説明

光硬化性樹脂組成物

【課題】吸湿性を抑え、その硬化物において、プリント配線板等に用いられる際に、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能な光硬化性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明に係る光硬化性樹脂組成物は、カルボン酸含有樹脂、光重合開始剤、エポキシ化ポリブタジエン化合物及びマレイミド化合物を含有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント配線基板のソルダーレジスト等として用いられる光硬化性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
光硬化性樹脂組成物は、写真法(フォトリソグラフィー)の原理を応用することによって、微細加工が可能である。さらに、物性に優れた硬化物を得ることができることから、電子機器や印刷版等に用いられている。
【0003】
この光硬化性樹脂組成物には溶剤現像型とアルカリ現像型があるが、近年では、環境対策の点から希薄な弱アルカリ水溶液で現像できるアルカリ現像型が主流になっている。例えば、プリント配線基板製造、液晶表示板製造、あるいは印刷製版等において、アルカリ現像型の光硬化性樹脂組成物が用いられている。例えば、プリント配線板製造においてソルダーレジストとして使用される際、その硬化物において半田付け等、高温条件での処理に耐え得る耐熱性や、耐水性、耐湿性等の長期信頼性に関わる特性が求められる。
【0004】
近年、電子機器の小型軽量化、多機能化、環境対応に伴い、プリント配線板等における高密度実装化、薄肉化等が進められている。特に、例えば高密度実装のためにファインピッチのパターンを有する高密度実装基板に用いられるソルダーレジストは、その硬化物において高いマイグレーション耐性および冷熱サイクル耐性が要求される。そして、それに伴い、ソルダーレジストとして用いられる光硬化性樹脂組成物の低吸湿化、高純度化、すなわち、吸水率の低減及び樹脂組成物中のイオン性不純物の低減が要求される。
【0005】
硬化物としてのマイグレーション耐性、冷熱サイクル耐性をある程度満足する光硬化性樹脂組成物として、カルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレートの中でも多官能のエポキシ樹脂や(メタ)アクリレートを用いて樹脂骨格に二重結合を多数導入した光硬化性樹脂組成物が用いられている。このような構成により、架橋密度を高めることができ、耐熱性向上や寸法安定性向上が可能となると考えられる。
【0006】
しかしながら、架橋密度が高くなると、硬化塗膜は脆くなってしまうため、耐熱性と脆さ低減のバランスがとりにくいという問題がある。脆さの軽減については、ビスフェノール型のカルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレートとノボラック型のカルボキシル基含有エポキシ(メタ)アクリレートとの混合物を用いる手法が開示されている(例えば特許文献1など参照)。しかしながら、このような手法においては、柔軟性の改善に重点が置かれており、温度変化による寸法安定性や耐水性を十分に得ることができないという問題がある。
【0007】
また、光硬化性樹脂組成物において、多官能硬化性樹脂を使用し架橋密度を向上させることにより、吸水率の低減を図ることが可能となる。しかしながら、一方でその硬化物が硬く・脆くなり、冷熱サイクル耐性を低下させてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2000−109541号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、吸湿性を抑え、その硬化物において、プリント配線板等に用いられる際に、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能な光硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
このような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、カルボン酸含有樹脂、光重合開始剤、エポキシ化ポリブタジエン化合物、及びマレイミド化合物を含むことを特徴とする光硬化性樹脂組成物が提供される。
【0011】
このような構成により、吸湿性を抑え、その硬化物において、プリント配線板等に用いられる際に、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
【0012】
また、本発明の一態様の光硬化性樹脂組成物において、さらにメルカプト化合物を含有することが好ましい。このような構成により、密着性を向上させることができる。
【0013】
また、本発明の一態様の光硬化性樹脂組成物において、カルボン酸含有樹脂は、感光性基を有することが好ましい。感光性基を有することにより、光硬化性樹脂組成物の光硬化性が増大し、感度を向上させることができる。
【0014】
また、本発明の一態様の光硬化性樹脂組成物において、光重合開始剤が下記一般式(I)で表されるオキシムエステル系光重合開始剤、下記一般式(II)で表されるアミノアセトフェノン系光重合開始剤、および下記一般式(III)で表されるアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
【化1】

(式中、Rは、水素原子、フェニル基(炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基又はベンゾイル基(炭素数が1〜6のアルキル基若しくはフェニル基で置換されていてもよい)を表し、Rは、フェニル基(炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基又はベンゾイル基(炭素数が1〜6のアルキル基若しくはフェニル基で置換されていてもよい)を表し、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基又はアリールアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は2つが結合した環状アルキルエーテル基を表し、
及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基、又はハロゲン原子、アルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたアリール基を表し、但し、R及びRの一方は、R−C(=O)−基(ここでRは、炭素数1〜20の炭化水素基)を表してもよい。)
このような光重合開始剤を用いることにより、高濃度で顔料を有するレジストにおいて高解像を得ることが可能となる。
【0015】
また、本発明の一態様の光硬化性樹脂組成物において、さらに熱硬化成分を含有することが好ましい。熱硬化成分を含有することにより、耐熱性を付与するとともに、硬化皮膜の引張伸び率を増大させ、クラック耐性、パンチング耐性を向上させることができる。
【0016】
また、本発明の一態様の光硬化性樹脂組成物において、さらに着色剤を含有することができる。着色剤を含有することにより、ソルダーレジストとして好適に用いることができる。
【0017】
また、本発明の一態様によれば、上述した光硬化性樹脂組成物を、キャリアフィルム上に塗布・乾燥させて得られる乾燥塗膜を備えるドライフィルムが提供される。このようなドライフィルムを用いることにより、基材上に光硬化性樹脂組成物を塗布することなく、容易に乾燥塗膜を形成することができる。
【0018】
また、本発明の一態様において、上述した光硬化性樹脂組成物から形成される乾燥塗膜を、活性エネルギー線照射により光硬化させて得られる硬化物として用いることができる。
このような硬化物において、プリント配線板等に用いられる際に、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
【0019】
さらに、本発明の一態様において、上述した光硬化性樹脂組成物から形成される乾燥塗膜を、活性エネルギー線照射により光硬化させて得られる硬化物のパターンを有するプリント配線板として用いることができる。
このようなプリント配線板において、耐マイグレーション特性を損なうことなく冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【0020】
本発明の一態様の光硬化性樹脂組成物において、吸湿性を抑え、その硬化物においては、耐マイグレーション特性を損なうことなく良好な冷熱サイクル耐性を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明者らは、光硬化性樹脂組成物において、優れた可とう性を示すエポキシ化ポリブタジエン化合物とマレイミド化合物を併用することで、その硬化物において、優れた電気特性と冷熱サイクル耐性を達成することを見いだし、本発明を完成するに至った。エポキシ化ポリブタジエン化合物とマレイミド化合物を併用することにより、硬化反応が進行し、ポリブタジエン骨格が硬化物中に取り込まれることにより低温時における塗膜の強靭性が向上することから冷熱サイクル時におけるクラックの発生を防ぐことが可能となる。
以下、本実施形態の光硬化性樹脂組成物について詳細に説明する。
【0022】
先ず、本実施形態の光硬化性樹脂組成物を構成するカルボキシル基含有樹脂としては、アルカリ現像性を付与する目的で分子中にカルボキシル基を有している公知の各種カルボキシル基含有樹脂を使用することができる。特に、分子中にエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂が、光硬化性や耐現像性の面からより好ましい。そして、その不飽和二重結合は、アクリル酸もしくはメタアクリル酸又はそれらの誘導体由来のものが好ましい。
【0023】
このようなカルボキシル基含有樹脂のとしては、以下に列挙するような化合物(オリゴマー及びポリマーのいずれでもよい)が好ましい。
(1)(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α−メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有樹脂。
(2)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ジアルコール化合物及びポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキサイド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基及びアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(3)ジイソシアネートと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、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、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物及びジオール化合物の重付加反応による感光性カルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(4)上述した(2)又は(3)の樹脂の合成中に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化した感光性カルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(5)上述した(2)又は(3)の樹脂の合成中に、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの等モル反応物など、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化した感光性カルボキシル基含有ウレタン樹脂。
(6)後述するような2官能又はそれ以上の多官能(固形)エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させた感光性カルボキシル基含有樹脂。
(7)後述するような2官能(固形)エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させた感光性カルボキシル基含有樹脂。
(8)後述するような2官能オキセタン樹脂にジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有ポリエステル樹脂。
(9)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドとを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(10)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(11)上述した(1)〜(10)の樹脂にさらに1分子内に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリル基を有する化合物を付加してなる感光性カルボキシル基含有樹脂。
なお、ここで(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレート及びそれらの混合物を総称する用語で、以下他の類似の表現についても同様である。
【0024】
このようなカルボキシル基含有樹脂は、バックボーン・ポリマーの側鎖に多数の遊離のカルボキシル基を有するため、希アルカリ水溶液による現像が可能になる。
【0025】
上述のカルボキシル基含有樹脂の酸価は、40〜200mgKOH/gが好ましい。カルボキシル基含有樹脂の酸価が40mgKOH/g未満であるとアルカリ現像が困難となり、一方、200mgKOH/gを超えると現像液による露光部の溶解が進むために、必要以上にラインが痩せたり、場合によっては、露光部と未露光部の区別なく現像液で溶解剥離してしまい、正常なレジストパターンの描画が困難となる。より好ましくは45〜120mgKOH/gである。
【0026】
また、カルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量は、樹脂骨格により異なるが、一般的に2,000〜150,000が好ましい。重量平均分子量が2,000未満であると、タックフリー性能が劣ることがあり、露光後の塗膜の耐湿性が悪く、現像時に膜減りが生じ、解像度が大きく劣ることがある。一方、重量平均分子量が150,000を超えると、現像性が著しく悪くなることがあり、貯蔵安定性が劣ることがある。より好ましくは、5,000〜100,000である。
【0027】
このようなカルボキシル基含有樹脂の配合量は、全組成物中に、20〜60質量%であることが好ましい。配合量が20質量%より少ない場合、皮膜強度が低下したりする。一方、60質量%より多い場合、組成物の粘性が高くなり、塗布性等が低下する。より好ましくは30〜50質量%である。
これらカルボキシル基含有樹脂は、列挙したものに限らず使用することができ、1種類でも複数種混合しても使用することができる。
【0028】
光重合開始剤としては、下記一般式(I)で表される基を有するオキシムエステル系光重合開始剤、下記一般式(II)で表される基を有するα−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、又は/及び下記一般式(III)で表される基を有するアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤よりなる群から選択される1種以上の光重合開始剤を使用することが好ましい。
【化2】

(式中、Rは、水素原子、フェニル基(炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基又はベンゾイル基(炭素数が1〜6のアルキル基若しくはフェニル基で置換されていてもよい)を表し、Rは、フェニル基(炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基又はベンゾイル基(炭素数が1〜6のアルキル基若しくはフェニル基で置換されていてもよい)を表し、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基又はアリールアルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は2つが結合した環状アルキルエーテル基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基、又はハロゲン原子、アルキル基若しくはアルコキシ基で置換されたアリール基を表し、但し、R及びRの一方は、R−C(=O)−基(ここでRは、炭素数1〜20の炭化水素基)を表してもよい。)
【0029】
一般式(I)で表される基を有するオキシムエステル系光重合開始剤としては、好ましくは、下記式(IV)で表される2−(アセチルオキシイミノメチル)チオキサンテン−9−オン、一般式(V)で表される化合物、及び一般式(VI)で表される化合物が挙げられる。
【0030】
一般式(I)で表される基を有するオキシムエステル系光重合開始剤としては、好ましくは、下記式(IV)で表される2−(アセチルオキシイミノメチル)チオキサンテン−9−オン、一般式(V)で表される化合物、及び一般式(VI)で表される化合物が挙げられる。
【化3】

【化4】

(式中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基、ベンゾイル基、炭素数2〜12のアルカノイル基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基(アルコキシル基を構成するアルキル基の炭素数が2以上の場合、アルキル基は1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、又はフェノキシカルボニル基を表し、R10、R12は、それぞれ独立に、フェニル基(炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基又はベンゾイル基(炭素数が1〜6のアルキル基若しくはフェニル基で置換されていてもよい)を表し、R11は、水素原子、フェニル基(炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい)、炭素数1〜20のアルキル基(1個以上の水酸基で置換されていてもよく、アルキル鎖の中間に1個以上の酸素原子を有していてもよい)、炭素数5〜8のシクロアルキル基、炭素数2〜20のアルカノイル基又はベンゾイル基(炭素数が1〜6のアルキル基若しくはフェニル基で置換されていてもよい)を表す。)
【化5】

(式中、R13、R14及びR19は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基を表し、R15、R16、R17及びR18は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、Mは、O、S又はNHを表し、x及びyは、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。)
【0031】
オキシムエステル系光重合開始剤の中でも、上述した一般式(IV)で表される2−(アセチルオキシイミノメチル)チオキサンテン−9−オン、及び式(V)で表される化合物がより好ましい。市販品としては、CGI−325、イルガキュア(登録商標)OXE01、イルガキュアOXE02(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、N−1919(ADEKA社製)等が挙げられる。これらのオキシムエステル系光重合開始剤は、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。
【0032】
一般式(II)で表される基を有するα−アミノアセト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−モルホリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられる。市販品としては、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア379(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
【0033】
一般式(III)で表される基を有するアシルホ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ジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。市販品としては、ルシリンTPO(BASF社製)、イルガキュア819(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
【0034】
このような光重合開始剤の配合量は、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、0.01〜30質量部であることが好ましい。配合量が0.01質量部未満であると、銅上での光硬化性が不足し、塗膜が剥離したり、耐薬品性等の塗膜特性が低下する。一方、30質量部を超えると、光重合開始剤のソルダーレジスト塗膜表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。より好ましくは0.5〜15質量部である。
【0035】
なお、一般式(I)で表される基を有するオキシムエステル系光重合開始剤の場合、その配合量は、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。0.01質量部より少ない場合銅上での光硬化性が不足し、塗膜が剥離するとともに、耐薬品性等の塗膜特性が低下する。また、20質量部より多い場合は光重合開始剤のソルダーレジスト塗膜表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。より好ましくは0.01〜5質量部である。
【0036】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物に好適に用いることができる光重合開始剤、光開始助剤及び増感剤としては、他にベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アントラキノン化合物、チオキサントン化合物、ケタール化合物、ベンゾフェノン化合物、キサントン化合物、及び3級アミン化合物等を挙げることができる。
【0037】
ベンゾイン化合物としては、例えば、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である。
【0038】
アセトフェノン化合物としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノンである。
【0039】
アントラキノン化合物としては、例えば、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンである。
【0040】
チオキサントン化合物としては、例えば、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンである。
【0041】
ケタール化合物としては、例えば、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールである。
【0042】
ベンゾフェノン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、4−ベンゾイルジフェニルスルフィド、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、4−ベンゾイル−4’−エチルジフェニルスルフィド、4−ベンゾイル−4’−プロピルジフェニルスルフィドである。
【0043】
3級アミン化合物としては、エタノールアミン化合物、ジアルキルアミノベンゼン構造を有する化合物、例えば、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(日本曹達社製ニッソキュアーMABP)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン(保土ヶ谷化学社製EAB)等のジアルキルアミノベンゾフェノン;7−(ジエチルアミノ)−4−メチル−2H−1−ベンゾピラン−2−オン(7−(ジエチルアミノ)−4−メチルクマリン)等のジアルキルアミノ基含有クマリン化合物;4−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬社製カヤキュアー(登録商標)EPA)、2−ジメチルアミノ安息香酸エチル(インターナショナルバイオ−シンセエティックス社製Quantacure DMB)、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル(インターナショナルバイオ−シンセエティックス社製Quantacure BEA)、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエチルエステル(日本化薬社製カヤキュアーDMBI)、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル(Van Dyk社製Esolol 507)等のジアルキルアミノ安息香酸エステルが挙げられる。
【0044】
特に、ジアルキルアミノベンゼン構造を有する化合物が好ましく、中でも、ジアルキルアミノベンゾフェノン化合物、最大吸収波長が350〜410nmにあるジアルキルアミノ基含有クマリン化合物が特に好ましい。ジアルキルアミノベンゾフェノン化合物としては、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノンが、毒性も低く好ましい。最大吸収波長が350〜410nmにあるジアルキルアミノ基含有クマリン化合物は、最大吸収波長が紫外線領域にあるため、着色が少なく、無色透明な感光性組成物はもとより、着色顔料を用い、着色顔料自体の色を反映した着色ソルダーレジスト膜を提供することが可能となる。特に、7−(ジエチルアミノ)−4−メチル−2H−1−ベンゾピラン−2−オンが、波長400〜410nmのレーザー光に対して優れた増感効果を示すことから好ましい。
【0045】
これらの中でも、チオキサントン化合物及び3級アミン化合物が好ましい。特に、チオキサントン化合物が含まれることが深部硬化性の面から好ましく、その中でも、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン化合物が好ましい。
【0046】
このようなチオキサントン化合物の配合量としては、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部の割合が好ましい。配合量が0.01質量部未満であると、十分な増感効果を得ることができない。一方、配合量が20質量部を超えた場合、厚膜硬化性が低下して製品のコストアップに繋がる。より好ましくは0.1〜10質量部である。
【0047】
また、3級アミン化合物の配合量としては、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、0.1〜20質量部の割合であることが好ましい。配合量が0.1質量部未満であると、十分な増感効果を得ることができない傾向にある。一方、20質量部を超えると、3級アミン化合物による乾燥ソルダーレジスト塗膜の表面での光吸収が激しくなり、深部硬化性が低下する傾向がある。より好ましくは0.1〜10質量部である。これらの光重合開始剤、光開始助剤及び増感剤は、単独で又は2種類以上の混合物として使用することができる。
【0048】
このような光重合開始剤、光開始助剤、及び増感剤の総量は、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して0.01〜35質量部であることが好ましい。35質量部を超えると、これらの光吸収により深部硬化性が低下する傾向にある。一方、0.01未満であると、銅上での光硬化性が不足し、塗膜が剥離するとともに、耐薬品性等の塗膜特性が低下する。より好ましくは、0.01〜20質量部である。特に本実施形態において好適に用いられる開始剤としては、芳香族マレイミドを用いた場合においては、芳香族マレイミド自体の紫外線吸収が大きいので、オキシムエステルが特に好ましい。
【0049】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物には、感度を向上するために連鎖移動剤として公知のNフェニルグリシン類、フェノキシ酢酸類、チオフェノキシ酢酸類、メルカプトチアゾール等を用いることができる。
【0050】
連鎖移動剤としては、例えば、メルカプト琥珀酸、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、メチオニン、システイン、チオサリチル酸及びその誘導体等がある。これらの連鎖移動剤は、単独または2種以上を併用することができる。
【0051】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物におけるエポキシ化ポリブタジエン化合物は、得られる硬化物に柔軟性を向上させるだけでなく、ソルダーレジスト過硬化時の応力緩和付与のために用いられる。これにより、優れたクラック耐性が得られ、冷熱サイクル耐性を向上させることが可能となる。
【0052】
このようなエポキシ化ポリブタジエン化合物としては、エポキシ基を含有するポリブタジエン化合物であれば限定されることなく使用することができる。例えば、スチレンとブタジエンを共重合させ、次いで過酢酸等の酸化剤を用いて共重合体中の二重結合を酸化してエポキシ化したダイセル化学工業社製のエポフレンド(スチレンとブタジエンとスチレンブロック共重合体のエポキシ化物)があげられる。具体的には、例えば、エポフレンド(登録商標)A1005(ブタジエン/スチレン重量比、60/40、エポキシ当量1800〜2100)、エポフレンドA1010(ブタジエン/スチレン重量比、60/40、エポキシ当量950〜1050)、エポフレンドA1020(ブタジエン/スチレン重量比60/40、エポキシ当量480〜540)等である。その他、エポリード(登録商標)PB3600(ダイセル化学工業社製)、Ricon(登録商標)657(サートマー社製)等が挙げられる。これらのエポキシ化ポリブタジエン化合物は、単独で又は2種類以上の混合物として使用することができる。
【0053】
このようなエポキシ化ブタジエン化合物の配合量としては、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して1〜100質量部が好ましい。配合量が1質量部未満であると、硬化塗膜に十分な柔軟性を付与することができず冷熱サイクル試験時においてクラックを生じる。一方、100質量部を超えると、現像性が劣り現像残渣を生じる。より好ましくは5〜50質量部である。
【0054】
本実施形態に用いられるマレイミド化合物としては、エポキシ化ポリブタジエン化合物との硬化反応を進行させるために用いられる。このようなマレイミド化合物としては、多官能脂肪族/脂環族マレイミド、多官能芳香族マレイミドがある。
【0055】
多官能脂肪族/脂環族マレイミドとしては、例えば、N,N’−メチレンビスマレイミド、N,N’−エチレンビスマレイミド、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートと脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸とを脱水エステル化して得られるイソシアヌレート骨格のマレイミドエステル化合物、トリス(カーバメートヘキシル)イソシアヌレートと脂肪族/脂環族マレイミドアルコールとをウレタン化して得られるイソシアヌレート骨格のマレイミドウレタン化合物等のイソシアヌル骨格ポリマレイミド類、イソホロンビスウレタンビス(N−エチルマレイミド)、トリエチレングリコールビス(マレイミドエチルカーボネート)、脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸と各種脂肪族/脂環族ポリオールとを脱水エステル化、又は脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸エステルと各種脂肪族/脂環族ポリオールとをエステル交換反応して得られる脂肪族/脂環族ポリマレイミドエステル化合物類、脂肪族/脂環族マレイミドカルボン酸と各種脂肪族/脂環族ポリエポキシドとをエーテル開環反応して得られる脂肪族/脂環族ポリマレイミドエステル化合物類、脂肪族/脂環族マレイミドアルコールと各種脂肪族/脂環族ポリイソシアネートとのウレタン化反応して得られる脂肪族/脂環族ポリマレイミドウレタン化合物類等がある。
【0056】
多官能芳香族マレイミドとしては、マレイミドカルボン酸と各種芳香族ポリオールとを脱水エステル化、又はマレイミドカルボン酸エステルと各種芳香族ポリオールとをエステル交換反応して得られる芳香族ポリマレイミドエステル化合物類、マレイミドカルボン酸と各種芳香族ポリエポキシドとをエーテル開環反応して得られる芳香族ポリマレイミドエステル化合物類、マレイミドアルコールと各種芳香族ポリイソシアネートとのウレタン化反応して得られる芳香族ポリマレイミドウレタン化合物類の如き芳香族多官能マレイミド類等がある。
【0057】
このような多官能芳香族マレイミドとしては、例えばN,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、N,N’−2,4−トリレンビスマレイミド、N,N’−2,6−トリレンビスマレイミド、1−メチル−2,4−ビスマレイミドベンゼン、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、N,N’−p−フェニレンビスマレイミド、N,N’−m−トルイレンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ビフェニレンビスマレイミド、N,N’−4,4’−〔3,3’−ジメチル−ビフェニレン〕ビスマレイミド、N,N’−4,4’−〔3,3’−ジメチルジフェニルメタン〕ビスマレイミド、N,N’−4,4’−〔3,3’−ジエチルジフェニルメタン〕ビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルプロパンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、N,N’−3,3’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、2,2−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−t−ブチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−s−ブチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、1,1−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕デカン、1,1−ビス〔2−メチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)−5−t−ブチルフェニル〕−2−メチルプロパン、4,4’−シクロヘキシリデン−ビス〔1−(4−マレイミドフェノキシ)−2−(1,1−ジメチルエチル)ベンゼン〕、4,4’−メチレン−ビス〔1−(4−マレイミドフェノキシ)−2,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)ベンゼン〕、4,4’−メチレン−ビス〔1−(4−マレイミドフェノキシ)−2,6−ジ−s−ブチルベンゼン〕、4,4’−シクロヘキシリデン−ビス〔1−(4−マレイミドフェノキシ)−2−シクロヘキシルベンゼン、4,4’−メチレンビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−2−ノニルベンゼン〕、4,4’−(1−メチルエチリデン)−ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−2,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)ベンゼン〕、4,4’−(2−エチルヘキシリデン)−ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−ベンゼン〕、4,4’−(1−メチルヘプチリデン)−ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−ベンゼン〕、4,4’−シクロヘキシリデン−ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−3−メチルベンゼン〕、2,2−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔3−メチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−メチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔3,5−ジメチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3,5−ジメチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔3−エチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−エチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、ビス〔3−メチル−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3,5−ジメチル−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3−エチル−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メタン、3,8−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン、4,8−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン、3,9−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン、4,9−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ〔5.2.1.02,6〕デカン、1,8−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メンタン、1,8−ビス〔3−メチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メンタン、1,8−ビス〔3,5−ジメチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メンタンなどを挙げることができる。
【0058】
これらの市販品としては、例えば、BMI−1000、BMI−1000H、BMI−1000S、BMI−1100、BMI−1100H、BMI−2000、BMI−2300、BMI−3000、BMI−3000H、BMI−4000、BMI−5100、BMI−7000、BMI−7000H、及びBMI−TMH(いずれも大和化成工業社製)、MIA−200(DIC社製)等を挙げることができる。
【0059】
これらのビスマレイミド誘導体は常法により合成されてもよく、市販品を用いてもよい。特にビスマレイミド誘導体の中で、環境に負荷をかけない点からは、分子内にハロゲン原子を含有しない物が好ましい。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0060】
このようなマレイミド化合物の配合量としては、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して1〜80質量部が好ましい。配合量が1質量部未満であると、十分に硬化反応が進行せず冷熱サイクル試験時においてクラックを生じる。一方、80質量部を超えると、現像性が劣り十分な解像性を得ることができない。より好ましくは1〜30質量部である。
【0061】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物には、感光性樹脂組成物の硬化性及び得られる硬化膜の密着性向上を目的として付加試薬、連鎖移動剤、及び/又は密着付与剤として働くメルカプト化合物を加えることができる。また、マレイミド化合物への付加反応により物性を向上させることができる。
【0062】
このようなメルカプト化合物としては、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプトブタノール、メルカプトプロパンジオール、メルカプトブタンジオール、ヒドロキシベンゼンチオール及びその誘導体等の水酸基を有する連鎖移動剤;1−ブタンチオール、ブチル−3−メルカプトプロピオネート、メチル−3−メルカプトプロピオネート、2,2−(エチレンジオキシ)ジエタンチオール、エタンチオール、4−メチルベンゼンチオール、ドデシルメルカプタン、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、1−オクタンチオール、シクロペンタンチオール、シクロヘキサンチオール、チオグリセロール、4,4−チオビスベンゼンチオール等が挙げられる。
【0063】
これらの市販品としては、例えば、BMPA、MPM、EHMP、NOMP、MBMP、STMP、TMMP、PEMP、DPMP、及びTEMPIC(いずれも堺化学工業社製)、カレンズ(登録商標)MT−PE1、MT−BD1、及びカレンズ−NR1(いずれも昭和電工社製)等を挙げることができる。
【0064】
さらに、複素環を有するメルカプト化合物として、例えば、メルカプト−4−ブチロラクトン(別名:2−メルカプト−4−ブタノリド)、2−メルカプト−4−メチル−4−ブチロラクトン、2−メルカプト−4−エチル−4−ブチロラクトン、2−メルカプト−4−ブチロチオラクトン、2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−メトキシ−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−エトキシ−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−メチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−エチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−(2−メトキシ)エチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、N−(2−エトキシ)エチル−2−メルカプト−4−ブチロラクタム、2−メルカプト−5−バレロラクトン、2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−メチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−エチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−(2−メトキシ)エチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、N−(2−エトキシ)エチル−2−メルカプト−5−バレロラクタム、2−メルカプトベンゾチアゾール(川口化学工業社製 アクセル(登録商標)M)、2−メルカプト−5−メチルチオ−チアジアゾール、2−メルカプト−6−ヘキサノラクタム、2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製 ジスネット(登録商標)F)、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製 ジスネットDB)、および2−アニリノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン(三協化成社製 ジスネットAF)等が挙げられる。これらのメルカプト化合物は、単独または2種以上を併用することができる。
【0065】
特に、光硬化性樹脂組成物の現像性を損なうことがない複素環を有するメルカプト化合物として2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール(川口化学工業社製 アクセルM)、3−メルカプト−4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール、5−メチル−1,3,4−チアジアゾール−2−チオール、1−フェニル−5−メルカプト−1H−テトラゾールが好ましい。これらのメルカプト化合物は、単独または2種以上を併用することができる。
【0066】
このようなメルカプト化合物の配合量としては、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して0.01〜20質量部が好ましい。配合量が0.01質量部未満であると、メルカプト化合物の硬化を発揮せず耐熱性の向上が観察されない。一方、20質量部を超えると、現像残渣を生じるために好ましくない。より好ましくは0.1〜5質量部である。
【0067】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物には、耐熱性を付与するために、熱硬化成分を加えることができる。このような熱硬化成分としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体などのアミノ樹脂、シクロカーボネート化合物などの公知の熱硬化性樹脂が使用できる。特に好ましいのは分子中に2個以上の環状エーテル基及び/又は環状チオエーテル基(以下、環状(チオ)エーテル基と略す)を有する熱硬化成分である。
【0068】
このような分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化成分は、分子中に3、4又は5員環の環状(チオ)エーテル基のいずれか一方又は2種類の基を2個以上有する化合物であり、例えば、分子内に少なくとも2つ以上のエポキシ基を有する化合物、すなわち多官能エポキシ化合物、分子内に少なくとも2つ以上のオキセタニル基を有する化合物、すなわち多官能オキセタン化合物、分子内に2個以上のチオエーテル基を有する化合物、すなわちエピスルフィド樹脂等が挙げられる。
【0069】
アミノ樹脂としては、例えば、メチロールメラミン化合物、メチロールベンゾグアナミン化合物、メチロールグリコールウリル化合物およびメチロール尿素化合物等が挙げられる。さらに、アルコキシメチル化メラミン化合物、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン化合物、アルコキシメチル化グリコールウリル化合物およびアルコキシメチル化尿素化合物は、それぞれのメチロールメラミン化合物、メチロールベンゾグアナミン化合物、メチロールグリコールウリル化合物およびメチロール尿素化合物のメチロール基をアルコキシメチル基に変換することにより得られる。このアルコキシメチル基の種類については特に限定されるものではなく、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基等とすることができる。特に人体や環境に優しいホルマリン濃度が0.2%以下のメラミン誘導体が好ましい。
【0070】
これらの市販品としては、例えば、サイメル(登録商標)300、同301、同303、同370、同325、同327、同701、同266、同267、同238、同1141、同272、同202、同1156、同1158、同1123、同1170、同1174、同UFR65、同300(いずれも三井サイアナミッド社製)、ニカラック(登録商標)Mx−750、同Mx−032、同Mx−270、同Mx−280、同Mx−290、同Mx−706、同Mx−708、同Mx−40、同Mx−31、同Ms−11、同Mw−30、同Mw−30HM、同Mw−390、同Mw−100LM、同Mw−750LM、(いずれも三和ケミカル社製)等を挙げることができる。このような熱硬化成分は単独または2種以上を併用することができる。
【0071】
シクロカーボネート化合物としては、環状化合物でカーボネート結合を有していれば特に限定されない。例としては、多官能構造を有するアルキレンカーボネート化合物が挙げられる。
【0072】
多官能エポキシ化合物としては、例えば、jER(登録商標)828、jER834、jER1001、jER1004(いずれもジャパンエポキシレジン社製)、エピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055(いずれもDIC社製)、エポトート(登録商標)YD−011、YD−013、YD−127、YD−128(いずれも東都化成社製)、D.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664(いずれもダウケミカル社製)、アラルダイド6071、アラルダイド6084、アラルダイドGY250、アラルダイドGY260(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社)、スミ−エポキシESA−011、ESA−014、ELA−115、ELA−128(いずれも住友化学工業社製)、A.E.R.330、A.E.R.331、A.E.R.661、A.E.R.664等(いずれも旭化成工業社製)のビスフェノールA型エポキシ樹脂;jERYL903(ジャパンエポキシレジン社製)、エピクロン152、エピクロン165(いずれもDIC社製)、エポトートYDB−400、YDB−500(いずれも東都化成社製)、D.E.R.542(ダウケミカル社製)、アラルダイド8011(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、スミ−エポキシESB−400、ESB−700(いずれも住友化学工業社製)、A.E.R.711、A.E.R.714(いずれも旭化成工業社製)等のブロム化エポキシ樹脂;jER152、jER154(いずれもジャパンエポキシレジン社製)、D.E.N.431、D.E.N.438(いずれもダウケミカル社製)、エピクロンN−730、エピクロンN−770、エピクロンN−865(いずれもDIC社製)、エポトートYDCN−701、YDCN−704(いずれも東都化成社製)、アラルダイドECN1235、アラルダイドECN1273、アラルダイドECN1299、アラルダイドXPY307(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、EPPN(登録商標)−201、EOCN(登録商標)−1025、EOCN−1020、EOCN−104S、RE−306(いずれも日本化薬社製)、スミ−エポキシESCN(登録商標)−195X、ESCN−220(いずれも住友化学工業社製)、A.E.R.ECN−235、ECN−299(いずれも旭化成工業社製)等のノボラック型エポキシ樹脂;エピクロン830(DIC社製)、jER807(ジャパンエポキシレジン社製)、エポトートYDF−170、YDF−175、YDF−2004、YSLV−80XY(いずれも東都化成社製)、アラルダイドXPY306(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;エポトートST−2004、ST−2007、ST−3000(いずれも東都化成社製)等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;jER604(ジャパンエポキシレジン社製)、エポトートYH−434(東都化成社製)、アラルダイドMY720(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、スミ−エポキシELM(登録商標)−120(住友化学工業社製)等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;アラルダイドCY−350(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等のヒダントイン型エポキシ樹脂;セロキサイド2021(ダイセル化学工業社製)、アラルダイドCY175、CY179(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等の脂環式エポキシ樹脂;YL−933(ジャパンエポキシレジン社製)、T.E.N.、EPPN(登録商標)−501、EPPN−502(いずれも日本化薬製)等のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;YL−6056、YX−4000、YL−6121(いずれもジャパンエポキシレジン社製)等のビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂又はそれらの混合物;EBPS−200(日本化薬社製)、EPX−30(旭電化工業社製)、EXA−1514(DIC社製)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;jER157S(ジャパンエポキシレジン社製)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;jERYL−931(ジャパンエポキシレジン社製)、アラルダイド163(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;アラルダイドPT810(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、TEPIC(日産化学工業社製)等の複素環式エポキシ樹脂;ブレンマー(登録商標)DGT(日本油脂社製)等のジグリシジルフタレート樹脂;ZX−1063(東都化成社製)等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;ESN−190、ESN−360(いずれも新日鉄化学社製)、HP−4032、EXA−4750、EXA−4700(DIC社製)等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;HP−7200、HP−7200H(DIC社製)等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;CP−50S、CP−50M(日本油脂社製)等のグリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂;さらにシクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートの共重合エポキシ樹脂;エポキシ変性のポリブタジエンゴム誘導体(例えば、ダイセル化学工業社製PB−3600等)、CTBN変性エポキシ樹脂(例えば、東都化成社製のYR−102、YR−450等)等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特にノボラック型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はそれらの混合物が好ましい。
【0073】
多官能オキセタン化合物としては、例えば、ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレートやそれらのオリゴマー又は共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタンアルコールとノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、又はシルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂とのエーテル化物等が挙げられる。その他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体等も挙げられる。
【0074】
分子中に2個以上の環状チオエーテル基を有する化合物としては、例えば、ジャパンエポキシレジン社製のビスフェノールA型エピスルフィド樹脂 YL7000等が挙げられる。また、同様の合成方法を用いて、ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基の酸素原子を硫黄原子に置き換えたエピスルフィド樹脂なども用いることができる。
【0075】
なお、分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化成分の場合は、カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基1当量に対して、0.6〜2.5当量が好ましい。配合量が0.6未満である場合、ソルダーレジスト膜にカルボキシル基が残り、耐熱性、耐アルカリ性、電気絶縁性等が低下する。一方、2.5当量を超える場合、低分子量の環状(チオ)エーテル基が乾燥塗膜に残存することにより、塗膜の強度等が低下する。より好ましくは、0.8〜2.0当量である。
【0076】
また、本実施形態の光硬化性樹脂組成物には、感光性樹脂組成物の硬化性及び得られる硬化膜の強靭性を向上させるために熱硬化成分として、1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物を加えることができる。このような1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物は、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物、すなわちポリイソシアネート化合物、又は1分子内に2個以上のブロック化イソシアネート基を有する化合物、すなわちブロックイソシアネート化合物などが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環式ポリイソシアネートが用いられる。
【0077】
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、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、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、o−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート及び2,4−トリレンダイマーが挙げられる。
【0078】
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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、メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレ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)及びイソホロンジイソシアネートが挙げられる。
【0079】
脂環式ポリイソシアネートの具体例としてはビシクロヘプタントリイソシアネートが挙げられる。また、先に挙げられたイソシアネート化合物のアダクト体、ビューレット体及びイソシアヌレート体が挙げられる。
【0080】
ブロックイソシアネート化合物に含まれるブロック化イソシアネート基は、イソシアネート基がブロック剤との反応により保護されて一時的に不活性化された基である。所定温度に加熱されたときにそのブロック剤が解離してイソシアネート基が生成する。
【0081】
ブロックイソシアネート化合物としては、イソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤との付加反応生成物が用いられる。ブロック剤と反応し得るイソシアネート化合物としては、上述のポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
【0082】
イソシアネートブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール及びエチルフェノール等のフェノール系ブロック剤;ε−カプロラクタム、δ−パレロラクタム、γ−ブチロラクタム及びβ−プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;アセト酢酸エチル及びアセチルアセトン等の活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、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、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルエーテル、グリコール酸メチル、グリコール酸ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチル及び乳酸エチル等のアルコール系ブロック剤;ホルムアルデヒドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系ブロック剤;ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系ブロック剤;酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミド及びマレイン酸イミド等のイミド系ブロック剤;キシリジン、アニリン、ブチルアミン、ジブチルアミン等のアミン系ブロック剤;イミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系ブロック剤;メチレンイミン及びプロピレンイミン等のイミン系ブロック剤等が挙げられる。
【0083】
ブロックイソシアネート化合物は市販のものであってもよく、例えば、スミジュール(登録商標)BL−3175、BL−4165、BL−1100、BL−1265 、デスモジュールTPLS−2957 、TPLS−2062、TPLS−2078、TPLS−2117、デスモサーム2170、デスモサーム2265(いずれも住友バイエルウレタン社製)、コロネート(登録商標)2512、コロネート2513、コロネート2520(いずれも日本ポリウレタン工業社製)、B−830、B−815、B−846、B−870、B−874、B−882(いずれも三井武田ケミカル社製)、TPA−B80E、17B−60PX、E402−B80T(いずれも旭化成ケミカルズ社製)等が挙げられる。なお、スミジュールBL−3175、BL−4265はブロック剤としてメチルエチルオキシムを用いて得られるものである。
【0084】
このような1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0085】
1分子内に2個以上のイソシアネート基、又はブロック化イソシアネート基を有する化合物の配合量は、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、1〜100質量部、配合量が、1質量部未満の場合、十分な塗膜の強靭性が得られない。一方、100質量部を超えた場合、保存安定性が低下する。より好ましくは、2〜70質量部である。
分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化性成分を使用する場合、熱硬化触媒を含有することが好ましい。
【0086】
このような熱硬化触媒としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等のヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィン等のリン化合物等が挙げられる。
【0087】
また、市販されているものとしては、イミダゾール系化合物として、例えば、2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれも四国化成工業社製)、ジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物として、U−CAT(登録商標)3503N、U−CAT3502T(いずれもサンアプロ社製)、二環式アミジン化合物及びその塩として、DBU、DBN、U−CATSA(登録商標)102、U−CAT5002(いずれもサンアプロ社製)などが挙げられる。特に、これらに限られるものではなく、エポキシ樹脂やオキセタン化合物の熱硬化触媒、もしくはエポキシ基及び/又はオキセタニル基とカルボキシル基の反応を促進するものであればよく、単独で又は2種以上を混合して使用してもかまわない。
【0088】
また、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、メラミン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のS−トリアジン誘導体を用いることもできる。これら密着性付与剤としても機能する化合物を熱硬化触媒と併用することが好ましい。
【0089】
これら熱硬化触媒の配合量は、通常の量的割合で充分であり、例えばカルボキシル基含有樹脂又は分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化成分100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜15.0質量部である。
【0090】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物は、着色剤を配合することができる。着色剤としては、例えば、赤、青、緑、黄等の公知の着色剤を使用することができ、顔料、染料、色素のいずれでもよい。但し、環境負荷低減並びに人体への影響の観点からハロゲンを含有しないことが好ましい。
【0091】
赤色着色剤としては、モノアゾ系、ジズアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系等があり、例えば、以下のようなカラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists発行)番号が付されているものを挙げることができる。
モノアゾ系:Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 112, 114, 146, 147, 151, 170, 184, 187, 188, 193, 210, 245, 253, 258, 266, 267, 268, 269
ジスアゾ系:Pigment Red 37, 38, 41
モノアゾレーキ系:Pigment Red 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1, 49:2, 50:1, 52:1, 52:2, 53:1, 53:2, 57:1, 58:4, 63:1, 63:2, 64:1,68
ベンズイミダゾロン系:Pigment Red 171、175、176、185、208
ペリレン系:Solvent Red 135、179、Pigment Red 123、149、166、178、179、190、194、224
ジケトピロロピロール系:Pigment Red 254、255、264、270、272
縮合アゾ系:Pigment Red 220、144、166、214、220、221、242
アンスラキノン系:Pigment Red 168、177、216、Solvent Red 52、149、150、207
キナクリドン系:Pigment Red 122、202、206、207、209
【0092】
青色着色剤としては、フタロシアニン系、アントラキノン系があり、顔料系としては、Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、60、染料系としては、Solvent Blue 35、63、67、68、70、83、87、94、97、122、136等を使用することができる。これら以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
【0093】
緑色着色剤としては、同様にフタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系があり、例えば、Pigment Green 7、36、Solvent Green 3、5、20、28等を使用することができる。これら以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
【0094】
黄色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等があり、例えば、以下のものが挙げられる。
アントラキノン系:Solvent Yellow 163、Pigment Yellow 24、108、193、147、199、202
イソインドリノン系:Pigment Yellow 109、110、139、179、185
縮合アゾ系:Pigment Yellow 93、94、95、128、155、166、180
ベンズイミダゾロン系:Pigment Yellow 120、151、154、156、175、181
モノアゾ系:Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 61, 62, 62:1, 65, 73, 74, 75, 97, 100, 104, 105, 111, 116, 167, 168, 169, 182, 183
ジスアゾ系:Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 55, 63, 81, 83, 87, 126, 127, 152, 170, 172, 174, 176, 188, 198
【0095】
その他、色調を調整する目的で紫、オレンジ、茶色、黒等の着色剤を加えてもよい。具体的には、Pigment Violet 19、23、29、32、36、38、42、Solvent Violet 13、36、Pigment Orange 1、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、61、63、64、71、73、Pigment Brown 23、25、Pigment Black 1、7等を挙げることができる。
【0096】
このような着色剤の配合割合は、特に制限はないが、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、好ましくは0〜10質量部、特に好ましくは0.1〜5質量部の割合で充分である。
【0097】
また、本実施形態の光硬化性樹脂組成物には、エチレン性不飽和基含有カルボキシル基含有樹脂をアルカリ水溶液に不溶化、又は不溶化を助けるために、分子中に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を加えてもよい。このような化合物としては、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコール又はこれらのエチレオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、及びこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの多価アクリレート類;及びメラミンアクリレート、及び/又は上記アクリレートに対応する各メタクリレート類等が挙げられる。
【0098】
さらに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの多官能エポキシ樹脂にアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート樹脂や、さらにそのエポキシアクリレート樹脂の水酸基に、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのヒドロキシアクリレートとイソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネートのハーフウレタン化合物を反応させたエポキシウレタンアクリレート化合物等が挙げられる。このようなエポキシアクリレート系樹脂は、指触乾燥性を低下させることなく、光硬化性を向上させることができる。
【0099】
このような分子中に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物の配合量は、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、5〜100質量部の割合が好ましい。配合量が、5質量部未満の場合、光硬化性が低下し、活性エネルギー線照射後のアルカリ現像により、パターン形成が困難となる。一方、100質量部を超えた場合、アルカリ水溶液に対する溶解性が低下して、塗膜が脆くなる。より好ましくは、10〜70質量部である。
【0100】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物は、その塗膜の物理的強度等を上げるために、必要に応じて、フィラーを配合することができる。このようなフィラーとしては、公知の無機又は有機フィラーが使用できるが、特に硫酸バリウム、球状シリカ、ハイドロタルサイト及びタルクが好ましい。さらに、白色の外観や難燃性を得るために酸化チタンや金属酸化物、水酸化アルミなどの金属水酸化物を体質顔料フィラーとしても使用することができる。
【0101】
このようなフィラーの配合量は、組成物全体量の75質量%以下であることが好ましい。フィラーの配合量が、組成物全体量の75質量%を超えた場合、絶縁組成物の粘度が高くなり、塗布、成形性が低下したり、硬化物が脆くなる。より好ましくは0.1〜60質量%である。
【0102】
さらに、本実施形態の光硬化性樹脂組成物は、カルボキシル基含有樹脂の合成や組成物の調製のため、又は基板やキャリアフィルムに塗布するための粘度調整のため、有機溶剤を使用することができる。
【0103】
このような有機溶剤としては、ケトン類、芳香族炭化水素類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、エステル類、アルコール類、脂肪族炭化水素、石油系溶剤などを挙げることができる。より具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテートなどのエステル類;エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などである。このような有機溶剤は、単独で又は2種以上の混合物として用いられる。
【0104】
高分子材料の多くは、一度酸化が始まると、次々と連鎖的に酸化劣化が起き、高分子素材の機能低下をもたらすことから、本実施形態の光硬化性樹脂組成物には酸化を防ぐために(1)発生したラジカルを無効化するようなラジカル補足剤及び/又は(2)発生した過酸化物を無害な物質に分解し、新たなラジカルが発生しないようにする過酸化物分解剤などの酸化防止剤を添加することができる。
【0105】
ラジカル補足剤として働く酸化防止剤としては、例えば、ヒドロキノン、4−t−ブチルカテコール、2−t−ブチルヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−S−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン等のフェノール系、メタキノン、ベンゾキノン等のキノン系化合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−セバケート、フェノチアジン等のアミン系化合物等があげられる。
【0106】
ラジカル補足剤は市販のものであってもよく、例えば、アデカスタブ(登録商標)AO−30、アデカスタブAO−330、アデカスタブAO−20、アデカスタブLA−77、アデカスタブLA−57、アデカスタブLA−67、アデカスタブLA−68、アデカスタブLA−87(いずれもADEKA社製)、IRGANOX(登録商標)1010、IRGANOX1035、IRGANOX1076、IRGANOX1135、TINUVIN(登録商標) 111FDL、TINUVIN 123、TINUVIN 144、TINUVIN 152、TINUVIN 292、TINUVIN 5100(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
【0107】
過酸化物分解剤として働く酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト等のリン系化合物、ペンタエリスリトールテトララウリルチオプロピオネート、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート等の硫黄系化合物等が挙げられる。
【0108】
過酸化物分解剤は市販のものであってもよく、例えば、アデカスタブTPP(ADEKA社製)、マークAO−412S(アデカ・アーガス化学社製)、スミライザー(登録商標)TPS(住友化学社製)等が挙げられる。これら酸化防止剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。このような酸化防止剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0109】
また、高分子材料は光を吸収し、それにより分解・劣化を起こすことから、本実施形態の光硬化性樹脂組成物は紫外線に対する安定化対策を行うために、上述した酸化防止剤の他に、紫外線吸収剤を使用することができる。
【0110】
このような紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン及び2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体;2−エチルヘキシルサリチレート、フェニルサリチレート、p−t−ブチルフェニルサリチレート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート及びヘキサデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート誘導体;2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)エンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール及び2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール誘導体;ヒドロキシフェニルトリアジン、ビス(エチルヘキシルオキシフェノール)メトキシフェニルトリアジン等のトリアジン誘導体;メチル2,4-ジイソプロピルシンナメート、2エチルヘキシル-p-メトキシシンナメート等のシンナメート誘導体;メチルアントラニレート、フェニルアントラニレート、ベンジルアントラニレート等のアントラニレート誘導体;t−ブチルメトキシジベンゾイルメタン等のジベンゾイルメタン誘導体等が挙げられる。
【0111】
紫外線吸収剤としては、市販のものであってもよく、例えば、TINUVIN PS、TINUVIN 99−2、TINUVIN 109、TINUVIN 384−2、TINUVIN 900、TINUVIN 928、TINUVIN 1130、TINUVIN 400、TINUVIN 405、TINUVIN 460、TINUVIN 479(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
【0112】
このような紫外線吸収剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができ、酸化防止剤と併用することで本実施形態の光硬化性樹脂組成物より得られる成形物の安定化が図れる。
【0113】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、微粉シリカ、有機ベントナイト、モンモリロナイトなどの公知の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系などの消泡剤及び/又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系等のシランカップリング剤、酸化防止剤、防錆剤などのような公知の添加剤類を配合することができる。
【0114】
また、本実施形態における光硬化性樹脂組成物に含まれる重合性化合物の熱的な重合または経時的な重合を防止するために、重合禁止剤を用いることができる。
このような熱重合禁止剤としては、例えば、4−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキルまたはアリール置換ハイドロキノン、t−ブチルカテコール、ピロガロール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−メトキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチアジン、クロラニル、ナフチルアミン、β−ナフトール、2,6−ジ−t−ブチル−4−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ピリジン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、4−トルイジン、メチレンブルー、銅と有機キレート剤反応物、サリチル酸メチル、及びフェノチアジン、ニトロソ化合物、ニトロソ化合物とAlとのキレート等が挙げられる。
【0115】
本実施形態の光硬化性樹脂組成物には、層間の密着性、又は感光性樹脂層と基材との密着性を向上させるために、密着促進剤を用いることができる。
このような密着促進剤としては、例えば、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、3−モルホリノメチル−1−フェニル−トリアゾール−2−チオン、5−アミノ−3−モルホリノメチル−チアゾール−2−チオン、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アミノ基含有ベンゾトリアゾール、シランカップリング剤等が挙げられる。
【0116】
このように構成される本実施形態の光硬化性樹脂組成物は、所定の組成で調製した後、例えば、有機溶剤で塗布方法に適した粘度に調整し、基材上に、ディップコート法、フローコート法、ロールコート法、バーコーター法、スクリーン印刷法、カーテンコート法等の方法により塗布し、揮発乾燥して乾燥塗膜が形成される。
【0117】
塗布後の揮発乾燥は、熱風循環式乾燥炉、IR炉、ホットプレート、コンベクションオーブン等(蒸気による空気加熱方式の熱源を備えたものを用いて乾燥機内の熱風を向流接触させる方法及びノズルより支持体に吹き付ける方式)を用いて約60〜100℃の温度で行うことができる。
【0118】
また、光硬化性樹脂組成物よりドライフィルムを形成し、これを基材上に張り合わせることにより、乾燥塗膜を形成してもよい。
ドライフィルムは、例えばポリエチレンテレフタレート等のキャリアフィルムと、ソルダーレジスト層などの乾燥塗膜と、必要に応じて用いられる剥離可能なカバーフィルムとが、この順序に積層された構造を有するものである。
【0119】
乾燥塗膜は、光硬化性樹脂組成物をキャリアフィルム又はカバーフィルムに塗布・乾燥して得られる層である。このような乾燥塗膜は、本実施形態の光硬化性樹脂組成物をブレードコーター、リップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等で、キャリアフィルムに、10〜150μmの厚さで均一に塗布し、乾燥して形成される。そして、さらに必要に応じてカバーフィルムを積層することにより、ドライフィルムが形成される。このとき、光硬化性樹脂組成物をカバーフィルムに塗布、乾燥した後、キャリアフィルムを積層してもよい。
【0120】
キャリアフィルムとしては、例えば2〜150μmの厚みのポリエステルフィルム等の熱可塑性フィルムが用いられる。
カバーフィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を使用することができるが、ソルダーレジスト層との接着力が、キャリアフィルムよりも小さいものが良い。
【0121】
このようなドライフィルムを用いて、カバーフィルムが用いられた場合はこれを剥がし、乾燥塗膜と基材を重ね、ラミネーター等を用いて張り合わせることにより、基材上に乾燥塗膜が形成される。なお、キャリアフィルムは、後述する露光の前又は後に剥離すれば良い。
【0122】
このとき、乾燥塗膜が形成される基材としては、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス布エポキシ、ガラスポリイミド、ガラス布/不繊布エポキシ、ガラス布/紙エポキシ、合成繊維エポキシ、フッ素・ポリエチレン・PPO・シアネートエステル等を用いた高周波回路用銅張積層版等の材質を用いたもので全てのグレード(FR−4等)の銅張積層版、その他ポリイミドフィルム、PETフィルム、ガラス基板、セラミック基板、ウエハ板等を挙げることができる。
【0123】
さらに、接触式(又は非接触方式)により、パターンを形成したフォトマスクを通して、選択的に活性エネルギー線により露光もしくはレーザーダイレクト露光機により直接パターン露光する。
【0124】
活性エネルギー線照射に用いられる露光機としては、直接描画装置(例えばコンピューターからのCADデータにより直接レーザーで画像を描くレーザーダイレクトイメージング装置)、メタルハライドランプを搭載した露光機、(超)高圧水銀ランプを搭載した露光機、水銀ショートアークランプを搭載した露光機、もしくは(超)高圧水銀ランプ等の紫外線ランプを使用した直接描画装置を用いることができる。
【0125】
活性エネルギー線としては、波長が350〜410nmにあるレーザー光を用いることが好ましい。波長をこの範囲とすることにより、光開始剤から効率よくラジカルを生成することができる。この範囲のレーザー光を用いていればガスレーザー、固体レーザーのいずれでもよい。また、その露光量は膜厚等によって異なるが、一般には5〜200mJ/cm、好ましくは5〜100mJ/cm、さらに好ましくは5〜50mJ/cmである。
【0126】
直接描画装置としては、例えば、日本オルボテック社製、ペンタックス社製等のものを使用することができ、波長が350〜410nmのレーザー光を発振する装置であればいずれの装置を用いてもよい。
【0127】
そして、このようにして露光することにより、露光部(活性エネルギー線により照射された部分)を硬化させ、未露光部を希アルカリ水溶液(例えば、0.3〜3wt%炭酸ナトリウム水溶液)により現像して、硬化物(パターン)が形成される。
【0128】
このとき、現像方法としては、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等によることができる。また、現像液としては、炭酸ナトリウムの他、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、アミン類等のアルカリ水溶液を用いることができる。
【0129】
さらに、熱硬化成分を含む場合、例えば約140〜180℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、カルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基と、分子中に2つ以上の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化成分が反応し、耐熱性、耐薬品性、耐吸湿性、密着性、電気特性等の諸特性に優れた硬化物を形成することができる。
【実施例】
【0130】
以下に実施例及び比較例を示して具体的に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではないことはもとよりである。尚、以下において「部」及び「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
【0131】
[カルボキシル基含有樹脂(A−1)の合成]
温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキサイド導入装置及び撹拌装置を備えたオートクレーブに、ノボラック型クレゾール樹脂(昭和高分子社製、商品名:ショーノールCRG951、OH当量:119.4)119.4g、水酸化カリウム1.19g及びトルエン119.4gを仕込み、撹拌しつつ系内を窒素置換し、加熱昇温した。
【0132】
次に、プロピレンオキサイド63.8gを徐々に滴下し、125〜132℃、0〜4.8kg/cmで16時間反応させた。その後、室温まで冷却し、この反応溶液に89%リン酸1.56gを添加混合して水酸化カリウムを中和し、不揮発分62.1%、水酸基価が182.2g/eq.であるノボラック型クレゾール樹脂のプロピレンオキサイド反応溶液を得た。これは、フェノール性水酸基1当量当りアルキレンオキサイドが平均1.08モル付加しているものであった。
【0133】
得られたノボラック型クレゾール樹脂のアルキレンオキサイド反応溶液293.0g、アクリル酸43.2g、メタンスルホン酸11.53g、メチルハイドロキノン0.18g及びトルエン252.9gを、撹拌機、温度計及び空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、110℃で12時間反応させた。反応により生成した水は、トルエンとの共沸混合物として、12.6gの水が留出した。その後、室温まで冷却し、得られた反応溶液を15%水酸化ナトリウム水溶液35.35gで中和し、次いで水洗した。
【0134】
その後、エバポレーターにてトルエンをジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート118.1gで置換しつつ留去し、ノボラック型アクリレート樹脂溶液を得た。次に、得られたノボラック型アクリレート樹脂溶液332.5g及びトリフェニルホスフィン1.22gを、撹拌器、温度計及び空気吹き込み管を備えた反応器に仕込み、空気を10ml/分の速度で吹き込み、撹拌しながら、テトラヒドロフタル酸無水物60.8gを徐々に加え、95〜101℃で6時間反応させた。固形物の酸価88mgKOH/g、不揮発分71%のカルボキシル基含有感光性樹脂を得た。以下、この反応溶液を樹脂溶液A−1と称す。
【0135】
[カルボキシル基含有樹脂(A−2)の合成]
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート600gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、EPICLON(登録商標) N−695、軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6)1070g(グリシジル基数(芳香環総数):5.0モル)、アクリル酸360g(5.0モル)、及びハイドロキノン1.5gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。
【0136】
次いで、トリフェニルホスフィン4.3gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液に芳香族系炭化水素(ソルベッソ150)415g、テトラヒドロ無水フタル酸456.0g(3.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行い、冷却後、固形分酸価89mgKOH/g、固形分65%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−2とする。
【0137】
これら樹脂溶液A−1、A−2及び市販の樹脂溶液A−3、A−4を用い、表1に示す種々の成分、割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、ソルダーレジスト用光硬化性樹脂組成物を調製した。ここで、得られた感光性樹脂組成物の分散度を、エリクセン社製グラインドメータによる粒度測定にて評価したところ、15μm以下であった。
【0138】
【表1】

備考
*1:ZFR-1401H(固形分:65.0%、固形分酸価:100 日本化薬社製)
*2:ZCR-1601H(固形分:65.0%、固形分酸価:100 日本化薬社製)
*3:2-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(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*4: 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]1,1-(O-アセチルオキシム)(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*5:エポキシ化ポリブタジエン化合物(ダイセル化学社製)
*6:ビスマレイミド化合物(DIC社製 MIA-200)
*7:4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社製 BMI-1000H)
*8:3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド(大和化成工業社製 BMI-5100)
*9:1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン(大和化成工業社製 BMI-TMH)
*10:2,4,6-トリメルカプト-s-トリアジン(三協化成社製 ジスネット F)
*11:1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工社製 カレンズ MTBD1)
*12: 2−メルカプトベンゾチアゾール(川口化学工業社製 アクセル M)
*13:ビスフェノール型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製)
*14:ブロックイソシアネート(旭化成ケミカルズ社製)
*15:メチル化メラミン樹脂(三和ケミカル社製)
*16:酸化防止剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*17:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製)
*18:B−30(堺化学社製)
*19:C.I.Pigment Blue 15:3
*20:C.I.Pigment Yellow 147
*21:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
【0139】
性能評価:
<最適露光量>
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、バフロール研磨後、水洗し、乾燥させた銅厚35μmの回路パターン基板に、それぞれスクリーン印刷法により全面に塗布し、80℃の熱風循環式乾燥炉で60分間乾燥させた。
【0140】
乾燥後、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いてステップタブレット(Kodak No.2)を介して露光し、現像(30℃、0.2MPa、1wt%NaCO水溶液)を60秒で行った際残存するステップタブレットのパターンが7段の時を最適露光量とした。
【0141】
<現像性>
表1に記載の実施例及び比較例の組成物を、銅ベタ基板上にスクリーン印刷法により乾燥後、約25μmになるように塗布し、80℃の熱風循環式乾燥炉で30分間乾燥させた。乾燥後、1質量%炭酸ナトリウム水溶液によって現像を行い、乾燥塗膜が除去されるまでの時間をストップウォッチにより計測した。
【0142】
特性試験:
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、パターン形成された銅箔基板上にスクリーン印刷で乾燥後の膜厚が20μmになるように全面塗布し、80℃で30分乾燥し、室温まで放冷する。この基板に高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて最適露光量でソルダーレジストパターンを露光し、30℃の1wt%NaCO水溶液をスプレー圧2kg/cmの条件で60秒間現像を行い、レジストパターンを得た。
【0143】
この基板を、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cmの条件で紫外線照射した後、170℃で60分加熱して硬化した。得られたプリント基板(評価基板)に対して以下のように特性を評価した。
【0144】
<耐無電解金めっき性>
市販品の無電解ニッケルめっき浴及び無電解金めっき浴を用いて、ニッケル0.5μm、金0.03μmの条件でめっきを行い、テープピールにより、レジスト層の剥がれの有無やめっきのしみ込みの有無を評価した後、テープピールによりレジスト層の剥がれの有無を評価した。判定基準は以下のとおりである。
◎:染み込み、剥がれが見られない
○:めっき後に少し染み込みが確認されるが、テープピール後は剥がれない
△:めっき後にほんの僅かしみ込みが見られ、テープピール後に剥がれも見られる
×:めっき後に剥がれが有る
【0145】
<加湿試験(HAST)後の絶縁性>
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、クシ型電極(ライン/スペース=50μm/50μm)が形成された基板に塗布し、露光・現像した後、熱硬化して、評価基板を作製した。この評価基板を、130℃、湿度85%の雰囲気下の高温高湿槽に入れ、電圧5Vを荷電し、192時間、HAST(Highly Accelerated Stress Test)を行った。HAST後の電気絶縁性を測定した。
【0146】
<TCT耐性>
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物を、2mmの銅ラインパターンが形成された基板に塗布し、露光・現像した後、熱硬化して、銅ライン上に3mm角のレジストパターンが形成された評価基板を作製した。この評価基板を、−65℃と150℃の間で温度サイクルが行われる冷熱サイクル機に入れ、TCT(Thermal Cycle Test)を行った。そして、600サイクル時、800サイクル時および1000サイクル時の外観を観察した。
◎:1000サイクルで異常なし
○:800サイクルで異常なし、1000サイクルでクラック発生
△:600サイクルで異常なし、800サイクルでクラック発生
×:600サイクルでクラック発生
【0147】
<PCT耐性>
表1に記載の各実施例及び比較例の組成物の硬化物(硬化皮膜)を形成した評価基板を、PCT装置(エスペック株式会社製 HAST SYSTEM TPC−412MD)を用いて、121℃、飽和、0.2MPaの条件で、168、192時間、PCT(Pressure Cooker Test)を行った。そして、処理後の塗膜の状態を評価した。判定基準は以下の通りである。
◎:192時間膨れ、剥がれ、変色、溶出のないもの
○:168時間膨れ、剥がれ、変色、溶出のないもの
△:若干の膨れ、剥がれ、変色、溶出があるもの
×:膨れ、剥がれ、変色、溶出が多く見られるもの
【0148】
ドライフィルム評価:
実施例1及び比較例1の感光性樹脂組成物を、以下に示す方法にて評価基板を作成し、同様に評価を行った。
<ドライフィルム作製>
実施例1及び比較例1の光硬化性樹脂組成物を、それぞれメチルエチルケトンで適宜希釈した後、アプリケーターを用いて、乾燥後の膜厚が20μmになるようにPETフィルム(東レ製 FB−50:16μm)に塗布し、80℃で30分乾燥させドライフィルムを得た。
【0149】
<基板作製>
回路形成された基板をバフ研磨した後、上記方法にて作製したドライフィルムを、真空ラミネーター(名機製作所製 MVLP(登録商標)−500)を用いて加圧度:0.8MPa、70℃、1分、真空度:133.3Paの条件で加熱ラミネートして、未露光のソルダーレジスト層を有する基板(未露光の基板)を得た。
評価結果を表2に示す。
【表2】

【0150】
表2に示されるように、エポキシ化ポリブタジエン化合物およびマレイミド化合物を用いた実施例1〜8の場合では、比較例1〜4と比較して光硬化性を低下させることなく、良好なHAST、TCT耐性及びPCT耐性を得ることができることがわかる。特に、マレイミド化合物とメルカプト化合物を併用した実施例2〜8においては、下地との密着性に優れ、PCT耐性が向上していることがわかる。
【0151】
一方、マレイミド化合物を用いていない比較例1、2、4では、TCT耐性及びPCT耐性が劣り、得られた硬化塗膜について脆い塗膜であった。特に、エポキシ化ポリブタジエン化合物およびマレイミド化合物を用いていない比較例1では、TCT耐性及びPCT耐性がさらに劣るとともに、得られた硬化塗膜について脆い塗膜であった。また、メルカプト化合物を用いている比較例4では、TCT耐性及びPCT耐性が若干向上したものの、硬化塗膜として満足できるものではなかった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボン酸含有樹脂、光重合開始剤、エポキシ化ポリブタジエン化合物、マレイミド化合物を含むことを特徴とする光硬化性樹脂組成物。
【請求項2】
さらにメルカプト化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の光硬化性樹脂組成物を、フィルムに塗布・乾燥して得られる乾燥塗膜を備えることを特徴とするドライフィルム。
【請求項4】
基材上に、請求項1または請求項2に記載の光硬化性樹脂組成物を塗布・乾燥して、又は前記光硬化性樹脂組成物をフィルム上に塗布・乾燥して得られたドライフィルムをラミネートして、前記基材上に形成された乾燥塗膜を、活性エネルギー線の照射により光硬化させて得られることを特徴とする硬化物。
【請求項5】
基材上に、請求項1または請求項2に記載の光硬化性樹脂組成物を塗布・乾燥して、又は前記光硬化性樹脂組成物をフィルム上に塗布・乾燥して得られたドライフィルムをラミネートして、前記基材上に形成された乾燥塗膜を、活性エネルギー線の照射により光硬化させて得られる硬化物のパターンを有することを特徴とするプリント配線板。

【公開番号】特開2011−42711(P2011−42711A)
【公開日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−190197(P2009−190197)
【出願日】平成21年8月19日(2009.8.19)
【出願人】(591021305)太陽ホールディングス株式会社 (327)
【Fターム(参考)】