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JP5484772B2 - アルカリ現像可能な硬化性組成物及びその硬化物 - Google Patents

アルカリ現像可能な硬化性組成物及びその硬化物 Download PDF

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JP5484772B2 JP2009100365A JP2009100365A JP5484772B2 JP 5484772 B2 JP5484772 B2 JP 5484772B2 JP 2009100365 A JP2009100365 A JP 2009100365A JP 2009100365 A JP2009100365 A JP 2009100365A JP 5484772 B2 JP5484772 B2 JP 5484772B2
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Description

本発明は、プリント配線板のソルダーレジスト等の形成に使用される硬化性組成物に関し、特にカルボキシル基含有化合物を含有する硬化性組成物及びその硬化物に関する。
現在、プリント配線板のソルダーレジストの形成に使用される硬化性化合物は、環境問題への配慮から、希アルカリ水溶液で現像ができる不飽和基及びカルボキシル基含有化合物が主流になっている。このような化合物としては、エポキシ樹脂と不飽和基含有モノカルボン酸の反応物に酸無水物を付加した硬化性化合物が一般的である。
例えば、特許文献1には、ノボラック型エポキシ樹脂と不飽和基含有モノカルボン酸の反応物に酸無水物を付加した硬化性化合物が開示されている。また、特許文献2には、1分子中に2個のグリシジル基を有する芳香族エポキシ樹脂と1分子中に2個のフェノール性水酸基を有する芳香族アルコール樹脂とを反応させて得られるアルコール性の二級の水酸基にエピハロヒドリンを反応させ、得られた反応物に不飽和基含有モノカルボン酸、次いで酸無水物を付加した硬化性化合物が開示されている。
これらの他、幾つかの硬化性化合物が提案されており、現在、実際のプリント配線板の製造に多く使用されている。
近年、エレクトロニクス機器の軽薄短小化に伴いプリント配線板が高密度化されており、プリント配線板の高密度化に対応して、ソルダーレジストを形成する硬化性化合物の高性能化が要求されている。即ち、高密度化プリント配線板の製造では、従来市販されている硬化性化合物の現像性が十分でないためにソルダーレジストの極微細なパターンが得られず、また、従来の硬化性化合物を用いてソルダーレジストを形成した高密度化のプリント配線板では、高温及び高湿下での電気絶縁性が低下し、さらに、従来の硬化性化合物を用いて得られたソルダーレジストは、十分な可撓性がないためにフレキシブルプリント配線板に適用できず、これらの問題の解決のために硬化性化合物のいっそうの高性能化が要求されている。
可撓性の問題を解決する硬化性化合物として、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のアルコール性の二級の水酸基に、エピハロルヒドリンを反応させ、次いで得られた多官能エポキシ樹脂に、エポキシ当量当たり0.2〜1.2モルのエチレン性不飽和カルボン酸を反応させ、さらにエポキシ当量当たり0.2〜1.0モルの多塩基カルボン酸又はその無水物あるいはその両方を反応させて得られるカルボキシル基含有化合物が提案されている(特許文献3参照)。
また、特許文献4には、ノボラック型エポキシ樹脂及びゴム変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂の混合物と該混合物のエポキシ当量当たり0.2〜1.2モルのエチレン性不飽和カルボン酸とを反応させ、得られた反応生成物と、上記混合物のエポキシ当量当たり0.2〜1.0モルの多塩基カルボン酸及び/又はその無水物とを反応させて得られるカルボキシル基含有化合物が開示されている。
特許文献3や特許文献4のカルボキシル基含有化合物を用いてレジストを形成した高密度化プリント配線板は、可撓性に優れている。しかし、これらカルボキシル基含有化合物は、多官能エポキシ樹脂や、ノボラック型エポキシ樹脂とゴム変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂の混合物に対するエチレン性不飽和カルボン酸の反応割合がある範囲内のときはゲル化したり、高分子化したりするため、十分な現像性が得られない。
即ち、特許文献3や特許文献4のカルボキシル基含有化合物は、多官能エポキシ樹脂や、ノボラック型エポキシ樹脂とゴム変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂の混合物に、エポキシ当量当たり0.2〜1.2モルのエチレン性不飽和カルボン酸を反応させて得られる生成物に、エポキシ当量当たり、0.2〜1.0モルの多塩基カルボン酸及び/又はその無水物を反応させて得られるが、多塩基カルボン酸及び/又はその無水物の反応割合が上記範囲内のときに、多官能エポキシ樹脂や、ノボラック型エポキシ樹脂とゴム変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂の混合物に対してエポキシ当量当たり1モル未満のエチレン性不飽和カルボン酸を反応させると、多塩基カルボン酸及び/又はその無水物が上記エチレン性不飽和基含有エポキシ樹脂の架橋剤として働き、ゲル化、又は高分子化して現像性が低下する。
一方、このような高分子化した樹脂を利用して硬化性組成物の塗膜のタック(粘着)フリー性を向上させる方法が提案されている(特許文献5参照)。タックフリー性は液状現像型レジストの重要な特性の一つであるが、アルカリ現像性と背反する特性である。そこで、特許文献5では、高分子化させた樹脂のヒドロキシル基に多塩基酸及び/又は多塩基酸無水物を付加反応させて得られる硬化性樹脂を用いることにより、硬化性組成物の塗膜のタックフリー性と現像性の両立を図っている。しかし、それでもなお、近年のエレクトロニクス機器の軽薄短小化に伴うプリント配線板の高密度化に対応した十分な現像性は得られていない。
また、可撓性、さらには電気絶縁性の問題を解決するために、ノボラック型フェノール樹脂とアルキレンオキシドとの反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られた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化合物(特許文献6参照)、ノボラック型フェノール樹脂とアルキレンオキシド又は環状カーボネートとの反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸及び飽和脂肪族モノカルボン酸及び/又は芳香族モノカルボン酸を反応させ、得られた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化合物(特許文献7参照)等が提案されている。しかしながら、上記化合物は現像性に劣る。また、上記化合物を用いてレジストを形成したプリント配線板は、高温及び高湿下での電気絶縁性には優れているが、硬度が低い。
特開昭61−243869号公報 特開平5−32746号公報 特開平11−65117号公報 特開平9−5997号公報 特開2004−067815号公報 国際公開WO 02/024774 A1公報 特開2005−91783号公報
本発明は前記のような問題に鑑みなされたものであり、現像性に優れ、且つ、硬度、はんだ耐熱性、耐薬品性、密着性、PCT耐性、無電解金めっき耐性、白化耐性、電気絶縁性、可撓性などの特性に優れる硬化膜を形成できる硬化性組成物及びその硬化物を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために成された本発明に係るアルカリ現像可能な硬化性組成物は、(A)1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂(a)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、モノカルボン酸(b)を0.3〜0.9モルの割合で反応させ、得られた反応生成物(c)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、0.1〜5.0モルの割合の水(d)の存在下で、多塩基酸無水物(e)を0.2〜5.0モルの割合で反応させ、さらに得られた反応生成物(f)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、モノカルボン酸(g)を0.0〜5.0モルの割合で反応させて得られる酸価30〜200mgKOH/gのカルボキシル基含有化合物、
(B)カルボキシル基含有化合物(A)以外のカルボキシル基含有化合物、
(C)感光性(メタ)アクリレート化合物、及び
(D)光重合開始剤
を含有することを特徴とする。
本発明の具体的で好適な態様によれば、硬化性組成物の一成分であるカルボキシル基含有化合物(A)は、モノカルボン酸(b)及びモノカルボン酸(g)が不飽和基含有モノカルボン酸であり、又はモノカルボン酸(b)が不飽和基含有モノカルボン酸であり、モノカルボン酸(g)が不飽和基を含有しないモノカルボン酸であり、又はモノカルボン酸(b)が不飽和基を含有しないモノカルボン酸であり、モノカルボン酸(g)が不飽和基含有モノカルボン酸であり、又はモノカルボン酸(b)及びモノカルボン酸(g)が不飽和基を含有しないモノカルボン酸であり、又はモノカルボン酸(b)及び/又は(g)が不飽和基含有モノカルボン酸と不飽和基を含有しないモノカルボン酸の混合物であり、特に1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂(a)がノボラック型エポキシ樹脂である。
本発明によれば、プリント配線板の高密度化に対応可能な硬化性組成物に要求される現像性を充分に満足し、且つ硬度、はんだ耐熱性、耐薬品性、密着性、PCT耐性、無電解金めっき耐性、白化耐性、電気絶縁性、可撓性などに優れた硬化膜を得ることができる。
本発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂のエポキシ基にモノカルボン酸を部分的に反応させ、得られた反応生成物の残存するエポキシ基に水の存在下で多塩基酸無水物を部分的又は全部に反応させることによりゲル化を防ぎ、得られた反応生成物にエポキシ基が残存する場合には、そこにモノカルボン酸を反応させることにより得られる硬化性化合物であるカルボキシル基含有化合物を含む組成物が、ゲル化することなく、現像性に優れ、また優れた硬度、はんだ耐熱性、耐薬品性、密着性、PCT耐性、無電解金めっき耐性、白化耐性、電気絶縁性、可撓性を持つ硬化物を与えることを見出し、本発明を完成させるに至った。また水の量を調整することによってエポキシ基を有する樹脂とモノカルボン酸との反応により得られる2級のアルコール性水酸基に多塩基酸無水物をゲル化させることなく反応させることができ、得られた反応生成物にエポキシ基が残存する場合には、そこにモノカルボン酸を反応させることによって得られる硬化性化合物であるカルボキシル基含有化合物を含む組成物が、同様に、ゲル化することなく、現像性に優れ、また優れた硬度、はんだ耐熱性、耐薬品性、密着性、PCT耐性、無電解金めっき耐性、白化耐性、電気絶縁性、可撓性を持つ硬化物を与えることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
このようにして得られる本発明の硬化性組成物の一成分であるカルボキシル基含有化合物は、優れた現像性を示し、また反応性にも優れるため、このカルボキシル基含有化合物(A)に他のカルボキシル基含有化合物(B)、感光性(メタ)アクリレート化合物(C)及び光重合開始剤(D)を加えた組成物は、架橋密度の高い、優れた特性を持つ硬化物を与える。
尚、カルボキシル基含有化合物(A)の製造において、多塩基酸無水物は水の存在下で多塩基酸になり、それがモノカルボン酸を部分的に付加させたエポキシ樹脂のエポキシ基に付加すると考えられるが、多塩基酸無水物と水によって得られた多塩基酸がすべてエポキシ基に反応するとは限らない。その場合、カルボキシル基含有化合物(A)と未反応の多塩基酸が混合して得られる場合があるが、未反応の多塩基酸の存在・非存在に関係なく、ゲル化することなく、保存安定性に優れる。
以下、本発明に係る光及び/又は熱硬化性組成物について詳細に説明する。
まず、本発明の一成分であるカルボキシル基含有化合物(A)は、前記したように、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂(a)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、モノカルボン酸(b)を0.3〜0.9モルの割合で反応させ、得られた反応生成物(c)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、0.1〜5.0モルの割合の水(d)の存在下で、多塩基酸無水物(e)を0.2〜5.0モルの割合で反応させ、さらに得られた反応生成物(f)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、モノカルボン酸(g)を0.0〜5.0モルの割合で反応させて得られるが、各反応は、後述するような触媒を用い、溶媒中又は無溶媒下で容易に行なわれる。
1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂(a)としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート828、エピコート834、エピコート1001、エピコート1004、大日本インキ化学工業(株)製のエピクロン840、エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、東都化成(株)製のエポトートYD−011、YD−013、YD−127、YD−128、ダウケミカル(株)製のD.E.R.317、D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシESA−011、ESA−014、ELA−115、ELA−128(何れも商品名)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコートYL903、大日本インキ化学工業(株)製のエピクロン152、エピクロン165、東都化成(株)製のエポトートYDB−400、YDB−500、ダウケミカル(株)製のD.E.R.542、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシESB−400、ESB−700(何れも商品名)等のブロム化エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート152、エピコート154、ダウケミカル(株)製のD.E.N.431、D.E.N.438、大日本インキ化学工業(株)製のエピクロンN−730、エピクロンN−770、エピクロンN−865、東都化成(株)製のエポトートYDCN−701、YDCN−704、日本化薬(株)製のEPPN−201、EOCN−1025、EOCN−1020,EOCN−104S、RE−306、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシESCN−195X、ESCN−220(何れも商品名)等のノボラック型エポキシ樹脂;大日本インキ化学工業(株)製のエピクロン830、ジャパンエポキシレジン製エピコート807、東都化成(株)製のエポトートYDF−170、YDF−175、YDF−2004(何れも商品名)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;東都化成(株)製のエポトートST−2004、ST−2007、ST−3000(何れも商品名)等の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート604、東都化成(株)製のエポトートYH−434、住友化学工業(株)製のスミ−エポキシELM−120(何れも商品名)等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;ダイセル化学工業(株)製のセロキサイド2021(商品名)等の脂環式エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のYL−933、日本化薬(株)製のEPPN−501、EPPN−502(何れも商品名)等のトリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のYL−6056、YX−4000、YL−6121(何れも商品名)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;日本化薬(株)製のEBPS−200、旭電化工業(株)製のEPX−30、大日本インキ化学工業(株)製のEXA−1514(何れも商品名)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコート157S(商品名)等のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン(株)製のエピコートYL−931(商品名)等のテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;日産化学(株)製のTEPIC(商品名)等の複素環式エポキシ樹脂;日本油脂(株)製のブレンマーDGT(商品名)等のジグリシジルフタレート樹脂;東都化成(株)製のZX−1063(商品名)等のテトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;新日鉄化学(株)製のESN−190、ESN−360、大日本インキ化学工業(株)製のHP−4032、EXA−4750、EXA−4700(何れも商品名)等のナフタレン基含有エポキシ樹脂;大日本インキ化学工業(株)製のHP−7200、HP−7200H(何れも商品名)等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;日本油脂(株)製のCP−50S、CP−50M(何れも商品名)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;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;1,5−ジヒドロキシナフタレンとビスフェノールA型エポキシ樹脂とを反応させて得られるアルコール性の二級の水酸基に、エピハロルヒドリンを反応させて得られる多官能エポキシ樹脂(国際公開WO 01/024774号公報);エポキシ基の一部にケトンを付加反応させて得られる1,3−ジオキソラン環を有するエポキシ樹脂(特開2007−176987号公報)等を挙げることができるが、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種類以上を混合して用いることができる。
これらのエポキシ樹脂の中でも好ましいのは、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する樹脂であり、より好ましくは、ノボラック型エポキシ樹脂である。
上記エポキシ樹脂(a)に、部分的にモノカルボン酸(b)を付加反応させるが、その際、重合禁止剤及び触媒を用いて溶媒中で反応を行うことが好ましく、反応温度は好ましくは50〜150℃、より好ましくは70〜120℃である。上記エポキシ樹脂(a)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、モノカルボン酸(b)を0.3〜0.9モルの割合で反応させるが、好ましくは、0.5〜0.8モルである。モノカルボン酸(b)が0.3モル未満では、この後の反応でゲル化する。
前記モノカルボン酸(b)の代表的なものとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、α−シアノ桂皮酸、β−スチリルアクリル酸、β−フルフリルアクリル酸などの不飽和基含有モノカルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、n-酪酸、イソ酪酸、バレリアン酸、トリメチル酢酸、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸などの飽和脂肪族モノカルボン酸、安息香酸、アルキル安息香酸、アルキルアミノ安息香酸、ハロゲン化安息香酸、フェニル酢酸、アニス酸、ベンゾイル安息香酸、ナフトエ酸などの芳香族モノカルボン酸などが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらモノカルボン酸は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。ここで特に好ましいのはアクリル酸、メタクリル酸、安息香酸、及び酢酸である。
反応溶媒としては、例えば、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;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メチルエーテル、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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、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、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブ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モノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;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。これらの有機溶剤は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。また反応溶媒は、この後の反応段階で追加することができる。
反応触媒としては、例えば、トリエチルアミン等の三級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、ナフテン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸やオクトエン酸のリチウム、クロム、ジルコニウム、カリウム、ナトリウム等の有機酸の金属塩などが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらの反応触媒は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。また反応触媒は、この後の反応段階で追加することができる。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、ピロガロール、フェノチアジンなどが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらの重合禁止剤は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。また重合禁止剤は、この後の反応段階で追加することができる。
さらに、前記反応生成物(c)のエポキシ基に水(d)の存在下で多塩基酸無水物(e)を付加反応させるが、反応温度は、好ましくは50〜120℃、より好ましくは60〜100℃である。前記反応生成物(c)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、多塩基酸無水物(e)を0.2〜5.0モルの割合で、水(d)の存在下で反応させるが、好ましくは、0.4〜3.0モルである。その際、使用する水(d)の量は、エポキシ基1当量に対して、0.1〜5.0モルの割合である。水(d)が5.0モルを超えると、加水分解が起こり、本発明の硬化性組成物の硬化膜に悪影響を及ぼす。
水(d)としては、蒸留水、精製水などが挙げられる。
多塩基酸無水物(e)の代表的なものとしては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸等の脂環式二塩基酸無水物;無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、オクテニル無水コハク酸、ペンタドデセニル無水コハク酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の脂肪族又は芳香族二塩基酸無水物、あるいはビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は芳香族四塩基酸二無水物が挙げられが、これらに限られるものではない。これらの多塩基酸無水物は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。これらの中でも、脂環式二塩基酸無水物が特に好ましい。
前記エポキシ樹脂(a)にモノカルボン酸(b)、次いで水(d)の存在下で多塩基酸無水物(e)を反応させた後、残存するエポキシ基にモノカルボン酸(g)を反応させるが、モノカルボン酸(g)の役割は、反応生成物(f)の重合を抑制するためである。しかし、反応生成物(f)の段階で、たとえエポキシ基が残存している場合でも、反応生成物(f)が保存安定性がある場合には、モノカルボン酸(g)の反応は行わなくてもよい。反応生成物(f)とモノカルボン酸(g)を反応させる際の温度は、好ましくは50〜150℃、より好ましくは70〜120℃である。上記反応生成物(f)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、モノカルボン酸(g)を0.0〜5.0モルの割合で反応させるが、好ましくは、0.0〜2.0モルである。モノカルボン酸(g)が5.0モルを超えると、多量の未反応のモノカルボン酸(f)が残り、本発明の硬化性組成物の硬化膜に悪影響を及ぼす。
モノカルボン酸(g)としては、モノカルボン酸(b)と同じものが挙げられる。これらモノカルボン酸は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。ここで特に好ましいのはアクリル酸、メタクリル酸、安息香酸、及び酢酸である。
このようにして得られたカルボキシル基含有化合物(A)の酸価は、30〜200mgKOH/gであるが、好ましくは40〜150mgKOH/gである。しかし、未反応のカルボン酸(水(d)と多塩基酸無水物(e)により得られる多塩基酸、モノカルボン酸(b))が存在する場合には、固形分酸価は、カルボン酸として、200mgKOH/gを超える場合がある。しかし未反応のカルボン酸は、多量に含まれていなければ、本発明の硬化性組成物の硬化膜に悪影響を及ばさない。
次に、カルボキシル基含有化合物(A)以外のカルボキシル基含有化合物(B)は、1分子中に少なくとも1個、好ましくは2個以上のカルボキシル基を有する化合物である。具体的には、それ自体がエチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有化合物及び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化合物のいずれも使用可能であり、特定のものに限定されるものではないが、特に以下に列挙するような化合物を好適に使用できる。
(1) 不飽和カルボン酸と不飽和二重結合を有する化合物を共重合させることによって得られるカルボキシル基含有化合物、
(2) 不飽和カルボン酸と不飽和二重結合を有する化合物の共重合体にエチレン性不飽和基をペンダントとして付加させることによって得られるカルボキシル基含有感光性化合物、
(3) エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、不飽和カルボン酸を反応させ、生成した二級の水酸基に飽和又は不飽和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化合物、
(4) 不飽和二重結合を有する酸無水物と不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、水酸基と不飽和二重結合を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性化合物、
(5) 1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物のエポキシ基と不飽和モノカルボン酸のカルボキシル基をエステル化反応させ、生成した水酸基にさらに飽和又は不飽和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化合物、
(6) 不飽和二重結合を有する化合物とグリシジル(メタ)アクリレートの共重合体のエポキシ基に、1分子中に1つのカルボキシル基を有し、エチレン性不飽和結合を持たない有機酸を反応させ、生成した二級の水酸基に飽和又は不飽和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化合物、
(7) 水酸基含有ポリマーに飽和又は不飽和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化合物、
(8) 水酸基含有ポリマーに飽和又は不飽和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化合物に、エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物をさらに反応させて得られるカルボキシル基含有感光性化合物、
(9) 1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物と、不飽和モノカルボン酸と、1分子中に少なくとも2個の水酸基と、エポキシ基と反応する水酸基以外の1個の他の反応性基を有する化合物との反応生成物に、飽和又は不飽和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化合物、
(10)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物と、不飽和モノカルボン酸と、1分子中に少なくとも2個の水酸基と、エポキシ基と反応する水酸基以外の1個の他の反応性基を有する化合物との反応生成物と、飽和又は不飽和多塩基酸無水物と、不飽和基含有モノイソシアネートとの反応生成物からなる不飽和基含有ポリカルボン酸ウレタン化合物、
(11)1分子中に少なくとも2個のオキセタン環を有する多官能オキセタン化合物に不飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた変性オキセタン化合物中の一級水酸基に対して飽和又は不飽和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化合物、
(12)ビスエポキシ化合物とジカルボン酸との反応生成物に、不飽和二重結合を導入し、引き続き飽和又は不飽和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化合物、
(13)ビスエポキシ化合物とビスフェノール類との反応生成物に、不飽和二重結合を導入し、引き続き飽和又は不飽和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化合物、及び
(14)ノボラック型フェノール樹脂とアルキレンオキシド及び/又は環状カーボネートとの反応生成物に不飽和モノカルボン酸を反応させ、得られた反応生成物に飽和又は不飽和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化合物。
上記カルボキシル基含有化合物(A)とカルボキシル基含有化合物(B)の配合割合は、質量比でA:B=10:90〜90:10が好ましいが、より好ましくは、A:B=30:70〜70:30である。A:B=10:90〜90:10の範囲外では、十分な特性が得られない恐れがある。また、上記カルボキシル基含有化合物(A)とカルボキシル基含有化合物(B)の混合物の酸価は、好ましくは30〜200mgKOH/gであるが、より好ましくは40〜150mgKOH/gである。これらの範囲により、本発明の硬化性組成物は、現像性のみならず、他の諸特性においても優れた特性をもつことになる。
前記感光性(メタ)アクリレート化合物(C)としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートなどの水酸基含有のアクリレート類;ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートなどの水溶性のアクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)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、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどの多価アルコールの多官能ポリエステルアクリレート類;トリメチロールプロパン、水添ビスフェノールA等の多官能アルコールもしくはビスフェノールA、ビフェノールなどの多価フェノールのエチレンオキサイド付加物及び/又はプロピレンオキサイド付加物のアクリレート類;上記水酸基含有アクリレートのイソシアネート変成物である多官能もしくは単官能ポリウレタンアクリレート;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル又はフェノールノボラックエポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸付加物であるエポキシアクリレート類;カプロラクトン変性ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ε―カプロラクロン変性ジペンタエリスリトールのアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレートなどのカプロラクトン変性のアクリレート類、及び上記アクリレート類に対応するメタクリレート類などが挙げられる。これらの中でも、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物が好ましい。これらの感光性(メタ)アクリレート化合物は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。これら感光性(メタ)アクリレート化合物の使用目的は、前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の光反応性を上げることにある。室温で液状の感光性(メタ)アクリレート化合物は、光反応性を上げる目的の他、組成物を各種の塗布方法に適した粘度に調整したり、アルカリ水溶液への溶解性を助ける役割も果たす。しかし、室温で液状の感光性(メタ)アクリレート化合物を多量に使用すると、塗膜の指触乾燥性が得られず、また塗膜の特性も悪化する傾向があるので、多量に使用することは好ましくない。感光性(メタ)アクリレート化合物(C)の配合量は、前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の合計100質量部に対して100質量部以下が好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートを総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
前記光重合開始剤(D)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等のベンゾインとベンゾインアルキルエーテル類;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等のアセトフェノン類;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)−ブタン−1−オン、N,N- ジメチルアミノアセトフェノン等のアミノアセトフェノン類;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等のアントラキノン類;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類;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等のケタール類;ベンゾイルパーオキシド、クメンパーオキシド等の有機過酸化物;2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;リボフラビンテトラブチレート;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等のチオール化合物;2,4,6−トリス−s−トリアジン、2,2,2−トリブロモエタノール、トリブロモメチルフェニルスルホン等の有機ハロゲン化合物;ベンゾフェノン、4,4´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類又はキサントン類;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挙げられる。これら公知慣用の光重合開始剤は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができ、さらにはN,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類などの光開始助剤を加えることができる。また可視光領域に吸収のあるCGI−784等(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)のチタノセン化合物等も、光反応を促進するために添加することもできる。特に好ましい光重合開始剤は、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、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)−ブタン−1−オン等であるが、特にこれらに限られるものではなく、紫外光もしくは可視光領域で光を吸収し、(メタ)アクリロイル基等の不飽和基をラジカル重合させるものであれば、光重合開始剤、光開始助剤に限らず、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。そして、その使用量は前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の合計100質量部に対して0. 5〜25質量部の割合が好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、熱硬化成分を配合させることができる。例えば、オキセタン樹脂、前記したエポキシ樹脂などが挙げられる。
オキセタン樹脂としては、例えば、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、3,3´−(1,3−(2−メチレニル)プロパンジイルビス(オキシメチレン))ビス−(3−エチルオキセタン)、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、1,2−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテルなどが挙げられる。これらの熱硬化成分は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。その配合量は、前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の合計100質量部に対して5〜100質量部の割合が好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)を溶解させ、また組成物を塗布方法に適した粘度に調整するために、有機溶剤を配合することができる。
有機溶剤としては、例えば、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;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メチルエーテル、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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、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、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブ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モノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類;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が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。有機溶剤の配合量は、用途等に応じた任意の量とすることができる。
さらに、本発明の硬化性組成物は、熱硬化触媒を配合することができる。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;アジピン酸ヒドラジド、セバシン酸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などを用いることができる。市販されているものとしては、例えば四国化成(株)製の2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ(株)製のU−CAT3503N、U−CAT3502T(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U−CATSA102、U−CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物及びその塩)などが挙げられる。特に、熱硬化特性を向上させるためであれば、これらに限られるものではなく、環状エーテルを有する化合物の硬化触媒、もしくは環状エーテルを有する化合物とカルボン酸の反応を促進するものであればよく、単独で又は2種類以上を混合して用いることができる。また、密着性付与剤としても機能するグアナミン、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−4,6−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、好ましくはこれらの化合物を前記硬化触媒と併用する。上記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化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の合計100質量部に対して0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜15.0質量部の割合である。
本発明の硬化性組成物には、さらに必要に応じて、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカ等の公知慣用の無機フィラーを単独で又は2種類以上を配合することができる。これらは塗膜の硬化収縮を抑制し、密着性、硬度などの特性を向上させる目的で用いられる。無機フィラーの配合量は、前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の合計100質量部に対して、10〜300質量部、好ましくは30〜200質量部の割合が適当である。
また、本発明の硬化性組成物は、さらに必要に応じてフタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラックなどの公知慣用の着色剤、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、t−ブチルカテコール、ピロガロール、フェノチアジンなどの公知慣用の熱重合禁止剤、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慣用の増粘剤、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などのような公知慣用の添加剤類を配合することができる。
さらに本発明の硬化性組成物は、難燃性を得る目的で、必要に応じて、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、及びアンチモン系難燃剤等の難燃剤を配合することができる。難燃剤の配合量は、前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)の合計100質量部に対して、通常1〜200質量部、好ましくは5〜50質量部である。難燃剤の配合量が上記範囲にあると、組成物の難燃性、はんだ耐熱性及び電気絶縁性とが、高度にバランスされて好適である。
また、本発明の硬化性組成物は、引火性の低下のために、水を添加することもできる。水を添加する場合には、前記カルボキシル基含有化合物(A)及びカルボキシル基含有化合物(B)のカルボキシル基を、トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の3級アミノ基を有する(メタ)アクリレート樹脂で造塩することにより、本発明の硬化性組成物を水になじむようにすることが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、支持体と、該支持体上に形成された上記硬化性組成物からなる層とを備えたドライフィルムの形態とすることもできる。好ましくは、上記フィルムの硬化性組成物層上に、さらに剥離可能なカバーフィルムを積層する。
支持体としては、プラスチックフィルムが用いられ、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等のプラスチックフィルムを用いることが好ましい。ここで、支持体の厚さは、10〜150μmの範囲で適宜選択される。
支持体上の上記硬化性組成物層は、上記硬化性組成物をコンマコータ、ブレードコータ、リップコータ、ロッドコータ、スクイズコータ、リバースコータ、トランスファロールコータ等で支持体上に均一な厚さに塗布し、加熱・乾燥して溶剤を揮発させて得られる。上記硬化性組成物層の厚さは特に制限がなく、10〜150μmの範囲で適宜選択される。
前記カバーフィルムには、一般にポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、テフロン(登録商標)フィルム、表面処理した紙等が用いられる。カバーフィルムは、上記硬化性組成物層との接着力が、上記硬化性組成物層と支持体との接着力よりも小さいものであればよく、特定のものに限定されない。
本発明の硬化性組成物は、必要に応じて希釈して塗布方法に適した粘度に調製される。粘度が調製された硬化性組成物を、例えば、スクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の方法により回路形成されたプリント配線板に塗布し、例えば約60〜100℃で組成物中に含まれる有機溶剤を揮発乾燥させることにより、タックフリーの塗膜を形成できる。
支持体と該支持体上に形成された上記硬化性組成物からなる層とを備えたドライフィルムの形態の場合、回路形成されたプリント配線板にホットロールラミネーター等を用いて前記ドライフィルムを貼り合わせる。このとき、硬化性組成物層が回路形成されたプリント配線板に接触するように該プリント配線板にドライフィルムを貼り合わせる。これにより、前記プリント配線板上に上記硬化性組成物の塗膜を形成することができる。前記硬化性組成物層の上に、さらに剥離可能なカバーフィルムを備えたドライフィルムの場合、前記カバーフィルムを剥がした後、上記硬化性組成物層と回路形成されたプリント配線板が接触するようにホットロールラミネーター等を用いてドライフィルムとプリント配線板を貼り合わせる。これにより、回路形成されたプリント配線板上に上記硬化性組成物の塗膜を形成することができる。
回路形成されたプリント配線板上に塗膜を形成した後、レーザー光等の活性エネルギー線をパターン通りに直接照射するか、又はパターンを形成したフォトマスクを通して活性エネルギー線を照射して選択的に露光することにより、未露光部を希アルカリ水溶液により現像してレジストパターンを形成できる。なお、上記ドライフィルムを用いた場合は、支持体を剥がさずに選択的に露光した後、支持体を剥がして、現像する。
レジストパターンを形成した後、さらに、加熱硬化させることにより、または、活性エネルギー線の照射後加熱硬化させることにより、あるいは、加熱硬化させた後、活性エネルギー線を照射して最終硬化(本硬化)させることにより、電気絶縁性、PCT耐性,密着性、はんだ耐熱性、耐薬品性、無電解金めっき耐性などに優れた硬化膜(硬化物)を形成することができる。
前記アルカリ水溶液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、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、アミン類などのアルカリ水溶液が使用できる。
光硬化させるための照射光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが適当である。また、レーザー光線なども活性エネルギー線として利用できる。
以下、カルボキシル基含有化合物の合成例、硬化性組成物の組成例等を示して本発明の実施例についてより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下において特に断りのない限り、「部」は質量部を意味するものとする。
合成例1
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のYDCN−700−5(東都化成(株)製、エポキシ当量:203)203部を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート109部を加え、加熱溶解した。次に、アクリル酸50.4部、メチルハイドロキノン0.3部及びトリフェニルホスフィン1部を加え、空気を吹き込みながら95〜105℃で9時間反応させた。その後、無水マレイン酸39.2部、純水5.4部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート90部及びメチルハイドロキノン0.2部を加え90〜95℃で15時間反応させて、不揮発分60%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価77mgKOH/g、エポキシ当量6000g/eq.であった。以下、この溶液をA−1と称す。
合成例2
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のYDCN−700−5(東都化成(株)製、エポキシ当量:203)203部を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート108部を加え、加熱溶解した。次に、アクリル酸43.2部、酢酸6部、メチルハイドロキノン0.3部及びトリフェニルホスフィン1部を加え、空気を吹き込みながら95〜105℃で9時間反応させた。その後、無水マレイン酸39.2部、純水5.4部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート90部及びメチルハイドロキノン0.2部を加え90〜95℃で15時間反応させて、不揮発分60%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価75mgKOH/g、エポキシ当量7800g/eq.であった。以下、この溶液をA−2と称す。
合成例3
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のYDCN−700−5(東都化成(株)製、エポキシ当量:203)159.5部及びビスフェノールA型エポキシ樹脂のエピコート828(ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ当量:186)39.9を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート110部を加え、加熱溶解した。次に、アクリル酸57.6部、メチルハイドロキノン0.3部及びトリフェニルホスフィン1部を加え、空気を吹き込みながら95〜105℃で9時間反応させた。その後、無水マレイン酸39.2部、純水3.6部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート90部及びメチルハイドロキノン0.2部を加え90〜95℃で15時間反応させて、不揮発分60%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価75mgKOH/g、エポキシ当量21800g/eq.であった。以下、この溶液をA−3と称す。
合成例4
グリシジルメタクリレート、メチルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート及びt−ブチルメタクリレートの共重合体溶液(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、不揮発分50%、重量平均分子量5836、固形分のエポキシ当量:214g/eq.)428部、アクリル酸57.6部、メチルハイドロキノン0.3部及びトリフェニルホスフィン0.5部を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、空気を吹き込みながら95〜105℃で9時間反応させた。その後、無水マレイン酸39.2部、純水3.6部及びメチルハイドロキノン0.2部を加え90〜95℃で15時間反応させて、不揮発分60%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価76mgKOH/g、エポキシ当量50000g/eq.以上であった。以下、この溶液をA−4と称す。
合成例5
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエピクロンN−695(大日本インキ化学工業(株)製、エポキシ当量:220g/eq.)220部を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート220部を加え、加熱溶解した。次に、メチルハイドロキノン0.46部、トリフェニルフホスフィン3部を加えた。この混合物を95〜105℃に加熱し、アクリル酸72部を徐々に滴下し、空気を吹き込みながら4時間反応させた。この反応生成物を、80〜90℃まで冷却し、テトラヒドロフタル酸無水物106部を加え、5時間反応させ、不揮発分65%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価100mgKOH/gであった。以下、この溶液をA−5と称す。
合成例6
ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエピコート1001(ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ当量:483g/eq.)483部を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート238部を加え、加熱溶解した。次に、アクリル酸72部、メチルハイドロキノン0.2部及びトリフェニルホスフィン3部を加え、空気を吹き込みながら95〜105℃で7時間反応させた。その後、テトラヒドロフタル酸無水物107部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート204部及びメチルハイドロキノン0.3部を加え90〜100℃で8時間反応させ、不揮発分60%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価60mgKOH/gであった。以下、この溶液をA−6と称す。
合成例7
グリシジルメタクリレート、メチルメタクリレート、t−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート及びt−ブチルメタクリレートの共重合体溶液(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、不揮発分50%、重量平均分子量5836、固形分のエポキシ当量:214g/eq.)428部、アクリル酸72部、メチルハイドロキノン0.2部及びトリフェニルホスフィン1部を温度計、撹拌機、還流冷却器及び空気吹き込み管を備えた反応容器に入れ、空気を吹き込みながら95〜105℃で8時間反応させた。その後、テトラヒドロフタル酸無水物55部及びメチルハイドロキノン0.2部を加え90〜100℃で10時間させ、不揮発分62%の溶液を得た。このようにして得られたカルボキシル基含有化合物は、酸価60mgKOH/gであった。以下、この溶液をA−7と称す。
光硬化性・熱硬化性組成物の調製及び各組成物の特性値
前記合成例1〜7の各溶液を表1に示す成分及び成分比で配合し、3本ロールミルでそれぞれ混練して、実施例1〜4、比較例1〜3の光硬化性・熱硬化性樹脂組成物を調整した。
Figure 0005484772
各組成物の特性値を表2に示す。
Figure 0005484772
各特性値は以下の方法で評価した。
(1)現像性
表1に示す実施例1〜4及び比較例1〜3の各硬化性組成物を、スクリーン印刷法により、100メッシュのポリエステルスクリーンを用いて30〜40μmの厚さになるように、パターン形成されている銅スルホールプリント配線基板に全面塗布し、塗膜を80℃の熱風乾燥器を用いて30分間乾燥し、1wt%炭酸ナトリウム水溶液で20秒間、2.0kg/cmのスプレー圧で現像し、現像後の状態を目視判定した。
○:塗膜が除去された。
×:現像されない部分があった。
(2)鉛筆硬度
表1に示す実施例1〜4及び比較例1〜3の各硬化性組成物を、スクリーン印刷法により、100メッシュのポリエステルスクリーンを用いて30〜40μmの厚さになるように、パターン形成されている銅スルーホールプリント配線基板に全面塗布し、塗膜を80℃の熱風循環式乾燥炉で30分間乾燥させた。そして、レジストパターンを有するネガフィルムを乾燥させた塗膜に密着させ、紫外線露光装置((株)オーク製作所製、型式HMW−680GW)を用いて、紫外線を照射した(露光量500mJ/cm)。次いで1%の炭酸ナトリウム水溶液で60秒間、2.0kg/cmのスプレー圧で現像し、未露光部分を溶解除去した。その後、150℃の熱風循環式乾燥炉で60分間加熱硬化を行ない、得られた硬化膜を有する評価基板について、
JIS K 5400に準拠して、鉛筆硬度の試験を行なった。
(3)耐熱性
上記評価基板を、JIS C 6481の試験方法に従って、260℃のはんだ浴へ10秒浸漬を3回行ない、外観の変化を以下の基準で評価した。ポストフラックス(ロジン系)としては、JIS C 6481に従ったフラックスを使用した。
○:外観変化なし
△:硬化膜の変色が認められるもの
×:硬化膜の浮き、剥れ、はんだ潜りあり
(4)耐酸性
上記評価基板を10容量%硫酸水溶液に20℃で30分間浸漬後取り出し、硬化膜の状態と密着性とを総合的に判定評価した。判定基準は以下のとおりである。
○:変化が認められないもの
△:ほんの僅か変化しているもの
×:塗膜にフクレあるいは膨潤脱落があるもの
(5)耐アルカリ性
10容量%硫酸水溶液を10容量%水酸化ナトリウム水溶液に代えた以外は耐酸性試験と同様の試験を行い評価した。
(6)密着性
上記評価基板を、JIS D 0202の試験方法に従って、碁盤目状にクロスカットを入れ、次いでセロハン粘着テープによるピーリングテスト後の剥れの状態を目視判定した。
○:100/100
△:50/100〜90/100
×:0/100〜50/100
(7)PCT耐性
上記評価基板の硬化膜のPCT耐性を、121℃、飽和水蒸気中50時間の条件にて以下の基準で評価した。
○:硬化膜にふくれ、剥がれ、変色がないもの。
△:硬化膜に若干ふくれ、剥がれ、変色があるもの。
×:硬化膜にふくれ、剥がれ、変色があるもの。
(8)無電解金めっき耐性
上記評価基板を、無電解ニッケルめっき、次いで無電解金めっきを行い、外観の変化及びセロハン粘着テープを用いたピーリング試験を行ない、硬化膜の剥離状態を判定した。
○:外観変化もなく、硬化膜の剥離も全くない。
△:外観の変化はないが、硬化膜にわずかに剥れがある。
×:硬化膜の浮きが見られ、めっき潜りが認められ、ピーリング試験で硬化膜の剥れが大
きい。
(9)白化耐性
上記評価基板を60℃の湯の中に10分間浸漬し、取り出した後、室温まで自然冷却したときの硬化膜の表面状態を以下の基準で評価した。
○:外観の変化がない。
△:外観が僅かに白く濁っている。
×:外観が白く濁っている。
(10)電気絶縁性
パターン形成されている銅スルーホールプリント配線基板の代わりに、IPCで定められたプリント回路基板(厚さ1.6mm)のBパターンを用い、前記の方法にて硬化性組成物の塗布、硬化を行ない、得られた硬化膜の電気絶縁性を以下の基準にて評価した。
加湿条件:温度121℃、湿度85%RH、印加電圧5V、100時間。
測定条件:測定時間60秒、印加電圧500V。
○:加湿後の絶縁抵抗値10Ω以上、銅のマイグレーションなし。
△:加湿後の絶縁抵抗値10Ω以上、銅のマイグレーションあり。
×:加湿後の絶縁抵抗値10Ω以下、銅のマイグレーションあり。
(11)可撓性
パターン形成されている銅スルーホールプリント配線基板の代わりに、ポリエステルフィルムを用い、前記の方法にて硬化性組成物の塗布、硬化を行ない、その後ポリエステルフィルムから硬化塗膜をはがし、長さ5cm、幅2cmの評価フィルムを得た。得られたフィルムを折り曲げ、以下の基準にて評価した。
○:フィルムを170°折り曲げて割れなかったもの。
△:フィルムを170°折り曲げると割れるが、160°折り曲げて割れなかったもの
×:フィルムを160°折り曲げて割れたもの。
本発明の光硬化性・熱硬化性組成物は、現像性に優れ、且つ、前記したような諸特性に優れた硬化物が得られるため、ソルダーレジスト、エッチングレジスト、メッキレジスト、多層配線板の層間絶縁層、テープキャリアパッケージの製造に用いられる永久マスク、フレキシブル配線基板用レジスト、カラーフィルター用レジスト、ドライフィルム用レジスト、インクジェット用レジストなどの用途にも有用である。

Claims (3)

  1. (A)1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂(a)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、アクリル酸及び/又は酢酸(b)を0.3〜0.9モルの割合で反応させ、得られた反応生成物(c)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、0.1〜5.0モルの割合の水(d)の存在下で、多塩基酸無水物(e)を0.2〜5.0モルの割合で、かつモル比で前記水(d)の量よりも前記多塩基酸無水物(e)の量が多くなるように反応させ、さらに得られた反応生成物(f)のエポキシ基に、エポキシ基1当量に対して、アクリル酸及び/又は酢酸(g)を0.0〜5.0モルの割合で反応させて得られる、エポキシ基にアクリル基が付加した基を有する酸価30〜200mgKOH/gのカルボキシル基含有化合物、
    (B)前記カルボキシル基含有化合物(A)以外のカルボキシル基含有化合物、
    (C)感光性(メタ)アクリレート化合物、及び
    (D)光重合開始剤
    を含有することを特徴とするアルカリ現像可能な硬化性組成物。
  2. 1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂(a)がノボラック型エポキシ樹脂である請求項に記載の硬化性組成物。
  3. 請求項1または2に記載の硬化性組成物の硬化物。
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