JP7582379B2 - Photosensitive resin composition, and photosensitive film, resist pattern forming method, and printed wiring board using the same - Google Patents
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Description
本発明は、プリント配線板の保護膜用のアルカリ現像可能な感光性樹脂組成物に関し、より詳しくは、半導体パッケージ用基板のレジスト分野において、永久マスクレジストとして用いられるプリント配線板の保護膜用感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性フィルム、レジストパターンの形成方法及びプリント配線板に関する。 The present invention relates to an alkaline-developable photosensitive resin composition for protective films on printed wiring boards, and more specifically to a photosensitive resin composition for protective films on printed wiring boards used as a permanent mask resist in the field of resists for semiconductor package substrates, as well as a photosensitive film, a method for forming a resist pattern, and a printed wiring board using the same.
プリント配線板分野では、従来から、プリント配線板上に永久マスクレジスト(保護膜)を形成することが行われている。感光性レジストのパターン形成方法としては、着色感光性樹脂組成物を基板に塗布し、乾燥した後、選択的に紫外線を照射することで硬化させ、その後未硬化部分のみをアルカリ液などで現像し除去してパターン形成を行うフォトリソグラフィー法が主流である。この永久マスクレジストは、例えば、半導体素子をプリント配線板上にはんだを介してフリップチップ実装する工程において、プリント配線板の導体層の不要な部分にはんだが付着することを防ぐ役割を有している。さらに、永久マスクレジストは、プリント配線板の使用時において、導体層の腐食を防止したり、導体層間の電気信頼性を保持したりする役割も有している。 In the field of printed wiring boards, a permanent mask resist (protective film) has been formed on a printed wiring board. The mainstream method for forming a pattern using a photosensitive resist is photolithography, in which a colored photosensitive resin composition is applied to a substrate, dried, and then selectively irradiated with ultraviolet light to harden the composition, and then only the unhardened parts are developed and removed with an alkaline solution to form a pattern. This permanent mask resist prevents solder from adhering to unnecessary parts of the conductor layer of the printed wiring board, for example, in the process of flip-chip mounting a semiconductor element on a printed wiring board via solder. Furthermore, the permanent mask resist also prevents corrosion of the conductor layer and maintains electrical reliability between the conductor layers when the printed wiring board is in use.
従来、プリント配線板製造における永久マスクレジストは、熱硬化性あるいは感光性樹脂組成物をスクリーン印刷やロールコートする方法等で作製されている。 Traditionally, permanent mask resists in printed wiring board manufacturing have been produced by screen printing or roll coating a thermosetting or photosensitive resin composition.
例えば、FC、TAB及びCOFといった実装方式を用いたフレキシブル配線板においては、リジッド配線板、ICチップ、電子部品又はLCDパネルと接続配線パターン部分を除いて、熱硬化性樹脂ペーストをスクリーン印刷し、熱硬化して永久マスクレジストを形成している(例えば特許文献1参照)。 For example, in flexible wiring boards using mounting methods such as FC, TAB, and COF, except for the rigid wiring board, IC chip, electronic components, or LCD panel and the connection wiring pattern portion, a thermosetting resin paste is screen printed and thermally cured to form a permanent mask resist (see, for example, Patent Document 1).
また、近年、配線パターンの高密度化に伴い、永久マスクレジストは高解像性が求められており、写真法でパターン形成する感光性樹脂組成物が盛んに用いられるようになっている。中でも炭酸ナトリウム水溶液等の弱アルカリ水溶液で現像可能なアルカリ現像型のものが、作業環境保全、地球環境保全の点から主流になっている。また、電子機器の小型化・高性能化の流れに伴い、半導体チップの配線の狭ピッチ化による高密度化の傾向が著しく、これに対応した半導体実装方法として、はんだバンプにより半導体チップと基板とを接合させるフリップチップ接続方式が主流となっている。このフリップチップ接続方式は、基板と半導体チップとの間にはんだボールを配置し全体を加熱して溶融接合させるリフロー方式による半導体実装方式である。そのため、はんだリフロー時に基板自体が高温環境に晒され、基板の熱収縮により、基板と半導体を接続するはんだボールに大きな応力が発生し、配線の接続不良、永久マスクレジストやアンダーフィルに割れ(クラック)を起こす場合があった。その為、プリント配線板に用いられる絶縁材料には、低熱膨張率の材料が求められている。 In recent years, with the increasing density of wiring patterns, permanent mask resists are required to have high resolution, and photosensitive resin compositions that form patterns using a photographic method are being used extensively. Among them, alkaline development types that can be developed with a weak alkaline aqueous solution such as a sodium carbonate aqueous solution are becoming mainstream from the viewpoint of preserving the working environment and the global environment. In addition, with the trend toward miniaturization and high performance of electronic devices, there is a remarkable tendency for semiconductor chips to have narrower pitches for wiring and therefore higher density. As a semiconductor mounting method that corresponds to this, the flip chip connection method in which a semiconductor chip and a substrate are joined by solder bumps has become mainstream. This flip chip connection method is a semiconductor mounting method using a reflow method in which solder balls are placed between the substrate and the semiconductor chip and the entire substrate is heated to melt and join them. Therefore, during solder reflow, the substrate itself is exposed to a high temperature environment, and the thermal contraction of the substrate generates large stress in the solder balls that connect the substrate and the semiconductor, which can cause poor connection of the wiring and cracks in the permanent mask resist and underfill. For this reason, insulating materials used in printed wiring boards are required to have a low thermal expansion coefficient.
プリント配線板における配線パターン及び絶縁パターン(永久マスクレジスト)の高精細化に伴い、配線間の間隔ピッチが微細化しているため、配線間の優れた電気信頼性(特に、吸湿後の電気信頼性(HAST(High Accelerated Stress Test、高度加速寿命試験)耐性))が求められる。
そして、その製造においては、リード線を必要としない無電解めっき法が採用されるようになっている(例えば、特許文献2)。無電解めっき法は、めっき膜厚が均一であり、平滑性が高い等の特長を有している。しかし、めっき液のpHが大きく強アルカリ性を呈していること、めっき析出速度を向上させるために、液温を90℃程度という高温にすることから、永久マスクレジストに対するダメージが大きくなる傾向にある。そのため、永久マスクレジストには無電解めっきに用いられるめっき液によるダメージに強い、耐無電解めっき性の更なる向上も求められる。
As wiring patterns and insulating patterns (permanent mask resists) in printed wiring boards become increasingly fine, the pitch between wiring lines becomes finer, and this requires excellent electrical reliability between wiring lines (especially electrical reliability after moisture absorption (HAST (High Accelerated Stress Test) resistance)).
In the manufacture of the mask resist, electroless plating, which does not require lead wires, has been adopted (see, for example, Patent Document 2). The electroless plating method has features such as uniform plating thickness and high smoothness. However, the plating solution has a high pH and is strongly alkaline, and the solution temperature is raised to a high temperature of about 90° C. in order to improve the plating deposition rate, so that the damage to the permanent mask resist tends to be large. Therefore, the permanent mask resist is required to be resistant to damage caused by the plating solution used in the electroless plating and to have further improved resistance to electroless plating.
また、熱膨張率の低下のため、無機フィラーを増量することにより、アルカリ現像後にフィラーが残ってしまう現象が発生する傾向がある。このフィラー残渣が発生することにより、電気的接続が不十分となり電気信頼性が悪化するため、フィラー残渣の改善が求められる。 In addition, increasing the amount of inorganic filler to reduce the thermal expansion coefficient tends to result in the phenomenon of filler remaining after alkaline development. The occurrence of this filler residue leads to insufficient electrical connection and reduced electrical reliability, so there is a need to improve the filler residue.
本発明は、優れた耐熱性、低熱膨張率を有し、さらに良好な解像性、電気信頼性(HAST耐性)、フィラー現像性を実現する感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性フィルム、レジストパターンの形成方法及びプリント配線板を提供する。 The present invention provides a photosensitive resin composition that has excellent heat resistance and a low coefficient of thermal expansion, and also achieves good resolution, electrical reliability (HAST resistance), and filler developability, as well as a photosensitive film, a method for forming a resist pattern, and a printed wiring board that use the same.
発明者らは、これら高耐熱性と低熱膨張率、良好な電気信頼性(HAST耐性)、良好なフィラー現像性、フィラー残渣解消を満足できるソルダーレジスト特性及び組成について検討を重ねた結果、(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂、(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー、(C)光重合開始剤及び(D)無機フィラーを含有する感光性樹脂組成物とし、(A)成分の酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂を特定の耐熱性の高い化合物で、かつMw/Mnで表される分散度が2.0~5.0の樹脂の適用と、無機フィラーを30~70質量%含有させることで、線熱膨張率を悪化させることなく耐熱性、電気信頼性、フィラー現像性(フィラー残渣解消)を両立できることを見出した。 After extensive research into solder resist properties and compositions that can satisfy these high heat resistance, low thermal expansion coefficient, good electrical reliability (HAST resistance), good filler developability, and elimination of filler residue, the inventors discovered that a photosensitive resin composition containing (A) an acid-modified vinyl group-containing epoxy resin, (B) a photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, (C) a photopolymerization initiator, and (D) an inorganic filler can be used, and that the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin of component (A) is a specific highly heat-resistant compound, and that the resin has a polydispersity expressed as Mw/Mn of 2.0 to 5.0, and that the inorganic filler is contained in an amount of 30 to 70 mass %, thereby achieving both heat resistance, electrical reliability, and filler developability (elimination of filler residue) without deteriorating the linear thermal expansion coefficient.
本発明の感光性樹脂組成物は、[1](A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂、(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー、(C)光重合開始剤、及び(D)無機フィラーを含有してなる感光性樹脂組成物であり、(A)成分の酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂が、一般式(1)又は一般式(2)で表さる化合物(ただし、Mw/Mn(重量平均分子量/数平均分子量)で表される分散度が2.0~5.0のもの)を含み、かつ、(D)無機フィラーの含有量が全固形分量に対し30~70質量%であることを特徴とする。 The photosensitive resin composition of the present invention is a photosensitive resin composition comprising [1] (A) an acid-modified vinyl group-containing epoxy resin, (B) a photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, (C) a photopolymerization initiator, and (D) an inorganic filler, characterized in that the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin of component (A) contains a compound represented by general formula (1) or general formula (2) (wherein the polydispersity represented by Mw/Mn (weight average molecular weight/number average molecular weight) is 2.0 to 5.0), and the content of the inorganic filler (D) is 30 to 70 mass% based on the total solid content.
[一般式(1)中、R11は水素原子又はメチル基を示し、Y1は水素原子又はグリシジル基を示し、n1は1以上の整数を示す。なお、複数存在するR11及びY1はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも一つのY1はグリシジル基を示す。一般式(2)中、R12は水素原子又はメチル基を示し、Y2はそれぞれ独立に水素原子又はグリシジル基を示す。なお、2つのR12は同一でも異なっていてもよい。但し、Y2の少なくとも一方はグリシジル基を示す。]
[In general formula (1), R 11 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y 1 represents a hydrogen atom or a glycidyl group, and n1 represents an integer of 1 or more. Note that multiple R 11s and multiple Y 1s may be the same or different. However, at least one Y 1 represents a glycidyl group. In general formula (2), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 2s each independently represent a hydrogen atom or a glycidyl group. Note that two R 12s may be the same or different. However, at least one of Y 2s represents a glycidyl group.]
また、本発明の感光性樹脂組成物は、[2](B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマーが、エチレン性不飽和結合を1分子内に3つ以上有する多官能光重合性モノマーである上記[1]に記載の感光性樹脂組成物である。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、[3]更に(E)顔料を含む上記[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物である。
The photosensitive resin composition of the present invention is also the photosensitive resin composition according to the above item [1], in which the photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond (B) is a polyfunctional photopolymerizable monomer having three or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule.
The photosensitive resin composition of the present invention is the photosensitive resin composition according to the above item [1] or [2], further comprising [3] (E) a pigment.
また、本発明の感光性フィルムは、[4]支持体と、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物から形成された感光層とを備える。
また、本発明のレジストパターンの形成方法は、絶縁基板と前記絶縁基板上に形成された回路パターンを有する導体層とを備える積層基板の前記絶縁基板上に、前記導体層を覆うように上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を用いて感光層を積層し、前記感光層の所定部分に活性光線を照射して露光部を形成し、次いで、前記感光層の前記露光部以外の部分を除去することを特徴とする。
また、本発明のプリント配線板は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された回路パターンを有する導体層と、前記導体層を覆うように上記[1]~[3]のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成された永久レジスト層とを備える。
The photosensitive film of the present invention includes a support [4] and a photosensitive layer formed from the photosensitive resin composition according to any one of the above [1] to [3].
Further, a method for forming a resist pattern of the present invention includes the steps of: laminating a photosensitive layer on a laminate substrate including an insulating substrate and a conductor layer having a circuit pattern formed on the insulating substrate, using the photosensitive resin composition described in any one of the above [1] to [3] so as to cover the conductor layer; irradiating a predetermined portion of the photosensitive layer with active light to form an exposed portion; and then removing a portion of the photosensitive layer other than the exposed portion.
The printed wiring board of the present invention includes an insulating substrate, a conductor layer having a circuit pattern formed on the insulating substrate, and a permanent resist layer formed using the photosensitive resin composition according to any one of the above items [1] to [3] so as to cover the conductor layer.
本発明によれば、線熱膨張率を悪化させることなく高耐熱性、解像性、電気信頼性(HAST耐性)、フィラー現像性を両立できるプリント配線板の保護膜用感光性樹脂組成物、これを用いた感光性フィルム、レジストパターンの形成方法及びプリント配線板を提供することができる。 The present invention provides a photosensitive resin composition for protective films on printed wiring boards that can achieve high heat resistance, resolution, electrical reliability (HAST resistance), and filler developability without deteriorating the linear thermal expansion coefficient, as well as a photosensitive film, a method for forming a resist pattern, and a printed wiring board using the same.
本発明において、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリル酸を示し、(メタ)アクリレートとはアクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味し、(メタ)アクリロイル基とはアクリロイル基又はメタクリロイル基を意味する。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
まず、好適な実施形態に係る感光性樹脂組成物について説明する。
In the present invention, (meth)acrylic acid refers to acrylic acid or methacrylic acid, (meth)acrylate refers to an acrylate or the corresponding methacrylate, and (meth)acryloyl group refers to an acryloyl group or methacryloyl group.
Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail.
First, a photosensitive resin composition according to a preferred embodiment will be described.
[(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂]
本発明で用いる(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(Mw/Mnで表される分散度が2.0~5.0のもの)について説明する。
本発明で用いる(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂としては、Mw/Mnで表される分散度が2.0~5.0のものであり、また、アルカリ現像が可能であり、且つ解像性、接着性に優れる観点から、下記一般式(1)で表されるノボラック型エポキシ樹脂、下記一般式(2)又は(3)で表される構造単位を有するビスフェノール型ノボラック樹脂からなる群より選択される少なくとも1種のエポキシ樹脂(a)と、ビニル基含有モノカルボン酸(b)とを反応させて得られる樹脂(A’)に、飽和若しくは不飽和基含有多塩基酸無水物を反応させて得られる樹脂(A”)であることが好ましい。
[(A) Acid-modified vinyl group-containing epoxy resin]
The acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A) used in the present invention (having a polydispersity represented by Mw/Mn of 2.0 to 5.0) will now be described.
The acid-modified vinyl-group-containing epoxy resin (A) used in the present invention has a dispersity represented by Mw/Mn of 2.0 to 5.0. From the viewpoints of alkali developability and excellent resolution and adhesion, it is preferable that the acid-modified vinyl-group-containing epoxy resin (A) is a resin (A″) obtained by reacting at least one epoxy resin (a) selected from the group consisting of novolac epoxy resins represented by the following general formula (1) and bisphenol novolac resins having a structural unit represented by the following general formula (2) or (3) with a vinyl-group-containing monocarboxylic acid (b), and then reacting the resulting resin (A′) with a saturated or unsaturated group-containing polybasic acid anhydride.
[一般式(1)中、R11は水素原子又はメチル基を示し、Y1は水素原子又はグリシジル基を示し、n1は1以上の整数を示す。なお、複数存在するR11及びY1はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、少なくとも一つのY1はグリシジル基を示す。]
[In the general formula (1), R 11 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y 1 represents a hydrogen atom or a glycidyl group, and n1 represents an integer of 1 or more. Note that a plurality of R 11 and Y 1 may be the same or different. However, at least one Y 1 represents a glycidyl group.]
[一般式(2)中、R12は水素原子又はメチル基を示し、Y2はそれぞれ独立に水素原子又はグリシジル基を示す。なお、2つのR12は同一でも異なっていてもよい。但し、Y2の少なくとも一方はグリシジル基を示す。]
[In the general formula (2), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 2 each independently represents a hydrogen atom or a glycidyl group. The two R 12 may be the same or different. However, at least one of Y 2 represents a glycidyl group.]
[一般式(3)中、R13は水素原子又はメチル基を示し、Y3はそれぞれ独立に水素原子又はグリシジル基を示す。なお、2つのR13は同一でも異なっていてもよい。但し、Y3の少なくとも一方はグリシジル基を示す。]
[In the general formula (3), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 3 each independently represents a hydrogen atom or a glycidyl group. The two R 13 may be the same or different. However, at least one of Y 3 represents a glycidyl group.]
エポキシ樹脂(a)と、ビニル基含有モノカルボン酸(b)とを反応させて得られる樹脂(A’)は、エポキシ樹脂(a)のエポキシ基とビニル基含有モノカルボン酸(b)のカルボキシル基との付加反応により形成される水酸基を有しているものと推察される。 Resin (A') obtained by reacting epoxy resin (a) with vinyl-containing monocarboxylic acid (b) is presumed to have hydroxyl groups formed by addition reaction between the epoxy groups of epoxy resin (a) and the carboxyl groups of vinyl-containing monocarboxylic acid (b).
一般式(1)で示されるノボラック型エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。これらのノボラック型エポキシ樹脂は、例えば、公知の方法でフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂とエピクロルヒドリンとを反応させることにより得ることができる。 Novolac type epoxy resins represented by general formula (1) include phenol novolac type epoxy resins and cresol novolac type epoxy resins. These novolac type epoxy resins can be obtained, for example, by reacting phenol novolac resin or cresol novolac resin with epichlorohydrin by a known method.
エポキシ樹脂(a)としては、プロセス裕度が優れるとともに、耐溶剤性を向上できる観点からは、一般式(1)で表されるノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。 As the epoxy resin (a), a novolac-type epoxy resin represented by general formula (1) is preferred from the viewpoint of excellent process tolerance and improved solvent resistance.
一般式(1)で示されるフェノールノボラック型エポキシ樹脂又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、YDCN-701、YDCN-702、YDCN-703、YDCN-704、YDCN-704L、YDPN-638、YDPN-602(以上、新日鐵住金化学株式会社製、商品名)、DEN-431、DEN-439(以上、ハンツマン・コーポレーション社製、商品名)、EOCN-120、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1012、EOCN-1025、EOCN-1027、BREN(以上、日本化薬株式会社製、商品名)、EPN-1138、EPN-1235、EPN-1299(以上、ハンツマン・コーポレーション社製、商品名)、N-730、N-770、N-865、N-870、N-665、N-673、VH-4150、VH-4240(以上、DIC株式会社製、商品名)が商業的に入手可能である。 Examples of phenol novolac type epoxy resins or cresol novolac type epoxy resins represented by general formula (1) include YDCN-701, YDCN-702, YDCN-703, YDCN-704, YDCN-704L, YDPN-638, YDPN-602 (all of which are product names manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Chemical Co., Ltd.), DEN-431, DEN-439 (all of which are product names manufactured by Huntsman Corporation), EOCN-120, EOCN-102S, EOCN-120 ... Commercially available products include N-103S, EOCN-104S, EOCN-1012, EOCN-1025, EOCN-1027, BREN (all trade names manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), EPN-1138, EPN-1235, EPN-1299 (all trade names manufactured by Huntsman Corporation), N-730, N-770, N-865, N-870, N-665, N-673, VH-4150, and VH-4240 (all trade names manufactured by DIC Corporation).
また、エポキシ樹脂(a)としては、薄膜基板の反り性をより低減できるとともに、耐熱衝撃性をより向上できる観点から、一般式(2)及び/又は一般式(3)で表される構造単位を有するエポキシ樹脂を用いることが好ましい。 In addition, as the epoxy resin (a), it is preferable to use an epoxy resin having structural units represented by general formula (2) and/or general formula (3), from the viewpoint of further reducing the warpage of the thin film substrate and further improving the thermal shock resistance.
上記一般式(3)において、R13が水素原子であり、Y3がグリシジル基のものは、EXA-7376シリーズ(DIC株式会社製、商品名)として、また、R13がメチル基であり、Y3がグリシジル基のものは、EPON SU8シリーズ(旧ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)として商業的に入手可能である。 In the above general formula (3), those in which R 13 is a hydrogen atom and Y 3 is a glycidyl group are commercially available as the EXA-7376 series (trade name, manufactured by DIC Corporation), and those in which R 13 is a methyl group and Y 3 is a glycidyl group are commercially available as the EPON SU8 series (trade name, manufactured by the former Japan Epoxy Resins Co., Ltd.).
上述のビニル基含有モノカルボン酸(b)としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸の二量体、メタクリル酸、β-フルフリルアクリル酸、β-スチリルアクリル酸、桂皮酸、クロトン酸、α-シアノ桂皮酸等のアクリル酸誘導体や、水酸基含有アクリレートと二塩基酸無水物との反応生成物である半エステル化合物、ビニル基含有モノグリシジルエーテル若しくはビニル基含有モノグリシジルエステルと二塩基酸無水物との反応生成物である半エステル化合物が挙げられる。 Examples of the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) include acrylic acid, acrylic acid dimers, methacrylic acid, β-furfurylacrylic acid, β-styrylacrylic acid, cinnamic acid, crotonic acid, α-cyanocinnamic acid, and other acrylic acid derivatives, half-ester compounds which are reaction products of hydroxyl group-containing acrylates and dibasic acid anhydrides, and half-ester compounds which are reaction products of vinyl group-containing monoglycidyl ethers or vinyl group-containing monoglycidyl esters and dibasic acid anhydrides.
半エステル化合物は、水酸基含有アクリレート、ビニル基含有モノグリシジルエーテル若しくはビニル基含有モノグリシジルエステルと二塩基酸無水物とを等モル比で反応させることで得られる。これらのビニル基含有モノカルボン酸(b)は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The half-ester compound can be obtained by reacting a hydroxyl group-containing acrylate, a vinyl group-containing monoglycidyl ether, or a vinyl group-containing monoglycidyl ester with a dibasic acid anhydride in an equimolar ratio. These vinyl group-containing monocarboxylic acids (b) can be used alone or in combination of two or more.
ビニル基含有モノカルボン酸(b)の一例である上記半エステル化合物の合成に用いられる水酸基含有アクリレート、ビニル基含有モノグリシジルエーテル、ビニル基含有モノグリシジルエステルとしては、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスルトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールペンタメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートが挙げられる。 Examples of the hydroxyl group-containing acrylate, vinyl group-containing monoglycidyl ether, and vinyl group-containing monoglycidyl ester used in the synthesis of the above-mentioned half-ester compound, which is an example of the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b), include hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, pentaerythritol pentamethacrylate, glycidyl acrylate, and glycidyl methacrylate.
上記半エステル化合物の合成に用いられる二塩基酸無水物としては、飽和基を含有するもの、不飽和基を含有するものを用いることができる。二塩基酸無水物の具体例としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、エチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水イタコン酸等が挙げられる。 The dibasic acid anhydride used in the synthesis of the above-mentioned half ester compound may be one containing a saturated group or one containing an unsaturated group. Specific examples of dibasic acid anhydrides include succinic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, ethyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, ethylhexahydrophthalic anhydride, itaconic anhydride, etc.
上述のエポキシ樹脂(a)とビニル基含有モノカルボン酸(b)との反応において、エポキシ樹脂(a)のエポキシ基1当量に対して、ビニル基含有モノカルボン酸(b)が0.6~1.05当量となる比率で反応させることが好ましく、0.8~1.0当量となる比率で反応させることがより好ましい。 In the reaction between the epoxy resin (a) and the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) described above, it is preferable to react in a ratio of 0.6 to 1.05 equivalents of the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) per 1 equivalent of the epoxy group of the epoxy resin (a), and more preferably in a ratio of 0.8 to 1.0 equivalents.
エポキシ樹脂(a)及びビニル基含有モノカルボン酸(b)は、有機溶剤に溶かして反応させることができる。有機溶剤としては、例えば、エチルメチルケトン、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、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート等のエステル類、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素類、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等が挙げられる。 The epoxy resin (a) and the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) can be dissolved in an organic solvent and reacted. Examples of the organic solvent include ketones such as ethyl methyl ketone and cyclohexanone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene, glycol ethers such as methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, and triethylene glycol monoethyl ether, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, butyl cellosolve acetate, and carbitol acetate, aliphatic hydrocarbons such as octane and decane, and petroleum solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, and solvent naphtha.
さらに、反応を促進させるために触媒を用いることが好ましい。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ベンジルメチルアミン、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルメチルアンモニウムアイオダイド、トリフェニルホスフィン等を用いることができる。触媒の使用量は、エポキシ樹脂(a)とビニル基含有モノカルボン酸(b)との合計100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部である。 Furthermore, it is preferable to use a catalyst to promote the reaction. Examples of the catalyst that can be used include triethylamine, benzylmethylamine, methyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, benzyltrimethylmethylammonium iodide, and triphenylphosphine. The amount of catalyst used is preferably 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the epoxy resin (a) and the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) combined.
また、反応中の重合を防止する目的で、重合禁止剤を使用することが好ましい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、ピロガロール等が挙げられる。重合禁止剤の使用量は、エポキシ樹脂(a)とビニル基含有モノカルボン酸(b)の合計100質量部に対して、好ましくは0.01~1質量部である。また、反応温度は、好ましくは60~150℃であり、さらに好ましくは80~120℃である。 In addition, it is preferable to use a polymerization inhibitor to prevent polymerization during the reaction. Examples of polymerization inhibitors include hydroquinone, methylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, pyrogallol, etc. The amount of polymerization inhibitor used is preferably 0.01 to 1 part by mass per 100 parts by mass of the epoxy resin (a) and the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) combined. The reaction temperature is preferably 60 to 150°C, and more preferably 80 to 120°C.
また、必要に応じて、ビニル基含有モノカルボン酸(b)と、p-ヒドロキシフェネチルアルコール等のフェノール系化合物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の多塩基酸無水物とを併用することができる。 If necessary, the vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) can be used in combination with a phenolic compound such as p-hydroxyphenethyl alcohol, or a polybasic acid anhydride such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, or biphenyltetracarboxylic anhydride.
また、本発明において、(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂としては、上述の樹脂(A’)に多塩基酸無水物(c)を反応させることにより得られる樹脂(A”)を用いることも好ましい。 In addition, in the present invention, it is also preferable to use, as the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A), a resin (A″) obtained by reacting the above-mentioned resin (A’) with a polybasic acid anhydride (c).
樹脂(A”)においては、樹脂(A’)における水酸基(エポキシ樹脂(a)中にある元来ある水酸基も含む)と多塩基酸無水物(c)の酸無水物基とが半エステル化されているものと推察される。 In resin (A"), it is presumed that the hydroxyl groups in resin (A') (including the hydroxyl groups originally present in epoxy resin (a)) and the acid anhydride groups in polybasic acid anhydride (c) are semi-esterified.
多塩基酸無水物(c)としては、飽和基を含有するもの、不飽和基を含有するものを用いることができる。多塩基酸無水物(c)の具体例としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、エチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水イタコン酸が挙げられる。 As the polybasic acid anhydride (c), those containing saturated groups and those containing unsaturated groups can be used. Specific examples of the polybasic acid anhydride (c) include succinic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, ethyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, ethylhexahydrophthalic anhydride, and itaconic anhydride.
樹脂(A’)と多塩基酸無水物(c)との反応において、樹脂(A’)中の水酸基1当量に対して、多塩基酸無水物(c)を0.1~1.0当量反応させることで、酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂の酸価を調整することができる。 In the reaction between resin (A') and polybasic acid anhydride (c), the acid value of the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin can be adjusted by reacting 0.1 to 1.0 equivalents of polybasic acid anhydride (c) with one equivalent of hydroxyl groups in resin (A').
(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂の酸価は、30~150mgKOH/gであることが好ましく、40~120mgKOH/gであることがより好ましく、50~100mgKOH/gであることが更に好ましい。酸価が30mgKOH/g未満では感光性樹脂組成物の希アルカリ溶液への溶解性が低下する傾向があり、150mgKOH/gを超えると硬化膜の電気特性が低下する傾向がある。 The acid value of (A) the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin is preferably 30 to 150 mgKOH/g, more preferably 40 to 120 mgKOH/g, and even more preferably 50 to 100 mgKOH/g. If the acid value is less than 30 mgKOH/g, the solubility of the photosensitive resin composition in a dilute alkaline solution tends to decrease, and if it exceeds 150 mgKOH/g, the electrical properties of the cured film tend to decrease.
樹脂(A’)と多塩基酸無水物(c)との反応温度は、60~120℃とすることが好ましい。 The reaction temperature between resin (A') and polybasic acid anhydride (c) is preferably 60 to 120°C.
また、必要に応じて、エポキシ樹脂(a)として、例えば、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂を一部併用することもできる。さらに、(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂として、スチレン-無水マレイン酸共重合体のヒドロキシエチルアクリレート変性物あるいはスチレン-無水マレイン酸共重合体のヒドロキシエチルアクリレート変性物等のスチレン-マレイン酸系樹脂を一部併用することもできる。 If necessary, for example, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin can be used in part as the epoxy resin (a). Furthermore, as the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A), a styrene-maleic acid resin such as a hydroxyethyl acrylate modified styrene-maleic anhydride copolymer or a hydroxyethyl acrylate modified styrene-maleic anhydride copolymer can be used in part as the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A).
感光性樹脂組成物において、(A)成分の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として、5~60質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、15~40質量%であることが更に好ましい。(A)成分の含有量が上記範囲内であると、耐熱性、電気特性及び耐薬品性により優れた塗膜を得ることができる。 In the photosensitive resin composition, the content of component (A) is preferably 5 to 60 mass %, more preferably 10 to 50 mass %, and even more preferably 15 to 40 mass %, based on the total solid content of the photosensitive resin composition. When the content of component (A) is within the above range, a coating film with superior heat resistance, electrical properties, and chemical resistance can be obtained.
[(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー]
(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマーとしては、分子量が1000以下である化合物が好ましく、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート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、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート類、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(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アルコール又はこれらのエチレンオキサイドあるいはプロピレンオキサイド付加物の多価(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サイドあるいはプロピレンオキサイド付加物の(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シジルエーテルの(メタ)アクリレート類、及びメラミン(メタ)アクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。これらの(B)エチレン性不飽和基を有する光重合性モノマーは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。また、光硬化による架橋密度を上げ耐熱性、電気信頼性を向上させるためエチレン性不飽和結合を1分子中に3つ以上有する多官能光重合性モノマーであることがより好ましい。そのようなエチレン性不飽和結合を有する化合物として、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO・PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記の「EO」とは「エチレンオキシド」のことをいい、「PO」とは「プロピレンオキシド」のことをいう。また、「EO変性」とはエチレンオキシドユニット(-CH2-CH2-O-)のブロック構造を有することを意味し、「PO変性」とはプロピレンオキシドユニット(-CH2-CH(CH3)-O-)のブロック構造を有することを意味する。
[(B) Photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond]
As the photopolymerizable monomer (B) having an ethylenically unsaturated bond, a compound having a molecular weight of 1000 or less is preferable, and examples thereof include hydroxyalkyl (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, mono- or di(meth)acrylates of glycols such as ethylene glycol, methoxytetraethylene glycol and polyethylene glycol, (meth)acrylamides such as N,N-dimethyl(meth)acrylamide and N-methylol(meth)acrylamide, aminoalkyl (meth)acrylates such as N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, ditrimethylolpropane, Examples of the photopolymerizable monomer include polyhydric alcohols such as dipentaerythritol and tris-hydroxyethyl isocyanurate, polyhydric (meth)acrylates of their ethylene oxide or propylene oxide adducts, (meth)acrylates of ethylene oxide or propylene oxide adducts of phenols such as phenoxyethyl (meth)acrylate and polyethoxy di(meth)acrylate of bisphenol A, (meth)acrylates of glycidyl ethers such as glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, and triglycidyl isocyanurate, as well as melamine (meth)acrylate, acrylamide, acrylonitrile, diacetone acrylamide, styrene, and vinyl toluene. These (B) photopolymerizable monomers having an ethylenically unsaturated group may be used alone or in combination of two or more. In addition, in order to increase the crosslink density by photocuring and improve the heat resistance and electrical reliability, it is more preferable that the photopolymerizable monomer has three or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule. Examples of such compounds having an ethylenically unsaturated bond include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, EO-modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, PO-modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, EO/PO-modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, tetramethylolmethane tri(meth)acrylate, tetramethylolmethane tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, and dipentaerythritol hexa(meth)acrylate.
Above, "EO" refers to "ethylene oxide" and "PO" refers to "propylene oxide." Additionally, "EO-modified" means having a block structure of ethylene oxide units (-CH 2 -CH 2 -O-), and "PO-modified" means having a block structure of propylene oxide units (-CH 2 -CH(CH 3 )-O-).
[(C)光重合開始剤]
(C)光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;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-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、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、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;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;2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4´-ジクロロベンゾフェノン、4,4´-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4-ベンゾイル-4´-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン類;2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(p-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2,4-ジ(p-メトキシフェニル)-5-フェニルイミダゾール二量体、2-(2,4-ジメトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体類、9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9,9´-アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン類;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類、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)、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]エタノン1-(O-アセチルオキシム)、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-[O-(エトキシカルボニル)オキシム]等のオキシムエステル類が挙げられる。これらの(C)光重合開始剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、フォトブリーチングするため底部の硬化性が良いイルガキュア819(BASFジャパン株式会社製、商品名、「イルガキュア」は登録商標。)や、揮発しにくいためアウトガスとして発生しにくいイルガキュア369(BASFジャパン株式会社製、商品名)が好ましい。
[(C) Photopolymerization initiator]
Examples of the photopolymerization initiator (C) include benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, and benzoin isopropyl ether; acetophenones such as acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-1-propanone, and N,N-dimethylaminoacetophenone; anthraquinones such as anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone, and 2-aminoanthraquinone; thioxanthones such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, and 2,4-diisopropylthioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; benzophenone, methylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, Michler's ketone, 4-benzoyl-4'-methyl benzophenones such as 2-(o-chlorophenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-di(m-methoxyphenyl)imidazole dimer, 2-(o-fluorophenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2-(o-methoxyphenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2-(p-methoxyphenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4-di(p-methoxyphenyl)-5-phenylimidazole dimer, 2-(2,4-dimethoxyphenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, etc. Examples of the photopolymerization initiator (C) include acridines such as 5-triarylimidazole dimers, 9-phenylacridine, and 1,7-bis(9,9'-acridinyl)heptane; acylphosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide; and oxime esters such as 1,2-octanedione-1-[4-(phenylthio)phenyl]-2-(O-benzoyloxime), 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone-1-(O-acetyloxime), and 1-phenyl-1,2-propanedione-2-[O-(ethoxycarbonyl)oxime]. These photopolymerization initiators (C) can be used alone or in combination of two or more. In addition, Irgacure 819 (trade name, manufactured by BASF Japan Ltd., "Irgacure" is a registered trademark), which has good bottom hardening properties for photobleaching, and Irgacure 369 (trade name, manufactured by BASF Japan Ltd.), which is less likely to volatilize and therefore less likely to generate outgassing, are preferred.
さらに、N,N-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のような(C)光重合開始助剤を、単独であるいは2種以上を組合せて用いることもできる。 Furthermore, (C) photopolymerization initiator assistants such as tertiary amines such as N,N-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, N,N-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, pentyl-4-dimethylaminobenzoate, triethylamine, triethanolamine, etc. can be used alone or in combination of two or more kinds.
[(D)無機フィラー]
(D)無機フィラーについて説明する。(D)無機フィラーとしては、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、チタニア(TiO2)、酸化タンタル(Ta2O5)、ジルコニア(ZrO2)、窒化ケイ素(Si3N4)、チタン酸バリウム(BaO・TiO2)、炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタン酸鉛(PbO・TiO2)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛(PLZT)、酸化ガリウム(Ga2O3)、スピネル(MgO・Al2O3)、ムライト(3Al2O3・2SiO2)、コーディエライト(2MgO・2Al2O3/5SiO2)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、チタン酸アルミニウム(TiO2-Al2O3)、イットリア含有ジルコニア(Y2O3-ZrO2)、ケイ酸バリウム(BaO・8SiO2)、窒化ホウ素(BN)、炭酸カルシウム(CaCO3)、硫酸バリウム(BaSO4)、硫酸カルシウム(CaSO4)、酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸マグネシウム(MgO・TiO2)、ハイドロタルサイト、雲母、焼成カオリン、カーボン(C)等を使用することができる。これらの(D)無機フィラーは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[(D) Inorganic filler]
(D) Inorganic filler will be described. (D) Inorganic filler may be, for example, silica ( SiO2 ), alumina ( Al2O3 ), titania ( TiO2 ), tantalum oxide ( Ta2O5 ), zirconia ( ZrO2 ), silicon nitride ( Si3N4 ) , barium titanate ( BaO.TiO2 ), barium carbonate ( BaCO3 ), magnesium carbonate, aluminum oxide , aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, lead titanate ( PbO.TiO2 ), lead zirconate titanate (PZT) , lead lanthanum zirconate titanate (PLZT ) , gallium oxide ( Ga2O3 ), spinel (MgO.Al2O3 ) , mullite ( 3Al2O3.2SiO2 ), cordierite ( 2MgO.2Al2O3 / 5SiO2 ) , or the like. ), talc ( 3MgO.4SiO2.H2O ), aluminum titanate ( TiO2 - Al2O3 ), yttria-containing zirconia ( Y2O3 - ZrO2 ), barium silicate ( BaO.8SiO2 ), boron nitride (BN), calcium carbonate ( CaCO3 ), barium sulfate ( BaSO4 ), calcium sulfate ( CaSO4 ), zinc oxide ( ZnO ), magnesium titanate ( MgO.TiO2 ), hydrotalcite, mica, calcined kaolin, carbon (C ) , etc. These (D) inorganic fillers can be used alone or in combination of two or more.
本発明で用いる(D)無機フィラーは、一次粒径のまま、凝集することなく樹脂中に分散させるために、シランカップリング剤を用いる。シランカップリング剤としては、一般的に入手可能なものを用いることができ、例えば、アルキルシラン、アルコキシシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、アクリルシラン、メタクリルシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン、イソシアネートシラン、サルファーシラン、スチリルシラン、アルキルクロロシラン等が使用可能である。具体的な化合物名としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、n-ドデシルメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、トリフェニルシラノール、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、n-オクチルジメチルクロロシラン、テトラエトキシシラン、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-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-フェニルアミ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、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ジアリルジメチルシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N-(1,3-ジメチルブチリデン)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノシラン、モノメチルトリイソシアネートシラン、テトライソシアネートシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシランが挙げられる。用いるシランカップリング剤として好ましいものは、感光性樹脂組成物に含まれる(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂のカルボキシキ基と反応する種類のものが良く、例えば、エポキシシラン、アクリルシラン、メタクリルシランが好ましい。これらのシランカップリング剤は、シリカと樹脂の結合を強めるため、永久マスクレジストとした際に膜の強度を強め、温度サイクル試験における耐クラック性等に寄与する。また、メルカプトシラン、イソシアネートシランを用いてもよい。(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマーのエチレン性不飽和基と反応し前記シランカップリング剤を用いたときと同様の効果を発揮すると考えられる。 A silane coupling agent is used for the inorganic filler (D) used in the present invention in order to disperse the inorganic filler in the resin without agglomerating while maintaining the primary particle size. As the silane coupling agent, a commonly available one can be used, for example, alkylsilane, alkoxysilane, vinylsilane, epoxysilane, aminosilane, acrylicsilane, methacrylsilane, mercaptosilane, sulfidesilane, isocyanatesilane, sulfursilane, styrylsilane, alkylchlorosilane, etc. can be used. Specific compound names include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, diisobutyldimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-Dodecylmethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, triphenylsilanol, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, n-Octyldimethylchlorosilane, tetraethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane silane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, bis(3-(triethoxysilyl)propyl)disulfide, bis(3-(triethoxysilyl)propyl)tetrasulfide, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, allyltrimethoxysilane, diallyldimethylsilane, 3-methacryloylsilane, Examples of the silane coupling agent include acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, N-(1,3-dimethylbutylidene)-3-aminopropyltriethoxysilane, aminosilane, monomethyltriisocyanatesilane, tetraisocyanatesilane, and γ-isocyanatepropyltriethoxysilane. The silane coupling agent used is preferably one that reacts with the carboxyl group of the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A) contained in the photosensitive resin composition, and is preferably, for example, epoxysilane, acrylicsilane, or methacrylsilane. These silane coupling agents strengthen the bond between silica and resin, and therefore strengthen the strength of the film when used as a permanent mask resist, and contribute to crack resistance in a temperature cycle test. Mercaptosilane and isocyanatesilane may also be used. (B) It is believed to react with the ethylenically unsaturated group of the photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, and exert an effect similar to that achieved when the silane coupling agent is used.
感光性樹脂組成物において、(D)成分の含有量は、解像性と低熱膨張率の観点から感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として30~70質量%であるが、40~65質量%であることが好ましく、45~60質量%であることがより好ましい。(D)成分の含有量が上記範囲内である場合には、低熱膨張率、耐熱性、電気信頼性(HAST耐性)、耐熱衝撃性、解像性、膜強度等をより向上させることができる。充填量が70質量%を超えると、樹脂中に分散させることが困難となり、また感光性樹脂組成物の流れ性が低下する傾向にある。充填量が30質量%未満であると、リフロー実装時のクラック耐性が得られ難い傾向にある。 In the photosensitive resin composition, the content of component (D) is 30 to 70% by mass based on the total solid content of the photosensitive resin composition from the viewpoint of resolution and low thermal expansion coefficient, but 40 to 65% by mass is preferable, and 45 to 60% by mass is more preferable. When the content of component (D) is within the above range, low thermal expansion coefficient, heat resistance, electrical reliability (HAST resistance), thermal shock resistance, resolution, film strength, etc. can be further improved. If the filling amount exceeds 70% by mass, it becomes difficult to disperse in the resin, and the flowability of the photosensitive resin composition tends to decrease. If the filling amount is less than 30% by mass, it tends to be difficult to obtain crack resistance during reflow mounting.
(D)無機フィラーの平均粒径は、0.01~1μmが好ましく、実用性、及び解像性の観点から、0.1~1μmであることがより好ましく、0.3~0.7μmであることが最も好ましい。また、(D)無機フィラーは、その最大粒子径が0.1~5μmであると好ましく、0.1~3μmであるとより好ましく、0.1~1μmであると更に好ましい。最大粒子径が5μmを超えると、解像性、電気信頼性が損なわれる傾向にある。 The average particle size of the inorganic filler (D) is preferably 0.01 to 1 μm, and from the viewpoint of practicality and resolution, it is more preferably 0.1 to 1 μm, and most preferably 0.3 to 0.7 μm. The maximum particle size of the inorganic filler (D) is preferably 0.1 to 5 μm, more preferably 0.1 to 3 μm, and even more preferably 0.1 to 1 μm. If the maximum particle size exceeds 5 μm, resolution and electrical reliability tend to be impaired.
(D)無機フィラーの中でも、低膨張率・耐熱性を向上できる観点から、シリカ微粒子を使用することが好ましい。また、はんだ耐熱性、HAST性(電気信頼性)、耐クラック性(耐熱衝撃性)、及び耐PCT試験(プレッシャークッカー試験)後のアンダーフィル材と硬化膜との接着強度を向上できる観点から、硫酸バリウム微粒子を使用することも好ましい。また、上記シリカ微粒子は、凝集防止効果を向上できる観点から、アルミナ及び/又は有機シラン系化合物で表面処理しているものであることが好ましい。 (D) Among inorganic fillers, it is preferable to use silica fine particles from the viewpoint of improving the low expansion coefficient and heat resistance. It is also preferable to use barium sulfate fine particles from the viewpoint of improving solder heat resistance, HAST properties (electrical reliability), crack resistance (thermal shock resistance), and adhesive strength between the underfill material and the cured film after PCT resistance test (pressure cooker test). It is also preferable that the silica fine particles are surface-treated with alumina and/or an organosilane compound from the viewpoint of improving the aggregation prevention effect.
上記シリカを用いる場合の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として30~60質量%であることが好ましく、35~55質量%であることがより好ましい。シリカ微粒子の含有量が上記範囲内である場合、低膨張率、はんだ耐熱性、及び耐PCT試験後のアンダーフィル材と硬化膜の接着強度をより向上させることができる。 When the silica is used, the content is preferably 30 to 60% by mass, and more preferably 35 to 55% by mass, based on the total solid content of the photosensitive resin composition. When the content of silica fine particles is within the above range, it is possible to further improve the low expansion coefficient, solder heat resistance, and adhesive strength between the underfill material and the cured film after the PCT resistance test.
本発明の感光性樹脂組成物は、上述した(A)~(D)成分以外に、(E)顔料、(F)硬化剤、及び/又は、(G)エラストマーをさらに含んでいてもよい。さらに(H)エポキシ樹脂硬化剤を含んでいてもよい。以下、各成分について説明する。 The photosensitive resin composition of the present invention may further contain (E) a pigment, (F) a curing agent, and/or (G) an elastomer in addition to the above-mentioned components (A) to (D). It may also further contain (H) an epoxy resin curing agent. Each component will be described below.
[(E)顔料]
感光性樹脂組成物は、(E)成分として顔料を含むことが好ましい。(E)顔料は、製造装置の識別性や外観を向上させるため、また、配線パターンを隠蔽する際等に所望の色に応じて好ましく用いられるものである。(E)顔料は、所望の色に応じて必要に応じて用いられるものであり、所望の色を発色する着色剤を適宜選択して用いればよく、着色剤としては、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオディングリーン、ジアゾイエロー、クリスタルバイオレット等の公知の着色剤が好ましく挙げられる。
感光性樹脂組成物中の固形分全量を100質量部とする(E)顔料の含有量は、0.1~5質量部が好ましく、より好ましくは0.1~3質量部である。(E)成分の含有量が上記範囲内であると、配線パターンを隠蔽することができる。
[(E) Pigment]
The photosensitive resin composition preferably contains a pigment as component (E). The pigment (E) is preferably used according to the desired color in order to improve the identification and appearance of the manufacturing equipment, and when concealing the wiring pattern, etc. The pigment (E) is used as necessary according to the desired color, and a colorant that develops the desired color may be appropriately selected and used. Preferred examples of the colorant include known colorants such as phthalocyanine blue, phthalocyanine green, iodine green, diazo yellow, and crystal violet.
The content of the pigment (E) is preferably 0.1 to 5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 3 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total solid content in the photosensitive resin composition. When the content of the component (E) is within the above range, the wiring pattern can be concealed.
[(F)硬化剤]
(F)硬化剤としては、それ自体が熱、紫外線等で硬化する化合物、あるいは(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂のカルボキシル基、水酸基と熱、紫外線等で反応して硬化する化合物が好ましい。(F)硬化剤を用いることで、感光性樹脂組成物から形成される硬化膜の耐熱性、接着性、耐薬品性等を向上させることができる。
[(F) Curing Agent]
The (F) curing agent is preferably a compound that itself cures with heat, ultraviolet light, etc., or a compound that cures by reacting with a carboxyl group or a hydroxyl group of the (A) acid-modified vinyl group-containing epoxy resin with heat, ultraviolet light, etc. Use of the (F) curing agent can improve the heat resistance, adhesiveness, chemical resistance, etc. of the cured film formed from the photosensitive resin composition.
(F)硬化剤としては、例えば、エポキシ化合物、メラミン化合物、尿素化合物、オキサゾリン化合物、ブロック型イソシアネート等の熱硬化性化合物が挙げられる。エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロ型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂あるいは、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環式エポキシ樹脂、ビキシレノール型エポキシ樹脂が挙げられる。
メラミン化合物としては、例えば、トリアミノトリアジン、ヘキサメトキシメラミン、ヘキサブトキシ化メラミンが挙げられる。
尿素化合物としては、例えば、ジメチロール尿素等が挙げられる。
Examples of the (F) curing agent include thermosetting compounds such as epoxy compounds, melamine compounds, urea compounds, oxazoline compounds, blocked isocyanates, etc. Examples of the epoxy compounds include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins, brominated bisphenol A type epoxy resins, novolac type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, dicyclo type epoxy resins, hydantoin type epoxy resins, heterocyclic epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate, and bixylenol type epoxy resins.
Examples of the melamine compound include triaminotriazine, hexamethoxymelamine, and hexabutoxylated melamine.
An example of the urea compound is dimethylol urea.
ブロック型イソシアネートとしては、ポリ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が用いられる。このポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、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、イソホロンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物、並びにこれらのアダクト体、ビューレット体及びイソシアヌレート体が挙げられる。 As the blocked isocyanate, an addition reaction product of a polyisocyanate compound and an isocyanate blocking agent is used. Examples of the polyisocyanate compound include polyisocyanate compounds such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, bis(isocyanatemethyl)cyclohexane, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate, as well as their adducts, biuret forms, and isocyanurates.
イソシアネートブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール及びエチルフェノール等のフェノール系ブロック剤;ε-カプロラクタム、δ-パレロラクタム、γ-ブチロラクタム及びβ-プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;アセト酢酸エチル及びアセチルアセトンなどの活性メチレン系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルエーテル、グリコール酸メチル、グリコール酸ブチル、ジアセトンアルコール、乳酸メチル及び乳酸エチル等のアルコール系ブロック剤;ホルムアルデヒドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系ブロック剤;ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系ブロック剤;酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミド及びマレイン酸イミド等のイミド系ブロック剤;キシリジン、アニリン、ブチルアミン、ジブチルアミン等のアミン系ブロック剤;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系ブロック剤;メチレンイミン及びプロピレンイミン等のイミン系ブロック剤が挙げられる。 Examples of isocyanate blocking agents include phenol-based blocking agents such as phenol, cresol, xylenol, chlorophenol, and ethylphenol; lactam-based blocking agents such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, and β-propiolactam; active methylene-based blocking agents such as ethyl acetoacetate and acetylacetone; methanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, benzyl ether, methyl glycolate, butyl glycolate, diacetone alcohol, and methyl lactate. Examples of blocking agents include alcohol-based blocking agents such as ethyl lactate and ethyl lactate; oxime-based blocking agents such as formaldehyde oxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, diacetyl monoxime, and cyclohexane oxime; mercaptan-based blocking agents such as butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-butyl mercaptan, thiophenol, methylthiophenol, and ethylthiophenol; acid amide-based blocking agents such as acetate amide and benzamide; imide-based blocking agents such as succinimide and maleimide; amine-based blocking agents such as xylidine, aniline, butylamine, and dibutylamine; imidazole-based blocking agents such as imidazole and 2-ethylimidazole; and imine-based blocking agents such as methyleneimine and propyleneimine.
(F)硬化剤は、硬化膜の耐熱性をより向上させることができる観点から、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)、及び/又は、ブロック型イソシアネートを含むことが好ましく、エポキシ化合物とブロック型イソシアネートとを併用することがより好ましい。 The (F) curing agent preferably contains an epoxy compound (epoxy resin) and/or a blocked isocyanate, from the viewpoint of further improving the heat resistance of the cured film, and more preferably uses an epoxy compound and a blocked isocyanate in combination.
(F)硬化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。(F)硬化剤を用いる場合、その含有量は、感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として、2~40質量%であることが好ましく、3~30質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることが更に好ましい。(F)硬化剤の含有量を、2~40質量%の範囲内にすることにより、良好な現像性を維持しつつ、形成される硬化膜の耐熱性をより向上することができる。 The (F) curing agent may be used alone or in combination of two or more. When the (F) curing agent is used, its content is preferably 2 to 40 mass %, more preferably 3 to 30 mass %, and even more preferably 5 to 20 mass %, based on the total solid content of the photosensitive resin composition. By setting the content of the (F) curing agent within the range of 2 to 40 mass %, it is possible to further improve the heat resistance of the cured film formed while maintaining good developability.
[(G)エラストマー]
(G)エラストマーは、本発明の感光性樹脂組成物を半導体パッケージ基板に用いる場合に好適に使用することができる。本発明の感光性樹脂組成物に(G)エラストマーを添加することにより、紫外線や熱により橋架け反応(硬化反応)が進行することで(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂が硬化収縮して、樹脂の内部に歪み(内部応力)が加わり、可とう性や接着性が低下するという問題を解消することができる。
[(G) Elastomer]
The elastomer (G) can be suitably used when the photosensitive resin composition of the present invention is used for a semiconductor package substrate. By adding the elastomer (G) to the photosensitive resin composition of the present invention, the problem of the crosslinking reaction (curing reaction) proceeding due to ultraviolet light or heat, the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A) curing and shrinking, and distortion (internal stress) being applied to the inside of the resin, resulting in reduced flexibility and adhesiveness, can be solved.
(G)エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー及びシリコーン系エラストマーが挙げられる。これらの(G)エラストマーは、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分からなり立っており、一般に前者が耐熱性及び強度に、後者が柔軟性及び強靭性にそれぞれ寄与している。 (G) Elastomers include, for example, styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, acrylic-based elastomers, and silicone-based elastomers. These (G) elastomers consist of hard segment components and soft segment components, with the former generally contributing to heat resistance and strength, and the latter to flexibility and toughness.
スチレン系エラストマーとしては、スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー等が挙げられる。 Examples of styrene-based elastomers include styrene-butadiene-styrene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymers, and styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymers.
スチレン系エラストマーを構成する成分としては、スチレンのほかに、α-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン等のスチレン誘導体を用いることができる。より具体的には、タフプレン、ソルプレンT、アサプレンT、タフテック(以上、旭化成株式会社製)、エラストマーAR(アロン化成株式会社製)、クレイトンG、カリフレックス(以上、クレイトンポリマージャパン株式会社製)、JSR-TR、TSR-SIS、ダイナロン(以上、JSR株式会社製)、デンカSTR(デンカ株式会社製)、クインタック(日本ゼオン株式会社製)、TPE-SBシリーズ(住友化学株式会社製)、ラバロン(三菱化学株式会社製)、セプトン、ハイブラー(以上、株式会社クラレ製)、スミフレックス(住友ベークライト株式会社製)、レオストマー、アクティマー(以上、リケンテクノス株式会社製)等を用いることができる。 In addition to styrene, styrene derivatives such as α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-propylstyrene, and 4-cyclohexylstyrene can be used as components constituting the styrene-based elastomer. More specifically, Tufprene, Solprene T, Asaprene T, and Tuftec (all manufactured by Asahi Kasei Corporation), Elastomer AR (manufactured by Aronkasei Corporation), Kraton G, Cariflex (manufactured by Kraton Polymer Japan Co., Ltd.), JSR-TR, TSR-SIS, and Dynaron (manufactured by JSR Corporation), Denka STR (manufactured by Denka Co., Ltd.), Quintac (manufactured by Zeon Corporation), TPE-SB series (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Rabalon (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Septon and Hybra (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), Sumiflex (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), Leostomer, and Actimer (manufactured by Riken Technos Corporation), etc. can be used.
オレフィン系エラストマーは、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-ペンテン等の炭素数2~20のα-オレフィンの共重合体である。その具体例としては、エチレン-プロピレン共重合体(EPR)、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体(EPDM)、ジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブタジエン、イソプレン等の炭素数2~20の非共役ジエンとα-オレフィン共重合体、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体にメタクリル酸を共重合したカルボキシ変性NBRが挙げられる。より具体的には、エチレン・α-オレフィン共重合体ゴム、エチレン・α-オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム、プロピレン・α-オレフィン共重合体ゴム、ブテン・α-オレフィン共重合体ゴムが挙げられる。さらに、具体的には、ミラストマ(三井化学株式会社製)、EXACT(エクソンモービル社製)、ENGAGE(ダウケミカル社製)、水添スチレン-ブタジエンラバー“DYNABON HSBR”(JSR株式会社製)、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体“NBRシリーズ”(JSR株式会社製)、あるいは両末端カルボキシル基変性ブタジエン-アクリロニトリル共重合体の“XERシリーズ”(JSR株式会社製)、ポリブタジエンを部分的にエポキシ化したエポキシ化ポリブダジエンのBF-1000(日本曹達株式会社製)、PB-3600(株式会社ダイセル製)等を用いることができる。 Olefin elastomers are copolymers of α-olefins having 2 to 20 carbon atoms, such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, and 4-methyl-pentene. Specific examples include ethylene-propylene copolymers (EPR), ethylene-propylene-diene copolymers (EPDM), copolymers of non-conjugated dienes having 2 to 20 carbon atoms, such as dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, cyclooctadiene, methylenenorbornene, ethylidenenorbornene, butadiene, and isoprene, and α-olefin copolymers, and carboxy-modified NBR obtained by copolymerizing butadiene-acrylonitrile copolymers with methacrylic acid. More specific examples include ethylene-α-olefin copolymer rubber, ethylene-α-olefin-non-conjugated diene copolymer rubber, propylene-α-olefin copolymer rubber, and butene-α-olefin copolymer rubber. More specifically, Milastomer (Mitsui Chemicals), EXACT (Exxon Mobil), ENGAGE (Dow Chemical), hydrogenated styrene-butadiene rubber "DYNABON HSBR" (JSR Corporation), butadiene-acrylonitrile copolymer "NBR series" (JSR Corporation), butadiene-acrylonitrile copolymer "XER series" (JSR Corporation) modified with carboxyl groups at both ends, epoxidized polybutadiene BF-1000 (Nippon Soda Co., Ltd.), PB-3600 (Daicel Corporation), etc., which are partially epoxidized polybutadiene, can be used.
ウレタン系エラストマーは、低分子のグリコールとジイソシアネートとからなるハードセグメントと、高分子(長鎖)ジオールとジイソシアネートとからなるソフトセグメントと、の構造単位からなる。 Urethane elastomers consist of structural units of hard segments made of low molecular weight glycols and diisocyanates, and soft segments made of high molecular weight (long chain) diols and diisocyanates.
低分子のグリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ビスフェノールA等の短鎖ジオールを用いることができる。短鎖ジオールの数平均分子量は、48~500が好ましい。 As low molecular weight glycols, short chain diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and bisphenol A can be used. The number average molecular weight of the short chain diol is preferably 48 to 500.
高分子(長鎖)ジオールとしては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリ(1,4-ブチレンアジペート)、ポリ(エチレン・1,4-ブチレンアジペート)、ポリカプロラクトン、ポリ(1,6-ヘキシレンカーボネート)、ポリ(1,6-ヘキシレン・ネオペンチレンアジペート)が挙げられる。高分子(長鎖)ジオールの数平均分子量は、500~10,000が好ましい。 Examples of polymeric (long-chain) diols include polypropylene glycol, polytetramethylene oxide, poly(1,4-butylene adipate), poly(ethylene-1,4-butylene adipate), polycaprolactone, poly(1,6-hexylene carbonate), and poly(1,6-hexylene-neopentylene adipate). The number average molecular weight of the polymeric (long-chain) diol is preferably 500 to 10,000.
ウレタン系エラストマーの具体例としては、PANDEX T-2185、T-2983N(DIC株式会社製)、ミラクトランE790(日本ミラクトラン株式会社製)が挙げられる。 Specific examples of urethane-based elastomers include PANDEX T-2185 and T-2983N (manufactured by DIC Corporation) and Miractoran E790 (manufactured by Nippon Miractoran Co., Ltd.).
ポリエステル系エラストマーとしては、ジカルボン酸又はその誘導体及びジオール化合物又はその誘導体を重縮合して得られるものが挙げられる。
ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸及びこれらの芳香核の水素原子がメチル基、エチル基、フェニル基等で置換された芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の炭素数2~20の脂肪族ジカルボン酸、及びシクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸が挙げられる。これらの化合物は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ジオール化合物の具体例としては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,10-デカンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール等の脂肪族ジオール及び脂環式ジオール、又は、下記一般式(4)で示される二価フェノールが挙げられる。
Examples of polyester-based elastomers include those obtained by polycondensation of dicarboxylic acid or a derivative thereof and a diol compound or a derivative thereof.
Specific examples of dicarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acids in which the hydrogen atoms of the aromatic nuclei are substituted with methyl groups, ethyl groups, phenyl groups, etc., aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms such as adipic acid, sebacic acid, and dodecanedicarboxylic acid, and alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of the diol compound include aliphatic diols and alicyclic diols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, and 1,4-cyclohexanediol, or dihydric phenols represented by the following general formula (4).
[一般式(4)中、Y11は炭素数1~10のアルキレン基、炭素数4~8のシクロアルキレン基、-O-、-S-、又は、-SO2-を示し、R21及びR22はハロゲン原子又は炭素数1~12のアルキル基を示し、p及びqは0~4の整数を示し、rは0又は1を示す。]
[In general formula (4), Y 11 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkylene group having 4 to 8 carbon atoms, -O-, -S-, or -SO 2 -; R 21 and R 22 represent a halogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; p and q represent integers of 0 to 4; and r represents 0 or 1.]
一般式(4)で示される二価フェノールの具体例としては、ビスフェノールA、ビス-(4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、レゾルシンが挙げられる。これらの化合物は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of dihydric phenols represented by general formula (4) include bisphenol A, bis-(4-hydroxyphenyl)methane, bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane, and resorcinol. These compounds can be used alone or in combination of two or more.
また、芳香族ポリエステル(例えば、ポリブチレンテレフタレート)部分をハードセグメント成分に、脂肪族ポリエステル(例えば、ポリテトラメチレングリコール)部分をソフトセグメント成分にしたマルチブロック共重合体を用いることができる。ハードセグメントとソフトセグメントの種類、比率、分子量の違いによりさまざまなグレードのものがある。具体例として、ハイトレル(東レ・デュポン株式会社製)、ペルプレン(東洋紡株式会社製)、エスペル(日立化成株式会社製)等が挙げられる。 It is also possible to use a multiblock copolymer in which an aromatic polyester (e.g., polybutylene terephthalate) portion serves as the hard segment component and an aliphatic polyester (e.g., polytetramethylene glycol) portion serves as the soft segment component. There are various grades available depending on the type, ratio, and molecular weight of the hard and soft segments. Specific examples include Hytrel (manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd.), Pelprene (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and Espel (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.).
ポリアミド系エラストマーは、ハードセグメントにポリアミドを、ソフトセグメントにポリエーテルやポリエステルを用いたポリエーテルブロックアミド型とポリエーテルエステルブロックアミド型の2種類に大別される。 Polyamide elastomers are broadly divided into two types: polyether block amide type, which uses polyamide for the hard segment and polyether or polyester for the soft segment, and polyether ester block amide type.
ポリアミドとしては、ポリアミド-6、11、12等が用いられる。ポリエーテルとしては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリテトラメチレングリコール等が用いられる。具体的には、UBEポリアミドエラストマ(宇部興産株式会社製)、ダイアミド(ダイセル・エボニック株式会社製)、PEBAX(東レ株式会社製)、グリロンELY(エムスケミー・ジャパン株式会社製)、ノパミッド(三菱化学株式会社製)、グリラックス(DIC株式会社製)を用いることができる。 Polyamides that can be used include polyamide-6, 11, 12, etc. Polyethers that can be used include polyoxyethylene, polyoxypropylene, polytetramethylene glycol, etc. Specifically, UBE polyamide elastomer (manufactured by Ube Industries, Ltd.), DAIAMID (manufactured by Daicel-Evonik Ltd.), PEBAX (manufactured by Toray Industries, Inc.), GRILLON ELY (manufactured by M-Chemie Japan, Ltd.), NOPAMIDT (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and GLYX (manufactured by DIC Corporation) can be used.
アクリル系エラストマーは、アクリル酸エステルを主成分とし、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート等が用いられる。また、架橋点モノマーとして、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等が用いられる。さらに、アクリロニトリルやエチレンを共重合することもできる。具体的には、アクリロニトリル-ブチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル-ブチルアクリレート-エチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル-ブチルアクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体等を用いることができる。 Acrylic elastomers are mainly composed of acrylic esters, and ethyl acrylate, butyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, etc. are used. In addition, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, etc. are used as cross-linking point monomers. Furthermore, acrylonitrile and ethylene can also be copolymerized. Specifically, acrylonitrile-butyl acrylate copolymers, acrylonitrile-butyl acrylate-ethyl acrylate copolymers, acrylonitrile-butyl acrylate-glycidyl methacrylate copolymers, etc. can be used.
シリコーン系エラストマーは、オルガノポリシロキサンを主成分としたもので、ポリジメチルシロキサン系、ポリメチルフェニルシロキサン系、ポリジフェニルシロキサン系に分けられる。一部をビニル基、アルコキシ基等で変性したものもある。具体例としては、KEシリーズ(信越化学工業株式会社製)、SEシリーズ、CYシリーズ、SHシリーズ(以上、東レダウコーニングシリコーン株式会社製)等が挙げられる。 Silicone elastomers are primarily made of organopolysiloxane and are divided into polydimethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, and polydiphenylsiloxane types. Some are partially modified with vinyl groups, alkoxy groups, etc. Specific examples include the KE series (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), SE series, CY series, and SH series (all manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.).
また、上述したエラストマー以外に、ゴム変性したエポキシ樹脂を用いることもできる。ゴム変性したエポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂あるいはクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の一部又は全部のエポキシ基を両末端カルボン酸変性型ブタジエン-アクリロニトリルゴム、末端アミノ変性シリコーンゴム等で変性することによって得られる。これらのエラストマーの中で、せん断接着性の点で、両末端カルボキシル基変性ブタジエン-アクリロニトリル共重合体、水酸基を有するポリエステル系エラストマーであるエスペル(日立化成株式会社製、エスペル1612、1620)、エポキシ化ポリブダジエン等が好ましい。また、室温(25℃)において液状であるエラストマーが特に好ましい。 In addition to the above-mentioned elastomers, rubber-modified epoxy resins can also be used. Rubber-modified epoxy resins can be obtained by modifying, for example, a portion or all of the epoxy groups of bisphenol F epoxy resins, bisphenol A epoxy resins, salicylaldehyde epoxy resins, phenol novolac epoxy resins, or cresol novolac epoxy resins with butadiene-acrylonitrile rubber modified at both ends with carboxylic acid, or silicone rubber modified at both ends with amino. Among these elastomers, butadiene-acrylonitrile copolymers modified at both ends with carboxyl groups, Espel (Hitachi Chemical Co., Ltd., Espel 1612, 1620, which are polyester-based elastomers having hydroxyl groups), and epoxidized polybutadiene are preferred in terms of shear adhesion. Elastomers that are liquid at room temperature (25°C) are particularly preferred.
(G)エラストマーを用いる場合、その含有量は、感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として、1~20質量%であることが好ましく、2~15質量%であることがより好ましく、3~10質量%であることが更に好ましい。(G)エラストマーの含有量を、1~20質量%の範囲内にすることにより、良好な現像性を維持しつつ耐熱衝撃性及びアンダーフィル材と硬化膜との接着強度をより向上させることができる。また、薄膜基板に用いる場合には、薄膜基板の反り性を低減させることができる。 When the (G) elastomer is used, its content is preferably 1 to 20 mass %, more preferably 2 to 15 mass %, and even more preferably 3 to 10 mass %, based on the total solid content of the photosensitive resin composition. By setting the (G) elastomer content within the range of 1 to 20 mass %, it is possible to further improve the thermal shock resistance and the adhesive strength between the underfill material and the cured film while maintaining good developability. In addition, when used on a thin film substrate, it is possible to reduce the warpage of the thin film substrate.
[(H)エポキシ樹脂硬化剤]
本発明の感光性樹脂組成物には、形成される硬化膜の耐熱性、接着性、耐薬品性等の諸特性をさらに向上させる目的で、(H)エポキシ樹脂硬化剤を添加することもできる。
[(H) Epoxy resin curing agent]
An epoxy resin curing agent (H) may also be added to the photosensitive resin composition of the present invention for the purpose of further improving the properties of the cured film formed, such as heat resistance, adhesiveness, and chemical resistance.
このような(H)エポキシ樹脂硬化剤の具体例としては、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類;ジアミノジフェニルメタン、m-フェニレンジアミン、m-キシレンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジシアンジアミド、尿素、尿素誘導体、メラミン、多塩基ヒドラジド等のポリアミン類;これらの有機酸塩及び/又はエポキシアダクト:三フッ化ホウ素のアミン錯体;エチルジアミノ-S-トリアジン、2,4-ジアミノ-S-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-キシリル-S-トリアジン等のトリアジン誘導体類;トリメチルアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジメチルオクチルアミン、N-ベンジルジメチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、ヘキサ(N-メチル)メラミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノフェノール)、テトラメチルグアニジン、m-アミノフェノール等の三級アミン類;ポリビニルフェノール、ポリビニルフェノール臭素化物、フェノールノボラック、アルキルフェノールノボラック等のポリフェノール類;トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス-2-シアノエチルホスフィン等の有機ホスフィン類;トリ-n-ブチル(2,5-ジヒドロキシフェニル)ホスホニウムブロマイド、ヘキサデシルトリブチルホスニウムクロライド等のホスホニウム塩類;ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリブチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類;上述の多塩基酸無水物;ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、2,4,6-トリフェニルチオピリリウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。これらの(H)エポキシ樹脂硬化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 Specific examples of such (H) epoxy resin curing agents include imidazole derivatives such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole; guanamines such as acetoguanamine and benzoguanamine; polyamines such as diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diaminodiphenylsulfone, dicyandiamide, urea, urea derivatives, melamine, and polybasic hydrazides; organic acid salts and/or epoxy adducts thereof: amine complexes of boron trifluoride; triazine derivatives such as ethyldiamino-S-triazine, 2,4-diamino-S-triazine, and 2,4-diamino-6-xylyl-S-triazine; trimethylamine, triethanolamine, N,N-dimethyloctylamine, N-benzyldimethylamine, pyridine, N-methylmonoamine, etc. Tertiary amines such as fluoroline, hexa(N-methyl)melamine, 2,4,6-tris(dimethylaminophenol), tetramethylguanidine, and m-aminophenol; polyphenols such as polyvinylphenol, polyvinylphenol bromide, phenol novolac, and alkylphenol novolac; organic phosphines such as tributylphosphine, triphenylphosphine, and tris-2-cyanoethylphosphine; phosphonium salts such as tri-n-butyl(2,5-dihydroxyphenyl)phosphonium bromide and hexadecyltributylphosphonium chloride; quaternary ammonium salts such as benzyltrimethylammonium chloride and phenyltributylammonium chloride; the above-mentioned polybasic acid anhydrides; diphenyliodonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, and 2,4,6-triphenylthiopyrylium hexafluorophosphate. These (H) epoxy resin curing agents can be used alone or in combination of two or more.
(H)エポキシ樹脂硬化剤を用いる場合、その含有量は、感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として、0.01~20質量%であることが好ましく、0.1~10質量%であることがより好ましい。 When an epoxy resin curing agent (H) is used, its content is preferably 0.01 to 20 mass % based on the total solid content of the photosensitive resin composition, and more preferably 0.1 to 10 mass %.
[(I)熱可塑性樹脂]
また、本発明の感光性樹脂組成物には、硬化膜の可とう性をより向上させるために、(I)熱可塑性樹脂を加えることができる。
[(I) Thermoplastic resin]
In addition, in order to further improve the flexibility of the cured film, (I) a thermoplastic resin may be added to the photosensitive resin composition of the present invention.
(I)熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂が挙げられる。(I)熱可塑性樹脂を含有させる場合の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分全量を基準として、1~30質量%であることが好ましく、5~20質量%であることがより好ましい。 (I) Examples of thermoplastic resins include acrylic resins and urethane resins. (I) When a thermoplastic resin is included, the content is preferably 1 to 30 mass % and more preferably 5 to 20 mass % based on the total solid content of the photosensitive resin composition.
更に、本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて、メラミン、有機ベントナイト等の有機微粒子、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、ピロガロール等の重合禁止剤、ベントン、モンモリロナイト等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、ビニル樹脂系の消泡剤、シランカップリング剤、希釈剤等の公知慣用の各種添加剤を添加することができる。さらに、臭素化エポキシ化合物、酸変性臭素化エポキシ化合物、アンチモン化合物、及びリン系化合物のホスフェート化合物、芳香族縮合リン酸エステル、含ハロゲン縮合リン酸エステル等の難燃剤を添加することもできる。 Furthermore, various known and commonly used additives such as organic fine particles such as melamine and organic bentonite, polymerization inhibitors such as hydroquinone, methylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, and pyrogallol, thickeners such as bentone and montmorillonite, silicone-based, fluorine-based, and vinyl resin-based defoamers, silane coupling agents, and diluents can be added to the photosensitive resin composition of the present invention as necessary. Furthermore, flame retardants such as brominated epoxy compounds, acid-modified brominated epoxy compounds, antimony compounds, and phosphate compounds of phosphorus-based compounds, aromatic condensed phosphate esters, and halogen-containing condensed phosphate esters can also be added.
希釈剤としては、例えば、有機溶剤が使用できる。有機溶剤としては、例えば、エチルメチルケトン、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、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート等のエステル類、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素類、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤が挙げられる。希釈剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。希釈剤を用いる場合の含有量は、感光性樹脂組成物の塗布性の観点から適宜調整することができる。 As the diluent, for example, an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include ketones such as ethyl methyl ketone and cyclohexanone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene, glycol ethers such as methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, and triethylene glycol monoethyl ether, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, butyl cellosolve acetate, and carbitol acetate, aliphatic hydrocarbons such as octane and decane, and petroleum solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, and solvent naphtha. The diluent is used alone or in combination of two or more. When a diluent is used, the content can be appropriately adjusted from the viewpoint of the coatability of the photosensitive resin composition.
本発明の感光性樹脂組成物は、上述の各成分をロールミル、ビーズミル等で均一に混練、混合することにより得ることができる。 The photosensitive resin composition of the present invention can be obtained by uniformly kneading and mixing the above-mentioned components using a roll mill, bead mill, etc.
本発明の感光性樹脂組成物は、リジット配線板、フレキシブル配線板などのプリント配線板及びパッケージ基板などに備えられるソルダーレジストや層間絶縁膜、半導体の表面保護膜等に要求される特性や信頼性を満足することができる。そして、本発明の感光性樹脂組成物から得られるソルダーレジストは、耐熱衝撃性に充分優れていることに加えて、それと同様の要因により、耐アルカリ性、はんだ耐熱性、耐電解Ni/Auめっき性、伸び率及び引張強度等の機械的特性、並びに、HAST耐性にも優れている。 The photosensitive resin composition of the present invention can satisfy the characteristics and reliability required for solder resists, interlayer insulating films, surface protective films for semiconductors, etc., which are provided on printed wiring boards such as rigid wiring boards and flexible wiring boards, and package substrates. The solder resist obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is not only sufficiently excellent in thermal shock resistance, but also, due to the same factors, is excellent in mechanical properties such as alkali resistance, solder heat resistance, electrolytic Ni/Au plating resistance, elongation and tensile strength, and HAST resistance.
[感光性フィルム]
以下、本発明の感光性フィルムの好適な実施形態について説明する。感光性フィルムは、支持体層と、上記支持体層上に形成された上記感光性樹脂組成物を含有する感光層と、感光層上に積層された保護フィルム層とを備えるものである。
[Photosensitive film]
A preferred embodiment of the photosensitive film of the present invention will be described below. The photosensitive film includes a support layer, a photosensitive layer containing the photosensitive resin composition formed on the support layer, and a protective film layer laminated on the photosensitive layer.
感光層は、上述の感光性樹脂組成物を必要により先に述べたような溶剤(希釈剤)に溶解して固形分30~70質量%程度の溶液とした後に、かかる溶液を支持体層上に塗布して乾燥することにより形成することが好ましい。上記塗布は、例えば、ロールコータ、コンマコータ、グラビアコータ、エアーナイフコータ、ダイコータ、バーコータ等を用いた公知の方法で行うことができる。上記感光層の厚みは、用途により異なるが、加熱及び/または熱風吹き付けにより希釈剤を除去した乾燥後の厚みで、5~100μmであることが好ましく、10~60μmであることがより好ましい。この厚みが5μm未満では工業的に塗工困難な傾向があり、100μmを超えると感光性樹脂組成物層の感度及び解像度が低下する傾向がある。 The photosensitive layer is preferably formed by dissolving the above-mentioned photosensitive resin composition in a solvent (diluent) as described above as necessary to obtain a solution with a solid content of about 30 to 70% by mass, and then coating the solution on the support layer and drying it. The coating can be performed by a known method using, for example, a roll coater, a comma coater, a gravure coater, an air knife coater, a die coater, a bar coater, or the like. The thickness of the above-mentioned photosensitive layer varies depending on the application, but is preferably 5 to 100 μm, and more preferably 10 to 60 μm, after drying in which the diluent is removed by heating and/or hot air blowing. If the thickness is less than 5 μm, industrial coating tends to be difficult, and if it exceeds 100 μm, the sensitivity and resolution of the photosensitive resin composition layer tend to decrease.
感光性フィルムが備える支持体層としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の耐熱性及び耐溶剤性を有する重合体フィルムなどが挙げられる。 Examples of the support layer that the photosensitive film has include polymer films that are heat-resistant and solvent-resistant, such as polyesters such as polyethylene terephthalate, polypropylene, and polyethylene.
支持体層の厚みは、5~100μmであることが好ましく、10~30μmであることがより好ましい。この厚みが5μm未満では現像前に支持体を感光性フィルムから剥離する際に上記支持体が破れやすくなる傾向があり、また、100μmを超えると解像度及び可撓性が低下する傾向がある。本実施形態においては、上述したようなポリエステル樹脂を用いて感光層を形成するので、支持体層の厚みが従来のものと比較してより厚い場合、例えば25μm超、100μm以下の場合であっても、その可撓性及び解像度を維持することができる。 The thickness of the support layer is preferably 5 to 100 μm, and more preferably 10 to 30 μm. If the thickness is less than 5 μm, the support tends to be easily torn when peeled off from the photosensitive film before development, and if the thickness exceeds 100 μm, the resolution and flexibility tend to decrease. In this embodiment, the photosensitive layer is formed using the polyester resin described above, so that the flexibility and resolution can be maintained even when the thickness of the support layer is thicker than conventional ones, for example, when it is greater than 25 μm and less than 100 μm.
保護フィルム層としては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、表面処理した紙等が挙げられる。保護フィルム層は、感光層と支持体層との接着力よりも感光層と保護フィルム層との接着力が小さいものであると好ましい。 Examples of the protective film layer include polyethylene film, polypropylene film, polyethylene terephthalate film, surface-treated paper, etc. It is preferable that the adhesive strength between the photosensitive layer and the protective film layer is smaller than the adhesive strength between the photosensitive layer and the support layer.
上述したような支持体層と感光層と保護フィルム層との3層からなる感光性フィルムは、例えば、そのまま貯蔵してもよく、または保護フィルム層を介在させた上で巻芯にロール状に巻き取って保管することができる。 The photosensitive film, which is composed of three layers, a support layer, a photosensitive layer, and a protective film layer, as described above, can be stored as is, or it can be stored after being wound up in a roll on a core with a protective film layer interposed therebetween.
[レジストパターンの形成方法、プリント配線板]
本発明のレジストパターンの形成方法は、絶縁基板と絶縁基板上に形成された回路パターンを有する導体層とを備える積層基板の絶縁基板上に、導体層を覆うように感光性樹脂組成物を用いて感光層を積層し、感光層の所定部分に活性光線を照射して露光部を形成し、次いで、感光層の露光部以外の部分を除去することを特徴とする。
[Method of forming resist pattern, printed wiring board]
The method for forming a resist pattern of the present invention is characterized in that a photosensitive layer is laminated on the insulating substrate of a laminated substrate comprising an insulating substrate and a conductor layer having a circuit pattern formed on the insulating substrate, using a photosensitive resin composition, so as to cover the conductor layer, predetermined parts of the photosensitive layer are irradiated with active light rays to form exposed parts, and then parts of the photosensitive layer other than the exposed parts are removed.
実施形態では、上記感光性樹脂組成物を用いた感光層として、上記感光性フィルムの感光層を用いる。レジストを形成すべき基板上に、上記した感光性樹脂組成物からなる感光層を形成する。上記感光性フィルムの保護フィルムを感光性樹脂組成物層から剥離させ、露出した面をラミネート等により密着させる。密着性、追従性向上の観点から減圧下で積層する方法も好ましい。なお、感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物のワニスをスクリーン印刷法やロールコータにより塗布する方法等の公知の方法により基板上に塗布することもできる。次いで、マスクパターンを通して、感光性樹脂組成物層の所定部分に活性光線を照射し、照射部の感光性樹脂組成物層を光硬化させる露光工程を行う。 In an embodiment, the photosensitive layer of the photosensitive film is used as the photosensitive layer using the photosensitive resin composition. A photosensitive layer made of the photosensitive resin composition is formed on a substrate on which a resist is to be formed. The protective film of the photosensitive film is peeled off from the photosensitive resin composition layer, and the exposed surface is adhered by lamination or the like. From the viewpoint of improving adhesion and followability, a method of laminating under reduced pressure is also preferred. The photosensitive resin composition can also be applied to the substrate by a known method such as a method of applying a varnish of the photosensitive resin composition by screen printing or a roll coater. Next, an exposure process is performed in which a predetermined portion of the photosensitive resin composition layer is irradiated with active light through a mask pattern, and the photosensitive resin composition layer in the irradiated portion is photocured.
上記活性光線の光源としては、公知の光源、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線を有効に放射するものが用いられる。また、写真用フラッド電球、太陽ランプ等の可視光や紫外光を有効に放射するものも用いられる。 As the light source of the actinic rays, known light sources that effectively radiate ultraviolet light, such as carbon arc lamps, mercury vapor arc lamps, ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, and xenon lamps, can be used. In addition, light sources that effectively radiate visible light or ultraviolet light, such as photographic flood lamps and sun lamps, can also be used.
さらに、感光層上に支持体が存在している場合にはその支持体を除去した後、ウエット現像またはドライ現像で光硬化されていない部分(未露光部)を除去して現像することにより、レジストパターンを形成することができる。上記ウエット現像の場合、現像液としては、例えば水酸化ナトリウムなどのアルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤等の安全かつ安定であり操作性が良好なものが用いられる。現像の方式には、ディップ方式、バトル方式、スプレー方式、高圧スプレー方式、ブラッシング、スラッピング等がある。 Furthermore, if a support is present on the photosensitive layer, the support is removed, and then the non-photocured portions (unexposed portions) are removed by wet or dry development, followed by development to form a resist pattern. In the case of wet development, the developer used is, for example, an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, a water-based developer, or an organic solvent, which is safe, stable, and easy to operate. Development methods include the dip method, the bath method, the spray method, the high-pressure spray method, brushing, and slapping.
上記現像工程終了後、はんだ耐熱性及び耐薬品性等を向上させる目的で、高圧水銀ランプによる紫外線照射や加熱を行うことが好ましい。紫外線を照射させる場合は必要に応じてその照射量を調整することができ、例えば0.05~10J/cm2程度の照射量で照射を行うことができる。また、レジストパターンを加熱する場合は、130~200℃程度の範囲で15~90分程行われることが好ましい。 After the development step, it is preferable to irradiate the resist with ultraviolet light using a high-pressure mercury lamp or heat the resist in order to improve solder heat resistance, chemical resistance, etc. When irradiating the resist with ultraviolet light, the amount of irradiation can be adjusted as necessary, and for example, irradiation can be performed at an amount of irradiation of about 0.05 to 10 J/ cm2 . When heating the resist pattern, it is preferable to heat the resist pattern at a temperature in the range of about 130 to 200°C for about 15 to 90 minutes.
紫外線照射及び加熱は、両方を行ってもよい。この場合、両方を同時に行ってもよく、いずれか一方を実施した後に他方を実施してもよい。紫外線照射と加熱とを同時に行う場合は、はんだ耐熱性及び耐薬品性をより良好に付与する観点から、60~150℃に加熱することが好ましい。 Both ultraviolet irradiation and heating may be performed. In this case, both may be performed simultaneously, or one may be performed after the other. When ultraviolet irradiation and heating are performed simultaneously, it is preferable to heat the material to 60 to 150°C in order to provide better solder heat resistance and chemical resistance.
このようにして形成された永久レジストは、基板にはんだ付けを施した後の配線の保護膜を兼ね、ソルダーレジストの諸特性を有しプリント配線板用、半導体パッケージ基板用、フレキシブル配線板用のソルダーレジストとして用いることが可能である。上記ソルダーレジストは、例えば、基板に対し、めっきやエッチングを施す場合に、めっきレジストやエッチングレジストとして用いられる他、そのまま基板上に残されて、配線等を保護するための保護膜として用いられる。 The permanent resist thus formed also serves as a protective film for the wiring after soldering to the board, and has the properties of a solder resist, making it possible to use it as a solder resist for printed wiring boards, semiconductor package boards, and flexible wiring boards. For example, when plating or etching a board, the solder resist is used as a plating resist or etching resist, and is also left on the board as is and used as a protective film to protect the wiring, etc.
永久レジストを備えた基板は、その後、半導体素子などの実装(例えば、ワイヤーボンディング、はんだ接続)がなされ、そして、パソコン等の電子機器へ装着される。 The substrate with the permanent resist is then mounted with semiconductor elements (e.g., wire bonding, solder connection) and then installed in an electronic device such as a personal computer.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the above describes a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、本発明の感光性フィルムの別の実施形態において、保護フィルム層を備えずに、感光層及び支持体層のみを備えるものであってもよい。また、本発明のプリント配線板は絶縁基板上または絶縁基板の両側に導電層及び絶縁層を交互に複数層積層した多層プリント配線板であってもよく、その場合、本発明の感光性樹脂組成物の硬化物は、導電層間を確実に絶縁するための層間絶縁膜として機能する。 For example, in another embodiment of the photosensitive film of the present invention, the film may have only a photosensitive layer and a support layer, without having a protective film layer. The printed wiring board of the present invention may also be a multilayer printed wiring board in which multiple conductive layers and insulating layers are alternately laminated on an insulating substrate or on both sides of an insulating substrate, in which case the cured product of the photosensitive resin composition of the present invention functions as an interlayer insulating film to reliably insulate the conductive layers from each other.
また、プリント配線板の製造方法において、本発明の感光性樹脂組成物を用いてもよい。例えば、絶縁基板と、上記絶縁基板上に形成された回路パターンを有する導体層と、上記導体層を覆うように形成された永久レジスト層と、を備えるプリント配線板の製造方法であって、上記絶縁基板上に、上記導体層を覆うように、本発明の感光性樹脂組成物を用いて感光層を積層し、上記感光層の所定部分に活性光線を照射して露光部を形成し、次いで、上記露光部以外の部分を除去する、プリント配線板の製造方法などが挙げられる。 The photosensitive resin composition of the present invention may also be used in a method for producing a printed wiring board. For example, there may be mentioned a method for producing a printed wiring board comprising an insulating substrate, a conductor layer having a circuit pattern formed on the insulating substrate, and a permanent resist layer formed so as to cover the conductor layer, in which a photosensitive layer is laminated on the insulating substrate so as to cover the conductor layer using the photosensitive resin composition of the present invention, a predetermined portion of the photosensitive layer is irradiated with active light to form an exposed portion, and then the portion other than the exposed portion is removed.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[合成例:酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(A-1、2、3、4)の製造]
一般式(3)で表される構造単位(R13=水素原子、Y3=グリシジル基)を有するビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂(EXA-7376、DIC株式会社製)350質量部、アクリル酸70質量部、メチルハイドロキノン0.5質量部、カルビトールアセテート120質量部、触媒(トリフェニルホスフィン)を仕込み、90℃に加熱して攪拌することにより反応させ、混合物を完全に溶解した。次に、得られた溶液を60℃に冷却し、トリフェニルホスフィン2質量部を加え、100℃に加熱して、溶液の酸価が1mgKOH/gになるまで反応させた。反応後の溶液に、テトラヒドロ無水フタル酸(THPAC)98質量部とカルビトールアセテート85質量部とを加え、80℃に加熱して約6時間反応させた後に冷却し、固形分の濃度が73質量%である(A)成分としてのTHPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレート(以下、「酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(A-1、2、3、4)(分散度;A-1=6.0、A-2=4.5、A-3=3.5、A-4=2.5)という)の溶液を得た。ここで、触媒量(0~2質量部)、加熱温度(80~120℃)、時間を変化させ分散度の異なる樹脂を得た。
[Synthesis Example: Production of Acid-Modified Vinyl Group-Containing Epoxy Resins (A-1, 2, 3, 4)]
350 parts by mass of bisphenol F novolac epoxy resin (EXA-7376, manufactured by DIC Corporation) having a structural unit represented by general formula (3) (R 13 = hydrogen atom, Y 3 = glycidyl group), 70 parts by mass of acrylic acid, 0.5 parts by mass of methyl hydroquinone, 120 parts by mass of carbitol acetate, and a catalyst (triphenylphosphine) were charged and reacted by heating to 90° C. and stirring to completely dissolve the mixture. Next, the resulting solution was cooled to 60° C., 2 parts by mass of triphenylphosphine was added, and the mixture was heated to 100° C. and reacted until the acid value of the solution reached 1 mgKOH/g. To the reaction solution, 98 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride (THPAC) and 85 parts by mass of carbitol acetate were added, and the mixture was heated to 80°C and reacted for about 6 hours, followed by cooling to obtain a solution of THPAC-modified bisphenol F-type novolak epoxy acrylate (hereinafter referred to as "acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A-1, 2, 3, 4) (dispersity; A-1 = 6.0, A-2 = 4.5, A-3 = 3.5, A-4 = 2.5)) as component (A) having a solid content concentration of 73% by mass. Here, resins with different dispersities were obtained by changing the amount of catalyst (0 to 2 parts by mass), heating temperature (80 to 120°C), and time.
(分散度の測定)
THPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレートの数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及びMw/Mn(分散度)は、THPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレートの分子量分布のクロマトグラムをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定し、25℃における標準ポリスチレンの溶離時間から換算して求めた。なお、測定装置としては、東ソー株式会社製EcoSEC、HLC-8320GPCを使用し、GPCの溶離液としては、テトラヒドロフランを使用し、カラムとしては、ゲルパックGL-A-150、ゲルパックGL-A-10(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、商品名)を直結したものを使用した。
(Measurement of Dispersion Degree)
The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and Mw/Mn (dispersity) of the THPAC-modified bisphenol F-type novolac epoxy acrylate were determined by measuring the chromatogram of the molecular weight distribution of the THPAC-modified bisphenol F-type novolac epoxy acrylate by GPC (gel permeation chromatography) and converting it from the elution time of standard polystyrene at 25° C. The measurement device used was EcoSEC, HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation, the eluent used was tetrahydrofuran, and the column used was a Gelpack GL-A-150 and a Gelpack GL-A-10 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, product name) directly connected together.
(実施例1~3、比較例1~4)
下記表1に示す各材料を、同表に示す配合量(単位:質量部)で配合した後、3本ロールミルで混練し、固形分濃度が70質量%になるようにカルビトールアセテートを加えて、感光性樹脂組成物を得た。なお、下記表1中の各材料の配合量は、固形分の配合量を示す。
(Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 4)
The materials shown in Table 1 below were mixed in the amounts (unit: parts by mass) shown in the table, then kneaded in a three-roll mill, and carbitol acetate was added so that the solid content concentration became 70% by mass to obtain a photosensitive resin composition. The amount of each material in Table 1 below indicates the amount of solid content.
なお、表1中の各材料の詳細は以下の通りである。
[(A)酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂]
*1(酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(A-1)):合成例で作製したTHPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレート(分散度Mw/Mn=6.0)
*2(酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(A-2)):合成例で作製したTHPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレート(分散度Mw/Mn=4.5)
*3(酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(A-3)):合成例で作製したTHPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレート(分散度Mw/Mn=3.5)
*4(酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂(A-4)):合成例で作製したTHPAC変性ビスフェノールF型ノボラックエポキシアクリレート(分散度Mw/Mn=2.5)
[(B)エチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー]
*5(アロニックスM402):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亞合成株式会社製)
[(C)光重合開始剤)]
*6(イルガキュア907):(2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、BASFジャパン株式会社製)
[(D)無機フィラー]
*7(SFP-20M):シリカ微粒子(超微粒子球状シリカ、平均粒径0.3μm、デンカ株式会社製)
*8(B-34):硫酸バリウム微粒子(平均粒径0.3μm、堺化学工業株式会社製)
[(F)硬化剤]
*9(YSLV-80XY):エポキシ樹脂(テトラメチルビスフェノールFタイプ、エポキシ当量=192g/eq、融点=72℃、新日鐵住金化学株式会社製)
*10(RE-306):エポキシ樹脂(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬株式会社製)
[(G)エラストマー]
*11(PB-3600):エポキシ化ポリブタジエン(株式会社ダイセル製)
The details of each material in Table 1 are as follows.
[(A) Acid-modified vinyl group-containing epoxy resin]
*1 (Acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A-1)): THPAC-modified bisphenol F-type novolac epoxy acrylate (dispersity Mw/Mn = 6.0) prepared in the synthesis example.
*2 (Acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A-2)): THPAC-modified bisphenol F-type novolac epoxy acrylate (dispersity Mw/Mn = 4.5) prepared in the synthesis example.
*3 (Acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A-3)): THPAC-modified bisphenol F-type novolac epoxy acrylate (dispersity Mw/Mn = 3.5) prepared in the synthesis example.
* 4 (Acid-modified vinyl group-containing epoxy resin (A-4)): THPAC-modified bisphenol F-type novolac epoxy acrylate (dispersity Mw/Mn = 2.5) prepared in the synthesis example.
[(B) Photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond]
*5 (Aronix M402): Dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
[(C) Photopolymerization initiator]
*6 (Irgacure 907): (2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, manufactured by BASF Japan Ltd.)
[(D) Inorganic filler]
* 7 (SFP-20M): Silica fine particles (ultrafine spherical silica, average particle size 0.3 μm, manufactured by Denka Co., Ltd.)
* 8 (B-34): Barium sulfate microparticles (average particle size 0.3 μm, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)
[(F) Curing Agent]
* 9 (YSLV-80XY): Epoxy resin (tetramethylbisphenol F type, epoxy equivalent = 192 g / eq, melting point = 72 ° C., manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
*10 (RE-306): Epoxy resin (phenol novolac type epoxy resin, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
[(G) Elastomer]
*11 (PB-3600): Epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel Corporation)
[シリカ残渣]
実施例及び比較例の感光性樹脂組成物を、銅張積層基板(MCL-E-67、ガラス布基材エポキシ樹脂基板、日立化成株式会社製)に、乾燥後の膜厚が15μmになるようにスクリーン印刷法で塗布した後、75℃で30分間熱風循環式乾燥機を用いて乾燥させた。得られた塗膜に、1×1cm四方の面積に直径80μmの光非透過部が点在するネガフィルムを介して積算露光量100mJ/cm2の紫外線を照射し、1質量%の炭酸ナトリウム水溶液で60秒間、1.8kgf/cm2の圧力でスプレー現像し、未露光部を溶解現像して像形成した。その後、SEM(株式会社ハイテクノロジーズ製、型番:S4200、電界放出形走査電子顕微鏡)を用いて開口部を1万倍で観察し、シリカ残渣の残り具合を以下の基準で評価した。評価結果を表2に示した。
A:1視野でシリカ残渣が1個以下
B:1視野でシリカ残渣が2個以上、10個未満
C:1視野でシリカ残渣が10個以上
[Silica Residue]
The photosensitive resin compositions of the examples and comparative examples were applied to a copper-clad laminate substrate (MCL-E-67, glass cloth-based epoxy resin substrate, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) by screen printing so that the film thickness after drying was 15 μm, and then dried at 75 ° C. for 30 minutes using a hot air circulation dryer. The resulting coating film was irradiated with ultraviolet light at an integrated exposure of 100 mJ / cm 2 through a negative film having a 1 × 1 cm square area dotted with light non-transmitting parts of 80 μm in diameter, and spray-developed with a 1 mass % aqueous sodium carbonate solution at a pressure of 1.8 kgf / cm 2 for 60 seconds, and the unexposed parts were dissolved and developed to form an image. Thereafter, the opening was observed at 10,000 times using a SEM (manufactured by High Technologies Corporation, model number: S4200, field emission scanning electron microscope), and the remaining condition of silica residue was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 2.
A: 1 or less silica residues in one visual field. B: 2 or more but less than 10 silica residues in one visual field. C: 10 or more silica residues in one visual field.
[耐HAST性評価]
12μm厚の銅箔をガラスエポキシ基材に積層したプリント配線板用基板(MCL-E-679、ガラス布基材高Tgエポキシ樹脂基板、日立化成株式会社製、商品名)の銅表面を、エッチングによりライン/スペースが28μm/32μmのくし型電極を形成した。この基板を評価基板とし、基板上に上述のようにレジストの硬化物を形成し、その後、135℃、85%RH、DC5V条件下に200時間晒した。その後、マイグレーションの発生の程度を、100倍の金属顕微鏡により観察し、次の基準で評価した。
すなわち、永久レジスト膜にマイグレーションが発生せず、抵抗値も低下しなかったものは「3」とし、抵抗値は低下しなかったが、マイグレーションが発生したものは「2」、大きくマイグレーションが発生し、抵抗値も低下したものは「1」として評価した。
評価結果を表2に示した。
[Evaluation of HAST resistance]
A copper surface of a printed wiring board substrate (MCL-E-679, glass cloth substrate high Tg epoxy resin substrate, Hitachi Chemical Co., Ltd., product name) in which 12 μm thick copper foil was laminated on a glass epoxy substrate was etched to form a comb-shaped electrode with a line/space of 28 μm/32 μm. This substrate was used as an evaluation substrate, and a cured resist was formed on the substrate as described above, followed by exposure for 200 hours under conditions of 135° C., 85% RH, and DC 5 V. The extent of migration was then observed with a 100x metallurgical microscope and evaluated according to the following criteria.
That is, a permanent resist film in which no migration occurred and no decrease in resistance value was rated as "3," a permanent resist film in which no decrease in resistance value occurred but migration occurred was rated as "2," and a permanent resist film in which significant migration occurred and resistance value decreased was rated as "1."
The evaluation results are shown in Table 2.
[熱膨張率・ガラス転移点(Tg)評価]
感光性樹脂組成物溶液を支持層である16μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(G2-16、帝人株式会社製、商品名)上に、乾燥後の膜厚が30μmとなるように均一に塗布し、それを、熱風対流式乾燥機を用いて75℃で約30分間乾燥した。続いて、感光性樹脂組成物層の支持体と接している側とは反対側の表面上に、ポリエチレンフィルム(NF-15、タマポリ株式会社製、商品名)を保護フィルムとして貼り合わせ、感光性フィルムを得た。上記感光性フィルム全面を露光し、次いで、常温(25℃)で1時間静置した後、ポリエチレンフィルムを剥離し、30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液で、スプレー現像処理した。スプレー現像後、株式会社オーク製作所製の紫外線照射装置を使用して2J/cm2の紫外線照射を行い、さらに170℃、60分間で加熱処理した。次いで、カッターナイフで、幅3mm、長さ30mmに切り出した後、該積層体上の支持体であるポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、熱膨張係数評価用感光性樹脂硬化物(試験片)を得た。TMA装置(熱機械分析装置)SS6000(セイコーインスツル株式会社製)を用いて、引張りモードでの熱膨張係数(10-6/℃、ppm)の測定を行った。引張り荷重は5g、スパン(チャック間距離)は15mm、昇温速度は10℃/分である。まず、試験片を装置に装着し、室温(25℃)から160℃まで加熱し、15分間放置した。その後、-60℃まで冷却し、-60℃から250℃まで昇温速度10℃/分の条件で測定を行い、ガラス転移点と熱膨張率を測定した。評価結果を表2に示した。
[Evaluation of thermal expansion coefficient and glass transition point (Tg)]
The photosensitive resin composition solution was uniformly applied onto a 16 μm thick polyethylene terephthalate film (G2-16, Teijin Ltd., product name) as a support layer so that the film thickness after drying was 30 μm, and then dried at 75 ° C. for about 30 minutes using a hot air convection dryer. Subsequently, a polyethylene film (NF-15, Tamapoly Co., Ltd., product name) was laminated as a protective film on the surface opposite to the side in contact with the support of the photosensitive resin composition layer to obtain a photosensitive film. The entire surface of the photosensitive film was exposed to light, and then the film was left to stand at room temperature (25 ° C.) for 1 hour, after which the polyethylene film was peeled off and spray-developed with a 1% by mass aqueous solution of sodium carbonate at 30 ° C. After spray development, the film was irradiated with ultraviolet light at 2 J / cm2 using an ultraviolet light irradiation device manufactured by Oak Seisakusho Co., Ltd., and further heated at 170 ° C. for 60 minutes. Next, the laminate was cut into a width of 3 mm and a length of 30 mm with a cutter knife, and the polyethylene terephthalate film, which was the support on the laminate, was peeled off to obtain a photosensitive resin cured product (test piece) for evaluating the thermal expansion coefficient. The thermal expansion coefficient (10 -6 /°C, ppm) in the tensile mode was measured using a TMA device (thermomechanical analyzer) SS6000 (manufactured by Seiko Instruments Inc.). The tensile load was 5 g, the span (distance between chucks) was 15 mm, and the heating rate was 10°C/min. First, the test piece was mounted on the device, heated from room temperature (25°C) to 160°C, and left for 15 minutes. Then, it was cooled to -60°C, and measurements were performed under the condition of a heating rate of 10°C/min from -60°C to 250°C, and the glass transition point and the thermal expansion coefficient were measured. The evaluation results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、実施例1~3はシリカ残渣、電気信頼性(HAST耐性)、低熱膨張率、高Tgなどの一般特性に優れていることが分かる。また、酸変性ビニル基含有エポキシ樹脂の分散度が3.5以下のものは、特にシリカ残渣が少なく熱膨張率や耐熱性に優れていることが分かる。これに対し、表2から明らかなように、比較例1~4はシリカ残渣、電気信頼性が不十分であることが分かる。従って、本発明の感光性樹脂組成物によれば、シリカ残渣が少ない状態を維持しつつ低熱膨張率を達成しHAST耐性に優れ、高Tgな永久マスクレジストが得られる。 As is clear from Table 2, Examples 1 to 3 are excellent in general properties such as silica residue, electrical reliability (HAST resistance), low thermal expansion coefficient, and high Tg. In addition, it is clear that acid-modified vinyl group-containing epoxy resins with a dispersity of 3.5 or less have particularly low silica residue and excellent thermal expansion coefficient and heat resistance. In contrast, as is clear from Table 2, Comparative Examples 1 to 4 have insufficient silica residue and electrical reliability. Therefore, according to the photosensitive resin composition of the present invention, a permanent mask resist with low silica residue, low thermal expansion coefficient, excellent HAST resistance, and high Tg can be obtained.
Claims (6)
[一般式(2)中、R12は水素原子又はメチル基を示し、Y2はそれぞれ独立に水素原子又はグリシジル基を示す。なお、2つのR12は同一でも異なっていてもよい。但し、Y2の少なくとも一方はグリシジル基を示す。一般式(3)中、R13は水素原子又はメチル基を示し、Y3はそれぞれ独立に水素原子又はグリシジル基を示す。なお、2つのR13は同一でも異なっていてもよい。但し、Y3の少なくとも一方はグリシジル基を示す。] The photosensitive resin composition comprises (A) an acid-modified vinyl group-containing epoxy resin, (B) a photopolymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, (C) a photopolymerization initiator, and (D) an inorganic filler, wherein the acid-modified vinyl group-containing epoxy resin of component (A) is a resin (A″) obtained by reacting an epoxy resin (a) which is a bisphenol-type novolak resin having a structural unit represented by the following general formula (2) or (3) with a vinyl group-containing monocarboxylic acid (b) to obtain a resin (A′), with a saturated or unsaturated group-containing polybasic acid anhydride (wherein Mw/Mn and a polydispersity represented by (weight average molecular weight/number average molecular weight) of 2.0 to 5.0. Also excluding a resin obtained by reacting an o-cresol novolac resin with acrylic acid, followed by reaction with tetrahydrophthalic anhydride, and a resin obtained by reacting an o-cresol novolac resin with acrylic acid and a pentaerythritol triacrylate-succinic anhydride adduct, followed by reaction with succinic anhydride and tetrahydrophthalic anhydride.), wherein (D) the inorganic filler comprises silica and barium sulfate, and the content of the inorganic filler is 40 to 70 mass% based on the total solid content.
[In the general formula (2), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 2 each independently represents a hydrogen atom or a glycidyl group. The two R 12 may be the same or different. However, at least one of Y 2 represents a glycidyl group. In the general formula (3), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group, and Y 3 each independently represents a hydrogen atom or a glycidyl group. The two R 13 may be the same or different. However, at least one of Y 3 represents a glycidyl group.]
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