WO2025205453A1 - Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and printed circuit board - Google Patents
Photosensitive resin composition, dry film, cured product, and printed circuit boardInfo
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Definitions
- the present invention relates to a photosensitive resin composition. It also relates to a dry film, a cured product, and a printed wiring board that use the photosensitive resin composition.
- a common method of imparting high reliability to solder resists for packaging substrates is to add a high amount of inorganic filler to the composition, thereby improving properties such as rigidity.
- inorganic fillers silica is widely used to improve solder resist properties because of its excellent filling properties, which further lowers the coefficient of thermal expansion (CTE) (see Patent Document 1, etc.).
- curable resin compositions used to form solder resist for package substrates are classified into liquid and dry film types. Dry film-type curable resin compositions (hereinafter simply referred to as "dry film”) are increasingly being used due to their advantages, such as smoothness, high film thickness accuracy, and low contamination of the coating. Even in the aforementioned dry film, inorganic fillers are highly loaded into the composition as a method of imparting high reliability to solder resist for package substrates. Silica, which is used as an inorganic filler, has excellent loading properties and further reduces the coefficient of thermal expansion (CTE), and is therefore widely used to improve the properties of solder resist (see Patent Document 2, etc.).
- CTE coefficient of thermal expansion
- the curable resin composition used to form the solder resist for package substrates contains a high inorganic filler content, for example, in the case of a dry film type
- the melt viscosity of the resin layer formed from the dried coating of the resin composition increases during formation, reducing its adhesive performance (tackiness), making it more likely to be difficult to handle during manufacturing and causing lamination problems.
- Examples include carboxyl group-containing photosensitive urethane resins obtained by the polyaddition reaction of diisocyanates with (meth)acrylates or partially acid anhydride-modified products thereof of bifunctional epoxy resins such as bisphenol A epoxy resins, hydrogenated bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins, bisphenol S epoxy resins, bixylenol epoxy resins, and biphenol epoxy resins, as well as carboxyl group-containing dialcohol compounds and diol compounds.
- bifunctional epoxy resins such as bisphenol A epoxy resins, hydrogenated bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins, bisphenol S epoxy resins, bixylenol epoxy resins, and biphenol epoxy resins, as well as carboxyl group-containing dialcohol compounds and diol compounds.
- An example is a carboxyl group-containing photosensitive urethane resin that is (meth)acrylated at the terminal by adding a compound having one hydroxyl group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, such as a hydroxyalkyl (meth)acrylate, during the synthesis of the resin described above in (2) or (3).
- An example is a carboxyl group-containing photosensitive urethane resin that has been (meth)acrylated at the end by adding a compound having one isocyanate group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, such as an equimolar reaction product of isophorone diisocyanate and pentaerythritol triacrylate, during the synthesis of the resin described above in (2) or (3).
- a compound having one isocyanate group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule such as an equimolar reaction product of isophorone diisocyanate and pentaerythritol triacrylate
- An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a polyfunctional epoxy resin in which the hydroxyl groups of a bifunctional (solid) epoxy resin have been further epoxidized with epichlorohydrin with (meth)acrylic acid, and then adding a dibasic acid anhydride to the resulting hydroxyl groups.
- Examples include carboxyl group-containing polyester resins obtained by reacting a dicarboxylic acid such as adipic acid, phthalic acid, or hexahydrophthalic acid with a bifunctional oxetane resin, and then adding a dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or hexahydrophthalic anhydride to the resulting primary hydroxyl groups.
- a dicarboxylic acid such as adipic acid, phthalic acid, or hexahydrophthalic acid
- a bifunctional oxetane resin a dibasic acid anhydride
- a dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or hexahydrophthalic anhydride
- An example of a carboxyl group-containing photosensitive resin is obtained by reacting an epoxy compound having multiple epoxy groups per molecule with a compound having at least one alcoholic hydroxyl group and one phenolic hydroxyl group per molecule, such as p-hydroxyphenethyl alcohol, and an unsaturated group-containing monocarboxylic acid, such as (meth)acrylic acid, and then reacting the alcoholic hydroxyl groups of the resulting reaction product with a polybasic acid anhydride, such as maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, or adipic acid.
- a polybasic acid anhydride such as maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, or adipic acid.
- An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by adding a compound having one epoxy group and one or more (meth)acryloyl groups in one molecule to the resins (1) to (11) above.
- (meth)acrylate is a general term that refers to acrylate, methacrylate, and mixtures thereof, and the same applies to other similar expressions.
- carboxyl group-containing resins that can be used in this embodiment are not limited to those listed above. Furthermore, the carboxyl group-containing resins listed above may be used alone, or multiple types may be mixed together. Among the resins listed above, carboxyl group-containing resins synthesized using compounds having phenolic hydroxyl groups as starting materials, such as carboxyl group-containing resins (10) and (11), are preferred because of their excellent HAST (Highly Accelerated Stress Test) resistance and PCT (Pressure Cooker Test) resistance.
- HAST Highly Accelerated Stress Test
- PCT Pressure Cooker Test
- the acid value of the carboxyl group-containing resin is preferably in the range of 30 to 150 mgKOH/g, and more preferably in the range of 50 to 120 mgKOH/g.
- the weight-average molecular weight of carboxyl group-containing resins varies depending on the resin skeleton, but is generally in the range of 2,000 to 150,000, with 5,000 to 100,000 being preferable. Using a carboxyl group-containing resin with a weight-average molecular weight of 2,000 or more improves resolution and tack-free performance. Using a carboxyl group-containing resin with a weight-average molecular weight of 150,000 or less improves developability and storage stability. Weight-average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the photopolymerizable monomer contained in the photosensitive resin composition of this embodiment is a monomer having an ethylenically unsaturated double bond.
- photopolymerizable monomers include alkyl(meth)acrylates such as 2-ethylhexyl(meth)acrylate and cyclohexyl(meth)acrylate; hydroxyalkyl(meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl(meth)acrylate and 2-hydroxypropyl(meth)acrylate; mono- or di(meth)acrylates of alkylene oxide derivatives such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and dipropylene glycol; hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, ditrimethylolpropane, and dipentaerythritol.
- polyhydric (meth)alcohols such as phenoxyethyl (meth)acrylate and polyethoxydi(meth)acrylate of bisphenol A
- (meth)acrylates of glycidyl ethers such as glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether and triglycidyl isocyanurate
- melamine (meth)acrylate
- the photopolymerizable monomer may be blended alone or in combination of two or more types.
- the blend amount of the photopolymerizable monomer, converted to solid content is preferably 0.1 to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin.
- the blend amount is 0.1 part by mass or more, the photocuring properties are good and pattern formation is easy in alkaline development after irradiation with active energy rays.
- the blend amount is 40 parts by mass or less, halation is less likely to occur and good resolution can be obtained.
- the photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition of this embodiment has a melting point or softening point of -50 to 30°C.
- a melting point or softening point of -50 to 30°C ensures that the photopolymerization initiator itself has excellent fluidity.
- the softening point is also defined as the temperature at which the fluidity changes from a solid phase to a liquid phase.
- the melting point or softening point is in the range of -50 to 30°C, the viscosity when preparing the photosensitive resin composition will be appropriate even when taking into account the inclusion of inorganic fillers, resulting in improved fluidity.
- a range of -50 to 15°C is more preferable, and -50 to 0°C is even more preferable.
- the viscosity of the photopolymerization initiator at 25°C is preferably 0.1 to 300 Pa ⁇ s.
- the upper limit of the viscosity of the photopolymerization initiator is preferably 300 Pa ⁇ s or less, more preferably 100 Pa ⁇ s or less, and even more preferably 10 Pa ⁇ s or less.
- the photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition of this embodiment can be any commonly known photopolymerization initiator as long as it has a melting point or softening point of -50 to 30°C, but among these, liquid phosphine oxide-based photopolymerization initiators are preferably used.
- a TA Instruments Modulated DSC (Q2000) differential scanning calorimetry analyzer is used to measure the melting point or softening point.
- Q2000 TA Instruments Modulated DSC
- the temperature of the heat bath is raised while oscillating at a constant amplitude and frequency, and the sample is heated while experiencing a phase shift from the temperature of the heat bath.
- the phase shift allows the sample to be separated into components that follow the temperature modulation and those that do not, and the melting point or softening point is determined from the part that follows the temperature modulation.
- a, b, and c are all integers from 1 to 20. Preferably, they are all integers from 1 to 10.
- the nanofiller has an average particle size (D50) of less than 100 nm, preferably 5 nm or more and 90 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 80 nm or less.
- D50 average particle size
- the average particle size of the nanofiller refers to the particle size at 50% cumulative volume obtained using a dynamic light scattering particle size distribution measurement method.
- the average particle size of the filler refers to the value measured as described above for the filler before preparing (stirring, kneading) the curable resin composition.
- the inorganic filler is surface-treated.
- the inorganic filler it is preferable that the inorganic filler be highly filled, in which case the resin content is relatively low. For this reason, it is preferable to perform a surface treatment on the inorganic filler to improve dispersibility.
- the use of surface-treated inorganic filler suppresses aggregation.
- the amount of yellow colorant blended is 0.1 to 2.0 mass %, preferably 0.2 to 1.5 mass %, calculated as solid content based on the total amount of the photosensitive resin composition.
- the amount of yellow colorant blended is 0.1 mass % or more, excellent halation suppression effects are achieved.
- the amount blended is 2.0 mass % or less, the yellowness becomes appropriate, and resolution is likely to improve.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may contain a thermosetting component. Addition of the thermosetting component is expected to improve the heat resistance of the composition.
- the thermosetting component may be used alone or in combination of two or more.
- Known resins and compounds are used as the thermosetting component. Examples of known thermosetting components include amino resins such as melamine resins, benzoguanamine resins, melamine derivatives, and benzoguanamine derivatives, isocyanate compounds, blocked isocyanate compounds, cyclocarbonate compounds, epoxy compounds, oxetane compounds, episulfide resins, bismaleimides, and carbodiimide resins.
- a thermosetting component having multiple cyclic ether groups or cyclic thioether groups (hereinafter abbreviated as cyclic (thio)ether groups) in the molecule is preferred.
- Multifunctional epoxy compounds include epoxidized vegetable oils; bisphenol A type epoxy resins; hydroquinone type epoxy resins; bisphenol type epoxy resins; thioether type epoxy resins; brominated epoxy resins; novolac type epoxy resins; biphenol novolac type epoxy resins; bisphenol F type epoxy resins; hydrogenated bisphenol A type epoxy resins; glycidylamine type epoxy resins; hydantoin type epoxy resins; alicyclic epoxy resins; trihydroxyphenylmethane type epoxy resins; bixylenol type or biphenol type epoxy resins, or any of these.
- epoxy resins include, but are not limited to, mixtures of epoxy resins; bisphenol S type epoxy resins; bisphenol A novolac type epoxy resins; tetraphenylolethane type epoxy resins; heterocyclic epoxy resins; diglycidyl phthalate resins; tetraglycidyl xylenoylethane resins; naphthalene group-containing epoxy resins; epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton; glycidyl methacrylate copolymer epoxy resins; cyclohexylmaleimide and glycidyl methacrylate copolymer epoxy resins; epoxy-modified polybutadiene rubber derivatives; and CTBN-modified epoxy resins. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.
- Examples include polyfunctional oxetanes such as acrylate, (3-methyl-3-oxetanyl)methyl methacrylate, (3-ethyl-3-oxetanyl)methyl methacrylate, and their oligomers or copolymers, as well as ethers of oxetane alcohols with novolak resins, poly(p-hydroxystyrene), cardo-type bisphenols, calixarenes, calixresorcinarenes, or hydroxyl group-containing resins such as silsesquioxane.
- Other examples include copolymers of unsaturated monomers with oxetane rings and alkyl (meth)acrylates.
- Examples of compounds with multiple cyclic thioether groups in the molecule include bisphenol A episulfide resins. Also, using a similar synthesis method, examples include episulfide resins in which the oxygen atoms in the epoxy groups of novolac epoxy resins are replaced with sulfur atoms.
- Amino resins such as melamine derivatives and benzoguanamine derivatives include methylolmelamine compounds, methylolbenzoguanamine compounds, methylolglycoluril compounds, and methylolurea compounds.
- the isocyanate compound may be a polyisocyanate compound.
- polyisocyanate compounds include aromatic polyisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, o-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, and 2,4-tolylene dimer; aliphatic polyisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 4,4-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), and isophorone diisocyanate; alicyclic polyisocyanates such as bicycloheptane triisocyanate; and adducts, biuret compounds, and isocyanurates
- the amount of thermosetting component to be added is preferably such that the number of functional groups in the thermosetting component that reacts with each 1 mol of carboxyl groups contained in the carboxyl group-containing resin is 0.5 to 2.5 mol, and more preferably 0.8 to 2.0 mol.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may contain a thermosetting catalyst, such as imidazole derivatives such as imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, and 1-(2-cyanoethyl)-2-ethyl-4-methylimidazole; amine compounds such as dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4-(dimethylamino)-N,N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N,N-dimethylbenzylamine, and 4-methyl-N,N-dimethylbenzylamine; hydrazine compounds such as adipic acid dihydrazide and sebacic acid dihydrazide; and phosphorus compounds such as triphenylphosphine.
- imidazole derivatives such as imid
- thermosetting catalysts include, for example, 2MZ-A, 2MZ-OK, 2PHZ, 2P4BHZ, and 2P4MHZ (all of which are trade names for imidazole-based compounds) manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, and U-CAT 3513N (a trade name for a dimethylamine-based compound), DBU, DBN, and U-CAT SA 102 (all of which are bicyclic amidine compounds and salts thereof) manufactured by San-Apro Co., Ltd.
- the photosensitive resin composition may be used in the form of a dry film or in liquid form. Furthermore, when used in liquid form, it may be a one-component or two-component or more-component composition.
- the photosensitive resin composition of this embodiment is useful for forming a pattern layer as a permanent coating on a printed wiring board, such as a solder resist, a coverlay, or an interlayer insulating layer, and is particularly useful for forming a solder resist (for solder resist formation). Furthermore, the photosensitive resin composition of this embodiment forms a cured product that has excellent film strength even when thin, and is therefore suitable for forming a pattern layer on a printed wiring board that requires thinness, such as a package substrate (a printed wiring board used for a semiconductor package). Furthermore, the cured product obtained from the photosensitive resin composition of this embodiment has a high elastic modulus and a low CTE, and is therefore suitable for forming a pattern layer on a package substrate that is thin in total thickness and lacks rigidity.
- the photosensitive resin composition of this embodiment is in the form of a dry film comprising a first film and a resin layer formed on the first film as a dried coating of the photosensitive resin composition.
- the photosensitive resin composition of this embodiment is diluted with the aforementioned organic solvent to adjust the viscosity to an appropriate level.
- the photosensitive resin composition is then applied to a uniform thickness on the first film using a comma coater, blade coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll coater, gravure coater, spray coater, or the like, and dried at a temperature of 50 to 130°C for 1 to 30 minutes to form a film.
- the thickness of the applied film is not particularly limited, and the dried film thickness is in the range of 1 to 150 ⁇ m, preferably 10 to 60 ⁇ m.
- the first film can be any known film without limitation, and suitable examples include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and films made of thermoplastic resins such as polyimide film, polyamideimide film, polypropylene film, and polystyrene film. Of these, polyester film is preferred from the standpoints of heat resistance, mechanical strength, and ease of handling. Furthermore, a laminate of multiple films listed above can also be used as the first film.
- the thermoplastic resin film used for the first film is preferably a uniaxially or biaxially stretched film from the perspective of improving mechanical strength.
- the thickness of the first film is, for example, 10 to 150 ⁇ m.
- peelable second films are examples of peelable second films that can be used.
- peelable second films include polyethylene film, polytetrafluoroethylene film, polypropylene film, and surface-treated paper.
- the exposure device used for the above-mentioned active energy ray irradiation may be a device equipped with a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a mercury short arc lamp, or the like, and irradiating ultraviolet rays in the range of 350 to 450 nm.
- a direct imaging device for example, a laser direct imaging device that draws an image directly with a laser based on CAD data from a computer
- the lamp or laser light source of the direct imaging device emits light having a maximum wavelength in the range of 350 to 450 nm.
- the exposure dose for image formation varies depending on factors such as the film thickness, but is generally 10 to 1000 mJ/cm 2 , and preferably 20 to 800 mJ/cm 2 .
- the above-mentioned development methods include dipping, showering, spraying, and brushing, and the developer used is an alkaline aqueous solution of potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, sodium silicate, ammonia, amines, etc.
- Table 1 The components shown in Table 1 below were mixed in the amounts shown in the table, pre-mixed using a mixer, and then kneaded using a triple roll mill to prepare a photosensitive resin composition.
- the values for each component shown in Table 1 represent the solid content, excluding the solvent.
- the viscosity measurement refers to a viscosity measured in accordance with JIS Z 8803:2011, Section 10, "Method for measuring viscosity using a cone-plate rotational viscometer.” Specifically, the viscosity is measured using a cone-plate viscometer (TVE-33H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) using a 3° ⁇ R14 cone rotor for liquid substances with a viscosity of less than 10 Pa s, or a 3° ⁇ R9.7 cone rotor for paste-like substances with a viscosity of 10 to 300 Pa s, under conditions of 25°C, 5.0 rpm, and 30 seconds.
- a cone-plate viscometer (TVE-33H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) using a 3° ⁇ R14 cone rotor for liquid substances with a viscosity of less than 10 Pa s, or a 3° ⁇ R9.7 cone rotor for paste-like substances with
- the viscosities of the photopolymerization initiators 1, 2 and 3 at 25° C. are as follows. Photopolymerization initiator 1: 0.7 Pa ⁇ s Photopolymerization initiator 2: 227 Pa ⁇ s Photopolymerization initiator 3: Cannot be measured because it is solid
- the melting point or softening point was measured using a differential scanning calorimeter, Modulated DSC (Q2000) manufactured by TA Instruments. In this device, the temperature of the heat bath was raised while oscillating at a constant amplitude and frequency, and the sample was heated while exhibiting a phase shift from the temperature of the heat bath. Based on the phase shift, the sample was separated into components that followed the temperature modulation and those that did not, and the melting point or softening point was determined from the portion that followed the temperature modulation.
- Modulated DSC Q2000
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Abstract
Description
本発明は、感光性樹脂組成物に関する。さらに、当該感光性樹脂組成物を用いたドライフィルム、硬化物及びプリント配線基板に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition. It also relates to a dry film, a cured product, and a printed wiring board that use the photosensitive resin composition.
電子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て、半導体パッケージの小型化、多ピン化が実用化され量産化が進み、最近では、QFP(クワッド・フラット・パッケージ)、SOP(スモール・アウトライン・パッケージ)と称される半導体パッケージに代わり、パッケージ基板を用いたBGA(ボール・グリッド・アレイ)、CSP(チップ・スケール・パッケージ)等の半導体パッケージが採用されている。このようなパッケージ基板では、配線パターンがより高密度に、互いに近接して形成されるため、パッケージ基板に用いられるソルダーレジスト等の永久被膜には、耐熱性、高剛性、熱寸法安定性(低熱膨張係数(低CTE)(すなわち反り防止))等の性質が求められる。 In response to the increasing density of printed wiring boards that accompany the lighter, thinner, and smaller size of electronic devices, smaller semiconductor packages with more pins have been put into practical use and mass production has progressed. Recently, semiconductor packages known as QFPs (quad flat packages) and SOPs (small outline packages) have been replaced by semiconductor packages such as BGAs (ball grid arrays) and CSPs (chip scale packages) that use package substrates. Because wiring patterns on such package substrates are formed more densely and closely together, permanent coatings such as solder resists used on package substrates must have properties such as heat resistance, high rigidity, and thermal dimensional stability (low coefficient of thermal expansion (CTE) (i.e., warpage prevention)).
このようなパッケージ基板用ソルダーレジストに対し、高い信頼性を付与する方法として、例えば、組成物中に無機フィラーが高充填され、剛性等の特性向上が一般的である。無機フィラーの中でもシリカは、充填性に優れることより、熱膨張係数(CTE)がさらに低くなることから、ソルダーレジストの特性向上に広く用いられる(特許文献1等参照)。 A common method of imparting high reliability to solder resists for packaging substrates is to add a high amount of inorganic filler to the composition, thereby improving properties such as rigidity. Among inorganic fillers, silica is widely used to improve solder resist properties because of its excellent filling properties, which further lowers the coefficient of thermal expansion (CTE) (see Patent Document 1, etc.).
また、パッケージ基板用ソルダーレジストを形成する硬化性の樹脂組成物としては、液状タイプとドライフィルムタイプに分類され、特にドライフィルムタイプの硬化性の樹脂組成物(以下、単に「ドライフィルム」とも称する)は、平滑性、膜厚精度が高く被膜への異物混入が少ない等の優位性があり使用量が増えている。前出のドライフィルムにおいても、パッケージ基板用ソルダーレジストに対し高い信頼性を付与する方法として、組成物中に無機フィラーが高充填されている。無機フィラーに用いられるシリカは、充填性に優れることより、熱膨張係数(CTE)がさらに低くなることから、ソルダーレジストの特性向上に広く用いられている(特許文献2等参照)。 In addition, curable resin compositions used to form solder resist for package substrates are classified into liquid and dry film types. Dry film-type curable resin compositions (hereinafter simply referred to as "dry film") are increasingly being used due to their advantages, such as smoothness, high film thickness accuracy, and low contamination of the coating. Even in the aforementioned dry film, inorganic fillers are highly loaded into the composition as a method of imparting high reliability to solder resist for package substrates. Silica, which is used as an inorganic filler, has excellent loading properties and further reduces the coefficient of thermal expansion (CTE), and is therefore widely used to improve the properties of solder resist (see Patent Document 2, etc.).
しかしながら、パッケージ基板用ソルダーレジストを形成する硬化性の樹脂組成物中において、組成によって、例えば、含有される無機フィラーが高充填となると、ドライフィルムタイプである場合、その形成時において、樹脂組成物の乾燥塗膜からなる樹脂層の溶融粘度は上昇して粘着性能(タック性)は低下し、製造時のハンドリング性の悪化、ラミネートの不具合が生じやすくなる。具体的には微細回路が形成されているプリント配線基板へのラミネート時に回路のラインとスペースの境界部分に空気が入り込み、ドライフィルムの樹脂層中に気泡(ボイド)が発生してしまうことが確認され、改善の余地があった。 However, if the curable resin composition used to form the solder resist for package substrates contains a high inorganic filler content, for example, in the case of a dry film type, the melt viscosity of the resin layer formed from the dried coating of the resin composition increases during formation, reducing its adhesive performance (tackiness), making it more likely to be difficult to handle during manufacturing and causing lamination problems. Specifically, it has been confirmed that air gets trapped at the boundaries between the circuit lines and spaces when laminating onto a printed wiring board with fine circuits, creating air bubbles (voids) in the resin layer of the dry film, leaving room for improvement.
また、前記樹脂組成物を用いて基材上に塗膜形成する際、先ず液状タイプは印刷、乾燥により、ドライフィルムタイプはラミネートにより、基材上に乾燥塗膜を形成する。その後、前記樹脂組成物が感光性である場合、露光工程および現像工程、必要に応じ、熱やUVによる本硬化工程を経て、パターン形成された硬化塗膜を得る。しかしながら、樹脂組成物中において、組成によって、例えば、含有される無機フィラーが高充填されるとなると、解像性が悪く、所望のパターンが形成できず、改善の余地があった。 Furthermore, when forming a coating film on a substrate using the resin composition, a dry coating film is first formed on the substrate by printing and drying in the case of a liquid type, or by laminating in the case of a dry film type. Then, if the resin composition is photosensitive, an exposure process, a development process, and, if necessary, a main curing process using heat or UV light are performed to obtain a patterned cured coating film. However, if the resin composition contains a high amount of inorganic filler, for example, the resolution is poor and the desired pattern cannot be formed, leaving room for improvement.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、低熱膨張係数(CTE)を維持しつつ、微細回路が形成されている両面プリント配線基板への埋め込み性に優れ、且つ、高解像性である感光性樹脂組成物を提供し、併せて当該感光性樹脂組成物のドライフィルム、硬化物、及び、プリント配線基板を提供する。 The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a photosensitive resin composition that maintains a low coefficient of thermal expansion (CTE), has excellent embeddability in double-sided printed wiring boards on which fine circuits are formed, and has high resolution, as well as a dry film, cured product, and printed wiring board made of the photosensitive resin composition.
本発明者らは上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、感光性樹脂組成物の組成を検討することにより、上記の課題に対処し得る感光性樹脂組成物を見出した。具体的には特定の融点または軟化点を有する光重合開始剤と、特定の種類、且つ、平均粒子径がナノサイズである無機フィラーとの組合せにより、上記の課題に対処し得る感光性樹脂組成物を見出した。 As a result of extensive research to achieve the above objective, the inventors have discovered a photosensitive resin composition that can address the above-mentioned issues by examining the composition of the photosensitive resin composition. Specifically, they have discovered a photosensitive resin composition that can address the above-mentioned issues by combining a photopolymerization initiator with a specific melting point or softening point with a specific type of inorganic filler that has a nano-sized average particle size.
すなわち、本実施形態の感光性樹脂組成物は、カルボキシル基含有樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤と、無機フィラーとを含有し、光重合開始剤の融点または軟化点が-50~30℃であり、無機フィラーは、シリカ、ハイドロタルサイト、タルクおよびアルミナの少なくともいずれか1種であり、前記無機フィラーがナノフィラーであることを特徴とする。 In other words, the photosensitive resin composition of this embodiment contains a carboxyl group-containing resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and an inorganic filler, wherein the melting point or softening point of the photopolymerization initiator is -50 to 30°C, the inorganic filler is at least one of silica, hydrotalcite, talc, and alumina, and the inorganic filler is a nanofiller.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、光重合開始剤の25℃での粘度が0.1~300Pa・sであることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the viscosity of the photopolymerization initiator at 25°C may be 0.1 to 300 Pa·s.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、光重合開始剤が、液状のホスフィンオキシド系光重合開始剤であることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the photopolymerization initiator may be a liquid phosphine oxide-based photopolymerization initiator.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、光重合開始剤が、下記一般式(i)で示されることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the photopolymerization initiator may be represented by the following general formula (i):
式中、R1は、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、R2は、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基、ハロゲン原子、アルキル基もしくはアルコキシ基で置換されたアリール基、または炭素数1~20のカルボニル基を表わす。 In the formula, R1 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R2 represents a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, an aryl group, a halogen atom, an aryl group substituted with an alkyl group or an alkoxy group, or a carbonyl group having 1 to 20 carbon atoms.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、光重合開始剤が、下記一般式(ii)で示されることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the photopolymerization initiator may be represented by the following general formula (ii):
本実施形態の感光性樹脂組成物において、無機フィラーは、シリカであることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the inorganic filler may be silica.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、無機フィラーは、球状であることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the inorganic filler may be spherical.
本実施形態の感光性樹脂組成物において、無機フィラーの配合量は、感光性樹脂組成物全量あたり固形分換算で、35~75質量%であることとしてもよい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the amount of inorganic filler may be 35 to 75 mass % in terms of solid content based on the total amount of the photosensitive resin composition.
本実施形態の感光性樹脂組成物は、ソルダーレジスト形成用であることとしてもよい。 The photosensitive resin composition of this embodiment may also be used to form a solder resist.
本実施形態のドライフィルムは、第1のフィルムと、当該第1のフィルム上に形成された上記の感光性樹脂組成物の乾燥塗膜からなる樹脂層とを備えることを特徴とする。 The dry film of this embodiment is characterized by comprising a first film and a resin layer formed on the first film, the resin layer being a dried coating of the above-described photosensitive resin composition.
本実施形態の硬化物は上記の感光性樹脂組成物を硬化させたことを特徴とし、または、上記のドライフィルムの樹脂層を硬化させたことを特徴とする。 The cured product of this embodiment is characterized by being obtained by curing the above-mentioned photosensitive resin composition, or by curing the resin layer of the above-mentioned dry film.
本実施形態のプリント配線基板は、上記の硬化物を備えることを特徴とする。 The printed wiring board of this embodiment is characterized by comprising the above-mentioned cured product.
本発明の感光性樹脂組成物によると、低熱膨張係数(CTE)を維持しつつ、微細回路が形成されている両面プリント配線基板への埋め込み性に優れ、且つ、高解像性である感光性樹脂組成物を得ることができる。併せて当該感光性樹脂組成物はドライフィルム、硬化物、及び、プリント配線基板に適用することで良好な性能を得ることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention can be obtained as a photosensitive resin composition that has excellent embeddability in double-sided printed wiring boards on which fine circuits are formed, while maintaining a low coefficient of thermal expansion (CTE), and that also has high resolution. Furthermore, this photosensitive resin composition can be applied to dry films, cured products, and printed wiring boards to achieve good performance.
[感光性樹脂組成物]
本実施形態の感光性樹脂組成物は、少なくとも、カルボキシル基含有樹脂、光重合性モノマー、融点または軟化点が特定の範囲である光重合開始剤、特定の種類、且つ、平均粒子径がナノサイズである無機フィラーを含有する。ここで、融点または軟化点が特定の範囲である光重合開始剤と特定の種類の無機フィラーとの組み合わせにより、上記課題を達成することを見出した。この理由は必ずしも明らかではないが以下のとおり、推察される。すなわち、樹脂組成物中の組成によって、特に特定の種類の無機フィラー、具体的にはシリカ、ハイドロタルサイト、タルクおよびアルミナの少なくともいずれか1種は充填性に優れることより、高充填され、その結果、熱膨張係数(CTE)が低くなりやすくなるという利点がある。その一方、微細回路が形成されている両面プリント配線基板への埋め込み性や解像性に劣ってしまうという課題があった。そこで、融点または軟化点が-50~30℃の光重合開始剤を用いると、光重合開始剤自体の流動性に非常に優れるため、組成物中に流動性が良い成分が多くなり、上記のフィラーも含めた組成物全体の流動性が優れる結果、構造体の形成工程の一つであるラミネートなどの時に細かい配線間への埋め込みが可能になったものと思われる。また同じく融点または軟化点が-50~30℃の光重合開始剤を用いると、他の光重合開始剤に比べ、露光時に発生するラジカルの動く速度がより速くなることに伴い、光反応速度も速くなる。その一方で、かかる光重合開始剤の存在により、現像時の未露光部の塗膜の流動性も良くなる結果、現像性にも優れる。すなわち、以上の2つの側面から露光部と未露光部のコントラストが付きやすくなることで、優れた解像性を得ることが可能になったものと思われる。さらに、無機フィラーの平均粒子径がナノサイズであることにより、前述した光重合開始剤との相乗効果により高解像性を得ることが可能になったものと思われる。しかしながら、あくまでも推察の域であり、この限りではない。以下、本実施形態の感光性樹脂組成物を構成する各成分について説明する。なお、本明細書において、数値範囲を「~」で表記する場合、それらの数値を含む範囲(すなわち、・・・以上・・・以下)を意味するものとする。
[Photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition of this embodiment contains at least a carboxyl group-containing resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator having a melting point or softening point within a specific range, and a specific type of inorganic filler having a nano-sized average particle size. It has been discovered that the above-mentioned object can be achieved by combining a photopolymerization initiator having a melting point or softening point within a specific range with a specific type of inorganic filler. The reason for this is not entirely clear, but is presumed to be as follows. That is, depending on the composition of the resin composition, a specific type of inorganic filler, specifically at least one of silica, hydrotalcite, talc, and alumina, has excellent filling properties, resulting in a high filling rate and a low coefficient of thermal expansion (CTE). However, there have been issues with poor embedding and resolution in double-sided printed wiring boards on which fine circuits are formed. Therefore, when a photopolymerization initiator with a melting point or softening point of -50 to 30°C is used, the photopolymerization initiator itself has excellent fluidity, resulting in a large number of components with good fluidity in the composition. This results in excellent fluidity for the entire composition, including the filler, making it possible to embed the composition between fine wiring lines during lamination, one of the processes for forming a structure. Similarly, when a photopolymerization initiator with a melting point or softening point of -50 to 30°C is used, the movement speed of radicals generated during exposure is faster than with other photopolymerization initiators, resulting in a faster photoreaction rate. Meanwhile, the presence of such a photopolymerization initiator improves the fluidity of the coating film in the unexposed areas during development, resulting in excellent developability. In other words, the above two aspects likely facilitate the creation of a clear contrast between the exposed and unexposed areas, thereby enabling excellent resolution. Furthermore, the nano-sized average particle size of the inorganic filler likely creates a synergistic effect with the photopolymerization initiator, making it possible to achieve high resolution. However, this is merely speculation and is not exhaustive. Hereinafter, each component constituting the photosensitive resin composition of the present embodiment will be described. In this specification, when a numerical range is expressed with "to", it means a range that includes the numerical values (i.e., not less than ... and not more than ...).
[カルボキシル基含有樹脂]
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有されるカルボキシル基含有樹脂としては、分子中にカルボキシル基を有している公知の樹脂が使用される。感光性樹脂組成物はカルボキシル基含有樹脂を含むことにより、感光性樹脂組成物に対しアルカリ現像性を付与することができる。特に、分子中に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樹脂が、光硬化性、耐現像性の面から好ましい。エチレン性不飽和二重結合は、アクリル酸もしくはメタクリル酸またはそれらの誘導体由来であることが好ましい。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樹脂のみを用いる場合、組成物を光硬化性とするためには、後述する分子中に複数のエチレン性不飽和基を有する化合物、即ち光重合性モノマーを併用する必要がある。カルボキシル基含有樹脂の具体例としては、以下のような化合物(オリゴマーおよびポリマーのいずれでもよい)を挙げることができる。
[Carboxyl group-containing resin]
The carboxyl group-containing resin contained in the photosensitive resin composition of this embodiment is a known resin having a carboxyl group in its molecule. By including a carboxyl group-containing resin in the photosensitive resin composition, the photosensitive resin composition can be imparted with alkaline developability. In particular, a carboxyl group-containing photosensitive resin having an ethylenically unsaturated double bond in its molecule is preferred in terms of photocurability and development resistance. The ethylenically unsaturated double bond is preferably derived from acrylic acid, methacrylic acid, or a derivative thereof. When using only a carboxyl group-containing resin without an ethylenically unsaturated double bond, a compound having multiple ethylenically unsaturated groups in its molecule, i.e., a photopolymerizable monomer, as described below, must be used in combination to make the composition photocurable. Specific examples of the carboxyl group-containing resin include the following compounds (which may be either oligomers or polymers):
(1)(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α-メチルスチレン、低級アルキル(メタ)アクリレート、イソブチレン等の不飽和基含有化合物との共重合により得られるカルボキシル基含有樹脂が例示される。 (1) Examples include carboxyl group-containing resins obtained by copolymerizing an unsaturated carboxylic acid such as (meth)acrylic acid with an unsaturated group-containing compound such as styrene, α-methylstyrene, lower alkyl (meth)acrylate, or isobutylene.
(2)脂肪族ジイソシアネート、分岐脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネートと、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ジアルコール化合物およびポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、アクリル系ポリオール、ビスフェノールA系アルキレンオキシド付加体ジオール、フェノール性ヒドロキシル基およびアルコール性ヒドロキシル基を有する化合物等のジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有ウレタン樹脂が例示される。 (2) Examples include carboxyl group-containing urethane resins obtained by the polyaddition reaction of diisocyanates such as aliphatic diisocyanates, branched aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and aromatic diisocyanates with carboxyl group-containing dialcohol compounds such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid, and diol compounds such as polycarbonate polyols, polyether polyols, polyester polyols, polyolefin polyols, acrylic polyols, bisphenol A alkylene oxide adduct diols, and compounds having phenolic hydroxyl groups and alcoholic hydroxyl groups.
(3)ジイソシアネートと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等の2官能エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートもしくはその部分酸無水物変性物、カルボキシル基含有ジアルコール化合物およびジオール化合物の重付加反応によるカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂が例示される。 (3) Examples include carboxyl group-containing photosensitive urethane resins obtained by the polyaddition reaction of diisocyanates with (meth)acrylates or partially acid anhydride-modified products thereof of bifunctional epoxy resins such as bisphenol A epoxy resins, hydrogenated bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins, bisphenol S epoxy resins, bixylenol epoxy resins, and biphenol epoxy resins, as well as carboxyl group-containing dialcohol compounds and diol compounds.
(4)前出の(2)または(3)の樹脂の合成中に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の分子内に1つの水酸基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え、末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂が例示される。 (4) An example is a carboxyl group-containing photosensitive urethane resin that is (meth)acrylated at the terminal by adding a compound having one hydroxyl group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, such as a hydroxyalkyl (meth)acrylate, during the synthesis of the resin described above in (2) or (3).
(5)前出の(2)または(3)の樹脂の合成中に、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの等モル反応物など、分子内に1つのイソシアネート基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を加え末端(メタ)アクリル化したカルボキシル基含有感光性ウレタン樹脂が例示される。 (5) An example is a carboxyl group-containing photosensitive urethane resin that has been (meth)acrylated at the end by adding a compound having one isocyanate group and one or more (meth)acryloyl groups in the molecule, such as an equimolar reaction product of isophorone diisocyanate and pentaerythritol triacrylate, during the synthesis of the resin described above in (2) or (3).
(6)2官能またはそれ以上の多官能(固形)エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、側鎖に存在する水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂が例示される。 (6) An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a difunctional or more polyfunctional (solid) epoxy resin with (meth)acrylic acid and adding a dibasic acid anhydride to the hydroxyl groups present in the side chains.
(7)2官能(固形)エポキシ樹脂の水酸基をさらにエピクロロヒドリンでエポキシ化した多官能エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させ、生じた水酸基に2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有感光性樹脂が例示される。 (7) An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a polyfunctional epoxy resin in which the hydroxyl groups of a bifunctional (solid) epoxy resin have been further epoxidized with epichlorohydrin with (meth)acrylic acid, and then adding a dibasic acid anhydride to the resulting hydroxyl groups.
(8)2官能オキセタン樹脂にアジピン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等のジカルボン酸を反応させ、生じた1級の水酸基に無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の2塩基酸無水物を付加させたカルボキシル基含有ポリエステル樹脂が例示される。 (8) Examples include carboxyl group-containing polyester resins obtained by reacting a dicarboxylic acid such as adipic acid, phthalic acid, or hexahydrophthalic acid with a bifunctional oxetane resin, and then adding a dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or hexahydrophthalic anhydride to the resulting primary hydroxyl groups.
(9)1分子中に複数のエポキシ基を有するエポキシ化合物に、p-ヒドロキシフェネチルアルコール等の1分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基と1個のフェノール性水酸基を有する化合物と、(メタ)アクリル酸等の不飽和基含有モノカルボン酸とを反応させ、得られた反応生成物のアルコール性水酸基に対して、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、アジピン酸等の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樹脂が例示される。 (9) An example of a carboxyl group-containing photosensitive resin is obtained by reacting an epoxy compound having multiple epoxy groups per molecule with a compound having at least one alcoholic hydroxyl group and one phenolic hydroxyl group per molecule, such as p-hydroxyphenethyl alcohol, and an unsaturated group-containing monocarboxylic acid, such as (meth)acrylic acid, and then reacting the alcoholic hydroxyl groups of the resulting reaction product with a polybasic acid anhydride, such as maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, or adipic acid.
(10)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドとを反応させて得られる反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる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感光性樹脂が例示される。 (10) An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a compound having multiple phenolic hydroxyl groups in one molecule with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide, reacting the resulting reaction product with an unsaturated group-containing monocarboxylic acid, and then reacting the resulting reaction product with a polybasic acid anhydride.
(11)1分子中に複数のフェノール性水酸基を有する化合物とエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート化合物とを反応させて得られる反応生物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られる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感光性樹脂が例示される。 (11) An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by reacting a compound having multiple phenolic hydroxyl groups per molecule with a cyclic carbonate compound such as ethylene carbonate or propylene carbonate, reacting the resulting reaction product with an unsaturated group-containing monocarboxylic acid, and then reacting the resulting reaction product with a polybasic acid anhydride.
(12)前出の(1)ないし(11)の樹脂に、さらに1分子内に1つのエポキシ基と1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を付加してなるカルボキシル基含有感光性樹脂が例示される。 (12) An example is a carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by adding a compound having one epoxy group and one or more (meth)acryloyl groups in one molecule to the resins (1) to (11) above.
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、メタクリレートおよびそれらの混合物を総称する用語で、他の類似の表現についても同様である。 In this specification, (meth)acrylate is a general term that refers to acrylate, methacrylate, and mixtures thereof, and the same applies to other similar expressions.
本実施形態として使用できるカルボキシル基含有樹脂は、上記列挙したものに限られない。また、上記列挙したカルボキシル基含有樹脂は1種類を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。上記列挙したなかでも、カルボキシル基含有樹脂(10)、(11)等のフェノール性水酸基を有する化合物を出発原料と使用して合成されるカルボキシル基含有樹脂は、HAST(Highly Accelerated Stress Test:超加速寿命試験)耐性、PCT(Pressure Cooker Test:プレッシャークッカー試験)耐性に優れるため好適に用いられる。 The carboxyl group-containing resins that can be used in this embodiment are not limited to those listed above. Furthermore, the carboxyl group-containing resins listed above may be used alone, or multiple types may be mixed together. Among the resins listed above, carboxyl group-containing resins synthesized using compounds having phenolic hydroxyl groups as starting materials, such as carboxyl group-containing resins (10) and (11), are preferred because of their excellent HAST (Highly Accelerated Stress Test) resistance and PCT (Pressure Cooker Test) resistance.
本実施形態の感光性樹脂組成物にあっては、炭酸ナトリウム水溶液等の弱アルカリ現像液を用いる際の現像性とレジストパターンの描画性を考慮すると、カルボキシル基含有樹脂の酸価は30~150mgKOH/gの範囲であることが好ましく、50~120mgKOH/gの範囲であることがより好ましい。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, taking into consideration the developability and resist pattern drawability when using a weak alkaline developer such as an aqueous sodium carbonate solution, the acid value of the carboxyl group-containing resin is preferably in the range of 30 to 150 mgKOH/g, and more preferably in the range of 50 to 120 mgKOH/g.
カルボキシル基含有樹脂の重量平均分子量は樹脂骨格により異なるものの、一般的に2,000~150,000の範囲であり、5,000~100,000の範囲が好ましい。重量平均分子量が2,000以上のカルボキシル基含有樹脂を用いることにより、解像性、タックフリー性能が向上する。また、重量平均分子量が150,000以下のカルボキシル基含有樹脂を用いることにより現像性、貯蔵安定性が向上する。重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される。 The weight-average molecular weight of carboxyl group-containing resins varies depending on the resin skeleton, but is generally in the range of 2,000 to 150,000, with 5,000 to 100,000 being preferable. Using a carboxyl group-containing resin with a weight-average molecular weight of 2,000 or more improves resolution and tack-free performance. Using a carboxyl group-containing resin with a weight-average molecular weight of 150,000 or less improves developability and storage stability. Weight-average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC).
[光重合性モノマー]
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される光重合性モノマーは、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーである。このような光重合性モノマーとして、例えば、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のアルキレンオキシド誘導体のモノまたはジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価(メタ)アルコール類またはこれらのエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の多価(メタ)アクリレート類;フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのポリエトキシジ(メタ)アクリレート等のフェノール類のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリジジルエーテルの(メタ)アクリレート類;およびメラミン(メタ)アクリレートが挙げられる。
[Photopolymerizable Monomer]
The photopolymerizable monomer contained in the photosensitive resin composition of this embodiment is a monomer having an ethylenically unsaturated double bond. Examples of such photopolymerizable monomers include alkyl(meth)acrylates such as 2-ethylhexyl(meth)acrylate and cyclohexyl(meth)acrylate; hydroxyalkyl(meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl(meth)acrylate and 2-hydroxypropyl(meth)acrylate; mono- or di(meth)acrylates of alkylene oxide derivatives such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and dipropylene glycol; hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, ditrimethylolpropane, and dipentaerythritol. and trishydroxyethyl isocyanurate; (meth)acrylates of ethylene oxide or propylene oxide adducts of polyhydric (meth)alcohols such as phenoxyethyl (meth)acrylate and polyethoxydi(meth)acrylate of bisphenol A; (meth)acrylates of glycidyl ethers such as glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether and triglycidyl isocyanurate; and melamine (meth)acrylate.
光重合性モノマーは、1種の単独配合としても、2種以上の併用配合としてもよい。光重合性モノマーの配合量は、固形分換算において、カルボキシル基含有樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1~40質量部である。配合量が0.1質量部以上の場合、光硬化性が良好であり、活性エネルギー線照射後のアルカリ現像において、パターン形成が容易である。配合量が40質量部以下の場合、ハレーションが生じにくく良好な解像性を得ることができる。 The photopolymerizable monomer may be blended alone or in combination of two or more types. The blend amount of the photopolymerizable monomer, converted to solid content, is preferably 0.1 to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin. When the blend amount is 0.1 part by mass or more, the photocuring properties are good and pattern formation is easy in alkaline development after irradiation with active energy rays. When the blend amount is 40 parts by mass or less, halation is less likely to occur and good resolution can be obtained.
[光重合開始剤]
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される光重合開始剤は、融点または軟化点が-50~30℃である。融点または軟化点が-50~30℃であることにより、光重合開始剤自体の流動性に優れる。光重合開始剤の種類に応じては、単一の融点を特定できない分子が存在する。そのため、固体の相から液体の相へと流動性が変化する温度として軟化点の規定も加味される。
[Photopolymerization initiator]
The photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition of this embodiment has a melting point or softening point of -50 to 30°C. A melting point or softening point of -50 to 30°C ensures that the photopolymerization initiator itself has excellent fluidity. Depending on the type of photopolymerization initiator, there are molecules for which a single melting point cannot be identified. For this reason, the softening point is also defined as the temperature at which the fluidity changes from a solid phase to a liquid phase.
融点または軟化点が-50~30℃の範囲である場合、無機フィラーの含有を考慮しても感光性樹脂組成物を調製する際の粘度が適当となる結果、流動性を向上させる。より好ましくは、-50~15℃、さらに好ましくは-50~0℃である。 If the melting point or softening point is in the range of -50 to 30°C, the viscosity when preparing the photosensitive resin composition will be appropriate even when taking into account the inclusion of inorganic fillers, resulting in improved fluidity. A range of -50 to 15°C is more preferable, and -50 to 0°C is even more preferable.
さらに、光重合開始剤自体の流動性の観点から、光重合開始剤の25℃での粘度は0.1~300Pa・sであることが好ましい。光重合開始剤の粘度の上限は好ましくは300Pa・s以下、より好ましくは100Pa・s以下、さらに好ましくは10Pa・s以下である。 Furthermore, from the perspective of the fluidity of the photopolymerization initiator itself, the viscosity of the photopolymerization initiator at 25°C is preferably 0.1 to 300 Pa·s. The upper limit of the viscosity of the photopolymerization initiator is preferably 300 Pa·s or less, more preferably 100 Pa·s or less, and even more preferably 10 Pa·s or less.
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される光重合開始剤は、融点または軟化点が-50~30℃であれば、広く一般に公知のものを用いることができるが、その中でも、液状のホスフィンオキシド系光重合開始剤を好ましく用いることができる。 The photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition of this embodiment can be any commonly known photopolymerization initiator as long as it has a melting point or softening point of -50 to 30°C, but among these, liquid phosphine oxide-based photopolymerization initiators are preferably used.
融点または軟化点の測定には、TAインスツルメント製の示唆走査熱量分析装置Modulated DSC (Q2000)を用いる。同装置では、熱浴の温度を一定の振幅、周波数で振動させながら昇温し、試料を熱浴の温度からの位相のずれを伴いながら昇温させる。位相のずれから、温度変調に追随する成分と追随しない成分とに分け、融点または軟化点は温度変調に追随する部分から求める。 To measure the melting point or softening point, a TA Instruments Modulated DSC (Q2000) differential scanning calorimetry analyzer is used. With this device, the temperature of the heat bath is raised while oscillating at a constant amplitude and frequency, and the sample is heated while experiencing a phase shift from the temperature of the heat bath. The phase shift allows the sample to be separated into components that follow the temperature modulation and those that do not, and the melting point or softening point is determined from the part that follows the temperature modulation.
液状のホスフィンオキシド系光重合開始剤は、下記の一般式(i)として示される。式中、R1は、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、R2は、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基、ハロゲン原子、アルキル基もしくはアルコキシ基で置換されたアリール基、または炭素数1~20のカルボニル基を表わす。 The liquid phosphine oxide photopolymerization initiator is represented by the following general formula (i): In the formula, R1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R2 is a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, an aryl group, a halogen atom, an aryl group substituted with an alkyl group or an alkoxy group, or a carbonyl group having 1 to 20 carbon atoms.
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される光重合開始剤の具体的な例としては、以下の(1)、(2)のような物質が挙げられる。この中でも、埋込性により優れる点より、(1)の「エチル-2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート」が好ましい。 Specific examples of photopolymerization initiators contained in the photosensitive resin composition of this embodiment include substances (1) and (2) below. Among these, (1) "ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate" is preferred due to its superior embeddability.
(1)エチル-2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート(下記一般式(ii)参照) (1) Ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate (see general formula (ii) below)
(2)下記一般式(iii)中、a、b、cはいずれも1~20の整数である。好ましくはいずれも1~10の整数である。 (2) In the following general formula (iii), a, b, and c are all integers from 1 to 20. Preferably, they are all integers from 1 to 10.
液状とは室温で液状であることを意味する。室温とは、10~40℃をいい、室温で液状とは、10~40℃の温度範囲において、内径30mmの試験管に高さ55mmまでサンプルを入れ試験管を水平にした場合、底から85mmの部分を通過するまで90秒以内である状態をいう。このような室温で液状のホスフィンオキシド系光重合開始剤として、具体的には、エチル-2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート((2,4,6-トリメチルベンゾイル)エトキシフェニルホスフィンオキシド)等が好適に用いられる。 Liquid means that the sample is liquid at room temperature. Room temperature refers to 10 to 40°C, and liquid at room temperature refers to a state in which, when a sample is placed in a test tube with an inner diameter of 30 mm to a height of 55 mm and the test tube is held horizontally at a temperature range of 10 to 40°C, the sample passes through the part 85 mm from the bottom within 90 seconds. Specifically, ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate ((2,4,6-trimethylbenzoyl)ethoxyphenylphosphine oxide) is a suitable example of such a phosphine oxide photopolymerization initiator that is liquid at room temperature.
さらに、液状のホスフィンオキシド系の光重合開始剤には、室温で液状の化合物単体だけではなく、室温で固体の化合物と液状の化合物との混合物として室温で液状を示すホスフィンオキシド系重合開始剤が含まれる。具体的には、室温で液状であるエチル2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネートと、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またはビス(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、室温で固体のホスフィンオキシド系光重合開始剤との混合により液状化した光重合開始剤が使用される。その混合割合は、室温で液状のホスフィンオキシド系光重合開始剤70~98質量%、室温で固体のホスフィンオキシド系重合開始剤2~30質量%とする調製が好適である。 Furthermore, liquid phosphine oxide-based photopolymerization initiators include not only compounds that are liquid at room temperature, but also phosphine oxide-based polymerization initiators that are liquid at room temperature as a mixture of a compound that is solid at room temperature and another compound that is liquid at room temperature. Specifically, a photopolymerization initiator is used that is liquefied by mixing ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate, which is liquid at room temperature, with a phosphine oxide-based photopolymerization initiator that is solid at room temperature, such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide or bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide. The preferred mixture ratio is 70 to 98% by mass of the phosphine oxide-based photopolymerization initiator that is liquid at room temperature and 2 to 30% by mass of the phosphine oxide-based polymerization initiator that is solid at room temperature.
光重合開始剤(特には液状のホスフィンオキシド系光重合開始剤)の配合量としては、固形分換算において、カルボキシル基含有樹脂の100質量部に対し、好ましくは5~30質量部、より好ましくは7~20質量部である。前出のホスフィンオキシド系光重合開始剤の配合量が5質量部以上である場合、充分な硬化が生じやすく、耐薬品性等の被膜特性を得ることができる。また、30質量部以下である場合、厚膜の硬化性が向上する。 The amount of photopolymerization initiator (especially a liquid phosphine oxide-based photopolymerization initiator) blended is preferably 5 to 30 parts by mass, and more preferably 7 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the carboxyl group-containing resin, converted into solids. When the blended amount of the aforementioned phosphine oxide-based photopolymerization initiator is 5 parts by mass or more, sufficient curing is likely to occur, and coating properties such as chemical resistance can be obtained. Furthermore, when the blended amount is 30 parts by mass or less, the curing properties of thick films are improved.
また、本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される光重合開始剤は、特性を損なわない範囲であれば、融点または軟化点が-50~30℃のもの以外であっても、併用することができる。例えば、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-4-プロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジクロロベンゾイル)-1-ナフチルホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、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ホスフィンオキシド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,5-ジメチル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ビスアシルホスフィンオキシド類;2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸メチルエステル、2-メチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ピバロイルフェニルホスフィン酸イソプロピルエステル、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等のモノアシルホスフィンオキシド類;フェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸エチル、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン、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、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、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等のヒドロキシアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンジル、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n-プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn-ブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾインアルキルエーテル類;ベンゾフェノン、p-メチルベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、メチルベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、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;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、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-モルフォリノ-1-プロパノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル)-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン、N,N-ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類;チオキサントン、2-エチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-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;アントラキノン、クロロアントラキノン、2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-tert-ブチルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-アミルアントラキノン、2-アミノアントラキノン等のアントラキノン類;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;エチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、p-ジメチル安息香酸エチルエステル等の安息香酸エステル類;1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム、ビス(シクロペンタジエニル)-ビス[2,6-ジフルオロ-3-(2-(1-ピル-1-イル)エチル)フェニル]チタニウム等のチタノセン類;フェニルジスルフィド2-ニトロフルオレン、ブチロイン、アニソインエチルエーテル、アゾビスイソブチロニトリル、テトラメチルチウラムジスルフィド等が挙げられる。 Furthermore, the photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition of this embodiment can be used in combination with one having a melting point or softening point other than -50 to 30°C, as long as the properties are not impaired. For example, bis-(2,6-dichlorobenzoyl)phenylphosphine oxide, bis-(2,6-dichlorobenzoyl)-2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis-(2,6-dichlorobenzoyl)-4-propylphenylphosphine oxide, bis-(2,6-dichlorobenzoyl)-1-naphthylphosphine oxide, bis-(2,6-dimethoxybenzoyl)phenylphosphine oxide, bis-(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis Bisacylphosphine oxides such as bis-(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,5-dimethylphenylphosphine oxide and bis-(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide; 2,6-dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dichlorobenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinic acid methyl ester, 2-methylbenzoyldiphenylphosphine oxide, and pivaloylphenylphosphinic acid isopropyl ester monoacylphosphine oxides such as phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate, 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]phenyl}-2-methyl-propan-1-one, 2-hydroxy- Hydroxyacetophenones such as 2-methyl-1-phenylpropan-1-one; benzoins such as benzoin, benzil, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin n-propyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin n-butyl ether; benzoin alkyl ethers; benzophenones such as benzophenone, p-methylbenzophenone, Michler's ketone, methylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, and 4,4'-bisdiethylaminobenzophenone. Acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-1-propanone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]- Acetophenones such as 1-butanone and N,N-dimethylaminoacetophenone; thioxanthones such as thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, and 2,4-diisopropylthioxanthone; anthraquinone, chloroanthraquinone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone anthraquinones such as quinone and 2-aminoanthraquinone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzil dimethyl ketal; benzoic acid esters such as ethyl-4-dimethylaminobenzoate, 2-(dimethylamino)ethyl benzoate and p-dimethylbenzoic acid ethyl ester; 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-, 2-(O-benzoyloxime), ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O- acetyl oxime); titanocenes such as bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium and bis(cyclopentadienyl)-bis[2,6-difluoro-3-(2-(1-pyr-1-yl)ethyl)phenyl]titanium; phenyl disulfide 2-nitrofluorene, butyroin, anisoin ethyl ether, azobisisobutyronitrile, tetramethylthiuram disulfide, etc.
前述の光重合開始剤と併用して、光開始助剤または増感剤が用いられてもよい。光開始助剤または増感剤としては、ベンゾイン化合物、アントラキノン化合物、チオキサントン化合物、ケタール化合物、ベンゾフェノン化合物、3級アミン化合物、およびキサントン化合物などを挙げることができる。特に、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-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等のチオキサントン化合物を用いることが好ましい。チオキサントン化合物が含まれることにより、深部硬化性を向上させることができる。これらの化合物は、光重合開始剤として用いることができる場合もあるが、光重合開始剤と併用して用いることが好ましい。また、光開始助剤または増感剤は1種類を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 A photoinitiator co-agent or sensitizer may be used in combination with the aforementioned photopolymerization initiator. Examples of photoinitiator co-agents or sensitizers include benzoin compounds, anthraquinone compounds, thioxanthone compounds, ketal compounds, benzophenone compounds, tertiary amine compounds, and xanthone compounds. Thioxanthone compounds, such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, and 4-isopropylthioxanthone, are particularly preferred. The inclusion of a thioxanthone compound can improve deep curing properties. While these compounds may be used as photopolymerization initiators, it is preferable to use them in combination with a photopolymerization initiator. One type of photoinitiator or sensitizer may be used alone, or two or more types may be used in combination.
[無機フィラー]
本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される無機フィラーは、シリカ、ハイドロタルサイト、タルクおよびアルミナの少なくともいずれか1種である。かかる無機フィラーであることにより、他のフィラーに比べ、高剛性、低熱膨張率という理由で樹脂層硬化物の熱膨張低減、機械特性の向上に優れる。その中でも、充填性により優れることに加え、低誘電、低熱膨張率であり、分散剤の相溶性にも優れることより、シリカが好ましい。
[Inorganic filler]
The inorganic filler contained in the photosensitive resin composition of this embodiment is at least one of silica, hydrotalcite, talc, and alumina. Compared to other fillers, such inorganic fillers are excellent in reducing the thermal expansion of the cured resin layer and improving its mechanical properties due to their high rigidity and low thermal expansion coefficient. Among these, silica is preferred because of its excellent filling properties, low dielectric constant, low thermal expansion coefficient, and excellent compatibility with dispersants.
また、無機フィラーにおいて、形状は、球状であることが好ましく、必ずしも真球に限定されない。好適な無機フィラーとしては、例えば、以下の測定の真球度が0.8以上である。なお、これには限定されない。真球度は以下のように測定される。すなわち、まず、走査型電子顕微鏡(SEM)で球状の無機フィラーの写真が撮影される。真球度は、その写真上で観察される粒子の面積および周囲長から、(真球度)={4π×(面積)÷(周囲長)^2}で算出される値として算出される。具体的には、画像処理装置が用いられ、100個の粒子について測定した平均値が採用される。 Furthermore, the inorganic filler is preferably spherical in shape, but is not necessarily limited to a perfect sphere. Suitable inorganic fillers have a sphericity of 0.8 or more, as measured below. However, this is not limiting. Sphericity is measured as follows: First, a photograph of the spherical inorganic filler is taken with a scanning electron microscope (SEM). The sphericity is calculated from the area and perimeter of the particle observed in the photograph, using the formula (sphericity) = {4π × (area) ÷ (perimeter)^2}. Specifically, an image processing device is used, and the average value measured for 100 particles is used.
球状の無機フィラーの製造方法は特に限定されず、公知の方法が適用される。例えば、VMC(Vaporized Metal Combustion)法により、ケイ素粉末が燃焼されて製造される。VMC法とは、酸素を含む雰囲気中でバーナーにより化学炎を形成し、この化学炎中に目的とする酸化物粒子の一部を構成する金属粉末を、粉塵雲が形成される程度の量投入し、爆燃を起こさせて酸化物粒子を得る方法である。 There are no particular restrictions on the method for producing spherical inorganic fillers, and known methods can be used. For example, they can be produced by burning silicon powder using the VMC (Vaporized Metal Combustion) method. The VMC method involves creating a chemical flame using a burner in an oxygen-containing atmosphere, adding metal powder that will form part of the desired oxide particles into this chemical flame in an amount sufficient to form a dust cloud, and causing a deflagration to occur, resulting in the production of oxide particles.
なお、市販されている球状の無機フィラーについては、球状シリカが挙げられ、例えば、株式会社アドマテックス製のアドマファインSO-C2、SO-E2、デンカ株式会社製のSFP-20M、SFP-30M、株式会社アドマテックス製のアドマナノ、デンカ株式会社製のUFP-30、株式会社日本触媒製のシーホスターシリーズ、堺化学工業株式会社製のSciqasシリーズ、共立マテリアル株式会社製のSG-SO100等が挙げられる。 Commercially available spherical inorganic fillers include spherical silica, such as Admafine SO-C2 and SO-E2 manufactured by Admatechs Co., Ltd., SFP-20M and SFP-30M manufactured by Denka Co., Ltd., Admanano manufactured by Admatechs Co., Ltd., UFP-30 manufactured by Denka Co., Ltd., the Seahoster series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., the Sciqas series manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., and SG-SO100 manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd.
実施形態におけるナノフィラーは、平均粒子径(D50)が100nm未満であり、好ましくは5nm以上90nm以下であり、より好ましくは10nm以上80nm以下である。なお、ナノフィラーの平均粒径は、動的光散乱式粒度分布測定法を用いて得られる体積累積50%における粒径を意味する。また、フィラーの平均粒径は、硬化性樹脂組成物を調製(攪拌、混練)する前のフィラーを上記のようにして測定した値をいうものとする。 In the embodiment, the nanofiller has an average particle size (D50) of less than 100 nm, preferably 5 nm or more and 90 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 80 nm or less. The average particle size of the nanofiller refers to the particle size at 50% cumulative volume obtained using a dynamic light scattering particle size distribution measurement method. The average particle size of the filler refers to the value measured as described above for the filler before preparing (stirring, kneading) the curable resin composition.
また、無機フィラーは特性を損なわない範囲で、ナノフィラー以外の無機フィラーを併用してもよい。ナノフィラー以外の無機フィラーの平均粒子径は、好ましくは100~1000nmであり、より好ましくは300~900nmである。無機フィラーの平均粒子径とは、一次粒子の粒子径だけでなく、二次粒子(凝集体)の粒子径も含めた平均粒子径(D50)であり、レーザー回折法により測定されたD50の値である。レーザー回折法による測定装置としては、マイクロトラック・ベル株式会社製のMicrotrac MT3300EXIIが挙げられる。また、本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される無機フィラーの平均粒子径とは、感光性樹脂組成物を調整(予備撹拌、混練)する前の無機フィラーを上記のとおり測定した値をいう。 Furthermore, inorganic fillers other than nanofillers may be used in combination with the inorganic filler, provided that the properties are not impaired. The average particle size of the inorganic filler other than nanofillers is preferably 100 to 1,000 nm, and more preferably 300 to 900 nm. The average particle size of the inorganic filler refers to the average particle size (D50) including not only the particle size of primary particles but also the particle size of secondary particles (aggregates), and is the D50 value measured by laser diffraction. An example of a measuring device using laser diffraction is the Microtrac MT3300EXII manufactured by Microtrac-Bell Corporation. Furthermore, the average particle size of the inorganic filler contained in the photosensitive resin composition of this embodiment refers to the value measured as described above for the inorganic filler before preparing (pre-stirring, kneading) the photosensitive resin composition.
無機フィラーとして、平均粒子径の異なる2種類の無機フィラーの併用により、相対的に平均粒径の大きい無機フィラー間の隙間に平均粒径の小さい無機フィラーが充填される。これにより、組成物中に無機フィラーが高充填され、樹脂含有量の少ない、すなわち、総質量中の無機フィラー質量の比率の高い感光性樹脂組成物を得ることができる。 By using two types of inorganic filler with different average particle sizes, the inorganic filler with a smaller average particle size fills the gaps between the inorganic filler with a relatively larger average particle size. This results in a photosensitive resin composition with a high inorganic filler content and a low resin content, i.e., a high ratio of inorganic filler mass to the total mass.
無機フィラーの表面処理の有無は特に限定されない。本実施形態の感光性樹脂組成物では無機フィラーは高充填であることが好ましく、かかる場合、相対的に樹脂含有量は少ない。このため、無機フィラーには、分散性を高めるための表面処理の実施が好ましい。表面処理されている無機フィラーの使用により、凝集は抑制される。 There are no particular restrictions on whether the inorganic filler is surface-treated. In the photosensitive resin composition of this embodiment, it is preferable that the inorganic filler be highly filled, in which case the resin content is relatively low. For this reason, it is preferable to perform a surface treatment on the inorganic filler to improve dispersibility. The use of surface-treated inorganic filler suppresses aggregation.
無機フィラーの表面処理方法は特に限定されず、公知の方法が用いられる。硬化性反応基を有する表面処理剤、例えば、硬化性反応基を有機基として有するカップリング剤等による無機フィラーの表面処理が好ましい。カップリング剤としては、シラン系、チタネート系、アルミネート系およびジルコアルミネート系等のカップリング剤が使用される。中でもシラン系カップリング剤が好ましい。シラン系カップリング剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N-(2-アミノメチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アニリノプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは単独、あるいは併用して使用される。シラン系カップリング剤は、あらかじめシリカの表面に吸着あるいは反応により固定化されていることが好ましい。ここで、無機フィラー100質量部に対するカップリング剤の処理量は、0.5~10質量部であることが好ましい。なお、無機フィラーに施されたカップリング剤由来の反応性官能基は、光硬化性反応基、熱硬化性官能基を有する化合物には含まれないものとする。 The surface treatment method for inorganic fillers is not particularly limited, and known methods can be used. Surface treatment of inorganic fillers with a surface treatment agent having a curable reactive group, such as a coupling agent having a curable reactive group as an organic group, is preferred. Examples of coupling agents that can be used include silane-based, titanate-based, aluminate-based, and zircoaluminate-based coupling agents. Among these, silane-based coupling agents are preferred. Examples of silane-based coupling agents include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N-(2-aminomethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-anilinopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. These may be used alone or in combination. It is preferable that the silane coupling agent is immobilized on the silica surface in advance by adsorption or reaction. The amount of coupling agent used per 100 parts by mass of inorganic filler is preferably 0.5 to 10 parts by mass. Note that the reactive functional groups derived from the coupling agent applied to the inorganic filler are not included in compounds having photocurable reactive groups or thermosetting functional groups.
光硬化性反応基としては、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基等のエチレン性不飽和基が挙げられる。中でも、ビニル基および(メタ)アクリル基の少なくとも1種が好ましい。 Examples of photocurable reactive groups include ethylenically unsaturated groups such as vinyl groups, styryl groups, methacrylic groups, and acrylic groups. Of these, at least one of vinyl groups and (meth)acrylic groups is preferred.
熱硬化性反応基としては、水酸基、カルボキシル基、イソシアネート基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、メルカプト基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、オキサゾリン基等が挙げられる。中でも、アミノ基およびエポキシ基の少なくとも1種が好ましい。 Examples of thermosetting reactive groups include hydroxyl groups, carboxyl groups, isocyanate groups, amino groups, imino groups, epoxy groups, oxetanyl groups, mercapto groups, methoxymethyl groups, methoxyethyl groups, ethoxymethyl groups, ethoxyethyl groups, and oxazoline groups. Of these, at least one of amino groups and epoxy groups is preferred.
表面処理がされた無機フィラーは、表面処理された状態で感光性樹脂組成物に含有されていればよく、表面未処理の無機フィラーと表面処理剤とを別々に配合して組成物中で無機フィラーが表面処理されてもよい。ただし、あらかじめ表面処理された無機フィラーの配合とすることが好ましい。あらかじめ表面処理する場合、溶剤、硬化性成分に無機フィラーを予備分散した予備分散液の配合が好ましく、表面処理された無機フィラーは溶剤に予備分散され、この予備分散液が組成物に配合、または、表面未処理の無機フィラーを溶剤に予備分散する際に十分に表面処理した後、この予備分散液を組成物に配合することがより好ましい。 The surface-treated inorganic filler may be contained in the photosensitive resin composition in a surface-treated state, or the inorganic filler may be surface-treated in the composition by blending an untreated inorganic filler and a surface treatment agent separately. However, blending an inorganic filler that has already been surface-treated is preferred. When surface-treating the filler in advance, it is preferable to blend a pre-dispersion in which the inorganic filler has been pre-dispersed in a solvent and a curable component. It is more preferable to pre-disperse the surface-treated inorganic filler in a solvent and blend this pre-dispersion into the composition, or to sufficiently surface-treat the untreated inorganic filler when pre-dispersing it in a solvent, and then blend this pre-dispersion into the composition.
無機フィラーは、感光性樹脂組成物の使用態様により、粉体または固体状態でカルボキシル基含有樹脂等と配合されてもよく、溶剤、分散剤と混合してスラリーとした後でカルボキシル基含有樹脂等と配合されてもよい。 Depending on the manner in which the photosensitive resin composition is used, the inorganic filler may be blended with the carboxyl group-containing resin, etc. in powder or solid form, or may be mixed with a solvent and dispersant to form a slurry and then blended with the carboxyl group-containing resin, etc.
無機フィラーの配合量は、感光性樹脂組成物全量あたり固形分換算で、好ましくは35~75質量%であり、より好ましくは40~65質量%であり、さらに好ましくは40~55質量%である。無機フィラーの配合量が35質量%以上となることにより、硬化物は高強度かつ高剛性となる。そして、線膨張係数(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)が低下する。なお、無機フィラーの配合量が75質量%以下であると、無機フィラー量が適量であり、解像性にも優れる。 The amount of inorganic filler, calculated as solid content based on the total amount of photosensitive resin composition, is preferably 35 to 75 mass%, more preferably 40 to 65 mass%, and even more preferably 40 to 55 mass%. When the amount of inorganic filler is 35 mass% or more, the cured product has high strength and rigidity. Furthermore, the coefficient of thermal expansion (CTE) is reduced. Furthermore, when the amount of inorganic filler is 75 mass% or less, the amount of inorganic filler is appropriate and excellent resolution is achieved.
また、本実施形態の感光性樹脂組成物に含有される無機フィラーは、特性を損なわない範囲であれば、シリカ、ハイドロタルサイト、タルク、アルミナ以外の無機フィラーを用いることができる。例えば、硫酸バリウム、ノイブルグ珪土、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、天然マイカ、合成マイカ、チタン酸バリウム、酸化鉄、非繊維状ガラス、ミネラルウール、アルミニウムシリケート、カルシウムシリケート、亜鉛華等が挙げられる。無機フィラーは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 Furthermore, the inorganic filler contained in the photosensitive resin composition of this embodiment can be an inorganic filler other than silica, hydrotalcite, talc, or alumina, as long as the properties are not impaired. Examples include barium sulfate, Neuburg silica, aluminum hydroxide, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, natural mica, synthetic mica, barium titanate, iron oxide, non-fibrous glass, mineral wool, aluminum silicate, calcium silicate, and zinc oxide. One type of inorganic filler may be used alone, or two or more types may be used in combination.
[着色剤]
本実施形態の感光性樹脂組成物には、さらに着色剤を含有することとしてもよい。着色剤として、例えば、青色着色剤及び黄色着色剤の少なくとも1種が含有される。
[Colorant]
The photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain a colorant, such as at least one of a blue colorant and a yellow colorant.
青色着色剤の種類は特に限定されず、公知の青色着色剤が使用され、顔料、染料、色素のいずれでもよい。ただし、環境負荷低減、人体への影響の観点からハロゲン原子を含有していない種類が好ましい。青色着色剤としてはフタロシアニン系、アントラキノン系があり、顔料系はピグメントに分類されている化合物、具体的には、下記のようなものを挙げることができる:Pigment Blue 15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,60。染料系としては、Solvent Blue 35,63,68,70,83,87,94,97,122,136,67,70等を使用することができる。上記以外にも、金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。青色着色剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 There are no particular restrictions on the type of blue colorant, and any known blue colorant can be used, including pigments, dyes, and pigments. However, from the perspective of reducing environmental impact and impact on the human body, types that do not contain halogen atoms are preferred. Blue colorants include phthalocyanine and anthraquinone types. Pigment types include compounds classified as pigments, specifically the following: Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, and 60. Dye types include Solvent Blue 35, 63, 68, 70, 83, 87, 94, 97, 122, 136, 67, and 70. In addition to the above, metal-substituted or unsubstituted phthalocyanine compounds can also be used. Blue colorants can be used alone or in combination of two or more types.
青色着色剤の配合量は、感光性樹脂組成物全量あたりの固形分換算において、0.3~2.5質量%であり、好ましくは0.3~2.0質量%である。青色着色剤の配合量が0.3質量%以上である場合、ハレーション抑制効果に優れる。配合量が2.5質量%以下である場合、青みが適当となり解像性が向上しやすい。 The amount of blue colorant blended is 0.3 to 2.5 mass%, preferably 0.3 to 2.0 mass%, calculated as solids content based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the amount of blue colorant blended is 0.3 mass% or more, excellent halation suppression effects are achieved. When the amount blended is 2.5 mass% or less, the blueness becomes appropriate, and resolution tends to improve.
黄色着色剤の種類は特に限定されず、公知の黄色着色剤が使用され、顔料、染料、色素のいずれでもよい。環境負荷低減、人体への影響の観点からハロゲン原子を含有していない種類が好ましい。黄色着色剤としては、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系が挙げられる。具体的には、モノアゾ系黄色着色剤としては、Pigment Yellow 1,2,3,4,5,6,9,10,12,61,62,62:1,65,73,74,75,97,100,104,105,111,116,167,168,169,182,183等が挙げられる。ジスアゾ系黄色着色剤としては、Pigment Yellow 12,13,14,16,17,55,63,81,83,87,126,127,152,170,172,174,176,188,198等が挙げられる。縮合アゾ系黄色着色剤としては、Pigment Yellow 93,94,95,128,155,166,180等が挙げられる。ベンズイミダゾロン系黄色着色剤としては、Pigment Yellow 120,151,154,156,175,181等が挙げられる。イソインドリノン系黄色着色剤としては、Pigment Yellow 110,109,139,179,185等が挙げられる。アントラキノン系黄色着色剤としては、Solvent Yellow 163,Pigment Yellow 24,108,193,147,199,202等が挙げられる。 There are no particular restrictions on the type of yellow colorant, and any known yellow colorant can be used, including pigments, dyes, and coloring matter. From the perspective of reducing environmental impact and impact on the human body, types that do not contain halogen atoms are preferred. Examples of yellow colorants include monoazo, disazo, condensed azo, benzimidazolone, isoindolinone, and anthraquinone. Specific examples of monoazo yellow colorants include Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 61, 62, 62:1, 65, 73, 74, 75, 97, 100, 104, 105, 111, 116, 167, 168, 169, 182, and 183. Examples of disazo yellow colorants include Pigment Yellow 12, 13, 14, 16, 17, 55, 63, 81, 83, 87, 126, 127, 152, 170, 172, 174, 176, 188, and 198. Examples of condensed azo yellow colorants include Pigment Yellow 93, 94, 95, 128, 155, 166, and 180. Examples of benzimidazolone yellow colorants include Pigment Yellow 120, 151, 154, 156, 175, and 181. Examples of isoindolinone yellow colorants include Pigment Yellow 110, 109, 139, 179, and 185. Examples of anthraquinone yellow colorants include Solvent Yellow 163, Pigment Yellow 24, 108, 193, 147, 199, and 202.
黄色着色剤の配合量は、感光性樹脂組成物全量あたり固形分換算において、0.1~2.0質量であり、好ましくは0.2~1.5質量%である。黄色着色剤の配合量が0.1質量%以上である場合、ハレーション抑制効果に優れる。配合量が2.0質量%以下である場合、黄色みが適当となり解像性が向上しやすい。 The amount of yellow colorant blended is 0.1 to 2.0 mass %, preferably 0.2 to 1.5 mass %, calculated as solid content based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the amount of yellow colorant blended is 0.1 mass % or more, excellent halation suppression effects are achieved. When the amount blended is 2.0 mass % or less, the yellowness becomes appropriate, and resolution is likely to improve.
本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記の青色着色剤及び黄色着色剤以外の他の色の着色剤を含有してもよい。他の着色剤としては、赤、緑等の公知慣用の着色剤を使用することができ、顔料、染料、色素のいずれでもよい。具体的には、カラーインデックス(C.I.;ザ ソサイエティ オブ ダイヤーズ アンド カラリスツ発行)番号が付されている着色剤が挙げられる。なお、環境負荷低減、人体への影響の観点からハロゲンを含有しない着色剤であることが好ましい。 The photosensitive resin composition of this embodiment may contain colorants of colors other than the above-mentioned blue and yellow colorants. Such other colorants may be conventionally known colorants such as red and green, and may be any of pigments, dyes, and colorants. Specific examples include colorants assigned a Color Index (C.I.; published by The Society of Dyers and Colorists) number. From the perspective of reducing environmental impact and impact on the human body, colorants that do not contain halogens are preferred.
[熱硬化性成分]
本実施形態の感光性樹脂組成物は熱硬化性成分を含有することができる。熱硬化性成分を加えることにより、組成物の耐熱性向上が期待される。熱硬化性成分は、1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。熱硬化性成分としては、公知の樹脂、化合物が用いられる。例えば、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体等のアミノ樹脂、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、シクロカーボネート化合物、エポキシ化合物、オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、ビスマレイミド、カルボジイミド樹脂等の公知の熱硬化性成分が使用される。好ましくは、分子中に複数の環状エーテル基または環状チオエーテル基(以下、環状(チオ)エーテル基と略す)を有する熱硬化性成分である。
[Thermosetting component]
The photosensitive resin composition of this embodiment may contain a thermosetting component. Addition of the thermosetting component is expected to improve the heat resistance of the composition. The thermosetting component may be used alone or in combination of two or more. Known resins and compounds are used as the thermosetting component. Examples of known thermosetting components include amino resins such as melamine resins, benzoguanamine resins, melamine derivatives, and benzoguanamine derivatives, isocyanate compounds, blocked isocyanate compounds, cyclocarbonate compounds, epoxy compounds, oxetane compounds, episulfide resins, bismaleimides, and carbodiimide resins. A thermosetting component having multiple cyclic ether groups or cyclic thioether groups (hereinafter abbreviated as cyclic (thio)ether groups) in the molecule is preferred.
上記の分子中に複数の環状(チオ)エーテル基を有する熱硬化性成分は、分子中に3員環、4員環、または5員環の環状(チオ)エーテル基を複数有する化合物であり、例えば、分子内に複数のエポキシ基を有する化合物、すなわち多官能エポキシ化合物、分子内に複数のオキセタニル基を有する化合物、すなわち多官能オキセタン化合物、分子内に複数のチオエーテル基を有する化合物、すなわちエピスルフィド樹脂等が挙げられる。 The above-mentioned thermosetting components having multiple cyclic (thio)ether groups in their molecules are compounds having multiple three-, four-, or five-membered cyclic (thio)ether groups in their molecules, and examples include compounds having multiple epoxy groups in their molecules (i.e., multifunctional epoxy compounds), compounds having multiple oxetanyl groups in their molecules (i.e., multifunctional oxetane compounds), and compounds having multiple thioether groups in their molecules (i.e., episulfide resins).
多官能エポキシ化合物としては、エポキシ化植物油;ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ハイドロキノン型エポキシ樹脂;ビスフェノール型エポキシ樹脂;チオエーテル型エポキシ樹脂;ブロム化エポキシ樹脂;ノボラック型エポキシ樹脂;ビフェノールノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;ヒダントイン型エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂;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またはそれらの混合物;ビスフェノールS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;テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;ジグリシジルフタレート樹脂;テトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂;ナフタレン基含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂;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;エポキシ変性のポリブタジエンゴム誘導体;CTBN変性エポキシ樹脂等が挙げられ、これらに限られない。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Multifunctional epoxy compounds include epoxidized vegetable oils; bisphenol A type epoxy resins; hydroquinone type epoxy resins; bisphenol type epoxy resins; thioether type epoxy resins; brominated epoxy resins; novolac type epoxy resins; biphenol novolac type epoxy resins; bisphenol F type epoxy resins; hydrogenated bisphenol A type epoxy resins; glycidylamine type epoxy resins; hydantoin type epoxy resins; alicyclic epoxy resins; trihydroxyphenylmethane type epoxy resins; bixylenol type or biphenol type epoxy resins, or any of these. Examples of epoxy resins include, but are not limited to, mixtures of epoxy resins; bisphenol S type epoxy resins; bisphenol A novolac type epoxy resins; tetraphenylolethane type epoxy resins; heterocyclic epoxy resins; diglycidyl phthalate resins; tetraglycidyl xylenoylethane resins; naphthalene group-containing epoxy resins; epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton; glycidyl methacrylate copolymer epoxy resins; cyclohexylmaleimide and glycidyl methacrylate copolymer epoxy resins; epoxy-modified polybutadiene rubber derivatives; and CTBN-modified epoxy resins. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.
多官能オキセタン化合物としては、例えば、ビス[(3-メチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4-ビス[(3-メチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、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、(3-メチル-3-オキセタニル)メチルアクリレート、(3-エチル-3-オキセタニル)メチルアクリレート、(3-メチル-3-オキセタニル)メチルメタクリレート、(3-エチル-3-オキセタニル)メチルメタクリレート、それらのオリゴマーまたは共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタンアルコールとノボラック樹脂、ポリ(p-ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、またはシルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂とのエーテル化物等が挙げられる。その他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体等が挙げられる。 Examples of polyfunctional oxetane compounds include bis[(3-methyl-3-oxetanylmethoxy)methyl]ether, bis[(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)methyl]ether, 1,4-bis[(3-methyl-3-oxetanylmethoxy)methyl]benzene, 1,4-bis[(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)methyl]benzene, (3-methyl-3-oxetanyl)methyl acrylate, and (3-ethyl-3-oxetanyl)methyl acrylate. Examples include polyfunctional oxetanes such as acrylate, (3-methyl-3-oxetanyl)methyl methacrylate, (3-ethyl-3-oxetanyl)methyl methacrylate, and their oligomers or copolymers, as well as ethers of oxetane alcohols with novolak resins, poly(p-hydroxystyrene), cardo-type bisphenols, calixarenes, calixresorcinarenes, or hydroxyl group-containing resins such as silsesquioxane. Other examples include copolymers of unsaturated monomers with oxetane rings and alkyl (meth)acrylates.
分子中に複数の環状チオエーテル基を有する化合物としては、ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂等が挙げられる。また、同様の合成方法を用いて、ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基の酸素原子を硫黄原子に置き換えたエピスルフィド樹脂等が挙げられる。 Examples of compounds with multiple cyclic thioether groups in the molecule include bisphenol A episulfide resins. Also, using a similar synthesis method, examples include episulfide resins in which the oxygen atoms in the epoxy groups of novolac epoxy resins are replaced with sulfur atoms.
メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体等のアミノ樹脂としては、メチロールメラミン化合物、メチロールベンゾグアナミン化合物、メチロールグリコールウリル化合物およびメチロール尿素化合物等が挙げられる。 Amino resins such as melamine derivatives and benzoguanamine derivatives include methylolmelamine compounds, methylolbenzoguanamine compounds, methylolglycoluril compounds, and methylolurea compounds.
イソシアネート化合物としては、ポリイソシアネート化合物を配合することができる。ポリイソシアネート化合物としては、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、o-キシリレンジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネートおよび2,4-トリレンダイマー等の芳香族ポリイソシアネート;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)およびイソホロンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;ビシクロヘプタントリイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート;並びに先に挙げたイソシアネート化合物のアダクト体、ビューレット体およびイソシアヌレート体等が挙げられる。 The isocyanate compound may be a polyisocyanate compound. Examples of polyisocyanate compounds include aromatic polyisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, o-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, and 2,4-tolylene dimer; aliphatic polyisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 4,4-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), and isophorone diisocyanate; alicyclic polyisocyanates such as bicycloheptane triisocyanate; and adducts, biuret compounds, and isocyanurates of the above-listed isocyanate compounds.
ブロックイソシアネート化合物としては、イソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤との付加反応生成物を用いることができる。イソシアネートブロック剤と反応し得るイソシアネート化合物としては、例えば、上述のポリイソシアネート化合物等が挙げられる。イソシアネートブロック剤としては、例えば、フェノール系ブロック剤;ラクタム系ブロック剤;活性メチレン系ブロック剤;アルコール系ブロック剤;オキシム系ブロック剤;メルカプタン系ブロック剤;酸アミド系ブロック剤;イミド系ブロック剤;アミン系ブロック剤;イミダゾール系ブロック剤;イミン系ブロック剤等が挙げられる。 The blocked isocyanate compound can be an addition reaction product of an isocyanate compound and an isocyanate blocking agent. Examples of isocyanate compounds that can react with an isocyanate blocking agent include the polyisocyanate compounds mentioned above. Examples of isocyanate blocking agents include phenol-based blocking agents, lactam-based blocking agents, active methylene-based blocking agents, alcohol-based blocking agents, oxime-based blocking agents, mercaptan-based blocking agents, acid amide-based blocking agents, imide-based blocking agents, amine-based blocking agents, imidazole-based blocking agents, and imine-based blocking agents.
熱硬化性成分の配合量は、カルボキシル基含有樹脂に含有されるカルボキシル基1molあたりに対し、反応する熱硬化性成分の官能基数が0.5~2.5molが好ましく、より好ましくは0.8~2.0molである。 The amount of thermosetting component to be added is preferably such that the number of functional groups in the thermosetting component that reacts with each 1 mol of carboxyl groups contained in the carboxyl group-containing resin is 0.5 to 2.5 mol, and more preferably 0.8 to 2.0 mol.
[熱硬化触媒]
本実施形態の感光性樹脂組成物は熱硬化触媒を含有することができる。熱硬化触媒として、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、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジ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等が挙げられる。また、市販されている熱硬化触媒としては、例えば四国化成工業株式会社製の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)、サンアプロ株式会社製のU-CAT 3513N(ジメチルアミン系化合物の商品名)、DBU、DBN、U-CAT SA 102(いずれも二環式アミジン化合物およびその塩)等が挙げられる。これらに限られず、エポキシ樹脂、オキセタン化合物の熱硬化触媒、もしくはエポキシ基及びオキセタニル基の少なくとも1種とカルボキシル基の反応を促進する熱硬化触媒であればよく、単独でまたは2種以上を混合しての使用が可能である。
[Thermosetting catalyst]
The photosensitive resin composition of this embodiment may contain a thermosetting catalyst, such as imidazole derivatives such as imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, and 1-(2-cyanoethyl)-2-ethyl-4-methylimidazole; amine compounds such as dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4-(dimethylamino)-N,N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N,N-dimethylbenzylamine, and 4-methyl-N,N-dimethylbenzylamine; hydrazine compounds such as adipic acid dihydrazide and sebacic acid dihydrazide; and phosphorus compounds such as triphenylphosphine. Furthermore, commercially available thermosetting catalysts include, for example, 2MZ-A, 2MZ-OK, 2PHZ, 2P4BHZ, and 2P4MHZ (all of which are trade names for imidazole-based compounds) manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, and U-CAT 3513N (a trade name for a dimethylamine-based compound), DBU, DBN, and U-CAT SA 102 (all of which are bicyclic amidine compounds and salts thereof) manufactured by San-Apro Co., Ltd. However, the present invention is not limited to these, and any other suitable thermosetting catalyst may be used as long as it is an epoxy resin or oxetane compound thermosetting catalyst, or a thermosetting catalyst that promotes the reaction of at least one of an epoxy group and an oxetanyl group with a carboxyl group, and these catalysts may be used alone or in combination of two or more.
さらに、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-2,4-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、好ましくはこれら密着性付与剤としても機能する化合物を熱硬化触媒と併用する。熱硬化触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Furthermore, S-triazine derivatives such as guanamine, acetoguanamine, benzoguanamine, melamine, 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-S-triazine, 2-vinyl-2,4-diamino-S-triazine, 2-vinyl-4,6-diamino-S-triazine-isocyanuric acid adduct, and 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-S-triazine-isocyanuric acid adduct can also be used, and these compounds that also function as adhesion promoters are preferably used in combination with a heat curing catalyst. One type of heat curing catalyst may be used alone, or two or more types may be used in combination.
熱硬化触媒の配合量は、感光性樹脂組成物全量あたり固形分換算において、0.1~10.0質量であり、好ましくは0.3~3.0質量%である。熱硬化触媒の配合量が0.1質量%以上である場合、耐熱性等の触媒の効果をより奏する。配合量が10.0質量%以下である場合、相対的に適量であり優れた保存安定性を維持しやすい。 The amount of thermosetting catalyst blended is 0.1 to 10.0 mass %, preferably 0.3 to 3.0 mass %, calculated as solid content based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the amount of thermosetting catalyst blended is 0.1 mass % or more, the catalytic effects such as heat resistance are more pronounced. When the amount blended is 10.0 mass % or less, it is a relatively appropriate amount and it is easy to maintain excellent storage stability.
[有機溶剤]
本実施形態の感光性樹脂組成物には、組成物の調製、基板、フィルムに塗布する際の粘度調整等の目的から有機溶剤が含有される。有機溶剤としては、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;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノメ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、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、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、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、炭酸プロピレン等のエステル類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等の公知の有機溶剤が使用される。これらの有機溶剤は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。
[Organic solvent]
The photosensitive resin composition of the present embodiment contains an organic solvent for the purposes of adjusting the viscosity when preparing the composition and when applying it to a substrate or film. Examples of the organic solvent include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene; glycol ethers such as cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, and tripropylene glycol monomethyl ether; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, butyl lactate, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene carbonate; aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; and petroleum-based solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, and solvent naphtha. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
[その他の添加成分]
本実施形態の感光性樹脂組成物には、必要に応じてさらに、シアネート化合物、エラストマー、メルカプト化合物、ウレタン化触媒、チキソ化剤、密着促進剤、ブロック共重合体、連鎖移動剤、重合禁止剤、銅害防止剤、酸化防止剤、防錆剤、有機ベントナイト、モンモリロナイト等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系等の消泡剤およびレベリング剤の少なくとも1種、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、ホスフィン酸塩、燐酸エステル誘導体、ホスファゼン化合物等のリン化合物等の難燃剤等の成分が配合可能である。
[Other added ingredients]
The photosensitive resin composition of the present embodiment may further contain, as necessary, components such as cyanate compounds, elastomers, mercapto compounds, urethanization catalysts, thixotropic agents, adhesion promoters, block copolymers, chain transfer agents, polymerization inhibitors, copper inhibitors, antioxidants, rust inhibitors, thickeners such as organic bentonite and montmorillonite, at least one of silicone-based, fluorine-based, and polymer-based antifoaming agents and leveling agents, imidazole-based, thiazole-based, and triazole-based silane coupling agents, and flame retardants such as phosphinates, phosphate ester derivatives, and phosphorus compounds such as phosphazene compounds.
感光性樹脂組成物は、ドライフィルム化して用いても液状として用いてもよい。また、液状として用いる場合は、1液性でも2液性以上でもよい。 The photosensitive resin composition may be used in the form of a dry film or in liquid form. Furthermore, when used in liquid form, it may be a one-component or two-component or more-component composition.
[用途]
本実施形態の感光性樹脂組成物は、ソルダーレジスト、カバーレイ、層間絶縁層等のプリント配線板の永久被膜としてのパターン層を形成するために有用であり、特にソルダーレジストの形成(ソルダーレジスト形成用)に有用である。また、本実施形態の感光性樹脂組成物は、薄膜でも膜強度に優れた硬化物を形成するため、薄膜化が要求されるプリント配線板、例えばパッケージ基板(半導体パッケージに用いられるプリント配線板)におけるパターン層の形成に好適に用いられる。さらに、本実施形態の感光性樹脂組成物から得られる硬化物は、高弾性率で低CTEとなる点においても、総厚みが薄く剛性の不足するパッケージ基板におけるパターン層の形成に好適に用いられる。
[Application]
The photosensitive resin composition of this embodiment is useful for forming a pattern layer as a permanent coating on a printed wiring board, such as a solder resist, a coverlay, or an interlayer insulating layer, and is particularly useful for forming a solder resist (for solder resist formation). Furthermore, the photosensitive resin composition of this embodiment forms a cured product that has excellent film strength even when thin, and is therefore suitable for forming a pattern layer on a printed wiring board that requires thinness, such as a package substrate (a printed wiring board used for a semiconductor package). Furthermore, the cured product obtained from the photosensitive resin composition of this embodiment has a high elastic modulus and a low CTE, and is therefore suitable for forming a pattern layer on a package substrate that is thin in total thickness and lacks rigidity.
[ドライフィルム]
本実施形態の感光性樹脂組成物は、第1のフィルムと、この第1のフィルム上に形成された感光性樹脂組成物の乾燥塗膜からなる樹脂層とを備えたドライフィルムの形態とされる。ドライフィルム化に際しては、本実施形態の感光性樹脂組成物は前出の有機溶剤で希釈されて適切な粘度に調整される。そして、感光性樹脂組成物は、コンマコーター、ブレードコーター、リップコーター、ロッドコーター、スクイズコーター、リバースコーター、トランスファロールコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等により第1のフィルム上に均一な厚さに塗布され、50~130℃の温度で1~30分間乾燥して成膜される。塗布膜厚については特に制限はなく、乾燥後の膜厚で1~150μm、好ましくは10~60μmの範囲である。
[Dry film]
The photosensitive resin composition of this embodiment is in the form of a dry film comprising a first film and a resin layer formed on the first film as a dried coating of the photosensitive resin composition. To form the dry film, the photosensitive resin composition of this embodiment is diluted with the aforementioned organic solvent to adjust the viscosity to an appropriate level. The photosensitive resin composition is then applied to a uniform thickness on the first film using a comma coater, blade coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll coater, gravure coater, spray coater, or the like, and dried at a temperature of 50 to 130°C for 1 to 30 minutes to form a film. The thickness of the applied film is not particularly limited, and the dried film thickness is in the range of 1 to 150 μm, preferably 10 to 60 μm.
第1のフィルムとしては、公知のフィルムであれば制限なく使用され、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナ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熱可塑性樹脂からなるフィルムが好適に使用される。これらの中でも、耐熱性、機械的強度、取扱性等の観点から、ポリエステルフィルムが好ましい。また、列記のフィルムを複数積層した積層体を第1のフィルムとして使用可能である。 The first film can be any known film without limitation, and suitable examples include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and films made of thermoplastic resins such as polyimide film, polyamideimide film, polypropylene film, and polystyrene film. Of these, polyester film is preferred from the standpoints of heat resistance, mechanical strength, and ease of handling. Furthermore, a laminate of multiple films listed above can also be used as the first film.
第1のフィルムに採用される熱可塑性樹脂フィルムは、機械的強度向上の観点から、一軸方向または二軸方向に延伸されたフィルムであることが好ましい。第1のフィルムの厚さは、例えば、10~150μmである。 The thermoplastic resin film used for the first film is preferably a uniaxially or biaxially stretched film from the perspective of improving mechanical strength. The thickness of the first film is, for example, 10 to 150 μm.
第1のフィルム上に本実施形態の感光性樹脂組成物の乾燥塗膜からなる樹脂層が形成された後、さらに、樹脂層の表面への汚損防止(ちり、ほこり等の付着防止)の目的から、樹脂層の表面に、さらに剥離可能な第2のフィルムの積層することが好ましい。剥離可能な第2のフィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、表面処理した紙等が用いられる。 After a resin layer consisting of a dried coating of the photosensitive resin composition of this embodiment has been formed on the first film, it is preferable to further laminate a peelable second film on the surface of the resin layer to prevent contamination of the surface of the resin layer (preventing adhesion of dust, dirt, etc.). Examples of peelable second films that can be used include polyethylene film, polytetrafluoroethylene film, polypropylene film, and surface-treated paper.
第2のフィルムを剥離するとき、樹脂層と第1のフィルムとの接着力よりも、樹脂層と第2のフィルムとの接着力がより小さい設計であればよい。第2のフィルムの厚さは、例えば、10~150μmである。 When peeling off the second film, the adhesive strength between the resin layer and the second film should be smaller than the adhesive strength between the resin layer and the first film. The thickness of the second film is, for example, 10 to 150 μm.
ドライフィルムを用いてプリント配線板上に硬化被膜を作製する際、ドライフィルムから第2のフィルムが剥離され、ドライフィルムの露出した樹脂層が回路形成された基材に重ねられ、ラミネーター等を用いて貼り合わせられる。こうして、回路形成された基材上に樹脂層が形成される。次いで、形成された樹脂層に対し、露光、現像、加熱硬化により、硬化被膜が形成される。第2のフィルムは、露光前または露光後のいずれかで剥離されればよい。 When using a dry film to create a cured coating on a printed wiring board, the second film is peeled off from the dry film, and the exposed resin layer of the dry film is placed on a substrate with a circuit formed on it, and the two are bonded together using a laminator or similar. In this way, a resin layer is formed on the substrate with a circuit formed on it. The formed resin layer is then exposed to light, developed, and heat-cured to form a cured coating. The second film can be peeled off either before or after exposure.
[硬化物]
本実施形態の硬化物とは、前述の本実施形態の感光性樹脂組成物、または、上記の本実施形態のドライフィルムの樹脂層を硬化して得ることができる。
[Cured product]
The cured product of this embodiment can be obtained by curing the photosensitive resin composition of this embodiment or the resin layer of the dry film of this embodiment.
[プリント配線板]
本実施形態のプリント配線基板は、前述の本実施形態の感光性樹脂組成物、またはドライフィルムの樹脂層から調製される硬化物を有する部材である。本実施形態のプリント配線基板の製造に際しては、例えば、本実施形態の感光性樹脂組成物が有機溶剤を用いて塗布方法に適した粘度に調製され、基材上に、ディップコート法、フローコート法、ロールコート法、バーコーター法、スクリーン印刷法、カーテンコート法等の方法により例えば、乾燥後膜厚10~30μmで塗布される。その後、60~100℃の温度で組成物中に含まれる有機溶剤は揮発乾燥(仮乾燥)され、タックフリーの樹脂層が形成される。また、ドライフィルムの場合、ラミネーター等により樹脂層が基材と接触するように基材上に貼り合わせられた後、第1のフィルムを剥がされ、基材上に樹脂層が形成される。
[Printed wiring board]
The printed wiring board of this embodiment is a component having a cured product prepared from the photosensitive resin composition of this embodiment or a resin layer of a dry film. When manufacturing the printed wiring board of this embodiment, for example, the photosensitive resin composition of this embodiment is prepared using an organic solvent to a viscosity suitable for the coating method, and then coated onto a substrate by a method such as dip coating, flow coating, roll coating, bar coating, screen printing, or curtain coating, to a film thickness of, for example, 10 to 30 μm after drying. The organic solvent contained in the composition is then evaporated and dried (pre-dried) at a temperature of 60 to 100°C, forming a tack-free resin layer. In the case of a dry film, the resin layer is bonded to the substrate using a laminator or the like so that the resin layer contacts the substrate, and then the first film is peeled off, and the resin layer is formed on the substrate.
上記の基材としては、あらかじめ銅等により回路形成されたプリント配線板、フレキシブルプリント配線板、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス布エポキシ、ガラスポリイミド、ガラス布/不繊布エポキシ、ガラス布/紙エポキシ、合成繊維エポキシ、フッ素樹脂・ポリエチレン・ポリフェニレンエーテル,ポリフェニレンオキシド・シアネート等の材質を用いた銅張積層板、金属基材、ポリイミドフィルム等のポリイミド基材、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のポリエチレンテレフタレート(PET)基材、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ガラス基材、セラミック基材、ウエハ等が挙げられる。 The above-mentioned substrates include printed wiring boards with circuits already formed using copper or the like, flexible printed wiring boards, paper phenol, paper epoxy, glass cloth epoxy, glass polyimide, glass cloth/non-woven cloth epoxy, glass cloth/paper epoxy, synthetic fiber epoxy, copper-clad laminates made from materials such as fluororesin, polyethylene, polyphenylene ether, and polyphenylene oxide/cyanate, metal substrates, polyimide substrates such as polyimide film, polyethylene terephthalate (PET) substrates such as polyethylene terephthalate (PET) film, polyethylene naphthalate (PEN) film, glass substrates, ceramic substrates, wafers, etc.
ドライフィルムの基材上への貼り合わせには、真空ラミネーター等が用いられ、加圧及び加熱下で行われることが好ましい。真空ラミネーターの使用により、回路形成された基板を用いた場合の回路基板表面に凹凸が存在しても、ドライフィルムが回路基板に密着するため、気泡の混入がない。また、基板表面の凹部の穴埋め性が向上する。加圧条件は、0.1~2.0MPa程度であることが好ましく、また、加熱条件は、40~120℃であることが好ましい。 A vacuum laminator or similar device is preferably used to bond the dry film to the substrate, and the process is carried out under pressure and heat. By using a vacuum laminator, even if the circuit board surface is uneven when a circuit is formed on it, the dry film adheres tightly to the circuit board, preventing the inclusion of air bubbles. It also improves the ability to fill recesses on the board surface. Pressure conditions of approximately 0.1 to 2.0 MPa are preferred, and heating conditions of 40 to 120°C are preferred.
本実施形態の感光性樹脂組成物を塗布した後の揮発乾燥は、熱風循環式乾燥炉、IR炉、ホットプレート、コンベクションオーブン等(蒸気による空気加熱方式の熱源を備えて乾燥機内の熱風を向流接触させる方法、及びノズルより支持体に吹き付ける方式)を用いて行われる。乾燥条件としては、例えば、40~130℃、1~30分が挙げられる。 After applying the photosensitive resin composition of this embodiment, volatilization drying is carried out using a hot air circulation drying oven, IR oven, hot plate, convection oven, etc. (a method in which hot air is countercurrently contacted inside a dryer equipped with a heat source that uses steam for air heating, or a method in which hot air is blown onto the support from a nozzle). Drying conditions include, for example, 40 to 130°C and 1 to 30 minutes.
樹脂層が基材上に形成された後、所定のパターンを形成したフォトマスクを通して選択的に活性エネルギー線により露光され、未露光部は希アルカリ水溶液(例えば、0.3~3質量%炭酸ナトリウム水溶液)により現像されて硬化物のパターンが形成される。ドライフィルムの場合、露光後、ドライフィルムから第1のフィルムが剥離後に現像されて、基材上にパターニングされた硬化物が形成される。なお、特性を損なわない範囲であれば、露光前にドライフィルムから第1のフィルムが剥離され、露出した樹脂層へ露光及び現像が行われても良い。 After the resin layer is formed on the substrate, it is selectively exposed to active energy rays through a photomask with a predetermined pattern formed on it, and the unexposed areas are developed with a dilute alkaline aqueous solution (e.g., a 0.3 to 3% by weight sodium carbonate aqueous solution) to form a pattern in the cured product. In the case of a dry film, after exposure, the first film is peeled off from the dry film and then developed, forming a patterned cured product on the substrate. However, as long as the properties are not impaired, the first film may be peeled off from the dry film before exposure, and the exposed resin layer may be exposed and developed.
さらに、硬化物に活性エネルギー線を照射後に加熱硬化(例えば、100~220℃、10~60分)、もしくは加熱硬化後に活性エネルギー線(例えば、1000mJ/cm2)を照射、または、加熱硬化のみで最終仕上げ硬化(本硬化)させることにより、密着性、硬度等の諸特性に優れた硬化膜が形成される。 Furthermore, the cured product can be irradiated with active energy rays and then heat-cured (e.g., 100 to 220°C, 10 to 60 minutes), or heat-cured and then irradiated with active energy rays (e.g., 1000 mJ/ cm2 ), or heat-cured alone to form a final finish curing (main curing), thereby forming a cured film with excellent properties such as adhesion and hardness.
上記の活性エネルギー線の照射に用いられる露光機としては、高圧水銀灯ランプ、超高圧水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、水銀ショートアークランプ等を搭載し、350~450nmの範囲で紫外線を照射する装置であればよい。さらに、直接描画装置(例えば、コンピューターからのCADデータにより直接レーザーで画像を描くレーザーダイレクトイメージング装置)が用いられる。直接描画装置のランプ光源またはレーザー光源としては、最大波長が350~450nmの範囲の光線である。画像形成のための露光量は膜厚等によって異なるものの、一般的に10~1000mJ/cm2、好ましくは20~800mJ/cm2である。 The exposure device used for the above-mentioned active energy ray irradiation may be a device equipped with a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a mercury short arc lamp, or the like, and irradiating ultraviolet rays in the range of 350 to 450 nm. Furthermore, a direct imaging device (for example, a laser direct imaging device that draws an image directly with a laser based on CAD data from a computer) may be used. The lamp or laser light source of the direct imaging device emits light having a maximum wavelength in the range of 350 to 450 nm. The exposure dose for image formation varies depending on factors such as the film thickness, but is generally 10 to 1000 mJ/cm 2 , and preferably 20 to 800 mJ/cm 2 .
上記の現像方法として、ディッピング法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法等が挙げられ、現像液には、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、アミン類等のアルカリ水溶液が使用される。 The above-mentioned development methods include dipping, showering, spraying, and brushing, and the developer used is an alkaline aqueous solution of potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, sodium silicate, ammonia, amines, etc.
本実施形態のドライフィルム及びドライフィルムの樹脂層に用いられる感光性樹脂組成物は、上述の現像液により硬化膜のパターンを形成する用途に使用可能である。 The photosensitive resin composition used in the dry film and resin layer of the dry film of this embodiment can be used to form a pattern of a cured film using the developer described above.
以下、実施例、比較例によりさらに詳細に説明するものの、これら実施例、比較例によって制限されるものではない。なお、以下において「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。 The following provides a more detailed explanation using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples and comparative examples. Note that "parts" and "%" below are all by mass unless otherwise specified.
[カルボキシル基含有樹脂の合成]
感光性樹脂組成物の調製前に、下記に示す手順に従い本実施例で用いられるカルボキシル基含有樹脂を調製した。
[Synthesis of carboxyl group-containing resin]
Before preparing the photosensitive resin composition, a carboxyl group-containing resin used in this example was prepared according to the following procedure.
まず、冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、ビスフェノールA 456部、水228部、及び37%ホルマリン649部を投入し、40℃以下の温度を保ちながら、25%水酸化ナトリウム水溶液228部を添加し、50℃で10時間反応させた。反応終了後、反応液を40℃まで冷却し、40℃以下を保ちながら37.5%リン酸水溶液を添加してpH4まで中和し、反応液を静置して水層を分離した。水層を分離後、メチルイソブチルケトン300部を添加して均一に溶解し、蒸留水500部で3回洗浄し、50℃以下の温度で減圧して、水、溶媒等を除去してポリメチロール化合物を得た。 First, 456 parts of bisphenol A, 228 parts of water, and 649 parts of 37% formalin were placed in a flask equipped with a condenser and a stirrer. While maintaining the temperature below 40°C, 228 parts of 25% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the reaction was carried out at 50°C for 10 hours. After the reaction was complete, the reaction liquid was cooled to 40°C, and while maintaining the temperature below 40°C, 37.5% aqueous phosphoric acid solution was added to neutralize the solution to pH 4. The reaction liquid was then allowed to stand, and the aqueous layer was separated. After separating the aqueous layer, 300 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved uniformly, and the mixture was washed three times with 500 parts of distilled water. The water, solvent, etc. were removed under reduced pressure at a temperature below 50°C, yielding a polymethylol compound.
得られたポリメチロール化合物をメタノール550部に溶解し、ポリメチロール化合物のメタノール溶液1230部を得た。得られたポリメチロール化合物のメタノール溶液の一部を真空乾燥機中室温で乾燥した。この時の固形分は55.2%であった。得られたポリメチロール化合物のメタノール溶液500部、及び2,6-キシレノール440部を50℃で均一に溶解した。均一に溶解した後、50℃以下の温度の減圧下でメタノールを除去し、シュウ酸8部を添加し、100℃で10時間反応した。反応終了後、180℃、50mmHgの減圧下で溜出分を除去し、ノボラック樹脂A 550部を得た。 The resulting polymethylol compound was dissolved in 550 parts of methanol to obtain 1,230 parts of a methanol solution of the polymethylol compound. A portion of the resulting methanol solution of the polymethylol compound was dried at room temperature in a vacuum dryer. The solids content at this time was 55.2%. 500 parts of the resulting methanol solution of the polymethylol compound and 440 parts of 2,6-xylenol were dissolved uniformly at 50°C. After uniform dissolution, the methanol was removed under reduced pressure at a temperature below 50°C, and 8 parts of oxalic acid were added, followed by a reaction at 100°C for 10 hours. After completion of the reaction, the distillate was removed under reduced pressure at 180°C and 50 mmHg to obtain 550 parts of novolak resin A.
得られたノボラック樹脂Aを130部、50%水酸化ナトリウム水溶液2.6部、トルエン/メチルイソブチルケトン(質量比=2/1)100部を温度計、窒素導入装置兼アルキレンオキシド導入装置および撹拌装置を備えたオートクレーブに投入し、撹拌しながら系内を窒素置換し、次いで加熱昇温し、150℃、8kg/cm2でエチレンオキシド45部を徐々に導入し反応させた。反応ゲージ圧が0.0kg/cm2となるまで約4時間を続けた後、室温まで冷却した。得られた反応液に3.3部の36%塩酸水溶液を添加、混合して、水酸化ナトリウムを中和した。得られた中和反応生成物をトルエンで希釈し、3回水洗し、エバポレーターを用いて脱溶剤して、水酸基価が175g/eq.であるノボラック樹脂Aのエチレンオキシド付加物を得た。 130 parts of the obtained novolak resin A, 2.6 parts of a 50% aqueous sodium hydroxide solution, and 100 parts of toluene/methyl isobutyl ketone (mass ratio = 2/1) were charged into an autoclave equipped with a thermometer, a nitrogen/alkylene oxide introducing device, and a stirrer. The system was purged with nitrogen while stirring, and then heated to an elevated temperature. 45 parts of ethylene oxide were gradually introduced at 150°C and 8 kg/ cm² to cause a reaction. The reaction was continued for approximately 4 hours until the reaction gauge pressure reached 0.0 kg/ cm² , and then cooled to room temperature. 3.3 parts of a 36% aqueous hydrochloric acid solution were added to the resulting reaction solution and mixed to neutralize the sodium hydroxide. The resulting neutralized reaction product was diluted with toluene, washed three times with water, and the solvent was removed using an evaporator to obtain an ethylene oxide adduct of novolak resin A with a hydroxyl value of 175 g/eq.
得られたノボラック樹脂Aのエチレンオキシド付加物には、フェノール性水酸基1当量当りエチレンオキシドが平均1モル付加していた。次いで、撹拌機、温度計および空気吹き込み管を備えた反応器に、得られたノボラック樹脂Aのエチレンオキシド付加物175部、アクリル酸50部、p-トルエンスルホン酸3.0部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.1部、およびトルエン130部を投入し、空気を吹き込みながら撹拌し、115℃に昇温して反応により生成した水をトルエンと共沸混合物として留去しながら、さらに4時間反応させた後、室温まで冷却した。得られた反応液を5%NaCl水溶液により水洗し、減圧留去によりトルエンを除去した後、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを添加して、固形分68%のアクリレート樹脂溶液を得た。そして、撹拌器および還流冷却器を備えた四つ口フラスコに、得られたアクリレート樹脂溶液312部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.1部、およびトリフェニルホスフィン0.3部を投入し、混合物を110℃に加熱し、テトラヒドロ無水フタル酸45部を添加して4時間反応させ、冷却後に取り出してカルボキシル基含有樹脂の溶液を得た。得られたカルボキシル基含有樹脂は、固形分が70%であり、固形分の酸価が65mgKOH/gであった。 The resulting ethylene oxide adduct of novolak resin A contained an average of 1 mole of ethylene oxide per equivalent of phenolic hydroxyl group. Next, 175 parts of the resulting ethylene oxide adduct of novolak resin A, 50 parts of acrylic acid, 3.0 parts of p-toluenesulfonic acid, 0.1 parts of hydroquinone monomethyl ether, and 130 parts of toluene were added to a reactor equipped with a stirrer, thermometer, and air inlet tube. The mixture was stirred while blowing in air, heated to 115°C, and allowed to react for an additional 4 hours while the water produced by the reaction was distilled off as an azeotrope with toluene. The mixture was then cooled to room temperature. The resulting reaction solution was washed with a 5% aqueous solution of NaCl, and the toluene was removed by distillation under reduced pressure. Diethylene glycol monoethyl ether acetate was then added to obtain an acrylate resin solution with a solids content of 68%. Then, 312 parts of the obtained acrylate resin solution, 0.1 parts of hydroquinone monomethyl ether, and 0.3 parts of triphenylphosphine were placed in a four-neck flask equipped with a stirrer and a reflux condenser, and the mixture was heated to 110°C. 45 parts of tetrahydrophthalic anhydride was added and reacted for 4 hours. After cooling, the mixture was removed and a carboxyl group-containing resin solution was obtained. The resulting carboxyl group-containing resin had a solids content of 70% and an acid value of the solids of 65 mgKOH/g.
後出の「表1」に示す各成分を同表に示す量で混合し、撹拌機を用いて予備撹拌した後、三本ロールミルを用いて混練し、感光性樹脂組成物を調製した。なお、表1に示す各成分の数値は、溶剤を除いてそれぞれ固形分量を表す。 The components shown in Table 1 below were mixed in the amounts shown in the table, pre-mixed using a mixer, and then kneaded using a triple roll mill to prepare a photosensitive resin composition. The values for each component shown in Table 1 represent the solid content, excluding the solvent.
表1中の各成分の詳細は以下の通りである。
カルボキシル基含有樹脂:上述のカルボキシル基含有樹脂の合成により得られたカルボキシル基含有樹脂となる。表中の値は固形分の値。
光重合性モノマー:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)
着色剤1:ファーストゲンブルー5380 フタロシアニンブルー
着色剤2:イエローS1515/AGR クロモフタルイエロー
光重合開始剤1:IGMジャパン合同会社製のOmnirad TPO-L
エチル-2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート 融点:-12℃
光重合開始剤2:IGMジャパン合同会社製のOmnipol TP 軟化点:10℃、構造は下記式参照。下記式中、a、b、cはいずれも1~20の整数、好ましくはいずれも1~10の整数である。
光重合開始剤3:IGMジャパン合同会社製のOmnirad 907
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 融点:74℃
熱硬化触媒1:メラミン
熱硬化触媒2:ジシアンジアミド
無機フィラー1:球状シリカ(日産化学株式会社製MEK-AC-2140Z)、平均粒子径(D50):12nm
無機フィラー2:球状シリカ(株式会社アドマテックス製YA050C)、平均粒子径(D50):50nm
無機フィラー3:球状シリカ(日産化学株式会社製MEK-AC-5140Z)、平均粒子径(D50):80nm
無機フィラー4:アルミナ(イーエムジャパン株式会社製NP-ALO-1)、平均粒子径(D50):80nm
無機フィラー5:球状シリカ 株式会社デンカ製のシリカ(SFP-30)、平均粒子径(D50):550nm
無機フィラー6:硫酸バリウム(堺化学工業株式会社製B-30)、平均粒子径(D50):300nm
無機フィラー7:タルク(日本タルク株式会社製ナノエースD-600)、平均粒子径(D50):600nm
無機フィラー8:酸化チタン(石原産業株式会社製CR-97)、平均粒子径(D50):250nm
熱硬化性成分:DIC株式会社製の多官能フェノールノボラック型エポキシ樹脂(EPICLON(登録商標)N-770)
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
Details of each component in Table 1 are as follows:
Carboxyl group-containing resin: The carboxyl group-containing resin obtained by the synthesis of the carboxyl group-containing resin described above. The values in the table are the values of the solid content.
Photopolymerizable monomer: dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA)
Colorant 1: Firstgen Blue 5380 Phthalocyanine Blue Colorant 2: Yellow S1515/AGR Chromophthal Yellow Photopolymerization initiator 1: Omnirad TPO-L manufactured by IGM Japan LLC
Ethyl 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate Melting point: -12°C
Photopolymerization initiator 2: Omnipol TP manufactured by IGM Japan LLC. Softening point: 10°C. See the following formula for the structure: In the following formula, a, b, and c are all integers of 1 to 20, preferably 1 to 10.
Photopolymerization initiator 3: Omnirad 907 manufactured by IGM Japan LLC
2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-1-propanone Melting point: 74°C
Heat curing catalyst 1: melamine Heat curing catalyst 2: dicyandiamide Inorganic filler 1: spherical silica (MEK-AC-2140Z manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), average particle size (D50): 12 nm
Inorganic filler 2: spherical silica (YA050C manufactured by Admatechs Co., Ltd.), average particle size (D50): 50 nm
Inorganic filler 3: spherical silica (MEK-AC-5140Z manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), average particle size (D50): 80 nm
Inorganic filler 4: alumina (NP-ALO-1 manufactured by EM Japan Co., Ltd.), average particle size (D50): 80 nm
Inorganic filler 5: spherical silica (SFP-30) manufactured by Denka Corporation, average particle size (D50): 550 nm
Inorganic filler 6: barium sulfate (B-30 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), average particle size (D50): 300 nm
Inorganic filler 7: Talc (Nano Ace D-600 manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.), average particle size (D50): 600 nm
Inorganic filler 8: titanium oxide (CR-97 manufactured by Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.), average particle size (D50): 250 nm
Thermosetting component: Multifunctional phenol novolac epoxy resin (EPICLON (registered trademark) N-770) manufactured by DIC Corporation
Organic solvent: Diethylene glycol monoethyl ether acetate
[粘度の測定]
粘度の測定には、JIS Z 8803:2011の10「円すい-平板形回転粘度計による粘度測定方法」に準拠して測定した粘度を意味し、具体的には、コーンプレート型粘度計(TVE-33H、東機産業株式会社製)を用い、粘度が10Pa・s未満である液状物では3°×R14のコーン・ロータを使用し、粘度が10~300Pa・sのペースト状物では3°×R9.7のコーン・ロータを使用して、25℃、5.0rpm、30秒の条件にて測定した値をいうものとする。
[Viscosity measurement]
The viscosity measurement refers to a viscosity measured in accordance with JIS Z 8803:2011, Section 10, "Method for measuring viscosity using a cone-plate rotational viscometer." Specifically, the viscosity is measured using a cone-plate viscometer (TVE-33H, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) using a 3°×R14 cone rotor for liquid substances with a viscosity of less than 10 Pa s, or a 3°×R9.7 cone rotor for paste-like substances with a viscosity of 10 to 300 Pa s, under conditions of 25°C, 5.0 rpm, and 30 seconds.
光重合開始剤1、2、3の25℃における粘度は以下のとおりである。
光重合開始剤1:0.7Pa・s
光重合開始剤2:227Pa・s
光重合開始剤3:固形のため測定不可
The viscosities of the photopolymerization initiators 1, 2 and 3 at 25° C. are as follows.
Photopolymerization initiator 1: 0.7 Pa·s
Photopolymerization initiator 2: 227 Pa·s
Photopolymerization initiator 3: Cannot be measured because it is solid
[融点または軟化点の測定]
融点または軟化点の測定には、ティー・エイ・インスツルメント社製の示唆走査熱量分析装置Modulated DSC (Q2000)を用いた。同装置では、熱浴の温度を一定の振幅、周波数で振動させながら昇温し、試料を熱浴の温度からの位相のずれを伴いながら昇温させた。位相のずれから、温度変調に追随する成分と追随しない成分とに分け、融点または軟化点は温度変調に追随する部分から求めた。
[Melt point or softening point measurement]
The melting point or softening point was measured using a differential scanning calorimeter, Modulated DSC (Q2000) manufactured by TA Instruments. In this device, the temperature of the heat bath was raised while oscillating at a constant amplitude and frequency, and the sample was heated while exhibiting a phase shift from the temperature of the heat bath. Based on the phase shift, the sample was separated into components that followed the temperature modulation and those that did not, and the melting point or softening point was determined from the portion that followed the temperature modulation.
[感光性樹脂組成物を有するドライフィルムの作製]
上記により得られた各樹脂組成物を用い感光性樹脂組成物の積層構造体を作製した。まず、35μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(以下、第1のフィルム)上に表1に開示の実施例及び比較例の各組成物を塗布、乾燥して感光性の樹脂層を作製した。次いで、感光性の樹脂層の表面に厚さ15μmの二軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム(以下、第2のフィルム)をラミネートし、第1のフィルム、感光性の樹脂層、第2のフィルムの3層から成る各実施例及び比較例のドライフィルムを作製した。
[Preparation of dry film having photosensitive resin composition]
Using each resin composition obtained as described above, a photosensitive resin composition laminate structure was prepared. First, each composition of the Examples and Comparative Examples disclosed in Table 1 was applied to a 35 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film (hereinafter referred to as the first film) and dried to prepare a photosensitive resin layer. Next, a 15 μm-thick biaxially oriented polypropylene (OPP) film (hereinafter referred to as the second film) was laminated onto the surface of the photosensitive resin layer to prepare a dry film for each Example and Comparative Example consisting of three layers: the first film, the photosensitive resin layer, and the second film.
[硬化物(硬化塗膜)の作製]
ロープロファイルの銅箔上に、前述の作製によるドライフィルムから第2のフィルムを剥離して、銅箔表面側に、[感光性樹脂組成物を有するドライフィルムの作製]において作製したドライフィルムの感光性の樹脂層を貼り合わせ、続いて、バッチ式真空加圧ラミネーター(株式会社日本製鋼所製 MVLP-500)を用いて加圧度:0.8MPa、70℃、1分、真空度:133.3Paの条件で加熱ラミネートして、基板と感光性の樹脂層とを密着させた。
[Preparation of cured product (cured coating film)]
The second film was peeled off from the dry film prepared above and placed on a low-profile copper foil, and the photosensitive resin layer of the dry film prepared in [Preparation of dry film having photosensitive resin composition] was attached to the copper foil surface side. Subsequently, using a batch-type vacuum pressure laminator (MVLP-500 manufactured by The Japan Steel Works, Ltd.), heat lamination was performed under conditions of pressure: 0.8 MPa, 70°C, 1 minute, and vacuum: 133.3 Pa, to adhere the substrate and the photosensitive resin layer to each other.
次に、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて、ドライフィルム上から露光(露光量:400~600mJ/cm2)した後、ドライフィルムから第1のフィルムを剥離し、感光性の樹脂の層を露出させた。その後、1質量%Na2CO3水溶液を用い、30℃、スプレー圧2kg/cm2の条件で60秒間現像し、所定のレジストパターンを有する樹脂層を形成した。続いて、高圧水銀灯を備えたUVコンベア炉にて1000mJ/cm2の露光量で樹脂の層に照射した後、150℃で60分加熱して樹脂層を完全硬化させて各実施例及び比較例の硬化物(硬化塗膜)を作製した。 Next, using an exposure device equipped with a high-pressure mercury lamp (short arc lamp), the dry film was exposed (exposure amount: 400 to 600 mJ/cm 2 ), and then the first film was peeled off from the dry film to expose the photosensitive resin layer. This was then developed for 60 seconds using a 1 mass % Na 2 CO 3 aqueous solution at 30°C and a spray pressure of 2 kg/cm 2 to form a resin layer with a predetermined resist pattern. The resin layer was then irradiated in a UV conveyor furnace equipped with a high-pressure mercury lamp at an exposure amount of 1000 mJ/cm 2 , and then heated at 150°C for 60 minutes to completely cure the resin layer, producing a cured product (cured coating film) for each example and comparative example.
[CTEの評価]
各実施例及び比較例に対応する[硬化物(硬化塗膜)の作製]において作製した硬化物(硬化塗膜)を銅箔より剥離し、測定サイズ(3mm×16mmのサイズ)が得られる試料として、ティー・エイ・インスツルメント社製TMA-Q400EMにセッティングしてCTEを測定した。測定条件は、試験荷重5g、サンプルを10℃/分の昇温速度で室温より昇温することを2回繰り返し、2回目におけるTg以下の線膨張係数α1)を得た。得られたα1をCTEとして評価する。α1は、低い方が応力発生抑制となるため、45ppm以下であることが好ましい。
[Evaluation of CTE]
The cured product (cured coating film) prepared in the "Preparation of Cured Product (Cured Coating Film)" section for each Example and Comparative Example was peeled from the copper foil, and a sample of a measurement size (3 mm x 16 mm) was measured for CTE using a TMA-Q400EM manufactured by TA Instruments. The measurement conditions were a test load of 5 g, and the sample was heated from room temperature at a heating rate of 10°C/min, repeated twice, and the linear expansion coefficient α1 below Tg was obtained after the second heating. The obtained α1 was evaluated as CTE. A lower α1 leads to more suppression of stress generation, so it is preferable that the α1 be 45 ppm or less.
[ファインピッチL/Sへの埋め込み性(埋め込み性の評価)]
銅厚10μm、L(ライン:配線幅)/S(スペース:間隔幅)=10μm/10μmの櫛歯パターンの微細回路が形成されている両面プリント配線基板に前処理として、メック株式会社製CZ処理にて、表面粗さRaを0.05μm相当とするエッチング処理を行った。前述の作製の各実施例及び比較例に対応するドライフィルムについて、第2のフィルムを剥離した後、前出のバッチ式真空加圧ラミネーターを用い、エッチング処理した基板にラミネートした。ラミネート条件は、5kgf/cm2、80℃、1分、1Torrの条件にて加熱ラミネートし、次いで熱板プレス機で10kgf/cm2、90℃、1分の条件にてレベリングさせた。ラミネート後にラインとスペースの境界部分に空気が入り込み、樹脂層中に気泡(ボイド)が発生しているか否かについて100箇所、第1のフィルム越しに確認した。評価基準は以下とした。
A:ボイドが確認されなかった。
B:1~2箇所のボイドが確認された。
C:3箇所以上のボイドが確認された。
[Embeddability in Fine Pitch L/S (Evaluation of Embeddability)]
A double-sided printed wiring board having a copper thickness of 10 μm and a comb-tooth pattern fine circuit with an L (line: wiring width) / S (space: spacing width) = 10 μm / 10 μm was pretreated by etching using a CZ process manufactured by MEC Co., Ltd. to achieve a surface roughness Ra equivalent to 0.05 μm. For the dry films corresponding to the above-mentioned examples and comparative examples, the second film was peeled off, and then the dry films were laminated onto the etched substrate using the above-mentioned batch vacuum pressure laminator. The lamination conditions were heat lamination at 5 kgf/cm 2 , 80°C, 1 minute, and 1 Torr, followed by leveling using a hot plate press at 10 kgf/cm 2 , 90°C, and 1 minute. After lamination, 100 locations were checked through the first film to see if air had entered the boundary between the lines and spaces, causing bubbles (voids) to form in the resin layer. The evaluation criteria were as follows:
A: No voids were observed.
B: Voids were observed in one or two places.
C: Three or more voids were observed.
[解像性評価(最小開口径の評価)]
FR-4 1.6mm厚 銅箔35μm厚の銅張積層板を、メック株式会社製のCZ-8101B処理により表面粗さRaを1.0μm相当とする銅エッチング処理を行った。各実施例及び比較例の積層構造体を、ニッコー・マテリアルズ株式会社製の真空ラミネーターCVP-300を用い、90℃の第1チャンバーにおいて、真空圧3hPa、バキューム時間30秒の条件下で銅エッチング処理をした銅張積層板上にラミネートした後、第2チャンバーにおいて、プレス圧0.5MPa、プレス時間30秒、70℃の条件でプレスを行った。そして、高圧水銀灯(ショートアークランプ)搭載の露光装置を用いて、ビア開口径50μm、45μm、40μm、35μm、30μm、25μmのネガパターンを有するネガマスクを介し露光を行った。露光量は、ステップタブレット(Photec41段)で光沢感度が10段になるように露光量を調整した。露光してから10分後、各積層構造体から第1のフィルムを剥離し、感光性の樹脂層を露出させた。
[Resolution evaluation (evaluation of minimum aperture diameter)]
A copper-clad laminate with a thickness of 1.6 mm and a thickness of 35 μm was subjected to copper etching treatment using a CZ-8101B process manufactured by MEC Co., Ltd. to achieve a surface roughness Ra equivalent to 1.0 μm. The laminate structure of each example and comparative example was laminated onto a copper-clad laminate that had been subjected to copper etching treatment under conditions of a vacuum pressure of 3 hPa and a vacuum time of 30 seconds in a first chamber at 90 ° C. using a vacuum laminator CVP-300 manufactured by Nikko Materials Co., Ltd., and then pressed in a second chamber under conditions of a press pressure of 0.5 MPa, a press time of 30 seconds, and a temperature of 70 ° C. Then, using an exposure device equipped with a high-pressure mercury lamp (short arc lamp), exposure was performed through a negative mask having a negative pattern with via opening diameters of 50 μm, 45 μm, 40 μm, 35 μm, 30 μm, and 25 μm. The exposure amount was adjusted using a step tablet (Photec 41 step) so that the gloss sensitivity was level 10. 10 minutes after exposure, the first film was peeled off from each laminate structure to expose the photosensitive resin layer.
続いて、30℃の1質量%Na2CO3水溶液を用いて、スプレー圧2kg/cm2の条件で60秒間現像した。次いで、UVコンベア炉にて積算露光量1000mJ/cm2の条件で紫外線照射した後、170℃で60分間加熱硬化した。得られた各試験片について、パターン開口部を走査電子顕微鏡(SEM)2000倍にて観察し、最小開口径の評価を行った。最小開口径は35μm以下であることが好ましい。 Subsequently, the film was developed for 60 seconds using a 1% by mass Na2CO3 aqueous solution at 30°C under a spray pressure of 2 kg/ cm2 . The film was then irradiated with ultraviolet light in a UV conveyor oven at an integrated exposure dose of 1000 mJ/ cm2 , and then heat-cured at 170°C for 60 minutes. The pattern openings of each of the obtained test pieces were observed under a scanning electron microscope (SEM) at 2000x magnification to evaluate the minimum opening diameter. The minimum opening diameter is preferably 35 μm or less.
光重合開始剤1の融点は-12℃、光重合開始剤2の軟化点は10℃、光重合開始剤3軟化点は74℃であった。 The melting point of Photopolymerization initiator 1 was -12°C, the softening point of Photopolymerization initiator 2 was 10°C, and the softening point of Photopolymerization initiator 3 was 74°C.
実施例1ないし6及び比較例1ないし5の感光性樹脂組成物、その硬化物についての組成と評価は表1、表2のとおりである。 The compositions and evaluations of the photosensitive resin compositions and their cured products of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Tables 1 and 2.
[考察]
各実施例と比較例の結果から、光重合開始剤の性質の相違が大きい。実施例1と比較例との結果より、光重合開始剤の融点または軟化点が特定の範囲であると、樹脂組成物の流動性が増し、無機フィラー量が増大しても埋め込み性や解像性において良好な特性を示す。また、実施例4~6からも同様の傾向が認められるものの、エチル-2,4,6-トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネートを含有し、平均粒子径がナノサイズであるシリカ、ハイドロタルサイト、タルクおよびアルミナの少なくともいずれか1種が特定の配合量の範囲である実施例1~4が埋め込み性においてより良好な特性を示す。
[Consideration]
The results of each example and comparative example show that there are significant differences in the properties of the photopolymerization initiator. The results of Example 1 and comparative example show that when the melting point or softening point of the photopolymerization initiator is within a specific range, the fluidity of the resin composition increases, and even when the amount of inorganic filler is increased, good embeddability and resolution properties are exhibited. Furthermore, while a similar tendency is observed in Examples 4 to 6, Examples 1 to 4, which contain ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinate and in which at least one of silica, hydrotalcite, talc, and alumina, each having a nano-sized average particle size, is blended in a specific amount, show better embeddability properties.
また、実施例の各種物性等の評価から、本実施形態の感光性樹脂組成物、そのドライフィルム及び硬化物は、プリント配線基板への適用に極めて良好な結果を得ることができた。 Furthermore, evaluation of various physical properties in the examples demonstrated that the photosensitive resin composition of this embodiment, its dry film, and its cured product were extremely suitable for application to printed wiring boards.
Claims (14)
前記光重合開始剤の融点または軟化点が-50~30℃であり、
前記無機フィラーは、シリカ、ハイドロタルサイト、タルクおよびアルミナの少なくともいずれか1種であり、
前記無機フィラーがナノフィラーである、
ことを特徴とする感光性樹脂組成物。 A photosensitive resin composition containing a carboxyl group-containing resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and an inorganic filler,
The melting point or softening point of the photopolymerization initiator is −50 to 30° C.,
the inorganic filler is at least one of silica, hydrotalcite, talc, and alumina;
The inorganic filler is a nanofiller.
A photosensitive resin composition comprising:
(式中、R1は、炭素数1~12の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、R2は、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アリール基、ハロゲン原子、アルキル基もしくはアルコキシ基で置換されたアリール基、または炭素数1~20のカルボニル基を表わす。) The photosensitive resin composition according to claim 3 , wherein the photopolymerization initiator is represented by the following general formula (i):
(In the formula, R1 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R2 represents a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, an aryl group, a halogen atom, an aryl group substituted with an alkyl group or an alkoxy group, or a carbonyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
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2025
- 2025-03-21 WO PCT/JP2025/011095 patent/WO2025205453A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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