説明

電子材料用樹脂組成物

【課題】添加型の難燃剤を含む感光性樹脂組成物であって、プリント基板材料としての一般的な使用においては、樹脂マトリクスと難燃剤との相分離による問題(ブリードアウトなど)が生じない樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)フェノキシホスファゼン難燃剤、および(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物、を含んでなる電子材料用樹脂組成物であって、前記(A)フェノキシホスファゼン難燃剤の融解温度が100℃以下であり、かつその分子1個あたりの不飽和結合を有する官能基の数の平均が0.1個以下である、電子材料用樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子材料用樹脂組成物に関する。より詳細には、非ハロゲン含有難燃剤であるホスファゼン難燃剤を含む樹脂組成物であって、特に、回路基板の回路保護用フィルムに適する樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来からフレキシブルプリント基板の分野では、回路面を保護するために所謂「カバーレイフィルム」を使用している。カバーレイフィルムとは、ポリイミドフィルムに可とう性を有する熱硬化性接着剤を塗布したものである。保護されている回路に部品を実装する際には、カバーレイフィルムに金型加工などで小さな孔を開け、孔を通して部品を実装する。近年の実装部品の小型化に伴い、カバーレイフィルムと、所謂「ソルダーレジスト」とが併用される場合が増えている。ソルダーレジストは、アクリル系のインク状またはフィルム状の材料であり、光でパターニングされる。
【0003】
しかしながら、カバーレイフィルムとソルダーレジストという2種の材料を併用すると、プロセスが煩雑化し、プロセスコストがかさむ弊害がある。そこでカバーレイフィルムとソルダーレジストの両方の機能を併せ持った「感光性カバーレイ」と称される材料が近年精力的に開発されている。
【0004】
一方、フレキシブルプリント基板は、携帯電話等の電子機器に用いられるものであることから、安全性の観点から高い難燃性を求められる。具体的には、安全の国際的標準であるUL94規格(Underwriters Laboratories社)で、V-0もしくはV-1(薄いフィルムの場合はVTM-0もしくはVTM-1)であることが求められる。感光性カバーレイにも、同様の難燃性が求められる。
【0005】
UL94規格で求められる高い難燃性を満たすため、従来のプリント基板材料にはハロゲン系難燃剤が多用されてきた。しかし近年の化学物質の安全性や環境影響性に対する関心から、世界的にハロゲンフリーの材料を採用する気運が高まっている。ハロゲン系難燃剤に代わる代表的な難燃剤として、リン系難燃剤が挙げられる。しかしながらリン系難燃剤であるリン酸エステル等は、その吸湿性などのために、プリント基板材料のポリマーに配合された際に、著しく特性が劣化することが知られている。
【0006】
同じくリン系難燃剤として、近年、ホスファゼン系難燃剤が注目されている。感光性ソルダーレジストや感光性カバーレイ用途においても、アクリル系化合物にホスファゼン系難燃剤を添加する技術が公開されている(特許文献1、2を参照)。また、ポリイミドとアクリル系化合物の混合物にホスファゼン系難燃剤を添加する技術が公開されている(特許文献3、4を参照)。
【0007】
しかしながらこれらの技術では、添加したホスファゼン系難燃剤が、アクリル系化合物やポリイミド・アクリル系化合物に混合されているだけであるため、プリント基板の加工プロセスやその後の信頼性試験等の際に表面に遊離して、いわゆる「ブリードアウト」を生じさせることが問題となっている。
【0008】
「ブリードアウト」のような樹脂マトリクスと難燃剤との相分離による問題を克服するためには、樹脂マトリクスと難燃剤とを反応させて、不動化させる手法が有効である。そこで不飽和結合を有する重合反応性の官能基などをもつ、いわゆる「反応型ホスファゼン系難燃剤」を使用する技術が近年検討されている(特許文献5を参照)。
【特許文献1】特開2001−75270号公報
【特許文献2】特開2002−40633号公報
【特許文献3】特開2003−177515号公報
【特許文献4】特開2005−047995号公報
【特許文献5】特開2003−302751号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、これら「反応型ホスファゼン系難燃剤」は、不飽和結合を有する重合反応性の官能基であるアクリロイル基やメタクリロイル基などを有することから、分子中のリン濃度が低い。リン濃度の低下は、難燃性を低下させる。またこれら反応性官能基は、容易に燃焼反応してしまうため、難燃性の低下をもたらす。その結果、UL94規格を満たす高い難燃性を樹脂組成物に付与するためには、多量の難燃剤を添加する必要がある。そのため、マトリクス樹脂が難燃剤により希釈されて、マトリクス樹脂本来の特性が著しく損なわれる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
そこで発明者らは鋭意検討の結果、樹脂組成物の難燃剤として、特定のフェノキシホスファゼン化合物を使用することにより、これらの問題を解決するに至った。
【0011】
本発明の第一は、以下に示す電子材料用樹脂組成物に関する。
[1] (A)フェノキシホスファゼン難燃剤、および(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物を含む電子材料用樹脂組成物であって、前記(A)フェノキシホスファゼン難燃剤の融解温度が100℃以下であり、かつその分子1個あたりの不飽和結合を有する官能基の数の平均が0.1個以下である、電子材料用樹脂組成物。
[2] (A)フェノキシホスファゼン難燃剤、および(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物を含む電子材料用樹脂組成物であって、前記(A)フェノキシホスファゼン難燃剤が、一般式(1)で表される化合物である電子材料用樹脂組成物。
【0012】
【化1】

(RとRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、また繰り返し単位ごとに異なっていてもよいが、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基およびエトキシ基からなる群から選択され、一分子中に1つ以上の水素以外の基を含み;nは3以上の整数であり、各ベンゼン環は、2つ以上の置換基RまたはRを有していてもよい)
【0013】
[3] [1]または[2]に記載の電子材料用樹脂組成物であって、(C)ポリアミド酸、(C’)アルカリ可溶性樹脂、および(C’’)エポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂をさらに含む、電子材料用樹脂組成物。
【0014】
本発明の第二は、以下に示す電子回路基板などに関する。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の電子材料用樹脂組成物を用いて得られる電子回路基板。
[5] [1]〜[3]のいずれかに記載の電子材料用樹脂組成物を含んでなるドライフィルムにより形成された樹脂膜を有する電子回路基板。
[6] プリント基板である、[4]または[5]に記載の電子回路基板。
[7] [4]〜[6]のいずれかに記載の電子回路基板を備えてなる電子電気機器。
【発明の効果】
【0015】
本発明の樹脂組成物で使用される難燃剤は、マトリックス樹脂との相溶性が大きく向上されているので、所謂「添加型」の難燃剤であるにも係わらず、本発明の樹脂組成物は、少なくともプリント基板材料としての一般的な使用においては、樹脂マトリクスと難燃剤との相分離による問題(ブリードアウトなど)を生じさせない。
そして、本発明の樹脂組成物で使用される難燃剤は、難燃性を低下させる不飽和結合を有する官能基を実質的に有しないので、難燃性が十分に高い。そのため、本発明の樹脂組成物に多量の難燃剤を添加する必要がない。その結果、優れた特性をもつプリント基板材料が得られ、特に感光性カバーレイの提供が可能となる。
【0016】
感光性カバーレイに求められる特性には、露光・現像によるパターニング性に加えて、耐屈曲性(耐ハゼ折性)、耐反り性、絶縁信頼性が含まれる。本発明の樹脂組成物は、これらの優れた特性を有するだけでなく、添加型の難燃剤を使用する際に問題となりうる項目、例えばハンダリフローの際のリフローボードの汚染や、耐マイグレーション試験時の難燃剤の析出などの問題も抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
1.本発明の樹脂組成物
本発明の樹脂組成物には、(A)フェノキシホスファゼン難燃剤、および(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物が含まれる。
【0018】
(A)フェノキシホスファゼン難燃剤は、単独または2種以上のフェノキシホスファゼン化合物からなる。フェノキシホスファゼン化合物は、一般式(1)で表され得る。一般式(1)におけるRとRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、また繰り返し単位ごとに異なっていてもよい。また、nは3以上の整数である。
【0019】
【化2】

【0020】
一般式(1)で表されるフェノキシホスファゼン化合物は環状化合物であるが、(A)フェノキシホスファゼン難燃剤には、一般式(2)で表される鎖状のフェノキシホスファゼン化合物が混合されていてもよい。環状化合物だけであっても、鎖状化合物との混合物であっても、難燃剤として使用することができる。
【0021】
一般式(2)におけるRとRは、同一であっても異なっていてもよく、また繰り返し単位ごとに異なっていてもよい。nは3以上の整数である。各ベンゼン環は、2つ以上の置換基RまたはRを有していてもよい。
【化3】

【0022】
フェノキシホスファゼン化合物の具体例には、ヘキサ(フェノキシ)シクロトリホスファゼン類(例えばCASNo.53051−41−5)などが含まれる。
【0023】
フェノキシホスファゼン化合物のフェノキシ部のベンゼン環に置換基(例えば、一般式(1)および一般式(2)における置換基RとR)を導入すると、結晶性や極性が変化し、化合物の結晶性、溶解性や相溶性、耐熱分解性、難燃性が変化する。
【0024】
例えば、フェノキシ部のベンゼン環に、炭素原子を主に含む不飽和結合を有する官能基(例えばアクリロイル基、メタクリロイル基)が導入されると、難燃性が低下するため難燃剤として好ましくない。
【0025】
そこで本発明で使用する(A)フェノキシホスファゼン難燃剤は、不飽和結合を有する官能基を実質的に含まないフェノキシホスファゼン化合物であることが好ましい。実質的に含まないとは、1分子中に含まれる不飽和結合を有する官能基の数の平均が0.1以下であることをいう。
【0026】
(A)難燃剤中の不飽和結合を有する官能基の有無は、難燃剤の赤外線吸収スペクトルから判断することができる。つまり、不飽和結合の吸収、たとえば波数810cm−1付近にピークをもつ吸収などがある場合は、不飽和結合を有すると判断することができる。不飽和結合を有する官能基を有する既知の試料を標準試料として、吸収強度から、不飽和結合の定量を行うことも可能である。したがって、難燃剤の単位量あたりの不飽和結合を有する官能基数を求めることができる。
一方、難燃剤の単位量あたりの分子数は、NMRスペクトル、原子吸光分析などでリン原子の定量を行ったり、その他の測定を組み合わせたりすることで推測することができる。そのため、1分子中に含まれる不飽和結合を有する官能基の数を求めることができる。
【0027】
また、フェノキシホスファゼン化合物に結晶性を高める官能基、例えばシアノ基等が導入されると、樹脂との相溶性が低下するため好ましくない。樹脂との相溶性が低下すると、樹脂中で顕著な相分離が生じ、所望の樹脂物性を得ることができない。
フェノキシホスファゼン化合物の結晶性の程度は、融解温度を指標として判断されうる。つまり、融解温度を参照して、フェノキシホスファゼン化合物に導入する官能基を選択することができる。例えば、融解温度が100℃を超える化合物の結晶性は特に高いといえるので、融解温度が100℃以下、特に室温である25℃付近で液状となるように官能基を選択することが好ましい。
【0028】
フェノキシホスファゼン化合物の融解温度は、一般に示差走査熱量測定(DSC)等で測定することができる。一方で、フェノキシホスファゼン化合物は、特異な熱的物性をもち、化合物の生成条件によっては融解温度の測定が難しいことがある。例えば、一般に環状フェノキシホスファゼン化合物を一旦高温下で融解状態にした後、急冷した場合は、結晶化を起こさずにガラス状態となる。そのため明確な融解点が得られない。そこで、融解後に徐冷(例えば、1分間あたりの降温速度を10℃以下とする)して、化合物本来の結晶による融解温度を測定することが好ましい。
【0029】
また、フェノキシホスファゼン化合物に、不飽和結合を有する官能基でない官能基(例えば、長鎖アルキル基のような耐熱分解性の低い官能基)が導入された場合でも熱分解温度が低下することがある。熱分解温度の低下は、最終的に電子材料として使用される際の耐熱性を低下させるので好ましくない。耐熱性は耐熱分解性を指標として示されうる。耐熱分解性は「5%熱重量減少温度」で表すことができ、5%熱重量減少温度は340℃以上であることが好ましく、370℃以上がより好ましい。熱重量測定装置(TG/DTA)を用いて、サンプルを20℃から600℃まで、空気中で昇温速度10℃/分で昇温させながらサンプル重量を測定し、サンプル重量が5%減少するときの温度を5%熱重量減少温度とする。
【0030】
本発明の樹脂組成物の5%熱重量減少温度は、340℃以上であることが好ましく、すなわち、さらにサンプル重量が減少する「10%熱重量減少温度」としては、370℃〜400℃以上であることが好ましい。特開2003−177515に難燃剤の熱重量減少温度について「10%熱重量減少温度が300℃から500℃の間であることが難燃性を発現するために好適である」と記載されている。しかしながら実際には、10%熱重量減少温度が300℃程度であると、樹脂組成の耐熱性が難燃剤の熱分解により損なわれることがわかった。
【0031】
以上のことから、樹脂組成物に適度な難燃性、相溶性、耐熱分解性等を付与するためには、(A)フェノキシホスファゼン難燃剤に含まれるフェノキシホスファゼン化合物が有する置換基(一般式(1)および一般式(2)における置換基RとR)は、短鎖アルコキシ基または短鎖アルキル基であることが好ましく;メトキシ基またはエトキシ基、あるいはメチル基またはエチル基が好ましく;特にメトキシ基が好ましい。
【0032】
短鎖アルコキシ基または短鎖アルキル基は、フェノキシホスファゼン化合物に含まれる全てのフェノキシ基のベンゼン環に導入されてもよいが、一部のフェノキシ基のベンゼン環に導入される方が好ましい。化合物の結晶性が低下して融解温度が低下するためである。フェノキシホスファゼン化合物のフェノキシ基のベンゼン環のうち、10〜90%個のベンゼン環に短鎖アルコキシ基または短鎖アルキル基が導入されることが好ましく、30〜70%のフェノキシ基のベンゼン環に導入されることがより好ましい。
【0033】
一般式(1)および(2)で表されるフェノキシホスファゼン化合物は、全て同一の繰り返し単位数nを有していてもよく、異なる繰り返し単位数n(n=3、4、5、6....など)を有する化合物の混合物であってもよい。nが互いに同一である場合は、nが大きい方が結晶性が低下するため好ましい。異なる繰り返し単位数nを有する化合物の混合物に含まれる化合物の結晶性は低下して、融解温度が低下する。よって、異なる繰り返し単位数nを有する化合物の混合物が好ましい場合がある。
【0034】
本発明の樹脂組成物に使用可能なフェノキシホスファゼン化合物としては、例えば、フェノキシ基およびm−トリルオキシ基置換シクロホスファゼン、フェノキシ基およびp−トリルオキシ基置換シクロホスファゼン、フェノキシ基、m−トリルオキシ基およびp−トリルオキシ基置換シクロホスファゼン、フェノキシ基およびm−メトキシフェノキシ基置換シクロホスファゼン、フェノキシ基およびp−メトキシフェノキシ基置換シクロホスファゼン、フェノキシ基、m−メトキシフェノキシ基およびp−メトキシフェノキシ基置換シクロホスファゼン、並びにこれらの混合物などが挙げられる。
【0035】
本発明の樹脂組成物における(A)フェノキシホスファゼン難燃剤の添加量は、樹脂組成物の総重量に対して、リン元素の重量含有率として0.1%〜5%の範囲であることが好ましく、1%〜4%の範囲であることがより好ましい。リン元素換算含有率が0.1%より少ない場合は十分な難燃効果が得られない。
また、(A)フェノキシホスファゼン難燃剤におけるリン元素の重量含有率は約10%〜約13%である。そのため、樹脂組成物におけるリン元素換算含有率が5%を超えると、樹脂組成物の総重量に対する(A)難燃剤の添加量が50%を超えて、樹脂物性に過大な影響を与える。
【0036】
本発明の樹脂組成物には、さらに他の難燃剤を添加されてもよい。他の難燃剤の種類は特に制限されないが、通常、ハロゲン含有有機化合物やアンチモン化合物以外の、有機物または無機物であることが好ましい。
【0037】
他の難燃剤の好ましい例には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、グラファイト、加熱膨張性黒鉛、メラミン、リン酸エステル類、他のホスファゼン化合物類、リン酸アンモニウム、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン10-オキシドの付加物、シリコーン化合物類などが含まれるが、これらに限定されない。構成原子にリン原子を含む有機化合物は、特に難燃性能が高く、少量で効果を発揮する。そのため、感光性樹脂本来の物性を低下させずに十分な難燃性を得ることができ、他の難燃剤としてより好ましい。
【0038】
本発明の感光性樹脂組成物における難燃剤の合計含有量は、樹脂本来の物性を低下させることなく、かつ所望の難燃性能の発揮する量にすることが望まれる。難燃剤の通常の合計含有量は、樹脂成分の総量100質量部に対して、1〜70質量部、好ましくは1〜50質量部である。
【0039】
本発明の樹脂組成物に用いられる(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物の例には、一官能アクリレート化合物および多官能アクリレート化合物などが含まれる。
【0040】
一官能アクリレート化合物の例には、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-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、テトラメチルピペリジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(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)アクリレートなどが含まれる。
【0041】
多官能アクリレート化合物の例には、エチレングリコールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド−テトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、テトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド−テトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパン−プロピレンオキサイド変性トリアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2官能以上(メタ)アクリロイル基を有したウレタンアクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステルアクリレート類などが含まれる。
【0042】
また、一官能または多官能アクリレート化合物は、エポキシ化合物のエポキシ基を(メタ)アクリル酸で変性した化合物、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物などでもよい。
(メタ)アクリル酸で変性されるエポキシ化合物は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば特に制限されず、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、p-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールF型ノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。
ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、β位にOH基を有する(メタ)アクリルモノマーとイソシアネート化合物との付加反応物が挙げられる。イソシアネート化合物としては、例えばイソホロンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、EO又はPO変性ウレタンジ(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0043】
また多官能アクリレートは、式(3)で表される化合物であってもよい。式(3)において、R3は水素原子またはメチル基を表し、R4は水素原子または一価の有機基を表し、lおよびmはそれぞれ1〜5の整数を表す。pは0〜6の整数を表し、qおよびrはそれぞれ0〜4の整数を表し、sは0〜6の整数を表す。pとqとrとsの和は6であり、pとsの和は3〜6である。
【0044】
【化4】

【0045】
一官能または多官能アクリレート化合物のうち、本発明の樹脂組成物には多官能アクリレートが含まれることが好ましく、特に式(3)で表される化合物が好ましく用いられる。
【0046】
本発明の樹脂組成物における(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物の含量は、10wt%以上であることが好ましく、さらに20wt%以上であることが好ましい。
【0047】
本発明の樹脂組成物には、その用途や求められる特性に応じて、(C)ポリアミド酸や、(C')アルカリ可溶性樹脂や、(C’’)エポキシ樹脂が含まれていてもよい。
【0048】
本発明の樹脂組成物に含まれる(C)ポリアミド酸は、一般的にポリイミドの前駆体として用いられるポリアミド酸であれば特に制限はない。ポリアミド酸とは、酸二無水物(ピロメリット酸二無水物など)と、ジアミン化合物(1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンなど)とを反応させることにより得られるポリイミド前駆体である。
【0049】
ポリアミド酸の原料となる酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシルフェニル)エタン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシルフェニル)エタン二無水物、2,2-ビス(3,3-ジカルボキシルフェニル)エタン二無水物、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、4,4'-オキシジフタル酸無水物、2,3,3',4'-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6-ピリジンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,4,3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【0050】
樹脂組成物の組成成分によるが、ポリアミド酸と、他の成分との相溶性の観点から、ポリアミド酸の原料となる酸二無水物の好ましい例には、ピロメリット酸二無水物、4,4'-オキシジフタル酸無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,4,3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。より好ましい例には、ピロメリット酸二無水物、4,4'-オキシジフタル酸無水物、3,4,3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【0051】
一方、ポリアミド酸の原料となるジアミン化合物の例には、芳香族ジアミン、ポリアルキレングリコールジアミン、アルキルジアミンなどが挙げられる。1種または2種以上のジアミンを併用して原料ジアミンとしてもよい。
【0052】
芳香族ジアミンの例には、3,3'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノ-3,3',5,5'-テトラメチルジフェニルメタン、4,4'-ジアミノ-3,3'-ジエチル-5,5'-ジメチルジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニル-2,2'-プロパン、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,4'-ジアミノベンズアニリド、4,4'-ジアミノベンズアニリド、3,3'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ジアミノベンゾフェノン、3,3'-ジエチル-4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,3'-ジエトキシ-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノジフェニルプロパン、3,3'-ジエチル-4,4'-ジアミノジフェニルプロパン、3,3'-ジメチル-5,5'-ジエチル-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3'-ジメトキシ-4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,3'-ジメトキシ-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3'-ジメトキシ-4,4'-ジアミノジフェニルスルフォン、3,3'-ジメトキシ-4,4'-ジアミノジフェニルプロパン、3,3'-ジエトキシ-4,4'-ジアミノジフェニルプロパン、3,3',5,5'-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3',5,5'-テトラエチル-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、ポリテトラメチレンオキシド-ジ-p-アミノベンゾエート、ポリエチレンオキシド-ジ-p-アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシド-ジ-p-アミノベンゾエート、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス[3-(アミノフェノキシ)フェノキシ]ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、および2,2'-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンなどが挙げられる。
【0053】
ポリアルキレングリコールジアミンは、例えば下記一般式(4)で表される。式(4)において、Rは炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表す。RおよびRは、それぞれ炭素数1〜6の脂肪族炭化水素またはポリアルキレングリコールを表す。jは1〜30の整数を表し、好ましくは2〜20である。
【0054】
【化5】

【0055】
ポリアルキレングリコールジアミンの例には、ポリエチレングリコールジアミン、ポリプロピレングリコールジアミン、ポリブチレングリコールジアミン、ポリテトラメチレングリコールジアミン、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールのブロック共重合体のジアミン、ポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコールのブロック共重合体のジアミン、ポリプロピレングリコールポリテトラメチレングリコールのブロック共重合体のジアミン、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリテトラメチレングリコールのブロック共重合体のジアミンなどが挙げられる。
【0056】
ポリアルキレングリコールジアミンの好ましい例には、ポリプロピレングリコールジアミン、およびポリプロピレングリコールポリテトラメチレングリコールのブロック共重合体のジアミンなどが含まれる。また、アルキルジアミンの例には、ドデカンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが含まれる。
【0057】
(C)ポリアミド酸の原料となるジアミン化合物の特に好ましい例には、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス[3-(アミノフェノキシ)フェノキシ]ベンゼン、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、およびポリプロピレングリコールジアミン、ポリブチレングリコールジアミンなどのポリアルキレングリコールジアミンなどが含まれる。
【0058】
一方、(C)ポリアミド酸の原料となるジアミン化合物をポリアルキレングリコールジアミンとすると、得られるポリイミドの可撓性の向上や反りが改善して、低温硬化性を得ることができるが、一方で、耐熱性が低下することがある。そこで通常は、ポリアルキレングリコールジアミンと、他の耐熱性を有する芳香族ジアミン化合物とを共重合させることが好ましい。ポリアルキレングリコールジアミンと、他のジアミン化合物との組成比(モル比)は、他のジアミン化合物1モルに対して、0.05〜4.9モルのポリアルキレングリコールジアミンとすることが好ましい。他のジアミン化合物に対して、ポリアルキレングリコールジアミンが5.0以上(モル比)であると、耐熱性が低下することがあるため好ましくない。また、上記モル比が0.05以上であると著しく可撓性が向上し、反りの発生が少なくなりうる。
【0059】
前述のジアミン化合物と、前述の酸二無水物との重合反応により、ポリアミド酸を合成する。その反応温度は、通常10〜60℃、好ましくは20〜55℃であり、反応圧力は特に限定されない。ポリアミド酸は部分的にイミド化されていてもよい。部分的にイミド化されたポリアミド酸は、イミド化を進行させるために約100〜200℃の高温で脱水操作をしながら反応させたり、触媒的に合成したりする。反応時間は、使用する有機溶剤の種類、および反応温度により異なるが、通常反応が完結するのに十分な時間は2〜48時間である。
【0060】
本発明の樹脂組成物に含まれる(C)ポリアミド酸の含有割合は、10〜90質量%(固形分換算)であり、好ましくは30〜70質量%である。含有割合が10質量%以上であると、光パターニングにおける露光後のアルカリ溶液による溶解性が向上し、高い解像度を得ることができる。さらに最終硬化物に、ポリイミドの特徴である耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性等を付与できる。また、含有割合を90質量%以下にすることにより、樹脂組成物に感光性を発現させ、UV等のエネルギー線硬化が可能となり、光によるパターン形成が可能となる。
【0061】
本発明の樹脂組成物に含まれる(C’)アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ水溶液に可溶であれば特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。(メタ)アクリル酸と共重合可能な単量体としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル等のエステル類、(メタ)アクリル酸アミド等の酸アミド類、アクリロニトリル、スチレン、ビニルフェノール等が挙げられる。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。これらの中では、アルカリ現像性に優れる点から、(メタ)アクリル酸と他の共重合可能な二重結合を有する単量体との共重合体が好ましい。
【0062】
(C’)アルカリ可溶性樹脂の酸価は、50〜200mgKOH/gであることが好ましく、60〜100mgKOH/gであることがより好ましい。これらの範囲である場合は、現像性が確保でき、かつ耐マイグレーション性も良好となる。(C’)アルカリ可溶性樹脂のガラス転移温度は、30〜100℃であることが好ましく、40〜70℃であることがより好ましい。これらの範囲である場合はラミネーション性が良好であり、またフィルムのタック性を抑えることができる。
【0063】
(C’)アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、5千〜30万であることが好ましく、1万〜15万であることがより好ましい。この範囲にあると、良好な現像性と、フィルム表面の光沢性を保つことができる。この重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
【0064】
本発明の樹脂組成物における(C’)アルカリ可溶性樹脂の含有割合は、10〜90質量%(固形分換算)であり、好ましくは30〜70質量%である。含有割合が10質量%以上であると、光パターニングにおける露光後のアルカリ溶液による溶解性が向上し、高い解像度を得ることができる。また、含有割合を90質量%以下にすることにより、樹脂組成物に感光性を十分発現させ、UV等のエネルギー線硬化が可能となり、光によるパターン形成が可能となる。
【0065】
本発明の樹脂組成物に含まれる(C’’)エポキシ樹脂は,1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば特に制限されず、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、p−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールF型ノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0066】
本発明の樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂として、入手可能な市販のものとしては、例えば「エピコート828」、「エピコート1001」及び「エピコート1002」(いずれもジャパンエポキシレジン社製、商品名)などのビスフェノールA型エポキシ樹脂;「エピコート807」(ジャパンエポキシレジン社製、商品名)などのビスフェノールF型エポキシ樹脂;「EBPS−200」(日本化薬社製、商品名)及び「エピクロンEXA−1514」(大日本インキ化学工業社製、商品名)などのビスフェノールS型エポキシ樹脂などが挙げられる。
【0067】
ビフェノール型エポキシ樹脂としては、「YL−6121」(ジャパンエポキシレジン社製、商品名)などが挙げられ、ビキシレノール型エポキシ樹脂としては「YX−4000」(ジャパンエポキシレジン社製、商品名)などが挙げられる。
【0068】
脂環式の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては「ST−2004」及び「ST−2007」(いずれも東都化成社製、商品名)などが挙げられ、上述した二塩基酸変性ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては「ST−5100」及び「ST−5080」(いずれも東都化成社製、商品名)などが挙げられる。
【0069】
これらのジグリシジルエーテル型エポキシ化合物は、感光性樹脂組成物のアルカリ水溶液による現像性を良好とするために、そのエポキシ当量(1当量のエポキシ基を含む化合物のグラム重量)が160〜3300であることが望ましい。
【0070】
エポキシ樹脂を使用する場合は、硬化促進剤を含有することが望ましい。硬化促進剤としては、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類;トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、N-メチルモルホリン等のアミン類;トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィン等の有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩類;1,8-ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7およびその誘導体;ナフテン酸鉛、ステアリン酸鉛、ナフテン酸亜鉛、オレイン酸錫、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト等の有機金属塩が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよく、また必要に応じて有機過酸化物やアゾ化合物を併用することもできる。
【0071】
本発明の樹脂組成物に含まれる(C’’)エポキシ樹脂の含有割合は、5〜70質量%(固形分換算)であり、好ましくは10〜50質量%である。含有割合が5質量%以上であると、十分な耐熱性・耐マイグレーション性を得ることができる。また、含有割合を70質量%以下にすることにより、樹脂組成物に感光性を十分発現させ、UV等のエネルギー線硬化が可能となり、光によるパターン形成が可能となる。
【0072】
本発明の感光性樹脂組成物は、(C)や(C’)に含まれるカルボキシル基と反応する化合物として、ブロック化イソシアネート化合物(イソシアネート化合物のイソシアネート基に、ブロック剤を付加反応させた化合物)を含有してもよい。ブロック化イソシアネート化合物は、常温では不活性であるが加熱するとブロック剤が可逆的に解離してイソシアネート基を再生する化合物である。
【0073】
ブロック化イソシアネート化合物は、イソシアヌレート型、ビウレット型、アダクト型などがあるが、イソシアヌレート型が好ましい。これらは、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
【0074】
上記ブロック剤としては、ジケトン類、オキシム類、フェノール類、アルカノール類及びカプロラクタム類から選ばれる少なくとも一種の化合物が挙げられる。具体的には、メチルエチルケトンオキシム、ε−カプロラクタム等が挙げられる。
【0075】
ブロック化イソシアネートの具体例には、「スミジュールBL−3175」、「デスモジュールTPLS−2957」、「TPLS−2062」、「TPLS−2957」、「TPLS−2078」、「BL4165」、「TPLS2117」、「BL1100」、「BL1265」、「デスモサーム2170」、「デスモサーム2265」(以上住友バイエルウレタン(株)製、商品名)、「コロネート2512」、「コロネート2513」、「コロネート2520」(以上日本ポリウレタン工業(株)製、商品名)等が市販品として容易に入手可能である。ブロック化イソシアネート化合物のブロック剤の解離温度は、120〜200℃であることが好ましい。
【0076】
本発明の感光性樹脂組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤の具体例には、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-フェニルアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-ヒドロキシ-4-イソプロピル-2-メチルプロピオフェノン、2-エチルアントラキノン、2-t-ブチルアントラキノン、ジエチルチオキサントン、クロルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイル安息香酸、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-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、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などが含まれる。
【0077】
光重合開始剤のさらなる例には、ベンゾインとエチレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物;ベンゾインとプロピレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物;α-アリルベンゾイン;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとエチレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物;1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとプロピレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物;ベンゾイル安息香酸とエチレンオキサイド等モル反応物、2〜4倍モル付加物;ベンゾイル安息香酸とプロピレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物;ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物;ヒドロキシベンゾフェノンとプロピレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物;4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン;4-(2-アクロオキシエトキシ)-フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン;4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトンとエチレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物;4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトンとプロピレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物;1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン;1-(4-デシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オンなどが含まれる。光重合開始剤は、1種であっても2種以上を混合して使用してもよい。
【0078】
光重合開始剤の好ましい例には、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、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などが含まれる。
【0079】
本発明の樹脂組成物には、重合効率を向上させる目的で光重合開始助剤が含まれていてもよい。光重合開始助剤の具体例には、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、モノプロパノールアミン、ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルなどが含まれる。光重合開始助剤は、1種であっても2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0080】
光重合開始剤および光重合開始助剤のそれぞれの含有量は、(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物の重量に対して0.05〜10%、好ましくは0.5〜7%、更に好ましくは0.5〜5%である。光重合開始剤および光重合開始助剤の含有量の合計を0.1%以上とすることにより、目的の解像度が得られる程度の硬化度が得られる。また、合計を20%以下にすることにより、(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物の重合度を適度に調整することができ、解像度や可撓性を制御することができる。
【0081】
本発明の感光性樹脂組成物は、含窒素複素環化合物を含みうる。含窒素複素環化合物は、電子回路基板等の基材との密着性を向上させる作用がある。含窒素複素環化合物は、複素環を構成する原子のうちの1つ以上が窒素原子である化合物であり、かつ複素環がアリール基を有する化合物である。含窒素環化合物は単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【0082】
含窒素複素環化合物の複素環は、5員環または6員環であることが好ましい。複素環の例には、テトラゾール(5員環)、イミダゾール(5員環)、トリアジン(6員環)などが含まれる。
【0083】
含窒素複素環化合物の複素環が有するアリール基は置換基を有していてもよく、その置換基の例には水酸基、アルキル基、アルコキシ基、ホルミル基、カルボキシル基、アミド基が含まれる。より具体的な例には、水酸基、メチル基、t-ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、ホルミル基、カルボキシル基、アセトアミド基などが含まれる。複素環が有するアリール基の好ましい例は、フェニル基である。
【0084】
含窒素複素環化合物の好ましい例には、5-メルカプト-1-フェニルテトラゾール、1-(3-メチルフェニル)-1H-テトラゾール-5-チオール、1-(4-エトキシフェニル)-1H-テトラゾール-5-チオール、1-(4-メトキシフェニル)-5-メルカプトテトラゾール、1-(4-カルボキシフェニル)-5-メルカプトテトラゾール、1-(3-アセトアミドフェニル)-5-メルカプトテトラゾール、5-フェニルテトラゾール、4-(テトラゾール-5-イル)ベンズアルデヒド、5-(4-(t-ブチル)フェニル)-2H-1,2,3,4-テトラゾール、5-(3-t-ブチル-4-メトキシフェニル)-2H-テトラゾール、2-(4-クロロフェニル)-1H-イミダゾール、2-(4-フルオロフェニル)-1H-イミダゾール、4-(1H-イミダゾール-2-イル)ベンゾイックアシッド、2-フェニルイミダゾール、2,4-ジアミノ-6-フェニル-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-(m-トルイル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-(2,3-キシリル)-1,3,5-トリアジン、4'-クロロベンゾグアナミン、3'-トリフルオロメチルベンゾグアナミンなどが含まれる。
【0085】
含窒素複素環化合物のより好ましい例には、5-メルカプト-1-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール、2-フェニルイミダゾール、2,4-ジアミノ-6-フェニル-1,3,5-トリアジンなどが含まれる。
【0086】
本発明の感光性樹脂組成物における含窒素複素環化合物の含有量は、樹脂の本来の物性を低下させない量であることが好ましく、通常、樹脂組成物の固形分100質量部に対して0.01〜10質量部であり、好ましくは0.01〜5質量部である。
【0087】
本発明の感光性樹脂組成物には、通常、溶剤が含まれる。溶剤は、樹脂組成物の成分の一部または全部を容易に溶解することが好ましい。ただし、作業性(乾燥性を含む)および樹脂物性を、向上させるかまたは損なわない範囲で貧溶媒を含んでいてもよい。本発明の感光性樹脂組成物における溶剤の含有量は、作業性(乾燥性含む)および樹脂物性を向上させるかまたは損なわない範囲であれば特に限定されない。好ましい溶剤の含有量は、感光性樹脂組成物の30〜90質量%、さらに好ましくは45〜70質量%である。上記範囲の含有量の溶剤は、ドライフィルムを作製するときのレベリング性を向上させ、ドライフィルムの品質を向上させうる。
【0088】
溶剤の例には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチル-n-アミルケトン、アセトニルアセトン、イソホロンおよびアセトフェノンなどのケトン類;エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコールおよびヘキシレングリコールなどのアルコール類;1,4-ジオキサン、トリオキサン、ジエチルアセタール、1,2-ジオキソラン、ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびテトラヒドロフランなどのエーテル類;酢酸エチル、安息香酸メチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルアセテート、エチレングリコールモノプロピルアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジエチ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、ジエチレングリコールジアセテートなどのエステル類;n-ヘプタン、n-オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンおよびジエチルベンゼンなどの炭化水素類;ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミドおよびN,N'-ジメチルイミダゾリジノンなどの非プロトン性極性溶媒が含まれる。
【0089】
本発明の効果を損なわない限り、その他のいかなる溶剤が感光性樹脂組成物に含まれていてもよい。溶剤は単独で用いても、複数種類を併用してもよい。例えば、低沸点溶剤と高沸点溶剤を混合することにより、ドライフィルムを製造するための乾燥工程における発泡を抑制することができ、ドライフィルムの品質を向上させうる。
【0090】
2.ドライフィルム
本発明の樹脂組成物から、ドライフィルムを作製することができる。例えば、固形分濃度を30〜90質量%に調整された樹脂組成物を、一定厚みの無色透明なキャリアフィルムに塗布して、一定厚みの塗布膜を形成し、それを乾燥することによってドライフィルムを得る。
【0091】
無色透明なキャリアフィルムとは、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、エチレン/シクロデセン共重合体(三井化学(株)製、商品名(登録商標):APEL)などのフィルムでありうる。感光性樹脂組成物は、水分によって物性や塗工条件に影響を受けるため、キャリアフィルムは低透湿性の樹脂フィルムであることが好ましい。そのため、これらのなかでは、APEL(登録商標)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのフィルムがより好適である。
【0092】
キャリアフィルムの厚みは、通常15〜100μm、好ましくは15〜75μmの範囲にある。上記範囲の厚みのキャリアフィルムは、塗工性、付着性、ロール性、強靱性、コストなどに優れる。塗工性、付着性、ロール性、強靱性、コスト等を考慮すると、15〜100μm、好ましくは15〜40μmの範囲の厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムがさらに好ましい。
【0093】
キャリアフィルムへの感光性樹脂組成物の塗布は、リバースロールコーター、グラビアロールコーター、コンマコーター、カーテンコーターなどの公知の手段を用いて行うことができる。塗膜の乾燥は、熱風乾燥や、遠赤外線、近赤外線を用いた乾燥機を用いて、温度50〜200℃(好ましくは60〜150℃)で、0.1〜30分かけて行うことができる。
【0094】
ドライフィルムには、感光性樹脂組成物層を保護するためのカバーフィルムが貼り付けられていてもよい。カバーフィルムは、キャリアフィルムと同様に、低透湿性の樹脂フィルムであることが望ましいが、透明である必要はない。また、カバーフィルムは容易に剥離されうることが必要である。したがって、カバーフィルムと感光性樹脂層との接着力が、キャリアフィルムと感光性樹脂層との接着力よりも低いことが求められる。
【0095】
好ましくは、カバーフィルムは5〜100μmの厚みを有する、APEL(登録商標)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの樹脂フィルムである。
【0096】
3.電子回路基板
本発明の樹脂組成物は、電子部材(特に、電子回路基板)の保護部材として用いることができる。例えば、前述のドライフィルムをプリント配線板に貼り合わせて、保護被膜とすることができる。
【0097】
ドライフィルムからカバーフィルムを剥離した後に、プリント配線板の回路形成された面に重ね合わせる。さらに平面圧着やロール圧着などの公知の方法により熱圧着して、感光性皮膜を形成することができる。圧着は、通常40〜150℃、好ましくは50〜120℃に加熱しながら、0.2〜3MPaの圧力で行う。真空ラミネーターを用いて、プリント配線板に感光性樹脂層を形成すると、埋め込み状態をより良好にすることができる。
【0098】
熱圧着可能温度を40℃以上とすると、圧着前の位置合わせにおいて、タックの発生を防止しやすい。150℃以下とすると、感光性樹脂の過剰な硬化の進行を防止して、十分な圧着時間を得やすい。それにより、工程マージンを多めにとることができる。熱圧着可能温度とは、気泡残りなどの問題が生じることなく、パターンへの樹脂の埋め込みが充分にでき、かつ樹脂が流れすぎてパターンの外に流れ出さないような粘度にフィルムを制御することが可能な温度を意味する。
【0099】
ラミネートされたドライフィルムは、任意のパターンが描画されたフォトマスクを通して露光され、さらに現像加工される。それによりプリント配線板に形成された感光性樹脂層に、微細孔や微細幅ラインが形成されうる。露光に使用される活性エネルギー線の例には、電子線、紫外線、X線などが含まれ、好ましくは紫外線である。低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプなどの光源を使用することができる。露光量は、通常100〜1000mJ/cmである。
【0100】
露光後、現像をして未露光部を除去する。現像は、浸漬法やスプレー法などで行われる。アルカリ水溶液(例えば水酸化ナトリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液)などの現像液を用いることができる。現像後は、現像液を洗浄する目的で、通常、水洗を行う。水洗前に、希薄な酸水溶液を用いて現像液含有成分を除去してもよい。
【0101】
現像と水洗後、熱処理を施すことによって、現像によって得られたパターン部の感光性樹脂を硬化物に転化させて、永久保護膜としてもよい。熱処理は、140〜450℃、好ましくは150〜250℃の温度で、0.1〜5時間かけて連続的または段階的に行われる。
【実施例】
【0102】
以下、代表的な実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらにより限定されない。実施例と比較例において以下の方法で、サンプル評価を実施した。
【0103】
(1)現像性試験:厚さ25μmのポリイミドと、厚さ18μmの銅との2層材上に、実施例と比較例で得られたドライフィルムを貼り合わせて評価用サンプルを得た。評価用サンプルに所定のマスクを通して、400mJ/cmの露光量でUV光を照射した。露光後、30℃の1.0%NaCO水溶液を0.20MPaのスプレー圧で噴霧して、未露光部を洗い落として現像した。その結果、直径200μmの円状開口部の形状、開口状態を見て良好の場合に現像性良好とし、樹脂残渣等がある場合に不良とした。
【0104】
(2)耐ハゼ折試験:厚さ25μmのポリイミドと、厚さ18μmの銅との2層材で、L/S=50/50μmの櫛形の銅回路付きの基材を準備した。基材に、実施例と比較例で得られたドライフィルムを貼り合わせて評価用サンプルを得た。評価用サンプルを、後述の(5)リフロー試験に準じて260℃、大気雰囲気下でリフロー炉を通した。その後、リフローボードから評価用サンプルを剥がした後に、耐ハゼ折試験を行った。荷重100g、R=0.1mmの条件で内折、外折を両方行って1回とした。その後40倍の顕微鏡でハゼ折部を観察し、クラックが発生するまでの回数をハゼ折回数とした。試験時間の短縮化のためハゼ折回数は20回を上限とした。
【0105】
(3)耐反り試験:銅(12μm)/ポリイミド(25μm)/銅(12μm)の3層銅貼フレキシブル積層板(ネオフレックス(登録商標)NFX-2ABEPFE(25T)三井化学株式会社製)を用意した。用意したフレキシブル積層板の両面の銅箔をエッチング除去したポリイミドフィルムの片面に、実施例と比較例で得られたドライフィルムを貼り合わせた評価用サンプルを得た。評価用サンプルを10cm×10cmに裁断し、裁断されたサンプルの四隅の高さを鋼尺で測定して評価した。
【0106】
(4)弾性率測定:実施例と比較例で得られたドライフィルムを、離型処理を行った銅箔上に貼り、加工後剥離してフィルム状の評価用サンプルを得た。15mm巾、長さ15cmの試験片を切り出し、JIS K7127に準拠して引っ張り試験を実施し、弾性率を計算した。
【0107】
(5)リフロー試験:銅厚12μm、L/S=35/35μmの櫛形の銅回路付きポリイミド基板を準備した。ポリイミド基板の回路面に、実施例と比較例で得られたドライフィルムを貼り合わせて評価用サンプルを得た。大昌電子社製のリフローボード(マジックレジンボード)に、カバー面が密着するように評価用サンプルを貼り付けて、ピーク温度220℃および260℃にセットしたリフロー炉(千住金属社製、SX−1508)中を0.4m/minで流した。リフローボードから評価用サンプルを剥がした後に、リフローボード表面にカバーフィルムの剥がれや汚染等がないかを25倍の顕微鏡で確認した。
【0108】
(6)耐マイグレーション試験:銅厚12μm、L/S=35/35μmの櫛形の銅回路付きポリイミド基板を準備した。ポリイミド基板の回路面に、実施例と比較例で得られたドライフィルムを貼り合わせて評価用サンプルとした。85℃、85%RH下にて、30VDCで1000hr通電させて、1000hr経過後の抵抗値および、表面状態(表面に何かが析出していないか)を確認した。
【0109】
(7)難燃性試験:UL94薄型垂直燃焼試験の方法に従って評価した。銅(12μm)/ポリイミド(25μm)/銅(12μm)の3層銅貼フレキシブル積層板(ネオフレックス(登録商標)NFX-2ABEPFE(25T)三井化学(株)製)を用意した。用意したフレキシブル積層板の両面の銅箔をエッチング除去したポリイミドフィルムの両面に、実施例と比較例で得られたドライフィルム(厚さ30μm)を貼り合わせて評価用サンプルを準備して評価した。
【0110】
実施例および比較例で使用したホスファゼン化合物は、以下の合成例1〜6の手順で合成された。得られたホスファゼン化合物は、H−NMRスペクトルおよび31P−NMRスペクトルの測定、アルカリ溶融後の硝酸銀を用いた電位差滴定法による塩素元素(残留塩素)の分析並びにTOF−MS分析の結果に基づいて同定した。
【0111】
[合成例1]
(フェノキシ基、p−トリルオキシ基およびm−トリルオキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物の合成)
5Lセパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を設置した。窒素雰囲気下、クロロシクロホスファゼンオリゴマー(分子式[PNClで示される、nが3から8の混合物で、n=3:n=4:n=5〜8の比が75:18:7の混合物)348g、テトラヒドロフラン(キシダ化学(株)製、試薬)1,000g、金属ナトリウム(関東化学(株)製、試薬)145gをフラスコに仕込んだ。それを撹拌しながら、フェノール(キシダ化学(株)製、試薬)292g、p−クレゾール(関東化学(株)製、試薬)195gおよびm−クレゾール(関東化学(株)製、試薬)130gのテトラヒドロフラン500g溶液を0℃で冷却下、3時間かけて滴下した。その後、内部温度を50℃まで昇温させた。50℃で6時間撹拌反応したのち、室温まで冷却した。冷却後、トルエン(キシダ化学(株)製、試薬)800gおよび水600gを添加し、分液し、有機層を水400gで3回洗浄し、減圧濃縮することで、フェノキシ基、p−トリルオキシ基およびm−トリルオキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物を722g(収率98%)得た。この生成物の分析結果は以下の通りであった。
【0112】
H−NMRスペクトル(300MHz,CDCl、δ、ppm):2.4(3H,m),6.5〜7.1(9H,m)
31P−NMRスペクトル(120MHz,CDCl、δ、ppm):−16.8,−12.2,9.4
MS(MALDI−TOF)m/z:1255,1010,750,736,721
残存塩素分析 :<0.01%
【0113】
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物は、その平均組成が[NP(OC1.0(OCMe)1.0]であるシクロホスファゼン化合物の混合物であることを確認した。
【0114】
[合成例2]
(フェノキシ基およびm−トリルオキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物の合成)
5Lセパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を設置した。窒素雰囲気下、ヘキサクロロシクロトリホスファゼン348g、アセトニトリル(キシダ化学(株)製、試薬)1,000g、フェノール414gおよびm−クレゾール260gをフラスコに仕込んだ。それを10℃で冷却下撹拌しながら、トリエチルアミン(キシダ化学(株)製、試薬)668gを、1時間かけて滴下した。その後、内部温度を83℃まで昇温させた。9時間還流反応したのち、室温まで冷却した。冷却後、トルエン800gおよび水600gを添加し、分液し、有機層を水400gで3回洗浄し、減圧濃縮することで、フェノキシ基およびm−トリルオキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物を693g(収率96%)得た。この生成物の分析結果は以下の通りであった。
【0115】
H−NMRスペクトル(300MHz,CDCl、δ、ppm):2.4(6H,s),6.6〜7.3(28H,m)
31P−NMRスペクトル(120MHz,CDCl、δ、ppm):9.8
MS(MALDI−TOF)m/z:750,736,721
残存塩素分析 :<0.01%
【0116】
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物は、[N(OCMe)(OPh)]、[N(OCMe)(OPh)]および[N(OCMe)(OPh)]の混合物であり、その平均組成が[N(OCMe)2.0(OPh)4.0]のシクロホスファゼン化合物の混合物であることを確認した。
【0117】
[合成例3]
(フェノキシ基およびp−メトキシフェノキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物の合成)
5Lセパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を設置した。窒素雰囲気下、クロロシクロホスファゼンオリゴマー(分子式[PNClで示される、nが3から8の混合物で、n=3:n=4:n=5〜8の比が75:18:7の混合物)348g、ジメチルホルムアミド(キシダ化学(株)製、試薬)600g、炭酸カリウム(キシダ化学(株)製、試薬)414gをフラスコに仕込んだ。それを60℃で撹拌しながら、フェノール292gのジメチルホルムアミド200g溶液を2時間かけて滴下し、続けて、p−メトキシフェノール(キシダ化学(株)製、試薬)385gのジメチルホルムアミド300g溶液を1時間かけて滴下した。その後、内部温度60℃で6時間撹拌したのち、室温まで冷却した。冷却後、トルエン(キシダ化学(株)製、試薬)800gおよび水1,400gを添加し、分液し、有機層を水400gで3回洗浄し、減圧濃縮することで、フェノキシ基およびp−メトキシフェノキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物を769g(収率98%)得た。この生成物の分析結果は以下の通りであった。
【0118】
H−NMRスペクトル(300MHz,CDCl、δ、ppm):3.9(3H,m),6.4〜7.1(9H,m)
31P−NMRスペクトル(120MHz,CDCl、δ、ppm):−16.6,−12.1,9.9
MS(MALDI−TOF)m/z:1246,984,814,784,754
残存塩素分析 :<0.01%
【0119】
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物は、その平均組成が[NP(OC1.0(OCOMe)1.0]であるシクロホスファゼン化合物の混合物であることを確認した。
【0120】
[合成例4]
(フェノキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物の合成)
5Lセパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を設置した。窒素雰囲気下、クロロシクロホスファゼンオリゴマー(分子式[PNClで示される、nが3から8の混合物で、n=3:n=4:n=5〜8の比が75:18:7の混合物)348gおよびテトラヒドロフラン1,000gをフラスコに仕込んだ。それを撹拌しながら、予めフェノール621gと水酸化ナトリウム(関東化学(株)製、試薬)260gを水650gに溶解した後に減圧乾燥して調製したナトリウムフェノキシドを3時間かけて分割投入し、6時間還流反応したのち、室温まで冷却した。冷却後、トルエン(キシダ化学(株)製、試薬)800gおよび水900gを添加し、分液し、有機層を水400gで3回洗浄し、減圧濃縮することでフェノキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物を675g(収率97%)得た。この生成物の分析結果は以下の通りであった。
【0121】
H−NMRスペクトル(300MHz,CDCl、δ、ppm):6.7〜7.1(10H,m)
31P−NMRスペクトル(120MHz,CDCl、δ、ppm):−16.9,−16.8,−11.3,9.9
MS(MALDI−TOF)m/z:1388,1156,925,694
残存塩素分析 :<0.01%
【0122】
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物は、その組成が[NP(OC]であるシクロホスファゼン化合物の混合物であることを確認した。
【0123】
[合成例5]
(フェノキシ基およびp−シアノフェノキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物の合成)
5Lセパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を設置した。窒素雰囲気下、ヘキサクロロシクロトリホスファゼン348g、アセトン(キシダ化学(株)製、試薬)800g、フェノール292gおよびp−シアノフェノール(東京化成工業(株)製、試薬)357gをフラスコに仕込んだ。それを0℃で冷却下撹拌しながら、トリエチルアミン617gを、1時間かけて滴下した。その後、内部温度を還流温度まで昇温させた。12時間還流したのち、室温まで冷却した。冷却後、メタノール(キシダ化学(株)製、試薬)600gを添加し、析出した沈殿を濾過して減圧乾燥することで、フェノキシ基およびp−シアノフェノキシ基が置換したシクロホスファゼン化合物を760g(収率99%)得た。この生成物の分析結果は以下の通りであった。
【0124】
H−NMRスペクトル(300MHz,CDCl、δ、ppm):6.8−7.5(9H,m)
31P−NMRスペクトル(120MHz,CDCl、δ、ppm):9.1
MS(MALDI−TOF)m/z:1330,1075,793,769,743
残存塩素分析 :<0.01%
【0125】
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物は、その平均組成が[NP(OC1.0(OCCN)1.0]であるシクロホスファゼン化合物の混合物であることを確認した。
【0126】
[合成例6]
(2−(メタクリロイルオキシ)エチルオキシが置換したシクロホスファゼン化合物の合成)
5Lセパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を設置した。窒素雰囲気下、ヘキサクロロシクロトリホスファゼン348g、テトラヒドロフラン900g、ヘプタンでよく洗浄した水素化ナトリウム(関東化学(株)製、試薬)158gをフラスコに仕込んだ。それを0℃で撹拌しながら、フェノール94gのテトラヒドロフラン50g溶液を1時間かけて滴下し、続けて、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(キシダ化学(株)製、試薬)716gを2時間かけて滴下した。その後、内部温度0℃で6時間撹拌した。反応後、トルエン800gおよび水1,400gを添加し、分液し、有機層を水400gで3回洗浄し、減圧濃縮することでフェノキシ基および2−(メタクリロイルオキシ)エチルオキシが置換したシクロホスファゼン化合物を824g(収率95%)得た。この生成物の分析結果は以下の通りであった。
【0127】
H−NMRスペクトル(300MHz,CDCl、δ、ppm):1.9(15H,m),4.2(10H,m),4.6(10H,m),5.6(5H,m),6.2(5H,m),6.7−7.1(5H,m)
31P−NMRスペクトル(120MHz,CDCl、δ、ppm):12.0(2P,m),19.7(2P,m)
MS(MALDI−TOF)m/z:898,864,830
残存塩素分析 :<0.01%
【0128】
以上の分析結果から、この工程で得られた生成物は、{N[OCOCOC(CH)=CH(OPh)}、{N[OCOCOC(CH)=CH(OPh)}および{N[OCOCOC(CH)=CH}の混合物であり、その平均組成が{N[OCOCOC(CH)=CH5.0(OPh)1.0}のシクロホスファゼン化合物の混合物であることを確認した。
【0129】
不飽和結合の個数は、難燃剤を挟み込んだシリコンウェハを、赤外吸収測定装置にセットして、赤外吸収測定を行い、不飽和結合の吸収強度から、不飽和結合を有する官能基の数を求めた。液状の難燃剤は、そのままシリコンウェハで挟み込み;固体状の難燃剤は、流動パラフィンと混合し、乳ばちで粉砕して、シリコンウェハに挟み込んだ。難燃剤をシリコンウェハに挟み込むときに、スペーサーで試料厚みを調整した。
【0130】
【表1】

【0131】
[実施例1]
(樹脂組成物の配合)
難燃剤として、合成例3で合成したメトキシ基導入フェノキシシクロホスファゼン20.0gと、光重合可能な化合物としてジペンタエリスリトールヘキサ/ペンタアクリレート(東亞合成(株)社製、商品名;アロニックスM−402)16.7gと、酸変性ビスフェノールA型アクリレート(日本化薬社製、商品名;カヤラッドZAR−1035)30.0gと、溶剤としてN,N'-ジメチルアセトアミド27.7gと、光重合開始剤としてジエチルチオキサントン(日本化薬(株)社製、カヤキュアDETX−S)1.9gと、光重合開始助剤としてp-ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬(株)社製、カヤキュアEPA)3.7gとを添加した混合物を得た。混合物を30分間撹拌して、粘度約0.3Pa・sの褐色粘性液体を得た。
【0132】
(ドライフィルムの製造)
得られた感光性樹脂溶液を、幅30cm、厚さ19μmのキャリアフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム:東洋紡社製M5001)に、アプリケーターを用いて塗工して、塗膜を熱風循環乾燥炉内で100℃×8分間かけて乾燥した。形成された感光性樹脂膜に、厚さ30μmのカバーフィルム(ポリエチレンフィルム:タマポリ(株)社製、GF-130)を貼り合わせて、ドライフィルムとした。
【0133】
(性能評価)
作製したドライフィルムからカバーフィルムを剥がし、前記各評価試験に記載の通りに、各基板に重ねて位置合わせをし、その後、真空ラミネート装置(名機製作所製MVLP600真空ラミネーター)で、プレス温度60℃、圧力0.5MPaにて、60秒圧着して貼り合わせて、評価用サンプルを得た。
所定のマスクを通して、400mJ/cmの露光量でUV光を照射した。露光後、30℃の1.0%NaCO水溶液を0.20MPaのスプレー圧で噴霧して、未露光部を洗い落として現像した。次いで、水洗、乾燥し、160℃の熱風循環炉に60分間投入し、加熱硬化させた。
得られた各評価用サンプルについて、耐反り試験、耐ハゼ折試験、難燃性試験を実施した。現像性は良好であった。ハゼ折回数は20回であった。反り量は四隅の高さの平均値が13mmと比較的低く、難燃性もVTM−0の規格に適合する結果であった。
【0134】
[比較例1]
難燃剤を合成例5で合成したシアノ基導入フェノキシシクロホスファゼンとした以外は、実施例1と同様の操作で、各評価用サンプルを得た。得られた評価用サンプルについて評価を行った。現像性は不良であった。ハゼ折回数は10回であった。反り量は測定できず、カール状となってしまった。難燃性はVTM−0の規格に適合する結果であった。難燃性に関しては良好であったものの、その他物性については実施例1に比すると劣る結果となった。
【0135】
[実施例2]
(ポリアミド酸の合成(合成例A))
3Lセパラブルフラスコに、撹拌機、ディーンシュターク管、還流冷却器、200ml滴下ロート及び窒素導入菅を設置した。窒素雰囲気下、N-メチルピロリドン(東京化成(株)製、試薬)1223.7g、メシチレン(関東化学(株)製、試薬)524.4g、オキシジフタル酸二無水物(マナック(株)製)434.3gをフラスコに仕込んだ。それを撹拌しながら、末端アミノ化ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール共重合体)(ハンツマン・コーポレーション製、商品名;ジェファーミンXTJ542)303.5gと、1,12-ジアミノドデカン114.9gを昇温下1時間かけて滴下した。その後、内部温度を180℃まで昇温させた。180℃で還流を4時間維持したのち、室温まで冷却した。冷却後、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学(株)社製)109.3gを添加した。添加後、20時間窒素雰囲気下で撹拌を継続し、固形分35質量%の部分的にイミド化されたポリアミド酸溶液(合成例A)を得た。
【0136】
(樹脂組成物の配合)
難燃剤として、合成例1で合成したメチル基導入フェノキシシクロホスファゼン9.0gと、光重合可能な化合物としてジペンタエリスリトールヘキサ/ペンタアクリレート(東亞合成(株)社製、商品名;アロニックスM−402)11.0gと、ポリアミド酸として合成例Aのポリアミド酸を73.3gと、溶剤としてN,N'-ジメチルアセトアミド5.4gと、光重合開始剤としてジエチルチオキサントン(日本化薬(株)社製、カヤキュアDETX−S)0.4gと、光重合開始助剤としてp-ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬(株)社製、カヤキュアEPA)0.9gとを添加した。30分間撹拌して、粘度約0.5Pa・sの褐色粘性液体(感光性樹脂溶液)を得た。
【0137】
(ドライフィルムの製造)
得られた感光性樹脂溶液を、幅30cm、厚さ19μmのキャリアフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム:東洋紡社製M5001)に、アプリケーターを用いて塗工後、熱風循環乾燥炉内で100℃×8分間乾燥した。形成された感光性樹脂膜に、厚さ30μmのカバーフィルム(ポリエチレンフィルム:タマポリ(株)社製、GF-130)を貼り合わせてドライフィルムとした。
【0138】
(性能評価)
作製したドライフィルムからカバーフィルムを剥がし、前記各評価試験に記載の通りに、各基板に重ねて位置合わせをし、その後、真空ラミネート装置(名機製作所製MVLP600真空ラミネーター)で、プレス温度60℃、圧力0.5MPaにて、60秒圧着して貼り合わせて、評価用サンプルを得た。
所定のマスクを通して、400mJ/cmの露光量でUV光を照射した。露光後、30℃の1.0%NaCO水溶液を0.20MPaのスプレー圧で噴霧して、未露光部を洗い落として現像した。次いで、水洗、乾燥し、160℃の熱風循環炉に60分間投入し、加熱硬化させた。
得られた各評価用サンプルについて、現像性試験、耐反り試験、耐ハゼ折試験、弾性率測定(引っ張り試験)、リフロー試験、マイグレーション試験、難燃性試験を実施した。現像性は良好であった。ハゼ折回数は20回であった。反り量は四隅の高さの平均値が0mmと非常に良好であった。弾性率を測定したところ0.3GPaと非常に低い値であった。リフロー試験においては、低温(220℃)では汚染が認められず良好な結果であったが、高温(260℃)においてはリフローボード上に白い析出物が見られ、汚染が認められた。マイグレーション試験後基板表面には析出物は見られず良好な結果だった。難燃性もVTM−0の規格に適合する結果であった。
【0139】
[実施例3および4、比較例2〜4]
難燃剤を表2および表3に示すとおりに変更した以外は、実施例2と同様の操作で各評価用サンプルを得た。特に融解温度の高い難燃剤を使用した比較例3,5では現像性が不良であった。融解温度の高い難燃剤を使用した比較例2および比較例3では、耐反り試験、耐ハゼ折試験について顕著に劣る結果が見られた。これは、難燃剤の相溶性が低いため、本来相溶性が良好であれば発揮されうる低弾性率が達成されなかったためであると思われる。また、マイグレーション試験後の基板表面を観察したところ、比較例2および比較例3では、微小な結晶状の析出物が見られた。また、重合可能な反応性官能基(メタクリロイル基)を含む難燃剤を添加した場合(比較例4)は、耐ハゼ折試験、耐反り試験が非常に悪い結果となり、難燃性が顕著に低かった。
【0140】
[実施例5]
(ポリアミド酸の合成(合成例B))
3Lセパラブルフラスコに撹拌機、ディーンシュターク管、還流冷却器、200ml滴下ロート及び窒素導入菅を設置した。窒素雰囲気下、N-メチルピロリドン(東京化成(株)製、試薬)1216.7g、メシチレン(関東化学(株)製、試薬)521.5g、オキシジフタル酸二無水物(マナック(株)製)434.3gをフラスコに仕込んだ。それを撹拌しながら、末端アミノ化ポリプロピレングリコール(ハンツマン・コーポレーション製、商品名;ジェファーミンD400)75.9gと末端アミノ化ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール共重合体)(ハンツマン・コーポレーション製、商品名;ジェファーミンXTJ542)227.6gと、1,12-ジアミノドデカン56.2gを昇温下1時間かけて滴下した。その後、内部温度を180℃まで昇温させた。180℃で還流を4時間維持したのち、室温まで冷却した。冷却後、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学(株)社製)153.3gを添加した。添加後、20時間窒素雰囲気下で撹拌を継続し、固形分35質量%の部分的にイミド化されたポリアミド酸溶液(合成例B)を得た。
【0141】
ポリアミド酸を合成例Bのポリアミド酸として、表2に示す組成成分の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物から、実施例1と同様にしてドライフィルムを作製し、さらに各評価用サンプルを作製して評価した。
【0142】
[比較例5]
ポリアミド酸を合成例Bのポリアミド酸として、表3に示す組成成分の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物から、実施例1と同様にしてドライフィルムを作製し、さらに各評価用サンプルを作製して評価した。
【0143】
比較例5に比べて実施例5は、耐ハゼ折試験、耐反り性試験についても数値が高く良好であった。また、マイグレーション試験時の抵抗値も高く、試験後の表面への析出も見られず良好な結果となった。
【0144】
各実施例および各比較例で得た樹脂組成物の組成および評価結果を、表2および表3にまとめた。
【0145】
【表2】

【0146】
【表3】

【0147】
[実施例6]
(ポリアミド酸の合成(合成例C))
フラスコを300mLセパラブルフラスコとした以外は、合成例Bと同様の設備を使用した。窒素雰囲気下、N-メチルピロリドン106.7g、メシチレン45.7g、ピロメリット酸二無水物(三菱瓦斯化学(株)製)45.8gをフラスコに仕込んだ。それを撹拌しながら、末端アミノ化ポリプロピレングリコール(ハンツマン・コーポレーション製、商品名;ジェファーミンD400)12.3gと、末端アミノ化ポリプロピレングリコール(ハンツマン・コーポレーション製、商品名;ジェファーミンD230)11.0gと、末端アミノ化ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール共重合体)(ハンツマン・コーポレーション製、商品名;ジェファーミンXTJ542)36.8gとを、昇温下1時間かけて滴下した。その後、内部温度を180℃まで昇温させた。180℃で還流を4時間維持したのち、室温まで冷却した。冷却後、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、(JFEケミカル(株)社製)18.6gを添加した。添加後、20時間窒素雰囲気下で撹拌を継続し、固形分45質量%の部分的にイミド化されたポリアミド酸(合成例C)の溶液を得た。
【0148】
合成例Cのポリアミド酸を用いて、表5に示す実施例6の組成成分の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物から、実施例1と同様にしてドライフィルムを作製し、さらに各評価用サンプルを作製して評価した。
【0149】
[実施例7〜14]
(ポリアミド酸の合成(合成例D〜合成例G)
表4に示す原材料組成を用いて、合成例Cと同様にポリアミド酸を合成した。合成例D〜合成例Gのポリアミド酸を用いて、表5および表6に示す組成成分の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物から、実施例1と同様にしてドライフィルムを作製し、さらに各評価用サンプルを作製して評価した。
【0150】
【表4】

PMDA:ピロメリット酸二無水物(三菱瓦斯化学製)
BPDA:3,4,3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(宇部興産製)
ODPA:3,4,3',4'−オキシジフタル酸無水物(マナック製)
XTJ542:ジェファーミンXTJ542(ハンツマン製)
D230:ジェファーミンD230(ハンツマン製)
D400:ジェファーミンD400(ハンツマン製)
ODA:4,4'-ジアミノジフェニルエーテル(JFEケミカル製)
APB:1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学製)
【0151】
【表5】

アロニックスM-450:ペンタエリスリトールペンタアクリレート/テトラアクリレート混合物(東亞合成製)
カヤラッドTPA320:トリメチロールプロパン−プロピレンオキサイド変性トリアクリレート(日本化薬製)
FA-321M:エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(日立化成製)
光重合開始剤1:カヤキュアDETX-S(日本化薬製)
光重合開始剤2:ルシリンTPO(BASF製)
光開始助剤:カヤキュアEPA(日本化薬製)
含窒素複素環化合物:2-フェニルイミダゾール(和光純薬製)
【0152】
【表6】

(C’)アルカリ可溶性樹脂:メタクリル酸/アクリル酸エチル/メタクリル酸メチル/スチレン(質量比:14/38/38/10)の共重合体の、トルエン/メチルセロソルブ(質量比=2/3)溶液(重量平均分子量:7万、酸価:90mgKOH/g)
エピコート807:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン製)
ブロック化イソシアネート化合物(BL3175):ヘキサメチレンジイソアシアネートのイソシアヌレート体をメチルエチルケトンオキシムでブロックした化合物(住化バイエルウレタン社製)
【産業上の利用可能性】
【0153】
本発明の電子材料用樹脂組成物により、例えば優れた感光性カバーレイが提供される。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)フェノキシホスファゼン難燃剤、および(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物を含む電子材料用樹脂組成物であって、
前記(A)フェノキシホスファゼン難燃剤の融解温度が100℃以下であり、かつその分子1個あたりの不飽和結合を有する官能基の数の平均が0.1個以下である、電子材料用樹脂組成物。
【請求項2】
(A)フェノキシホスファゼン難燃剤、および(B)光重合可能な不飽和二重結合を有する化合物を含む電子材料用樹脂組成物であって、
前記(A)フェノキシホスファゼン難燃剤が、一般式(1)で表される化合物である電子材料用樹脂組成物。
【化1】

(式中、
とRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、また繰り返し単位ごとに異なっていてもよいが、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基およびエトキシ基からなる群から選択され、一分子中に1つ以上の水素以外の基を含み、
nは3以上の整数であり、
各ベンゼン環は、2つ以上の置換基RまたはRを有していてもよい)
【請求項3】
請求項1または2に記載の電子材料用樹脂組成物であって、
(C)ポリアミド酸、(C’)アルカリ可溶性樹脂、および(C’’)エポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂をさらに含む、電子材料用樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子材料用樹脂組成物を用いて得られる電子回路基板。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子材料用樹脂組成物を含んでなるドライフィルムにより形成された樹脂膜を有する電子回路基板。
【請求項6】
プリント基板である、請求項4または5に記載の電子回路基板。
【請求項7】
請求項4〜6のいずれか一項に記載の電子回路基板を備えてなる電子電気機器。

【公開番号】特開2010−106167(P2010−106167A)
【公開日】平成22年5月13日(2010.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−280329(P2008−280329)
【出願日】平成20年10月30日(2008.10.30)
【出願人】(000005887)三井化学株式会社 (2,318)
【出願人】(591286270)株式会社伏見製薬所 (50)
【Fターム(参考)】