin composition is coated with a transparent substrate (polyethylene terephthalate (PET) film (emblem S25, thickness 25 ⁇ m, 320 ⁇ m) so that the thickness after drying using a doctor blade is 45 ⁇ m.
- PET polyethylene terephthalate
- the maximum light transmittance of 700700 nm was 60% or more, manufactured by Unitika Co., Ltd.) and dried at 100 ° C. for 5 minutes, and then cooled to room temperature to form a resin layer.
- the obtained resin layer is coated on a release sheet (polyethylene terephthalate (PET) film coated with a release agent (PET75-AL5, thickness 75 ⁇ m, maximum light transmittance of 320 to 700 nm) of 60% or more, Lintec Corporation ) To obtain a dry resist film sandwiched between a transparent substrate and a peelable sheet.
- a release sheet polyethylene terephthalate (PET) film coated with a release agent (PET75-AL5, thickness 75 ⁇ m, maximum light transmittance of 320 to 700 nm) of 60% or more, Lintec Corporation
- Examples 2 to 16, Comparative Examples 1 and 2 The dry resist films of Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the active energy ray-curable resin composition was changed as described in Tables 3 and 4. Got each.
- Example 17 Solder resist
- the active energy ray-curable resin 4, the inorganic filler, the colorant and the flame retardant were preliminarily mixed, and then sufficiently kneaded with a three-roll mill.
- An active energy ray polymerization initiator, a sensitizer and a thermosetting agent were added thereto, and cellosolve acetate was further added as a solvent so as to have a solid content of 70%, followed by mixing with a small planetary mixer to prepare a solder resist.
- Example 18 to 27, Comparative Examples 3 to 6 Except that the composition of the solder resist was changed as described in Tables 5 and 6, the same procedure as in Example 17 was performed to obtain solder resists of Examples 18 to 27 and Comparative Examples 3 to 6, respectively.
- both surfaces of the obtained sample were irradiated with active energy rays.
- the irradiation conditions of the active energy ray were as follows. Contact exposure method using Mylar film (125 ⁇ m PET film), use of short arc UV lamp, integrated exposure amount 500 mJ / cm 2 .
- one of the transparent substrates was peeled off, and the exposed resin layer surface was developed with a 1% aqueous solution of sodium carbonate at a liquid temperature of 30 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried in a box oven at 100 ° C. for 2 minutes. It was thermally cured in a box oven at 160 ° C. for 1 hour and cut into a size of 5 mm wide ⁇ 30 mm long.
- the other transparent substrate was peeled off to obtain a measurement sample of a cured product of the resin layer of the dry resist film.
- the deformation mode was “tensile”, the frequency was 10 Hz, the temperature was raised at a rate of 10 ° C./min, and the measurement temperature range was 30.
- the measurement was performed under the conditions of up to 300 ° C., and Tg and storage elastic modulus at 85 ° C. were obtained.
- a polyester screen plate having a mesh size selected so that the film thickness becomes 45 ⁇ m after drying is used, and a transparent substrate (polyethylene terephthalate (PET) film (emblem S25, thickness 25 ⁇ m, 320 to After a uniform coating on a unit having a maximum light transmittance of 700 nm of 60% or more (manufactured by Unitika Ltd.)), it was dried in a hot air oven at 80 ° C. for 30 minutes to form a resin layer. Thereafter, the resin layer was stuck together under the same conditions as the dry resist film to prepare a measurement sample.
- PET polyethylene terephthalate
- ⁇ Light transmittance> The peelable sheet of the dry resist film with the substrate was peeled off, and the light transmittance at a wavelength of 300 to 700 nm was measured using a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). At the time of the measurement, a background measurement was first performed on the base material single layer, and then a dry resist film was set so that incident light of each wavelength could enter from the transparent base material.
- the light transmittance of the solder resist was measured using a resin layer formed on a base material, which was prepared by measuring the storage modulus. The measurement was performed in the same manner as for the dry resist film.
- a comb-shaped signal wire 2 for a cathode provided with an electrode connection point 2 'and a comb-shaped signal wire 3 for an anode electrode provided with an anode connection point 3' were formed.
- the peelable sheet is peeled off from the dry resist film with the base material, and as shown in the plan view of FIG.
- the comb-shaped signal wiring 2 for the cathode electrode and the comb-shaped signal wiring 3 for the anode electrode are covered, and the cathode electrode connection point 2
- the dry resist film was bonded to the laminate by laminating the resin layer surfaces in such a size that the vicinity and the vicinity of the anode electrode connection point 3 were exposed and vacuum-laminated.
- the vacuum lamination conditions were a heating temperature of 60 ° C., a vacuum time of 60 seconds, an ultimate vacuum pressure of 2 hPa, a pressure of 0.4 MPa, and a pressure time of 60 seconds.
- exposure was performed from the transparent substrate side of the dry resist film with the substrate, using a contact exposure method using a mylar film (125 ⁇ m PET film), using a short arc UV lamp, and obtaining an integrated exposure amount of 500 mJ / cm 2 .
- the PET mylar sheet and the transparent substrate were peeled off, and development was carried out with a developing machine for 60 seconds (developing solution: aqueous solution of sodium carbonate having a concentration of 1%, liquid temperature of 30 ° C., spray pressure of 0.2 MPa). After development, it is washed with water, dried in a box oven at 100 ° C. for 2 minutes, and then thermally cured (post-cured) for 1 hour with a 160 ° C.
- thermosetting resin was cured by hot pressing the obtained sample under the conditions of 150 ° C., 2.0 MPa, and 30 minutes.
- the sample was placed in an atmosphere of 85 ° C.-85% RH (relative humidity), an anode electrode was connected to the anode electrode connection point 3 ′, a cathode electrode was connected to the cathode electrode connection point 2 ′, and a voltage of 50 V was applied.
- the application was continued for 500 hours. Then, the change of the resistance value until 500 hours passed was continuously measured.
- “leak touch” described below means that there is dielectric breakdown due to a short circuit, and the resistance instantaneously decreases and current flows. If there is no leak touch, the insulation does not decrease.
- the evaluation criteria are as follows.
- solder resist a polyester screen plate having a mesh size selected so that the film thickness after drying becomes 45 ⁇ m was used, and the polyimide film (“Kapton 200EN” manufactured by Du Pont-Toray Co., Ltd.) was uniformly applied by a screen printing method. Thereafter, the resin was dried at 80 ° C. for 30 minutes in a hot air oven to form a resin layer. Thereafter, adjustment was performed under the same conditions as for the dry resist film to obtain a laminate. Samples a and b were cut from the polyimide film side by ion beam irradiation using a cross section polisher (SM-09010, manufactured by JEOL Ltd.) to form a cross section of the cover coat layer.
- SM-09010 cross section polisher
- the thermal compression bonding resistance was evaluated according to the following evaluation criteria based on the thickness change rate. +++: less than 2%. Good. ++: 2% or more and less than 5%. No problem in practical use. NG: 5% or more. Not practical.
- the peelable sheet of the dry resist film with the substrate was peeled off, and vacuum-laminated on a circuit board having a line / space of 0.05 mm / 0.05 mm. Thereafter, exposure, development, and post-curing were performed in the same procedure as the migration test to form a circuit board with a cover coat layer.
- a circuit board with a cover coat layer was formed under the same conditions as the dry resist film.
- the circuit board with the cover coat layer is bent 180 degrees so that the cover coat layer is on the outside, and a 500 g weight is placed on the bent portion for 5 seconds. Was placed for 5 seconds, and this was folded once.
- Whether or not cracks occurred in the cover coat layer was observed with a microscope “VHX-900” manufactured by KEYENCE CORPORATION, and the number of times of bending without cracks was evaluated. The number of times of bending until a crack occurred in the bent portion where a load of 500 g was applied was counted.
- the evaluation criteria are as follows. +++: 5 times or more. Very good. ++: 3 times or more and less than 5 times. Good +: 2 or more and less than 3 times. No problem in practical use. NG: Less than 2 times. Not practical.
- a polyester screen plate having a mesh size selected so as to have a film thickness of 45 ⁇ m after drying is used, and a transparent substrate (polyethylene terephthalate (PET) film (emblem S25, thickness 25 ⁇ m, After uniform coating on a unit having a maximum light transmittance of 320 to 700 nm of 60% or more (manufactured by Unitika Co., Ltd.), it was dried in a hot air oven at 80 ° C. for 30 minutes to form a resin layer.
- PET polyethylene terephthalate
- the evaluation criteria are as follows. +++: 1.5 or more. Good. ++: 1 or more and less than 1.5. No problem in practical use. NG: less than 1. Not practical.
- the peelable sheet was peeled off from the dry resist film with the base material, and vacuum-laminated on a copper surface of a copper-clad laminate (Espanex MC-18-25-00FRM, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.).
- the vacuum laminating conditions were a heating temperature of 60 ° C., a vacuum time of 60 seconds, an ultimate pressure of vacuum of 2 hPa, a pressure of 0.4 MPa, and a pressing time of 60 seconds.
- the average value of the openings is 0.04 mm or more and less than 0.06 mm.
- the average value of the openings is 0.03 mm or more and less than 0.04 mm, or 0.06 mm or more and less than 0.07 mm.
- the average value of the openings is 0.02 mm or more and less than 0.03 mm, or 0.07 mm or more and less than 0.08 mm.
- NG The average value of the openings is less than 0.02 mm or 0.08 mm or more.
- the dry resist film and the solder resist according to the present invention are suitable for forming a cover coat layer formed on a substrate having a signal wiring and an insulating base material of various printed wiring boards including a flexible printed wiring board. Used. Since the dry resist film and the solder resist according to the present invention have migration resistance, they are particularly suitable for applications in which a conductive layer such as an electromagnetic wave shielding sheet is formed on a cover coat layer.
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Abstract
遮光性を有しながら、耐熱圧着性、マイグレーション耐性および屈曲性を満足するカバーコート層を形成可能なドライレジストフィルム、ソルダーレジスト、電磁波シールドシート付きプリント配線板およびその製造方法、並びに電子機器を提供する。 本発明に係るドライレジストフィルムは、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有し、前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率を1.0E+07~1.0E+10Paとする。
Description
本発明は、ドライレジストフィルムおよびソルダーレジストに関する。また、電磁波シールドシート付きプリント配線板およびその製造方法、並びに電子機器に関する。
近年では、小型化・薄型化が急速に進む携帯電話、ビデオカメラ、ノートパソコンなどの電子機器において、柔軟で可撓性のあるフレキシブルプリント基板(以下、FPCという)が必要不可欠になっている。更に、電子機器の高性能化に伴い内蔵される信号配線の狭ピッチ化・高周波化が進むため、電磁波ノイズに対する対策が重要度を増している。そのため、FPCには、信号配線から発生する電磁波ノイズを遮蔽もしくは吸収する電磁波シールド材を組み込むことが一般的になっている。
なお、FPCは、エッチング処理により回路形成した銅張積層板(CCL)およびカバーコート層を有する。カバーコート層の形成は、カバーレイフィルム、感光性インク(ソルダーレジスト)、または感光性フィルム(ドライレジストフィルム)等から選択するのが一般的であり、取り扱いの容易さ、耐久性、絶縁信頼性の高さから、カバーレイフィルムが多く使用されている。
カバーレイフィルムとは、絶縁性基材に熱硬化性接着剤を塗布したフィルムである。このようなカバーレイフィルムを用いた利用形態として、特許文献1には、FPCのカバーコート層上に導電性接着剤層および金属薄膜層等を有するシールド層を貼り合せる構成が開示されている。そして、このカバーコート層の開口部を介してFPCに設けられたグランド配線と前記導電性接着剤層を接合し、前記金属薄膜層をグランド配線と電気的に接続した電磁波シールド機能を有するFPCが開示されている。
そして、電子機器の軽薄短小化に伴うFPCの高密度化により、微細な開口パターンを有するカバーコート層が求められるようになっている。特許文献2には、アルカリ現像性樹脂、エポキシ樹脂、光反応開始剤、光重合モノマーおよび表面処理された無機フィラーによって、解像性およびクラック耐性に優れる樹脂組成物およびドライレジストフィルムが提案されている。
また、カバーコート層には情報保護や視認性の観点から高い遮光性も求められている。特許文献3には、カルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する化合物、ウレタン(メタ)アクリレート、それ以外のエチレン性不飽和基を有する重合性化合物、光重合開始剤、カーボンブラックによって、遮蔽性と保存安定性に優れる黒色感光性組成物およびドライレジストフィルムが提案されている。
しかし、ドライレジストフィルムを用いたカバーコート層は、カバーレイフィルムに比べ絶縁基材を有さない単層構成である場合が多い。このため、電磁波シールドシートを貼り合わせた際、貼り合わせ時の熱と圧力によりカバーコート層がフローし、厚みが減少(耐熱圧着性)したり、マイグレーション耐性が極端に悪化することがある。
また、遮光性を持たせるために用いられる着色剤により、電磁波シールドシートを貼り合わせた場合のマイグレーション耐性がより一層悪化してしまうという問題がある。このマイグレーション耐性を改善するために架橋密度を増し、膜の硬度を高めた場合には折り曲げ時にクラックが生じ、屈曲性に問題が生じる。このため、マイグレーション耐性と屈曲性の両特性を兼ね備えることは困難となっている。
このように、着色剤により高い遮光性を有しながら、電磁波シールドシートを貼り合わせた場合においても、耐熱圧着性、マイグレーション耐性および屈曲性を満足するカバーコート層を形成できるドライレジストフィルムは得られていないのが現状である。なお、上記においては、ドライレジストフィルムに関する課題について述べたが、ソルダーレジストにおいても同様の課題を有する。
本発明者らは前記の課題を解決するため、鋭意検討の結果、以下の態様において本発明の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
[1]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、ドライレジストフィルムから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備するプリント配線板用のドライレジストフィルムであって、
活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有し、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであることを特徴とするドライレジストフィルム。
[2]: 波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることを特徴とする[1]記載のドライレジストフィルム。
[3]: 前記着色剤として、チタンブラックを含むことを特徴とする[1]または[2]記載のドライレジストフィルム。
[4]: 更に、疎水性シリカ微粒子を含有することを特徴とする[1]~[3]いずれかに記載のドライレジストフィルム。
[5]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、ソルダーレジストから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備するプリント配線板用のソルダーレジストであって、
硬化性樹脂と、着色剤とを含有し、
前記硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂および活性エネルギー線硬化性樹脂の少なくとも一方を含み、
前記熱硬化性樹脂を含む場合には更に熱硬化剤を有し、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を含む場合には更に活性エネルギー線重合開始剤を有し、
前記ソルダーレジストから形成してなる樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであるソルダーレジスト。
[6]: 更に、疎水性シリカ微粒子を含有することを特徴とする[5]に記載のソルダーレジスト。
[7]: 前記着色剤として、チタンブラックを含むことを特徴とする[5]又は[6]に記載のソルダーレジスト。
[8]: 前記硬化性樹脂として、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、
且つ波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることを特徴とする[5]~[7]のいずれかに記載のソルダーレジスト。
[9]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、[1]~[4]いずれかに記載のドライレジストフィルムから形成されてなるカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備する、電磁波シールドシート付きプリント配線板。
[10]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、[5]~[8]いずれかに記載のソルダーレジストから形成されてなるカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備する、電磁波シールドシート付きプリント配線板。
[11]: 前記カバーコート層の前記開口部の開口径が0.01~1mmである、[9]又は[10]記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板。
[12]: [9]~[11]のいずれかに記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板を備えた、電子機器。
[13]: 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
信号配線上にドライレジストフィルムを積層する工程、
ドライレジストフィルムを露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、 前記ドライレジストフィルムが、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
[14]: 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にソルダーレジストを塗工してソルダーレジスト層を得る工程、
前記ソルダーレジスト層を露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、および
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ソルダーレジスト層が、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
[15]: 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にソルダーレジストを塗工してパターン付きソルダーレジスト層を得る工程、
前記ソルダーレジスト層を熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、および
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ソルダーレジスト層が、熱硬化性樹脂と、熱硬化剤と、着色剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
[16]: 前記カバーコート層が、開口径0.01~1mmの開口部を有する、[13]~[15]いずれかに記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
前記基板上に形成され、ドライレジストフィルムから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備するプリント配線板用のドライレジストフィルムであって、
活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有し、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであることを特徴とするドライレジストフィルム。
[2]: 波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることを特徴とする[1]記載のドライレジストフィルム。
[3]: 前記着色剤として、チタンブラックを含むことを特徴とする[1]または[2]記載のドライレジストフィルム。
[4]: 更に、疎水性シリカ微粒子を含有することを特徴とする[1]~[3]いずれかに記載のドライレジストフィルム。
[5]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、ソルダーレジストから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備するプリント配線板用のソルダーレジストであって、
硬化性樹脂と、着色剤とを含有し、
前記硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂および活性エネルギー線硬化性樹脂の少なくとも一方を含み、
前記熱硬化性樹脂を含む場合には更に熱硬化剤を有し、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を含む場合には更に活性エネルギー線重合開始剤を有し、
前記ソルダーレジストから形成してなる樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであるソルダーレジスト。
[6]: 更に、疎水性シリカ微粒子を含有することを特徴とする[5]に記載のソルダーレジスト。
[7]: 前記着色剤として、チタンブラックを含むことを特徴とする[5]又は[6]に記載のソルダーレジスト。
[8]: 前記硬化性樹脂として、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、
且つ波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることを特徴とする[5]~[7]のいずれかに記載のソルダーレジスト。
[9]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、[1]~[4]いずれかに記載のドライレジストフィルムから形成されてなるカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備する、電磁波シールドシート付きプリント配線板。
[10]: 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、[5]~[8]いずれかに記載のソルダーレジストから形成されてなるカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備する、電磁波シールドシート付きプリント配線板。
[11]: 前記カバーコート層の前記開口部の開口径が0.01~1mmである、[9]又は[10]記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板。
[12]: [9]~[11]のいずれかに記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板を備えた、電子機器。
[13]: 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
信号配線上にドライレジストフィルムを積層する工程、
ドライレジストフィルムを露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、 前記ドライレジストフィルムが、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
[14]: 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にソルダーレジストを塗工してソルダーレジスト層を得る工程、
前記ソルダーレジスト層を露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、および
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ソルダーレジスト層が、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
[15]: 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にソルダーレジストを塗工してパターン付きソルダーレジスト層を得る工程、
前記ソルダーレジスト層を熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、および
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ソルダーレジスト層が、熱硬化性樹脂と、熱硬化剤と、着色剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
[16]: 前記カバーコート層が、開口径0.01~1mmの開口部を有する、[13]~[15]いずれかに記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
本発明により、着色剤により高い遮光性を有しながら、耐熱圧着性、マイグレーション耐性および屈曲性をも満足させることができるカバーコート層を形成可能なドライレジストフィルムおよびソルダーレジストを提供することができる。また、それにより、視認性と屈曲性および長期的な絶縁信頼性に優れ、回路の高密度化による小型化に対応可能な電磁波シールドシート付きプリント配線板を提供することができる。
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本明細書において「任意の数A~任意の数B」なる記載は、当該範囲に数Aが下限値として、数Bが上限値として含まれる。また、本明細書における「シート」とは、JISにおいて定義される「シート」のみならず、「フィルム」も含む。フィルムについても同様にシートを含む。また、本明細書において特定する数値は、実施形態または実施例に開示した方法により求められる値である。また、本明細書で定義される「側鎖」は、「側基」も含むものとする。また、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味する。
《ドライレジストフィルム》
本実施形態のドライレジストフィルムは、カバーコート層と、信号配線および絶縁性基材を有する基板とを具備するプリント配線板用の、前記カバーコート層を形成するためのドライレジストフィルムである。カバーコート層上に、更に電磁波シールドシートを積層することができる。このドライレジストフィルムは、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有する。また、前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paの範囲にある。ドライレジストフィルムは、樹脂層のみから構成される態様の他、樹脂層と他の層の積層体としてもよい。他の層としては、貯蔵弾性率が異なる樹脂層、繊維を含有する感光性の補強層などである。
本実施形態のドライレジストフィルムは、カバーコート層と、信号配線および絶縁性基材を有する基板とを具備するプリント配線板用の、前記カバーコート層を形成するためのドライレジストフィルムである。カバーコート層上に、更に電磁波シールドシートを積層することができる。このドライレジストフィルムは、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有する。また、前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paの範囲にある。ドライレジストフィルムは、樹脂層のみから構成される態様の他、樹脂層と他の層の積層体としてもよい。他の層としては、貯蔵弾性率が異なる樹脂層、繊維を含有する感光性の補強層などである。
本実施形態のドライレジストフィルムによれば、高い遮光性と、微細な開口部を形成できる優れたパターニング性とを有し、且つ耐熱圧着性、マイグレーション耐性および屈曲性をも満足させることができるカバーコート層を提供できる。本実施形態のドライレジストフィルムによれば、電磁波シールドシートを積層することで発生するマイグレーション耐性を解決できることから、カバーコート層上に、更に電磁波シールドシートを積層するプリント配線板の用途に特に好適である。
<85℃における貯蔵弾性率>
本実施形態のドライレジストフィルムの樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである。好ましくは4.0E+07~5.0E+9Paであり、5.0E+07~1.0E+9Paがより好ましい。85℃における貯蔵弾性率を、1.0E+07~1.0E+10Paとすることで、マイグレーション耐性と屈曲性を付与することができる。
なお、1.0E+07~1.0E+10Paは、1.0×107~1.0×1010Pa、および0.01~10GPaと同じである。
本実施形態のドライレジストフィルムの樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである。好ましくは4.0E+07~5.0E+9Paであり、5.0E+07~1.0E+9Paがより好ましい。85℃における貯蔵弾性率を、1.0E+07~1.0E+10Paとすることで、マイグレーション耐性と屈曲性を付与することができる。
なお、1.0E+07~1.0E+10Paは、1.0×107~1.0×1010Pa、および0.01~10GPaと同じである。
樹脂層は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、透明基材の一方の面に塗工、乾燥することによって得られる。樹脂層の硬化物は、樹脂層に活性エネルギー線を照射し、更に加熱により、硬化することで得られる。すなわち、85℃における貯蔵弾性率とは、樹脂層に活性エネルギー線照射後、更に加熱硬化されてなる硬化物を用いて得られた値であり、本明細書に記載の85℃における貯蔵弾性率は、後述する実施例で述べた方法により求めた値である。
このような樹脂層を硬化させてなる硬化物とするための条件としては、以下の方法が例示できる。すなわち、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工してなる樹脂層を有するドライレジストフィルムについて、透明基材側から200~1000mJ/cm2の積算光量となるように活性エネルギー線を照射する。その後、剥離性シートを剥がし、露出した樹脂層面を液温30℃の1%炭酸ナトリウム水溶液で60秒間現像して、80~100℃の乾燥オーブンを用いて膜中の水分を乾燥除去する。次いで、140~180℃のボックスオーブンで加熱硬化させる方法が例示できる。85℃における貯蔵弾性率は、更に、透明基材を剥離することで得られた樹脂層の硬化物を測定することにより得られる。
樹脂層の硬化物の厚みが薄かったり、または樹脂層が柔軟であるために、85℃における貯蔵弾性率の測定が困難な場合には、樹脂層を積層して硬化物を得ることができる。また、硬化が不十分な場合には、積層体の片面だけでなく、両面から活性エネルギー線照射を行った後に貯蔵弾性率を求めることができる。
例えば、基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥離した試料を2枚準備し、露出した樹脂層面同士を真空ラミネート(加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒)によって積層する。その後、透明基材側から両面に200~1000mJ/cm2の積算光量となるように活性エネルギー線を照射した後、片方の透明基材を剥がす。そして、露出した樹脂層面を液温30℃の1%炭酸ナトリウム水溶液で60秒間現像して、80~100℃の乾燥オーブンを用いて膜中の水分を乾燥除去した後、140~180℃のボックスオーブンで加熱硬化させることにより樹脂層の硬化物を得ることができる。85℃の貯蔵弾性率の測定は、もう一方の透明基材を剥離して、得られた樹脂層の硬化物について測定する。なお、硬化物とは、樹脂組成物を構成する組成物中の硬化性成分が有する官能基の反応が実質的に完結した状態をいい、例えば、示差走査熱量測定(DSC)装置により発熱量を測定することにより評価できる。具体的には、この発熱量が実質的に検出されない状態をいう。
貯蔵弾性率は、後述する樹脂の種類や分子量、熱硬化剤の種類や樹脂に対する含有比率、または着色剤の種類や含有量等により、適宜調整することが可能である。
例えば、基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥離した試料を2枚準備し、露出した樹脂層面同士を真空ラミネート(加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒)によって積層する。その後、透明基材側から両面に200~1000mJ/cm2の積算光量となるように活性エネルギー線を照射した後、片方の透明基材を剥がす。そして、露出した樹脂層面を液温30℃の1%炭酸ナトリウム水溶液で60秒間現像して、80~100℃の乾燥オーブンを用いて膜中の水分を乾燥除去した後、140~180℃のボックスオーブンで加熱硬化させることにより樹脂層の硬化物を得ることができる。85℃の貯蔵弾性率の測定は、もう一方の透明基材を剥離して、得られた樹脂層の硬化物について測定する。なお、硬化物とは、樹脂組成物を構成する組成物中の硬化性成分が有する官能基の反応が実質的に完結した状態をいい、例えば、示差走査熱量測定(DSC)装置により発熱量を測定することにより評価できる。具体的には、この発熱量が実質的に検出されない状態をいう。
貯蔵弾性率は、後述する樹脂の種類や分子量、熱硬化剤の種類や樹脂に対する含有比率、または着色剤の種類や含有量等により、適宜調整することが可能である。
<光線透過率>
本実施形態のドライレジストフィルムは波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることが好ましい。上記光線透過率であることにより、活性エネルギー線硬化性樹脂を有する膜の底部まで硬化させることができ、マイグレーション耐性および耐熱圧着性が向上する。450~700nmの平均光線透過率は、平均10%以下であることが好ましいが、波長450~700nmの全波長領域において10%以下であることがより好ましく、5%以下が更に好ましい。波長300~450nmの光線透過率は平均5%以上であることが好ましいが、波長300~450nmの全波長領域において5%以上であることがより好ましく、6%以上が更に好ましい。また、波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下とし、且つ活性エネルギー線の最大波長(活性エネルギー線重合開始剤の最大吸収波長)が、波長250nm以上、450nm未満の範囲にあることが、取り扱い性の観点から好ましい。この場合の活性エネルギー線の最大波長におけるドライレジストフィルムの光線透過率は、光硬化性を向上させる観点から10%以上とすることが好ましい。活性エネルギー線の最大波長(活性エネルギー線重合開始剤の最大吸収波長)のより好ましい範囲は、300nm以上、450nm未満である。
本実施形態における光線透過率は、透明基材の一方の面に、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工、乾燥することによって得られた樹脂層を有する、基材付きドライレジストフィルムを用い、透明基材側から入光して測定することができる。得られた測定値から、透明基材の吸収を差し引くことにより、ドライレジストフィルムの光線透過率を求めることができる。
本実施形態のドライレジストフィルムは波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることが好ましい。上記光線透過率であることにより、活性エネルギー線硬化性樹脂を有する膜の底部まで硬化させることができ、マイグレーション耐性および耐熱圧着性が向上する。450~700nmの平均光線透過率は、平均10%以下であることが好ましいが、波長450~700nmの全波長領域において10%以下であることがより好ましく、5%以下が更に好ましい。波長300~450nmの光線透過率は平均5%以上であることが好ましいが、波長300~450nmの全波長領域において5%以上であることがより好ましく、6%以上が更に好ましい。また、波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下とし、且つ活性エネルギー線の最大波長(活性エネルギー線重合開始剤の最大吸収波長)が、波長250nm以上、450nm未満の範囲にあることが、取り扱い性の観点から好ましい。この場合の活性エネルギー線の最大波長におけるドライレジストフィルムの光線透過率は、光硬化性を向上させる観点から10%以上とすることが好ましい。活性エネルギー線の最大波長(活性エネルギー線重合開始剤の最大吸収波長)のより好ましい範囲は、300nm以上、450nm未満である。
本実施形態における光線透過率は、透明基材の一方の面に、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工、乾燥することによって得られた樹脂層を有する、基材付きドライレジストフィルムを用い、透明基材側から入光して測定することができる。得られた測定値から、透明基材の吸収を差し引くことにより、ドライレジストフィルムの光線透過率を求めることができる。
測定は、分光光度計U-4100(日立ハイテクノロジーズ株式会社製)等を使用し、波長250~700nmの光線透過率を求めることができる。
<活性エネルギー線硬化性樹脂組成物>
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する。前記樹脂として、少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含む。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する。前記樹脂として、少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含む。
[樹脂]
樹脂としては、従来公知の熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂等を用いることができるが、少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含む。活性エネルギー線硬化性樹脂は、活性エネルギー線の照射により硬化性を有する樹脂であり、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物であることが好ましい。また、現像性を付与するために、アルカリ可溶性であることが好ましい。樹脂には、更に、従来公知の熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂等を単独で又は併用して用いてもよい。また、同一の樹脂内に、光硬化性ユニットと熱硬化性ユニットの両者を兼ね備える樹脂を用いてもよい。
樹脂としては、従来公知の熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂等を用いることができるが、少なくとも活性エネルギー線硬化性樹脂を含む。活性エネルギー線硬化性樹脂は、活性エネルギー線の照射により硬化性を有する樹脂であり、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物であることが好ましい。また、現像性を付与するために、アルカリ可溶性であることが好ましい。樹脂には、更に、従来公知の熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂等を単独で又は併用して用いてもよい。また、同一の樹脂内に、光硬化性ユニットと熱硬化性ユニットの両者を兼ね備える樹脂を用いてもよい。
樹脂の重量平均分子量(Mw)は2,000~40,000が好ましく、3,000~30,000がより好ましい。樹脂のMwを2,000~40,000にすることで、アルカリ可溶性が向上し、パターニング性に優れたものとすることができる。なお、ここでいう樹脂の重量平均分子量は、架橋前の分子量をいう。
活性エネルギー線硬化性樹脂は、単独で用いることができるが、パターニング性をより向上する観点から、熱硬化性樹脂を併用することが好ましい。熱硬化性樹脂を併用する場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂と熱硬化性樹脂との配合比率は、樹脂の固形分比で30:70~70:30が好ましく、40:60~60:40がより好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂と熱硬化性樹脂との配合比率を上記範囲とすることで、パターニング性が向上する。
(活性エネルギー線硬化性樹脂)
活性エネルギー線硬化性樹脂は、未露光部の現像性を高めるために、酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性アクリル系樹脂であることが好ましく、露光部の現像耐性を高めるため、エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂であることが好ましい。また、活性エネルギー線硬化性樹脂として、後述する感光性樹脂(A)も好適である。
活性エネルギー線硬化性樹脂は、未露光部の現像性を高めるために、酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性アクリル系樹脂であることが好ましく、露光部の現像耐性を高めるため、エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂であることが好ましい。また、活性エネルギー線硬化性樹脂として、後述する感光性樹脂(A)も好適である。
活性エネルギー線硬化性樹脂の酸価は50~120mgKOH/gが好ましく、60~110mgKOH/gがより好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂の酸価を50~120mgKOH/gにすることで、パターニング性とマイグレーション耐性が向上する。
酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアクリル系アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂として具体的には、酸性基を有するアクリル樹脂、α-オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、又はイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。中でも、酸性基を有する(メタ)アクリル樹脂、およびスチレン/スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂が好適に用いられる。特に、酸性基を有する(メタ)アクリル樹脂は、マイグレーション耐性が高いため、好適である。
エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂としては、たとえば以下に示す方法(i)や(ii)によりエチレン性不飽和二重結合を導入した樹脂が挙げられる。
・方法(i)
方法(i)としては、例えば、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽和一塩基酸のカルボキシル基を付加反応させる。次いで、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させる方法がある。これにより、エチレン性不飽和二重結合およびカルボキシル基を有する活性エネルギー線硬化性樹脂が得られる。
方法(i)としては、例えば、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽和一塩基酸のカルボキシル基を付加反応させる。次いで、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させる方法がある。これにより、エチレン性不飽和二重結合およびカルボキシル基を有する活性エネルギー線硬化性樹脂が得られる。
エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。次工程の不飽和一塩基酸との反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。
不飽和一塩基酸としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。
多塩基酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。カルボキシル基の数を増やすために、必要に応じて、トリメリット酸無水物等のトリカルボン酸無水物を用いたり、ピロメリット酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水物を用いて、残った無水物基を加水分解したりしてもよい。また、多塩基酸無水物として、エチレン性不飽和二重結合を有する、テトラヒドロ無水フタル酸、又は無水マレイン酸を用いると、更にエチレン性不飽和二重結合を増やすことができる。
方法(i)の類似の方法として、例えば、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖カルボキシル基の一部に、エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体を付加反応させる方法がある。エチレン性不飽和二重結合およびカルボキシル基が導入された樹脂が得られる。
・方法(ii)
方法(ii)としては、例えば、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体と、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体等の他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体を得、共重合体の側鎖の水酸基に、イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体のイソシアネート基を反応させる方法がある。
方法(ii)としては、例えば、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体と、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体等の他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体を得、共重合体の側鎖の水酸基に、イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体のイソシアネート基を反応させる方法がある。
水酸基を有するエチレン性不飽和単量体としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-若しくは3-若しくは4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種類以上を併用して用いてもかまわない。また、上記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートを用いたり、(ポリ)γ-バレロラクトン、(ポリ)ε-カプロラクトン、及び/又は(ポリ)12-ヒドロキシステアリン酸等を付加した(ポリ)エステルモノ(メタ)アクリレートを用いたりしてもよい。
イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体としては、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1-ビス〔(メタ)アクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられるが、これらに限定することなく、2種類以上併用することもできる。
上記活性エネルギー線硬化性樹脂として感光性樹脂(A)を用いることも好ましい。以下、感光性樹脂(A)について説明する。
本実施形態の感光性樹脂(A)は、以下に示すように、ヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)またはカルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)である。
本実施形態のヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)は、以下の工程により得ることができる。第一の工程として、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)[以下、単に「エポキシ化合物(a)」ともいう]と1分子中に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物(b)[以下、単に「フェノール化合物(b)」ともいう]とを反応させて側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)を合成する。次に、第二の工程として、前記側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)と多塩基酸無水物(d)とを反応させてカルボキシル基含有樹脂(e)を合成する。更に、第三の工程として、カルボキシル基含有樹脂(e)と、エポキシ基またはオキセタン基とエチレン性不飽和基とを有する化合物(f)[以下、単に「化合物(f)」ともいう]中のエポキシ基又はオキセタン基とを反応させることによりヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)を得ることができる。
更に、本実施形態のカルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)は、第四の工程として、前記ヒドロキシル基含有樹脂(A-1)中の水酸基と多塩基酸無水物(d)中の酸無水物基を反応させることにより得ることができる。以下、感光性樹脂(A)の製造方法について詳細に説明する。
まず、本実施形態の第一の工程で得られる側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)について説明する。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)は、エポキシ化合物(a)とフェノール化合物(b)とを反応させることで得ることができ、エポキシ化合物(a)中のエポキシ基とフェノール化合物(b)中のフェノール性水酸基とを、エポキシ基/フェノール性水酸基=1/1~1/2.5のモル比で反応させて合成することが好ましい。上記モル比の範囲にすることにより、エポキシ基が残存して、後の合成工程でゲル化することを効果的に防止できる。また、感光性樹脂(A)の分子量を適切にし、所望の塗膜耐性や成膜性を得られやすい。更に、フェノール化合物(b)が余剰となることを防止して、半田耐熱性や電気絶縁性を良好に保つことができる。
なお、本発明でいう、モル比とは、実際に官能基同士が反応するモル比であり、各種出発材料は、前記モル比での反応を可能にする量を使用する。従って、例えば、「エポキシ化合物(a)」と、「フェノール化合物(b)」との反応において各出発材料を仕込む際、「エポキシ化合物(a)」中のエポキシ基1.0モルに対して「フェノール化合物(b)」中のフェノール性水酸基が2.5モルを超える量で仕込んで(好ましくは2.7モルを上限として仕込んで)反応させることがある。
本実施形態で用いるエポキシ化合物(a)は、好ましくはエポキシ基を分子内に2個含有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA・エピクロロヒドリン型エポキシ樹脂、ビスフェノールF・エピクロロヒドリン型エポキシ樹脂、ビフェノール・エピクロロヒドリン型エポキシ樹脂、グリセリン・エピクロロヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、ジヒドロキシアントラセン型エポキシ樹脂、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジフェニルスルホンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノンジグリシジルエーテル、ビフェノールジグリシジルエーテル、ジフェニルメタンジグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスクレゾールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジルトルイジンが挙げられる。また、特開2004-156024号公報、特開2004-315595号公報、特開2004-323777号公報に開示されている柔軟性に優れたエポキシ化合物や、下記式(1)-(3)で表される構造のエポキシ化合物等が挙げられる。
中でも、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルは、最終的に得られるヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)に柔軟性やアルカリ現像液に対する溶解性を付与させる場合に好ましい。また、ビスフェノールA・エピクロロヒドリン型エポキシ樹脂は、最終的に得られるヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)に耐熱性を付与させる場合に好ましい。このように本実施形態において、エポキシ化合物(d)は目的に応じて選択することが可能であり、これらは単独で使用してもよいし、複数を併用してもよい。
本実施形態で用いるフェノール化合物(b)としては、フェノール性水酸基を分子内に2個含有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。例えば、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(別名:ビスフェノールA)が代表例であり、その他にも、ビス(4-ヒドロキシフェノル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ヘプタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-オクタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ノナン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-デカン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ナフチルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)トルイルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-エチルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-n-プロピルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-イソプロピルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-n-ブチルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-ペンチルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-ヘキシルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-フルオロフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(4-クロロフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(2-フルオロフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(2-クロロフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)テトラフルオロフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)テトラクロロフェニルメタン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルメタン、ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルメタン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)エタン等の中心炭素に水素原子が結合しているビスフェノール類;
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ヘプタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-オクタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ノナン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-デカン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン(通称ビスフェノールP)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-ナフチルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-トルイルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-エチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-n-プロピルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-イソプロピルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-n-ブチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ペンチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヘキシルフェニル)エタン、1,1-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-フルオロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-クロロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(2-フルオロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(2-クロロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-テトラフルオロフェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-テトラクロロフェニルエタン等の中心炭素に1つのメチル基が結合しているビスフェノール類;
2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールC)、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン等の中心炭素に2つのメチル基が結合しているビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン等のジフェニルメタン誘導体であるビスフェノール類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(通称ビスフェノールZ)、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のシクロヘキサン誘導体であるビスフェノール類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等の-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン誘導体であるビスフェノール類;
9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン等のフルオレン誘導体であるビスフェノール類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロオクタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロノナン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロデカン等のシクロアルカン誘導体であるビスフェノール類;
4,4’-ビフェノール等の芳香族環が直接結合したビフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン等のスルホン誘導体であるビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル等のエーテル結合を有するビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド等のスルフィド結合を有するビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド等のスルホキシド誘導体であるビスフェノール類;
フェノールフタレイン等のヘテロ原子含有脂肪族環を有するビスフェノール類;
ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)ジフルオロメタン、1,1-ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロエタン、2,2-ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン等の炭素-水素結合のないビスフェノール類等を挙げることができる。
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ヘプタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-オクタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-ノナン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-n-デカン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン(通称ビスフェノールP)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-ナフチルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-トルイルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-エチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-n-プロピルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-イソプロピルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-n-ブチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ペンチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-ヘキシルフェニル)エタン、1,1-ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-フルオロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(4-クロロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(2-フルオロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(2-クロロフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-テトラフルオロフェニルエタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-テトラクロロフェニルエタン等の中心炭素に1つのメチル基が結合しているビスフェノール類;
2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールC)、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン等の中心炭素に2つのメチル基が結合しているビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン、ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)-1,1-ジフェニルメタン等のジフェニルメタン誘導体であるビスフェノール類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(通称ビスフェノールZ)、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のシクロヘキサン誘導体であるビスフェノール類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等の-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン誘導体であるビスフェノール類;
9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン等のフルオレン誘導体であるビスフェノール類;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロオクタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロノナン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロデカン等のシクロアルカン誘導体であるビスフェノール類;
4,4’-ビフェノール等の芳香族環が直接結合したビフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン等のスルホン誘導体であるビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル等のエーテル結合を有するビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド等のスルフィド結合を有するビスフェノール類;
ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-イソブチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド等のスルホキシド誘導体であるビスフェノール類;
フェノールフタレイン等のヘテロ原子含有脂肪族環を有するビスフェノール類;
ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)ジフルオロメタン、1,1-ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロエタン、2,2-ビス(2,3,5,6-テトラフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン等の炭素-水素結合のないビスフェノール類等を挙げることができる。
更に、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、メチルヒドロキノン等のジヒドロキシベンゼン類;1,5-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類等を挙げることができる。
本実施形態において、側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)の合成条件は特に限定されるものではなく、公知の条件で行うことができる。例えば、フラスコに、エポキシ化合物(a)、フェノール化合物(b)、および溶剤を仕込み、撹拌しながら100~150℃で加熱することで側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)を得ることができる。この際、必要に応じてトリフェニルホスフィンや、3級アミノ基含有化合物等の触媒を使用してもよい。
次に、本実施形態の第二の工程で得られるカルボキシル基含有樹脂(e)について説明する。カルボキシル基含有樹脂(e)は、側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)と多塩基酸無水物(d)とを反応させて得ることができる。側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)中の水酸基と多塩基酸無水物(d)中の酸無水物基とを、水酸基/酸無水物基=1/0.1~1/1のモル比で反応させて合成することが好ましい。上記モル比の範囲にすることにより、最終的に得られる感光性樹脂(A)中で架橋点として機能するカルボキシル基濃度を適切に保ち、耐熱性に優れ、アルカリ現像液に対する溶解性が良好になる。また、余剰の多塩基酸無水物(d)が生じて、後の合成工程において副生成物を生じるのを効果的に防止し、最終塗膜の屈曲性、半田耐熱性、絶縁信頼性が優れたものとなる。
本実施形態で用いる多塩基酸無水物(d)は、酸無水物基を分子内に1個以上含有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルペンタヒドロ無水フタル酸、メチルトリヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロへキセンジカルボン酸無水物、無水ヘット酸、テトラブロモ無水フタル酸などの脂環構造、又は芳香環構造を有する、酸無水物基を含む化合物が挙げられる。その他の化合物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、ブチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ブチルマレイン酸無水物、ペンチルマレイン酸無水物、ヘキシルマレイン酸無水物、オクチルマレイン酸無水物、デシルマレイン酸無水物、ドデシルマレイン酸無水物、ブチルグルタミン酸無水物、ヘキシルグルタミン酸無水物、ヘプチルグルタミン酸無水物、オクチルグルタミン酸無水物、デシルグルタミン酸無水物、ドデシルグルタミン酸無水物などが挙げられる。本実施形態において、多塩基酸無水物(d)は、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。
なかでも、無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸などは、本実施形態において、パターニング性および塗膜耐性が非常に優れるため特に好ましい。
本実施形態において、カルボキシル基含有樹脂(e)の合成条件は特に限定されるものではなく、公知の条件で行うことができる。例えば、フラスコに、側鎖ヒドロキシル基含有樹脂(c)、多塩基酸無水物(d)、および溶剤を仕込み、撹拌しながら25~150℃で加熱することでカルボキシル基含有樹脂(e)を得ることができる。この反応は無触媒下でも進行するが、必要に応じて、3級アミノ基含有化合物等の触媒を使用してもよい。
次に、本実施形態の第三の工程で得られるヒドロキシル基含有樹脂(A-1)について説明する。本実施形態のヒドロキシル基含有樹脂(A-1)は、前記カルボキシル基含有樹脂(e)と化合物(f)とを反応させて得ることができ、カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基と、化合物(f)中のエポキシ基又はオキセタン基とを、カルボキシル基/エポキシ基又はオキセタン基=1/0.1~1/1のモル比で反応させて合成することが好ましい。上記モル比の範囲にすることにより、最終的に得られる感光性樹脂(A)中で光架橋点として機能する二重結合当量が最適となり、耐熱性や塗膜耐性を効果的に高めることができる。また、化合物(f)が余剰になることを防ぎ、最終塗膜の屈曲性をより良好なものとすることができる。
本実施形態で用いる化合物(f)は、エポキシ基又はオキセタン基とエチレン性不飽和基とを分子内に1個以上含有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジル桂皮酸、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、グリシジルアリルエーテル、2,3-エポキシ-2-メチルプロピル(メタ)アクリレート、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、4-ビニル-1-シクロヘキセン-1,2-エポキシド、1,3-ブタジエンモノエポキシド、オキセタニル(メタ)アクリレート、オキセタニル桂皮酸が挙げられる。また、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの水酸基含有多官能アクリルモノマーの水酸基に、エピクロルヒドリンを反応させた多官能アクリレート基含有モノエポキシドが挙げられる。また、フェノールノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基の大半をアクリル酸などでアクリレート基に変性することで得られる、平均で1分子中に1つのエポキシ基を残した多官能アクリレート基含有モノエポキシドも例示できる。更に、カルボキシル基含有多官能アクリルモノマーのカルボキシル基に、分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部を反応させることで得られる多官能アクリレート基含有モノエポキシド等が挙げられる。これらのエポキシ基又はオキセタン基を、カルボキシル基含有樹脂(e)中のカルボキシル基と反応させることで、ヒドロキシル基含有樹脂(A-1)が得られる。本実施形態において、化合物(f)は、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。
なかでも、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルなどは、本実施形態において、カルボキシル基と反応性に富み、又、感光性が非常に優れるため特に好ましい。
また、本実施形態において、エチレン性不飽和基を有さず、エポキシ基又はオキセタン基を有する化合物(g)[以下、「化合物(g)」ともいう]を、化合物(f)と併用して用いることもできる。この場合、本実施形態の感光性樹脂(A)の感光性をより幅広く制御することが可能である。化合物(g)としては、例えば、スチレンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、o-フェニルフェノールグリシジルエーテル、p-フェニルフェノールグリシジルエーテル、グリシジルシンナメート、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシドール、N-グリシジルフタルイミド、1,3-ジブロモフェニルグリシジルエーテル、セロキサイド2000(ダイセル化学工業株式会社製)、オキセタンアルコール等が挙げられる。
本実施形態において、ヒドロキシル基含有樹脂(A-1)の合成条件は特に限定されるものではなく、公知の条件で行うことができる。例えば、フラスコに、酸素存在下、前記カルボキシル基含有樹脂(e)、化合物(f)、および溶剤を仕込み、撹拌しながら25~150℃で加熱することでヒドロキシル基含有樹脂(A-1)を得ることができる。この際、反応促進のために必要に応じて3級アミノ基含有化合物等の反応触媒を添加したり、あるいは、重合反応や重合進行によるゲル化等を起こすことがないよう、エチレン性不飽和基の重合禁止剤や分子状酸素を用いてもよい。
重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、p-t-ブチルカテコール、2-t-ブチルハイドロキノン、2,5-ジ-t-ブチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、p-ベンゾキノン、2,5-ジ-t-ブチルベンゾキノン、ナフトキノン、フェノチアジン、N-オキシル化合物等を用いることができる。また、分子状酸素を反応容器内に存在させても重合禁止効果があり、例えば空気、あるいは空気と窒素等の不活性ガスとの混合ガス等を反応容器に吹き込む、いわゆるバブリングを行えばよい。重合禁止効果を高めるには、重合禁止剤と分子状酸素とを併用することが好ましい。
次に、本実施形態の第四の工程で得られるカルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)について説明する。本実施形態のカルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)は、前記ヒドロキシル基含有樹脂(A-1)と多塩基酸無水物(d)とを反応させて得ることができる。ヒドロキシル基含有樹脂(A-1)中の水酸基と、多塩基酸無水物(d)中の酸無水物基とを、水酸基/酸無水物基=1/0.01~1/1のモル比で反応させて合成することが好ましい。上記モル比の範囲にすることにより、最終的に得られる感光性樹脂(A)中で架橋点として機能するカルボキシル基濃度を適切に保ち、耐熱性に優れ、アルカリ現像液に対する溶解性を適切にすることができる。また、多塩基酸無水物(d)が余剰となり、最終塗膜の屈曲性や半田耐熱性、絶縁信頼性が低下することを効果的に防止できる。
本実施形態で用いる多塩基酸無水物(d)は、前述の通り、酸無水物基を分子内に1個以上含有する化合物であればよく、特に限定されるものではなく、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。なかでも、無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸などは、本実施形態において、パターニング性および塗膜耐性が非常に優れるため特に好ましい。
本実施形態において、カルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)の合成条件は特に限定されるものではなく、第三の工程と同様、フラスコに、酸素存在下、前記ヒドロキシル基含有樹脂(A-1)、多塩基酸無水物(d)、および溶剤を仕込み、25~150℃で加熱撹拌しながら加熱することで反応させることが好ましく、必要に応じて適した反応触媒及びエチレン性不飽和基の重合禁止剤を新たに追加することもできる。
以上の工程により得られる本実施形態の感光性樹脂(A)の酸価は、50~120mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは60~110mgKOH/gである。酸価を50~120mgKOH/gの範囲にすることにより、パターニング性に優れ、例えば、現像時に皮膜を溶解させて取り除きたい部分に、残渣として皮膜が残る虞を効果的に防止できる。また、現像液に対する塗膜の溶解性を適切に保ち、露光部と未露光部の溶解度差を適切に保ち、良好なパターン形状を得ることができる。
本実施形態の感光性樹脂(A)のエチレン性不飽和基当量は、200~5,000g/eqであることが好ましく、より好ましくは、300~3,000g/eqである。エチレン性不飽和基当量を200~5,000g/eqの範囲にすることにより、光感度を適切とし、露光部および未露光部の溶解度差を適切にして、良好なパターン形状を得ることができる。エチレン性不飽和基当量が5000g/eqを超える場合、光感度が低すぎることがあり、光硬化させたい部分が充分硬化せず、現像時にパターンが溶解することで、良好なパターン形状が得られない場合がある。なお、本実施形態でいう「エチレン性不飽和基当量」とは、樹脂の合成時に使用した原材料の重量から算出される理論値であって、樹脂の重量を、樹脂中に存在するエチレン性不飽和基の数で除したものであり、エチレン性不飽和基1モルあたりの樹脂の重量、すなわち、エチレン性不飽和基濃度の逆数に相当するものである。
本実施形態の感光性樹脂(A)の重量平均分子量は、2,000~40,000であることが好ましく、より好ましくは、3,000~30,000である。重量平均分子量が2000以上の場合、半田耐熱性および可撓性が優れ、重量平均分子量が40,000以下の場合は、パターニング性が良化できる。
感光性樹脂(A)の合成に使用する溶剤は、最終用途や、反応物の溶解性に応じて適宜選択することができる。ドライレジストフィルム作成工程において、溶剤をすばやく乾燥させるためには、低沸点の溶剤を用いることが好ましい。この場合の低沸点溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、トルエン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
本実施形態において、これらの溶剤は、必要に応じて一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用してもよく、又、反応過程で脱溶剤を行ったり、脱溶剤後、新たに別の溶剤を添加したりしてもよい。
上述した感光性樹脂(A)は、主鎖中に二塩基酸無水物によるハーフエステル化由来のエステル結合やイソシアネート基と水酸基の反応由来のウレタン結合を有しないため、主鎖が化学的に安定である。このため、得られるカバーコート層は、種々の塗膜耐性に優れ、半田浴等の高温条件下にさらされた場合でも優れた耐熱性を発揮できる。また、高温多湿下でも優れた電気絶縁性を発揮することができる。更に、感光性樹脂(A)は、感光性基およびカルボキシル基が、主鎖に直結させておらず、主鎖と官能基の間に他の基または原子を配するため反応性に富む。このため、含有する感光性基およびカルボキシル基の量が少ない場合でも、非常に優れたパターニング性を示す。また、感光性基およびカルボキシル基が主鎖末端のみに導入されている場合に比べると、これらの基の導入量を任意に調整できる。このため、感光性基およびカルボキシル基の導入量を調整しやすいので、優れた光硬化性、パターニング性及び塗膜耐性を実現できる。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂は、加熱による架橋反応に利用できる官能基を複数有する樹脂である。官能基は、例えば、水酸基、フェノール性水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、オキサゾリン基、オキサジン基、アジリジン基、チオール基、シラノール基等が挙げられる。
上記の官能基を有する熱硬化性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリエステル樹脂、縮合型ポリエステル樹脂、付加型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンウレア樹脂、ウレタンエステル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノール系樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ポリ乳酸樹脂、オキサゾリン樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂は、加熱による架橋反応に利用できる官能基を複数有する樹脂である。官能基は、例えば、水酸基、フェノール性水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、オキサゾリン基、オキサジン基、アジリジン基、チオール基、シラノール基等が挙げられる。
上記の官能基を有する熱硬化性樹脂は、例えば、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリエステル樹脂、縮合型ポリエステル樹脂、付加型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンウレア樹脂、ウレタンエステル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノール系樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ポリ乳酸樹脂、オキサゾリン樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
[熱硬化剤]
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、熱硬化剤を用いることが好ましい。熱硬化剤が活性エネルギー線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂のカルボン酸基カルボキシル基および水酸基と熱架橋することでマイグレーション耐性および屈曲性に優れるカバーコート層を形成できる。熱硬化剤は、活性エネルギー線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の官能基と反応可能な官能基を複数有している。熱硬化剤は、例えばエポキシ化合物、酸無水物基含有化合物、イソシアネート化合物、アジリジン化合物、アミン化合物、フェノール化合物等の公知の化合物が挙げられ、イソシアネート化合物が特に好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、熱硬化剤を用いることが好ましい。熱硬化剤が活性エネルギー線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂のカルボン酸基カルボキシル基および水酸基と熱架橋することでマイグレーション耐性および屈曲性に優れるカバーコート層を形成できる。熱硬化剤は、活性エネルギー線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の官能基と反応可能な官能基を複数有している。熱硬化剤は、例えばエポキシ化合物、酸無水物基含有化合物、イソシアネート化合物、アジリジン化合物、アミン化合物、フェノール化合物等の公知の化合物が挙げられ、イソシアネート化合物が特に好ましい。
イソシアネート化合物としては、イソシアネート基を分子内に有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。具体的には、ジイソシアネート化合物としては、例えば、炭素数4~50の芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等を挙げることができる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート等を挙げることができる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができる。
芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えばω,ω’-ジイソシアネート-1,3-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート[別名:イソホロンジイソシアネート]、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。
分子中にイソシアネート基を1個または2個有するイソシアネート化合物としては、具体的には、1分子中に1個のイソシアネート基を有する単官能イソシアネートとして、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、1,1-ビス[(メタ)アクリロイルオキシメチル]エチルイソシアネート、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート、イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、1,6-ジイソシアナトヘキサン、ジイソシアン酸イソホロン、ジイソシアン酸4,4’-ジフェニルメタン、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,4-ジイソシアン酸トリレン、ジイソシアン酸トルエン、2,4-ジイソシアン酸トルエン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸4-メチル-m-フェニレン、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等を使用することができる。
また、1分子中に3個以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、リジントリイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等が挙げられる。また、前述したジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、水と反応したビュウレット体、イソシアヌレート環を有する3量体が挙げられる。これらの中でもジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体およびイソシアヌレート環を有する3量体が好ましい。更にジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体およびイソシアヌレート環を有する3量体を併用することで、マイグレーション耐性と屈曲性をより効果的に向上させることができる。
ブロック化イソシアネート化合物としては、イソシアネート基がε-カプロラクタムやMEKオキシム等のブロック剤で保護されたイソシアネート化合物である。具体的には、上記イソシアネート化合物のイソシアネート基を、ε-カプロラクタム、MEKオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ピラゾール、フェノール等のブロック剤で保護したものなどが挙げられ、これらの中でもMEKオキシムが好ましい。
これらの中でもイソシアネート化合物はブロックイソシアネート化合物が好ましい。ブロックイソシアネート化合物を用いることで、シートライフが向上するため好ましい。
これらの中でもイソシアネート化合物はブロックイソシアネート化合物が好ましい。ブロックイソシアネート化合物を用いることで、シートライフが向上するため好ましい。
ブロックイソシアネート化合物のブロック剤の解離温度は、120~200℃が好ましく、130~180℃がより好ましい。ブロックイソシアネート化合物のブロック剤の解離温度を120℃以上とすることで、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を透明基材上へ塗工する際の乾燥温度で解離する事が無く、優れたパターニング性を有したドライレジストフィルムが得られる。また、ブロック剤の解離温度を200℃以下とすることで、カバーコート層を形成する際の熱キュア時にカバーコート層内の発泡を抑制することができる。
ブロックイソシアネート化合物はイソシアネート当量が200~400g/eqと、500~900g/eqとを併用することが好ましい。イソシアネート当量が異なるブロックイソシアネートを併用することで、屈曲性とマイグレーション耐性を向上できる。本実施形態でいうイソシアネート当量とは、JIS K 7301に従い測定した値である。
エポキシ化合物は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物である。エポキシ化合物は、液状であっても、固形状であってもよい。
エポキシ化合物としては、例えば、グリジシルエーテル型エポキシ化合物、グリジシルアミン型エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物、環状脂肪族(脂環型)エポキシ化合物等が好ましい。
エポキシ化合物としては、例えば、グリジシルエーテル型エポキシ化合物、グリジシルアミン型エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物、環状脂肪族(脂環型)エポキシ化合物等が好ましい。
エポキシ化合物の分子量は100~2,000が好ましく、200~1,500がより好ましい。
グリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビスフェノールAD型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、α-ナフトールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールA型ノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、テトラブロムビスフェノールA型エポキシ化合物、臭素化フェノールノボラック型エポキシ化合物、トリス(グリシジルオキシフェニル)メタン、テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタン等が挙げられる。
前記グリシジルアミン型エポキシ化合物としては、例えば、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、トリグリシジルメタアミノフェノール、テトラグリシジルメタキシリレンジアミン等が挙げられる。
前記グリシジルエステル型エポキシ化合物としては、例えば、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート等が挙げられる。
前記環状脂肪族(脂環型)エポキシ化合物としては、例えば、エポキシシクロヘキシルメチル-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(エポキシシクロヘキシル)アジペート等が挙げられる。
これらの中でも、エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、トリス(グリシジルオキシフェニル)メタン、およびテトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタンが好ましい。これらのエポキシ化合物を用いることにより、マイグレーション耐性と屈曲性がより向上する。
これらの中でも、エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、トリス(グリシジルオキシフェニル)メタン、およびテトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタンが好ましい。これらのエポキシ化合物を用いることにより、マイグレーション耐性と屈曲性がより向上する。
エポキシ化合物の配合量は熱硬化剤の全量(100重量%)中、20重量%以下が好ましく15重量%以下がより好ましい。エポキシ化合物を20重量%以下とすることで、ドライレジストフィルム中での硬化反応が抑制されシートライフが向上するため、パターニング性を良化できる。
熱硬化剤の配合量は、活性エネルギー線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂合計100重量部に対して、30~150重量部であることが好ましく、50~110重量部であることがより好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の合計100重量部に対して、30~150重量部の熱硬化剤を配合することで、高いマイグレーション耐性と屈曲性を得ることができる。
[活性エネルギー線重合開始剤]
活性エネルギー線重合開始剤としては、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン等のアセトフェノン系活性エネルギー線重合開始剤、1,2-オクタジオン-1-[4-(フェニルチオ)-,2-(o-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系活性エネルギー線重合開始剤、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、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系活性エネルギー線重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系活性エネルギー線重合開始剤、チオキサンソン、2-クロルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系活性エネルギー線重合開始剤、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系活性エネルギー線重合開始剤、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイドのアシルフォスフィンオキサイド系活性エネルギー線重合開始剤、ボレート系活性エネルギー線重合開始剤、カルバゾール系活性エネルギー線重合開始剤、またはイミダゾール系活性エネルギー線重合開始剤等が用いられる。これらの活性エネルギー線重合性化合物は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
活性エネルギー線重合開始剤としては、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン等のアセトフェノン系活性エネルギー線重合開始剤、1,2-オクタジオン-1-[4-(フェニルチオ)-,2-(o-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(o-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系活性エネルギー線重合開始剤、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、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系活性エネルギー線重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系活性エネルギー線重合開始剤、チオキサンソン、2-クロルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系活性エネルギー線重合開始剤、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4’-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系活性エネルギー線重合開始剤、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイドのアシルフォスフィンオキサイド系活性エネルギー線重合開始剤、ボレート系活性エネルギー線重合開始剤、カルバゾール系活性エネルギー線重合開始剤、またはイミダゾール系活性エネルギー線重合開始剤等が用いられる。これらの活性エネルギー線重合性化合物は、1種を単独で、または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。
なかでもアシルフォスフィンオキサイド系活性エネルギー線重合開始剤、およびアセトフェノン系活性エネルギー線重合開始剤は、膜の底部硬化性が良好でありマイグレーション耐性が向上することから、好ましい。アシルフォスフィンオキサイド系活性エネルギー線重合開始剤としては、具体的にはイルガキュアTPO(BASF社製)、イルガキュア819(BASF社製)、アセトフェノン系活性エネルギー線重合開始剤としては、具体的にはイルガキュア907(BASF社製)、イルガキュア379(BASF社製)、イルガキュア379EG(BASF社製)などが挙げられる。
活性エネルギー線重合開始剤は、活性エネルギー線硬化性樹脂の固形分の100重量部に対して、0.5~15重量部で用いることが好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に、増感剤として、α-アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4’-ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
増感剤は、活性エネルギー線重合開始剤100重量部に対して、0.1~10重量部の量で用いることができる。
増感剤は、活性エネルギー線重合開始剤100重量部に対して、0.1~10重量部の量で用いることができる。
[着色剤]
本実施形態のドライレジストフィルムは、カバーコート層の遮光性を高めるために、着色剤を含有する。着色剤は、黒色顔料、並びに赤色、緑色、青色、黄色、紫色、シアンおよびマゼンタ等の顔料を複数含む混合系着色剤が好ましい。混合系着色剤は、複数の顔料を減色混合することで黒色を得ることができる。
本実施形態のドライレジストフィルムは、カバーコート層の遮光性を高めるために、着色剤を含有する。着色剤は、黒色顔料、並びに赤色、緑色、青色、黄色、紫色、シアンおよびマゼンタ等の顔料を複数含む混合系着色剤が好ましい。混合系着色剤は、複数の顔料を減色混合することで黒色を得ることができる。
黒色顔料は、例えばカーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ(CNT)、ペリレンブラック、チタンブラック、鉄黒、アニリンブラック等が挙げられる。これらの中でも遮光性とマイグレーション耐性を向上する観点から、ペリレンブラック、チタンブラック、鉄黒および、混合系着色剤が好ましく、ペリレンブラックおよびチタンブラックがより好ましい。特に好ましくは、チタンブラックである。
着色剤は、比重が2~7g/cm3であることが好ましく、4~6g/cm3以上がより好ましい。着色剤の比重が2~7g/cm3であることで、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を透明基材に塗工後、含有する着色剤が適度に沈降する。これにより、乾燥しドライレジストフィルムを形成し剥離性シートを貼りつけると、着色剤の濃度は、透明基材面が濃く、剥離性シート面は薄くなる。
ドライレジストフィルムは、剥離性シートを剥がした面を信号回路側に貼り付け、カバーコート層を形成することから、信号回路側の着色剤成分を少なくすることができると、不純物成分が少なくマイグレーション耐性がより向上できる。
ドライレジストフィルムは、剥離性シートを剥がした面を信号回路側に貼り付け、カバーコート層を形成することから、信号回路側の着色剤成分を少なくすることができると、不純物成分が少なくマイグレーション耐性がより向上できる。
着色剤は、平均一次粒子径が20~100nmであることが好ましく、30~90nmがより好ましく、40~90nmが更に好ましい。前記平均一次粒子径の着色剤を用いることでドライレジストフィルムから形成されるカバーコート層は、遮光性と屈曲性がより向上する。なお、着色剤の粒子形状が、1.5以上の平均アスペクト比(長軸長さ/短軸長さ)を有する場合、平均一次粒子径は、長軸長さを平均して求める。
着色剤の粉体抵抗値は3Ω・cm以上が好ましく、5Ω・cm以上がより好ましい。着色剤の粉体抵抗値を上記範囲にすることでマイグレーション耐性がより向上する。粉体抵抗値は、(株)三菱化学アナリテック製、粉体抵抗測定システムMCP-PD51、及び抵抗率計MCP-T610を用いて、プレス圧力2MPaでプレスした際の抵抗値である。
着色剤の比表面積は10~50m2/gが好ましく、15~40m2/gがより好ましい。着色剤の比表面積を上記範囲にすることでパターニング性がより向上する。
比表面積は、日本ベル(株)製BELSORP-miniII等を用いて、BET法により求めることができる。
比表面積は、日本ベル(株)製BELSORP-miniII等を用いて、BET法により求めることができる。
なお、着色剤の平均一次粒子径は透過型電子顕微鏡(TEM)により5万倍~100万倍程度に拡大した画像から観察できる20個程度の一次粒子の平均値から求めることができる。
混合系着色剤は、以下の顔料を使用できる。なお、「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.)を意味する。
赤色顔料およびマゼンタ顔料は、例えばC.I.ピグメントレッド7、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、122、146、168、176、177、178、184、185、187、200、202、208、210、242、246、254、255、264、270、272および279等が挙げられる。
緑顔料は、例えばC.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55および58等が挙げられる。
青顔料およびシアン顔料は、例えばC.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78および79等が挙げられる。
黄顔料は、例えばC.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、184、185、187、188、193、194、198、199、213および214等が挙げられる。
紫顔料としては、例えばC.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49および50等が挙げられる。
着色剤は、ドライレジストフィルム100重量%中に0.5~40重量%含むことが好ましく、1~30重量%がより好ましい。着色剤を0.5~40重量%含むことで、高い遮光性と、マイグレーション試験耐性を両立し易くなる。
[無機フィラー]
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に無機フィラーを含むことが好ましい。無機フィラーを含むことで、耐熱圧着性がより向上する。無機フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、タルク、モンモロリナイト、カオリン、ベントナイト等の無機化合物が挙げられる。
これらの中でも、無機フィラーとしては、シリカ表面のシラノール基とハロゲン化シランとを反応させることにより得られる疎水性シリカ微粒子は、耐熱圧着性だけでなく、膜の疎水性を上げ、マイグレーション耐性をより向上させる点から好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、更に無機フィラーを含むことが好ましい。無機フィラーを含むことで、耐熱圧着性がより向上する。無機フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、タルク、モンモロリナイト、カオリン、ベントナイト等の無機化合物が挙げられる。
これらの中でも、無機フィラーとしては、シリカ表面のシラノール基とハロゲン化シランとを反応させることにより得られる疎水性シリカ微粒子は、耐熱圧着性だけでなく、膜の疎水性を上げ、マイグレーション耐性をより向上させる点から好ましい。
無機フィラーのBET比表面積は、50~300m2/gが好ましい。前記範囲にあることでドライレジストフィルムに無機フィラーが均一に分散され、耐熱圧着性が向上する。
無機フィラーの平均粒子径(平均粒子径D50)は、0.01~10μmであることが好ましく、0.05~8μmであることがより好ましい。無機フィラーの平均粒子径が0.01~10μmであることで、耐熱圧着性をより向上することができる。
無機フィラーの含有量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の固形分100重量%中、0.5~40重量%であることが好ましい。すなわち、ドライレジストフィルムの樹脂層100重量%中、0.5~40重量%であることが好ましい。より好ましくは1~30重量%である。0.5重量%以上であれば、マイグレーション耐性が向上する。また40重量%以下であれば、耐熱圧着性が向上する。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて着色剤以外の顔料および染料、並びに、モノマー、溶剤、シランカップリング剤、イオン捕集剤、酸化防止剤、粘着付与樹脂、可塑剤、紫外線吸収剤、消泡剤、レベリング調整剤,充填剤,難燃剤等を含むことができる。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とに、必要に応じて溶剤を加え、混合攪拌して合成できる。攪拌は、例えばディスパーマット、ホモジナイザー等の公知の攪拌装置を使用できる。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とに、必要に応じて溶剤を加え、混合攪拌して合成できる。攪拌は、例えばディスパーマット、ホモジナイザー等の公知の攪拌装置を使用できる。
<ドライレジストフィルムの製造方法>
本実施形態のドライレジストフィルムは、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を透明基材の一方の面に塗工、乾燥することによって得られた樹脂層からなる。
更に、樹脂層の保護のため、剥離性シートを貼り合わせ、透明基材/樹脂層/剥離性シートの積層構成とすることが一般的である。以下、透明基材を有している形態を、基材付きドライレジストフィルムと呼ぶ場合がある。
本実施形態のドライレジストフィルムは、更にクッション層、接着層、光吸収層、ガスバリア層等の中間層等を有していてもよい。
本実施形態のドライレジストフィルムは、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を透明基材の一方の面に塗工、乾燥することによって得られた樹脂層からなる。
更に、樹脂層の保護のため、剥離性シートを貼り合わせ、透明基材/樹脂層/剥離性シートの積層構成とすることが一般的である。以下、透明基材を有している形態を、基材付きドライレジストフィルムと呼ぶ場合がある。
本実施形態のドライレジストフィルムは、更にクッション層、接着層、光吸収層、ガスバリア層等の中間層等を有していてもよい。
前記ドライレジストフィルムの樹脂層は、透明基材の剥離面に、溶剤に溶解・分散させた液状の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工後、通常、40~120℃の温度で溶剤を乾燥させることにより形成することができる。塗工は、例えば、ナイフコート、ダイコート、リップコート、ロールコート、カーテンコート、バーコート、グラビアコート、フレキソコート、ディップコート、スプレーコート、スピンコート等により行うことができる。
透明基材は、波長320~700nmの平均光線透過率が50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。波長320~700nmの平均光線透過率が50%以上の透明基材を用いることで、活性エネルギー線がドライレジストフィルムに到達し、効率よく硬化するため、パターニング性が向上する。
このような透過率を有する透明基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムやポリオレフィンフィルムが好適に用いられる。
このような透過率を有する透明基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムやポリオレフィンフィルムが好適に用いられる。
剥離性シートはポリエチレンテレフタレートフィルムやOPPフィルムの一方または、両面に離型剤がコーティングされたフィルムであり、ドライレジストフィルムを保護するために貼り合わせる部材である。剥離性シートの光線透過率は特に制限なく使用できる。
ドライレジストフィルムの樹脂層の厚さは、5~100μmであることが好ましく、10~70μmであることがより好ましい。
本実施形態のドライレジストフィルムは、透明基材上に樹脂層を形成し、他の面に剥離性シートを更に貼り合わせ両面で挟みこんだドライレジストフィルムとすることで、その取り扱いが容易になる。
本実施形態のドライレジストフィルムは、透明基材上に樹脂層を形成し、他の面に剥離性シートを更に貼り合わせ両面で挟みこんだドライレジストフィルムとすることで、その取り扱いが容易になる。
《ソルダーレジスト》
本実施形態のソルダーレジストは、カバーコート層と、信号配線および絶縁性基材を有する基板とを具備するプリント配線板用の、前記カバーコート層を形成するためのソルダーレジストである。カバーコート層上に、更に電磁波シールドシートを積層することができる。このソルダーレジストは、硬化性樹脂および着色剤を含有する。そして、前記硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂および活性エネルギー線硬化性樹脂の少なくとも一方を含む。ここで、熱硬化性樹脂を含む場合には更に熱硬化剤を有し、活性エネルギー線硬化性樹脂を含む場合には更に活性エネルギー線重合開始剤を含む。ソルダーレジストから形成してなる樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paの範囲にある。以下、本発明に係るソルダーレジストの具体例について説明する。
本実施形態のソルダーレジストは、カバーコート層と、信号配線および絶縁性基材を有する基板とを具備するプリント配線板用の、前記カバーコート層を形成するためのソルダーレジストである。カバーコート層上に、更に電磁波シールドシートを積層することができる。このソルダーレジストは、硬化性樹脂および着色剤を含有する。そして、前記硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂および活性エネルギー線硬化性樹脂の少なくとも一方を含む。ここで、熱硬化性樹脂を含む場合には更に熱硬化剤を有し、活性エネルギー線硬化性樹脂を含む場合には更に活性エネルギー線重合開始剤を含む。ソルダーレジストから形成してなる樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paの範囲にある。以下、本発明に係るソルダーレジストの具体例について説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態に係るソルダーレジストは、着色剤、硬化性樹脂として活性エネルギー線硬化性樹脂、活性エネルギー線重合開始剤を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる。
第1実施形態に係るソルダーレジストは、着色剤、硬化性樹脂として活性エネルギー線硬化性樹脂、活性エネルギー線重合開始剤を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からなる。
絶縁性基材に信号配線が形成された基板上に、ソルダーレジストを直接塗工して、ソルダーレジスト層を形成する。そして、このソルダーレジスト層を露光して、現像し、熱硬化することにより所望のパターン(開口部)が形成されたカバーコート層を形成する。
第1実施形態に係るソルダーレジストは、基板上に直接ソルダーレジストを塗工するプロセスを有する点、およびソルダーレジストが塗工に最適な粘度等に調整されている点を除き、基本的には、上述した本実施形態のドライレジストフィルムを形成するための活性エネルギー線硬化性樹脂組成物と同様である。すなわち、第1実施形態のソルダーレジストは、ドライレジストフィルムを形成するための活性エネルギー線硬化性樹脂組成物と、基本的な組成は同様である。従って、ソルダーレジストの好適な組成等についての説明は割愛する。
第1実施形態のソルダーレジストによれば、高い遮光性と、微細な開口部を形成できる優れたパターニング性とを有し、且つ耐熱圧着性、マイグレーション耐性および屈曲性をも満足させることができるカバーコート層を提供できる。
(第2実施形態)
第2実施形態に係るソルダーレジストは、着色剤、硬化性樹脂として熱硬化性樹脂、熱硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物からなる。
第2実施形態に係るソルダーレジストは、着色剤、硬化性樹脂として熱硬化性樹脂、熱硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物からなる。
絶縁性基材に信号配線が形成された基板上に、第2実施形態にソルダーレジストを、所望のパターンが形成されるように印刷し、熱硬化することにより、パターン付きカバーコート層を得る。印刷は、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、ドライオフセット印刷、グラビア印刷などの印刷法を適用できるが、このうち、歩留まりが向上する観点から、スクリーン印刷が好ましい。
第2実施形態に係るソルダーレジストに用いられる熱硬化性樹脂は、具体的には、本実施形態に係るドライレジストフィルムで挙げた熱硬化性樹脂を例示できる。
また、熱硬化剤として、本実施形態に係るドライレジストフィルムで例示した熱硬化剤を好適に用いることができる。
第2実施形態に係るソルダーレジストは、印刷によりパターン形成している点、露光・現像工程を行わない点、上述した組成において、上記第1実施形態のソルダ-レジストと相違するが、それ以外の基本的なプロセスや着色剤等の組成は上述した第1実施形態と同様である。
第2実施形態のソルダーレジストによれば、高い遮光性、耐熱圧着性、マイグレーション耐性および屈曲性をも満足させることができるカバーコート層とすることができる。
なお、第1実施形態と第2実施形態は好適に組み合わせて用いることができる。すなわち、熱硬化性と光硬化性の両特性を満足するソルダーレジストも好適に用いられる。
なお、第1実施形態と第2実施形態は好適に組み合わせて用いることができる。すなわち、熱硬化性と光硬化性の両特性を満足するソルダーレジストも好適に用いられる。
《プリント配線板》
続いて、本実施形態のドライレジストフィルムを用いて形成されてなるカバーコート層を具備するプリント配線板について説明する。
本実施形態のプリント配線板は、電磁波シールドシートと、カバーコート層と、信号配線および絶縁性基材を有する基板とを具備する。
本実施形態のドライレジストフィルムを用いて形成されてなるカバーコート層を有することにより、耐イオンマイグレーション性、屈曲性、遮光性に優れた電磁波シールドシート付きプリント配線板とすることができる。
続いて、本実施形態のドライレジストフィルムを用いて形成されてなるカバーコート層を具備するプリント配線板について説明する。
本実施形態のプリント配線板は、電磁波シールドシートと、カバーコート層と、信号配線および絶縁性基材を有する基板とを具備する。
本実施形態のドライレジストフィルムを用いて形成されてなるカバーコート層を有することにより、耐イオンマイグレーション性、屈曲性、遮光性に優れた電磁波シールドシート付きプリント配線板とすることができる。
<電磁波シールドシート>
本実施形態の電磁波シールドシートは、導電層および絶縁層を備える。
[導電層]
電磁波シールドシートの導電層は、電磁波等のノイズをシールドし、主にFPCのカバーコート層に貼り付ける層である。
導電層は、導電性接着剤から形成した導電層の第一の態様、および金属層と導電性接着剤から形成した導電層とを有する第二の態様の2つの態様が例示できる。上記導電性接着剤層は、金、白金、銀、銅およびニッケル等の導電性金属およびその合金のいずれか一つまたは複数からなる導電性微粒子と、前記ドライレジストフィルムを形成する活性エネルギー線樹脂祖組成物で説明した、熱硬化性樹脂、および熱硬化剤を混合した導電性樹脂組成物を塗膜化したものが例示できる。
本実施形態の電磁波シールドシートは、導電層および絶縁層を備える。
[導電層]
電磁波シールドシートの導電層は、電磁波等のノイズをシールドし、主にFPCのカバーコート層に貼り付ける層である。
導電層は、導電性接着剤から形成した導電層の第一の態様、および金属層と導電性接着剤から形成した導電層とを有する第二の態様の2つの態様が例示できる。上記導電性接着剤層は、金、白金、銀、銅およびニッケル等の導電性金属およびその合金のいずれか一つまたは複数からなる導電性微粒子と、前記ドライレジストフィルムを形成する活性エネルギー線樹脂祖組成物で説明した、熱硬化性樹脂、および熱硬化剤を混合した導電性樹脂組成物を塗膜化したものが例示できる。
金属層は、例えば厚みが0.005~10μmのアルミニウム、銅、銀、金等の導電性の金属蒸着膜および金属箔等が使用される。
[絶縁層]
絶縁層は、絶縁性樹脂組成物を使用して形成できる。
絶縁性樹脂組成物は、導電性接着剤と同様に熱硬化性樹脂および熱硬化剤を配合した絶縁性樹脂組成物を塗膜化して形成することができる。また、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の絶縁性樹脂を成形したフィルムを使用することもできる。
絶縁層は、絶縁性樹脂組成物を使用して形成できる。
絶縁性樹脂組成物は、導電性接着剤と同様に熱硬化性樹脂および熱硬化剤を配合した絶縁性樹脂組成物を塗膜化して形成することができる。また、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の絶縁性樹脂を成形したフィルムを使用することもできる。
電磁波シールドシートは、導電層に含まれる熱硬化性樹脂と熱硬化剤が未硬化状態で存在し、カバーコート層とともに、熱プレスにより硬化することで、所望の接着強度を得ることができる。なお、前記未硬化状態は、熱硬化剤の一部が硬化した半硬化状態を含む。
<カバーコート層>
カバーコート層は、配線板の信号配線を覆い外部環境から保護する絶縁材料である。本実施形態のカバーコート層は、本実施形態のドライレジストフィルムを用いて形成されてなり、ドライレジストフィルムの樹脂層を、活性エネルギー線硬化および熱硬化することで形成される。
カバーコート層は、配線板の信号配線を覆い外部環境から保護する絶縁材料である。本実施形態のカバーコート層は、本実施形態のドライレジストフィルムを用いて形成されてなり、ドライレジストフィルムの樹脂層を、活性エネルギー線硬化および熱硬化することで形成される。
本実施形態のカバーコート層は、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有し、前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであるドライレジストフィルムから形成される。
カバーコート層の厚みは、5~100μmが好ましく、10~70μmがより好ましい。カバーコート層の厚みを5~100μmの範囲にすることで、屈曲性とマイグレーション耐性を向上することができる。
カバーコート層のガラス転移温度(Tg)は40℃~120℃が好ましく、50℃~100℃がより好ましい。カバーコート層のガラス転移温度(Tg)を40℃~120℃にすることで、屈曲性とマイグレーション耐性を向上することができる。
<基板>
基板は信号配線および絶縁性基材を有する。
基板は信号配線および絶縁性基材を有する。
信号配線としては、アースを取るグランド配線や電子部品に電気信号を送る配線回路等が挙げられ、銅箔をエッチング処理することで形成することが一般的である。
絶縁性基材は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー等の屈曲可能なプラスチックが好ましく、ポリイミドがより好ましい。
<電磁波シールド付きプリントプリント配線板の製造方法>
本実施形態の電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法について説明する。
本実施形態の電磁波シールドシート付きプリント配線板は、絶縁性基材に信号配線を形成する工程(工程A)、信号配線上にドライレジストフィルムを積層する工程(工程B)、ドライレジストフィルムの樹脂層を露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程(工程C)、前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し熱プレスする工程(工程D)を経て製造することができる。以下各工程について具体的に説明する。
本実施形態の電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法について説明する。
本実施形態の電磁波シールドシート付きプリント配線板は、絶縁性基材に信号配線を形成する工程(工程A)、信号配線上にドライレジストフィルムを積層する工程(工程B)、ドライレジストフィルムの樹脂層を露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程(工程C)、前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し熱プレスする工程(工程D)を経て製造することができる。以下各工程について具体的に説明する。
(工程A;信号配線形成工程)
まず絶縁性基板上の銅箔をエッチングすることでアースを取るグランド配線、電子部品に電気信号を送る配線回路を含む信号配線等を形成する。
まず絶縁性基板上の銅箔をエッチングすることでアースを取るグランド配線、電子部品に電気信号を送る配線回路を含む信号配線等を形成する。
(工程B;ドライレジストフィルム積層工程)
次いで、透明基材および剥離性シートで挟み込まれたドライレジストフィルムの剥離性シートを剥がし、露出した樹脂層面を絶縁性基板上の信号配線を覆うようにラミネーターによって貼り合わせる。
次いで、透明基材および剥離性シートで挟み込まれたドライレジストフィルムの剥離性シートを剥がし、露出した樹脂層面を絶縁性基板上の信号配線を覆うようにラミネーターによって貼り合わせる。
(工程C;カバーコート層形成工程)
透明基材の上面から所望のパターンに形成されたフォトマスクを介して活性エネルギー線を照射し、ドライレジストフィルムの樹脂層を活性エネルギー線により硬化させる。
透明基材の上面から所望のパターンに形成されたフォトマスクを介して活性エネルギー線を照射し、ドライレジストフィルムの樹脂層を活性エネルギー線により硬化させる。
ドライレジストフィルムの樹脂層を硬化するための活性エネルギー線としては、露光部を硬化せしめられればよく特に限定されないが、例えば、電子線、紫外線、350~500nmの波長の光線を使用することができる。照射する電子線の線源には熱電子放射銃、電界放射銃等が使用できる。また、紫外線および350~500nmの線源(光源)には、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ガリウムランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ等を使用することができる。具体的には、点光源であること、輝度の安定性から、超高圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプ、メタルハライドランプ、が用いられることが多い。照射する活性エネルギー線量は、5~2000mJ/cm2の範囲で適時設定できるが、工程上管理しやすい50~1000mJ/cm2の範囲であることが好ましい。また、これら活性エネルギー線と、赤外線、遠赤外線、熱風、高周波加熱等による熱の併用も可能である。
その後、透明基材を剥がし、ドライレジストフィルムをアルカリ水溶液によって現像することで未照射部が洗い流し、グランド配線上や必要な箇所に開口部が形成されたカバーコート層を得る。
通常のカバーレイフィルムへの穴開けはドリルを使用するため直径2~5mmの開口部を形成することが一般的であるが、本実施形態におけるドライレジストフィルムを用いることにより、開口部の直径を0.01~1mmでテーパー形状の現像残渣がない開口部を有するカバーコート層を形成可能である。0.01~1mm開口径にすることで、例えばグランド配線面積を大幅に縮小できるため、FPCの短小化が可能となる。
通常のカバーレイフィルムへの穴開けはドリルを使用するため直径2~5mmの開口部を形成することが一般的であるが、本実施形態におけるドライレジストフィルムを用いることにより、開口部の直径を0.01~1mmでテーパー形状の現像残渣がない開口部を有するカバーコート層を形成可能である。0.01~1mm開口径にすることで、例えばグランド配線面積を大幅に縮小できるため、FPCの短小化が可能となる。
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。
現像液を水洗した後、80℃~110℃で2分~10分加熱して、不要な水分を除去した後、150℃~180℃で30分~2時間加熱し、熱硬化させることでカバーコート層を形成する。熱硬化の後にも必要に応じて活性エネルギー線を照射することができる。
(工程D;熱プレス工程)
次いで、カバーコート層の一部または全面に、所定のサイズに打ち抜き加工した電磁波シールドシートを積層し、仮貼りする。その後、熱プレスすることで、電磁波シールドシートの導電層が熱硬化し接着される。この時、導電性接着剤層がグランド配線上に形成されたカバーコート層の開口部に流れ込み硬化するため、グランドと導通することでシールド性が更に向上する。
次いで、カバーコート層の一部または全面に、所定のサイズに打ち抜き加工した電磁波シールドシートを積層し、仮貼りする。その後、熱プレスすることで、電磁波シールドシートの導電層が熱硬化し接着される。この時、導電性接着剤層がグランド配線上に形成されたカバーコート層の開口部に流れ込み硬化するため、グランドと導通することでシールド性が更に向上する。
電磁波シールドシートと、プリント配線板との熱プレスは、温度150~190℃程度、圧力1~3MPa程度、時間1~60分程度の条件で行うことが一般的である。熱プレスにより熱硬化性樹脂と熱硬化剤が反応する。なお、硬化を促進させるため、熱プレス後に150~190℃で30~90分ポストキュアを行う場合もある。なお、電磁波シールドシートは、熱プレス後に電磁波シールド層ということがある。
本実施形態のプリント配線板は、液晶ディスプレイ、タッチパネル等のほか、ノートPC、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の電子機器に備えることが好ましい。
以下、実施例、比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の「部」及び「%」は、それぞれ「重量部」及び「重量%」に基づく値である。
実施例で使用した活性エネルギー線硬化性樹脂の合成方法を以下に示す。
[活性エネルギー線硬化性樹脂1]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビスフェノールA64.8部、YD8125(新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物)57.1部、EX861(ナガセケムテックス株式会社製:ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル)128.1部、触媒としてトリフェニルホスフィン1.25部、N,N-ジメチルベンジルアミン1.25部、溶剤としてトルエン250部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させ、ヒドロキシル基含有樹脂を得た。次に、酸無水物としてリカシッドSA(新日本理化株式会社製:無水コハク酸)54.6部を投入し、110℃のまま4時間反応させた。FT-IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。次に、このフラスコに、窒素導入管からの窒素を停止し乾燥空気の導入に切り替え、攪拌しながらGMA(日油株式会社製:グリシジルメタクリレート)26.0部、重合禁止剤としてヒドロキノン0.165部を投入し、80℃で8時間反応させた。反応終了後、この溶液にメチルエチルケトンを加えて固形分が50.0%になるように調整し、活性エネルギー線硬化性樹脂1溶液を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂1は、ヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)であり、エチレン性不飽和基当量は1803g/eq、ポリスチレン換算の重量平均分子量が23500、実測による樹脂固形分の酸価は63mgKOH/gであった。
[活性エネルギー線硬化性樹脂1]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビスフェノールA64.8部、YD8125(新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物)57.1部、EX861(ナガセケムテックス株式会社製:ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル)128.1部、触媒としてトリフェニルホスフィン1.25部、N,N-ジメチルベンジルアミン1.25部、溶剤としてトルエン250部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させ、ヒドロキシル基含有樹脂を得た。次に、酸無水物としてリカシッドSA(新日本理化株式会社製:無水コハク酸)54.6部を投入し、110℃のまま4時間反応させた。FT-IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。次に、このフラスコに、窒素導入管からの窒素を停止し乾燥空気の導入に切り替え、攪拌しながらGMA(日油株式会社製:グリシジルメタクリレート)26.0部、重合禁止剤としてヒドロキノン0.165部を投入し、80℃で8時間反応させた。反応終了後、この溶液にメチルエチルケトンを加えて固形分が50.0%になるように調整し、活性エネルギー線硬化性樹脂1溶液を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂1は、ヒドロキシル基含有感光性樹脂(A-1)であり、エチレン性不飽和基当量は1803g/eq、ポリスチレン換算の重量平均分子量が23500、実測による樹脂固形分の酸価は63mgKOH/gであった。
[活性エネルギー線硬化性樹脂2]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビスフェノールA60.8部、YD8125(新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物)43.4部、EX861(ナガセケムテックス株式会社製:ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル)145.8部、触媒としてトリフェニルホスフィン1.25部、DMBA1.25部、溶剤としてトルエン250部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させ、ヒドロキシル基含有樹脂を得た。次に、酸無水物としてリカシッドSA(新日本理化株式会社製:無水コハク酸)49.8部を投入し、110℃のまま4時間反応させた。FT-IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。次に、このフラスコに、窒素導入管からの窒素を停止し乾燥空気の導入に切り替え、攪拌しながらGMA(日油株式会社製:グリシジルメタクリレート)41.1部、重合禁止剤としてヒドロキノン0.17部を投入し、80℃で8時間反応させた。反応終了後、乾燥空気を導入した状態のフラスコに、酸無水物としてリカシッドSA(新日本理化株式会社製:無水コハク酸)26.0部を投入し、80℃のまま4時間反応させた。FT-IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。この溶液にメチルエチルケトンを加えて固形分が50.0%になるように調整し、活性エネルギー線硬化性樹脂2溶液を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂2は、カルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)であり、エチレン性不飽和基当量は1269g/eq、ポリスチレン換算の重量平均分子量が20200、実測による樹脂固形分の酸価は73mgKOH/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビスフェノールA60.8部、YD8125(新日鐵化学株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ化合物)43.4部、EX861(ナガセケムテックス株式会社製:ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル)145.8部、触媒としてトリフェニルホスフィン1.25部、DMBA1.25部、溶剤としてトルエン250部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させ、ヒドロキシル基含有樹脂を得た。次に、酸無水物としてリカシッドSA(新日本理化株式会社製:無水コハク酸)49.8部を投入し、110℃のまま4時間反応させた。FT-IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。次に、このフラスコに、窒素導入管からの窒素を停止し乾燥空気の導入に切り替え、攪拌しながらGMA(日油株式会社製:グリシジルメタクリレート)41.1部、重合禁止剤としてヒドロキノン0.17部を投入し、80℃で8時間反応させた。反応終了後、乾燥空気を導入した状態のフラスコに、酸無水物としてリカシッドSA(新日本理化株式会社製:無水コハク酸)26.0部を投入し、80℃のまま4時間反応させた。FT-IR測定にて酸無水物基の吸収が消失しているのを確認後、室温まで冷却した。この溶液にメチルエチルケトンを加えて固形分が50.0%になるように調整し、活性エネルギー線硬化性樹脂2溶液を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂2は、カルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)であり、エチレン性不飽和基当量は1269g/eq、ポリスチレン換算の重量平均分子量が20200、実測による樹脂固形分の酸価は73mgKOH/gであった。
[活性エネルギー線硬化性樹脂3]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、エポキシ当量650、軟化点81.1℃、溶融粘度(150℃)12.5ポイズのビスフェノールA型エポキシ樹脂371部、エピクロルヒドリン925部、ジメチルスルホキシド463部を投入し、均一に溶解させた後、攪拌下70℃で98.5%水酸化ナトリウム水溶液52.8部を100分かけて添加した。添加後、更に70℃で3時間反応を行った。次いで、過剰の未反応エピクロルヒドリン及びジメチルスルホキシドの大半を減圧下に留去し、副生塩とジメチルスルホキシドを含む反応生成物をメチルイソブチルケトン750部に溶解させ、更に30%水酸化ナトリウム水溶液10部を加え、70℃で1時間反応させた。反応終了後、水200部で2回水洗を行った。油水分離後、油層よりメチルイソブチルケトンを蒸留回収して、エポキシ当量287、加水分解性塩素含有量0.07%、軟化点64.2℃、溶融粘度(150℃)7.1ポイズのエポキシ樹脂を340部得た。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、エポキシ当量650、軟化点81.1℃、溶融粘度(150℃)12.5ポイズのビスフェノールA型エポキシ樹脂371部、エピクロルヒドリン925部、ジメチルスルホキシド463部を投入し、均一に溶解させた後、攪拌下70℃で98.5%水酸化ナトリウム水溶液52.8部を100分かけて添加した。添加後、更に70℃で3時間反応を行った。次いで、過剰の未反応エピクロルヒドリン及びジメチルスルホキシドの大半を減圧下に留去し、副生塩とジメチルスルホキシドを含む反応生成物をメチルイソブチルケトン750部に溶解させ、更に30%水酸化ナトリウム水溶液10部を加え、70℃で1時間反応させた。反応終了後、水200部で2回水洗を行った。油水分離後、油層よりメチルイソブチルケトンを蒸留回収して、エポキシ当量287、加水分解性塩素含有量0.07%、軟化点64.2℃、溶融粘度(150℃)7.1ポイズのエポキシ樹脂を340部得た。
別の撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、このエポキシ樹脂を287部投入し、更にアクリル酸72部、メチルハイドロキノン0.3部、シクロヘキサノン194部を仕込み、90℃に加熱、攪拌し、反応混合物を溶解した。次いで、反応液を60℃に冷却し、トリフェニルフォスフィン1.7部を仕込み、酸素存在下、100℃で約32時間反応し、実測酸価1mgKOH/gの反応物を得た。次に、これに無水コハク酸78部、シクロヘキサノン42部を仕込み、95℃で約6時間反応した。この溶液にシクロヘキサノンを加えて固形分が50.0%になるように調整し、活性エネルギー線硬化性樹脂3溶液を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂3は、主骨格がビスフェノールA型エポキシ樹脂であるカルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)であり、エチレン性不飽和基当量は450g/eq、ポリスチレン換算の重量平均分子量は7400、分子量分布2.23、実測による樹脂固形分の酸価は100mgKOH/gであった。
活性エネルギー線硬化性樹脂3は、主骨格がビスフェノールA型エポキシ樹脂であるカルボキシル基含有感光性樹脂(A-2)であり、エチレン性不飽和基当量は450g/eq、ポリスチレン換算の重量平均分子量は7400、分子量分布2.23、実測による樹脂固形分の酸価は100mgKOH/gであった。
[活性エネルギー線硬化性樹脂4]
メチルエチルケトンに変えて、ブチルセロソルブを加えて固形分が50.0%になるように調整した以外は活性エネルギー線硬化性樹脂1と同様に調整することで活性エネルギー線硬化性樹脂4を得た。
メチルエチルケトンに変えて、ブチルセロソルブを加えて固形分が50.0%になるように調整した以外は活性エネルギー線硬化性樹脂1と同様に調整することで活性エネルギー線硬化性樹脂4を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂1~3の物性を表1に示す。なお、活性エネルギー線硬化性樹脂4のエチレン製不飽和基当量、重量平均分子量および酸価の物性は、活性エネルギー線硬化性樹脂1のそれらと同等の物性である。
[熱硬化性樹脂1]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ポリカーボネートジオール(UM90(3/1):宇部興産株式会社製、1,4-シクロヘキサンジメタノール/1,6-ヘキサンジオール=3/1共重合ポリカーボネートジオール)274.8部、イソホロンジイソシアネート39.2部、溶剤としてトルエン300部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら60℃まで昇温し、均一に溶解させた。続いてこのフラスコにジブチル錫ジラウレート0.1部を投入し、110℃に昇温し、3時間反応させた。その後、40℃に冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸(リカシッドTH:新日本理化株式会社製)37.6部を添加して110℃に昇温し4時間反応させた。続いて40℃に冷却後、多環芳香族型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「YX8800」)39.6部、触媒としてトリフェニルホスフィン4部を添加して110℃に昇温し、8時間反応させた。40℃まで冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸32.5部を添加し、110℃で3時間反応させた。40℃まで冷却後、ブチルセロソルブで固形分が60%になるよう調整し、カルボキシル基含有変性ウレタンエステル樹脂(熱硬化性樹脂1)溶液を得た。熱硬化性樹脂1の重量平均分子量は3.9万、実測による樹脂固形分の酸価は31.3mgKOH/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ポリカーボネートジオール(UM90(3/1):宇部興産株式会社製、1,4-シクロヘキサンジメタノール/1,6-ヘキサンジオール=3/1共重合ポリカーボネートジオール)274.8部、イソホロンジイソシアネート39.2部、溶剤としてトルエン300部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら60℃まで昇温し、均一に溶解させた。続いてこのフラスコにジブチル錫ジラウレート0.1部を投入し、110℃に昇温し、3時間反応させた。その後、40℃に冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸(リカシッドTH:新日本理化株式会社製)37.6部を添加して110℃に昇温し4時間反応させた。続いて40℃に冷却後、多環芳香族型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「YX8800」)39.6部、触媒としてトリフェニルホスフィン4部を添加して110℃に昇温し、8時間反応させた。40℃まで冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸32.5部を添加し、110℃で3時間反応させた。40℃まで冷却後、ブチルセロソルブで固形分が60%になるよう調整し、カルボキシル基含有変性ウレタンエステル樹脂(熱硬化性樹脂1)溶液を得た。熱硬化性樹脂1の重量平均分子量は3.9万、実測による樹脂固形分の酸価は31.3mgKOH/gであった。
[熱硬化性樹脂2]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ポリエステルポリオール(P-2041:株式会社クラレ製、3-メチル-1,5-ペンタンジオール/1,4-シクロヘキサンジカルボン酸共重合ポリエステルポリオール(重量平均分子量約2000))407.3部、イソホロンジイソシアネート26.1部、溶剤としてトルエン300部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら60℃まで昇温し、均一に溶解させた。続いてこのフラスコにジブチル錫ジラウレート0.1部を投入し、110℃に昇温し、3時間反応させた。その後、40℃に冷却後、無水コハク酸(SA:新日本理化株式会社製)16.5部を添加して110℃に昇温し4時間反応させた。続いて40℃に冷却後、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製「YD-8125」)29.3部、触媒としてトリフェニルホスフィン4部を添加して110℃に昇温し、8時間反応させた。40℃まで冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸21.6部を添加し、110℃で3時間反応させた。40℃まで冷却後、ブチルセロソルブで固形分が60%になるよう調整し、カルボキシル基含有変性ウレタンエステル樹脂(熱硬化性樹脂2)(A)溶液を得た。熱硬化性樹脂2の重量平均分子量は5.2万、実測による樹脂固形分の酸価は17.9mgKOH/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ポリエステルポリオール(P-2041:株式会社クラレ製、3-メチル-1,5-ペンタンジオール/1,4-シクロヘキサンジカルボン酸共重合ポリエステルポリオール(重量平均分子量約2000))407.3部、イソホロンジイソシアネート26.1部、溶剤としてトルエン300部を仕込み、窒素気流下、攪拌しながら60℃まで昇温し、均一に溶解させた。続いてこのフラスコにジブチル錫ジラウレート0.1部を投入し、110℃に昇温し、3時間反応させた。その後、40℃に冷却後、無水コハク酸(SA:新日本理化株式会社製)16.5部を添加して110℃に昇温し4時間反応させた。続いて40℃に冷却後、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鐵化学(株)製「YD-8125」)29.3部、触媒としてトリフェニルホスフィン4部を添加して110℃に昇温し、8時間反応させた。40℃まで冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸21.6部を添加し、110℃で3時間反応させた。40℃まで冷却後、ブチルセロソルブで固形分が60%になるよう調整し、カルボキシル基含有変性ウレタンエステル樹脂(熱硬化性樹脂2)(A)溶液を得た。熱硬化性樹脂2の重量平均分子量は5.2万、実測による樹脂固形分の酸価は17.9mgKOH/gであった。
[熱硬化性樹脂3]
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビスフェノールF80.1部、ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX4000H」)58.9部、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂(ナガセケムテックス(株)製「EX830」)123.8部、ブチルセロソルブ130部、触媒としてトリフェニルホスフィン2部、N,N-ジメチルベンジルアミン2部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させた。室温まで冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸24.2部、ブチルセロソルブ150部を添加し、80℃で3時間反応させ、カルボキシル基含有フェノキシ樹脂(熱硬化性樹脂3)溶液を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は2.1万、酸価は32KOHmg/gであった。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、ビスフェノールF80.1部、ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX4000H」)58.9部、ポリエチレングリコール型エポキシ樹脂(ナガセケムテックス(株)製「EX830」)123.8部、ブチルセロソルブ130部、触媒としてトリフェニルホスフィン2部、N,N-ジメチルベンジルアミン2部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら110℃に昇温し8時間反応させた。室温まで冷却後、テトラヒドロ無水フタル酸24.2部、ブチルセロソルブ150部を添加し、80℃で3時間反応させ、カルボキシル基含有フェノキシ樹脂(熱硬化性樹脂3)溶液を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は2.1万、酸価は32KOHmg/gであった。
[熱硬化性樹脂4]
攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管、減圧設備を備えたガラス製フラスコにアジピン酸146部、イソフタル酸166部および3-メチル-1,5-ペンタンジオール260部を仕込み、窒素ガスを通じながら攪拌し、常圧下徐々に昇温し、200~230℃にて約10時間反応させ酸価35の液状物を得た。次いでテトラ-n-ブトキシチタン0.02部を仕込み、窒素置換後密閉下180℃にて30分間攪拌した。次いで230℃、5mmHgにて5時間反応させ、酸価0.4、水酸基価57.7、分子量1944、色相30のポリエステルジオールを得た。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、得られたポリエステルジオール198部、ジメチロールプロピオン酸2.2部、イソホロンジイソシアネート37部、及びブチルセロソルブ70部を仕込み、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させた。これに、ブチルセロソルブ250部を加えて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶液を得た。次に、イソホロンジアミン6部、ジ-n-プロピルアミン2部、2-プロノール113部、及びブチルセロソルブ121部を混合したものに、得られたウレタンプレポリマーの溶液508部を添加し、70℃で3時間反応させ、カルボキシル基含有ウレタン樹脂(熱硬化性樹脂4)溶液を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は4.5万、酸価は7KOHmg/gであった。
攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素導入管、減圧設備を備えたガラス製フラスコにアジピン酸146部、イソフタル酸166部および3-メチル-1,5-ペンタンジオール260部を仕込み、窒素ガスを通じながら攪拌し、常圧下徐々に昇温し、200~230℃にて約10時間反応させ酸価35の液状物を得た。次いでテトラ-n-ブトキシチタン0.02部を仕込み、窒素置換後密閉下180℃にて30分間攪拌した。次いで230℃、5mmHgにて5時間反応させ、酸価0.4、水酸基価57.7、分子量1944、色相30のポリエステルジオールを得た。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、得られたポリエステルジオール198部、ジメチロールプロピオン酸2.2部、イソホロンジイソシアネート37部、及びブチルセロソルブ70部を仕込み、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させた。これに、ブチルセロソルブ250部を加えて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶液を得た。次に、イソホロンジアミン6部、ジ-n-プロピルアミン2部、2-プロノール113部、及びブチルセロソルブ121部を混合したものに、得られたウレタンプレポリマーの溶液508部を添加し、70℃で3時間反応させ、カルボキシル基含有ウレタン樹脂(熱硬化性樹脂4)溶液を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は4.5万、酸価は7KOHmg/gであった。
熱硬化性樹脂5:ウレタン樹脂(酸価=10mgKOH/g、アミン価=0.1mgKOH/g)トーヨーケム株式会社製
活性エネルギー線重合開始剤:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド「イルガキュアTPO」BASF社製
増感剤:2,4-ジエチルチオキサントン「DETX-S」日本化薬株式会社製
熱硬化剤1:IPDIヌレート型MEKオキシムブロックイソシアネート化合物「デスモジュールBL―4265SN」(イソシアネート当量=337g/eq)住化コベストロウレタン株式会社製
熱硬化剤2:HDIアダクト型MEKオキシムブロックイソシアネート化合物「デュラネートE402-B80B」(イソシアネート当量=560g/eq)旭化成ケミカルズ株式会社製
ビスフェノールA型エポキシ化合物「jER828」(エポキシ当量=189g/eq)三菱化学株式会社製
熱硬化剤4:テトラフェノールエタン型エポキシ樹脂「jER1031s」(4官能、エポキシ当量=200g/eq)三菱化学株式会社製
熱硬化剤5:2官能エポキシ樹脂「デナコールEX212」(エポキシ当量=151g/eq)ナガセケムテックス株式会社製
無機フィラー1:疎水性シリカ「SS50F(一次平均粒子径25nm)」東ソー・シリカ株式会社製
無機フィラー2:親水性シリカ「AEROSILR200(平均1次粒子径12nm)」アエロジル株式会社製
無機フィラー3:平均粒子径3.8μmの市販超微粒子タルク
難燃剤:ホスフィン酸アルミニウム塩「エクソリットOP935」クラリアント株式会社製
活性エネルギー線重合開始剤:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド「イルガキュアTPO」BASF社製
増感剤:2,4-ジエチルチオキサントン「DETX-S」日本化薬株式会社製
熱硬化剤1:IPDIヌレート型MEKオキシムブロックイソシアネート化合物「デスモジュールBL―4265SN」(イソシアネート当量=337g/eq)住化コベストロウレタン株式会社製
熱硬化剤2:HDIアダクト型MEKオキシムブロックイソシアネート化合物「デュラネートE402-B80B」(イソシアネート当量=560g/eq)旭化成ケミカルズ株式会社製
ビスフェノールA型エポキシ化合物「jER828」(エポキシ当量=189g/eq)三菱化学株式会社製
熱硬化剤4:テトラフェノールエタン型エポキシ樹脂「jER1031s」(4官能、エポキシ当量=200g/eq)三菱化学株式会社製
熱硬化剤5:2官能エポキシ樹脂「デナコールEX212」(エポキシ当量=151g/eq)ナガセケムテックス株式会社製
無機フィラー1:疎水性シリカ「SS50F(一次平均粒子径25nm)」東ソー・シリカ株式会社製
無機フィラー2:親水性シリカ「AEROSILR200(平均1次粒子径12nm)」アエロジル株式会社製
無機フィラー3:平均粒子径3.8μmの市販超微粒子タルク
難燃剤:ホスフィン酸アルミニウム塩「エクソリットOP935」クラリアント株式会社製
<電磁波シールドシートの作製>
熱硬化性樹脂5を100部、導電性微粒子(核体に銅、被覆層に銀を使用した樹枝状粒子D50平均粒子径=11.0μm、福田金属箔粉工業社製)を450部、熱硬化剤として「JER828」(ビスフェノールA型エポキシ化合物 エポキシ当量=189g/eq、三菱化学株式会社製)を15部、および「ケミタイトPZ-33」(アジリジン化合物、(株)日本触媒社製)を2.0部容器に仕込み、不揮発分濃度が40重量%になるようトルエン:イソプロピルアルコール(重量比2:1)の混合溶剤を加えディスパーで10分攪拌することで導電性樹脂組成物を得た。次いで、導電性樹脂組成物を剥離性シート上に、乾燥厚みが10μmになるようにバーコーターを使用して塗工し、更に100℃の電気オーブンで2分間乾燥することで導電層を得た。
熱硬化性樹脂5を100部、導電性微粒子(核体に銅、被覆層に銀を使用した樹枝状粒子D50平均粒子径=11.0μm、福田金属箔粉工業社製)を450部、熱硬化剤として「JER828」(ビスフェノールA型エポキシ化合物 エポキシ当量=189g/eq、三菱化学株式会社製)を15部、および「ケミタイトPZ-33」(アジリジン化合物、(株)日本触媒社製)を2.0部容器に仕込み、不揮発分濃度が40重量%になるようトルエン:イソプロピルアルコール(重量比2:1)の混合溶剤を加えディスパーで10分攪拌することで導電性樹脂組成物を得た。次いで、導電性樹脂組成物を剥離性シート上に、乾燥厚みが10μmになるようにバーコーターを使用して塗工し、更に100℃の電気オーブンで2分間乾燥することで導電層を得た。
別途、熱硬化性樹脂5を100部、熱硬化剤として「JER828」(ビスフェノールA型エポキシ化合物 エポキシ当量=189g/eq、三菱化学株式会社製)を15部、および「ケミタイトPZ-33」(アジリジン化合物、(株)日本触媒社製)を2.0部容器に仕込み、不揮発分濃度が40重量%になるようトルエン:イソプロピルアルコール(重量比2:1)の混合溶剤を加えディスパーで10分攪拌することで絶縁性樹脂組成物を得た。この絶縁性樹脂組成物を剥離性シートにバーコーターを用いて乾燥厚みが15μmになるように塗工し、更に100℃の電気オーブンで3分間乾燥し絶縁層を得た。更に導電層と絶縁層をラミネーターで貼り合わせることで電磁波シールドシートを得た。
[実施例1]
活性エネルギー線硬化性樹脂1を100重量部、難燃剤を10重量部、着色剤1を3重量部容器に仕込み、固形分が50%になるようメチルエチルケトン:メチルポリグリコール=1:1混合溶剤を加え均一に溶解・混合した。これを横型サンドミルDYNO-MILL(株式会社シンマルエンタープライズ社製)を使用して、グラインドゲージによる粒子径が10μm未満になるまで分散した。次いで、分散塗液の活性エネルギー線硬化性樹脂1を100重量部に対し、活性エネルギー線重合開始剤を2重量部、増感剤を0.5重量部、熱硬化剤1を5重量部、熱硬化剤2を35重量部添加し均一に混合することで活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂1を100重量部、難燃剤を10重量部、着色剤1を3重量部容器に仕込み、固形分が50%になるようメチルエチルケトン:メチルポリグリコール=1:1混合溶剤を加え均一に溶解・混合した。これを横型サンドミルDYNO-MILL(株式会社シンマルエンタープライズ社製)を使用して、グラインドゲージによる粒子径が10μm未満になるまで分散した。次いで、分散塗液の活性エネルギー線硬化性樹脂1を100重量部に対し、活性エネルギー線重合開始剤を2重量部、増感剤を0.5重量部、熱硬化剤1を5重量部、熱硬化剤2を35重量部添加し均一に混合することで活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を得た。
得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、ドクターブレードを使用して乾燥後の厚さが45μmとなるように透明基材(ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(エンブレットS25、厚さ25μm、320~700nmの最大光線透過率が60%以上、ユニチカ株式会社製))上に均一塗工して100℃で5分乾燥させた後、室温まで冷却し樹脂層を形成した。更に、得られた樹脂層を剥離性シート(離型剤がコーティングされたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(PET75-AL5、厚さ75μm、320~700nmの最大光線透過率が60%以上、リンテック株式会社製)に貼り合わせることで透明基材および剥離性シートに挟み込まれたドライレジストフィルムを得た。
[実施例2~16、比較例1~2]
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成を表3,4に記載した通りに変更した以外は、実施例1と同様に行うことで実施例2~16、比較例1、2のドライレジストフィルムをそれぞれ得た。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成を表3,4に記載した通りに変更した以外は、実施例1と同様に行うことで実施例2~16、比較例1、2のドライレジストフィルムをそれぞれ得た。
[実施例17];ソルダーレジスト
活性エネルギー線硬化性樹脂4、無機フィラー、着色剤および難燃剤を予備混合してから三本ロールミルで十分に混練した。これに活性エネルギー線重合開始剤、増感剤および熱硬化剤を加え、更に、溶剤として固形分が70%となるようセロソルブアセテートを加え、小型プラネタリーミキサーで混合してソルダーレジストを調製した。
活性エネルギー線硬化性樹脂4、無機フィラー、着色剤および難燃剤を予備混合してから三本ロールミルで十分に混練した。これに活性エネルギー線重合開始剤、増感剤および熱硬化剤を加え、更に、溶剤として固形分が70%となるようセロソルブアセテートを加え、小型プラネタリーミキサーで混合してソルダーレジストを調製した。
[実施例18~27、比較例3~6]
ソルダーレジストの組成を表5、6に記載した通りに変更した以外は、実施例17と同様に行うことで実施例18~27、比較例3~6のソルダーレジストをそれぞれ得た。
ソルダーレジストの組成を表5、6に記載した通りに変更した以外は、実施例17と同様に行うことで実施例18~27、比較例3~6のソルダーレジストをそれぞれ得た。
得られたドライレジストフィルムおよびソルダーレジストについて以下の物性を評価した。得られた結果を表3~6に示す。
<貯蔵弾性率、ガラス転移温度(Tg)>
ドライレジストフィルムの樹脂層の硬化物の貯蔵弾性率およびTgは、次の方法で求めた。
基材付きドライレジストフィルムから剥離性シートを剥がした試料を2枚準備し、露出した樹脂層面同士を真空ラミネーター(ニチゴーモートン株式会社製 小型加圧式真空ラミネーターV-130)で貼り合わせた。なお真空ラミネート条件は加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒とした。ついで、得られた試料の両面に活性エネルギー線を照射した。
活性エネルギー線の照射条件は下記の条件とした。マイラーフィルム(125μmPETフィルム)を使用したコンタクト露光方式、ショートアークUVランプ使用、積算露光量500mJ/cm2。次いで、片方の透明基材を剥がし、露出した樹脂層面を液温30℃の1%炭酸ナトリウム水溶液で60秒現像し、水洗後、100℃、2分のボックスオーブンで乾燥した。160℃のボックスオーブンで1時間熱硬化させ、幅5mm×長さ30mmの大きさに切断した。そして、他方の透明基材を剥離して、ドライレジストフィルムの樹脂層の硬化物の測定試料を得た。次いで、動的弾性率測定装置DVA-200(アイティー計測制御株式会社製)を用いて、測定試料に対して変形様式「引張り」、周波数10Hz、昇温速度10℃/分、測定温度範囲30~300℃の条件で測定を行い、Tgと85℃における貯蔵弾性率を求めた。
<貯蔵弾性率、ガラス転移温度(Tg)>
ドライレジストフィルムの樹脂層の硬化物の貯蔵弾性率およびTgは、次の方法で求めた。
基材付きドライレジストフィルムから剥離性シートを剥がした試料を2枚準備し、露出した樹脂層面同士を真空ラミネーター(ニチゴーモートン株式会社製 小型加圧式真空ラミネーターV-130)で貼り合わせた。なお真空ラミネート条件は加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒とした。ついで、得られた試料の両面に活性エネルギー線を照射した。
活性エネルギー線の照射条件は下記の条件とした。マイラーフィルム(125μmPETフィルム)を使用したコンタクト露光方式、ショートアークUVランプ使用、積算露光量500mJ/cm2。次いで、片方の透明基材を剥がし、露出した樹脂層面を液温30℃の1%炭酸ナトリウム水溶液で60秒現像し、水洗後、100℃、2分のボックスオーブンで乾燥した。160℃のボックスオーブンで1時間熱硬化させ、幅5mm×長さ30mmの大きさに切断した。そして、他方の透明基材を剥離して、ドライレジストフィルムの樹脂層の硬化物の測定試料を得た。次いで、動的弾性率測定装置DVA-200(アイティー計測制御株式会社製)を用いて、測定試料に対して変形様式「引張り」、周波数10Hz、昇温速度10℃/分、測定温度範囲30~300℃の条件で測定を行い、Tgと85℃における貯蔵弾性率を求めた。
ソルダーレジストは乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で透明基材(ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(エンブレットS25、厚さ25μm、320~700nmの最大光線透過率が60%以上、ユニチカ株式会社製))上に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成した。
以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で樹脂層を貼り合わせ、測定試料を調整した。但し、活性エネルギー線硬化性樹脂を含まない実施例24~29、比較例5~6は活性エネルギー線の照射および現像処理は施していない(後述するマイグレーション試験、耐熱圧着性、屈曲性における評価についても同様である)。
以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で樹脂層を貼り合わせ、測定試料を調整した。但し、活性エネルギー線硬化性樹脂を含まない実施例24~29、比較例5~6は活性エネルギー線の照射および現像処理は施していない(後述するマイグレーション試験、耐熱圧着性、屈曲性における評価についても同様である)。
<光線透過率>
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥離し、分光光度計U-4100(日立ハイテクノロジーズ株式会社製)を使用して波長300~700nmの光線透過率を測定した。測定時は、先に基材単層をバックグランド測定し、その後各波長の入射光が透明基材から入光するようドライレジストフィルムをセットした。
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥離し、分光光度計U-4100(日立ハイテクノロジーズ株式会社製)を使用して波長300~700nmの光線透過率を測定した。測定時は、先に基材単層をバックグランド測定し、その後各波長の入射光が透明基材から入光するようドライレジストフィルムをセットした。
ソルダーレジストの光線透過率の測定は、貯蔵弾性率の測定で作製した、基材上に形成した樹脂層を用いて行った。測定はドライレジストフィルムと同様にして行った。
<マイグレーション試験>
図1~図4を参照してマイグレーション試験を説明する。厚さ12μmの銅箔と厚さ25μmポリイミドフィルムの積層体をエッチング処理することで図1の平面図に示した通り、ポリイミドフィルム1上にライン/スペース=0.05mm/0.05mmの、カソード電極接続点2’を備えたカソード電極用櫛型信号配線2と、アノード電極接続点3’を備えたアノード電極用櫛型信号配線3とをそれぞれ形成した。次いで基材付きドライレジストフィルムから、剥離性シートを剥がし、図2の平面図に示した通り、カソード電極用櫛型信号配線2およびアノード電極用櫛型信号配線3を覆い、カソード電極接続点2’付近およびアノード電極接続点3’付近が露出する程度の大きさに樹脂層面を重ね、真空ラミネートすることでドライレジストフィルムを積層体に貼り合わせた。なお真空ラミネート条件は加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒とした。更に、基材付きドライレジストフィルムの透明基材側からマイラーフィルム(125μmPETフィルム)を使用したコンタクト露光方式、ショートアークUVランプ使用、積算露光量500mJ/cm2となるように露光した。次いで、PETマイラーシートおよび透明基材を剥がし、現像機で60秒間現像(現像液:濃度1%の炭酸ナトリウム水溶液、液温30℃、スプレー圧0.2MPa)した。現像後、水洗し、100℃のボックスオーブンで2分間乾燥した後、160℃の熱風乾燥器でドライレジストフィルムの樹脂層を1時間熱硬化(ポストキュア)することでカバーコート層4付き配線板を得た。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で上記ドライレジストフィルムを貼り合わせた同じ箇所に均一にソルダーレジストを塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し、樹脂層を形成した。
以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で調整し、カバーコート層付き配線板を得た。
更に、得られた電磁波シールドシートの導電層側から剥離性シートを剥がし、露出した導電層面をカバーコート層4の上に貼り合わせることで図3の模式的平面図に示す試料を得た。得られた試料は、図4に示す図3のIV―IV切断部断面図に記載した通り導電層5bはカソード電極用櫛型信号配線2と電気的に接続している。
図1~図4を参照してマイグレーション試験を説明する。厚さ12μmの銅箔と厚さ25μmポリイミドフィルムの積層体をエッチング処理することで図1の平面図に示した通り、ポリイミドフィルム1上にライン/スペース=0.05mm/0.05mmの、カソード電極接続点2’を備えたカソード電極用櫛型信号配線2と、アノード電極接続点3’を備えたアノード電極用櫛型信号配線3とをそれぞれ形成した。次いで基材付きドライレジストフィルムから、剥離性シートを剥がし、図2の平面図に示した通り、カソード電極用櫛型信号配線2およびアノード電極用櫛型信号配線3を覆い、カソード電極接続点2’付近およびアノード電極接続点3’付近が露出する程度の大きさに樹脂層面を重ね、真空ラミネートすることでドライレジストフィルムを積層体に貼り合わせた。なお真空ラミネート条件は加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒とした。更に、基材付きドライレジストフィルムの透明基材側からマイラーフィルム(125μmPETフィルム)を使用したコンタクト露光方式、ショートアークUVランプ使用、積算露光量500mJ/cm2となるように露光した。次いで、PETマイラーシートおよび透明基材を剥がし、現像機で60秒間現像(現像液:濃度1%の炭酸ナトリウム水溶液、液温30℃、スプレー圧0.2MPa)した。現像後、水洗し、100℃のボックスオーブンで2分間乾燥した後、160℃の熱風乾燥器でドライレジストフィルムの樹脂層を1時間熱硬化(ポストキュア)することでカバーコート層4付き配線板を得た。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で上記ドライレジストフィルムを貼り合わせた同じ箇所に均一にソルダーレジストを塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し、樹脂層を形成した。
以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で調整し、カバーコート層付き配線板を得た。
更に、得られた電磁波シールドシートの導電層側から剥離性シートを剥がし、露出した導電層面をカバーコート層4の上に貼り合わせることで図3の模式的平面図に示す試料を得た。得られた試料は、図4に示す図3のIV―IV切断部断面図に記載した通り導電層5bはカソード電極用櫛型信号配線2と電気的に接続している。
得られた試料を150℃、2.0MPa、30minの条件で熱プレスすることで熱硬化性樹脂を硬化させた。次いで、試料を85℃-85%RH(相対湿度)の雰囲気下で、アノード電極接続点3’にアノード電極を接続し、カソード電極接続点2’にカソード電極を接続した上で、電圧50Vを印加し500時間継続した。そして500時間を経過するまでの抵抗値の変化を継続して測定した。なお下記「リークタッチ」とは、短絡による絶縁破壊があり、瞬間的に抵抗が低下し電流が流れることをいう。リークタッチがない場合は絶縁性が低下しない。評価基準は以下の通りである。
+++:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ無し。極めて良好
++:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ1回有り。良好
+:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ2回有り。実用上問題ない。
NG:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω未満、または、
500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ3回以上有り。実用不可。
+++:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ無し。極めて良好
++:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ1回有り。良好
+:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ2回有り。実用上問題ない。
NG:500時間経過後の抵抗値が1×107Ω未満、または、
500時間経過後の抵抗値が1×107Ω以上、且つリークタッチ3回以上有り。実用不可。
<耐熱圧着性>
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥がし、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製「カプトン200EN」)と真空ラミネートした。その後、マイグレーション試験と同様の手順で、露光、現像、ポストキュアを行い、カバーコート層付きポリイミドフィルム(試料a)を作製した。次いで、試料aのカバーコート層面に、マイグレーション試験と同様の手順で電磁波シールドシートを貼りあわせ熱プレスすることで電磁波シールドシート/カバーコート層/ポリイミドフィルムからなる積層体(試料b)を作製した。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法でポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製「カプトン200EN」)に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成した。以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で調整し積層体を得た。
試料aおよび試料bをそれぞれクロスセクションポリッシャー(日本電子株式会社製、SM-09010)を用いてポリイミドフィルム側からイオンビーム照射により切断加工して、カバーコート層の断面を形成した。レーザーマイクロスコープVK-X100((株)キーエンス社製)、観察アプリケーションとしてVK-H1XV((株)キーエンス社製)を用いて試料aおよび試料bのカバーコート層の厚みを測定し、下記式より厚みの変化率を求めた。
厚み変化率
=100-(試料bのカバーコート層膜厚/試料aのカバーコート層膜厚×100)
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥がし、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製「カプトン200EN」)と真空ラミネートした。その後、マイグレーション試験と同様の手順で、露光、現像、ポストキュアを行い、カバーコート層付きポリイミドフィルム(試料a)を作製した。次いで、試料aのカバーコート層面に、マイグレーション試験と同様の手順で電磁波シールドシートを貼りあわせ熱プレスすることで電磁波シールドシート/カバーコート層/ポリイミドフィルムからなる積層体(試料b)を作製した。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法でポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製「カプトン200EN」)に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成した。以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で調整し積層体を得た。
試料aおよび試料bをそれぞれクロスセクションポリッシャー(日本電子株式会社製、SM-09010)を用いてポリイミドフィルム側からイオンビーム照射により切断加工して、カバーコート層の断面を形成した。レーザーマイクロスコープVK-X100((株)キーエンス社製)、観察アプリケーションとしてVK-H1XV((株)キーエンス社製)を用いて試料aおよび試料bのカバーコート層の厚みを測定し、下記式より厚みの変化率を求めた。
厚み変化率
=100-(試料bのカバーコート層膜厚/試料aのカバーコート層膜厚×100)
厚み変化率により、耐熱圧着性について、以下の評価基準で評価した。
+++:2%未満。 良好。
++:2%以上、5%未満。 実用上問題ない。
NG:5%以上。 実用不可。
+++:2%未満。 良好。
++:2%以上、5%未満。 実用上問題ない。
NG:5%以上。 実用不可。
<屈曲性>
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥がし、ライン/スペース=0.05mm/0.05mmの回路基板上へ真空ラミネートした。その後、マイグレーション試験と同様の手順で、露光、現像、ポストキュアを行い、カバーコート層付き回路基板を形成した。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法でライン/スペース=0.05mm/0.05mmの回路基板上に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成した。以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で調整しカバーコート層付き回路基板を形成した。
このカバーコート層付き回路基板を、カバーコート層が外側になるように180度折り曲げて、折り曲げ部位に500gの錘を5秒間載せた後、折り曲げた箇所を元の平面状態に戻して、再び500gの錘を5秒間載せ、これを折り曲げ回数を1回とした。カバーコート層にクラックが発生したかどうかを(株)キーエンス製マイクロスコープ「VHX-900」で観察し、クラックが発生しないで折り曲げられた回数を評価した。
500g荷重を掛けた折り曲げ部にクラックが発生までの折り曲げ回数をカウントした。評価基準は以下の通りである。
+++:5回以上。 極めて良好。
++:3回以上、5回未満。 良好
+:2回以上、3回未満。 実用上問題ない。
NG:2回未満。 実用不可。
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥がし、ライン/スペース=0.05mm/0.05mmの回路基板上へ真空ラミネートした。その後、マイグレーション試験と同様の手順で、露光、現像、ポストキュアを行い、カバーコート層付き回路基板を形成した。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法でライン/スペース=0.05mm/0.05mmの回路基板上に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成した。以降、ドライレジストフィルムと同様の条件で調整しカバーコート層付き回路基板を形成した。
このカバーコート層付き回路基板を、カバーコート層が外側になるように180度折り曲げて、折り曲げ部位に500gの錘を5秒間載せた後、折り曲げた箇所を元の平面状態に戻して、再び500gの錘を5秒間載せ、これを折り曲げ回数を1回とした。カバーコート層にクラックが発生したかどうかを(株)キーエンス製マイクロスコープ「VHX-900」で観察し、クラックが発生しないで折り曲げられた回数を評価した。
500g荷重を掛けた折り曲げ部にクラックが発生までの折り曲げ回数をカウントした。評価基準は以下の通りである。
+++:5回以上。 極めて良好。
++:3回以上、5回未満。 良好
+:2回以上、3回未満。 実用上問題ない。
NG:2回未満。 実用不可。
<遮光性>
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥離して光学濃度をマクベス濃度計(GRETAGD200-II)により測定し、膜厚45μmにおける光学濃度(OD)を求めた。ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で透明基材(ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(エンブレットS25、厚さ25μm、320~700nmの最大光線透過率が60%以上、ユニチカ株式会社製))上に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成したものを測定した。評価基準は以下の通りである。
+++:1.5以上。良好。
++:1以上、1.5未満。実用上問題ない。
NG:1未満。実用不可。
基材付きドライレジストフィルムの剥離性シートを剥離して光学濃度をマクベス濃度計(GRETAGD200-II)により測定し、膜厚45μmにおける光学濃度(OD)を求めた。ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で透明基材(ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(エンブレットS25、厚さ25μm、320~700nmの最大光線透過率が60%以上、ユニチカ株式会社製))上に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し樹脂層を形成したものを測定した。評価基準は以下の通りである。
+++:1.5以上。良好。
++:1以上、1.5未満。実用上問題ない。
NG:1未満。実用不可。
<パターニング性>
基材付きドライレジストフィルムから剥離性シートを剥がし、銅張積層板(新日鉄化学株式会社製:エスパネックスMC―18―25―00FRM)の銅面に真空ラミネートした。真空ラミネート条件は加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒でおこなった。ドライレジストフィルムの透明基材側から120μmPETマイラーシート/直径が0.05mmの円形の黒色部が一面に等間隔で配置されたフォトマスク越しに積算光量500mJ/cm2となるように露光後、現像機で以下の現像条件(液温30℃の1% Na2CO3水溶液を0.2MPaのスプレー圧)で60秒現像した。
現像後、水洗し、100℃のボックスオーブンで2分間乾燥した後、160℃の熱風乾燥器で1時間熱硬化(ポストキュア)させ、開口部を有するカバーコート層付き銅張積層板を得た。カバーコート層の開口部10カ所を走査型電子顕微鏡(日本電子製 JSM-7800F)で観察し、直径を測長して平均値を算出し、下記の様に評価した。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で銅張積層板(新日鉄化学株式会社製:エスパネックスMC―18―25―00FRM)の銅面に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し、以降はドライレジストフィルムと同様の方法でカバーコート層付き銅張積層板を得た。なお、実施例23~27および比較例5~6はこの評価を実施していない。
+++・・・開口部の平均値が0.04mm以上、0.06mm未満。
++・・・開口部の平均値が0.03mm以上、0.04mm未満または、0.06mm以上、0.07mm未満。
+・・・開口部の平均値が0.02mm以上、0.03mm未満または、0.07mm以上、0.08mm未満。
NG・・・開口部の平均値が0.02mm未満または、0.08mm以上。
基材付きドライレジストフィルムから剥離性シートを剥がし、銅張積層板(新日鉄化学株式会社製:エスパネックスMC―18―25―00FRM)の銅面に真空ラミネートした。真空ラミネート条件は加熱温度60℃、真空時間60秒、真空到達圧2hPa、圧力0.4MPa、加圧時間60秒でおこなった。ドライレジストフィルムの透明基材側から120μmPETマイラーシート/直径が0.05mmの円形の黒色部が一面に等間隔で配置されたフォトマスク越しに積算光量500mJ/cm2となるように露光後、現像機で以下の現像条件(液温30℃の1% Na2CO3水溶液を0.2MPaのスプレー圧)で60秒現像した。
現像後、水洗し、100℃のボックスオーブンで2分間乾燥した後、160℃の熱風乾燥器で1時間熱硬化(ポストキュア)させ、開口部を有するカバーコート層付き銅張積層板を得た。カバーコート層の開口部10カ所を走査型電子顕微鏡(日本電子製 JSM-7800F)で観察し、直径を測長して平均値を算出し、下記の様に評価した。
ソルダーレジストの場合は乾燥後膜厚が45μmになるようメッシュサイズを選定したポリエステル製スクリーン版を使用し、スクリーン印刷法で銅張積層板(新日鉄化学株式会社製:エスパネックスMC―18―25―00FRM)の銅面に均一塗工した後、熱風炉で80℃、30分乾燥し、以降はドライレジストフィルムと同様の方法でカバーコート層付き銅張積層板を得た。なお、実施例23~27および比較例5~6はこの評価を実施していない。
+++・・・開口部の平均値が0.04mm以上、0.06mm未満。
++・・・開口部の平均値が0.03mm以上、0.04mm未満または、0.06mm以上、0.07mm未満。
+・・・開口部の平均値が0.02mm以上、0.03mm未満または、0.07mm以上、0.08mm未満。
NG・・・開口部の平均値が0.02mm未満または、0.08mm以上。
表3~6の結果から、イオンマイグレーション耐性が向上されることで、電磁波シールドシートを貼り合わせた回路において接続信頼性が良化することが確認できた。
本発明に係るドライレジストフィルムおよびソルダーレジストは、フレキシブルプリント配線板をはじめとする各種プリント配線板の信号配線および絶縁性基材を有する基板上に形成されるカバーコート層を形成するために好適に用いられる。本発明に係るドライレジストフィルムおよびソルダーレジストは、マイグレーション耐性を有することから、カバーコート層上に電磁波シールドシートのような導電層を形成する用途に特に好適である。
1 ポリイミドフィルム
2 カソード電極用櫛型信号配線
2’ カソード電極接続点
3 アノード電極用櫛型信号配線
3’ アノード電極接続点
4 カバーコート層
5 電磁波シールドシート
5a 絶縁層
5b 導電層
2 カソード電極用櫛型信号配線
2’ カソード電極接続点
3 アノード電極用櫛型信号配線
3’ アノード電極接続点
4 カバーコート層
5 電磁波シールドシート
5a 絶縁層
5b 導電層
Claims (16)
- 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、ドライレジストフィルムから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備するプリント配線板用のドライレジストフィルムであって、
活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層を有し、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであることを特徴とするドライレジストフィルム。 - 波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることを特徴とする請求項1記載のドライレジストフィルム。
- 前記着色剤として、チタンブラックを含むことを特徴とする請求項1または2記載のドライレジストフィルム。
- 更に、疎水性シリカ微粒子を含有することを特徴とする請求項1~3いずれかに記載のドライレジストフィルム。
- 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、ソルダーレジストから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備するプリント配線板用のソルダーレジストであって、
硬化性樹脂と、着色剤とを含有し、
前記硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂および活性エネルギー線硬化性樹脂の少なくとも一方を含み、
前記熱硬化性樹脂を含む場合には更に熱硬化剤を有し、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を含む場合には更に活性エネルギー線重合開始剤を有し、
前記ソルダーレジストから形成してなる樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paであるソルダーレジスト。 - 更に、疎水性シリカ微粒子を含有することを特徴とする請求項5に記載のソルダーレジスト。
- 前記着色剤として、チタンブラックを含むことを特徴とする請求項5又は6に記載のソルダーレジスト。
- 前記硬化性樹脂として、前記活性エネルギー線硬化性樹脂を含み、
且つ波長450~700nmの平均光線透過率が10%以下であり、波長300~450nmの平均光線透過率が5%以上であることを特徴とする請求項5~7のいずれかに記載のソルダーレジスト。 - 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、請求項1~4いずれかに記載のドライレジストフィルムから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備する電磁波シールドシート付きプリント配線板。 - 信号配線および絶縁性基材を有する基板と、
前記基板上に形成され、請求項5~8いずれかに記載のソルダーレジストから形成されてなる、開口部を有するカバーコート層と、
前記カバーコート層上に形成された電磁波シールドシートと、を具備する電磁波シールドシート付きプリント配線板。 - 前記カバーコート層の前記開口部の開口径が0.01~1mmである、請求項9又は10記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板。
- 請求項9~11のいずれかに記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板を備えた、電子機器。
- 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にドライレジストフィルムを積層する工程、
前記ドライレジストフィルムを露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ドライレジストフィルムが、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。 - 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にソルダーレジストを塗工してソルダーレジスト層を得る工程、
前記ソルダーレジスト層を露光し、現像後に熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、および
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ソルダーレジスト層が、活性エネルギー線硬化性樹脂と、活性エネルギー線重合開始剤と、着色剤とを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。 - 絶縁性基材上に信号配線を形成する工程、
前記信号配線上にソルダーレジストを塗工してパターン付きソルダーレジスト層を得る工程、
前記ソルダーレジスト層を熱硬化させて開口部を有するカバーコート層を形成する工程、および
前記カバーコート層上に電磁波シールドシートを積層し、熱プレスする工程を有し、
前記ソルダーレジスト層が、熱硬化性樹脂と、熱硬化剤と、着色剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物から形成されてなる樹脂層からなり、
前記樹脂層の硬化物は、85℃における貯蔵弾性率が1.0E+07~1.0E+10Paである、電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。 - 前記カバーコート層の前記開口部の開口径が0.01~1mmである、請求項13~15のいずれかに記載の電磁波シールドシート付きプリント配線板の製造方法。
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