WO2020026666A1 - レジスト用樹脂組成物及びその用途 - Google Patents

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WO2020026666A1
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貴志 権平
朗 石田
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3452Solder masks

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for resists and uses thereof, and more particularly, to a resin composition for resists having photopolymerizability, which is cured by irradiation with energy rays, a cured product using the resin composition for resists, and a solder.
  • the present invention relates to a resist film, a circuit board, a substrate for a semiconductor package, and an electronic device.
  • resists When performing surface processing such as physical processing such as sandblasting or chemical processing such as etching, protection is performed by forming a film on a part of the surface of an object to be processed.
  • the formed protective film and a coating material for forming the protective film are called resists, and the resists are mainly used for printed boards for electronic components, semiconductor packages, and the like.
  • Resists are classified into solder resists, photoresists, screen printing resists, etching resists, plating resists, and the like, depending on the method and application of forming the protective film.
  • a solder resist is used for a package substrate of a semiconductor package (substrate for a package) and the like, and the package substrate is formed by laminating a wiring layer (build-up layer) above and below a core layer as a support, and soldering an outermost layer.
  • a wiring layer build-up layer
  • solder resist has a structure in which solder resist is stacked on unnecessary parts.
  • Patent Document 1 discloses a reaction obtained by reacting an epoxy compound (a) having three or more epoxy groups in one molecule with an unsaturated monocarboxylic acid (b) and a saturated monocarboxylic acid (c).
  • a photosensitive thermosetting resin composition containing C) and a diluent (D) as essential components has been proposed.
  • Patent Document 2 contains (A) a binder polymer, (B) a photopolymerizable compound having an ethylenically unsaturated bond, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a thermosetting agent.
  • a photosensitive resin composition in which the component (B) contains a photopolymerizable compound having a fluorene skeleton and an oxyethylene group or an oxypropylene group in the molecule (B-1) has been proposed.
  • JP 2004-137328 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-160418
  • the substrate is likely to be warped, and this is remarkable when the solder resist is applied or bonded only on one surface. Also, the parts that do not need to be soldered do not always correspond to the front and back surfaces of the package substrate, so even if a solder resist is provided on the front and back surfaces, it will be asymmetrical. Attempting to do so may also warp the substrate.
  • the present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, they contain a chain aliphatic hydrocarbon group having 12 or more carbon atoms as a photopolymerizable compound, and have a glass transition temperature (Tg). It has been found that the above problems can be solved by using a (meth) acrylic photocurable polymer having a temperature of 20 ° C. or lower, and the present invention has been completed.
  • the present invention is characterized by the following (1) to (15).
  • a resist resin composition containing a (meth) acrylic photocurable polymer, a thermosetting agent, and a photopolymerization initiator, wherein the (meth) acrylic photocurable polymer is Contains a carboxyl group, a chain aliphatic hydrocarbon group having 12 or more carbon atoms and an unsaturated double bond, and the (meth) acrylic photocurable polymer has a glass transition temperature (Tg) of 20 ° C. or lower.
  • Tg glass transition temperature
  • a resin composition for a resist (2)
  • the (meth) acrylic photocurable polymer is obtained by copolymerizing at least a (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound and a chain aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound.
  • the resist resin composition according to the above (1) which is an addition copolymer obtained by reacting a (meth) acrylic copolymer with an ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound.
  • (3) The resist resin composition according to the above (2), wherein the polymerizable compound having a chain aliphatic hydrocarbon group is an alkyl (meth) acrylate having 12 to 24 carbon atoms.
  • the content of the segment derived from the linear aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound in the (meth) acrylic photocurable polymer is in the range of 10 to 50% by mass.
  • a circuit board comprising the solder resist film according to (12).
  • a substrate for a semiconductor package comprising the solder resist film according to (12).
  • An electronic device comprising the circuit board according to (13) or the substrate for a semiconductor package according to (14).
  • the resist film has properties required for the resist, particularly, chemical resistance, and a cured film. Warpage can be suppressed. Therefore, it can be suitably used for a thin package substrate or the like, and an electronic device with high quality reliability can be obtained.
  • (meth) acryl means acryl or methacryl, and the same applies to (meth) acrylate.
  • (iso) means both the case where this group is present and the case where it is not, and when this group is not present, it means that it is normal.
  • “mass” has the same meaning as “weight”.
  • the resist resin composition of the present invention contains at least a (meth) acrylic photocurable polymer, a thermosetting agent, and a photopolymerization initiator.
  • a (meth) acrylic photocurable polymer e.g., ethylene glycol dimethacrylate copolymer
  • thermosetting agent e.g., ethylene glycol dimethacrylate copolymer
  • photopolymerization initiator e.g., a photopolymerization initiator
  • the (meth) acrylic photocurable polymer used in the present embodiment contains a carboxyl group, a chain aliphatic hydrocarbon group having 12 or more carbon atoms, and an unsaturated double bond, and has a glass transition temperature (Tg). Is 20 ° C. or less. Since the (meth) acrylic photocurable polymer has a photocurable unsaturated double bond in the resist resin composition of the present invention, it is irradiated with light energy rays such as ultraviolet rays in the presence of a photopolymerization initiator. To form a cured product.
  • Tg glass transition temperature
  • the glass transition temperature (Tg) of the (meth) acrylic photocurable polymer is 20 ° C. or lower, the cured product obtained by curing the resist resin composition of the present invention has appropriate flexibility.
  • the (meth) acrylic photocurable polymer can impart hydrophobicity to the (meth) acrylic photocurable polymer by the chain aliphatic hydrocarbon group having 12 or more carbon atoms in the (meth) acrylic photocurable polymer. Improves chemical properties.
  • the said unsaturated double bond is distinguished from the double bond in the said carboxyl group.
  • the (meth) acrylic photocurable polymer of the present embodiment is an addition copolymer obtained by adding a compound having an unsaturated double bond to a (meth) acrylic copolymer.
  • the (meth) acrylic photocurable polymer is, for example, a copolymer of at least a (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) and a chain aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b). It can be produced by reacting the (meth) acrylic copolymer (X) obtained by the reaction with the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d).
  • (Meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) is a (meth) acrylic monomer having a carboxyl group in its molecule and capable of copolymerizing with other polymerizable compounds.
  • Examples of the (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) include (meth) acrylic acid, 2-acryloyloxyethyl succinate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-succinic acid, and 2-acrylic acid.
  • Examples include unsaturated monocarboxylic acids such as loyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2-acryloyloxyethyl-phthalic acid, and 2-acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, (meth) acrylic acid is more preferable from the viewpoint of versatility.
  • the chain aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) is a monomer containing a chain aliphatic hydrocarbon group in its molecule and capable of copolymerizing with another polymerizable compound.
  • the chain aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched.
  • the chain aliphatic hydrocarbon group has 12 or more carbon atoms, preferably 12 to 24, and more preferably 16 to 24.
  • the number of carbon atoms in the chain aliphatic hydrocarbon group is 12 or more, hydrophobicity can be imparted to the (meth) acrylic photocurable polymer, so that chemical resistance to a water-soluble chemical solution is improved.
  • an alkyl (meth) acrylate having 12 to 24 carbon atoms and the like can be mentioned.
  • the alkyl (meth) acrylate having 12 to 24 carbon atoms include lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, (iso) stearyl (meth) acrylate, and behenyl (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, (iso) stearyl (meth) acrylate is more preferable.
  • At least the (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) and the chain aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) are copolymerized to form a (meth) acrylic copolymer (X) Can be obtained.
  • a (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) and a polymerizable compound (c) (monomer) other than the polymerizable compounds (a) and (b), which is copolymerizable with the polymerizable compound (b) containing a chain aliphatic hydrocarbon group. is preferred.
  • Examples of the other polymerizable compound (c) include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, p-vinyltoluene, p-chlorostyrene, o-methoxystyrene, m-methoxystyrene, aromatics such as p-methoxystyrene, o-vinylbenzyl methyl ether, m-vinylbenzyl methyl ether, p-vinylbenzyl methyl ether, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, and p-vinylbenzyl glycidyl ether Vinyl compound: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i
  • the (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) may be blended so that the acid value of the final target (meth) acrylic photocurable polymer is 50 to 100 mgKOH / g. preferable.
  • the chain-like aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) is derived from the chain-like aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) in the (meth) acrylic photocurable polymer which is the final object. It is preferable that the content of the segment is 10 to 50% by mass.
  • the compounding amount of the other polymerizable compound (c) is determined based on the total weight of the final target (meth) acrylic photocurable polymer being 100% by mass. Difference obtained by subtracting the total mass% of the polymerizable compound (a), the chain-like aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b), and the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d) from 100% by mass. And The other polymerizable compound (c) is preferably selected such that the glass transition temperature (Tg) of the (meth) acrylic photocurable polymer is 20 ° C. or lower.
  • the (meth) acrylic copolymer (X) is a (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) and a chain aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b), and if desired, other polymerizable compounds.
  • the compound (c) is obtained by mixing and reacting at a reaction temperature of 80 to 130 ° C., preferably 100 to 120 ° C., for a reaction time of 5 to 10 hours, preferably 6 to 8 hours.
  • a thermal polymerization initiator when a cured product is obtained by curing the resist resin composition of the present invention, a thermal polymerization initiator, a polymerization solvent, a chain transfer agent and the like are blended within a range that does not impair the properties of the cured product. You may.
  • thermal polymerization initiator examples include 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (AMBN), azobiscyanovaleric acid, and 2,2′- Azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), 2,2 '-Azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis [N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide], 2 , 2'-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobi [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] disulfate dihydrate, 2,2
  • the amount of the thermal polymerization initiator to be added is preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and even more preferably 10 to 30% by mass based on the total mass of the monomers to be copolymerized. 1515% by mass. Note that the thermal polymerization initiator may be added all at once, or may be added several times.
  • the polymerization solvent is not particularly limited as long as it can dissolve each monomer to be polymerized, the produced polymer precursor, and if necessary, a polymerization initiator and other additives.
  • the polymerization solvent include methanol, ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy -2-Propyl acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, ethyl acetate, ethyl lactate, methyl lactate, dimethylsulfoxy and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • chain transfer agent examples include methyl mercaptan, t-butyl mercaptan, decyl mercaptan, benzyl mercaptan, lauryl mercaptan, stearyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid and its esters, Mercaptans such as ethylhexyl thioglycol and octyl thioglycolate; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, isopropanol, t-butanol, hexanol, benzyl alcohol and allyl alcohol; halogens such as chloroethane, fluoroethane and trichloroethylene Hydrocarbons: acetone, methyl ethyl ketone,
  • the reactive compound (d) containing an ethylenically unsaturated double bond is reacted with the (meth) acrylic copolymer (X) to introduce a group having an unsaturated double bond into the copolymer. It is a monomer that can be used.
  • the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d) include a group having an ethylenically unsaturated double bond and a reactive group such as an epoxy group (cyclic ether) or a hydroxyl group in the molecule. Monomers.
  • the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d1) having an epoxy group (cyclic ether) is obtained by condensation of a hydroxyl group generated by ring opening of a cyclic ether with a carboxyl group of the (meth) acrylic copolymer (X). By the reaction (esterification reaction), it is added to the (meth) acrylic copolymer (X).
  • Examples of the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d1) having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate and 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, glycidyl methacrylate is preferred from the viewpoint of versatility.
  • the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d2) having a hydroxyl group is converted to a (meth) acrylic compound by a condensation reaction (esterification reaction) between a hydroxyl group and a carboxyl group of the (meth) acrylic copolymer (X). It is added to the copolymer (X).
  • Examples of the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d2) having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, -Hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate is preferred from the viewpoint of versatility.
  • the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d) is blended so that the double bond equivalent of the final target (meth) acrylic photocurable polymer is 300 to 1000 g / eq. Is preferred.
  • the addition reaction of the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d) to the (meth) acrylic copolymer (X) can be performed in an air atmosphere from the viewpoint of suppressing the progress of the polymerization reaction. preferable.
  • the (meth) acrylic photocurable polymer is prepared by mixing the (meth) acrylic copolymer (X) and the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d), and reacting at a reaction temperature of 90 to 120 ° C. It is preferably obtained by reacting at 100 to 110 ° C. for a reaction time of 5 to 30 hours, preferably 10 to 20 hours.
  • reaction accelerator a reaction accelerator, a solvent, a polymerization inhibitor and the like may be blended.
  • reaction accelerator examples include benzyldimethylamine, triethanolamine, triethylenediamine, dimethylaminoethanol, tri (dimethylaminomethyl) phenol, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, triphenylphosphine, diphenylphosphine, and phenylphosphine.
  • Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine tetraphenylborate and the like can be used. Among them, triphenylphosphine is preferred from the viewpoint of stability.
  • One of these reaction accelerators may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the solvent is not particularly limited and includes, for example, methanol, ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, 1-methoxy-2-propanol , 1-methoxy-2-propyl acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, ethyl acetate, ethyl lactate, methyl lactate, dimethyl sulfoxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • polymerization inhibitor examples include phenothiazine, tri-p-nitrophenylmethyl, di-p-fluorophenylamine, diphenylpicrylhydrazyl, N- (3-N-oxyanilino-1,3-dimethylbutylidene) aniline Oxides, benzoquinone, hydroquinone, methoquinone, butyl catechol, nitrosobenzene, picric acid, dithiobenzoyl disulfide, cuperon, copper (II) chloride and the like.
  • methoquinone is preferably used from the viewpoint of the polymerization inhibiting effect.
  • One of these polymerization inhibitors may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the content of the segment derived from the linear aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) in the (meth) acrylic photocurable polymer may be 10 to 50% by mass. preferable.
  • the content of the segment derived from the chain-like aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) is 10% by mass or more, hydrophobicity can be imparted to the (meth) acrylic photocurable polymer.
  • the chemical resistance to a chemical solution can be improved, and when the content is 50% by mass or less, it does not become too hydrophobic and does not adversely affect the developability.
  • the content of the segment derived from the linear aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) is more preferably from 10 to 40% by mass, even more preferably from 20 to 30% by mass.
  • the content of the segment derived from the linear aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) in the (meth) acrylic photocurable polymer is calculated from the content ratio of each monomer component used in the synthesis. Can be obtained by
  • (meth) acrylic carboxyl group-containing polymerizable compound (a) is acrylic acid
  • chain aliphatic hydrocarbon group-containing polymerizable compound (b) is isostearyl acrylate, and other polymerizable compounds.
  • butyl acrylate and styrene as (c) and glycidyl methacrylate as the ethylenically unsaturated double bond-containing reactive compound (d)
  • an acrylated acrylate ((meth) acrylic light) containing an isostearyl acrylate copolymerized acid group is used. Curable polymer).
  • acrylic acid, isostearyl acrylate, butyl acrylate, and styrene are mixed at an arbitrary mixing ratio within the above range and reacted to obtain a copolymer.
  • the resulting copolymer and glycidyl methacrylate are mixed at an arbitrary mixing ratio in the above-described range and reacted, whereby the cyclic ether in the glycidyl methacrylate is ring-opened and the segment derived from acrylic acid in the copolymer is opened.
  • Glycidyl methacrylate is added to the copolymer by an addition reaction with a part of the carboxyl groups therein, and an acrylated acrylate (addition copolymer) containing an isostearyl acrylate copolymer acid group is obtained by an esterification reaction.
  • the glass transition temperature (Tg) of the (meth) acrylic photocurable polymer is 20 ° C. or less.
  • Tg is preferably 10 ° C. or lower, more preferably 5 ° C. or lower.
  • the lower limit is not particularly limited, if the Tg is too low, the film before curing formed from the resist resin composition of the present invention has a high tack (stickiness) and may be difficult to handle. C. or higher is preferable, and -10.degree. C. or higher is more preferable.
  • the Tg of the (meth) acrylic photocurable polymer is adjusted by adjusting the blending ratio of each component, the chemical structure, the degree of crosslinking of the polymer, and the like when obtaining the (meth) acrylic copolymer (X).
  • Tg glass transition temperature
  • the Tg may be measured by performing a thermal analysis on a (meth) acrylic photocurable polymer, or each monomer used in the synthesis may be simply used. A value that can be obtained as a theoretical value by calculation from the glass transition temperature of the body component may be used.
  • Tg theoretical Tg
  • the (meth) acrylic photocurable polymer preferably has an acid value of 50 to 100 mgKOH / g.
  • An acid value of 50 mgKOH / g or more is preferable because development can be performed in a short time, and an acid value of 100 mgKOH / g or less is preferable because curing shrinkage is small.
  • the acid value can be measured based on the method described in JIS K0070.
  • the double bond equivalent of the (meth) acrylic photocurable polymer is preferably 300 to 1000 g / eq.
  • the double bond equivalent is 300 g / eq or more, the effect of curing shrinkage can be reduced, and when the double bond equivalent is 1000 g / eq or less, the double bond reacts sufficiently by irradiation with light energy rays to obtain excellent resolution. It is preferable because it can be used.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the (meth) acrylic photocurable polymer is preferably 10,000 to 50,000. It is preferable that the weight average molecular weight (Mw) is 10,000 or more because the film properties after curing are good, and it is preferable that the weight average molecular weight (Mw) is 50,000 or less because the developability is good.
  • the weight average molecular weight (Mw) is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) (for example, “HLC-8220GPC” manufactured by Tosoh Corporation).
  • thermosetting agent used in the present embodiment conventionally known thermosetting agents can be used and are not particularly limited.
  • thermosetting agent include an epoxy resin, a carbodiimide resin, and an amino resin.
  • epoxy resin examples include bisphenol A type epoxy resins, modified derivatives of bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins such as bisphenol S type epoxy resins, phenol novolak type epoxy resins, cresol novolak type epoxy resins.
  • Novolak type epoxy resin such as resin, modified derivative of novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin, alicyclic epoxy, epoxy resin having a triazine skeleton, dicyclopentadiene type epoxy resin, and the like
  • a modified derivative of bisphenol-type epoxy resin or bisphenol-type epoxy resin is preferable, and from the viewpoint of heat resistance, a modification of novolak-type epoxy resin or novolak-type epoxy resin is preferable.
  • Derivatives, alicyclic epoxy are preferred.
  • Examples of the carbodiimide resin include a polycarbodiimide resin, a block carbodiimide resin in which a carbodiimide group in a carbodiimide compound is blocked with an amino group that can be released by heating, a cyclic carbodiimide resin, and the like.From the viewpoint of storage stability, a block carbodiimide resin is used. preferable.
  • amino resin examples include a melamine resin and a benzoguanamine resin.
  • thermosetting agent among the above, epoxy resin and carbodiimide resin are preferable from the viewpoint of heat resistance and insulation.
  • the amount of the thermosetting agent used is preferably 0.9 to 1.3 equivalents to the carboxyl group of the (meth) acrylic photocurable polymer.
  • the thermosetting agent is at least 0.9 equivalent to the carboxyl group of the (meth) acrylic photocurable polymer, the (meth) acrylic photocurable polymer can be sufficiently cured, and If it is not more than 0.3 equivalents, it is difficult for surplus thermosetting agent not involved in curing to remain.
  • the photopolymerization initiator is a component that promotes a curing reaction by irradiation with energy rays.
  • the energy beam include visible light, ultraviolet light, X-ray, and electron beam. In the present embodiment, it is preferable to use ultraviolet light.
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited, for example, any photopolymerization initiator such as an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator, an alkylphenone-based photopolymerization initiator, and an intramolecular hydrogen abstraction type photopolymerization initiator.
  • any photopolymerization initiator such as an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator, an alkylphenone-based photopolymerization initiator, and an intramolecular hydrogen abstraction type photopolymerization initiator.
  • acylphosphine oxide-based photopolymerization initiators and alkylphenone-based photopolymerization initiators are preferable from the viewpoints of reactivity and curing uniformity.
  • examples of the acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator include 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, and phenylglyoxylic. Acid methyl ester; and alkylphenone-based photopolymerization initiators include 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one and 2-benzyl-2-dimethyl Amino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 and the like. Among them, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide is preferable from the viewpoint of high radical generation efficiency and deep curing property.
  • the content of the photopolymerization initiator is preferably 2 to 20 parts by mass, more preferably 6 to 14 parts by mass, per 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer.
  • the content of the photopolymerization initiator is 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer, curing reactivity becomes good, and long-term reliability tends to be improved, If the amount is less than 20 parts by mass, the cured film will not be weakened or the adhesion to the circuit board will not be impaired.
  • a desired additive can be added to the resist resin composition of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • photopolymerizable compounds other than (meth) acrylic photocurable polymers, coloring agents, fillers, flame retardants, dispersants, surface conditioners (leveling agents, defoamers), and other resins are listed.
  • Photopolymerizable compound other than (meth) acrylic photocurable polymer of the present invention examples include but not particularly limited as long as they can cause a crosslinking reaction by light. From the viewpoint of properties, it is preferable to use a monomer or polymer having an ethylenically unsaturated bond in the molecule.
  • Monomers having an ethylenically unsaturated bond in the molecule include (meth) acrylate compounds, bisphenol A-based di (meth) acrylate compounds, epoxy acrylate compounds, modified epoxy acrylate compounds, fatty acid-modified epoxy acrylate compounds, and amine-modified bisphenols A-type epoxy acrylate compound, hydrogenated bisphenol A-based di (meth) acrylate compound, di (meth) acrylate compound having a urethane bond in the molecule, (meth) acrylate compound having a hydrophobic skeleton in the molecule, ( Examples include polyalkylene glycol di (meth) acrylate compounds, trimethylolpropane di (meth) acrylate compounds, and polyester acrylate compounds having both a poly) oxyethylene chain and a (poly) oxypropylene chain. It is. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the monomer having an ethylenically unsaturated bond in the molecule preferably used in the present embodiment include commercially available monomers such as “EBECRYL-3708”, “EBECRYL-1039”, and “EBECRYL-230”. (Both are trade names, manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.) and the like.
  • the content of the photopolymerizable compound is preferably from 10 to 60 parts by mass, more preferably from 20 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer.
  • the content of the photopolymerizable compound is 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer, so that the fineness can be improved.
  • a circuit pattern can be drawn, and when the amount is 60 parts by mass or less, the cured film has flame retardancy and heat resistance, which is preferable.
  • polymer having an ethylenically unsaturated bond in the molecule examples include, for example, acid-modified polyether-based urethane acrylate, acid-modified polycarbonate-based urethane acrylate, acid-modified polyester-based urethane acrylate, acid-modified epoxy acrylate, acid-containing acrylate acrylate And the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the polymer having an ethylenically unsaturated bond in the molecule is preferably less than 100 parts by mass, more preferably less than 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer. preferable. If the content of the polymer having an ethylenically unsaturated bond in the molecule is less than 100 parts by mass relative to 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer, the cured film may have warpage and chemical resistance. It is preferable because it does not impair.
  • Examples of the colorant used in the present embodiment include organic pigments and inorganic pigments.
  • organic pigments include, for example, isoindoline-based, phthalocyanine-based, quinacridone-based, benzimidazolone-based, dioxazine-based, indanthrene-based, perylene-based, azo-, quinophthalone-based, anthraquinone-based, aniline-based, and cyanine-based organic pigments.
  • Examples of the inorganic pigment include carbon black, titanium black, ultramarine blue, prussian blue, graphite, zinc yellow, lead red, iron oxide red, zinc white, lead white, lithopone, titanium dioxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, it is preferable to use an organic pigment from the viewpoint of color resistance and insulating properties.
  • the colorant is preferably used as a dispersion.
  • This dispersion can be prepared by adding and dispersing a composition obtained by previously mixing a colorant and a dispersant to an organic solvent (or vehicle).
  • the vehicle refers to a portion of a medium in which the pigment is dispersed when the paint is in a liquid state, and a portion (binder) that is liquid and binds to the pigment to form a coating film, and a component that dissolves and dilutes the binder. (Organic solvent).
  • the colorant used in the present embodiment preferably has a number average particle size of 0.001 to 0.1 ⁇ m, more preferably 0.01 to 0.08 ⁇ m, from the viewpoint of dispersion stability.
  • particle size refers to the diameter when the electron micrograph image of the particles is a circle of the same area
  • number average particle size refers to the above particle size for a large number of particles, This means the average value of 100 pieces.
  • the content of the coloring agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 1 to 3 parts by mass, based on 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer.
  • the content of the coloring agent is less than 0.1 part by mass, energy rays are easily reflected from the circuit board at the time of patterning, and a problem called halation tends to occur.
  • the content exceeds 5 parts by mass, the film is hardened at the time of photocuring. Exposure light does not reach the bottom of the film, uncured portions are generated inside the film, and the cured film may be eroded during etching, resulting in poor pattern formation (deterioration in developability). It is preferred that
  • filler examples include ceramic fine particles such as alumina, cordierite, and zircon, and filler components such as barium sulfate, talc, silica, titanium oxide, aluminum oxide, and calcium carbonate.
  • the content of the filler is preferably from 20 to 200 parts by mass, more preferably from 50 to 150 parts by mass, based on 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer. When the content of the filler is within the above range, it is difficult to affect the resolution.
  • Examples of the flame retardant used in the present embodiment include a phosphorus-based flame retardant, a metal hydroxide, and the like. Among them, a phosphorus-based flame retardant is preferable from the viewpoint of flame retardancy.
  • the phosphorus-based flame retardant is, for example, a compound containing at least one phosphorus element in a molecule, and is not particularly limited.
  • red phosphorus a condensed phosphate ester-based compound, a cyclic organic phosphorus-based compound, a phosphazene-based compound
  • examples include phosphorus-containing (meth) acrylate compounds, phosphorus-containing epoxy compounds, phosphorus-containing polyol compounds, phosphorus-containing amine compounds, ammonium polyphosphate, melamine phosphate, and metal phosphinates. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the flame retardant is preferably 20 to 60 parts by mass, more preferably 30 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the (meth) acrylic photocurable polymer.
  • the content of the flame retardant is within the above range, flame retardancy can be exhibited and other characteristics are not affected.
  • Dispersant examples include epoxy silane, (meth) acryl silane, and a wet dispersant.
  • the surface conditioner examples include a silicone resin-based additive, a fluororesin-based additive, and a commercially available surfactant.
  • the photocurable resin composition of the present embodiment can be produced according to a conventionally known method, and is not particularly limited. For example, it can be prepared by sequentially mixing a (meth) acrylic photocurable polymer with a photopolymerization initiator, a thermosetting agent and other optional components. Further, in the mixing step of mixing the filler, the flame retardant, and the like, the mixing can be performed using a mixer such as a bead mill or a roll mill.
  • the resin composition for resist of the present invention is cured by irradiating it with an energy ray to obtain a cured product (cured film) having a desired thickness.
  • the resist resin composition When the resist resin composition is cured, the resist resin composition formed into a desired shape, specifically, by applying the resist resin composition so as to have a predetermined dry thickness on the surface of a substrate or the like After the resin layer is formed and dried, it can be cured by irradiating it with energy rays.
  • the energy ray is not particularly limited, and active energy rays such as visible light, ultraviolet rays, X-rays, and electron beams can be used. However, from the viewpoint that the curing reaction can be performed efficiently, it is preferable to use ultraviolet rays.
  • the ultraviolet light source a light source that emits ultraviolet light (UV) can be used.
  • Examples of the ultraviolet light source include a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a mercury xenon lamp, a halogen lamp, a pulse xenon lamp, and an LED (Light Emitting Diode).
  • the glass transition temperature (Tg) of the cured product obtained by curing the resist resin composition of the present invention is preferably 100 ° C. or less. When the glass transition temperature of the cured product is 100 ° C. or lower, warpage can be suppressed.
  • the glass transition temperature is preferably 90 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower. Although the lower limit is not particularly limited, if the glass transition temperature is too low, the cured product may have a high tack (stickiness) and may be difficult to handle, so that the temperature is preferably 40 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher.
  • the glass transition temperature (Tg) can be measured using dynamic viscoelasticity measurement (DMA) (for example, “RSA-G2” (trade name) manufactured by TA Instruments Japan Inc.).
  • DMA dynamic viscoelasticity measurement
  • the thickness of the cured film can be, for example, 5 to 100 ⁇ m, and preferably 10 to 50 ⁇ m for use as a material for electronic devices such as image display devices.
  • Preferred uses other than the electronic device material of the resin composition for resist include, for example, a solder resist ink, a solder resist film, and the like, and the resin composition for resist of the present invention is used for a circuit board or a substrate for a semiconductor package. It can be suitably used as a solder resist film to be obtained.
  • solder resist film The solder resist film of the present invention includes a support, and a photocurable resist resin composition layer formed on the support, and the resist resin composition layer is a resist resin composition of the present embodiment. It contains.
  • the solder resist film may have a protective film layer on the surface of the resin composition layer for resist opposite to the support.
  • the resin composition layer for resist is obtained by adding the resin composition for resist of the present embodiment to a solvent such as methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether or the like. It is preferable to form the solution by dissolving in a mixed solvent thereof to have a solid content of about 30 to 70% by mass, and then applying the solution on a support.
  • a solvent such as methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, N, N-dimethylformamide, propylene glycol monomethyl ether or the like. It is preferable to form the solution by dissolving in a mixed solvent thereof to have a solid content of about 30 to 70% by mass, and then applying the solution on a support.
  • the support examples include a polymer film having heat resistance and solvent resistance, such as polyester such as polyethylene terephthalate, polypropylene, and polyethylene. It is preferable that the surface of the support on which the resin composition is applied has been subjected to a release treatment.
  • the thickness of the support can be appropriately selected depending on the application and the thickness of the resist resin composition layer.
  • the thickness of the resist resin composition layer varies depending on the application, but is preferably 5 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 50 ⁇ m, after drying after removing the solvent by heating and / or hot air blowing.
  • Examples of the protective film include a polyethylene film, a polypropylene film, and polyethylene terephthalate.
  • solder resist film of the present invention can be used for circuit protection of flexible printed wiring boards, interlayer adhesives for semiconductor package substrates, and circuit protection.
  • the resist pattern is formed by, for example, a laminating step of laminating a solder resist film on a circuit forming substrate; irradiating a predetermined portion of the resist resin composition layer of the solder resist film with an actinic ray to cure the resist resin composition layer And a thermosetting step of curing the resist resin composition layer of the cured portion by heating.
  • the exposing step of forming a cured portion; a developing step of removing the resist resin composition layer other than the cured portion; can do.
  • the method includes a step of removing the protective film from the solder resist film before the laminating step.
  • the circuit-forming substrate includes an insulating layer and a conductive layer (copper, copper-based alloy, silver, silver-based alloy, nickel, chromium, iron, stainless steel, or other iron-based layer formed on the insulating layer by etching or printing.
  • a layer made of a conductive material such as an alloy, preferably made of copper or a copper-based alloy).
  • a resin composition layer for a resist of a solder resist film is provided on the conductor layer side of the circuit forming substrate. Laminate so that it is located.
  • a method of laminating the solder resist film in the laminating step for example, a method of laminating the resin composition layer for resist by pressure bonding to a circuit forming substrate while heating is used.
  • a method of laminating the resin composition layer for resist by pressure bonding to a circuit forming substrate while heating is used.
  • heating of the photocurable resin composition layer is preferably performed at a temperature of 30 ° C. or more and less than 80 ° C., and the pressure for pressing is preferably about 0.1 to 2.0 MPa, and the surrounding pressure is about The pressure is preferably 3 hPa or less.
  • a predetermined portion of the resist resin composition layer is irradiated with actinic rays to form a cured portion.
  • a method of forming the cured portion a method of irradiating actinic rays imagewise through a negative or positive mask pattern called an artwork can be used.
  • the support existing on the resist resin composition layer is transparent, it can be irradiated with actinic light as it is.
  • the resin composition layer for resist is irradiated with actinic rays after removing the support.
  • a known light source for example, a light source that effectively emits ultraviolet rays such as a carbon arc lamp, a mercury vapor arc lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, and a semiconductor laser can be used. Further, a light source that effectively emits visible light, such as a flood lamp for photography or a sun lamp, may be used.
  • a photocurable resin composition layer other than a cured portion is subjected to wet development, dry development, or the like. Is removed and developed to form a resist pattern.
  • development can be performed by a known method such as spraying, rocking immersion, brushing, and scraping using a developing solution such as an alkaline aqueous solution.
  • a developing solution such as an alkaline aqueous solution.
  • those which are safe and stable and have good operability are preferable.
  • a dilute solution (1 to 5% by mass aqueous solution) of sodium carbonate at 20 to 50 ° C. is used.
  • thermosetting step is performed after the developing step.
  • Examples of the heating method include heating with an oven.
  • the heating is preferably performed at a temperature of 80 ° C. or higher for 20 to 120 minutes.
  • Printed wiring board By the above method, a printed wiring board (including a substrate for a semiconductor package and a flexible printed wiring board) in which a wiring pattern made of a conductive material and a solder resist film are formed in this order on the insulating layer can be obtained.
  • An electronic device of the present invention includes a circuit board or a semiconductor package substrate provided with the above-described solder resist film.
  • GMA glycidyl methacrylate
  • TPP triphenylphosphine
  • the weight average molecular weight of the obtained (meth) acrylic photocurable polymer (A) (acrylated acrylate containing isostearyl acrylate copolymer acid group) was measured by gel permeation chromatography (GPC) (standard substance: polyethylene glycol / polyethylene oxide). ) was 23,000. Further, the content of isostearyl acrylate (hereinafter, ISTA) is 10% as the content of the segment derived from ISTA, the theoretical value of glass transition temperature (theoretical Tg) is 0 ° C., and the theoretical value of double bond equivalent. Was 610 g / eq, and the carboxyl group equivalent calculated from the acid value was 622 g / eq.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the weight average molecular weight (Mw) of this (meth) acrylic photocurable polymer (B) is 23,000, the content of segments derived from ISTA is 20%, and the theoretical value of glass transition temperature (theoretical Tg) is ⁇ At 7.5 ° C., the theoretical value of the double bond equivalent was 610 g / eq, and the carboxyl group equivalent calculated from the acid value was 622 g / eq.
  • the weight average molecular weight (Mw) of this (meth) acrylic photocurable polymer (C) is 21,500, the content of segments derived from ISTA is 20%, and the theoretical value of glass transition temperature (theoretical Tg) is 5 At 0.8 ° C., the theoretical value of the double bond equivalent was 610 g / eq, and the carboxyl group equivalent calculated from the acid value was 622 g / eq.
  • the weight average molecular weight (Mw) of this (meth) acrylic photocurable polymer (D) is 25,000, the content of segments derived from ISTA is 46%, and the theoretical value of glass transition temperature (theoretical Tg) is 5 0.0 ° C., the theoretical value of the double bond equivalent was 610 g / eq, and the carboxyl group equivalent calculated from the acid value was 622 g / eq.
  • Synthesis Example 5 Synthesis of (meth) acrylic photocurable polymer (E)
  • a (meth) acrylic photocurable polymer (E) (isostearyl acrylate copolymeric acid) was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amounts of the raw materials used were 21.0 parts of styrene and 25.4 parts of butyl acrylate. Group-containing acrylated acrylate).
  • the weight average molecular weight (Mw) of this (meth) acrylic photocurable polymer (E) is 27,000, the content of segments derived from ISTA is 10%, and the theoretical value of glass transition temperature (theoretical Tg) is 18 0.0 ° C., the theoretical value of the double bond equivalent (theoretical Tg) was 610 g / eq, and the carboxyl group equivalent calculated from the acid value was 622 g / eq.
  • Tg glass transition temperature
  • the vacuum lamination was performed at a hot plate temperature of 50 to 70 ° C., a press pressure of 0.5 to 1.0 MPa, a press time of 10 to 20 seconds, and a degree of vacuum of 3 hPa or less.
  • ultraviolet rays 100 mJ / cm 2 were irradiated from the PET film side for peeling by an ultra-high pressure mercury lamp.
  • the peeling PET film was peeled off, and a 1 wt% aqueous solution of sodium carbonate at 30 ° C. was sprayed onto the photosensitive resin composition layer at a spray pressure of 0.18 MPa, and development was performed for 60 seconds.
  • the photosensitive resin composition layer was irradiated with ultraviolet rays of 1,000 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp. After the irradiation, curing was performed at 180 ° C. for 120 minutes using a hot-air circulation dryer. After curing, the supporting PET film was peeled off to obtain a test film.
  • Tg glass transition temperature
  • DMA dynamic viscoelasticity measurement
  • ultraviolet rays of 100 mJ / cm 2 were irradiated from the supporting PET film side by an ultra-high pressure mercury lamp. After the irradiation, the supporting PET film was peeled off, and a 1 wt% aqueous solution of sodium carbonate at 30 ° C. was sprayed onto the photosensitive resin composition layer at a spray pressure of 0.18 MPa, and development was performed for 60 seconds. After the development, ultraviolet rays of 1,000 mJ / cm 2 were irradiated with a high-pressure mercury lamp. After the irradiation, the mixture was cured at 180 ° C. for 120 minutes by a hot air circulation type drier to obtain a test sample.
  • Test Method A flux (product number: Sparkle Flux WF-6317) manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd. was applied to the entire surface of the photosensitive resin composition layer side of the test sample in an amount of 0.1 g per unit area (25 cm 2 ). And uniformly applied to the entire surface of the test sample on the photosensitive resin composition layer side surface. After the application, the product was passed through a conveyor-type reflow furnace set to a condition that the material temperature could be maintained at 260 ° C. ⁇ 20 seconds. Thereafter, the flux was naturally cooled at room temperature, and the flux was removed by washing with running water.
  • ultraviolet rays of 100 mJ / cm 2 were irradiated from the supporting PET film side by an ultra-high pressure mercury lamp. After the irradiation, the supporting PET film was peeled off, and a 1 wt% aqueous solution of sodium carbonate at 30 ° C. was sprayed onto the photosensitive resin composition layer at a spray pressure of 0.18 MPa, and development was performed for 60 seconds. After the development, the photosensitive resin composition layer was irradiated with ultraviolet rays of 1,000 mJ / cm 2 by a high-pressure mercury lamp. After the irradiation, the mixture was cured at 180 ° C. for 120 minutes by a hot air circulation type drier to obtain a test sample.
  • test sample was placed on a table in a test room set at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% with the photosensitive resin composition layer side up, and allowed to stand. After 24 hours, the state of the test sample was observed and evaluated according to the following criteria. Table 1 shows the results. ⁇ Evaluation criteria ⁇ ((Good): The end of the test sample is not separated from the table at all. ⁇ (OK): The end of the test sample was separated from the table. The separation distance is less than 10 mm, which is a level that causes no practical problem. X (bad): The end of the test sample was separated from the table. The separation distance is 10 mm or more, which is a practically problematic level.

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Abstract

本発明は、従来求められているレジストの特性を備えつつ、さらに反りを生じないレジストを得るためのレジスト用樹脂組成物を提供する。本発明のレジスト用樹脂組成物は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体と、熱硬化剤と、光重合開始剤とを含有し、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体が、カルボキシル基、炭素数12以上の鎖状脂肪族炭化水素基及び不飽和二重結合を含有し、前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)が20℃以下である。

Description

レジスト用樹脂組成物及びその用途
 本発明は、レジスト用樹脂組成物及びその用途に関し、より詳しくは、エネルギー線照射により硬化する、光重合性を有するレジスト用樹脂組成物、並びに該レジスト用樹脂組成物を用いた硬化物、ソルダーレジストフィルム、回路基板、半導体パッケージ用サブストレート及び電子デバイスに関する。
 サンドブラスト等の物理的処理やエッチング等の化学的処理等、表面加工を施す際に、処理する対象物の表面の一部に膜を形成することにより保護することがなされている。形成された保護膜やその保護膜を形成するための被覆材料をレジストといい、レジストは主に、電子部品用のプリント基板、半導体のパッケージ等に使用されている。レジストは、保護膜の形成方法や用途により、ソルダーレジスト、フォトレジスト、スクリーン印刷レジスト、エッチングレジスト、めっきレジスト等に分類される。
 例えば、ソルダーレジストは半導体パッケージのパッケージ基板(パッケージ用サブストレート)等に用いられ、パッケージ基板は、支持体であるコア層の上下に配線層(ビルドアップ層)を積層し、最外層のはんだ付けが不要な部分にソルダーレジストを積み重ねた構造を取る。
 ソルダーレジストには、上記のように対象物の表面を保護する機能が必要とされ、現像性、耐薬品性、光硬化性、耐熱性、密着性、電気絶縁性等の特性が求められる。また、ソルダーレジストに用いられる感光性樹脂組成物は、従来より種々検討がなされている。
 例えば、特許文献1には、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(a)と、不飽和モノカルボン酸(b)及び飽和モノカルボン酸(c)を反応させて得られる反応生成物に、さらに多塩基酸無水物(d)を反応させて得られる光硬化性化合物(A)、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物(B)、光重合開始剤(C)、及び希釈剤(D)を必須成分として含有する、感光性熱硬化性樹脂組成物が提案されている。また、特許文献2には、(A)バインダーポリマーと、(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性化合物と、(C)光重合開始剤と、(D)熱硬化剤と、を含有し、前記(B)成分が、(B-1)分子内にフルオレン骨格、及びオキシエチレン基又はオキシプロピレン基を有する光重合性化合物を含む、感光性樹脂組成物が提案されている。
日本国特開2004-137328号公報 日本国特開2010-160418号公報
 近年の電気機器の薄型化、小型化、低コスト化等に伴い、筐体内での部品収容スペースが制限される傾向にあり、半導体パッケージにおいてもパッケージ基板の薄型化が望まれている。その対応として、例えばコア層の薄膜化やコアレス基板の採用、ソルダーレジストのパッケージ基板への片面実装等が行われている。
 基板の断面において表面(一方の面)と裏面(他方の面)が非対称になると基板に反りが生じやすくなり、ソルダーレジストを片面にのみ塗布または貼合した場合はそれが顕著である。また、パッケージ基板の表面と裏面では、はんだ付けが不要な部分が必ずしも対応していないため、表面と裏面にソルダーレジストを備えていても非対称になるので、コア層を薄膜化したり、コアレス基板にしようとすると、やはり基板に反りが生じることがある。
 そこで、本発明は、従来求められているレジストの特性を備えつつ、さらに反りを生じない基板を得るためのレジスト用樹脂組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、光重合性化合物として、炭素数12以上の鎖状脂肪族炭化水素基を含有し、且つガラス転移温度(Tg)が20℃以下である(メタ)アクリル系の光硬化性重合体を用いることにより上記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。
 すなわち、本発明は以下の(1)~(15)を特徴とする。
(1)(メタ)アクリル系の光硬化性重合体と、熱硬化剤と、光重合開始剤とを含有するレジスト用樹脂組成物であって、前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体が、カルボキシル基、炭素数12以上の鎖状脂肪族炭化水素基及び不飽和二重結合を含有し、前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)が20℃以下であるレジスト用樹脂組成物。
(2)前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体が、少なくとも(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物と鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物とを共重合させて得られる(メタ)アクリル系共重合体に、エチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物を反応させて得られる付加共重合体である、前記(1)に記載のレジスト用樹脂組成物。
(3)前記鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物が、炭素数12~24のアルキル(メタ)アクリレートである、前記(2)に記載のレジスト用樹脂組成物。
(4)前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体中の前記鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物に由来するセグメントの含有量が、10~50質量%の範囲である、前記(2)又は(3)に記載のレジスト用樹脂組成物。
(5)前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の酸価が50~100mgKOH/gである、前記(1)~(4)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物。
(6)前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の二重結合当量が300~1000g/eqである、前記(1)~(5)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物。
(7)前記レジスト用樹脂組成物を硬化させた硬化物のガラス転移温度(Tg)が100℃以下である、前記(1)~(6)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物。
(8)さらに、前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体以外の光重合性化合物を含有する、前記(1)~(7)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物。
(9)ソルダーレジスト用である、前記(1)~(8)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物。
(10)半導体パッケージ用である、前記(1)~(9)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物。
(11)前記(1)~(10)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物を硬化させて得られた硬化物。
(12)前記(1)~(10)のいずれか1つに記載のレジスト用樹脂組成物を含むソルダーレジストフィルム。
(13)前記(12)に記載のソルダーレジストフィルムを備えた回路基板。
(14)前記(12)に記載のソルダーレジストフィルムを備えた半導体パッケージ用サブストレート。
(15)前記(13)に記載の回路基板又は前記(14)に記載の半導体パッケージ用サブストレートを備えた電子デバイス。
 本発明のレジスト用樹脂組成物によれば、上記特定の(メタ)アクリル系の光硬化性重合体を含有していることで、レジストに求められる特性、特に耐薬品性を備えるとともに、硬化膜の反りを抑制することができる。よって、薄型のパッケージ基板等に好適に使用することができ、品質信頼性の高い電子デバイスを得ることができる。
 本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
 なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とはアクリル又はメタクリルを意味し、(メタ)アクリレートについても同様である。また、「(イソ)」とはこの基が存在している場合とそうでない場合の双方を意味し、この基が存在していない場合はノルマルであることを意味する。
 また、本明細書において、「質量」は「重量」と同義である。
 本発明のレジスト用樹脂組成物は、少なくとも(メタ)アクリル系の光硬化性重合体と、熱硬化剤と、光重合開始剤とを含有する。以下に各成分について説明する。
<(メタ)アクリル系の光硬化性重合体>
 本実施形態に用いられる(メタ)アクリル系の光硬化性重合体は、カルボキシル基、炭素数12以上の鎖状脂肪族炭化水素基及び不飽和二重結合を含有し、ガラス転移温度(Tg)が20℃以下であることを特徴とする。
 本発明のレジスト用樹脂組成物は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体が光硬化可能な不飽和二重結合を有するので、光重合開始剤の存在下で紫外線等の光エネルギー線照射により重合して硬化物となる。また、カルボキシル基を有するので、希アルカリ水溶液等の現像液による現像が可能となる。そして、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)が20℃以下であることで、本発明のレジスト用樹脂組成物を硬化させた硬化物は適度な柔軟性を有する。(メタ)アクリル系の光硬化性重合体中の炭素数12以上の鎖状脂肪族炭化水素基により(メタ)アクリル系の光硬化性重合体に疎水性を付与出来るので、水溶性薬液に対する耐薬品性が向上する。なお、前記不飽和二重結合は、前記カルボキシル基中の二重結合とは区別される。
 本実施形態の(メタ)アクリル系の光硬化性重合体は、(メタ)アクリル系共重合体に不飽和二重結合を有する化合物を付加させた付加共重合体である。(メタ)アクリル系の光硬化性重合体は、例えば、少なくとも(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)と鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)とを共重合させて得られる(メタ)アクリル系共重合体(X)とエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)とを反応させて製造することができる。
 (メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)は、その分子中にカルボキシル基を含有し、他の重合性化合物と共重合し得る(メタ)アクリル系の単量体である。
 (メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-アクリロイロキシエチル-フタル酸、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸等の不飽和モノカルボン酸等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合せて使用してもよい。中でも、汎用性という観点から、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
 鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)は、その分子中に鎖状脂肪族炭化水素基を含有し、他の重合性化合物と共重合し得る単量体である。
 鎖状脂肪族炭化水素基は直鎖でも分岐を有していてもよい。鎖状脂肪族炭化水素基は、炭素数が12以上であり、12~24が好ましく、16~24がさらに好ましい。鎖状脂肪族炭化水素基の炭素数が12以上であると、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体に疎水性を付与出来るので、水溶性薬液に対する耐薬品性が向上する。
 鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)としては、例えば、炭素数12~24のアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。炭素数12~24のアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合せて使用してもよい。中でも、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレートがより好ましい。
 少なくとも上記した(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)と鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)とを共重合させて(メタ)アクリル系共重合体(X)を得ることができる。最終目的物である(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)や弾性率、耐熱性を調整するために、(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)及び鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)と共重合可能な、重合性化合物(a)及び(b)以外のその他の重合性化合物(c)(単量体)をさらに使用することが好ましい。
 その他の重合性化合物(c)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-ビニルトルエン、m-ビニルトルエン、p-ビニルトルエン、p-クロロスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-ビニルベンジルメチルエーテル、m-ビニルベンジルメチルエーテル、p-ビニルベンジルメチルエーテル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル等の芳香族ビニル化合物;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(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、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類等を挙げることができる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合せて使用してもよい。中でも、スチレン、n-ブチル(メタ)アクリレートを使用するのが好ましい。
 (メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)は、最終目的物である(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の酸価が50~100mgKOH/gとなるように配合することが好ましい。
 鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)は、最終目的物である(メタ)アクリル系の光硬化性重合体中で鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)に由来するセグメントの含有量が10~50質量%となるように配合することが好ましい。
 その他の重合性化合物(c)の配合量は、最終目的物である(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のトータル重量を100質量%とした場合に、(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)、鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)、及びエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)の総質量%を、100質量%から引いた差分とする。なお、その他の重合性化合物(c)は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)が20℃以下となるような化合物を選択することが好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(X)は、(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)と鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)、及び所望によりその他の重合性化合物(c)を混合し、反応温度80~130℃、好ましくは100~120℃で、反応時間5~10時間、好ましくは6~8時間で反応させることにより得られる。
 なお、反応には、本発明のレジスト用樹脂組成物を硬化させて硬化物を得た際に、硬化物の特性を害さない範囲で熱重合開始剤、重合溶媒、連鎖移動剤等を配合してもよい。
 熱重合開始剤としては、例えば、2,2-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(AMBN)、アゾビスシアノ吉草酸、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジサルフェイトジハイドレート、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]ハイドレート、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2’-アゾビス(1-イミノ-1-ピロリジノ-2-メチルプロパン)ジヒドロクロライド、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]等のアゾ化合物;tert-ブチルパーオキシピバレート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
 熱重合開始剤の添加量は、共重合させる単量体の合計質量に対して、好ましくは0.5~30質量%であり、より好ましくは1~20質量%であり、さらにより好ましくは10~15質量%である。なお、熱重合開始剤は、一括で添加してもよいし、何回かに分けて添加してもよい。
 重合溶媒は、重合させる各単量体、生成する重合体前駆体、および必要に応じて重合開始剤やその他の添加剤を溶解できるものであれば特に制限されない。重合溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2-メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、トルエン、酢酸エチル、乳酸エチル、乳酸メチル、ジメチルスルホキシ等を用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
 連鎖移動剤としては、例えば、メチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ベンジルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸およびそのエステル、2-エチルヘキシルチオグリコール、チオグリコール酸オクチルなどのメルカプタン類;メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、イソプロパノール、t-ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、アリルアルコールなどのアルコール類;クロロエタン、フルオロエタン、トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒドなどのカルボニル類;メチル-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
 エチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)は、(メタ)アクリル系共重合体(X)と反応させることにより、共重合体中に不飽和二重結合を有する基を導入することのできる単量体である。エチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)としては、例えば、分子中に、エチレン性不飽和二重結合を有する基と、エポキシ基(環状エーテル)や水酸基等の反応性基を有する単量体が挙げられる。
 エポキシ基(環状エーテル)を有するエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d1)は、環状エーテルの開環により生じる水酸基と(メタ)アクリル系共重合体(X)のカルボキシル基との縮合反応(エステル化反応)により、(メタ)アクリル系共重合体(X)に付加される。
 エポキシ基を有するエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d1)としては、例えば、グリシジル(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)アクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合せて使用してもよい。中でも、汎用性の観点から、グリシジルメタクリレートが好ましい。
 水酸基を有するエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d2)は、水酸基と(メタ)アクリル系共重合体(X)のカルボキシル基との縮合反応(エステル化反応)により(メタ)アクリル系共重合体(X)に付加される。
 水酸基を有するエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d2)としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合せて使用してもよい。中でも、汎用性の観点から、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
 エチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)は、最終目的物である(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の二重結合当量が300~1000g/eqとなるように配合することが好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(X)へのエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)の付加反応では(メタ)アクリル系共重合体(X)のカルボキシル基とエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)の反応性基とを反応させるが、例えば窒素雰囲気下ではエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)の(メタ)アクリレート部分の重合反応が進行するおそれがある。よって、(メタ)アクリル系共重合体(X)へのエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)の付加反応は、重合反応の進行抑制の観点から、空気雰囲気下で行うことが好ましい。
 (メタ)アクリル系の光硬化性重合体は、(メタ)アクリル系共重合体(X)とエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)を混合させ、反応温度90~120℃、好ましくは100~110℃で、反応時間5~30時間、好ましくは10~20時間で反応させることにより得られる。
 なお、反応には反応促進剤、溶媒、重合禁止剤等を配合させてもよい。
 反応促進剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルアミノエタノール、トリ(ジメチルアミノメチル)フェノール、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等を用いることができる。中でも、安定性の観点から、トリフェニルホスフィンが好ましい。これらの反応促進剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
 溶媒としては、特に制限されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2-メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、トルエン、酢酸エチル、乳酸エチル、乳酸メチル、ジメチルスルホキシド等を用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
 重合禁止剤としては、例えば、フェノチアジン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、ジ-p-フルオロフェニルアミン、ジフェニルピクリルヒドラジル、N-(3-N-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ベンゾキノン、ハイドロキノン、メトキノン、ブチルカテコール、ニトロソベンゼン、ピクリン酸、ジチオベンゾイルジスルフィド、クペロン、塩化銅(II)などが挙げられる。中でも、重合禁止効果の観点から、メトキノンが好ましく使用される。これらの重合禁止剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
 本実施形態において、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体中の鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)に由来するセグメントの含有量は、10~50質量%であることが好ましい。鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)に由来するセグメントの含有量が10質量%以上であると、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体に疎水性を付与出来るので、水溶性薬液に対する耐薬品性を向上することができ、50質量%以下であると、疎水性になりすぎず現像性に悪影響を与えない。鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)に由来するセグメントの含有量は、10~40質量%であることがより好ましく、20~30質量%がさらに好ましい。
 (メタ)アクリル系の光硬化性重合体中の鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)に由来するセグメントの含有量は、合成に使用する各単量体成分の含有割合から計算により求めることができる。
 本実施形態において、例えば、(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物(a)としてアクリル酸、鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物(b)としてイソステアリルアクリレート、その他の重合性化合物(c)としてブチルアクリレート及びスチレン、並びにエチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物(d)としてグリシジルメタクリレートを用いて、イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート((メタ)アクリル系の光硬化性重合体)を得ることができる。
 具体的には、まず、アクリル酸、イソステアリルアクリレート、ブチルアクリレート及びスチレンを上記した範囲の任意の配合割合にて混合し、反応させることにより共重合体を得る。得られた共重合体とグリシジルメタクリレートを上記した範囲の任意の配合割合にて混合し、反応させることにより、グリシジルメタクリレート中の環状エーテルが開環して共重合体中のアクリル酸に由来するセグメント中のカルボキシル基の一部と付加反応し、エステル化反応によりグリシジルメタクリレートが共重合体に付加され、イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート(付加共重合体)が得られる。
 本実施形態において、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)は20℃以下である。Tgが20℃以下であると、硬化物は伸び率が高くなり、柔軟性が付与されるので、反りを抑制することができる。Tgは10℃以下であることが好ましく、5℃以下がより好ましい。下限は特に限定されないが、Tgが低すぎると、本発明のレジスト用樹脂組成物より形成した硬化前のフィルムはタック(ベタつき)が強くなり、手扱いが困難となる場合があるので、-20℃以上が好ましく、-10℃以上がより好ましい。(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のTgの調整は、(メタ)アクリル系共重合体(X)を得る際の各成分の配合割合、化学構造、重合体の架橋度を調整する等により可能である。
 なお、ガラス転移温度(Tg)については、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体について熱分析することによりTgを測定してもよいし、また、簡易的に、合成に使用する各単量体成分のガラス転移温度から計算により理論値として求めることができる値を用いてもよい。理論値によりTg(理論Tg)を求める場合は、FOXの式により算出することができる。
 また、本実施形態において、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の酸価は50~100mgKOH/gであることが好ましい。酸価が50mgKOH/g以上であると短時間で現像できるので好ましく、100mgKOH/g以下であると硬化収縮が少ないので好ましい。
 なお、酸価は、JIS K0070に記載の方法に基づき測定することができる。
 また、本実施形態において、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の二重結合当量は300~1000g/eqであることが好ましい。二重結合当量が300g/eq以上であると硬化収縮の影響を小さく出来るので好ましく、1000g/eq以下であると光エネルギー線照射により二重結合が十分に反応し、優れた解像性を得ることができるので好ましい。
 また、本実施形態において、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の重量平均分子量(Mw)は10000~50000であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が10000以上であると硬化後の膜性が良好となるため好ましく、50000以下であると現像性が良好となるため好ましい。
 なお、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(例えば、東ソー株式会社製「HLC-8220GPC」)で測定した値である。
<熱硬化剤>
 本実施形態に用いられる熱硬化剤は、従来公知のものを使用することができ特に限定されない。熱硬化剤としては、例えば、エポキシ樹脂、カルボジイミド樹脂、アミノ樹脂等が挙げられる。
 エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の変性誘導体、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂の変性誘導体、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ、トリアジン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられ、密着性の観点からビスフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂の変性誘導体が好ましく、耐熱性の観点からノボラック型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂の変性誘導体、脂環式エポキシが好ましい。
 カルボジイミド樹脂としては、例えば、ポリカルボジイミド樹脂、カルボジイミド化合物中のカルボジイミド基を加熱により遊離可能なアミノ基でブロックしたブロックカルボジイミド樹脂、環状カルボジイミド樹脂等が挙げられ、保存安定性の観点からブロックカルボジイミド樹脂が好ましい。
 アミノ樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。
 熱硬化剤としては、上記した中でも、耐熱性、絶縁性の観点から、エポキシ樹脂、カルボジイミド樹脂が好ましい。
 熱硬化剤の使用量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のカルボキシル基に対して0.9~1.3当量であることが好ましい。熱硬化剤が(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のカルボキシル基に対して0.9当量以上であると(メタ)アクリル系の光硬化性重合体を十分に硬化させることができ、1.3当量以下であると、硬化に関与しない余剰な熱硬化剤が残留しにくくなる。
<光重合開始剤>
 光重合開始剤は、エネルギー線の照射により硬化反応を促進させる成分である。エネルギー線は、例えば、可視光線、紫外線、X線、電子線等が挙げられ、本実施形態では紫外線を使用することが好ましい。
 光重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、アルキルフェノン系光重合開始剤、分子内水素引き抜き型光重合開始剤等のいずれの光重合開始剤も用いることができ、中でも、反応性、硬化の均一性の観点から、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、アルキルフェノン系光重合開始剤が好ましい。具体的には、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイド、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル等が挙げられ、アルキルフェノン系光重合開始剤としては、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、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1等が挙げられ、中でも、ラジカル発生効率が高く、深部硬化性の観点から、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイドが好ましい。
 光重合開始剤の含有量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して2~20質量部となるように使用することが好ましく、6~14質量部がより好ましい。光重合開始剤の含有量が(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して2質量部以上であると、硬化反応性が良好となり、長期信頼性が向上する傾向にあり、20質量部以下であると、硬化膜の脆弱化を招いたり、回路基板との密着性を損なうことがない。
 本発明のレジスト用樹脂組成物には、本発明の効果を損ねない範囲において、所望の添加剤を添加することができる。例えば、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体以外の光重合性化合物、着色剤、充填剤、難燃剤、分散剤、表面調整剤(レベリング剤、消泡剤)、その他の樹脂等が挙げられる。
<本発明の(メタ)アクリル系の光硬化性重合体以外の光重合性化合物>
 本実施形態に用いる本発明の(メタ)アクリル系の光硬化性重合体以外の光重合性化合物の例としては、光により架橋反応を起こすことができるものであれば特に制限はないが、汎用性の観点から、分子内にエチレン性不飽和結合を有する単量体又は重合体を用いることが好ましい。
 分子内にエチレン性不飽和結合を有する単量体としては、(メタ)アクリレート化合物、ビスフェノールA系ジ(メタ)アクリレート化合物、エポキシアクリレート化合物、変性エポキシアクリレート化合物、脂肪酸変性エポキシアクリレート化合物、アミン変性ビスフェノールA型エポキシアクリレート化合物、水添ビスフェノールA系ジ(メタ)アクリレート化合物、分子内にウレタン結合を有するジ(メタ)アクリレート化合物、分子内に疎水性骨格を有する(メタ)アクリレート化合物、分子内に(ポリ)オキシエチレン鎖及び(ポリ)オキシプロピレン鎖の双方を有するポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート化合物、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート化合物、ポリエステルアクリレート化合物等が挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本実施形態で好ましく使用される上記分子内にエチレン性不飽和結合を有する単量体としては、市販されているものとして、例えば、「EBECRYL-3708」、「EBECRYL-1039」、「EBECRYL-230」(いずれも商品名、ダイセル・オルネクス株式会社製)等が例示される。
 光重合性化合物の含有量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して10~60質量部であることが好ましく、20~50質量部がより好ましい。光重合性化合物の含有量が(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して10質量部以上であると、回路基板を作製する際の解像度を向上させることができるため、細かい回路パターンを描くことができ、60質量部以下であると、硬化膜が難燃性、耐熱性を有するため好ましい。
 上記分子内にエチレン性不飽和結合を有する重合体としては、例えば、酸変性ポリエーテル系ウレタンアクリレート、酸変性ポリカーボネート系ウレタンアクリレート、酸変性ポリエステル系ウレタンアクリレート、酸変性エポキシアクリレート、酸含有アクリル化アクリレート等が挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 分子内にエチレン性不飽和結合を有する重合体の含有量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して100質量部未満であることが好ましく、80質量部未満がより好ましい。分子内にエチレン性不飽和結合を有する重合体の含有量が(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して100質量部未満であると、硬化膜の反り、耐薬品性を損ねることがないため好ましい。
(着色剤)
 本実施形態に用いる着色剤としては、有機顔料、無機顔料等が挙げられる。
 有機顔料としては、例えば、イソインドリン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンズイミダゾロン系、ジオキサジン系、インダンスレン系、ペリレン系、アゾ系、キノフタロン系、アントラキノン系、アニリン系、シアニン系等の有機顔料が挙げられる。
 無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、ウルトラマリン青、プロシア青、黄鉛、亜鉛黄、鉛丹、酸化鉄赤、亜鉛華、鉛白、リトポン、二酸化チタン等が挙げられる。
 これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、耐色性、絶縁性の観点から、有機顔料を用いることが好ましい。
 着色剤は分散液として使用することが好ましい。この分散液は、着色剤と分散剤とを予め混合して得られる組成物を、有機溶媒(又はビヒクル)に添加して分散させることによって調製することができる。前記ビヒクルとは、塗料が液体状態にある時に顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって前記顔料と結合して塗膜を固める部分(バインダー)と、これを溶解希釈する成分(有機溶媒)とを含む。
 本実施形態で用いる着色剤は、分散安定性の観点から、数平均粒径0.001~0.1μmのものが好ましく、更に0.01~0.08μmのものが好ましい。尚、ここでいう「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径をいい、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この100個平均値をいう。
 着色剤の含有量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して、0.1~5質量部であることが好ましく、1~3質量部がより好ましい。着色剤の含有量が0.1質量部未満の場合、パターニング時にエネルギー線が回路基板から反射し易くなり、ハレーションという不具合がおこる傾向があり、5質量部を超えると、光硬化の際に膜の底部まで露光光が届かず、膜内部において未硬化部分が発生し、エッチングの際に硬化膜の浸食が起こってパターン形成が不良となる(現像性が悪くなる)場合があるため、前記範囲であることが好ましい。
(充填剤)
 本実施形態に用いる充填剤としては、アルミナ、コージェライト、ジルコン等のセラミックス微粒子、硫酸バリウム、タルク、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等のフィラー成分等が挙げられる。
 充填剤の含有量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して、20~200質量部であることが好ましく、50~150質量部がより好ましい。充填剤の含有量が前記範囲であると、解像性に影響を与え難い。
(難燃剤)
 本実施形態に用いる難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられ、中でも難燃性の観点から、リン系難燃剤が好ましい。リン系難燃剤は、例えば、分子内に少なくとも1つのリン元素を含有する化合物で、特に限定はされないが、例えば、赤リン、縮合リン酸エステル系化合物、環状有機リン系化合物、ホスファゼン系化合物、リン含有(メタ)アクリレート系化合物、リン含有エポキシ系化合物、リン含有ポリオール系化合物、リン含有アミン系化合物、ポリリン酸アンモニウム、メラミンリン酸塩、ホスフィン酸金属塩等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合せて用いてもよい。
 難燃剤の含有量は、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体100質量部に対して、20~60質量部であることが好ましく、30~50質量部がより好ましい。難燃剤の含有量が前記範囲であると、難燃性を発揮することができとともに、他の諸特性に影響を与えることがない。
(分散剤)
 分散剤としては、例えば、エポキシシラン、(メタ)アクリルシラン、湿潤分散剤等が挙げられる。
(表面調整剤)
 表面調整剤としては、例えば、シリコーン樹脂系添加剤、フッ素樹脂系添加剤、および市販されている界面活性剤が挙げられる。
 本実施形態の光硬化性樹脂組成物は、従来公知の方法に従って作製することができ、特に限定されない。例えば、(メタ)アクリル系の光硬化性重合体に、光重合開始剤、熱硬化剤及びその他の任意成分を順次混合することにより作製することができる。また、充填剤、難燃剤などを混合する際の混合工程では、ビーズミルやロールミル等のミキサーを用いて混合することができる。
<硬化物>
 本発明のレジスト用樹脂組成物はエネルギー線を照射することにより硬化させ、所望厚みの硬化物(硬化膜)を得ることができる。
 レジスト用樹脂組成物を硬化させる場合、所望の形状に形成したレジスト用樹脂組成物、具体的には、基材等の表面に所定の乾燥厚みとなるようにレジスト用樹脂組成物を塗布して樹脂層を形成し、乾燥させた後、エネルギー線を照射することにより硬化させることができる。エネルギー線は、特に限定されず、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線を使用することができるが、硬化反応を効率良く行えるという観点から、紫外線を使用することが好ましい。
 紫外線の光源としては、紫外線(UV)が発せられる光源を使用することができる。紫外線の光源としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、ハロゲンランプ、パルスキセノンランプ、LED(Light Emitting Diode)等が挙げられる。
 本発明のレジスト用樹脂組成物を硬化させた硬化物のガラス転移温度(Tg)は100℃以下であることが好ましい。硬化物のガラス転移温度が100℃以下であると、反りを抑制することができる。ガラス転移温度は90℃以下であることが好ましく、80℃以下がより好ましい。下限は特に限定されないが、ガラス転移温度が低すぎると硬化物はタック(ベタつき)が強くなり、手扱い性が困難となる場合があるので、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。
 なお、ガラス転移温度(Tg)は、動的粘弾性測定(DMA)(例えば、TA Instruments Japan Inc.製「RSA-G2」(商品名))を用いて測定することができる。
 硬化膜とした場合の膜厚としては、例えば、5~100μmとすることができ、画像表示装置等の電子機器材料として使用するには、10~50μmの厚みであることが好ましい。
<その他の用途>
 レジスト用樹脂組成物の電子機器材料以外の好ましい用途としては、例えば、ソルダーレジストインク、ソルダーレジストフィルム等が挙げられ、本発明のレジスト用樹脂組成物は、回路基板や半導体パッケージ用サブストレートに用いられるソルダーレジストフィルムとして好適に使用することができる。
(ソルダーレジストフィルム)
 本発明のソルダーレジストフィルムは、支持体と、該支持体上に形成された光硬化性のレジスト用樹脂組成物層とを備え、レジスト用樹脂組成物層は本実施形態のレジスト用樹脂組成物を含有している。ソルダーレジストフィルムは、レジスト用樹脂組成物層の支持体とは反対側の面に保護フィルム層を有していてもよい。
 以下、ソルダーレジストフィルムの作製方法について説明する。
 レジスト用樹脂組成物層は、本実施形態のレジスト用樹脂組成物を、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解し、固形分30~70質量%程度の溶液とした後に、かかる溶液を支持体上に塗布して形成することが好ましい。
 支持体としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルムが挙げられる。支持体において樹脂組成物が塗布される面には離型処理が施されているものが好ましい。
 支持体の厚みは、用途、レジスト用樹脂組成物層の厚みより適宜選択することができる。
 レジスト用樹脂組成物層の厚みは、用途により異なるが、加熱及び/又は熱風吹き付けにより溶剤を除去した乾燥後の厚みで、5~100μmが好ましく、10~50μmがより好ましい。
 保護フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
 本発明のソルダーレジストフィルムは、フレキシブルプリント配線板の回路保護や半導体パッケージ用サブストレートの層間接着剤及び回路保護に用いることができる。
 レジストパターンは、例えば、ソルダーレジストフィルムを回路形成用基板上に積層する積層工程;活性光線をソルダーレジストフィルムのレジスト用樹脂組成物層の所定部分に照射して、レジスト用樹脂組成物層に硬化部を形成させる露光工程;該硬化部以外のレジスト用樹脂組成物層を除去する現像工程;及び、硬化部のレジスト用樹脂組成物層を加熱により硬化させる熱硬化工程、を備える製造方法により製造することができる。
 なお、ソルダーレジストフィルムが保護フィルムを有する場合は、積層工程の前に、ソルダーレジストフィルムから保護フィルムを除去する工程を有する。
 回路形成用基板は、絶縁層と、絶縁層上にエッチング法又は印刷法により形成された導電体層(銅、銅系合金、銀、銀系合金、ニッケル、クロム、鉄、ステンレス等の鉄系合金などの導電性材料からなる層。好ましくは銅又は銅系合金からなる。)とを備え、積層工程では、回路形成用基板の導電体層側にソルダーレジストフィルムのレジスト用樹脂組成物層が位置するように積層する。
 積層工程におけるソルダーレジストフィルムの積層方法としては、例えば、レジスト用樹脂組成物層を加熱しながら回路形成用基板に圧着することにより積層する方法が挙げられる。このようにして積層する場合、密着性及び追従性等の見地から減圧下で積層することが好ましい。
 積層工程において、光硬化性樹脂組成物層の加熱は、30℃以上80℃未満の温度で行うことが好ましく、圧着圧力は0.1~2.0MPa程度とすることが好ましく、周囲の気圧は3hPa以下とすることが好ましい。
 露光工程ではレジスト用樹脂組成物層の所定部分に活性光線を照射して硬化部を形成させる。硬化部の形成方法としては、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線を画像状に照射する方法が挙げられる。また、LDI方式、DLP(Digital Light Processing)露光法等のマスクパターンを有さない直接描画法による露光も可能である。この際、レジスト用樹脂組成物層上に存在する支持体が透明の場合には、そのまま活性光線を照射することができる。支持体が不透明の場合には、支持体を除去した後にレジスト用樹脂組成物層に活性光線を照射する。
 活性光線の光源としては、公知の光源、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、半導体レーザー等の紫外線を有効に放射する光源を使用することができる。また、写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光を有効に放射する光源を使用することもできる。
 次いで、レジスト用樹脂組成物層上に支持体が存在している場合には、支持体を除去した後、現像工程において、ウエット現像、ドライ現像等で硬化部以外の光硬化性樹脂組成物層を除去して現像し、レジストパターンを形成させる。
 ウエット現像の場合は、アルカリ性水溶液等の現像液を用いて、例えば、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法により現像することができる。現像液としては、安全かつ安定であり、操作性が良好なものが好ましく、例えば、20~50℃の炭酸ナトリウムの希薄溶液(1~5質量%水溶液)等が用いられる。
 上述の形成方法により得られたレジストパターンは、例えば、プリント配線板のソルダーレジストフィルムとして使用する場合は、現像工程後に熱硬化工程を行う。
 加熱方法としては、オーブンによる加熱を挙げることができる。加熱の条件としては、80℃以上の温度で20~120分間行われることが好ましい。
(プリント配線板)
 上記の方法により、絶縁層の上に導電性材料からなる配線パターンとソルダーレジストフィルムがこの順に形成されたプリント配線板(半導体パッケージ用サブストレート、フレキシブルプリント配線板を含む)が得られる。
(電子デバイス)
 本発明の電子デバイスは、上記したソルダーレジストフィルムを備えた回路基板又は半導体パッケージ用サブストレートを備えている。
 以下、本発明を実施例及び比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、例中「部」、「%」とあるのは、質量基準を意味する。
(合成例1:(メタ)アクリル系光硬化性重合体(A)の合成)
 攪拌機、滴下ロート、冷却管及び温度計を備えたフラスコに、アクリル酸20.6部、スチレン9.0部、ブチルアクリレート37.4部、イソステアリルアクリレート10部、1-メトキシ-2-プロパノール80部及び2,2-アゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBN)3.0部を混合し、窒素雰囲気中で、110℃で7時間攪拌した。その後、大気下(酸素濃度7%以上)でグリシジルメタクリレート(以下、GMA)23.0部、メトキノン0.04部及びトリフェニルホスフィン(以下、TPP)0.24部を混合した後、100℃で攪拌した。水酸化カリウムを用いた中和摘定法により、酸価が90mgKOH/gに達した時点(15時間)で反応終了とした。その後、冷却して、不揮発分が40%となるように、1-メトキシ-2-プロパノールを加えた。
 得られた(メタ)アクリル系光硬化性重合体(A)(イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート)の重量平均分子量をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)(標準物質:ポリエチレングリコール・ポリエチレンオキシド)により測定したところ、23,000であった。また、イソステアリルアクリレート(以下、ISTA)の含有量は、ISTAに由来するセグメントの含有量として10%であり、ガラス転移温度の理論値(理論Tg)は0℃、二重結合当量の理論値は610g/eq、酸価から計算したカルボキシル基当量は622g/eqであった。
(合成例2:(メタ)アクリル系光硬化性重合体(B)の合成)
 合成例1において、原料の投入量をスチレン0.1部、ブチルアクリレート36.4部、イソステアリルアクリレート20部とした以外は同様にして、(メタ)アクリル系光硬化性重合体(B)(イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート)を得た。
 この(メタ)アクリル系光硬化性重合体(B)の重量平均分子量(Mw)は23,000、ISTAに由来するセグメントの含有量は20%、ガラス転移温度の理論値(理論Tg)は-7.5℃、二重結合当量の理論値は610g/eq、酸価から計算したカルボキシル基当量は622g/eqであった。
(合成例3:(メタ)アクリル系光硬化性重合体(C)の合成)
 合成例1において、原料の投入量をスチレン9.4部、ブチルアクリレート27.0部、イソステアリルアクリレート20部とした以外は同様にして、(メタ)アクリル系光硬化性重合体(C)(イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート)を得た。
 この(メタ)アクリル系光硬化性重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は21,500、ISTAに由来するセグメントの含有量は20%、ガラス転移温度の理論値(理論Tg)は5.8℃、二重結合当量の理論値は610g/eq、酸価から計算したカルボキシル基当量は622g/eqであった。
(合成例4:(メタ)アクリル系光硬化性重合体(D)の合成)
 合成例1において、原料の投入量をスチレン0.1部、ブチルアクリレート10.3部、イソステアリルアクリレート46部とした以外は同様にして、(メタ)アクリル系光硬化性重合体(D)(イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート)を得た。
 この(メタ)アクリル系光硬化性重合体(D)の重量平均分子量(Mw)は25,000、ISTAに由来するセグメントの含有量は46%、ガラス転移温度の理論値(理論Tg)は5.0℃、二重結合当量の理論値は610g/eq、酸価から計算したカルボキシル基当量は622g/eqであった。
(合成例5:(メタ)アクリル系光硬化性重合体(E)の合成)
 合成例1において、原料の投入量をスチレン21.0部、ブチルアクリレート25.4部とした以外は同様にして、(メタ)アクリル系光硬化性重合体(E)(イソステアリルアクリレート共重合酸基含有アクリル化アクリレート)を得た。
 この(メタ)アクリル系光硬化性重合体(E)の重量平均分子量(Mw)は27,000、ISTAに由来するセグメントの含有量は10%、ガラス転移温度の理論値(理論Tg)は18.0℃、二重結合当量の理論値(理論Tg)は610g/eq、酸価から計算したカルボキシル基当量は622g/eqであった。
(i)感光性樹脂組成物(レジスト用樹脂組成物)の作製
 表1に示す配合割合にて各成分を配合し、ミキサーにて混合させて、実施例1~8、比較例1~3の感光性樹脂組成物を得た。
(ii)ドライフィルムの作製
 上記(i)で得た感光性樹脂組成物を、乾燥後の厚さが25μmの厚みとなるように25μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(支持用PETフィルム)上に塗布し、80℃で5分間乾燥させた後、感光性樹脂組成物が塗布された面側にポリエチレンフィルムを貼り合わせてドライフィルムを得た。
1.ガラス転移温度(Tg)の測定
(1)試験用フィルムの作製
 上記(ii)で作製したドライフィルムからポリエチレンフィルムを剥離し、支持用PETフィルム及び感光性樹脂組成物層からなる感光性樹脂フィルムの感光性樹脂組成物層側に、38μm厚の離型処理ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(剥離用PETフィルム)を、真空ラミネート(株式会社名機製作所製「MVLP-500/600-II」(装置名))により貼り合わせた。真空ラミネートは、熱板温度50~70℃、プレス圧力0.5~1.0MPa、プレス時間10~20秒、真空度3hPa以下にて実施した。真空ラミネート後、超高圧水銀ランプにて100mJ/cmの紫外線を剥離用PETフィルム側から照射した。照射後、剥離用PETフィルムを剥離し、感光性樹脂組成物層に対して30℃の1wt%炭酸ナトリウム水溶液を、スプレー圧0.18MPaで噴霧し、60秒間現像を行った。現像後、高圧水銀ランプにて1,000mJ/cmの紫外線を感光性樹脂組成物層に照射した。照射後、熱風循環式乾燥機にて、180℃、120分硬化させた。硬化させた後、支持用PETフィルムを剥離し、試験用フィルムを得た。
(2)測定方法
 動的粘弾性測定(DMA)(TA Instruments Japan Inc.製「RSA-G2」(装置名))を用いて、試験用フィルムのガラス転移温度(Tg)を測定した。結果を表1に示す。
2.耐薬品性(フラックス耐性)の評価
(1)試験検体の作製
 上記(ii)で作製したドライフィルムからポリエチレンフィルムを剥離し、支持用PETフィルム及び感光性樹脂組成物層からなる感光性樹脂フィルムの感光性樹脂組成物層に、メック株式会社製の薬液CZで処理を施した35μm電解銅箔を真空ラミネート(株式会社名機製作所製「MVLP-500/600-II」(装置名))により貼り合わせた。真空ラミネートは、熱板温度50~70℃、プレス圧力0.5~1.0MPa、プレス時間10~20秒、真空度3hPa以下にて実施した。真空ラミネート後、超高圧水銀ランプにて100mJ/cmの紫外線を支持用PETフィルム側から照射した。照射後、支持用PETフィルムを剥離し、感光性樹脂組成物層に対して30℃の1wt%炭酸ナトリウム水溶液を、スプレー圧0.18MPaで噴霧し、60秒間現像を行った。現像後、高圧水銀ランプにて1,000mJ/cmの紫外線を照射した。照射後、熱風循環式乾燥機にて、180℃、120分硬化させ、試験検体を得た。
(2)試験方法
 千住金属工業株式会社製フラックス(品番:スパークルフラックス WF-6317)を、試験検体の感光性樹脂組成物層側表面全体に、単位面積(25cm)当たり0.1gとなるように計量し、試験検体の感光性樹脂組成物層側表面の全面に均一に塗布した。塗布後、物温が260℃×20秒に保持出来る条件に設定したコンベア式リフロー炉に通した。その後、室温で自然冷却し、流水で洗浄することによりフラックスを除去した。表面の水分を乾いた布で拭き取った後、試験検体の感光性樹脂組成物層側表面を、エタノールを染み込ませたウエスで拭き、ウエスにレジストが付着するか否かを目視で確認した。ウエスにレジストが付着しなかったものを「○(耐薬品性あり)」、ウエスにレジストが付着したものを「×(耐薬品性なし)」と評価した。結果を表1に示す。
3.反りの評価
(1)試験検体の作製
 上記(ii)で作製したドライフィルムからポリエチレンフィルムを剥離し、支持用PETフィルム及び感光性樹脂組成物層からなる感光性樹脂フィルムの感光性樹脂組成物層に、12μm電解銅箔を真空ラミネート(株式会社名機製作所製「MVLP-500/600-II」(装置名))により貼り合わせた。真空ラミネートは、熱板温度50~70℃、プレス圧力0.5~1.0MPa、プレス時間10~20秒、真空度3hPa以下にて実施した。真空ラミネート後、超高圧水銀ランプにて100mJ/cmの紫外線を支持用PETフィルム側から照射した。照射後、支持用PETフィルムを剥離し、感光性樹脂組成物層に対して30℃の1wt%炭酸ナトリウム水溶液を、スプレー圧0.18MPaで噴霧し、60秒間現像を行った。現像後、感光性樹脂組成物層に対して高圧水銀ランプにて1,000mJ/cmの紫外線を照射した。照射後、熱風循環式乾燥機にて、180℃、120分硬化させ、試験検体を得た。
(2)試験方法
 試験検体を、感光性樹脂組成物層側を上にして、温度23℃、湿度50%に設定した試験室の台の上に配置し、放置した。24時間後、試験検体の状態を観察し、下記基準に従い評価した。結果を表1に示す。
 〔評価基準〕
  ○(良):試験検体の端部が台から全く離れていない。
  △(可):試験検体の端部が台から離れた。離間距離は10mm未満で実用上問題ないレベル。
  ×(不良):試験検体の端部が台から離れた。離間距離は10mm以上で実用上問題あるレベル。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の結果より、実施例1~8はいずれも耐薬品性を備えるとともに反りを抑制することができ、特に実施例1~7は試験検体に反りが全く無く、優れていた。これに対し、比較例1~2は反りの抑制が出来ず、また比較例3は耐薬品性が不十分であった。これらの結果から、本発明のレジスト用樹脂組成物は、耐薬品性と反りの抑制を両立できることが分かった。
 本発明を詳細にまた特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、2018年8月1日出願の日本特許出願(特願2018-145361)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (15)

  1.  (メタ)アクリル系の光硬化性重合体と、熱硬化剤と、光重合開始剤とを含有するレジスト用樹脂組成物であって、
     前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体が、
      カルボキシル基;
      炭素数12以上の鎖状脂肪族炭化水素基;及び
      不飽和二重結合
    を含有し、
     前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体のガラス転移温度(Tg)が20℃以下であるレジスト用樹脂組成物。
  2.  前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体が、
     少なくとも(メタ)アクリル系のカルボキシル基含有重合性化合物と鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物とを共重合させて得られる(メタ)アクリル系共重合体に、
     エチレン性不飽和二重結合含有反応性化合物を反応させて得られる付加共重合体である、請求項1に記載のレジスト用樹脂組成物。
  3.  前記鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物が、炭素数12~24のアルキル(メタ)アクリレートである、請求項2に記載のレジスト用樹脂組成物。
  4.  前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体中の前記鎖状脂肪族炭化水素基含有重合性化合物に由来するセグメントの含有量が、10~50質量%の範囲である、請求項2又は3に記載のレジスト用樹脂組成物。
  5.  前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の酸価が50~100mgKOH/gである、請求項1~4のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物。
  6.  前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体の二重結合当量が300~1000g/eqである、請求項1~5のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物。
  7.  前記レジスト用樹脂組成物を硬化させた硬化物のガラス転移温度(Tg)が100℃以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物。
  8.  さらに、前記(メタ)アクリル系の光硬化性重合体以外の光重合性化合物を含有する、請求項1~7のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物。
  9.  ソルダーレジスト用である、請求項1~8のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物。
  10.  半導体パッケージ用である、請求項1~9のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物を硬化させて得られた硬化物。
  12.  請求項1~10のいずれか1項に記載のレジスト用樹脂組成物を含むソルダーレジストフィルム。
  13.  請求項12に記載のソルダーレジストフィルムを備えた回路基板。
  14.  請求項12に記載のソルダーレジストフィルムを備えた半導体パッケージ用サブストレート。
  15.  請求項13に記載の回路基板又は請求項14に記載の半導体パッケージ用サブストレートを備えた電子デバイス。
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