説明

感光性樹脂組成物

【課題】 超高感度性と、優れた現像性及び広い熱管理幅とを兼備させる。
【解決手段】 ノボラック型エポキシ樹脂にアクリル酸を反応させたエポキシビニルエステル樹脂に、多塩基酸無水物を反応させ、次いで、該反応によって形成された酸基にグリシジルメタクリレートを反応させ、更に、この反応によって生じる2級水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得られる多分岐状の分子構造を有する酸基含有ビニルエステル樹脂であって、かつ、ラジカル重合性不飽和二重結合を芳香環1個あたり、1.75〜3.5個となる割合で有し、かつ、酸基を酸価が30〜150mgKOH/gとなる範囲で含有する酸基含有ビニルエステル樹脂と、光重合開始剤とを必須成分とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に活性エネルギー線に対する感度に優れ、かつ、アルカリ現像性が良好で、更に予備乾燥時の熱管理幅が広い、レジストインキ用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
プリント配線板のソルダーレジストパターン形成法は、硬化膜の耐薬品性や耐溶剤性に優れる点からアルカリ現像方式が広く用いられており、このアルカリ現像方式に使用されるアルカリ現像型レジストインキは、一般に、エポキシ樹脂に不飽和モノカルボン酸を反応させ、さらに多塩基酸無水物を付加させて得られる酸ペンダント型エポキシビニルエステル化合物が主剤として用いられている。
【0003】
近年、かかるアルカリ現像方式によるソルダーレジストパターン形成法に採用される露光システムとして、レーザー光による直接露光方式(レーザーダイレクトイメージング方式)が提案され注目を集めている。レーザー光による直接露光方式は、従来のマスクパターンによるUV露光方式に比較して、より高精度のパターンを形成可能であるという特徴を有し、基板の小型化や高集積化に非常に有用な露光方式である。
【0004】
しかしながら、レーザー光により得られる露光エネルギーはUV光に対し約1/10〜1/100と非常に小さく、従来汎用されているアルカリ現像型レジストインキでは十分な硬化性が得られないものであった。そこで、このようなレーザー光による直接露光方式に対応できる超高感度のレジストインキが求められている。
【0005】
更に、従来型のマスクパターンによるUV露光方式によりによって硬化させるシステムにおいても、近年、生産ラインの高速化により、ソルダーレジストパターン形成時の露光エネルギーが減少する傾向にあり、そのため低露光エネルギーであっても優れた硬化性を発現する超高感度のレジストインキへの要求が高まっている。
【0006】
このような、高感度化のニーズの高まりを受け、例えばエポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸と二塩基酸無水物とを反応させて得られる酸ペンダント型エポキシビニルエステル化合物に、グリシジルメタクリレートに代表されるエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体を反応させてポリマー構造中により多くの不飽和二重結合を導入することによって感光性樹脂の高感度化を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
しかしながら、エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体を酸ペンダント型エポキシビニルエステル化合物に反応させてビニルエステル樹脂を製造する場合、当該エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体は酸ペンダント型エポキシビニルエステル化合物中のカルボキシル基と反応して酸基を消費してしまうため、アルカリ現像性の低下が避けられないものであった。更に、当該ビニルエステル樹脂において、一層の超高感度化を目指してエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体の付加量を増加させた場合、現像速度の著しい低下を招くことはもとより、予備乾燥時の熱管理幅が著しく狭くなってしまう、という煩わしさがあった。ここで、予備乾燥時の熱管理幅とは、塗膜を加熱乾燥した後に未露光部分を現像する際の当該加熱乾燥の熱的許容限度、即ち現像性を維持可能な範囲内で許容される加熱乾燥条件の管理範囲をいう。よって、熱管理幅が狭い場合、アルカリ現像型レジストインキをプリント配線板へ塗布し、その溶剤を除去する乾燥過程で、その許容範囲を超えた時間又は温度条件により塗布膜の樹脂組成物が硬化をし始め、その後に露光し、現像しても未露光部分が現像液により除去され難く、そのため十分な乾燥ができなくなることから現像後においても溶剤が残存し、タック性が残ってしまう、という問題を引き起こしていた。
このように、従来のエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体を酸ペンダント型エポキシビニルエステル化合物に反応させて得られるタイプのビニルエステル樹脂は、アルカリ現像性に必要な酸価と、感度に寄与する不飽和二重結合の数とが相互に背反する関係になり、近年要求される前記した超高感度化を実現すべくエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体の変性量を増大させた場合、アルカリ現像性の低下、予備乾燥時の熱管理幅の狭小化を招くものであった。一方、アルカリ現像性および予備乾燥時の熱管理幅の拡大を指向して当該変性量を抑制した場合には、当然乍ら近年要求される超高感度化を図ることができないものであった。
【0008】
従って、これまでアルカリ現像型レジストインキの分野では、レーザー光による直接露光方式へ対応でき、低露光エネルギーであっても優れた硬化性を発現する超高感度性と、優れた現像性及び広い熱管理幅とを兼備させることができないのが現状であった。
【0009】
【特許文献1】特開平10−282665号公報(第3−5頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、レーザー光による直接露光方式へ対応可能で、かつ、低露光エネルギーであっても優れた硬化性を発現する超高感度性と、優れた現像性及び広い熱管理幅とを兼備したアルカリ現像型レジストインキ用組成物を提供すること、並びにこのような特性をアルカリ現像型レジストインキ用組成物に付与し得るビニルエステル樹脂を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、酸ペンダント型エポキシビニルエステル化合物に、エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体及び多塩基酸無水物を反応させることによって、ビニルエステル樹脂の分子構造を多段的かつ高分岐状構造にすることにより、アルカリ現像に十分な酸価を確保できると共に、分岐状構造の末端に不飽和二重結合を高濃度で導入することが可能となることから当該ビニルエステル樹脂の感度が飛躍的に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)及び光重合開始剤(B)を必須成分とすることを特徴とする感光性樹脂組成物であって、前記酸基含有ビニルエステル樹脂(A)が、
芳香族系エポキシ樹脂(a1)とラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)との反応生成物であるエポキシビニルエステル樹脂(v1)に、多塩基酸無水物(a3)を反応させ、次いで、該反応によって形成された酸基にラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)を反応させ、更に、この反応によって生じる2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる多分岐状の分子構造を有する酸基含有ビニルエステル樹脂であって、かつ、ラジカル重合性不飽和二重結合を該酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、1.75〜3.5個となる割合で有しており、かつ、酸基を該酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の酸価が30〜150mgKOH/gとなる範囲で含有するものであることを特徴とする感光性樹脂組成物に関する。
【0012】
更に、本発明は、ノボラック型エポキシ樹脂に、(メタ)アクリル酸又はその脂肪族環状エステル化合物変性物を反応させたエポキシビニルエステル樹脂に、多塩基酸無水物(a3)を反応させ、次いで、該反応によって形成された酸基にラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)を反応させ、更に、この反応によって生じる2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる多分岐状の分子構造を有する酸基含有ビニルエステル樹脂であって、かつ、前記酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合(b4)を1.75〜3.5個有しており、かつ、酸基を該酸基含有ビニルエステル樹脂の酸価が30〜150mgKOH/gとなる範囲で含有するものであることを特徴とする新規ビニルエステル樹脂に関する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、レーザー光による直接露光方式へ対応可能で、かつ、低露光エネルギーであっても優れた硬化性を発現する超高感度性と、優れた現像性及び広い熱管理幅とを兼備したアルカリ現像型レジストインキ用組成物、並びにこのような特性をアルカリ現像型レジストインキ用組成物に付与し得るビニルエステル樹脂を提供できる。
従って、本発明のアルカリ現像型レジストインキ用組成物は、活性エネルギー線に対する感度に優れることから、レーザー光による直接露光方式、及び生産性に優れる省エネルギータイプの硬化システムへの対応が可能となる他、アルカリ現像性と予備乾燥時の熱管理幅が広い為、乾燥性が良好であり、熱硬化後に得られる塗膜の密着性、半田耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性などの特性バランスの良い硬化物を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明で用いる酸基含有ビニルエステル樹脂(A)は、芳香族系エポキシ樹脂(a1)とラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)とを反応させてエポキシビニルエステル樹脂(v1)とした後、次いで、該反応によって生成した2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)を反応させて酸基を形成し、次いで、該酸基に対して、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)を反応させて分子末端にラジカル重合性不飽和二重結合が導入され、次いで、この反応によって生成した2級水酸基に、更に多塩基酸無水物(a3)を反応させて分子中に新たな酸基が形成された分子構造を採る。このように、前記エポキシビニルエステル樹脂(v1)中の2級水酸基が分岐点となって高分子量化していくため、酸基ビニルエステル樹脂(A)は、全体として高分岐な構造を形成している。
【0015】
更に、上記の如き方法によって形成されたラジカル重合性不飽和二重結合と酸基とを有する多分岐構造のビニルエステル樹脂は、更に、該樹脂に更にラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)が反応、次いで、多塩基酸無水物(a3)が反応する、というようにこれらが交互に順次複数回に亘って反応することで、高次元な酸基含有ビニルエステル樹脂を形成し得るものである。
【0016】
従って、前記エポキシビニルエステル樹脂(v1)中の末端不飽和二重結合を第一世代のラジカル重合性不飽和二重結合とした場合、該樹脂中の2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)が反応し、次いで、該多塩基酸無水物(a3)が開環して生成する酸基にラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)が反応した場合、該ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)によって導入される不飽和二重結合は第二世代のラジカル重合性不飽和二重結合となる。更に、同様にしてこの樹脂中の2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)が反応し、次いで、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)が反応した場合、該反応によって導入されたラジカル重合性不飽和二重結合は、第三世代のラジカル重合性不飽和二重結合となる。
【0017】
ここで、芳香族系エポキシ樹脂(a1)とは、ベンゼン環やナフタレン環などの芳香環にグリシジルオキシ基が核置換している構造のエポキシ樹脂であり、このようなエポキシ樹脂を出発原料とすることで、最終的に得られる酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を硬化させた際の硬化物が耐熱性、塗膜強度、更に耐薬品性に優れたものとなる。かかる芳香族系エポキシ樹脂(a1)は、具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ハロゲン化フェノールノボラック樹脂、炭素原子数2〜4のアルキル基を置換基として有するフェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂などのノボラック樹脂と、エピクロルヒドリン、メチルエピクロルヒドリン等とを反応させて得られるノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、テトラブロムビスフェノールA等のビスフェノール類とエピクロルヒドリン、メチルエピクロルヒドリン等とを反応させて得られるビスフェノール類のジグリシジルエーテル;前記ビスフェノール類のジグリシジルエーテルを、更にビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、テトラブロムビスフェノールA等で高分子量化させたビスフェノール型エポキシ樹脂;前記ビスフェノール類のジグリシジルエーテルを、カルボキシル基末端ブチロニトリルゴム、カルボキシル基末端ポリエステル、二塩基酸等で高分子量化させた変性ビスフェノール型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレンのジグリシジエーテル、ビス(2,7−ジヒドロキシナフチル)メタンのテトラグリシジルエーテルなどのナフタレン系エポキシ樹脂;トリスフェノールメタン、トリスクレゾールメタン等とエピクロルヒドリン、メチルエピクロルヒドリン等とを反応させて得られるトリスフェノールメタン型エポキシ樹脂;ビフェニルジグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0018】
これらの中でも、一分子中の二重結合数を効率的に増加させることが可能なことから、繰り返し構造を有する多官能型エポキシ樹脂が好ましく、得られる硬化物の耐熱性、耐薬品性が良好なことから特にノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。かかるノボラック型エポキシ樹脂は、最終的に得られる分岐状ビニルエステル樹脂が球状構造をとり易く、優れた感度を発現し易いこと、更に、当該分岐状ビニルビニルエステル樹脂の粘度が適度に低くレジストインキにした際の作業性、予備乾燥時の乾燥性に優れる点から平均核体数4〜11のものであることが好ましい。また、ノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、特に流動性と耐熱性とのバランスに優れる点からフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、炭素原子数2〜4のアルキル基を置換基として有するフェノールノボラック樹脂が好ましい。
【0019】
また、前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)は、その軟化点が50〜105℃の範囲が好ましく、特にレジストインキとして用いた際の予備乾燥時の乾燥性や、得られる硬化物の耐熱性が良好となる点から65〜100℃の範囲であることがより好ましい。
【0020】
前記ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)は、例えば、(メタ)アクリル酸(a2−1)、或いは、1分子内に2つ以上のエステル結合を有し、かつ、分子片末端にカルボキシル基を有する不飽和化合物(a2−2)が挙げられる。ラジカル重合性不飽和二重結合の濃度が高くなって感度が良好となる点からは(メタ)アクリル酸(a2−1)が好ましい。一方、後者の1分子内に2つ以上のエステル結合を有し、かつ、分子片末端にカルボキシル基を有する不飽和化合物(a2−2)は、最終的に得られる酸基含有ビニルエステル樹脂の極性が高くなって、アルカリ現像性が良好となる点から好ましい。当該不飽和化合物(a2−2)としては、例えば、脂肪族ポリエステルポリオールに、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物などの二塩基酸無水物を反応させてハーフエステルを得、これを(メタ)アクリル酸と反応させた化合物や、下記構造式(1)
【0021】
【化1】

(式中、Rは水素原子又はメチル基、Rは炭素原子数2〜6の芳香族炭化水素基を表し、nは1〜6の整数を表す。)
で表される化合物が挙げられる。前記一般式(1)で表される化合物としては、(メタ)アクリル酸にε−カプロラクトンを反応させ分子伸長したポリラクトン(メタ)アクリレートや、(メタ)アクリル酸ダイマーが挙げられる。
【0022】
前記不飽和化合物(a2−2)のなかでも、特にアルカリ現像性が良好である点から前記一般式(1)で表される化合物が好ましく、特に、一般式(1)中、nが1乃至6である場合には、硬化物に十分な柔軟性が付与され、近年、需要が伸びているフレキシブル基板へ適用することが可能となる。
【0023】
また、一般式(1)で表され、かつ、該一般式(1)中nが1乃至6である化合物は、(メタ)アクリル酸と併用することが好ましく、この際、前者:後者のモル比が20:80〜99:1となる範囲であることが、最終的に得られる酸基含有ビニルエステル樹脂(A)をレジストインキとして用いる場合の感度、現像性、及び予備乾燥時の乾燥性とのバランスに優れる点から好ましい。
【0024】
次に、前記多塩基酸無水物(a3)は、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、ドデシル無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチルテトラヒドロ無水フタル酸、4−メチルテトラヒドロ無水フタル酸、3−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、3,4−ジメチルテトラヒドロ無水フタル酸、4−(4−メチル−3−ペンテニル)テトラヒドロ無水フタル酸、3−ブテニル−5,6−ジメチルテトラヒドロ無水フタル酸、3,6−エンドメチレン−テトラヒドロ無水フタル酸、7−メチル−3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物等の脂肪族酸無水類;無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水クロレンド酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物等の芳香物酸無水物が挙げられる。
【0025】
これらの中でも酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の溶剤溶解性が良好となる点からテトラヒドロ無水フタル酸又はヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。また、レジストインキとして用いた際の熱管理幅やアルカリ現像性が特に顕著に優れる点から無水コハク酸であることが好ましい。従って、本発明では、多塩基酸無水物(a3)として、無水コハク酸と、テトラヒドロ無水フタル酸又はヘキサヒドロ無水フタル酸とを併用することが好ましく、特に無水コハク酸は、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を合成する際の最終段階で反応させて多段的分子構造の最も後段に無水コハク酸由来の酸基が位置していることが熱管理幅やアルカリ現像性の改善効果が顕著なものとなる点から好ましい。
【0026】
以上の詳述した芳香族系エポキシ樹脂(a1)とラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)とを反応させて得られるエポキシビニルエステル樹脂(v1)に、更に、多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)は、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂を前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)として用いる場合、例えば、下記の一般式(2)で表すことができる。
【0027】
【化2】



ここで、一般式(2)中、R及びRは、一般式(1)と同義であり、lはそれぞれ独立的に0〜6の整数を表す。Rは炭素原子数2〜10の直鎖脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を表わし、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、mは0〜9の整数を表す。
また、ビスフェノール型エポキシ樹脂を芳香族系エポキシ樹脂(a1)として用いる場合には、酸基含有エポキシビニルエステル樹脂(v2)は下記一般式(3)で表すことができる。
【0028】
【化3】



ここで、一般式(3)中、R及びRは、一般式(1)と同義であり、lはそれぞれ独立的に0〜6の整数を表す。Rは炭素原子数2〜10の直鎖脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を表わし、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、pは0〜4の整数を表す。
【0029】
これらのなかでも特に、ノボラック型エポキシ樹脂を前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)として用いたエポキシビニルエステル樹脂、とりわけ上記一般式(2)で表される酸ペンダント型エポキシビニルエステル樹脂が、ラジカル重合性不飽和二重結合量をより多くポリマー構造中に導入することが可能で、最終的に得られる酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の感度が良好となる点から好ましい。
【0030】
上記酸基ビニルエステル樹脂(v2)は、次いで、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)、次いで、多塩基酸無水物(a3)と順次反応することで、分岐構造が形成され、第二世代、更に三世代以上の二重結合が形成されて酸基含有ビニルエステル樹脂(A)となる。本発明では、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)がこのような多分岐構造をとることから、超高感度性と、優れた現像性及び広い熱管理幅とが兼備される。
【0031】
以上のようにして酸基含有ビニルエステル樹脂(A)中に導入されたラジカル重合性不飽和二重結合の総数は、前記した通り酸基含有ビニルエステル樹脂(A)中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合を1.75〜3.5個となる割合である。本発明ではこのように従来の酸基含有ビニルエステル樹脂に比べ多くのラジカル重合性不飽和二重結合が樹脂構造中に導入されることで、極めて優れた超高感度性が発現される。ここで、芳香環1個あたりのラジカル重合性不飽和二重結合の数とは、当該ラジカル重合性不飽和二重結合の総数を、該樹脂(A)を構成する総芳香環数で除した値である。従って、例えば、前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)としてノボラック型エポキシ樹脂を用いた場合であれば、該ノボラック樹脂を構成するベンゼン環又はナフタレン環の1個あたりのラジカル重合性不飽和二重結合の数を意味する。例えば、酸基含有エポキシビニルエステル樹脂(v2)として前記一般式(2)で表されるものを用いた場合、最終的に得られる酸基含有ビニルエステル樹脂(A)中のラジカル重合性不飽和二重結合の総数を[m+2]で除した値となる。一方、前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)としてビスフェノール型エポキシ樹脂を用いる場合、例えば、酸基含有エポキシビニルエステル樹脂(v2)として前記一般式(3)で表されるものを用いた場合では、ビスフェノールの繰り返し単位に芳香環が2つあるため、ラジカル重合性不飽和二重結合の総数を[2p+2]で除した値となる。
このように、本発明における「芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合を1.75〜3.5個となる割合」とは、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の分子の大きさに比べより多くのラジカル重合性不飽和二重結合が分子構造内に含まれていることを意味する。一方、芳香環1個あたりラジカル重合性不飽和二重結合が3.5個を越える割合で含まれる場合には、芳香族骨格に起因して達成される硬化塗膜における耐熱性、塗膜硬度、及び耐薬品性が得られなくなる。このような観点から、特に優れた超高感度性を実現させるには、酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合を2.0〜3.5個となる割合であることが好ましい。
【0032】
また、優れた現像性及び広い熱管理幅を実現する点から、該酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の酸価は30〜150mgKOH/gであり、特に40〜120mgKOH/gであることが好ましい。
【0033】
前記酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の具体的構造は、前記した芳香族系エポキシ樹脂(a1)、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)、多塩基酸無水物(a3)、及びラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)の種類、及びこれらの反応順序により種々選択することができる。例えば、前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)としてノボラック型エポキシ樹脂を用い、かつ、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)として、グリシジルメタクリレートを用いた場合であって、第二世代までのラジカル重合性不飽和二重結合を有し、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)中の芳香環1個あたりラジカル重合性不飽和二重結合を2個となる割合で有するものの理論構造は下記一般式(4)で表すことができる。
【0034】
【化4】



【0035】
また、更に、第三世代の二重結合を有するものとしては、末端二重結合数が3となる場合を挙げると、その理論構造は下記一般式(5)で表すことができる。
【0036】
【化5】


ここで、上記一般式(4)及び(5)中、R及びRは、一般式(1)と同義であり、lはそれぞれ独立的に0〜6の整数を表す。Rは炭素原子数2〜10の直鎖脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を表わし、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、mは0〜9の整数を表す。
【0037】
また、ビスフェノール型エポキシ樹脂を芳香族系エポキシ樹脂(a1)として用いた場合であって、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)として、グリシジルメタクリレートを用い、この場合、第二世代の二重結合を有するものの例として、下記一般式(5)で表される理論構造式が挙げられる。なお、一般式(6)において、pは整数を表すが、その値は酸基含有ビニルエステル樹脂(A)中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合が1.75〜3.5個となる割合で含まれるように適宜選択できる。
【0038】
【化6】

【0039】
また、第三世代の二重結合を有するものの例としては、下記一般式(7)で表される理論構造式が挙げられる。なお、一般式(6)において、pは整数であって、その値は、酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合が1.75〜3.5個となる割合で含まれるように適宜選択できる。
【0040】
【化7】


【0041】
以上詳述した酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の中でも、前記したとおりノボラック型エポキシ樹脂を芳香族系エポキシ樹脂(a1)として用いたものが、ラジカル重合性不飽和二重結合の活性に優れ超高感度化を図ることができ、更に、耐熱性や耐薬品性に優れる点から好ましく、よって、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)は、本発明の新規化合物である、ノボラック型エポキシ樹脂に、(メタ)アクリル酸又はその脂肪族環状エステル化合物変性物を反応させ、次いで、該反応によって生成した2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる酸ペンダント型エポキシビニルエステル樹脂に、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)及び多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる酸基含有ビニルエステル樹脂であって、かつ、該酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合を1.75〜3.5個有しており、かつ、酸基を該酸基含有ビニルエステル樹脂中の酸価が30〜150mgKOH/gとなる割合で含有することを特徴とする酸基含有ビニルエステル樹脂であることが好ましい。
【0042】
以上詳述した酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を製造するには、具体的には、以下の方法1又は2によって行うことができる。
【0043】
先ず、方法1は、
工程1: 芳香族系エポキシ樹脂(a1)を前記ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)と、必要に応じてエステル化触媒の存在下に反応させてエポキシビニルエステル樹脂(v1)を得る工程、
工程2: 得られたエポキシビニルエステル樹脂(v1)に多塩基酸無水物(a3)を反応させ、ペンダント状に酸基が結合している酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)を得る工程、
工程3: 酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)中の酸基にエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)を反応させ、ラジカル重合性不飽和基が更に導入されたビニルエステル化合物(v3)を得る工程、及び、
工程4: 工程3で得られたビニルエステル樹脂(v3)中の二級水酸基に再び多塩基酸無水物(a3)を反応させて目的とする酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を得る工程、から構成される。
【0044】
即ち、先ず工程1において前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)を前記ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)と、必要に応じてエステル化触媒の存在下に反応させてエポキシビニルエステル樹脂(v1)を得る。この際、芳香族系エポキシ樹脂(a1)とラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)との反応割合は、通常、芳香族系エポキシ樹脂(a1)のエポキシ基1モルに対し、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)が0.8〜1.1モルとなる割合であることが好ましい。即ち、ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)を前記比率が0.8モル以上となる範囲で反応させることにより、次工程における多塩基酸無水物(a3)との反応時のゲル化を抑制でき、また、1.1モル以下の範囲で反応させることにより、最終的に得られる酸基含有ビニルエステル樹脂(A)をレジストインキとして用いた際の予備乾燥時の乾燥性や、硬化物の耐熱性、耐薬品性、耐メッキ性等を良好なものとなる。これらの性能バランスに優れ、また活性エネルギー線に対する感度や樹脂組成物の貯蔵安定性に優れる点で、当該割合は0.90〜1.05モルとなる範囲であることが更に好ましい。
【0045】
ここで使用し得るエステル化触媒は、例えばトリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ジアザビシクロオクタン等の3級アミン類;トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等のホスフィン類;2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類;トリフェニルスチビンが挙げられる。
【0046】
また、この工程1における反応は希釈剤を用いることが系内粘度を低減できるため好ましい。ここで使用し得る希釈剤は、例えば、エチルメチルケトン、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;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;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等の有機溶剤類等が挙げられる。これらのなかでも、特に反応時の操作性が良好であり、レジストインキとして用いた際の乾燥速度に優れる点から、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの単独使用、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとケトン類との併用、またはジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートと石油系溶剤との併用が好ましい。
【0047】
また、工程1の反応では、反応中のゲル化抑制の点から重合禁止剤を使用することが望ましく、かかる重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ターシャリブチルハイドロキノン、メトキノン、トルハイドロキノン、トルキノン、1,4−ナフトキノン、フェノチアジン、ジターシャリブチルヒドロキシトルエン、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミンのアルミニウム塩等が挙げられる。
【0048】
工程1での反応温度は、エステル化触媒の添加時期を問わず、60〜130℃の範囲で選択することができる。特に、得られる反応物の増粘を抑制するためには反応初期の副反応を可能な限り抑制することが好ましく、そのためには反応温度は比較的低温域である60〜110℃であることが好ましい。また、工程1の総反応時間はスケールによっても相違するが、5〜40時間であることが好ましい。
【0049】
工程1において、エステル化触媒は芳香族系エポキシ樹脂(a1)とラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)とを反応させる際に一括添加してもよいが、エステル化触媒の一部を添加して反応を進行させた後、更にエステル化触媒を多段的に添加する方法が、副反応が抑制されると共に、反応時間が短縮されるので好ましい。一次添加と二次添加で用いる際の触媒量としては特に限定されないが、一次添加で総触媒量の50〜90重量%を添加し、二次添加で残りを添加することが好ましい。
【0050】
次に、得られたエポキシビニルエステル樹脂(v1)に多塩基酸無水物(a3)を反応させ、ペンダント状に酸基が結合している酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)を得る(工程2)。
【0051】
この際、多塩基酸無水物(a3)の反応モル数は特に限定されるものではないが、エポキシビニルエステル樹脂(v1)の二級水酸基1.0モルに対し、多塩基酸無水物(a3)の酸無水物基を0.75〜1.0モルとなる割合であることが、当該反応におけるゲル化防止の点から好ましい。
【0052】
工程2では反応終了後、多塩基酸無水物(a3)が系内に残存する場合、その後の製造工程或いは製品化した際にゲル化を生じる可能性があるため、工程2の反応は十分進行させる必要があり、その反応温度が60〜130℃の範囲であることが好ましく、反応時間は、1〜10時間の範囲であることが好ましい。
【0053】
次に、酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)中のカルボキシル基にエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)を反応させ、ラジカル重合性不飽和基が更に導入されたビニルエステル化合物(v3)を得る(工程3)。
この際、酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)中の芳香環に結合する2−オキシプロピレン基1.0モルに対し、エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)を0.75〜1.0モルとなる量で反応させることが好ましい。なお、酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)として一般式(3)に代表されるビスフェノールタイプのものを用いる場合は、酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)中の芳香環に結合する2−オキシプロピレン基1.0モルに対し、0.8〜1.0モルとなる割合であることが好ましい。
【0054】
かかる反応における反応温度としては、90〜130℃の範囲であることが好ましく、反応時間としては、1〜10時間の範囲であることが好ましい。
【0055】
次いで、工程3で得られたビニルエステル樹脂(v3)中の二級水酸基に再び多塩基酸無水物(a3)を反応させて目的とする酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を得ることができる(工程4)。かかる反応における多塩基酸無水物(a3)の割合は、ビニルエステル樹脂(v3)中の芳香環に結合する2−オキシプロピレン基1モルに対して、0.1〜0.9モルとなる割合であることが好ましい。また、この反応における反応温度は、特に制限されるものではないが、90〜130℃の範囲であることが好ましく、反応時間としては、1〜10時間の範囲であることが好ましい。
【0056】
本発明では、上記した工程3及び工程4を経て、また、更にこれらの反応を繰り返し行うことにより、最終的に多塩基酸無水物(a3)とエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a4)が交互に反応した分子構造が形成されることになる。
【0057】
また、前記したとおり、前記工程2において、テトラヒドロ無水フタル酸又はヘキサヒドロ無水フタル酸を多塩基酸無水物(a3)として用い、かつ、前記工程4において、無水コハク酸を多塩基酸無水物(a3)として用いた場合、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)に優れた溶剤溶解性を付与できると共に、多段的分子構造の最後段に無水コハク酸由来の酸基が位置することになって、熱管理幅やアルカリ現像性の改善効果が顕著なものとなる。
【0058】
以上詳述した方法1は、反応の制御が容易であり、ポリマー構造の設計の自由度が高くなる点から好ましい。
【0059】
一方、方法2は、前記方法1における工程1で得られたエポキシビニルエステル樹脂(v1)とエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)と多塩基酸無水物(a3)とを一括で仕込み反応させる方法である。かかる方法2は第三世代以上の二重結合を酸基含有ビニルエステル樹脂構造中に容易に導入することができる為好ましい。
方法2におけるエポキシビニルエステル樹脂(v1)とエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)と多塩基酸無水物(a3)との反応比率は、具体的には、エポキシビニルエステル樹脂(v1)中の2級水酸基1.0モルに対して、エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)が0.75〜2.5モル、多塩基酸無水物(a3)が0.75〜3.5モルとなる範囲であることが好ましい。なお、酸基含有ビニルエステル樹脂(v1)としてビスフェノールタイプのものを用いる場合は、エポキシビニルエステル樹脂(v1)中の芳香環に結合する2−オキシプロピレン基1.0モルに対し、0.8〜1.0モルとなる割合であることが好ましい。
【0060】
更に、アルカリ現像性の点から、エポキシビニルエステル樹脂(v1)中の2級水酸基1.0モルに対する多塩基酸無水物(a3)のモル数から、当該2級水酸基1.0モルに対するラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)のモル数を引いた値が0.4〜0.95となるような割合で反応させて得られる樹脂であることが好ましい。
【0061】
この場合の反応温度としては、特に制限されるものではないが、90〜130℃の範囲であることが好ましく、反応時間としては、4〜24時間の範囲であることが好ましい。
【0062】
また、本発明では、上記方法1又は方法2によらず、例えば前記工程1及び工程2を経て得られた酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)に対し、多塩基酸無水物(a3)及びエポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)の所定量を一括で仕込み反応させる方法であってもよい。この際、多塩基酸無水物(a3)の使用量は該酸基含有ビニルエステル樹脂(v2)中の芳香環に結合する2−オキシプロピレン基1モルに対して1.0〜4.0モルとなる割合であり、また、エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a2)の使用量は、該2−オキシプロピレン基1モルに対して0.75〜2.5モルとなる割合であることが、感度や現像性の点から好ましい。また、更に、該2−オキシプロピレン基1モルに対する多塩基酸無水物(a3)のモル数から、該2−オキシプロピレン基1モルに対するラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)のモル数を引いた値が0.4〜0.95となるような割合で反応させることが現像性の点から好ましい。
【0063】
この様にして合成された酸基含有ビニルエステル樹脂(A)は、エポキシ基含有ラジカル重合性不飽和単量体(a4)由来のラジカル重合性不飽和二重結合が分子の末端部分に多数配置するため、立体構造的に高い活性エネルギー線感度を有するものとなる。更に、この様な構造を有する樹脂は、従来のエポキシビニルエステル樹脂と比較してもペンダント状に結合した酸基の含有率が高く、相対的に芳香族系エポキシ樹脂由来の塩素イオン濃度が低くなって耐久性試験等時の絶縁信頼性にも優れたものとなる。
【0064】
次に、本発明で用いる光重合開始剤(B)は、例えば、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、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、シクロロアセトフェノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1等のアセトフェノン類;ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン類;ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類;ベンジルジメチルケタール等のケタール類;チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;アントラキノン、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、2,4,6−トリス−S−トリアジン、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等が挙げられる。これらのなかでも、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパン−1−オンや2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1が反応性が高く好ましい。これらの光重合開始剤(B)は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0065】
前記光重合開始剤(B)の配合量は、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)100重量部に対して、通常0.5〜50重量部の範囲であることが好ましい。即ち、0.5重量部以上においては、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の光硬化反応が良好に進行し、また、50重量部以下では硬化物の機械物性が良好なものとなる。活性エネルギー線に対する感度、硬化物の機械物性などに優れる点から、光重合開始剤(B)のより好ましい配合量としては酸基含有ビニルエステル樹脂(A)100重量部に対して、2〜30重量部の範囲である。
【0066】
本発明の感光性樹脂組成物には、熱反応性硬化剤(C)、希釈剤(D)を配合することが出来る。特にレジストインキ用樹脂組成物として用いる際には、熱反応性硬化剤(C)及び希釈剤(D)を配合することが好ましい。
【0067】
前記熱反応性硬化剤(C)としては、エポキシ樹脂や、ブトキシ化メラミン樹脂、メトキシ化メラミン樹脂、ベンゾグアナミン系共縮合樹脂等のアミノ樹脂が挙げられる。これらの中でも、特に熱硬化後の耐熱性及び耐溶剤性が良好なものとなる点からエポキシ樹脂が好適である。かか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F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、脂環式エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、ジフェニルジグリシジルエーテル、テトラメチルジフェニルジグリシジルエーテル、オキサゾリドン環を含有するエポキシ樹脂等が挙げられる。
【0068】
これらの中でも、レジストインキとして用いた際の熱管理幅や熱硬化後の硬化物の耐熱性等に優れる面からクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、オキサゾリドン環を含有するエポキシ樹脂が好ましく、レジストインキとして用いた際の感度、反応性に優れる面からはビスフェノールA型エポキシ樹脂やトリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレートを用いることが好ましい。これらの樹脂は用途に合わせて単独又は2種以上を組み合わせて使用可能である。
【0069】
前記オキサゾリドン環を含有するエポキシ樹脂は特に制限はないが、例えば、多官能型エポキシ樹脂と芳香族モノイソシアネート類とを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。
【0070】
また、熱反応性硬化剤(C)として、前記エポキシ樹脂を使用する場合、硬化促進剤を使用することが好ましい。硬化促進剤としては、例えば、メラミン誘導体、イミダゾール誘導体、ジシアンジアミド、フェノール誘導体などの種々のエポキシ樹脂用硬化促進剤等が挙げられる。
【0071】
熱反応性硬化剤(C)の配合量としては、前記酸基含有ビニルエステル樹脂(A)100重量部に対して5〜40重量部が好ましい。即ち、5重量部以上用いることにより、最終的に得られる硬化物の耐熱性、耐溶剤性、耐酸性、密着性等の諸物性に優れたものとなる他、絶縁抵抗等の電気特性に十分な性能が得られ、一方、40重量部以下とすることにより、活性エネルギー線に対する感度に優れ、レジストインキとして用いた際の感光性、現像性に優れたものとなる。
【0072】
前記希釈剤(D)としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチルメチルケトン、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;メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;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等の有機溶剤や、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、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、メラミン(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、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トリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコール、又はこれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物の多価(メタ)アクリレート類等の光重合性反応性希釈剤等を挙げることができる。これらの中でもレジストインキとして用いた際の予備乾燥後の平滑性が良好となる点からエステル類の単独使用、エステル類と石油系溶剤との併用物が好ましく、これらと光重合性反応性希釈剤の併用物が更に好ましい。前記エステル類の中でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを用いることが好ましい。
【0073】
希釈剤(D)は単独又は2種以上の混合物として用いられ、その配合量としては、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)100重量部当り、30〜300重量部であることが好ましく、特に50〜200重量部であることが好ましい。
【0074】
本発明の感光性樹脂組成物をレジストインキ用樹脂組成物とするためには、前記酸基含有ビニルエステル樹脂(A)、光重合開始剤(B)、熱反応性硬化剤(C)、及び希釈剤(D)を混合し、3本ロールや自転公転型撹拌機等の手段により均一に混合させることにより得られる。
【0075】
ここで、酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の配合量としては、特に制限されるものではないが、レジストインキの感度、予備乾燥後の乾燥性の改善効果が良好なものとなり、更に熱硬化後に得られる塗膜の耐熱性、耐溶剤性に優れる点からレジストインキ用樹脂組成物中10〜70重量%であることが好ましく、特に30〜60重量%となる範囲であることが好ましい。
【0076】
本発明の感光性樹脂組成物には、以下に示すような当該技術分野で常用される顔料、充填剤、添加剤等が使用できる。例えば、キナクリドン系、アゾ系、フタロシアニン系等の有機顔料;酸化チタン、金属箔状顔料、防錆顔料等の無機顔料;硫酸バリウム、炭酸カルシウム、球状溶融シリカ、破砕状溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、水酸化アルミ、カーボンブラック、タルク、クレー等の充填剤;ヒンダードアミン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤;ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系、ヒドラジド系等の酸化防止剤;シラン系、チタン系等のカップリング剤;フッ素系界面活性剤等のレベリング剤;アエロジル等のレオロジーコントロール剤;顔料分散剤:ハジキ防止剤;消泡剤等の添加剤等が挙げられる。また必要に応じてガラス繊維、ガラス布、炭素繊維等の強化材を含有する事ができる。また必要に応じて難燃付与剤も添加できる。この難燃付与剤としては種々のものが使用できるが、例えば、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールAなどのハロゲン化合物;赤リンや各種燐酸エステル化合物などの燐原子含有化合物;メラミン或いはその誘導体などの窒素原子含有化合物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、硼酸カルシウムなどの無機系難燃化合物が例示できる。
【0077】
このようにして得られた感光性樹脂組成物は、紫外線又は電子線などの活性エネルギー線を照射することによって、硬化物を得ることが出来、その使用方法や用途においてなんら制限されるものではない。特にレジストインキ用樹脂組成物としたときには、例えば、スクリーン印刷、カーテンコート法、ロールコート法、スピンコート法、ディップコート法等によりプリント基板上に10〜150μm(液膜厚)の厚さに塗布した後、60〜90℃で15〜90分予備乾燥し有機溶剤等の揮発分を揮発させ(塗布と予備乾燥工程を複数回繰り返して積層させる場合もある)、その乾燥塗膜に所望のマスクパターンのネガフィルムを密着させ、その上から紫外線又は電子線などの放射線を照射し露光を行い(或いはレーザー光などを用いて直接パターンを露光しても良く、この場合はマスクパターンは必要としない。)、その後希アルカリ水溶液を現像液として現像することにより非露光領域の塗膜は除去され、露光部分の塗膜は光硬化しているので除去されず残留することにより、パターンを形成させることが出来る。この際の希アルカリ水溶液としては、0.5〜5重量%の炭酸ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液が一般的であるが、他のアルカリ溶液も使用可能である。次いで、130〜160℃で20〜90分熱風乾燥機等で熱硬化させることにより、耐熱性、耐溶剤性等に優れた硬化塗膜を得ることが出来る。
【0078】
前述の樹脂組成物は、例えばプリント配線板等の回路基板のソルダーレジスト、層間絶縁層、液晶カラーフィルタ用のレジスト材料、例えばオーバーコート、液晶用スペーサー、カラーフィルタ用顔料レジスト、ブラックマトリクス用レジスト等に好ましく使用される。
【実施例】
【0079】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。例中部及び%は断りのない限り質量基準である。
【0080】
以下の実施例及び表中に記載した酸基含有ビニルエステル樹脂(A)一分子当たりのラジカル重合性不飽和二重結合数は芳香族系エポキシ樹脂(a1)の芳香環総数、不飽和一塩基酸及びエポキシ基含有不飽和単量体の仕込みモル数からの計算値である。また、ラジカル重合性不飽和二重結合数は、以下に示すGPC測定により算出される数平均分子量と、二重結合当量の測定値等から酸基含有ビニルエステル樹脂(A)一分子当たりのラジカル重合性不飽和二重結合数を実測する方法を採ってもよい。
【0081】
数平均分子量測定時のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の分析条件を示す。
GPC装置:HLC−8220(トーソー株式会社製)
カラム:TSG−GUARDCOLUMN+TSG−GEL G2000HXL×2本+TSG−GEL G3000HXL+TSG−GEL G4000HXL(全てトーソー株式会社製)
溶 媒 :テトラヒドロフラン1ml/分
検出器:RI検出器
【0082】
実施例1〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−1)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1923gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−695、軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6〕2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、及びハイドロキノン2.9gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン8.6gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン2.3gを追加し、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)1923g、テトラヒドロ無水フタル酸1368g(9.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート1136g(8.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液にテトラヒドロ無水フタル酸912g(6.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価70mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−1とする。
【0083】
実施例2〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−2)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート197gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、アクリル酸72g(1.0モル)、及びハイドロキノン0.29gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン0.86gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.23gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 197g、テトラヒドロ無水フタル酸144g(0.95モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート121g(0.85モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液にテトラヒドロ無水フタル酸91.2g(0.6モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価64mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−2とする。
【0084】
実施例3〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−3)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート213gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、アクリル酸72g(1.0モル)、及びハイドロキノン0.29gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン0.86gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.23gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 213g、テトラヒドロ無水フタル酸274g(1.8モル)、グリシジルメタクリレート135g(0.95モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価71mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−3とする。
【0085】
実施例4〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−4)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート258gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、アクリル酸72g(1.0モル)、及びハイドロキノン0.29gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン0.86gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.23gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 258g、テトラヒドロ無水フタル酸357g(2.35モル)、グリシジルメタクリレート199g(1.4モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価65mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−4とする。
【0086】
実施例5〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−5)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1828gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、及びハイドロキノン2.9gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン8.6gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン2.3gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1828g、テトラヒドロ無水フタル酸1368g(9.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート1136g(8.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液に無水コハク酸600g(6.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価71mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−5とする。
【0087】
実施例6〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−6)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート186gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、アクリル酸72g(1.0モル)、及びハイドロキノン0.29gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン0.86gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.23gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 186g、テトラヒドロ無水フタル酸137g(0.9モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート121g(0.85モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液に無水コハク酸65.0g(0.65モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価67mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−6とする。
【0088】
実施例7〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−7)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート200gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、アクリル酸72g(1.0モル)、及びハイドロキノン0.29gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン0.86gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.23gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 200g、テトラヒドロ無水フタル酸152g(1.0モル)、無水コハク酸80.0g(0.8モル)、グリシジルメタクリレート135g(0.95モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価76mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−7とする。
【0089】
実施例8〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−8)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート243gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、アクリル酸72g(1.0モル)、及びハイドロキノン0.29gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン0.86gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.23gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 243g、テトラヒドロ無水フタル酸213g(1.4モル)、無水コハク酸95.0g(0.95モル)、グリシジルメタクリレート199g(1.4モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価69mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−8とする。
【0090】
【表1】

(表中の原料組成は、モル比を示し、また、各略号の内容は下記のとおりである。
N695 : オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−695、
軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6〕
AA : アクリル酸
M5300 : ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸
〔東亞合成化学工業株式会社製、アロニックスM−5300、
分子量300〕
THPA1 : 工程1又は方法2で用いたテトラヒドロ無水フタル酸
GMA : グリシジルメタクリレート
SA : 無水コハク酸
THPA2 : 工程4で用いたテトラヒドロ無水フタル酸
DBeq : 芳香環1個に対するラジカル重合性不飽和二重結合の個数
二重結合世代数 : ラジカル重合性不飽和二重結合の世代数 )
【0091】
実施例9〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−9)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート2063gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸〔東亞合成化学工業株式会社製、アロニックスM−5300、分子量300〕600g(2.0モル)、アクリル酸576g(8.0モル)、及びハイドロキノン3.3gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン10.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン2.7gを追加し、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)2063g、テトラヒドロ無水フタル酸1368g(9.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート1136g(8.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液にテトラヒドロ無水フタル酸912g(6.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価63mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−9とする。
【0092】
実施例10〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−10)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート211gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 60.0g(0.2モル)、アクリル酸57.6g(0.8モル)、及びハイドロキノン0.33gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン1.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.27gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 211g、テトラヒドロ無水フタル酸144g(0.95モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート121g(0.85モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液にテトラヒドロ無水フタル酸91.2g(0.6モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価60mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−10とする。
【0093】
実施例11〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−11)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート227gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 60.0g(0.2モル)、アクリル酸57.6g(0.8モル)、及びハイドロキノン0.33gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン1.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.27gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 227g、テトラヒドロ無水フタル酸274g(1.8モル)、グリシジルメタクリレート135g(0.95モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価67mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−11とする。
【0094】
実施例12〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−12)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート272gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 60.0g(0.2モル)、アクリル酸57.6g(0.8モル)、及びハイドロキノン0.33gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン1.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.27gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 272g、テトラヒドロ無水フタル酸357g(2.35モル)、グリシジルメタクリレート199g(1.4モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価62mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−12とする。
【0095】
実施例13〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−13)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1967gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 600g(2.0モル)、アクリル酸576g(8.0モル)、及びハイドロキノン3.3gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン10.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン2.7gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1967g、テトラヒドロ無水フタル酸1368g(9.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート1136g(8.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液に無水コハク酸600g(6.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価66mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−13とする。
【0096】
実施例14〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−14)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート200gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 60.0g(0.2モル)、アクリル酸57.6g(0.8モル)、及びハイドロキノン0.33gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン1.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.27gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 200g、テトラヒドロ無水フタル酸137g(0.9モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート121g(0.85モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行なった。次いで、得られた反応液に無水コハク酸65.0g(0.65モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行い、固形分酸価63mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−14とする。
【0097】
実施例15〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−15)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート214gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 60.0g(0.2モル)、アクリル酸57.6g(0.8モル)、及びハイドロキノン0.33gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン1.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.27gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 214g、テトラヒドロ無水フタル酸152g(1.0モル)、無水コハク酸80.0g(0.8モル)、グリシジルメタクリレート135g(0.95モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価71mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−15とする。
【0098】
実施例16〔酸基含有ビニルエステル樹脂(A)を含む樹脂溶液(A−16)の調整〕
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート257gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 214g(グリシジル基数(芳香環総数):1.0モル)、ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸 60.0g(0.2モル)、アクリル酸57.6g(0.8モル)、及びハイドロキノン0.33gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いで、トリフェニルホスフィン1.0gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、更にトリフェニルホスフィン0.27gを追加し、120℃に昇温してさらに12時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 257g、テトラヒドロ無水フタル酸213g(1.4モル)、無水コハク酸95.0g(0.95モル)、グリシジルメタクリレート199g(1.4モル)を仕込み、115℃で8時間反応を行ない固形分酸価66mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A−16とする。
【0099】
【表2】


(表中の原料組成は、モル比を示し、また、各略号の内容は下記のとおりである。
N695 : オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−695、
軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6〕
AA : アクリル酸
M5300 : ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸
〔東亞合成化学工業株式会社製、アロニックスM−5300、
分子量300〕
THPA1 : 工程1又は方法2で用いたテトラヒドロフタル酸無水物
GMA : グリシジルメタクリレート
SA : 無水コハク酸
THPA2 : 工程4で用いたテトラヒドロフタル酸無水物
DBeq : 芳香環1個に対するラジカル重合性不飽和二重結合の個数
二重結合世代数 : ラジカル重合性不飽和二重結合の世代数 )
【0100】
比較例1(比較対照用感光性樹脂の製造)
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1091gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−665、軟化点65℃、エポキシ当量208、平均官能基数4.6〕2080g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、ハイドロキノン1.4gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いでトリフェニルホスフィン8.5gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、トリフェニルホスフィン2.8gを追加し、さらに10時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1091g、テトラヒドロ無水フタル酸760g(5.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行ない、固形分酸価84mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A’−1とする。
【0101】
比較例2(同上)
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1109gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2080g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、ハイドロキノン1.4gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いでトリフェニルホスフィン8.5gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、トリフェニルホスフィン2.8gを追加し、さらに10時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1109g、テトラヒドロ無水フタル酸760g(5.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行ない、固形分酸価82mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A’−2とする。
【0102】
比較例3(同上)
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1336gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、ハイドロキノン1.4gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いでトリフェニルホスフィン8.6gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、トリフェニルホスフィン2.9gを追加し、120℃に加熱してさらに10時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1336g、テトラヒドロ無水フタル酸1216g(8.0モル)を仕込み、110℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート284g(2.0モル)を仕込み、引き続き110℃で4時間反応を行ない、固形分酸価81mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A’−3とする。
【0103】
比較例4(同上)
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1510gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、ハイドロキノン1.4gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いでトリフェニルホスフィン8.6gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、トリフェニルホスフィン2.9gを追加し、120℃に加熱してさらに10時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1624g、テトラヒドロ無水フタル酸1216g(8.0モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート852g(6.0モル)を仕込み、引き続き115℃で4時間反応を行ない、固形分酸価26mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A’−4とする。
【0104】
比較例5(同上)
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート1515gにオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂「EPICLON N−695」 2140g(グリシジル基数(芳香環総数):10.0モル)、アクリル酸720g(10.0モル)、ハイドロキノン1.4gを仕込み、100℃に加熱攪拌し、均一溶解した。次いでトリフェニルホスフィン8.6gを仕込み、110℃に加熱して2時間反応後、トリフェニルホスフィン2.9gを追加し、120℃に加熱してさらに10時間反応を行った。得られた反応液にソルベッソ150 1515g、テトラヒドロ無水フタル酸1444g(9.5モル)を仕込み、115℃で4時間反応を行った。さらに、得られた反応液にグリシジルメタクリレート639g(4.5モル)を仕込み、引き続き115℃で4時間反応を行ない、固形分酸価60mgKOH/g、固形分62%の樹脂溶液を得た。これを樹脂溶液A’−5とする。
【0105】
【表3】

(表中の原料組成は、モル比を示し、また、各略号の内容は下記のとおりである。
N695 : オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−695、
軟化点95℃、エポキシ当量214、平均官能基数7.6〕
AA : アクリル酸
M5300 : ε−カプロラクトン2モル変性アクリル酸
〔東亞合成化学工業株式会社製、アロニックスM−5300、
分子量300〕
THPA1 : テトラヒドロフタル酸無水物
GMA : グリシジルメタクリレート
SA : 無水コハク酸
THPA2 : テトラヒドロフタル酸無水物
DBeq : 芳香環1個に対するラジカル重合性不飽和二重結合の個数
二重結合世代数 : ラジカル重合性不飽和二重結合の世代数 )
【0106】
[熱反応性硬化剤の調製]
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート919gを100℃に加熱し、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔大日本インキ化学工業株式会社製、EPICLON N−695、軟化点95℃、エポキシ当量214〕2140gを均一溶解し固形分70%の樹脂溶液を得た。この樹脂溶液をB−1とする。
【0107】
実施例17〜32、比較例6〜10
表1、表2に示す配合組成(数値は重量部である)に従って感光性樹脂組成物を配合し、冷却装置をつけた自転公転型撹拌機で混合して、レジストインキ樹脂の溶液を調製した。得られたレジストインキ用樹脂組成物の乾燥性、感度、アルカリ現像性及び塗膜性能を表3に示す。なお、レジストインキ用樹脂組成物の乾燥性、感度、アルカリ現像性及び塗膜性能は、以下に示す方法で評価した。ただし、塗膜性能は、ポリイミドフィルム基板に、レジストインキ樹脂組成物を60μmの厚さ(乾燥前)に塗布し、80℃で30分間予備乾燥後、200mJ/cmの露光量で紫外線を照射し、次いで30℃の1重量%炭酸ナトリウム水溶液を用い、2.0kg/cmのスプレー圧で60秒間現像処理したのち、150℃で30分後硬化することにより、硬化塗膜を作成して評価を行った。
【0108】
試験方法及び評価方法
(1)乾燥性
塗膜を80℃で30分間予備乾燥した。次に、塗膜を室温に冷却した状態でソルダーマスクパターンを塗膜面に接触させ、塗膜よりソルダーマスクパターンを剥離しその状態を評価した。
○:塗膜とパターンが全く付着せず容易に剥離できるもの
△:痕跡を残さずに剥離できるがわずかに付着感があるもの
×:剥離時ソルダーマスクパターンに付着するもの
【0109】
(2)感度
80℃30分間予備乾燥後の塗膜に、21段ステップタブレット(コダック社製)を密着させ、オーク製作所製メタルハライドランプ露光装置を用いて、アイグラフィック社製紫外線積算強度計を用い30mJ/cm及び200mJ/cmの紫外線を照射露光した。次いで、30℃の1重量%炭酸ナトリウム水溶液を用い、2.0kg/cmのスプレー圧で60秒間現像を行った後の露光部分の除去されない部分の段数を数字にて示した。数字が大きい方が高感度であることを表す。
【0110】
(3)現像時間
80℃30分間予備乾燥後の塗膜にソルダーマスクパターンを密着させ、200mJ/cmの紫外線を照射露光した。次いで30℃の1重量%炭酸ナトリウム水溶液を用い、2.0kg/cmのスプレー圧で現像を行った。現像時、15秒毎に未露光部分の現像状態を拡大鏡にて目視判定し、完全にインキが除去され、完全な現像ができた時間を現像時間とした。
【0111】
(4)熱管理幅
80℃20分から80℃90分まで10分間隔で予備乾燥時間を変更した各々の塗膜に(5)現像時間と同様の評価を実施し、60秒で現像可能な最大の予備乾燥時間(分)を熱管理幅とした。
【0112】
(6)半田耐熱性
硬化塗膜をJIS C 6481の試験方法に従って、260℃で半田浴へ10秒間浸漬を繰り返し、外観変化の現れない最大回数を記した。
【0113】
(7)鉛筆硬度
硬化塗膜をJIS K 5400の試験方法に従って試験し、塗膜に傷のつかない最も高い硬度を観測した。
【0114】
(8)密着性
硬化塗膜に巾1mmで10×10のクロスカットを入れ、セロハンテープで剥離テストを行い剥がれの状態を目視観察した。
○:剥がれが認められないもの
△:1〜10箇所に剥がれが認められるもの
×:10箇所以上剥がれたもの
【0115】
(9)耐薬品性
硬化塗膜を10重量%の塩酸に30分間浸漬した後の塗膜状態を評価した。
○:全く変化が認められないもの
×:塗膜が膨潤して剥離したもの
【0116】
(10)耐溶剤性
硬化塗膜を塩化メチレンに30分間浸漬した後の塗膜状態を評価した。
○:全く変化が認められないもの
×:塗膜が膨潤して剥離したもの
【0117】
(11)一分子中の二重結合数D
以下の計算式により算出した。
D=K×(l+m)/n
K:使用エポキシ樹脂の核体数
l:アクリル酸の仕込みモル数
m:グリシジルメタクリレートの仕込みモル数
n:エポキシ樹脂の仕込みモル数
【0118】
【表4】



【0119】
【表5】

【0120】
【表6】



【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸基含有ビニルエステル樹脂(A)及び光重合開始剤(B)を必須成分とすることを特徴とする感光性樹脂組成物であって、前記酸基含有ビニルエステル樹脂(A)が、
芳香族系エポキシ樹脂(a1)とラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)との反応生成物であるエポキシビニルエステル樹脂(v1)に、多塩基酸無水物(a3)を反応させ、次いで、該反応によって形成された酸基にラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)を反応させ、更に、この反応によって生じる2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる多分岐状の分子構造を有する酸基含有ビニルエステル樹脂であって、かつ、ラジカル重合性不飽和二重結合を該酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、1.75〜3.5個となる割合で有しており、かつ、酸基を該酸基含有ビニルエステル樹脂(A)の酸価が30〜150mgKOH/gとなる範囲で含有するものであることを特徴とする感光性樹脂組成物。
【請求項2】
前記酸基含有ビニルエステル樹脂(A)が、該多分岐ビニルエステル樹脂中(A)中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合(b4)を2.0〜3.5個となる割合で有するものである請求項1記載の感光性樹脂組成物。
【請求項3】
前記ラジカル重合性不飽和二重結合含有モノカルボン酸(a2)が、その分子構造内にカルボニルオキシ基を有するものである請求項1又は2記載の感光性樹脂組成物。
【請求項4】
前記芳香族系エポキシ樹脂(a1)がノボラック型エポキシ樹脂である請求項1記載の感光性樹脂組成物。
【請求項5】
前記ノボラック型エポキシ樹脂が、平均核体数4〜11のものである請求項4記載の感光性樹脂組成物。
【請求項6】
酸基含有ビニルエステル樹脂(A)及び光重合開始剤(B)に加え、更に熱硬化性硬化剤(C)並びに希釈剤(D)を含有する請求項1〜5の何れか1つに記載の感光性樹脂組成物。
【請求項7】
ノボラック型エポキシ樹脂に、(メタ)アクリル酸又はその脂肪族環状エステル化合物変性物を反応させたエポキシビニルエステル樹脂に、多塩基酸無水物(a3)を反応させ、次いで、該反応によって形成された酸基にラジカル重合性不飽和二重結合含有モノエポキシ化合物(a4)を反応させ、更に、この反応によって生じる2級水酸基に多塩基酸無水物(a3)を反応させて得られる多分岐状の分子構造を有する酸基含有ビニルエステル樹脂であって、かつ、前記酸基含有ビニルエステル樹脂中の芳香環1個あたり、ラジカル重合性不飽和二重結合(b4)を1.75〜3.5個有しており、かつ、酸基を該多分岐ビニルエステル樹脂の酸価が30〜150mgKOH/gとなる範囲で含有するものであることを特徴とする新規ビニルエステル樹脂。



【公開番号】特開2007−41502(P2007−41502A)
【公開日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−378131(P2005−378131)
【出願日】平成17年12月28日(2005.12.28)
【出願人】(000002886)大日本インキ化学工業株式会社 (2,597)
【Fターム(参考)】