(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【0015】
本実施形態に係る感光性樹脂(以下、第一の感光性樹脂という)は、エポキシ樹脂にカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物が付加され、更に多塩基酸無水物が付加された構造を有する。この場合におけるエポキシ樹脂は2官能のエポキシ樹脂である。更に、多塩基酸無水物は、下記構造式(1)で示される構造の化合物を含有する。
【0017】
エポキシ樹脂とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物との付加反応は、エポキシ樹脂におけるエポキシ基とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物におけるカルボキシル基とが関与する開環付加反応であり、これにより、付加反応による生成物(付加反応生成物)には水酸基が生じる。
【0018】
この付加反応生成物と多塩基酸無水物との付加反応は、例えば、次の三つの態様が挙げられる。これらの態様により、第一の感光性樹脂には、カルボキシル基が生じる。
【0019】
第一の態様では、上記のエポキシ樹脂が元々有している水酸基のうちの少なくとも一部と、多塩基酸無水物における酸無水物基とが反応する。これにより、第一の感光性樹脂には、カルボキシル基が生じる。
【0020】
第二の態様では、上記のエポキシ樹脂におけるエポキシ基とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物におけるカルボキシル基の開環付加反応により付加反応生成物に生じた水酸基のうちの少なくとも一部と、多塩基酸無水物における酸無水物基とが反応する。これにより、第一の感光性樹脂には、カルボキシル基が生じる。
【0021】
第三の態様では、上記のエポキシ樹脂が元々有している水酸基のうちの少なくとも一部と、多塩基酸無水物における酸無水物基とが反応すると共に、上記のエポキシ樹脂におけるエポキシ基とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物におけるカルボキシル基の開環付加反応により付加反応生成物に生じた水酸基のうちの少なくとも一部と、多塩基酸無水物における酸無水物基とが反応する。これにより、第一の感光性樹脂には、カルボキシル基が生じる。
【0022】
第一の感光性樹脂は、第一から第三の態様に係る樹脂のうち一種以上の樹脂を含有することができる。
【0023】
第一の感光性樹脂は、上記のような反応により生成し得るため、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物に由来するエチレン性不飽和結合と、多塩基酸無水物に由来するカルボキシル基とを有する。これにより、ソルダーレジスト用樹脂組成物に光硬化性とアルカリ現像性とが付与される。
【0024】
第一の感光性樹脂を合成するために用いられ得るエポキシ樹脂、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物、及び多塩基酸無水物について、更に詳しく説明する。
【0025】
本実施形態においては、エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(具体例として三菱化学株式会社製の品番jER1001)及びビスフェノールF型エポキシ樹脂(具体例として三菱化学株式会社製の品番jER4004P)から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。
【0026】
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される湿潤被膜のベタ付きを抑制すると共にソルダーレジスト層の基板密着性を充分に向上する観点からは、250以上であることが好ましく、450以上であれば更に好ましい。また、このエポキシ当量は、ソルダーレジスト用樹脂組成物に良好な感光性を付与する観点からは、3300以下であることが好ましく、2200以下であれば更に好ましい。
【0027】
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、適宜のポリマー及びプレポリマーから選択される化合物が使用され得る。この化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、アクリロイルオキシエチルサクシネート、メタクリロイルオキシエチルサクシネート、2−プロペノイックアシッド,3−(2−カルボキシエトキシ)−3−オキシプロピルエステル、2−アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート等の、エチレン性不飽和基を1個のみ有する化合物;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トリメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート等のヒドロキシル基を有する多官能アクリレートや多官能メタクリレートに二塩基酸無水物を反応させて得られる化合物などといった、エチレン性不飽和基を複数有する化合物などが、挙げられる。これらの化合物は一種単独で使用され、或いは複数種が併用される。カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、特に、アクリル酸が好ましい。この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される湿潤塗膜のベタ付きが充分に抑制されると共に、ソルダーレジスト層の耐メッキ性、はんだ耐熱性が向上する。
【0028】
第一の感光性樹脂が合成される際のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物の全使用量は、エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対してカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物のカルボキシル基が0.7〜1.2モルの範囲となる量であることが好ましく、特に前記カルボキシル基が0.9〜1.1モルの範囲となる量であることが好ましい。この場合、第一の感光性樹脂中におけるエポキシ基の残存量が特に低減し、このためソルダーレジスト用樹脂組成物が予備乾燥程度の弱い熱乾燥条件下に置かれた場合での感光性樹脂の熱硬化反応が抑制され、このためソルダーレジスト用樹脂組成物の露光後の現像性の低下が抑制される。更に、第一の感光性樹脂の合成時における未反応のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物の残存が抑制される。
【0029】
本実施形態においては、多塩基酸無水物は、上記構造式(1)で示されるシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物を含有する。
【0030】
多塩基酸無水物は、上記構造式(1)で示されるシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物以外の化合物を含有してもよい。例えば、多塩基酸無水物は、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、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、無水コハク酸、無水メチルコハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸等の二塩基酸無水物;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物等の三塩基酸以上の酸無水物などからなる群から選択される一種以上の化合物を含有してもよい。
【0031】
上記構造式(1)で示されるシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物の使用量は、特に制限されないが、多塩基酸無水物の全量に対して15〜100質量%の範囲であることが好ましい。
【0032】
また、合成される第一の感光性樹脂の酸価が、30〜160mgKOH/gの範囲となるように、多塩基酸無水物の使用量を調整することが好ましい。第一の感光性樹脂の酸価が30mgKOH/g以上であることで、ソルダーレジスト層と基板との密着性を更に向上させることができる。第一の感光性樹脂の酸価が160mgKOH/g以下であることで、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成されるソルダーレジスト層中のカルボキシル基の残留量が低減し、ソルダーレジスト層の良好な電気特性が維持される。第一の感光性樹脂の酸価の更に望ましい範囲は、60〜130mgKOH/gである。
【0033】
第一の感光性樹脂が合成される際に、エポキシ樹脂とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物との付加反応、並びにこの付加反応による生成物と多塩基酸無水物との付加反応を進行させるにあたっては、公知の方法が採用され得る。例えばエポキシ樹脂とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物との付加反応にあたっては、エポキシ樹脂の溶剤溶液にカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物を加え、更に必要に応じて熱重合禁止剤及び触媒を加えて攪拌混合することで、反応性溶液が得られる。この反応性溶液を常法により好ましくは60〜150℃、特に好ましくは80〜120℃の反応温度で反応させることで、付加反応生成物が得られる。
【0034】
付加反応において使用される溶剤としては、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等の酢酸エステル類などが挙げられる。これらの有機溶剤のうち一種のみが使用されても、二種類以上が併用されてもよい。
【0035】
熱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。これらの熱重合禁止剤のうち一種のみが使用されても、二種以上が併用されてもよい。
【0036】
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。これらの触媒のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【0037】
付加反応生成物と多塩基酸無水物との付加反応を進行させるにあたっては、付加反応生成物の溶剤溶液に多塩基酸無水物を加え、更に必要に応じて熱重合禁止剤及び触媒を加えて撹拌混合することで、反応性溶液が得られる。この反応性溶液を常法により反応させることで、第一の感光性樹脂が得られる。反応条件はエポキシ樹脂とエチレン性不飽和化合物との付加反応の場合と同じ条件でよい。溶剤、熱重合禁止剤、及び触媒としては、エポキシ樹脂とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物との付加反応時に使用された化合物をそのまま使用することができる。
【0038】
上記のようにして得られる第一の感光性樹脂は、重量平均分子量が800〜50000の範囲であることが好ましい。第一の感光性樹脂の重量平均分子量が800〜50000の範囲であることで、ソルダーレジスト用樹脂組成物に特に優れた感光性と解像性とが付与される。尚、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される値(ポリスチレン換算)である。
【0039】
このように、第一の感光性樹脂を合成するために用いられるエポキシ樹脂が2官能のエポキシ樹脂であると共に、多塩基酸無水物が上記構造式(1)で示される構造の化合物であることで、この第一の感光性樹脂を含むソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される乾燥塗膜のタック性が低減すると共に、これを硬化して得られるソルダーレジスト層と基板との密着性が向上し、同時にアルカリ現像性、無電解金メッキ耐性、PCT耐性、電気絶縁性等の特性が高いソルダーレジスト層を形成することができる。これは、2官能のエポキシ樹脂を用いることによって、架橋点が減るためであると考えられる。これにより、乾燥塗膜のタック性が低減し、また、この乾燥塗膜を硬化する際、過度の硬化収縮を抑えることができ、ソルダーレジスト層に柔軟性を付与することができる。この結果、ソルダーレジスト層の基板への密着性が向上し、同時にソルダーレジスト層の無電解金メッキ耐性、PCT耐性、電気絶縁性等の特性が向上すると考えられる。また、上記構造式(1)で示される構造の酸無水物は、元々カルボキシル基を有しており、1当量の水酸基に1当量の上記構造式(1)で示される構造の化合物を反応させることにより、2当量のカルボキシル基が得られる。この反応で得られるカルボキシル基は、その半量が、元々カルボキシル基を有しない酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基の位置とは、異なる位置に存在するため、アルカリ現像性に優れたソルダーレジスト層が得られる。また、カルボキシル基の位置が変わることで、カルボキシル基の反応性が向上し、この結果、基板への密着性、無電解金メッキ耐性、PCT耐性、電気絶縁性等の特性に優れたソルダーレジスト層が得られると考えられる。
【0040】
本実施形態においては、ソルダーレジスト用樹脂組成物が、上記の第一の感光性樹脂と共に、上記の第一の感光性樹脂以外の感光性樹脂(以下、第二の感光性樹脂という)を更に含有することが好ましい。
【0041】
第二の感光性樹脂としては、例えば、多官能エポキシ樹脂にカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物が付加され、更に多価カルボン酸成分が付加された構造を有する樹脂などが挙げられる。尚、多価カルボン酸成分とは、多価カルボン酸及びその酸無水物からなる群から選択される一種以上の化合物からなる成分である。
【0042】
第二の感光性樹脂を合成するために用いられ得るエポキシ樹脂、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物、多価カルボン酸成分について、更に詳しく説明する。
【0043】
第二の感光性樹脂を合成するためのエポキシ樹脂としては、1分子中に3個以上のエポキシ基を有するものであることが好ましい。このエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA−ノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。
【0044】
第二の感光性樹脂を合成するためのエポキシ樹脂は、エポキシ基を有する化合物を含むエチレン性不飽和化合物の重合体であってもよい。エチレン性不飽和化合物として、エポキシ基を有する化合物のみが使用されても、エポキシ基を有する化合物とエポキシ基を有しない化合物とが併用されてもよい。
【0045】
エポキシ基を有する化合物としては、適宜のポリマー又はプレポリマーが挙げられる。エポキシ基を有する化合物の具体例として、アクリル酸又はメタクリル酸のエポキシシクロヘキシル誘導体類;アクリレート又はメタクリレートの脂環エポキシ誘導体;β−メチルグリシジルアクリレート、β−メチルグリシジルメタクリレート等が挙げられる。これらの化合物のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【0046】
エポキシ基を有しない化合物は、同時に使用されるエポキシ基を有する化合物と共重合可能な化合物であればよい。エポキシ基を有しない化合物の具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、EO変性クレゾール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(重合度n=2〜17)、ECH変性フェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ECH変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンベンゾエート(メタ)アクリレート、ビニルカルバゾール、スチレン、N−フェニルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、3−マレイミド安息香酸N−スクシンイミジル、直鎖状或いは分岐を有する脂肪族又は脂環族(但し、環中に一部不飽和結合を有してもよい)の(メタ)アクリル酸エステル、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート等;N−シクロヘキシルマレイミド等のN−置換マレイミド類等が挙げられる。これらの化合物と共に、必要に応じて、ポリエチレングリコールジ(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、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トリ(メタ)アクリレート等の、1分子中にエチレン性不飽和基を2個以上有する化合物が併用されてもよい。これらの化合物のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。これらの化合物は、ソルダーレジスト層の硬度及び油性の調節が容易である等の点で好ましい。
【0047】
エチレン性不飽和化合物は、公知の重合方法、例えば溶液重合、エマルション重合等により反応する。溶液重合の方法としては、エチレン性不飽和化合物を適当な有機溶剤中で、重合開始剤の存在下、窒素雰囲気下で加熱攪拌する方法や、共沸重合法等が挙げられる。
【0048】
エチレン性不飽和化合物の重合のために使用される有機溶剤としては、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、及びトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、及び酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類、及びジアルキルグリコールエーテル類等が挙げられる。これらの有機溶剤のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【0049】
エチレン性不飽和化合物の重合のために使用される重合開始剤としては、例えばジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)−ヘキサン等のジアルキルパーオキサイド類;イソブチリルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;メチルエチルケトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;t−ブチルパーオキシビバレート等のアルキルパーエステル類;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート類;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物類が、挙げられる。これらの重合開始剤のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。また、前記重合開始剤としてレドックス系の開始剤が使用されてもよい。
【0050】
第二の感光性樹脂を合成するためのカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物としては、適宜のポリマー又はプレポリマーが挙げられる。このエチレン性不飽和化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、アクリロイルオキシエチルサクシネート、メタクリロイルオキシエチルサクシネート、2−プロペノイックアシッド,3−(2−カルボキシエトキシ)−3−オキシプロピルエステル、2−アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等の、エチレン性不飽和基を1個のみ有する化合物が挙げられる。このエチレン性不飽和化合物として、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トリメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート等のヒドロキシル基を有する多官能アクリレートや多官能メタクリレートに二塩基酸無水物を反応させて得られる化合物などといった、エチレン性不飽和基を複数有する化合物も挙げられる。これらの化合物は一種単独で使用され、或いは複数種が併用される。カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物が、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、アクリル酸及びメタクリル酸により第二の感光性樹脂に導入されるエチレン性不飽和基は特に光反応性に優れるため、第二の感光性樹脂の光反応性が高くなる。
【0051】
第二の感光性樹脂の合成時のエチレン性不飽和化合物の使用量は、エポキシ化合物のエポキシ基1モルに対してエチレン性不飽和化合物のカルボキシル基が0.4〜1.2モルの範囲となる量であることが好ましく、特に前記カルボキシル基が0.5〜1.1モルの範囲となる量であることが好ましい。
【0052】
第二の感光性樹脂を合成するための多価カルボン酸成分としては、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、メチルナジック酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、コハク酸、メチルコハク酸、マレイン酸、シトラコン酸、グルタル酸、イタコン酸等のジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸等の三塩基酸以上の多価カルボン酸、並びにこれらの多価カルボン酸の酸無水物などが、挙げられる。これらの化合物のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【0053】
多価カルボン酸成分の使用量は、第二の感光性樹脂の酸価が好ましくは30mgKOH/g以上、特に好ましくは60mgKOH/g以上となるように調整される。また、多価カルボン酸成分の使用量は、第二の感光性樹脂の酸価が好ましくは160mgKOH/g以下、特に好ましくは130mgKOH/g以下となるように調整される。
【0054】
第二の感光性樹脂が合成される際に、エポキシ化合物とカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物との付加反応、並びにこの付加反応による生成物と多価カルボン酸成分との付加反応を進行させるにあたっては、公知の方法、例えば第一の感光性樹脂が合成される場合と同様の方法が、採用され得る。
【0055】
第二の感光性樹脂の重量平均分子量は特に制限されないが、その好ましい範囲は800〜100000である。この範囲において、ソルダーレジスト用樹脂組成物に特に優れた感光性と解像性とが付与される。
【0056】
このように、ソルダーレジスト用樹脂組成物が、第一の感光性樹脂と第二の感光性樹脂とを含有すると、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される乾燥塗膜のタック性を低減すると共に、基板への密着性を向上しながら、同時に他の特性も高く維持することができるソルダーレジスト層をより効果的に形成することができる。これは、第一の感光性樹脂と第二の感光性樹脂とが併用されることで、ソルダーレジストのUV照射、熱処理後の硬化状態が適度な架橋密度となるため、上記のような効果が得られると推察される。
【0057】
ソルダーレジスト用樹脂組成物中の第一の感光性樹脂と第二の感光性樹脂の割合は特に制限されないが、第一の感光性樹脂と第二の感光性樹脂の合計量に対する、第一の感光性樹脂の割合が、20〜80質量%であることが好ましい。この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成されるソルダーレジスト層が、優れた耐熱性を有すると共に、ソルダーレジスト層と基板との密着性を向上させることができる。この結果、無電解金メッキ耐性、PCT耐性、電気絶縁性等の特性に優れたソルダーレジスト層が得られる。
【0058】
本実施形態においては、ソルダーレジスト用樹脂組成物が、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物を更に含有することが好ましい。この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物に熱硬化性が付与され得る。このエポキシ化合物は、溶剤難溶性エポキシ化合物であってもよく、汎用の溶剤可溶性エポキシ化合物等であってもよい。エポキシ化合物の種類は特に限定されないが、特にフェノールノボラック型エポキシ樹脂(具体例としてDIC株式会社製の品番EPICLON N−775)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(具体例としてDIC株式会社製の品番EPICLON N−695)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(具体例として三菱化学株式会社製の品番jER1001)、ビスフェノールA−ノボラック型エポキシ樹脂(具体例としてDIC株式会社製の品番EPICLON N−865)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(具体例として三菱化学株式会社製の品番jER4004P)、ビスフェノールS型エポキシ樹脂(具体例としてDIC株式会社製の品番EPICLON EXA−1514)、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂(具体例として三菱化学株式会社製の品番YX4000)、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(具体例として日本化薬株式会社製の品番NC−3000)、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(具体例として新日鉄住金化学株式会社製の品番ST−4000D)、ナフタレン型エポキシ樹脂(具体例としてDIC株式会社製の品番EPICLON HP−4032、EPICLON HP−4700、EPICLON HP−4770)、特殊2官能型エポキシ樹脂(具体例として、三菱化学株式会社製の品番YL7175−500、及びYL7175−1000;DIC株式会社製の品番EPICLON TSR−960、EPICLON TER−601、EPICLON TSR−250−80BX、EPICLON 1650−75MPX、EPICLON EXA−4850、EPICLON EXA−4816、EPICLON EXA−4822、及びEPICLON EXA−9726;新日鉄住金化学株式会社製の品番YSLV−120TE)、前記以外のビスフェノール系エポキシ樹脂が望ましい。トリグリシジルイソシアヌレートとしては、特にS−トリアジン環骨格面に対し3個のエポキシ基が同一方向に結合した構造をもつβ体を含有することが好ましい。トリグリシジルイソシアヌレートが、上記のβ体と、S−トリアジン環骨格面に対し1個のエポキシ基が他の2個のエポキシ基と異なる方向に結合した構造をもつα体とを含有してもよい。
【0059】
エポキシ化合物がリン含有エポキシ樹脂を含有することも好ましい。この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物の硬化物の難燃性が向上する。リン含有エポキシ樹脂の具体例として、リン酸変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂(具体例としてDIC株式会社製の品番EPICLON EXA−9726、及びEPICLON EXA−9710)、新日鉄住金化学株式会社製の品番エポトートFX−305が挙げられる。
【0060】
ソルダーレジスト用樹脂組成物中のエポキシ化合物の割合は特に制限されないが、ソルダーレジスト用樹脂組成物の固形分全量に対してエポキシ化合物全量の割合が0.1質量%以上であることが好ましく、この場合、ソルダーレジスト層の耐はんだ性、耐めっき性等が更に向上する。また、この割合が50質量%以下であれば、ソルダーレジスト用樹脂組成物の現像性が更に向上する。
【0061】
本実施形態においては、ソルダーレジスト用樹脂組成物が、光重合開始剤を含有することが好ましい。
【0062】
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、ベンジルジメチルケタール等のアセトフェノン類;2−メチル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−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、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;ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド等のベンゾフェノン類;2,4−ジイソプロピルキサントン等のキサントン類;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン等のα−ヒドロキシケトン類;2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン等の窒素原子を含む化合物;2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(Lucirin TPO)、2,4,6−トリメチルベンゾイル−エチル−フェニル−フォスフィネート(SPEEDCURE TPO−L)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(Irgacure 819)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド(CGI 403)等のアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤等が挙げられる。光重合開始剤と共に、p−ジメチル安息香酸エチルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、2−ジメチルアミノエチルベンゾエート等の第三級アミン系等の公知の光重合促進剤や増感剤等が使用されてもよい。可視光露光用や近赤外線露光用等の光重合開始剤も必要に応じて使用される。これらの光重合開始剤のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。また、光重合開始剤と共に、レーザ露光法用増感剤として7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン等のクマリン誘導体、その他カルボシアニン色素系、キサンテン色素系等が併用されてもよい。
【0063】
光重合開始剤がアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤を含む場合には、光重合開始剤が更にα−ヒドロキシアセトフェノンを含むことも好ましい。α−ヒドロキシアセトフェノンはアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤よりも酸素障害を受けにくく、且つ熱により変色しにくい。このため、α−ヒドロキシアセトフェノンが使用される場合には、ソルダーレジスト用樹脂組成物の露光時における表層の硬化性が特に高くなる。α−ヒドロキシアセトフェノンの具体例としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(Irgacure 184)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(Darocur 1173)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(Irgacure 2959)、2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル〕−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(Irgacure 127)などが挙げられる。
【0064】
ソルダーレジスト用樹脂組成物がアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤とα−ヒドロキシアセトフェノンとを含有する場合には、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤の含有量は0.1〜20質量%の範囲、α−ヒドロキシアセトフェノンの含有量は0.1〜20質量%の範囲であることが好ましい。この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物の光硬化性が充分に維持されると共に、ソルダーレジスト層の硬度が更に向上し、且つ、ソルダーレジスト層の耐現像液性が向上する。またこのため、特にソルダーレジスト層の無電解金メッキ耐性が向上する。
【0065】
ソルダーレジスト用樹脂組成物中における光重合開始剤の含有量は、ソルダーレジスト用樹脂組成物の光硬化性と、このソルダーレジスト用樹脂組成物から形成されるソルダーレジスト層の物性とのバランスを考慮して適宜設定されることが好ましく、特にソルダーレジスト用樹脂組成物の固形分全量に対して0.1〜30質量%の範囲であることが望ましい。
【0066】
ソルダーレジスト用樹脂組成物が光重合開始剤を含有する場合において、ソルダーレジスト用樹脂組成物が光重合性化合物を更に含有することも好ましい。光重合性化合物は、光重合性を有するモノマー及びプレポリマーから選択される。この光重合性化合物は、例えば、ソルダーレジスト用樹脂組成物の希釈、粘度調整、酸価の調整、光重合性の調整などの目的で使用される。この光重合性化合物としては、光重合性を有する適宜のポリマー或いはプレポリマーが挙げられる。光重合性化合物の具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能(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、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、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トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε―カプロラクトン変性ペンタエリストールヘキサアクリレート等の多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられる。このような化合物のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【0067】
この光重合性化合物に、リン含有化合物(リン含有光重合性化合物)が含まれていることも好ましい。この場合、ソルダーレジスト層の難燃性が向上する。リン含有光重合性化合物としては、2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(具体例として共栄社化学株式会社製の品番ライトエステルP−1M、及びライトエステルP−2M)、2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート(具体例として共栄社化学株式会社製の品番ライトアクリレートP−1A)、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート(具体例として大八工業株式会社製の品番MR−260)、昭和高分子株式会社製のHFAシリーズ(具体例としてジペンタエリストールヘキサアクリレートとHCAとの付加反応物である品番HFAー6003、及びHFA−6007、カプロラクトン変性ジペンタエリストールヘキサアクリレートとHCAとの付加反応物である品番HFAー3003、及びHFA−6127等)等が挙げられる。
【0068】
光重合性化合物が使用される場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物中への光重合性化合物の含有量はソルダーレジスト用樹脂組成物全量に対して0.05〜40質量%の範囲であることが好ましい。更にこの含有量はソルダーレジスト用樹脂組成物の固形分全量に対して50質量%以下であることが望ましい。光重合性化合物の含有量がこのような範囲であると、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される乾燥塗膜の表面粘着性が強くなり過ぎることが抑制される。
【0069】
ソルダーレジスト用樹脂組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤は、例えば、ソルダーレジスト用樹脂組成物の液状化又はワニス化、粘度調整、塗布性の調整、造膜性の調整などの目的で使用される。有機溶剤の具体例としては、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ヘキサノール、エチレングリコール等の直鎖、分岐、2級或いは多価のアルコール類;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、キシレン等の芳香族炭化水素類;スワゾールシリーズ(丸善石油化学社製)、ソルベッソシリーズ(エクソン・ケミカル社製)等の石油系芳香族系混合溶剤;セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類;プロピレングリコールメチルエーテル等のプロピレングリコールアルキルエーテル類;ジプロピレングリコールメチルエーテル等のポリプロピレングリコールアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート等の酢酸エステル類;ジアルキルグリコールエーテル類などが挙げられる。これらの有機溶剤のうち一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【0070】
ソルダーレジスト用樹脂組成物中の有機溶剤の含有量は適宜設定される。この含有量は、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される塗膜の仮乾燥時に有機溶剤が速やかに揮散するように、すなわち有機溶剤が乾燥塗膜に残存しないように、調整されることが好ましい。この有機溶剤の含有量は、特にソルダーレジスト用樹脂組成物全量に対して5〜99.5質量%の範囲であることが好ましく、この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物の良好な塗布性が維持される。尚、有機溶剤の好適な含有量は、塗布方法などにより異なるので、塗布方法に応じて含有量が適宜調節されることが好ましい。
【0071】
ソルダーレジスト用樹脂組成物は、上述の感光性樹脂及びエポキシ化合物以外に、更に例えばカプロラクタム、オキシム、マロン酸エステル等でブロックされたトリレンジイソシアネート、モルホリンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート系のブロックドイソシアネート、及びメラミン、n−ブチル化メラミン樹脂、イソブチル化メラミン樹脂、ブチル化尿素樹脂、ブチル化メラミン尿素共縮合樹脂、ベンゾグアナミン系共縮合樹脂等のアミノ樹脂等の熱硬化成分;紫外線硬化性エポキシ(メタ)アクリレート;ビスフェノールA型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、脂環型エポキシ樹脂等に(メタ)アクリル酸を付加したもの;ジアリルフタレート樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等の高分子化合物などを含有してもよい。
【0072】
ソルダーレジスト用樹脂組成物は、充填材を含有することも好ましい。充填材としては、例えば、硫酸バリウム、結晶性シリカ、ナノシリカ、酸化チタン、カーボンナノチューブ、タルク、ベントナイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機フィラーが挙げられる。このような充填材を含有すると、ソルダーレジスト用樹脂組成物から形成される塗膜の硬化収縮が低減する。ソルダーレジスト用樹脂組成物中の充填材の割合は適宜設定されるが、10〜50質量%の範囲であることが好ましく、この場合、ソルダーレジスト用樹脂組成物の固形分の割合が増大し、このためソルダーレジスト用樹脂組成物が加熱乾燥される際の体積変化が抑制され、このためソルダーレジスト層のクラック耐性が更に向上する。
【0073】
ソルダーレジスト用樹脂組成物は、必要に応じて、エポキシ化合物を硬化させる硬化剤;硬化促進剤;顔料等の着色剤;シリコーン、アクリレート等の共重合体;レベリング剤;シランカップリング剤等の密着性付与剤;チクソトロピー剤;重合禁止剤;ハレーション防止剤;難燃剤;消泡剤;酸化防止剤;界面活性剤;高分子分散剤;などを含有してもよい。
【0074】
[ソルダーレジスト用樹脂組成物の調製]
ソルダーレジスト用樹脂組成物は、上記のような原料成分を配合し、例えば三本ロール、ボールミル、サンドミル等を用いる公知の混練方法によって混練することにより調製することができる。その場合に、上記各成分のうち一部、例えば光重合性化合物及び有機溶剤の一部及びエポキシ樹脂を予め混合して分散させておき、これとは別に残りの成分を予め混合して分散させておき、使用時に両者を混合してソルダーレジスト用樹脂組成物を調製してもよい。
【0075】
[プリント配線板に対するソルダーレジスト層の形成]
プリント配線板上にソルダーレジスト層が形成されることで、ソルダーレジスト層を有するプリント配線板が作製される。ソルダーレジスト層の形成方法は特に限定されない。
【0076】
ソルダーレジスト層の形成方法の一例は下記のとおりである。
【0077】
プリント配線板に対して、ソルダーレジスト用樹脂組成物を浸漬法、スプレー、スピンコート、ロールコート、カーテンコート、スクリーン印刷等の適宜の手法により塗布した後、ソルダーレジスト用樹脂組成物中の有機溶剤を揮発させるために例えば60〜120℃で予備乾燥を行ない、乾燥塗膜を形成する。
プリント配線板上に乾燥塗膜を形成するにあたっては、予め適宜の支持体にソルダーレジスト用樹脂組成物を塗布してから乾燥することで塗膜(ドライフィルム)を形成し、このドライフィルムをプリント配線板に重ねてから、ドライフィルムとプリント配線板に圧力をかけることで、プリント配線板上にドライフィルムを転着させてもよい(ドライフィルム法)。この場合、予備乾燥は省略されてもよい。
【0078】
この乾燥塗膜に対し、パターンが描かれたネガマスクを乾燥塗膜の表面に直接又は間接的に当てがい、活性エネルギー線を照射することにより、ネガマスクを介して乾燥塗膜を露光する。ネガマスクとしては、ソルダーレジスト層のパターン形状が活性エネルギー線を透過させる露光部として描画されると共に他の部分が活性エネルギー線を遮蔽する非露光部として形成された、マスクフィルムや乾板等のフォトツールなどが用いられる。また、活性エネルギー線としては、ソルダーレジスト用樹脂組成物の組成に応じ、紫外線、可視光、近赤外線等などの適宜の活性エネルギー線が挙げられる。例えば、ケミカルランプ、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ又はメタルハライドランプ等の光源から紫外線等を照射する。
【0079】
尚、露光の手法は、上記のようなネガマスクを用いる方法に限られるものではなく、適宜の手法を採用することができ、例えばレーザ露光等による直接描画法等を採用することもできる。
【0080】
露光後のプリント配線板からネガマスクを取り外し、現像処理することにより、乾燥塗膜の非露光部分を除去し、残存する乾燥塗膜の露光部分にてソルダーレジスト層を形成する。
【0081】
現像処理では、感光性樹脂層を形成するソルダーレジスト用樹脂組成物の種類に応じた適宜の現像液を使用することができる。現像液の具体例としては、例えば、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸アンモニウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶、炭酸水素カリウム水溶液、炭酸水素アンモニウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化アンモニウム水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化リチウム水溶液などのアルカリ溶液を例示することができる。また、前記アルカリ溶液以外でもモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の有機アミンを使用することができ、これらは、単独でも組み合わせても用いることができる。
【0082】
更に、ソルダーレジスト層がエポキシ化合物を含有する場合には、必要に応じてソルダーレジスト層を例えば120〜180℃で30〜90分程度の条件で加熱処理を施すことでエポキシ化合物を熱硬化させてもよく、この場合、ソルダーレジスト層の膜強度、硬度、耐薬品性等が向上する。
【0083】
また、必要に応じ、ソルダーレジスト層に加熱処理を施した後、更にソルダーレジスト層に紫外線を照射してもよい。この場合、ソルダーレジスト層の光硬化反応を更に進行させることができる。これにより、ソルダーレジスト層のマイグレーション耐性が更に向上する。
【0084】
このように、本発明によれば、乾燥塗膜のタック性を低減すると共に、基板への密着性を向上しながら、同時にアルカリ現像性、無電解金メッキ耐性、PCT耐性、電気絶縁性等の特性も高く維持することができるソルダーレジスト層を形成し得るソルダーレジスト用樹脂組成物が得られる。
【実施例】
【0085】
[合成例A−1]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1001、エポキシ当量472)472質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート202質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、四つ口フラスコ中の液にシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学株式会社製、品番H−TMAn−S)118.9質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート158質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価101mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、2675であった。
【0086】
[合成例A−2]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1004、エポキシ当量919)919質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート394質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液にシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学株式会社製、品番H−TMAn−S)213.8質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート257質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価100mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、8630であった。
【0087】
[合成例A−3]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER4004P、エポキシ当量884)884質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート379質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液にシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学株式会社製、品番H−TMAn−S)202質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート246質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価99mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、8123であった。
【0088】
[合成例A−4]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1001、エポキシ当量472)472質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート202質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液にシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学株式会社製、品番H−TMAn−S)79.2質量部、テトラヒドロ無水フタル酸60.8質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート168質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価98mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、2513であった。
【0089】
[合成例A−5]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1001、エポキシ当量472)472質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート202質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸64.8質量部、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトン(n≒2)モノアクリレート(東亞合成株式会社製、商品名アロニックスM−5300、数平均分子量290)32質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液にシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学株式会社製、品番H−TMAn−S)118.9質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート170質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価98mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、3241であった。
【0090】
[合成例B−1]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製、品番YDCN−700−5、エポキシ当量203)203質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート103質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン1.5質量部を加え、110℃で10時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液にテトラヒドロ無水フタル酸60.8質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート78.9質量部を加えて、80℃で3時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。感光性樹脂の重量平均分子量は、6605であった。
【0091】
[合成例B−2]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製、品番YDCN−700−5、エポキシ当量203)203質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート105質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸43.2質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加え、100℃で3時間反応させた。その後、テトラヒドロフタル酸68質量部、メチルハイドロキノン0.3質量部及び、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート65質量部を加えて、110℃で6時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。感光性樹脂の重量平均分子量は、5852であった。
【0092】
[合成例C−1]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1004、エポキシ当量919)919質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート394質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液にテトラヒドロ無水フタル酸380質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート346質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価102mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、8489であった。
【0093】
[合成例C−2]
還流冷却器、温度計、空気吹き込み管及び攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、品番jER1004、エポキシ当量919)919質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート394質量部、メチルハイドロキノン0.2質量部、アクリル酸72質量部、トリフェニルホスフィン3質量部を加えることで、反応溶液を調製した。この反応溶液を、四つ口フラスコ中に空気を吹き込みながら115℃で12時間加熱することで付加反応を進行させた。続いて、この四つ口フラスコ中の液に無水コハク酸220質量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート260質量部を加えて、110℃で5時間加熱することで反応させた。これにより、感光性樹脂の65質量%溶液を得た。このようにして得られた感光性樹脂の溶液は、酸価102mgKOH/gであった。また、感光性樹脂の重量平均分子量は、8365であった。
【0094】
[ソルダーレジスト用樹脂組成物の調製]
各実施例及び比較例において、表1に示す原料を配合して得られる混合物を3本ロールで混練することで、ソルダーレジスト用樹脂組成物を得た。
【0095】
[評価試験]
(実施例1〜9及び比較例1〜3におけるテストピースの作製)
厚み35μmの銅箔を備えるガラスエポキシ基材銅張積層板を用意した。このガラスエポキシ基材銅張積層板にエッチング処理を施すことで導体パターンを形成することによりプリント配線板を得た。このプリント配線板の表面上に、各実施例及び比較例によるソルダーレジスト用樹脂組成物をスクリーン印刷により塗布することで、プリント配線板の表面全体に湿潤塗膜を形成した。この湿潤塗膜を80℃で40分加熱して予備乾燥することで、膜厚20μmの乾燥塗膜を形成した。この乾燥塗膜の表面上にネガマスクを直接当てがうとともに各ソルダーレジスト用樹脂組成物における最適露光量の紫外線を照射することで、乾燥塗膜を選択的に露光した。露光後の乾燥塗膜に炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像処理を施すことで、乾燥塗膜のうち露光により硬化した部分(硬化膜)をプリント配線板上に残存させた。この硬化膜を更に150℃で60分間加熱して熱硬化させた。続いて、この硬化膜に、1000mJ/cm
2の紫外線を照射した。これにより、プリント配線板上にソルダーレジスト層を形成し、ソルダーレジスト層を備えるテストピースを得た。
【0096】
これらのソルダーレジスト層について、次のような評価試験を行なった。
【0097】
(現像性)
1質量パーセントの炭酸ナトリウム水溶液で90秒間、0.2MPaのスプレー圧で現像を行ない、次の評価基準により評価した。
A:ブレークポイント(乾燥塗膜を現像するのに要する時間)が0〜30秒であり、現像されない部分なし。
B:ブレークポイントが31〜60秒であり、現像されない部分なし。
C:ブレークポイントが61〜90秒であり、現像されない部分なし。
D:現像されない部分あり。
【0098】
(タック性)
テストピース作製の際、露光時にネガマスクを取り外すときの乾燥塗膜の粘着の状態を、次の評価基準により評価した。
A:ネガマスクを取り外した際に全く剥離抵抗を感じず、乾燥膜上に貼付痕もなかった。
B:ネガマスクを取り外した際には粘着を感じなかったが、乾燥膜上にマスクのかすかな貼付痕が認められた。
C:ネガマスクを取り外す際にわずかに剥離抵抗を感じると共に、乾燥膜上にマスクの貼付痕が認められた。
D:ネガマスクを取り外すことが困難で、無理に剥すとマスクパターンが毀損した。
【0099】
(密着性)
JIS D0202の試験方法に従って、テストピースのソルダーレジスト層に碁盤目状に100マスの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試験後の剥がれの状態を目視により観察した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:クロスカット残存率が91〜100%。
B:クロスカット残存率が81〜90%。
C:クロスカット残存率が61〜80%。
D:クロスカット残存率が60%以下。
【0100】
(鉛筆硬度)
テストピースにおけるソルダーレジスト層の鉛筆硬度を、三菱ハイユニ(三菱鉛筆社製)を用いて、JIS K5400に準拠して測定して評価した。
【0101】
(耐酸性)
室温下でテストピースを10%の硫酸水溶液に30分間浸漬した後、ソルダーレジスト層の外観を目視で観察した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:異常を生じない。
B:極僅かに変化が見られる。
C:少し変化が見られる。
D:塗膜に剥がれ等の大きな変化が見られる。
【0102】
(耐アルカリ性)
室温下でテストピースを10%の水酸化ナトリウム水溶液に1時間浸漬した後、ソルダーレジスト層の外観を目視で観察した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:異常を生じない。
B:極僅かに変化が見られる。
C:少し変化が見られる。
D:塗膜に剥がれ等の大きな変化が見られる。
【0103】
(はんだ耐熱性)
フラックスとしてLONCO 3355−11(ロンドンケミカル社製の水溶性フラックス)を用い、まずテストピースにフラックスを塗布し、次いでこれを260℃の溶融はんだ浴に10秒間浸漬し、その後水洗した。このサイクルを3回行なった後のソルダーレジスト層の外観を観察した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:異常を生じない。
B:極僅かに変化が見られる。
C:少し変化が見られる。
D:ソルダーレジスト層に剥がれ等の大きな変化が見られる。
【0104】
(耐メッキ性)
市販品の無電解ニッケルメッキ浴及び無電解金メッキ浴を用いて、テストピースのメッキを行ない、メッキの状態を観察した。また、ソルダーレジスト層に対してセロハン粘着テープ剥離試験を行なうことでメッキ後のソルダーレジスト層の密着状態を観察した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:外観の変化、テープ剥離時の剥離、メッキの潜り込みのいずれについても全くない。
B:外観変化はなく、テープ剥離時においても剥離も生じないが、レジストの末端部分において、極めて僅かながら、メッキの潜り込みが認められる。
C:外観変化はないが、テープ剥離時に一部剥離が認められる。
D:ソルダーレジスト層の浮きが見られ、テープ剥離時に剥離が認められる。
【0105】
(PCT耐性)
テストピースを温度121℃の飽和水蒸気中に50時間放置した後、このテストピースのソルダーレジスト層の外観を観察した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:ふくれ、剥がれ、変色等の変化が全く見られない。
B:ふくれ、剥がれ、変色等の変化が極僅かに見られる。
C:ふくれ、剥がれ、変色等の変化が若干認められる。
D:ふくれ、剥がれ、変色等の変化が認められる。
【0106】
(電気絶縁性)
銅張積層板(FR−4)に、ライン幅/スペース幅が100μm/100μmであるくし型電極を形成することで、評価用のプリント配線板を得た。このプリント配線板上に、テストピースを作製する場合と同じ方法及び条件で、ソルダーレジスト層を形成した。続いて、くし型電極にDC12Vのバイアス電圧を印加しながら、プリント配線板を121℃、97%R.H.の試験環境下に200時間曝露した。この試験環境下におけるソルダーレジスト層の電気抵抗値を常時測定した。その結果を次の評価基準により評価した。
A:試験開始時から200時間経過するまでの間、電気抵抗値が常に10
6Ω以上を維持した。
B:試験開始時からの経過時間が150時間以上200時間未満で、電気抵抗値が10
6Ω未満となったが、それまでは電気抵抗値が10
6Ω以上を維持した。
C:試験開始時からの経過時間が100時間以上150時間未満で、電気抵抗値が10
6Ω未満となったが、それまでは電気抵抗値が10
6Ω以上を維持した。
D:試験開始時からの経過時間が100時間未満で、電気抵抗値が10
6Ω未満となった。
【0107】
(試験結果)
以上の評価試験の結果を下記表1に示す。
【0108】
【表1】
【0109】
尚、表中の成分の詳細は次の通りである。
・エポキシ化合物A:ビフェニル型エポキシ樹脂、三菱化学株式会社製、品番YX4000。
・エポキシ化合物B:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、DIC株式会社製、品番EPICLON N−695。
・光重合開始剤A: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シド、BASF社製、品番Lucirin TPO。
・光重合開始剤B:1−ヒドロキシ−シクロへキシル−フェニル−ケトン、チバ・ジャパン株式会社製、品番Irgacure 184。
・光重合性化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬株式会社製、品番KAYARAD DPHA。
・メラミン樹脂:日産化学工業株式会社製、品番メラミンHM。
・硫酸バリウム:堺化学工業株式会社製、品番バリエースB30。
・ベントナイト:レオックス社製、品番ベントンSD−2。
・消泡剤:シメチコン(ジメチコンとケイ酸の混合物)、信越シリコーン株式会社製、品番KS−66。
・有機溶剤:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート。