JPH10221848A - ソルダーレジスト樹脂組成物とその硬化物 - Google Patents

ソルダーレジスト樹脂組成物とその硬化物

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JPH10221848A
JPH10221848A JP9036900A JP3690097A JPH10221848A JP H10221848 A JPH10221848 A JP H10221848A JP 9036900 A JP9036900 A JP 9036900A JP 3690097 A JP3690097 A JP 3690097A JP H10221848 A JPH10221848 A JP H10221848A
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JP
Japan
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anhydride
acid
group
photopolymerizable
ethylene
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JP9036900A
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Inventor
Meijin Su
明仁 鄒
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Nan Ya Plastics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソルダーレジスト樹脂組成物とその硬化物の
提供。 【解決手段】 ノボラック樹脂骨格を有する光重合可能
なプレポリマーとカルボキシル基含有光重合可能なモノ
マーと少なくとも一つのエチレン性不飽和結合含有モノ
マーと光重合開始剤と熱硬化剤と希釈剤とを必須成分と
して含有してなる紫外線硬化性、解像力(50ミクロメ
ーターに達する)、迅速硬化性、耐熱性、耐化学めっき
性、耐電気性に優れた、特に民生用プリント配線板や産
業用プリント配線基板などの製造に適した、希アルカリ
水溶液で現像可能なソルダーレジストに適する樹脂組成
物となす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一種の新規にして
有用なソルダーレジスト樹脂組成物に関し、さらに詳し
くは、ノボラック樹脂骨格を有する光重合可能なプレポ
リマーとカルボキシル基含有光重合可能なモノマーと少
なくとも一つのエチレン性不飽和結合含有モノマーと光
重合開始剤と熱硬化剤と希釈剤とを必須成分として含有
してなる紫外線硬化性、解像力(50ミクロメーターに
達する)、迅速硬化性、耐熱性、耐化学めっき性、耐電
気性に優れた、特に民生用プリント配線板や産業用プリ
ント配線基板などの製造に適した、希アルカリ水溶液で
現像可能なソルダーレジストに適する樹脂組成物及びそ
の硬化物に関する。
【0002】
【従来の技術】液状のソルダーレジストインクは通常、
特定の素子をプリント配線板にはんだ付けする前に、は
んだ付けする部分以外の領域の配線板上に一つの薄膜を
形成するのに使用される。この薄膜は、絶縁膜とされ
て、溶融したはんだが不必要な部分に付着するのを防止
するのみならず、回路導体が空気中の湿気にあい酸化腐
食されるのを防止する保護膜の役割を果たすため、不可
欠である。
【0003】以前は、ソルダーレジストインクは紫外線
或いは熱により、配線板上で硬化させられていた。しか
し、時代の潮流、即ち電子設備の縮小化、軽量化、及び
表面実装技術の発展に伴い、ソルダーレジストインクに
も、より高い解像度、正確性、信頼度が求められ、いく
つかの改善がなされてきた。
【0004】例えば、特開昭50−144431号及び
特開昭51−40451号に記載されている、ビスフェ
ノール型エポキシアクリル樹脂、感光剤、エポキシ樹脂
化合物、エポキシ樹脂硬化剤からなるるソルダーレジス
トインクが挙げられる。ところが、このようなソルダー
レジストインクは、使用上、未露光の区域を有機溶剤で
洗い流して除去する必要があるため、環境汚染や火災を
引き起こす恐れがあり、人体に対しても有害であった。
【0005】そのため、有機溶剤を使用しないで、弱ア
ルカリ性水溶液で現像するタイプのソルダーレジストイ
ンクが多く発明された。それには、例えば、特開昭56
−40329号及び特開昭57−45785号があり、
この種のソルダーレジストインクの必須成分は、エポキ
シ樹脂と不飽和モノカルボン酸との反応生成物であるポ
リ無水酸をさらに反応させてなる光重合可能な組成物と
される。特開昭61−243869に記載の、液状ソル
ダーレジストインクは、ノボラック型エポキシ樹脂と不
飽和モノカルボン酸と不飽和モノカルボン酸とポリ無水
酸とを反応させることにより得られる。これにより得ら
れたソルダーレジストインクは、弱酸水溶液中での現像
に耐えられるほか、耐火性、耐熱性に優れている。ま
た、アメリカ合衆国特許第4,933,259号中に
は、ノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸との二量化
反応生成物をポリ無水酸と反応させて得られる光重合可
能な組成物が記載されている。また、アメリカ合衆国特
許第5,100,767号中には、ノボラック型エポキ
シ樹脂(融点65℃から95℃)とアクリル酸とのエス
テル生成物をさらにポリ無水酸と反応させて得られる光
重合可能な組成物が記載されており、その中の熱硬化成
分は、融点130℃以下のトリグリシジルイソシアネー
トである。エポキシ樹脂の硬化剤はs−トリアジンであ
る。
【0006】上述の特許文献に記載されている液状レジ
ストインキは、ポリ無水酸が含まれることでプレ焼付け
段階で熱硬化が生じやすく、そのため現像が未完成とな
りやすく、また、無水多塩基酸の組成によっては電解腐
食及び銅プリント配線基板の変色などの問題が起こりう
る。なお、無水多塩基酸を使用する目的は、ソルダーレ
ジストインクを弱アルカリ現像液と、エポキシ樹脂、エ
ポキシ樹脂硬化剤との相溶可能なものとすることにあ
る。さらに、このソルダーレジストインキは、プリント
配線板の電気性質を悪化させることがあり、その原因
は、無水多塩基酸が反応により生成する酸基による。こ
のほか、このソルダーレジストインクは使用上、エポキ
シ樹脂の混合率により、その耐熱性や接着性に影響が生
じた。
【0007】このほか、最近の傾向として、プリント配
線板の高密度化が進んでいるが、上述の液状ソルダーレ
ジストインキは、その解像度がただ150ミクロメータ
から300ミクロメータ程度と低く、高密度プリント配
線板に要求される80ミクロメータから150ミクロメ
ータに対応しきれなくなっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
液状ソルダーレジストインキの有していた問題を改善す
べくなされたものでる。即ち、本発明は、液状ソルダー
レジストインキとして、卓越した紫外線硬化能力、はん
だ耐熱性、耐化性、可撓性、粘着性、電気性質、及び弱
アルカリ水溶液による現像の能力を有し、さらに、50
ミクロメータに達する高い解像力を有して高密度プリン
ト配線板に要求される80ミクロメータから150ミク
ロメータに対応可能であって、それにより高密度プリン
ト配線板の密度を最高の領域に達せしめ得る、新規な光
重合可能な組成物を提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、
(A)ノボラック樹脂骨格を有する以下の化学構造式1
に示される光重合可能なプレポリマーを40〜80重量
%、
【化1】なお、上記光重合可能なプレポリマーは、少な
くとも二つ以上のエポキシ基を有する化合物(a)に、
化学構造式2に示される少なくとも三つのエチレン結合
を有するモノカルボン酸(b)と、少なくとも一つのエ
チレン結合を含有するモノカルボン酸(c)と、飽和或
いは不飽和の無水酸(d)と、エチレン結合を含有する
モノエポキシ化合物(e)を、順に反応させて得られる
ものとされ、(B)以下の化学構造式2に示される化合
物である、カルボキシル基含有光重合可能なモノマーを
10〜40重量%、
【化2】(C)少なくとも一つのエチレン性不飽和結合
含有のモノマー10〜30重量%、(D)光重合開始剤
1〜5重量%と、(E)プレポリマー(A)を熱反応さ
せる熱硬化剤1〜10重量%と、(F)希釈剤10〜5
0重量%、以上の(A)から(F)を含んでなる光重合
可能な組成物としている。
【0010】請求項2の発明は、前記光重合可能なプレ
ポリマー(A)を示す前記化学構造式1中のR1 がOC
OCH=CH2 又はCH2 OCH2 C(CCH2 OCO
CH=CH2 3 とされ、R2 がH又はCH3 であり、
3 がメチルシクロヘキセン基、シクロヘキセン基、ヘ
キサン基、シクロヘキサン基、又はビニル基である、請
求項1に記載の組成物としている。
【0011】請求項3の発明は、前記光重合可能なプレ
ポリマー(A)が、少なくとも二つのエポキシ基を有す
る化合物(a)と、そのエポキシ基の1化学当量に対し
てそれぞれ0.1〜0.5モルの割合の少なくとも三つ
のエチレン結合を含有するモノカルボン酸(b)と、
0.5〜0.9モルの割合の少なくとも一つのエチレン
結合を含有する不飽和モノカルボン酸とを順に反応させ
た後、その酸とエポキシ基との反応により得られるヒド
ロキシ基の1化学当量に対して0.3〜0.6モルの割
合の飽和或いは不飽和の無水多塩基酸(d)とを反応さ
せた後、その無水多塩基酸のエステル化反応により生成
された酸基の1化学当量に対して0.1〜0.5モルの
割合の一つのエチレン結合を含有するモノエポキシ化合
物(e)を反応させてなるものとしたことを特徴とす
る、請求項1に記載の組成物としている。
【0012】請求項4の発明は、化学構造式1で示され
る光重合可能なプレポリマー(A)の一分子中にあっ
て、K、L、M、N、O、Pの六個の成分のモル比率は
以下の条件、即ち、 K+L+M+N+O+P=0.9〜1.1、 K+L=0.4〜0.7、 M+N=0.3〜0.6、 O+P=0.03〜0.3、 を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の組成物と
している。
【0013】請求項5に記載の発明は、少なくとも二つ
のエポキシ基を有する化合物(a)が、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、クレゾル・ノボラック型エポキシ樹脂、ハ
ロノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAエポキ
シ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂、トリフェノー
ルメタンエポキシ樹脂、及びテトラブロモビスフェノー
ルAエポキシ樹脂からなるグループから選択され、少な
くとも三つのエチレン結合を有するモノカルボン酸
(b)が、五アクリル酸ジペンタエリトリトール或いは
三アクリル酸ペンタエリトリトールと、無水コハク酸、
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、テトラヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸の
中より選択した一つとの反応物より選択され、少なくと
も一つのエチレン結合を含有するモノカルボン酸(c)
が、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、ケイ皮
酸から選択され、飽和或いは不飽和の無水酸(d)が、
無水コハク酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキ
サヘドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸及び
無水マレイン酸より選択され、エチレン結合を含有する
モノエポキシ化合物(e)が、アクリル酸グリシジル又
はメタアクリル酸グリシジルより選択されたものとされ
る、請求項1に記載の組成物としている。
【0014】請求項6の発明は、カルボキシル基含有光
重合可能なモノマー(B)が、五アクリル酸ジエリトリ
トール或いは三アクリル酸エリトリトールと、無水コハ
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、テトラヒドロ無水フタル酸、無水マレイ
ン酸の中より選択した一つとの反応物とされた、請求項
1に記載の組成物としている。
【0015】請求項7の発明は、カルボキシル基含有光
重合可能なモノマー(B)の生成における反応モル比
が、五アクリル酸ジペンタエリトリトールと不飽和無水
多塩基酸との反応物の有する水酸基1個当たり0.8か
ら1.1モルとされてなる、請求項6に記載の組成物と
している。
【0016】請求項8の発明は、少なくとも一つのエチ
レン性不飽和結合含有のモノマー(C)が(メタ)アク
リル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸エチレングリ
コール、五アクリル酸ジエリトリトール及び三アクリル
酸エリトリトールからなるグループより選択した少なく
とも1種である、請求項1に記載の組成物としている。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明は、一種の、弱アルカリ水
溶液で現像可能で、高解像力を有する光重合可能な組成
物は、(A)少なくとも二つのエポキシ基を有する化合
物(a)と、少なくとも三つの、化学構造式2に示され
るエチレン結合含有モノカルボン酸(b)との反応物
を、少なくとも一つのエチレン結合含有モノカルボン酸
(c)と反応させ、次いで飽和或いは不飽和の無水酸
(d)と反応させてからエチレン結合含有モノエポキシ
化合物(e)と反応させて得られる、以下の化学構造式
1に示されるノボラック樹脂骨格を有する光重合可能な
プレポリマーを40〜80重量%と、
【化1】(B)化学構造式2に示されるカルボキシル基
含有光重合可能なモノマー10〜40重量%と、
【化2】(C)少なくとも一つのエチレン性不飽和結合
含有モノマー10〜30重量%と、(D)光重合開始剤
1〜5重量%と、(E)プレポリマー(A)を熱反応さ
せる熱硬化剤1〜10重量%と、(F)希釈剤10〜5
0重量%、以上を含んでなる。
【0018】本発明の特徴は、液状の光重合可能なプレ
ポリマー(A)が、ユニット分子中に少なくとも四つの
エチレン結合を持つ化合物とされて、液状ソルダーレジ
ストインキの光硬化強度を増し、解像度を向上し、光反
応時間を速め、また、カルボキシル基含有光重合可能な
モノマー(B)が、カルボキシル官能基の如き親水基を
有するため、露光領域と非露光領域の溶解度の違いを増
し、ソルダーレジストインキの現像性を高められること
にある。
【0019】本発明の上記化学構造式1に示される液状
の光重合可能なプレポリマー(A)は、少なくとも二つ
のエポキシ基を有する化合物(a)を、少なくとも三つ
のエチレン結合を含有する上記の化学構造式2に示され
るモノカルボン酸(b)と反応させたものを、少なくと
も一つのエチレン結合を含有する不飽和モノカルボン酸
(c)と、次いで飽和或いは不飽和の無水多塩基酸
(d)と、次いで、一つのエチレン結合を含有するモノ
エポキシ化合物(e)と、連続反応させて得られる。
【0020】また、少なくとも三つのエチレン結合を含
有する化学構造式2に示されるモノカルボン酸(b)
は、五アクリル酸ジペンタエリトリトール或いは三アク
リル酸ペンタエリトリトールと、無水多塩基酸とを反応
させて得られる。無水多塩基酸としては例えば、無水コ
ハク酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、メチル無水ヘキサ
ヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水マレ
イン酸などの二塩基性酸無水物が挙げられる。その中で
も、三アクリル酸ペンタエリトリトールと、テトラヒド
ロ無水フタル酸との反応生成物の使用が望ましい。
【0021】上述の上記化学構造式2の、不飽和モノカ
ルボン酸は、市販されておらず、それは、五アクリル酸
ジペンタエリトリトール等と不飽和無水多塩基酸とを反
応させて得られる。この場合、上記五アクリル酸ジペン
タエリトリトールの有する水酸基一個当たりに、0.8
から1.1モル、望ましくは0.9から1.0モルの無
水多塩基酸を反応させるのが望ましい。使用する触媒に
は、例えばりん酸トリフェニル、トリエチルアミン、メ
チルトリエチル塩化アンモニウムなどが挙げられるが、
中でも、りん酸トリフェニルが適している。この場合、
触媒は、その反応混合物の総量の0.1から10重量%
使用するのが望ましい。反応時には重合を防止するため
に、重合禁止剤剤として、ハイドロキノン、ハイドロキ
ノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ピロガロー
ル、ターシャリブチルカテコールなどを加えてもよい。
そして、その使用量は0.01から1重量%であり、反
応温度は60〜150℃、望ましくは80〜120℃で
ある。反応時間の好適な範囲は24〜48時間であり、
以上を以て化学構造式2に示される化学反応を経てその
反応生成物が得られる。
【0022】さらに、上記少なくとも一つのエチレン結
合を含有する不飽和モノカルボン酸(c)としては、例
えば、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、ケイ
皮酸などが挙げられる。中でも、好ましくはアクリル酸
である。
【0023】飽和或いは不飽和の無水多塩基酸(d)と
しては、無水コハク酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、メ
チルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタ
ル酸、無水マレイン酸などが挙げられ、中でも、好まし
くはテトラヒドロ無水フタル酸である。
【0024】エチレン結合を含有するモノエポキシ化合
物(e)としては、例えば、アクリル酸グリシジル、メ
タアクリル酸グリシジルが挙げられる。その中、望まし
くは、アクリル酸グリシジルである。
【0025】本発明で使用する各成分の使用割合は、以
下の範囲で使用することにより、好ましい効果が得られ
る。少なくとも二つのエポキシ基を有する化合物(a)
と、少なくとも三つのエチレン結合を含有するモノカル
ボン酸(b)(化学構造式2)との反応では、(b)の
使用量は、(a)のエポキシ基の1化学当量に対して
0.1〜0.5モルとされるのが望ましい。特に、望ま
しくは0.3〜0.4モルとされる。少なくとも一つの
エチレン結合を含有する不飽和モノカルボン酸(c)の
使用量は、(a)のエポキシ基の1化学当量に対して、
0.5〜0.9モルとされ、特に0.6〜0.7モルと
されるのが望ましい。飽和或いは不飽和の無水多塩基酸
(d)の使用量は、前記の酸とエポキシ基との反応によ
り得られるヒドロキシ基の1化学当量に対して0.3〜
0.6モルの使用量となるのが望ましく、特に好ましく
は0.4〜0.6モルとされる。一つのエチレン結合を
含有するモノエポキシ化合物(e)の使用量は、前記無
水多塩基酸のエステル化反応により生成された酸基の1
化学当量に対して0.1〜0.5モルの使用量が望まし
く、特に好ましくは0.2〜0.4モルである。
【0026】換言すると、光重合可能なプレポリマー
(A)の一分子中にあって、K、L、M、N、O、Pに
それぞれ六個の成分のモル比率を代表させると、それら
は以下の条件を満たす。即ち、 K+L+M+N+O+P=0.9〜1.1、望ましくは
0.95〜1.05 K+L=0.4〜0.7、望ましくは0.5〜0.6 M+N=0.3〜0.6、望ましくは0.4〜0.5 O+P=0.03〜0.3、望ましくは0.08〜0.
2。
【0027】光重合可能なプレポリマー(A)の使用量
は、本発明に係わる組成物の総量に対して、40〜80
重量%が望ましく、特に望ましくは45〜75重量%で
ある。
【0028】本発明のもう一つの特徴であるのは、本発
明のソルダーレジスト樹脂組成物の中のカルボキシル基
含有光重合可能なモノマー(B)が、カルボキシル官能
基のような親水基を持つため、弱アルカリ水溶液で未露
光部分を溶かすことで、目的とするレジスト皮膜を形成
させることができることにある。
【0029】また、本発明のソルダーレジスト樹脂組成
物の中の少なくとも一つのエチレン性不飽和結合含有モ
ノマー(C)は、周知の慣用の、エチレン結合含有光重
合可能なモノマーの一つとされ得る。なかでも、(メ
タ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸エチ
レングリコール、五アクリル酸ペンタエリトリトールな
どが挙げられる。前記光重合可能なモノマー(B)はほ
かのモノマー(C)と混合使用することができ、その混
合使用量は10〜70%とするのが望ましい。特に好ま
しくは、20〜60%である。
【0030】次に、光重合開始剤(D)の代表的なもの
として、ベンゾイソメチルエーテル、ベンゾインイソプ
ロピルエーテル、2,2−ジメチル−2−フェニルアセ
トフェノン、1,1−ジクロロフェノン、1−ヒドロキ
シサイクロヘキシルフェノン、2−メチル−1−〔4−
(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリン−プロパ
ン−1−オン、N,N−ジメチルアセトアミノフェノ
ン、2,4−ジメチルチオオキサントン、2,4−ジエ
チルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサ
ントン、アセトフェノンジメチルケタール、ベンゾフェ
ノン、メチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベン
ゾフェノン、ミヒラーズケトン等を挙げることができ
る。これらは単独或いは2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。より良い組み合わせは、2−メチル−1
−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリン
−プロパン−1−オン(Irgacure907,チバ
−ガイギ社製)及び2,4−ジイソプロピルチオキサン
トン(Kayacure ITX,日本化薬(株)製
造)である。その使用量の好適な範囲は反応混合物の総
量に対して、0.5〜1.0重量%である。
【0031】本発明で使用する光重合可能なプレポリマ
ー(A)を熱反応させる熱硬化剤(E)は、二つのエポ
キシ基を含有するエポキシ化合物のような周知慣用のも
のを用いることができ、中でも好ましい代表的なものと
して、トリグリシジルイソアネート、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、ハロフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビス
フェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ
樹脂、ビスフェノールSエポキシ樹脂、トリフェノール
メタンエポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールAエ
ポキシ樹脂等が挙げられる。その使用量の好適な範囲
は、上記光重合可能なプレポリマー(A)の100重量
部に対して、約0.1〜15重量部、好ましくは約0.
5〜5重量部となる量である。
【0032】また、本発明で使用する希釈剤(F)とし
ては、有機溶剤が使用でき、その代表的なものとして
は、炭酸プロピレン、ブチルセロソルブ、メチルカルビ
トール、トルエン、キシレン、ブチルカルビトール、シ
クロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等が
挙げられる。上記のような希釈剤(F)は単独または2
種以上を組み合わせて用いられ、中でも、炭酸プロピレ
ンとブチルセロソルブの組み合わせが望ましい。
【0033】本発明で使用する希釈剤(F)の使用割合
は、約5〜60重量%とされ、特に望ましくは10〜5
0重量%である。
【0034】本発明の樹脂組成物には、さらに必要に応
じて、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、
酸化ケイ素などの無機充填剤が添加される。その使用割
合は、20〜40重量%が好ましく、特に好ましくは2
5〜35重量%である。
【0035】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、「部」とあるのは特に断りのない限り、全て
重量基準である。 ・不飽和モノカルボン酸化合物(式2)の合成例: 合成例1:五アクリル酸ジペンタエリトリトール524
部(1化学当量)とテトラヒドロ無水フタル酸152部
(1モル)、ハイドロキノン0.6部、トリフェニルホ
スフィン2.6部を混合し、次いで80℃に加熱して溶
解させ、105℃で32時間反応させ、83mg/KO
H/gの酸価の反応生成物を得た(式2中の1)。 合成例2:合成例1の五アクリル酸ジペンタエリトリト
ールを三アクリル酸ペンタエリトリトール292部に変
えて、後は合成例1と同様にして126mg/KOH/
gの酸価の反応生成物を得た(式2中の2)。 ・光重合可能なプレポリマー(A)の合成例 合成例3:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(Y
DCN−704,東都化成(株)製,軟化点:92℃,
エポキシ当量:210)210部(1化学当量)と、不
飽和モノカルボン酸化合物(式2の1)338部(0.
5モル)、アクリル酸36部(0.5モル)、ハイドロ
キノン0.72部、炭酸プロピレン195部、及びカル
ビトールアセテート195部を混合し、次いで80℃に
攪拌しつつ加熱し、反応混合物を溶解させ、トリフェニ
ルホスフィン1.05部を加えて、110℃で約24時
間反応させ、3mgKOH/gの酸価の反応生成物を得
た。この反応生成物にテトラヒドロ無水フタル酸152
部を加えて、100℃で5時間反応させた後、アクリル
酸グリシジル64部を加えて、3時間反応させ、以て、
固形分65%、54mgKOH/gの酸価の反応生成物
(A−1)を得た。 合成例4:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(Y
DCN−704,東都化成(株)製,軟化点:92℃,
エポキシ当量:210)210部(1化学当量)と、不
飽和モノカルボン酸化合物(式2の1)196.8部
(0.5モル)、アクリル酸36部(0.5モル)、ハ
イドロキノン0.36部、炭酸プロピレン140部、及
びカルビトールアセテート140部を混合し、次いで8
0℃に攪拌しつつ加熱し、反応混合物を溶解させ、トリ
フェニルホスフィン0.85部を加えて、110℃で約
24時間反応させ、3mgKOH/gの酸価の反応生成
物を得た。この反応生成物にテトラヒドロ無水フタル酸
152部を加えて、100℃で5時間反応させた後、ア
クリル酸グリシジル64部を加えて、3時間反応させ、
以て、固形分65%、5mgKOH/gの酸価の反応生
成物(A−2)を得た。 ・光重合可能なプレポリマー(A’)の比較合成例 合成例5:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(Y
DCN−704,東都化成(株)製,軟化点:92℃,
エポキシ当量:210)210部(1化学当量)と、ジ
ヒドロキシメチルプロピオン酸13.4部、アクリル酸
64.85部(0.9モル)、ハイドロキノン0.46
部、炭酸プロピレン140部、及びカルビトールアセテ
ート161.59部を混合し、90℃に攪拌しつつ加熱
し、反応混合物を溶解させた後、60℃まで冷却し、ト
リフェニルホスフィン1.38部を加えて、100℃で
32時間反応させ、0.5mgKOH/gの酸価の反応
生成物(ヒドロキシ価:1.2当量)を得た。この反応
生成物にテトラヒドロ無水フタル酸36.47部(0.
24モル)及びカルビトールアセテート19.63部を
加え、90℃で6時間反応させて、固形分65%、40
mgKOH/gの酸価の不飽和反応生成物(A’−1)
を得た。 合成例6:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(Y
DCN−704,東都化成(株)製,軟化点:92℃,
エポキシ当量:210)210部(1化学当量)と、ア
クリル酸72部(1モル)、ハイドロキノン0.46
部、及びカルビトールアセテート161.59部を混合
し、90℃に攪拌しつつ加熱し、反応混合物を溶解させ
た後、60℃まで冷却し、トリフェニルホスフィン1.
38部を加えて、100℃で12時間反応させ、0.5
mgKOH/gの酸価の反応生成物(ヒドロキシ価:
1.2当量)を得た。この反応生成物にテトラヒドロ無
水フタル酸76部(0.5モル)及びカルビトールアセ
テート19.63部を加え、95℃で6時間反応させ
て、固形分65%、40mgKOH/gの酸価の不飽和
反応生成物(A’−2)を得た。 合成例7:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(軟
化点:74〜83℃,エポキシ当量:215)215部
(1化学当量)と、アクリル酸72部(1モル)、ハイ
ドロキノン0.46部、及びブチルセロゾルフ155.
6部を混合し、90℃に攪拌しつつ加熱し、反応混合物
を溶解させた後、60℃まで冷却し、トリフェニルホス
フィン1.38部を加えて、100℃で8時間反応さ
せ、3mgKOH/gの酸価の反応生成物を得た。この
反応生成物にテトラヒドロ無水フタル酸76部(0.5
モル)及びカルビトールアセテート19.63部を加
え、95℃で約6時間反応させ、以て、固形分65%、
54mgKOH/gの酸価の反応生成物(A’−3)を
得た。 合成例8:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(軟
化点:85℃,エポキシ当量:212)100部(0.
47化学当量)と、アクリル酸二量体71.3部(0.
49モル)、ハイドロキノン0.46部、及びカルビト
ールアセテート103.6部を混合し、90℃に攪拌し
つつ加熱し、反応混合物を溶解させた後、60℃まで冷
却し、トリフェニルホスフィン1.38部を加えて、1
00℃で8時間反応させ、3mgKOH/gの酸価の反
応生成物を得た。この反応生成物にテトラヒドロ無水フ
タル酸70.4部(0.46モル)を加え、95℃で約
6時間反応させ、以て、固形分70%、54mgKOH
/gの酸価の反応生成物(A’−4)を得た。 合成例9:クレゾール、ノボラック型エポキシ樹脂(軟
化点:85℃,エポキシ当量:215)215部(1化
学当量)と、アクリル酸72部(1モル)、ハイドロキ
ノン0.5部、及びカルビトールアセテート103.6
部を混合し、90℃に攪拌しつつ加熱し、反応混合物を
溶解させた後、60℃まで冷却し、トリフェニルホスフ
ィン1.38部を加えて、100℃で約8時間反応さ
せ、3mgKOH/gの酸価の反応生成物を得た。この
反応生成物にヘキサヒドロ無水フタル酸116部(0.
75モル)を加え、95℃で約6時間反応させ、以て、
固形分70%、72mgKOH/gの酸価の反応生成中
間体を得て、この反応生成中間体に、ケテン22部
(0.26モル)を加え、50℃に保持し、約30分の
後、80℃まで加熱し反応させ、以て72mgKOH/
gの酸価と、1.9mgKOH/gのヒドロキシ価の反
応生成物(A’−5)を得た。 実施例:本発明は以下の実施例でより明らかに説明する
ことができるが、本発明は以下の実施例に制限されるも
のではない。以下の表1と表2に示される配合組成をテ
ストロール(ロールミル)により混練してソルダーレジ
ストインキ組成物を調製した。なお、表中の使用量は重
量とする。この組成物を銅張積層板及び予めエッチング
してパターンを形成しておいたプリント配線基板の全面
に、スクリーン印刷法にて20〜30ミクロメータの膜
厚となるよう塗布した後、塗膜を80℃で30分間乾燥
させ、その後、ネガフィルムを塗膜に直接接触させるよ
うにして当てる。次いで、照度が25mW/cm2 なる
平行露出装置(HMW−680GW型,(株)オーク制
作所製)により紫外線を照射し、次いで1%炭酸ナトリ
ウム水溶液を現像液として用いて約2.0kgf/cm
2 のスプレ圧力で未照射部分を溶解、除去する。露出硬
化後の耐熱性を向上するために、さらに100〜200
℃に0.5〜1時間加熱し、完全硬化した塗膜を得た。
【表1】
【表2】 表中の実施例1〜8及び比較例1〜8で作製された各テ
ストピースについては、現像する前に、指で乾燥を確か
めた後、レジスツフィルムを直接テストピースに密着さ
せ、熱硬化する前の現像テストピースのレジストフィル
ムの光硬化性と感光性を評価した。熱硬化した後のテス
トピースのレジストフィルムの密着性、ハンダ耐熱性、
耐金メッキ性、耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性及び鉛
筆硬度を評価した。それらの結果は以下の表3のとおり
であった。
【表3】 指触乾燥性:それぞれのテストピースを25℃、65%
RHの恒温恒湿室に一時間放置した後、指で塗膜のタッ
クを判定し、評価した。 ○・・・全くタックが認められないもの △・・・僅かにタックが認められるもの x・・・指にインキが付着するもの 現像性:それぞれのテストピースを1%炭酸ナトリウム
水溶液を用い、スプレー圧2.0Kg/cm2 で1分間
現像したときの現像性を顕微鏡にて目視判定した。 ◎・・・細かいところまで完全に現像できたもの ○・・・基板表面に薄く現像できない部分があるもの △・・・現像できていない部分がかなりあるもの x・・・ほとんど現像されていないもの 密着性:JIS D−0202の試験法に従って、それ
ぞれのテストピースに碁盤目状にクロスカットを入れ、
次いでセロハン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判定した。 ◎・・・100/100で全く変化が認められないもの ○・・・100/100で線の際が僅かに剥がれたもの △・・・50/100〜90/100 x・・・0/100〜50/100 ハンダ耐熱性:JIS C−6481の試験法に従っ
て、それぞれのテストピースを260℃の溶融ハンダに
10秒間浸漬した後の塗膜の状況について判定した。 ○・・・塗膜の外観に異常なし △・・・塗膜の色の変化が認められたもの x・・・塗膜にふくれ、溶融、剥離があるもの 耐金メッキ性:JIS C−6481の試験法に従っ
て、それぞれのテストピースを30℃の酸性脱脂溶液に
3分間浸漬した後、水の中に、3分間浸漬する。次い
で、テストピースを常温下の14.3重量%の過硫酸ア
ンモニウム水溶液に3分間浸漬し、さらにテストピース
を室温下の10容積%の硫酸水溶液に1分間浸漬して水
の中に約半分間から1分間浸漬する。次いでそれぞれの
テストピースを30℃の触媒溶液に7分間浸漬した後、
水の中に3分間浸漬する。さらに85℃のニッケルメッ
キ液を使用して20分間にわたるニッケルメッキを行っ
た。各テストピースを室温下の10容積%の硫酸水溶液
に1分間浸漬した後、流水の中に約半分間から1分間浸
漬してすすぎ、さらに各テストピースに対し、95℃の
ニッケルメッキ溶液により10分間ニッケルメッキを進
行した後、流水中に3分間浸漬しすすぎ、水で十分にす
すいだ後、完全に乾燥させる。それぞれのテストピース
に付けた塗膜に対し、セロハンテープを用いて剥離試験
を行い、塗膜の剥離程度を目視により判定した。 ○・・・全く剥がれないもの △・・・わずかに剥がれたもの x・・・全面が剥がれたもの 感光性:一つのステップのエネルギー格差が0.15
(△logEで表す)を持つステプくさびのテストピー
スは現像性試験と同様にして、目視によりステプくさび
のエネルギー格差を判定した。ステプのエネルギーが高
いほど、高い感光性を持つ。 鉛筆硬度:JIS K−5400の試験法に従って鉛筆
硬度試験機を用いて荷重1Kgを掛けた際の皮膜に傷が
つかない最も高い硬度を以て表示した。使用した鉛筆
は、「三菱ハイユニ」(三菱鉛筆(株)製)である。 耐酸性:それぞれのテストピースを密着性試験と同様に
して10容積%の硫酸水溶液中に、20℃で30分間浸
漬した後の、塗膜の状態と密着性とを総合的に判定し評
価した。 ◎・・・全く変化が認められないもの ○・・・僅かに変化しているもの △・・・顕著に変化しているもの x・・・塗膜が膨潤して脱落したもの 耐アルカリ性:それぞれのテストピースを密着性試験と
同様にして10容積%の水酸化ナトリウム水溶液中に、
20℃で30分間浸漬した後の、塗膜の状態と密着性と
を総合的に判定し評価した。 ◎・・・全く変化が認められないもの ○・・・僅かに変化しているもの △・・・顕著に変化しているもの x・・・塗膜が膨潤して脱落したもの 耐溶剤性:それぞれのテストピースを密着性試験と同様
にしてクロロホルム及びアセトン中に、20℃で30分
間浸漬した後の、塗膜の状態と密着性とを総合的に判定
し評価した。 ◎・・・全く変化が認められないもの ○・・・僅かに変化しているもの △・・・顕著に変化しているもの x・・・塗膜が膨潤して脱落したもの 解像力(度):それぞれのテストピースを密着性試験と
同様にする。解像度判定機として工具顕微鏡(倍率10
0倍)を使用し、レジストの線幅を判定した。その数値
が小さいほど、レジストの解像度が細かく、その応用範
囲はより広い。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明に係わるレジスト
インキ組成物中のカルボキシル基含有光重合可能なモノ
マー(化学構造式2中に示される)及びそれから合成さ
れた光重合可能なプレポリマー(A)は、重要な役割を
果たしている。前記した各実施例からも明らかであるよ
うに、本発明の弱アルカリ水溶液で現像可能なインキ組
成物はカルボキシル基含有光重合可能なモノマー(化学
構造式2)のカルボキシル基があるため、露光部分と未
露光部分との弱アルカリ水溶液に対する相容性の格差が
大きくなり、特に、解像度を向上することができる。ま
た、光重合可能なプレポリマーAは光による硬化の強度
を向上することにより、ハンダ耐熱性や耐メッキ性に優
れていると共に、解像度を向上すること及び光反応時間
を速めることができる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ノボラック樹脂骨格を有する以下
    の化学構造式1に示される光重合可能なプレポリマーを
    40〜80重量%、 【化1】 なお、上記光重合可能なプレポリマーは、少なくとも二
    つ以上のエポキシ基を有する化合物(a)に、化学構造
    式2に示される少なくとも三つのエチレン結合を有する
    モノカルボン酸(b)と、少なくとも一つのエチレン結
    合を含有するモノカルボン酸(c)と、飽和或いは不飽
    和の無水酸(d)と、エチレン結合を含有するモノエポ
    キシ化合物(e)を、順に反応させて得られるものとさ
    れ、(B)以下の化学構造式2に示される化合物であ
    る、カルボキシル基含有光重合可能なモノマーを10〜
    40重量%、 【化2】 (C)少なくとも一つのエチレン性不飽和結合含有のモ
    ノマー10〜30重量%、(D)光重合開始剤1〜5重
    量%と、(E)プレポリマー(A)を熱反応させる熱硬
    化剤1〜10重量%と、(F)希釈剤10〜50重量
    %、以上の(A)から(F)を含んでなる光重合可能な
    組成物。
  2. 【請求項2】 前記光重合可能なプレポリマー(A)を
    示す前記化学構造式1中のR1 がOCOCH=CH2
    はCH2 OCH2 C(CCH2 OCOCH=CH2 3
    とされ、R2 がH又はCH3 であり、R3 がメチルシク
    ロヘキセン基、シクロヘキセン基、ヘキサン基、シクロ
    ヘキサン基、又はビニル基である、請求項1に記載の組
    成物。
  3. 【請求項3】 前記光重合可能なプレポリマー(A)
    が、少なくとも二つのエポキシ基を有する化合物(a)
    と、そのエポキシ基の1化学当量に対してそれぞれ0.
    1〜0.5モルの割合の少なくとも三つのエチレン結合
    を含有するモノカルボン酸(b)と、0.5〜0.9モ
    ルの割合の少なくとも一つのエチレン結合を含有する不
    飽和モノカルボン酸とを順に反応させた後、その酸とエ
    ポキシ基との反応により得られるヒドロキシ基の1化学
    当量に対して0.3〜0.6モルの割合の飽和或いは不
    飽和の無水多塩基酸(d)とを反応させた後、その無水
    多塩基酸のエステル化反応により生成された酸基の1化
    学当量に対して0.1〜0.5モルの割合の一つのエチ
    レン結合を含有するモノエポキシ化合物(e)を反応さ
    せてなるものとしたことを特徴とする、請求項1に記載
    の組成物。
  4. 【請求項4】 化学構造式1で示される光重合可能なプ
    レポリマー(A)の一分子中にあって、K、L、M、
    N、O、Pの六個の成分のモル比率は以下の条件、即
    ち、 K+L+M+N+O+P=0.9〜1.1、 K+L=0.4〜0.7、 M+N=0.3〜0.6、 O+P=0.03〜0.3、 を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  5. 【請求項5】 少なくとも二つのエポキシ基を有する化
    合物(a)が、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾル・
    ノボラック型エポキシ樹脂、ハロノボラック型エポキシ
    樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノール
    Fエポキシ樹脂、トリフェノールメタンエポキシ樹脂、
    及びテトラブロモビスフェノールAエポキシ樹脂からな
    るグループから選択され、少なくとも三つのエチレン結
    合を有するモノカルボン酸(b)が、五アクリル酸ジペ
    ンタエリトリトール或いは三アクリル酸ペンタエリトリ
    トールと、無水コハク酸、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、テトラヒドロ無水フ
    タル酸、無水マレイン酸の中より選択した一つとの反応
    物より選択され、少なくとも一つのエチレン結合を含有
    するモノカルボン酸(c)が、アクリル酸、メタアクリ
    ル酸、クロトン酸、ケイ皮酸から選択され、飽和或いは
    不飽和の無水酸(d)が、無水コハク酸、ヘキサヒドロ
    無水フタル酸、メチルヘキサヘドロ無水フタル酸、テト
    ラヒドロ無水フタル酸及び無水マレイン酸より選択さ
    れ、エチレン結合を含有するモノエポキシ化合物(e)
    が、アクリル酸グリシジル又はメタアクリル酸グリシジ
    ルより選択されたものとされる、請求項1に記載の組成
    物。
  6. 【請求項6】 カルボキシル基含有光重合可能なモノマ
    ー(B)が、五アクリル酸ジエリトリトール或いは三ア
    クリル酸エリトリトールと、無水コハク酸、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、テ
    トラヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸の中より選択
    した一つとの反応物とされた、請求項1に記載の組成
    物。
  7. 【請求項7】 カルボキシル基含有光重合可能なモノマ
    ー(B)の生成における反応モル比が、五アクリル酸ジ
    ペンタエリトリトールと不飽和無水多塩基酸との反応物
    の有する水酸基1個当たり0.8から1.1モルとされ
    てなる、請求項6に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 少なくとも一つのエチレン性不飽和結合
    含有のモノマー(C)が(メタ)アクリル酸2−ヒドロ
    キシエチル、アクリル酸エチレングリコール、五アクリ
    ル酸ジエリトリトール及び三アクリル酸エリトリトール
    からなるグループより選択した少なくとも1種である、
    請求項1に記載の組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9541675B2 (en) 2014-02-24 2017-01-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Photosensitive resin composition, light blocking layer using the same, and color filter

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