(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】新規不飽和基含有エポキシカルボキシレート化合物、その誘導体、それを含有する感光性樹脂組成物及びその硬化物
(51)【国際特許分類】
C08F 290/14 20060101AFI20241016BHJP
C08G 63/47 20060101ALI20241016BHJP
G03F 7/027 20060101ALI20241016BHJP
H05K 3/28 20060101ALI20241016BHJP
C08G 59/24 20060101ALI20241016BHJP
【FI】
C08F290/14
C08G63/47
G03F7/027 515
H05K3/28 D
C08G59/24
(21)【出願番号】P 2021070517
(22)【出願日】2021-04-19
【審査請求日】2023-10-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000004086
【氏名又は名称】日本化薬株式会社
(72)【発明者】
【氏名】加賀 大樹
(72)【発明者】
【氏名】水口 貴文
(72)【発明者】
【氏名】川野 裕介
【審査官】久保 道弘
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 290/14
C08G 63/47
C08G 59/24
G03F 7/027
H05K 3/28
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表されるエポキシ樹脂であって、
前記エポキシ樹脂中のn=1で表されるエポキシ化合物全体の総量
が前記エポキシ樹脂中45.3面積%以上であり、
前記エポキシ樹脂中のn=1で表されるエポキシ化合物全体の総量中、下記式(2)で表されるエポキシ化合物と下記式(3)で表されるエポキシ化合物の含有量の合計が、HPLC面積百分率で1面積%以上70面積%未満である、エポキシ樹脂(a)に、
分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させて得られる反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)。
【化1】
(式(1)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。p、qはそれぞれ独立して存在し、1又は2の実数を表す。
qが複数存在する場合、qはそれぞれ独立して1又は2を取り得る。nは1~20の実数を表す。)
【化2】
(式(2)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【化3】
(式(3)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【請求項2】
請求項1に記載のエポキシ樹脂(a)のエポキシ当量が200g/eq.以上230g/eq.未満である不飽和基含有エポキシカルボキシレート化合物(A)。
【請求項3】
下記式(2)又は下記式(3)で表されるエポキシ化合物(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させて得られる反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)。
【化4】
(式(2)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【化5】
(式(3)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【請求項4】
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)に多塩基酸無水物(d)を反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸化合物(B)。
【請求項5】
固形分酸価が、40~160mg・KOH/gである請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(B)。
【請求項6】
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の不飽和基含有エポキシカルボキシレート化合物(A)又は不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(B)、光重合開始剤(C)及び架橋剤(D)を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
【請求項7】
さらに、硬化剤(E)を含有する請求項6に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項8】
皮膜形成用材料である請求項6又は請求項7に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項9】
永久レジスト用材料である請求項6又は請求項7に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項10】
請求項6~請求項9のいずれか一項に記載の光性樹脂組成物の硬化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新規不飽和基含有エポキシカルボキシレート化合物、その誘導体、それを含有する感光性樹脂組成物及びその硬化物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、プリント配線板は携帯機器の小型軽量化や通信速度の向上をめざし、高精度、高密度化が求められており、それに伴いその回路自体を被覆するソルダーレジストへの要求も増々高度となり、従来の要求よりも、さらに耐熱性、熱安定性を保ちながら基板密着性、高絶縁性、優れた現像性が要求されており、より強靭な硬化物性を有する皮膜形成用材料が求められている。
【0003】
一般的に優れた耐熱性、熱安定性等の特性は、剛直な骨格を有する主鎖に、より多くの反応性基を導入し、高い架橋密度を付与することで達成される。通常のソルダーレジスト、ディスプレイ用のカラーレジストやハードコート等の用途においては、このような樹脂が好適に用いられてきた。
【0004】
これらの材料として、特許文献1には特定構造の多環式炭化水素基を有するエポキシ樹脂を基本骨格としたアクリル酸と多塩基酸無水物を併せて反応せしめて得られるカルボキシレート樹脂が優れた絶縁性と耐熱性を有する材料として開示されている(特許文献1)。
【0005】
しかし、このカルボキシレート樹脂は活性エネルギー線による硬化性が低く、十分に硬化させるために、大量の活性エネルギー線の照射が必要になる。また、希アルカリ水溶液による現像性が悪く、必要な形状のパターンが得られないという問題が生じてしまう。
【0006】
一方、従来から採用されるプリント基板の製造方法として、ビルドアップ方式が挙げられる。このビルドアップ方式は内層回路板の導体層上に層間絶縁層と導体層を交互に積み上げていく方式であり、層間を接続可能にするため層間絶縁層にビアホールを形成する。この層間絶縁層にビアを形成する方法としてはレーザー加工が主流となっている(特許文献2)。
【0007】
しかしながら、プリント配線板の高密度化に伴いビアのさらなる小径化が必要となっており、レーザー加工機を用いたレーザー照射による小径化は限界になってきている。さらに、レーザー加工機によるビアの形成では、それぞれのビアホールを一つずつ形成する必要があり、高密度化によって多数のビアを設ける場合、ビアの形成に多大な時間を要し、製造効率が悪いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開平5-214048号公報
【文献】特開平7-304931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の課題は、活性エネルギー線に対する感光性に優れ、希アルカリ水溶液での現像により微細なパターン形成できると共に、高絶縁性で密着性、耐熱性を有する膜を形成できる樹脂組成物及びその硬化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは前述の課題を解決するため、鋭意研究の結果、特定の分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物を反応させて得られる反応性エポキシカルボキシレート化合物、更にその反応性エポキシカルボキシレート化合物に多塩基酸無水物を反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸化合物、それらを含む樹脂組成物が光感度、現像性に優れ、更にその硬化物が優れた耐熱性と絶縁信頼性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
即ち、本発明は、以下の内容を含む。
(1)下記一般式(1)で表されるエポキシ樹脂であって、前記エポキシ樹脂中のn=1で表されるエポキシ化合物全体の総量中、下記式(2)で表されるエポキシ化合物と下記式(3)で表されるエポキシ化合物の含有量の合計が、HPLC面積百分率で1面積%以上70面積%未満である、エポキシ樹脂(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させて得られる反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)。
【0012】
【化1】
(式(1)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。p、qはそれぞれ独立して存在し、1又は2の実数を表す。nは1~20の実数を表す。)
【0013】
【化2】
(式(2)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【0014】
【化3】
(式(3)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
(2)(1)に記載のエポキシ樹脂(a)のエポキシ当量が200g/eq.以上230g/eq.未満である不飽和基含有エポキシカルボキシレート化合物(A)。
(3)下記式(2)又は下記式(3)で表されるエポキシ化合物(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させて得られる反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)。
【0015】
【化4】
(式(2)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【0016】
【化5】
(式(3)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
(4)(1)~(3)のいずれか一項に記載の反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)に多塩基酸無水物(d)を反応させて得られる不飽和基含有ポリカルボン酸化合物(B)。
(5)固形分酸価が、40~160mg・KOH/gである(1)~(3)のいずれか一項に記載の不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(B)。
(6)(1)~(4)のいずれか一項に記載の不飽和基含有エポキシカルボキシレート化合物(A)又は不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(B)、光重合開始剤(C)及び架橋剤(D)を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
(7)さらに、硬化剤(E)を含有する(6)に記載の感光性樹脂組成物。
(8)皮膜形成用材料である(6)又は(7)に記載の感光性樹脂組成物。
(9)永久レジスト用材料である(6)又は(7)に記載の感光性樹脂組成物。
(10)(6)~(9)のいずれか一項に記載の光性樹脂組成物の硬化物。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、活性エネルギー線に対する感光性に優れ、微細な画像、ビアを希アルカリ水溶液による現像によりパターン形成できると共に、高絶縁性で密着性、耐熱性を有する膜を形成できる樹脂組成物及びその硬化物を提供することができる。
【0018】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明はその要旨の範囲内で、適宜に変形して実施できる。
【0019】
前記エポキシ樹脂(a)は下記一般式(1)で表されるエポキシ樹脂であって、前記エポキシ樹脂中のn=1で表されるエポキシ化合物全体の総量中、下記式(2)で表されるエポキシ化合物と下記式(3)で表されるエポキシ化合物の含有量の合計が、HPLC面積百分率で1面積%以上70面積%未満であることを特徴とする。
【0020】
【化6】
(式(1)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。p、qはそれぞれ独立して存在し、1又は2の実数を表す。nは1~20の実数を表す。)
【0021】
【化7】
(式(2)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【0022】
【化8】
(式(3)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基を表す。)
【0023】
前記式(1)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基であるが、置換基としてはアルキル基であることが好ましく、特に好ましくはメチル基である。
前記式(1)中、p、qが2であるときのグリシジルエーテル基の配向性は、一つのグリシジルエーテル基に対して、オルソ位、メタ位、パラ位のいずれでも良いが、メタ位であることが好ましい。
【0024】
前記式(1)中、nの値はエポキシ樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、検出器:RI)の測定により求められた数平均分子量、あるいは分離したピークの各々の面積比から算出することができる。nは通常1~20の実数であるが、1~10であることが好ましく、1~5であることがより好ましい。
【0025】
前記エポキシ樹脂のエポキシ当量は、190g/eq.以上230g/eq.未満であることが好ましく、200g/eq.以上230g/eq.未満であることがより好ましく、210g/eq.以上230g/eq.未満であることがさらに好ましく、220g/eq.以上228g/eq.未満であることが特に好ましい。エポキシ当量が190g/eq.以上であると高弾性率となり、230g/eq.以下であると耐熱性が良好となる。
【0026】
前記エポキシ樹脂は軟化点を有する樹脂状の形態を有する。ここで、軟化点としては50~90℃が好ましく、より好ましくは60~75℃であり、更に好ましくは60~68℃である。軟化点が50℃以上であると、適切な分子量分布になっている、もしくは溶剤等の残留がないことを意味し、耐熱性が良好となり、硬化不良、成型時のボイド等の課題を抑制できる。軟化点が90℃以下であると、他の樹脂との混練の際のハンドリングが良好となる。
【0027】
また、溶融粘度は0.05Pa・s以上1.0Pa・s以下(ICI溶融粘度(150℃)コーンプレート法)であることが好ましく、より好ましくは0.06Pa・s以上0.2Pa・sで以下あり、更に好ましくは0.07Pa・s以上0.1Pa・sで以下ある。粘度が0.05Pa・s以上であると、適切な分子量分布となり、溶剤への溶解性が良好となる。溶融粘度が1.0Pa・s以下であると、他の樹脂との混練の際のハンドリングが良好となる。
【0028】
前記式(1)中、n=1であるとき、p、qの一方が1であり、もう一方が2であるエポキシ化合物は前記式(2)又は(3)で表される。
【0029】
前記式(2)、(3)中、Gは置換又は無置換のグリシジル基であり、置換基としてはアルキル基であることが好ましく、特に好ましくはメチル基である。
また、ベンゼン環に2つの置換又は無置換のグリシジルエーテル基を有するときの配向性は、一つのグリシジルエーテル基に対して、オルソ位、メタ位、パラ位のいずれでも良いが、メタ位であることが好ましい。
【0030】
前記式(2)で表されるエポキシ化合物と前記式(3)で表されるエポキシ化合物の総含有量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析、および高速液体クロマトグラフィー分析の2つを用いた分析方法により求めることができる。
【0031】
・GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析
メーカー:Waters
カラム:ガードカラム SHODEX GPC KF-601(2本)、KF-602 KF-602.5、KF-603
流速:1.23ml/min.
カラム温度:25℃
使用溶剤:THF(テトラヒドロフラン)
検出器:RI(示差屈折検出器)
【0032】
・高速液体クロマトグラフィー分析
株式会社島津製作所社製 送液ユニット LC-20AD
株式会社島津製作所社製 フォトダイオードアレイ検出器 SPD-M20A
株式会社島津製作所社製 カラムオーブン CTO-20A
カラム:Intersil ODS-2,5μm,4.6×250mm 40℃
MobilPhaseA:アセトニトリル(AN)
MobilPhaseB:水(W)
TimeProgram:
0-28min.AN/W=30%/70%→100%/0%
28-40min.AN/W=100%/0%
FlowRate:1.0mL/min.
Detection:UV274nm,PDA
【0033】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析により、前記式(1)で表されるエポキシ樹脂中のn=1成分の含有割合(α)を求め、高速液体クロマトグラフィー分析によりn=1成分中に含まれる前記式(2)で表されるエポキシ化合物の含有割合(β2)、前記式(3)で表されるエポキシ化合物の含有割合(β3)を求めることができる。たとえば、αとβ2の積は前記式(1)で表されるエポキシ化合物中に含まれる前記式(2)で表されるエポキシ化合物の含有割合となる。また、前記式(1)のエポキシ樹脂中に含まれる式(2)のエポキシ化合物および式(3)エポキシ化合物の含有割合は、α×(β2+β3)で表される。具体的には、式(1)のエポキシ樹脂中に含まれる式(2)のエポキシ化合物および式(3)エポキシ化合物の含有割合は「(前記式(1)のエポキシ樹脂中のn=1で表されるエポキシ化合物のGPC面積%)×(前記n=1で表されるエポキシ化合物全体に対する式(2)で表されるエポキシ化合物のHPLC面積%)+(HPLC分析による前記n=1で表されるエポキシ化合物全体に対する式(3)で表されるエポキシ化合物のHPLC面積%)}」で表される。
【0034】
本実施形態において、前記式(2)で表されるエポキシ化合物と前記式(3)で表されるエポキシ化合物との総含有量は、前記式(1)で表されるエポキシ樹脂のn=1体総量中、HPLC面積百分率で1面積%以上70面積%未満であり、1面積%以上30面積%未満であることが好ましく、3面積%以上20面積%未満であることがさらに好ましく、5面積%以上15面積%以下であることが特に好ましい。前記割合が70面積%以下であると高弾性率となり、1面積%以上であると耐熱性が良好となるため好ましい
【0035】
前記式(2)で表されるエポキシ化合物と前記式(3)で表されるエポキシ化合物との総含有割合は、前記式(1)で表されるエポキシ樹脂中1面積%以上20面積%以下であることが好ましく3面積%以上15面積%以下であることがさらに好ましく、5面積%以上10面積%以下であることが特に好ましい。前記割合が20面積%以下であると高弾性率となり、1面積%以上であると耐熱性が良好となるため好ましい。なお、ここでいう「面積%」とは、上述のGPC面積%とHPLC面積%との積である。
【0036】
本実施形態のエポキシ樹脂は、前記式(1)のp、qが1又は2のものが併存する。p、qをコントロールすることで、硬化物の架橋密度を調整して、耐熱性と機械特性に優れる硬化物を得ることができる。p、qが1又は2のものが併存する場合、p、qがともに1の場合より、架橋密度が高いため耐熱性が優れる。また、p、qがともに2の場合、すなわち官能基密度を上げた場合よりも、機械強度が優れ、さらに吸水率の上昇が抑えられる。吸水率の上昇を抑えることで、水分を吸収した後に強度が大幅に低下するなどの弊害を抑制することができる。これはエポキシ基密度が高くなりすぎることを抑えることでエポキシ基の極性により特性が悪化することを抑制するだけでなく、エポキシ基同士が近い場合硬化剤とうまく反応しきれず、未反応のまま残るといった問題や、あるいは分子内で架橋してしまうことで、耐熱性があまり向上しないなどの問題を回避することができる。
【0037】
前記式(1)で表されるエポキシ樹脂は、下記式(4)で表されるフェノール樹脂とエピハロヒドリンの反応により得ることができる。
【0038】
【0039】
(式(4)中、p、qはそれぞれ独立して存在し、1又は2の実数を表す。nは1~20の実数を表す。)
【0040】
前記式(4)中のn、p、qの好ましい範囲は前記式(1)と同じである。
【0041】
前記式(4)で表されるフェノール樹脂の合成法としては、ジシクロペンタジエンとフェノール類との反応(縮合)を行う場合、フェノール類の量はジシクロペンタジエン1モルに対して好ましくは3~20モル、特に好ましくは5~15モルの範囲である。
【0042】
フェノール類としては、2置換フェノールとしてカテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、1置換フェノールとしてフェノールが挙げられ、単独でも2種類以上を併用しても良い。
【0043】
上記縮合反応においては酸触媒を用いるのが好ましく、酸触媒としては三フッ化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛、硫酸、塩化チタンなどのルイス酸が好ましく、特に上記のルイス酸のエーテル錯体、フェノール錯体か好ましい。これらの酸触媒は単独でも2種類以上を併用しても良い。
【0044】
これら酸触媒の使用量は特に限定されるものではないが使用するジシクロペンタジエンの使用量に対して0.001~0.1モルの範囲で選定することができる。また、これらの酸触媒を反応系内に添加する場合は予めフェノール類の加熱溶融物に添加しておいたり適当な溶剤に希釈したりして徐々に添加することも可能である。
【0045】
これら酸触媒存在下の縮合反応は好ましくは40~180℃の範囲で行われるのが好ましく、特に好ましくは80~165℃の範囲で行われ、反応時間は通常0.5~10時間の範囲で選定することができる。また、これらの反応はニトロベンゼン、ジフェニルエーテル、ジクロロベンゼン、二硫化炭素など反応に不活性な溶媒の存在下で行うこともできる。さらにこうして得られた反応物は系内が中性になるように中和を行ったり溶媒の存在下に水洗を繰り返したのち、水を分離排水後、加熱減圧下、溶媒及び未反応物を除去することにより前記式(4)で表されるフェノール樹脂が得られる。
【0046】
前記式(4)で表されるフェノール樹脂の水酸基当量の好ましい範囲は120g/eq.以上160g/eq.未満であり、より好ましくは135g/eq.以上160g/eq.未満であり、更に好ましくは140g/eq.以上160g/eq.未満であり、特に好ましくは145g/eq.以上155g/eq.未満である。水酸基当量が120g/eq.以上160g/eq.以下である場合、水酸基当量が適正であるため、機械強度の低下を引き起こすことなく硬化物の耐熱性を向上させることができる。
【0047】
前記式(4)で表されるフェノール樹脂の軟化点の好ましい範囲は90~140℃であり、更に好ましくは100~130℃である。軟化点が上記の範囲であると樹脂同士が室温においてブロッキングしないため、ハンドリング性に優れる。
【0048】
つづいて、前記エポキシ樹脂(a)を得る反応について説明する。
本実施形態のエポキシ樹脂は、例えば、前記式(4)で表されるフェノール樹脂とエピハロヒドリンとを反応させて得られる。
【0049】
前記エピハロヒドリンは市場から容易に入手できる。エピハロヒドリンの使用量は原料フェノール混合物の水酸基1モルに対し通常4.0~10モル、好ましくは4.5~8.0モル、より好ましくは5.0~7.0モルである。エポキシ化の際は生成したエポキシ樹脂と未反応成分であるフェノール性水酸基が反応しグリセリンエーテル部位有するエポキシ樹脂が生成することが一般的である。このグリセリンエーテル部位が多いとエポキシ樹脂硬化物の靭性が上がるため好ましい。また、グリセリンエーテル部位が多いと起こる、エポキシ樹脂の分子量の増加による溶融粘度の上昇によるハンドリング性の低下やエポキシ樹脂硬化物の吸水率の増加を抑制することができるため、設計に応じたエピハロヒドリンの量を使用する必要がある。エピハロヒドリンを原料フェノール樹脂の水酸基に対して過剰に使用することでエポキシ化の際の分子間反応を抑制することができ低粘度のエポキシ樹脂を得ることができるため好ましい。
【0050】
上記反応において、エポキシ化工程を促進する触媒としてアルカリ金属水酸化物を使用することができる。使用しうるアルカリ金属水酸化物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられ、固形物を利用してもよく、その水溶液を使用してもよいが、本実施形態においては特に、溶解性、ハンドリングの面からフレーク状に成型された固形物の使用が好ましい。
アルカリ金属水酸化物の使用量は原料フェノール混合物の水酸基1モルに対して通常0.90~1.5モルであり、好ましくは0.95~1.25モル、より好ましくは0.99~1.15モルである。
【0051】
また、反応を促進するためにテトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を触媒として添加してもかまわない。4級アンモニウム塩の使用量としては原料フェノール混合物の水酸基1モルに対し通常0.1~15gであり、好ましくは0.2~10gである。
【0052】
反応温度は通常30~90℃であり、好ましくは35~80℃である。特に本実施形態においては、より高純度なエポキシ化のために50℃以上が好ましく、特に60℃以上が好ましい。反応時間は通常0.5~10時間であり、好ましくは1~8時間、特に好ましくは1~3時間である。反応時間が短いと反応が進みきらず、反応時間が長くなると副生成物ができることから好ましくない。
これらのエポキシ化反応の反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下でエピハロヒドリンや溶媒等を除去する。また更に加水分解性ハロゲンの少ないエポキシ樹脂とするために、回収したエポキシ樹脂を炭素数4~7のケトン化合物(たとえば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。)を溶剤として溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液を加えて反応を行い、閉環を確実なものにすることもできる。この場合アルカリ金属水酸化物の使用量はエポキシ化に使用した原料フェノール混合物の水酸基1モルに対して通常0.01~0.3モル、好ましくは0.05~0.2モルである。反応温度は通常50~120℃、反応時間は通常0.5~2時間である。
【0053】
反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に加熱減圧下溶剤を留去することにより本実施形態のエポキシ樹脂が得られる。
【0054】
次に、カルボキシレート化工程について説明する。この反応は、得られたエポキシ樹脂(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させることで、反応性カルボキシレート化合物(A)を得る
【0055】
カルボキシレート化工程で用いる分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としては、例えばアクリル酸類やクロトン酸、α-シアノ桂皮酸、桂皮酸、或いは飽和または不飽和二塩基酸と不飽和基含有モノグリシジル化合物との反応物が挙げられる。アクリル酸類としては、例えば(メタ)アクリル酸、β-スチリルアクリル酸、β-フルフリルアクリル酸、飽和または不飽和二塩基酸無水物と1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート誘導体と当モル反応物である半エステル類、飽和または不飽和二塩基酸とモノグリシジル(メタ)アクリレート誘導体類との当モル反応物である半エステル類等が挙げられるが、感光性樹脂組成物としたときの感度の点で(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸とε-カプロラクトンとの反応生成物または桂皮酸が特に好ましい。
【0056】
カルボキシレート化工程で用いる分子中に少なくとも2個の水酸基を有するモノカルボン酸化合物(d)の具体例としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸、ジメチロールカプロン酸等のポリヒドロキシカルボン酸類をあげることができる。特に好ましいものとしては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等をあげることができる。
【0057】
前述のエポキシ樹脂(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)との反応は、無溶剤もしくは有機溶媒、具体的には例えば、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼン、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ジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、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、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチ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、メチルセロソルブアセテート、エ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、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、グルタル酸ジアルキル、コハク酸ジアルキル、アジピン酸ジアルキル等のエステル類、γ-ブチロラクトン等の環状エステル類、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、更には後述する架橋剤(D)等の単独または混合有機溶媒中で反応させることにより得ることができる。
【0058】
エポキシ樹脂(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させ反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)を得る反応において、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)の添加割合は、分子中に2個以上のグリシジル基を有するエポキシ化合物(a)1当量に対し0.8~1.2当量であることが好ましい。この範囲を逸脱した場合、反応中にゲル化を引き起こす恐れや、最終的に得られる不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂(B)の熱安定性が低くなる恐れがある。
【0059】
反応時には熱重合反応を抑えるため熱重合禁止剤を加えることが好ましく、分子中に2個以上のグリシジル基を有するエポキシ化合物(a)、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)、及び場合により分子中に少なくとも2個の水酸基を有するモノカルボン酸化合物(d)、溶剤を加えた反応物の総量100質量部に対して0.1~10質量部である。熱重合禁止剤としては、ハイドロキノン、2-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、2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾール等があげられる。
【0060】
また、反応時には反応を促進させるために触媒を使用することが好ましく、該触媒の使用量は、エポキシ樹脂(a)、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)、溶剤を加えた反応物の総量100質量部に対して0.1~10質量部である。その際の反応温度は60~150℃であり、また反応時間は、好ましくは3~60時間である。この反応で使用する触媒としては、例えばジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムアイオダイド、トリフェニルフォスフィン、トリフェニルスチビン、メチルトリフェニルスチビン、2-エチルへキサン酸クロム、オクタン酸クロム、2-エチルへキサン酸亜鉛、オクタン酸亜鉛、オクタン酸ジルコニウム、ジメチルスルフィド、ジフェニルスルフィド等があげられる。
【0061】
反応は酸価(固形分酸価)が3mg・KOH/g以下になるまで進行させることが好ましい。固形分酸価とは、樹脂1g中のカルボン酸の酸性を中和するのに必要な水酸化カリウムの量(mg)であり、また、酸価とは樹脂を含む溶液1gを中和するのに必要な水酸化カリウムの量(mg)であり、JIS K0070に準じて、通常の中和滴定法により測定される。また、溶液中の該樹脂の濃度がわかれば、溶液の酸価から固形分酸価を計算して求めることもできる。
【0062】
エポキシ樹脂(a)に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)及び、必要に応じて一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)を反応させて得られる反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)の好ましい分子量範囲としては、GPCにおけるポリスチレン換算重量平均分子量が500から50,000の範囲であり、より好ましくは500から30,000であり、特に好ましくは500~10,000である。
【0063】
次に、酸付加工程について詳述する。酸付加工程は、前工程において得られた反応性エポキシカルボキシレート化合物(A)に必要に応じてカルボキシ基を導入し、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物(B)を得ることを目的として行われる。即ち、カルボキシレート化反応により生じた水酸基に多塩基酸無水物(d)を付加反応させることで、エステル結合を介してカルボキシ基を導入する。
【0064】
多塩基酸無水物(d)の具体例としては、例えば、分子中に酸無水物構造を有する化合物であればすべて用いることができるが、アルカリ水溶液現像性、耐熱性、加水分解耐性等に優れた無水コハク酸、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、無水イタコン酸、3-メチル-テトラ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、無水トリメリット酸または、無水マレイン酸が特に好ましい。
【0065】
多塩基酸無水物(d)を付加させる反応は、前記カルボキシレート化反応液に多塩基酸無水物(d)を加えることにより行うことができる。添加量は用途に応じて適宜変更されるべきものである。
【0066】
多塩基酸無水物(d)の添加量は例えば、本発明のポリカルボン酸化合物(B)をアルカリ現像型のレジストとして用いようとする場合は、多塩基酸無水物(d)を最終的に得られる反応性ポリカルボン酸化合物(B)の固形分酸価(JISK5601-2-1:1999に準拠)が40~120mg・KOH/g、より好ましくは60~110mg・KOH/g、となる計算値を仕込むことが好ましい。このときの固形分酸価がこの範囲である場合、本発明の感光性樹脂組成物のアルカリ水溶液現像性が良好な現像性を示す。即ち、良好なパターニング性と過現像に対する管理幅も広く、また過剰の酸無水物が残留することもない。
【0067】
反応時には、反応を促進させるために触媒を使用することが好ましく、該触媒の使用量は、反応物、即ちエポキシ化合物(a)、カルボン酸化合物(b)から得られたカルボキシレート化合物、及び多塩基酸無水物(d)、場合により溶剤その他を加えた反応物の総量に対して0.1~10重量部である。その際の反応温度は60~150℃であり、また反応時間は、好ましくは5~60時間である。使用しうる触媒の具体例としては、例えばトリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムアイオダイド、トリフェニルホスフィン、トリフェニルスチビン、メチルトリフェニルスチビン、オクタン酸クロム、オクタン酸ジルコニウム等が挙げられる。
【0068】
酸付加工程は無溶剤若しくは溶剤で希釈して反応させることができる。溶剤を使用する場合、該溶剤としては酸付加反応においてイナートな溶剤であれば特に限定はない。又、前工程であるウレタン化工程で溶剤を用いて製造した場合には、両反応にイナートであれば溶剤を除くことなく酸付加反応を行えばよい。
【0069】
該溶剤の使用量は、得られる樹脂の粘度や使途により適宜調整されるべきものであるが、好ましくは固形分含有率が90~40重量%、より好ましくは80~40重量%になるように用いればよい。該溶剤としては、前記カルボキシレート化工程において例示した溶剤と同様のものを使用すればよい。
【0070】
本発明の感光性樹脂組成物においては、必要に応じて光重合開始剤(C)を使用することができる。光重合開始剤(C)の具体例としては、ラジカル型光重合開始剤、カチオン系光重合開始剤等が挙げられる。
ラジカル型光重合開始剤としては、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、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;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、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、2-ヒドロキシ-2-メチル-フェニルプロパン-1-オン、ジエトキシアセトフェノン、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-オン等のアセトフェノン類;2-エチルアントラキノン、2-t-ブチルアントラキノン、2-クロロアントラキノン、2-アミルアントラキノン等のアントラキノン類;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、2-クロロ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、4,4'-ビスメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;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シド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド類等が挙げられる。
【0071】
カチオン系光重合開始剤としては、ルイス酸のジアゾニウム塩、ルイス酸のヨードニウム塩、ルイス酸のスルホニウム塩、ルイス酸のホスホニウム塩、その他のハロゲン化物、トリアジン系開始剤、ボーレート系開始剤、その他の光酸発生剤等が挙げられる。
【0072】
ルイス酸のジアゾニウム塩としては、例えば、p-メトキシフェニルジアゾニウムフルオロホスホネート、N,N-ジエチルアミノフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスホネート(三新化学工業社製サンエイドSI-60L/SI-80L/SI-100L等)等が挙げられる。
ルイス酸のヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。
ルイス酸のスルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート(Union Carbide社製Cyracure UVI-6990等)、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート(Union Carbide社製Cyracure UVI-6974等)等が挙げられる。
ルイス酸のホスホニウム塩としては、例えば、トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。
【0073】
その他のハロゲン化物としては、例えば、2,2,2-トリクロロ-[1-4’-(ジメチルエチル)フェニル]エタノン(AKZO社製Trigonal PI等)、2,2-ジクロロ-1-(4-フェノキシフェニル)エタノン(Sandoz社製Sandray 1000等)、α,α,α-トリブロモメチルフェニルスルホン(製鉄化学社製BMPS等)等が挙げられる。
トリアジン系開始剤としては、例えば、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4’-メトキシフェニル)トリアジン(Panchim社製Triazine A等)、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4’-メトキシスチリル)トリアジン(Panchim社製Triazine PMS等)、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-ピペロニルトリアジン(Panchim社製Triazine PP等)、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4’-メトキシナフチル)トリアジン(Panchim社製Triazine B等)、2-[2’-(5’’-メチルフリル)エチリデン]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン(三和ケミカル社製等)、2-(2’-フリルエチリデン)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン(三和ケミカル社製)等が挙げられる。
【0074】
ボーレート系開始剤としては、例えば、NK-3876、NK-3881等(いずれも日本感光色素製)が挙げられる。
その他の光酸発生剤等としては、例えば、9-フェニルアクリジン、2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2-ビイミダゾール(黒金化成社製ビイミダゾール等)、2,2-アゾビス(2-アミノ-プロパン)ジヒドロクロリド(和光純薬社製V50等)、2,2-アゾビス[2-(イミダソリン-2イル)プロパン]ジヒドロクロリド(和光純薬社製VA044等)、[イータ-5-2-4-(シクロペンタデシル)(1,2,3,4,5,6,イータ)-(メチルエチル)ベンゼン]鉄(II)ヘキサフルオロホスホネート(Ciba Geigy社製Irgacure 261等)、ビス(イータ-5-シクロペンタジエニル)ビス[2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピリジン-1-イル)フェニル]チタニウム(Ciba Geigy社製CGI-784等)等が挙げられる。
【0075】
更に、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系開始剤、過酸化ベンゾイル等の熱に感応する過酸化物系ラジカル型開始剤等を併せて用いてもよい。又、ラジカル系とカチオン系の双方の開始剤を併せて用いてもよく、各開始剤から1種類を単独で用いても2種類以上を併せて用いてもよい。
【0076】
これらのうち、本発明の用途を考慮すれば、ラジカル型光重合開始剤が特に好ましい。
【0077】
本発明の感光性樹脂組成物おいては、必要に応じて架橋剤(D)を使用することができる。架橋剤(D)の具体例としては、ラジカル反応型のアクリレート類、カチオン反応型のエポキシ化合物類、ラジカル反応型のマレイミド化合物類、その双方に感応するビニル化合物類等の化合物が挙げられる。
【0078】
ラジカル反応型のアクリレート類としては、単官能(メタ)アクリレート類、多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0079】
該単官能(メタ)アクリレート類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレートモノメチルエーテル、フェニルエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0080】
該多官能(メタ)アクリレート類としては、例えば、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアヌレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アジピン酸エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールエチレンオキシドジ(メタ)アクリレート、水素化ビスフェノールエチレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールのε-カプロラクトン付加物のジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールとε-カプロラクトンの反応物のポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(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、トリエチロールプロパントリ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキシド付加物、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキシド付加物、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキシド付加物、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。
【0081】
カチオン反応型のエポキシ化合物類としては、エポキシ化合物(i)を含めエポキシ基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリジジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ビスフェノール-Aジグリジジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(ユニオン・カーバイド社製「サイラキュアUVR-6110」等)、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド(ユニオン・カーバイド社製「ELR-4206」等)、リモネンジオキシド(ダイセル化学工業社製「セロキサイド3000」等)、アリルシクロヘキセンジオキシド、3,4-エポキシ-4-メチルシクロヘキシル-2-プロピレンオキシド、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル-5,5-スピロ-3,4-エポキシ)シクロヘキサン-m-ジオキサン、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)アジペート(ユニオン・カーバイド社製「サイラキュアUVR-6128」等)、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)エーテル、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)ジエチルシロキサン等が挙げられる。
【0082】
該ラジカル反応型のマレイミド化合物類としては、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ヒドロキシフェニルマレイミド、N-アニリノフェニルマレイミド、N-カルボキシフェニルマレイミド、N-(4-カルボキシ-3-ヒドロキシフェニル)マレイミド、6-マレイミドヘキサン酸、4-マレイミド酪酸、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、2,2-ビス{4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル}プロパン、4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(3,5-ジメチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3,5-ジエチル-4-マレイミドフェニル)メタン、フェニルメタンマレイミド、o-フェニレンビスマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、p-フェニレンビスマレイミド、o-フェニレンビスシトラコンイミド、m-フェニレンビスシトラコンイミド、p-フェニレンビスシトラコンイミド、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、3,3-ジメチル-5,5-ジエチル-4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,2-ビスマレイミドエタン、1,4-ビスマレイミドブタン、1,5-ビスマレイミドペンタン、1,5-ビスマレイミド-2-メチルペンタン、1,6-ビスマレイミドヘキサン、1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、1,8-ビスマレイミド-3,6-ジオキサオクタン、1,11-ビスマレイミド-3,6,9-トリオキサウンデカン、1,3-ビス(マレイミドメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(マレイミドメチル)シクロヘキサン、4,4-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、4,4-ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、2,2-ビス[4-(4-シトラコンイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス(3,5-ジメチル-4-シトラコンイミドフェニル)メタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-シトラコンイミドフェニル)メタン、ビス(3,5-ジエチル-4-シトラコンイミドフェニル)メタン、ポリフェニルメタンマレイミド、ポリフェニルメタンマレイミド等が挙げられる。
【0083】
該ビニル化合物類としては、ビニルエーテル類、スチレン類、その他のビニル化合物等が挙げられる。
該ビニルエーテル類としては、例えば、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル等が挙げられる。
該スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン等が挙げられる。
その他のビニル化合物としては、例えば、トリアリルイソイシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート等が挙げられる。
【0084】
本発明の感光性樹脂組成物おいては、必要に応じて架橋剤(E)を使用することができる。架橋剤(E)の具体例としては、例えば、エポキシ化合物が挙げられ、中でも一分子中に二個以上のエポキシ基を含むエポキシ化合物が好ましい。これは、単官能エポキシ化合物を用いるよりも、より強固な硬化物を得ることができるためである。又、これらエポキシ化合物のエポキシ当量は150~450g/eq、更に好ましくは180~350g/eqの範囲であることが好ましい。これよりエポキシ当量が小さい場合には得られる硬化物が脆弱となりやすく、又、これより大きい場合には架橋部位が減るために得られる硬化物は軟弱となりやすい。
【0085】
該エポキシ化合物は、硬化物の使用目的や要求される特性により任意に選ばれるものであり、公知一般のエポキシ化合物が任意に使用可能である。
【0086】
単官能エポキシ化合物としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0087】
分子中に二個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、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、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、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、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノール-Aノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、グリオキサール型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0088】
該フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、エピクロンN-770(DIC(株)製)、D.E.N438(ダウ・ケミカル社製)、jER154(ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPPN-201、RE-306(いずれも日本化薬(株)製)等が挙げられる。
該クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、エピクロンN-695(DIC(株)製)、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S(いずれも日本化薬(株)製)、UVR-6650(ユニオンカーバイド社製)、ESCN-195(住友化学工業(株)製)等が挙げられる。
【0089】
該トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂としては、例えば、EPPN-503、EPPN-502H、EPPN-501H(いずれも日本化薬(株)製)、TACTIX-742(ダウ・ケミカル社製)、jER E1032H60(ジャパンエポキシレジン(株)製)等が挙げられる。
該ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、エピクロンEXA-7200(DIC(株)製)、TACTIX-556(ダウ・ケミカル社製)等が挙げられる。
【0090】
該ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、jER828、jER1001(いずれもジャパンエポキシレジン(株)製)、UVR-6410(ユニオンカーバイド社製)、D.E.R-331(ダウ・ケミカル社製)、YD-8125(東都化成(株)製)、NER-1202、NER-1302(いずれも日本化薬(株)製)等のビスフェノール-A型エポキシ樹脂、UVR-6490(ユニオンカーバイド社製)、YDF-8170(東都化成(株)製)、NER-7403、NER-7604(いずれも日本化薬(株)製)等のビスフェノール-F型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0091】
該ビフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、NC-3000、NC-3000-H、NC-3000-L(いずれも日本化薬(株)製)等のビフェノール型エポキシ樹脂、YX-4000(ジャパンエポキシレジン(株)製)のビキシレノール型エポキシ樹脂、YL-6121(ジャパンエポキシレジン(株)製)等が挙げられる。
該ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、エピクロンN-880(DIC(株)製)、jER E157S75(ジャパンエポキシレジン(株)製)等が挙げられる。
【0092】
該ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂としては、例えば、NC-7000(日本化薬(株)製)、EXA-4750(DIC(株)製)等が挙げられる。
該グリオキサール型エポキシ樹脂としては、例えば、GTR-1800(日本化薬(株)製)等が挙げられる。
該脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、EHPE-3150((株)ダイセル製)等が挙げられる。 該複素環式エポキシ樹脂としては、例えば、TEPIC(日産化学(株)製)等が挙げられる。
【0093】
中でも、フレキシブル性、耐熱性の点において、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂が特に有効で、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、NC-3000、NC-3000-H、NC-3000-L等がもっとも好ましい。
【0094】
該エポキシ化合物を含有する場合、その好適な配合量としては、本発明の感光性樹脂組成物の固形分の5~80重量%程度、より好ましくは10~70重量%程度である。この量よりも配合量が少ない場合は得られる硬化物が軟弱となりやすく、又、多すぎる場合は下記エポキシ硬化剤とのバランスの問題から硬化性等に悪影響を生じる場合がある。
【0095】
本発明の感光性樹脂組成物に含有していてもよいその他の添加剤としては、例えば、メラミン等の熱硬化触媒、アエロジル等のチキソトロピー付与剤、シリコーン系やフッ素系のレベリング剤や消泡剤、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤、安定剤、酸化防止剤、又、難燃性を付与するための難燃剤等が挙げられる。
特に、電気的な絶縁を目的とする皮膜形成用材料として用いる場合には、難燃剤と併用することが好ましい。好ましい難燃剤としては、公知一般のものが使用でき、臭素化エポキシ樹脂、ブロモジフェニルエーテル等のハロゲン系難燃剤、ホスファゼン樹脂、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル樹脂、ジヒドロ-9-オキサ-ホスファフェナントレン-10-オキシド誘導体等の有機リン系難燃剤、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物系難燃剤、赤リン、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤が好適に用いられる。
【0096】
本発明の感光性樹脂組成物に含有していてもよい顔料材料としては、着色を目的とする着色顔料と着色を目的としない体質顔料が挙げられる。
該着色顔料としては、例えば、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系等の有機顔料、カーボンブラック等、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。
該体質顔料としては、例えば、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸バリウム、水酸化アルミニウム、シリカ、クレー等が挙げられる。
【0097】
更に、活性エネルギー線に反応性を示さない樹脂類(所謂イナートポリマー)を含有していてもよい。該樹脂類としては、例えば、前記硬化剤としてのエポキシ樹脂を除くその他のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ケトンホルムアルデヒド樹脂、クレゾール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、スチレン樹脂、グアナミン樹脂、天然及び合成ゴム、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、これらの変性物を本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物に含有していてもよい。これらは該活性エネルギー線硬化型樹脂組成物中に40重量%までの範囲において用いることが好ましい。
【0098】
本発明の感光性樹脂組成物に含有していてもよい揮発性溶剤は、使用目的に応じて粘度を調整する目的で、該樹脂組成物中に50重量%、更に好ましくは35重量%までの範囲において添加すればよい。
【0099】
本発明の感光性樹脂組成物は活性エネルギー線によって容易に硬化する。活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線、X線、ガンマー線、レーザー光線等の電磁波、アルファー線、ベータ線、電子線等の粒子線等が挙げられる。本発明の好適な用途を考慮すれば、これらのうち、紫外線、レーザー光線、可視光線又は電子線が好ましい。
【0100】
本発明には、前記感光性樹脂組成物を基材表面の被覆を目的とする皮膜形成用材料として使用することも含まれる。即ち、例えば、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ、オフセットインキ等のインキ材料、ハードコート、トップコート、オーバープリントニス、クリヤコート等の塗工材料、ラミネート用や光ディスク用等の接着剤や粘着剤等の接着材料、ソルダーレジスト、エッチングレジスト、マイクロマシン用レジスト等のレジスト材料等がこれに該当する。
更には、皮膜形成用材料を一時的に剥離性基材に塗工しフィルム化した後、本来目的とする基材に貼合し皮膜を形成させる、所謂ドライフィルムも皮膜形成用材料に該当する。
【0101】
本発明には電気的な絶縁を目的とする皮膜形成用材料としての前記感光性樹脂組成物の使用も含まれる。即ち、回路基板用ソルダーレジスト材料、絶縁モールディング材料、層間絶縁材料、半導体保護膜材料、配線被覆材料等の電気的な絶縁性が求められる材料がこれに該当する。
【0102】
本発明には、基材上に該組成物の皮膜層を形成させ、その後、紫外線等の活性エネルギー線を部分的に照射し、照射部、未照射部の物性的な差異を利用して描画しようとする活性エネルギー線感応型のレジスト材料としての前記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の使用も含まれる。即ち、照射部又は未照射部を何らかの方法、例えば、溶剤等やアルカリ溶液等で溶解させる等して除去し、描画を行うことを目的として用いる。
【0103】
本発明には永久レジスト用材料に用いる前記感光性樹脂組成物も含まれる。永久レジストとは上記レジスト材料のうち、描画を行った後に剥離することを前提に使用されるものではなく、その基材となるものの実使用時まで剥離せずにその目的と機能を維持し続けるものである。
【0104】
本発明のレジスト用感光性樹脂組成物は、パターニングが必要な種々の材料に適応でき、中でも特に、ソルダーレジスト材料やビルドアップ工法用の層間絶縁材等に有用であり、更に光導波路としてプリント配線板、光電子基板や光基板のような電気・電子・光基材等にも利用可能である。
【0105】
特に好適な用途としては、耐熱性や現像性が良好なである特性を生かして、感光性フィルム、支持体付き感光性フィルム、プリプレグ等の絶縁樹脂シート、回路基板(積層板用途、多層プリント配線板用途等)、ソルダーレジスト、アンダ-フィル材、ダイボンディング材、半導体封止材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等、樹脂組成物が必要とされる用途の広範囲に使用できる。なかでも、多層プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物(感光性樹脂組成物の硬化物を絶縁層とした多層プリント配線板)、層間絶縁層用樹脂組成物(感光性樹脂組成物の硬化物を層間絶縁層とした多層プリント配線板)、メッキ形成用樹脂組成物(感光性樹脂組成物の硬化物上にメッキが形成された多層プリント配線板)用として使用することが好ましい。
更に、高い顔料濃度においても良好な現像性を発揮することができ、カラーレジスト、カラーフィルタ用のレジスト材料、特にブラックマトリックス材料等にも好適に用いることができる。
【0106】
又、現像性が良好であり、優れた耐熱性と絶縁性を有する硬化物を得ることができる特性を生かして、絶縁信頼性を必要とされるソルダーレジスト用途、層間絶縁層用途に使用すると本発明の効果を最大限発揮させることができ、好適な用途である。
【0107】
皮膜形成の方法としては特に制限はないが、グラビア等の凹版印刷方式、フレキソ等の凸版印刷方式、シルクスクリーン等の孔版印刷方式、オフセット等の平版印刷方式、ロールコーター、ナイフコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スピンコーター等の各種塗工方式が任意に採用できる。
【0108】
本発明には前記の感光性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射し硬化させて得られるその硬化物も含まれる。
【実施例】
【0109】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでない。
以下に実施例で用いた各種分析方法について記載する。
【0110】
各種分析方法について以下の条件で行った。
・エポキシ当量
JIS K-7236に記載された方法で測定し、単位はg/eq.である。
・軟化点
JIS K-7234に準拠した方法で測定し、単位は℃である。
・溶融粘度
ICI溶融粘度(150℃)コーンプレート法で測定し、単位はPa・sである。
【0111】
・水酸基当量
以下の方法で測定し、単位はg/eq.である。
フェノール樹脂を過剰の無水酢酸と反応させ、電位差測定装置を用いて、0.5N KOHエタノール溶液で滴定し、遊離の酢酸量を測定する。
試薬:無水酢酸、トリフェニルフォスフィン、ピリジン
溶剤:テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル
自動滴定装置:株式会社HIRANUMA社製 COM-1600
ビュレット:株式会社HIRANUMA社製 B-2000
【0112】
・GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析
メーカー:Waters
カラム:ガードカラム SHODEX GPC KF-601(2本)、KF-602 KF-602.5、KF-603
流速:1.23ml/min.
カラム温度:25℃
使用溶剤:THF(テトラヒドロフラン)
検出器:RI(示差屈折検出器)
【0113】
・高速液体クロマトグラフィー分析
株式会社島津製作所社製 送液ユニット LC-20AD
株式会社島津製作所社製 フォトダイオードアレイ検出器 SPD-M20A
株式会社島津製作所社製 カラムオーブン CTO-20A
カラム:Intersil ODS-2,5μm,4.6×250mm 40℃
MobilPhaseA:アセトニトリル(AN)
MobilPhaseB:水(W)
TimeProgram:
0-28min.AN/W=30%/70%→100%/0%
28-40min.AN/W=100%/0%
FlowRate:1.0mL/min.
Detection:UV 274nm,PDA
【0114】
合成例1-1
温度計、攪拌機、滴下ロート、冷却器を備え付けた4つ口フラスコにフェノール1035部(11モル)、レゾルシノール88部(0.8モル)、トルエン65部(0.7モル)を仕込み、窒素ガスパージをしながら170℃2時間共沸脱水を行った。
ついでオイルバスを100℃まで冷却し、内温が100℃で安定したところで三フッ化ホウ素ジフェノール錯体2.1部(0.01モル)を添加し更にジシクロペンタジエン112部(0.8モル)を滴下ロートを使用し3時間かけて添加し反応させた。滴下終了後、更に120℃で2時間、145℃で3時間反応させた。反応終了後、トリポリりん酸ソーダ6部、メチルイソブチルケトン555部を加え撹拌し、温水を加え水洗を繰り返し系内を中性にした。その後油層をエバポレーターを使用し180℃で溶剤留去し、フェノール樹脂P-1を250部得た。得られた樹脂の軟化点は109℃、水酸基当量は152g/eq.であった。得られたフェノール樹脂中のn=1成分中、p、qの一方が1であり、もう一方が2である成分の割合はHPLC面積百分率で15.8%であった。
【0115】
合成例1-2
次いで、撹拌機、還流冷却管を備えた四つ口フラスコに窒素パージを施しながら合成例1-1で得たフェノール樹脂P-1を228部、エピクロロヒドリン555部、ジメチルスルホキシド139部、水22部を加え、水浴を65℃にまで昇温した。内温が65℃で安定したところでフレーク状の水酸化ナトリウム63部を90分かけて分割添加した後、更に65℃で2時間、70℃1時間反応を行った。反応終了後水洗を行い、油層をロータリーエバポレータを用いて125℃で減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン720部を加え溶解し、75℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液18部加え、1時間反応を行った後、水洗を行い、pH試験紙で洗浄水が中性なったことを確認した。得られた溶液を、ロータリーエバポレータを用いて180℃で減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することでエポキシ樹脂(EP1)を295部得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は226g/eq.、軟化点が63℃、ICI溶融粘度0.08Pa・s(150℃)であった。樹脂物性については表1に示す。なお、表1中のA欄の面積%はGPC面積%であり、B欄の面積%はHPLC面積%であり、C欄の面積%は上記GPC面積%と上記HPLC面積%の積である。得られたエポキシ樹脂中のn=1成分中、総量中p、qの一方が1であり、もう一方が2である成分の割合は13.1%であった。
【0116】
合成例2-1
レゾルシノールを231部(2.1モル)とした以外は合成例1-1と同様の操作で反応を行い、フェノール樹脂P-2を245部得た。得られた樹脂の軟化点は120℃、水酸基当量は140g/eq.であった。得られたフェノール樹脂中のn=1成分の総量中p、qの一方が1であり、もう一方が2である成分の割合はHPLC面積百分率で29.7%であった。
【0117】
合成例2-2
フェノール樹脂を合成例2-1で得たP-2 209部に変更した以外は実施例1-2と同様の方法で合成し、エポキシ樹脂(EP2)を282部得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は215g/eq.、軟化点が70℃、ICI溶融粘度0.17Pa・s(150℃)であった。樹脂物性については表1に示す。得られたエポキシ樹脂中のn=1成分の総量中p、qの一方が1であり、もう一方が2である成分の割合は24.8%であった。
【0118】
【0119】
合成例3-1
温度計、攪拌機、冷却器を備え付けた4つ口フラスコに、反応溶媒として、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを46.50部、合成例1-2で得られたエポキシ樹脂(EP1)を81.67部、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としてアクリル酸(分子量:72.06)を26.83g、熱重合禁止剤として2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾールを0.33g、及び反応触媒としてトリフェニルフォスフィンを0.33g仕込み120℃の温度で反応液の酸価が、3mg・KOH/g以下になるまで反応させ、反応性エキシカルボキシレート化合物(A-1)の溶液を得た。このときの反応時間は10時間であった。
【0120】
合成例3-2
合成例3-1で得られた反応性エポキシカルボキシレート化合物(A-1)溶液155.64gに、多塩基酸無水物(d)としてTHPA(1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、新日本理化(株)製)を21.08部、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを23.27部加え、100℃の温度で4時間反応させ、本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸化合物を65%含む樹脂溶液を得た。樹脂溶液の酸価は39.6mg・KOH/g(固形分酸価:60.9mg・KOH/g)であり、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物の分子量は1,400であった。この樹脂溶液をB-1とする。
【0121】
合成例4-1
温度計、攪拌機、冷却器を備え付けた4つ口フラスコに、反応溶媒として、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを46.50部、合成例1-2で得られたエポキシ樹脂(EP2)を80.65部、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としてアクリル酸(分子量:72.06)を27.85g、熱重合禁止剤として2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾールを0.33g、及び反応触媒としてトリフェニルフォスフィンを0.33g仕込み120℃の温度で反応液の酸価が、3mg・KOH/g以下になるまで反応させ、反応性エキシカルボキシレート化合物(A-2)の溶液を得た。このときの反応時間は10時間であった。
【0122】
合成例4-2
合成例4-1で得られた反応性エポキシカルボキシレート化合物(A-2)溶液155.64gに、多塩基酸無水物(d)としてTHPA(1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、新日本理化(株)製)を21.08部、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを23.27部加え、100℃の温度で4時間反応させ、本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸化合物を65%含む樹脂溶液を得た。樹脂溶液の酸価は39.1mg・KOH/g(固形分酸価:60.2mg・KOH/g)であり、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物の分子量は1,600であった。この樹脂溶液をB-2とする。
【0123】
合成例5-1
温度計、攪拌機、冷却器を備え付けた4つ口フラスコに、反応溶媒として、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを46.50部、合成例1-2で得られたエポキシ樹脂(EP1)を80.03部、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としてアクリル酸(分子量:72.06)を23.71g、一分子中に水酸基及びカルボキシ基を有する化合物(c)としてジメチロールプロピオン酸を4.75部、熱重合禁止剤として2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾールを0.33g、及び反応触媒としてトリフェニルフォスフィンを0.33g仕込み120℃の温度で反応液の酸価が、3mg・KOH/g以下になるまで反応させ、反応性エキシカルボキシレート化合物(A-3)の溶液を得た。このときの反応時間は10時間であった。
【0124】
合成例5-2
合成例3-1で得られた反応性エポキシカルボキシレート化合物(A-1)溶液155.64gに、多塩基酸無水物(d)としてTHPA(1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、新日本理化(株)製)を21.08部、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを23.27部加え、100℃の温度で4時間反応させ、本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸化合物を65%含む樹脂溶液を得た。樹脂溶液の酸価は39.5mg・KOH/g(固形分酸価:60.8mg・KOH/g)であり、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物の分子量は1,600であった。この樹脂溶液をB-3とする。
【0125】
合成例6-1
温度計、攪拌機、冷却器を備え付けた4つ口フラスコに、反応溶媒として、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを46.50部、エポキシ樹脂としてXD-1000(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、エポキシ当量252g/eq.、エポキシ樹脂中のn=1成分の総量中p、qの一方が1であり、もう一方が2である成分の割合は0.0%)を83.80部、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としてアクリル酸(分子量:72.06)を24.69g、熱重合禁止剤として2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾールを0.33g、及び反応触媒としてトリフェニルフォスフィンを0.33g仕込み120℃の温度で反応液の酸価が、3mg・KOH/g以下になるまで反応させ、反応性エキシカルボキシレート化合物(A-4)の溶液を得た。このときの反応時間は10時間であった。
【0126】
合成例6-2
合成例6-1で得られた反応性エポキシカルボキシレート化合物(A-4)溶液155.64gに、多塩基酸無水物(d)としてTHPA(1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、新日本理化(株)製)を21.08部、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを23.27部加え、100℃の温度で4時間反応させ、本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸化合物を65%含む樹脂溶液を得た。樹脂溶液の酸価は40.4mg・KOH/g(固形分酸価:62.2mg・KOH/g)であり、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物の分子量は1,500であった。この樹脂溶液をB-4とする。
【0127】
合成例7-1
温度計、攪拌機、冷却器を備え付けた4つ口フラスコに、反応溶媒として、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを46.50部、エポキシ樹脂としてNC-3500(レゾルシン含有ビフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量206g/eq.)を79.75部、分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を有するモノカルボン酸化合物(b)としてアクリル酸(分子量:72.06)を28.74g、熱重合禁止剤として2,6-ジ第三ブチル-p-クレゾールを0.33g、及び反応触媒としてトリフェニルフォスフィンを0.33g仕込み120℃の温度で反応液の酸価が、3mg・KOH/g以下になるまで反応させ、反応性エキシカルボキシレート化合物(A-5)の溶液を得た。このときの反応時間は10時間であった。
【0128】
合成例7-2
合成例7-1で得られた反応性エポキシカルボキシレート化合物(A-5)溶液155.64gに、多塩基酸無水物(d)としてTHPA(1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸、新日本理化(株)製)を21.08部、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを23.27部加え、100℃の温度で4時間反応させ、本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸化合物を65%含む樹脂溶液を得た。樹脂溶液の酸価は40.0mg・KOH/g(固形分酸価:61.5mg・KOH/g)であり、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物の分子量は3,000であった。この樹脂溶液をB-5とする。
【0129】
実施例1~3及び比較例1、2
前記合成例3-2、4-2、5-2、6-2、7-2で得られた樹脂溶液をB-1~B-5を10.00部、光重合開始剤(C)としてイルガキュアー907(チバスペシャリチィーケミカルズ製)を0.42部、及びカヤキュアーDETX-S(日本化薬(株)製)を0.02部、架橋剤(D)としてDPCA-20(商品名:日本化薬(株)製)1.95部、熱硬化触媒としてTPPを0.02部、及び濃度調整溶媒としてプロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタートを3.81部加え、固形分濃度を60%に調整した。その後、硬化剤(E)としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YD-134、新日鉄住金(株)製)を2.06部加え、均一に分散させ、レジスト樹脂組成物を得た。
【0130】
評価項目のそれぞれの項目について詳述する。
【0131】
光感度評価(表中略称:光感度)
レジスト樹脂組成物をアプリケーターにて20μmの厚さになるように圧延銅箔BHY-82F-HA-V2(JX金属(株)製)に塗布し、塗膜を80℃の熱風乾燥機で30分乾燥させた。乾燥後の塗膜にステップタブレット(Stouffer製:21段)を置き、紫外線照射器(USHIO製(超高圧水銀灯))を用いて照射量を振り硬化を行った。その後、現像液として1%炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像を行った。ステップタブレットで7段まで硬化するときの照射量を光感度の評価とした。
○ ・・150mJ/cm2 以下
× ・・150mJ/cm2 以上
【0132】
現像性評価(表中略称:現像性)
レジスト樹脂組成物をアプリケーターにて20μmの厚さになるように圧延銅箔BHY-82F-HA-V2(JX金属(株)製)に塗布し、塗膜を80℃の熱風乾燥機で30分乾燥させた。その後、現像液として1%炭酸ナトリウム水溶液を用いてスプレー現像を行った。塗膜が完全に溶解するまでの時間、所謂ブレイクタイムをもって現像性の評価とした(単位:秒)。
× ・・膨潤剥離
【0133】
ガラス転移温度測定(表中略称:Tg)
レジスト樹脂組成物をアプリケーターにて20μmの厚さになるように圧延銅箔BHY-82F-HA-V2(JX金属(株)製)に塗布し、塗膜を80℃の熱風乾燥機で30分乾燥させた後、紫外線照射器(GS YUASA製:CS 30L-1)を用いて、500mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射した。次にオーブン内で150℃で30分硬化させ、硬化物を得た。銅箔を塩化鉄(III)45°ボーメ(純正化学(株)製)で除去した。作製した硬化物を作成したサンプルのDMA測定(TA Instruments製:RSA-G2)を行い、tangentδが最大になる温度を求めた。
【0134】
耐熱分解性評価(表中略称:耐熱分解性)
レジスト樹脂組成物をアプリケーターにて20μmの厚さになるように圧延銅箔BHY-82F-HA-V2(JX金属(株)製)に塗布し、塗膜を80℃の熱風乾燥機で30分乾燥させた後、紫外線照射器(GS YUASA製:CS 30L-1)を用いて、500mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射した。次にオーブン内で150℃で30分硬化させ、硬化物を得た。銅箔を塩化鉄(III)45°ポーメ(純正化学(株)製)で除去した。作製した硬化物を作成したサンプル3mgを、毎分100mlの空気流中でMETTLER製TGA/DSC1を用いて重量が5%減少する温度を測定した。
【0135】
イオンマイグレーション評価(表中略称:絶縁性)
各組成物を、L/S=100μm/100μmのくし型パターンが形成されたエスパネックスMシリーズ(新日鐵化学(株)製:ベースイミド厚25μm Cu厚18μm)上に25μmの厚さになるように塗布し、塗膜をオーブンで80℃で30分乾燥させた。次いで、紫外線露光装置(GS YUASA製:CS 30L-1)を用いて500mJ/cm2で露光して硬化させたのち、オーブンで150℃で1時間乾燥させることによって、評価用の試験基板を得た。得られた基板の電極部分をはんだによる配線接続を行い、130℃/85%RHの環境下に置き、100Vの電圧をかけてマイグレーションの発生及び最大絶縁抵抗値を評価した。
マイグレーション:○‥100時間以上 ×‥50時間未満
【0136】
【0137】
上記の結果から、合成例3-2及び4-2で得られた本発明の不飽和基含有ポリカルボン酸化合物(B)を含む樹脂組成物から得られる塗膜は優れた感度、現像性であり、その硬化物も耐熱性、また、イオンマイグレーション評価においてマイグレーションを発生させることなく高い抵抗値で絶縁信頼性に優れていることから銅密着性に優れることが確認できた。
【0138】
以上より、本発明の反応性エポキシカルボキシレート化合物、不飽和基含有ポリカルボン酸化合物を用いた感光性樹脂組成物は成形用材料、皮膜形成用材料、レジスト材料に好適である。特に優れた感度、現像性を有しつつも耐熱性、絶縁信頼性に優れていることから、プリント配線板用感光性材料組成物に適している。