JP2001222103A - 水性フォトソルダーレジスト組成物 - Google Patents

水性フォトソルダーレジスト組成物

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JP2001222103A
JP2001222103A JP2000168579A JP2000168579A JP2001222103A JP 2001222103 A JP2001222103 A JP 2001222103A JP 2000168579 A JP2000168579 A JP 2000168579A JP 2000168579 A JP2000168579 A JP 2000168579A JP 2001222103 A JP2001222103 A JP 2001222103A
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solder resist
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Naoya Yabuuchi
尚哉 藪内
Minoru Fujita
稔 藤田
Osamu Nanba
修 難波
Keiichi Okajima
圭一 岡島
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Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵安定性において問題がなく、耐熱性に優
れ、かつ溶剤臭を有しない水性フォトソルダーレジスト
組成物を提供する。 【解決手段】 (A)ラジカル重合性基とカルボキシル
基とを含有する樹脂を塩基で中和して得られる水溶液、
(B)無機フィラー、(C)多官能性アクリルモノマー
(c1)、グリシジル基以外の環状エーテル基を有する
化合物(c2)、及び光重合開始剤(c3)からなる光
硬化性混合物、及び必要に応じて、(D)酸価130〜
230mgKOH/gのラジカル重合体を塩基で中和し
て得られる水溶液を含む水性フォトソルダーレジスト組
成物であって、上記グリシジル基以外の環状エーテル基
は、例えば、脂環式エポキシ基またはオキセタン基であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ現像可能
な水性フォトソルダーレジスト組成物及びこれを用いて
得られるソルダーレジスト皮膜に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板のソルダーレジストとし
ては、露光後、現像することにより画像を形成し、加熱
または光照射によって硬化させる液状現像型のものが用
いられている。これを形成するのに用いられるソルダー
レジスト組成物は溶剤型のものであるため、これらが環
境に与える影響を考慮して、水性のものの開発が望まれ
てきた。
【0003】特開平5−100427号公報には、炭素
数6以上のα−オレフィンと無水マレイン酸との部分反
応物に、分子内に不飽和二重結合及び水酸基を有する化
合物を反応させ、さらにアルカリ性成分で中和して水性
化させてなる活性エネルギー線硬化性樹脂、及び、エポ
キシ基を少なくとも1個有する化合物を含む水性フォト
ソルダーレジスト組成物が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この水性フォトソルダ
ーレジスト組成物においては、エポキシ基として、水性
媒体中で失活しやすいグリシジルタイプのものを用いて
いるため、主剤と硬化剤とを混合した液の貯蔵安定性に
問題があった。これは組成物の保存時、乾燥時のグリシ
ジル基の反応に起因するものであり、現像性が低下する
ばかりか、均一な膜が形成できなくなるために耐熱性な
どの諸特性が低下する。また、水性のものであっても溶
剤臭がするものがあり、作業環境上の問題を有してい
た。さらに、無機フィラーの分散安定性に乏しいため
に、現像後のパターンに欠陥があったり、耐熱性などに
乏しいという欠点があった。
【0005】本発明は、貯蔵安定性において問題がな
く、耐熱性に優れ、かつ溶剤臭を有しない水性フォトソ
ルダーレジスト組成物を提供することを目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の水性フォトソル
ダーレジスト組成物は、(A)ラジカル重合性基とカル
ボキシル基とを含有する樹脂を塩基で中和して得られる
水溶液、(B)無機フィラー、(C)多官能性アクリル
モノマー(c1)、グリシジル基以外の環状エーテル基
を有する化合物(c2)、及び光重合開始剤(c3)か
らなる光硬化性混合物、及び、必要に応じて、(D)酸
価130〜230mgKOH/gのラジカル重合体を塩
基で中和して得られる水溶液を含んでいる。
【0007】ここで、先のグリシジル基以外の環状エー
テル基は、例えば、脂環式エポキシ基またはオキセタン
基である。また、ラジカル重合性基とカルボキシル基と
を含有する樹脂において、ラジカル重合性基の含有量は
5×10-4〜1×10-2mol/gであることが好まし
い。また、該樹脂においてカルボキシル基の含有量(す
なわち酸価)は30〜200mgKOH/gであること
が好ましく、さらに好ましくは30〜130mgKOH
/gである。また、水溶液(A)及び(D)中のカルボ
キシル基と、光硬化性混合物(C)中のグリシジル基以
外の環状エーテル基との量比は、モル比で、例えば、
1.3/0.7〜0.7/1.3である。
【0008】また、本発明の水性フォトソルダーレジス
ト組成物は、例えば、さらに着色顔料を含んでいてもよ
い。また無機フィラーの含有量は、水性フォトソルダー
レジスト組成物の固形分100重量部中の5〜60重量
部であることが好ましく、溶剤の含有量は、固形分10
0重量部に対して20重量部以下であることが好まし
い。
【0009】本発明のソルダーレジスト皮膜は、先の水
性フォトソルダーレジスト組成物を、基材に塗布し、5
0〜90℃で乾燥後、活性エネルギー線を露光し、未露
光部をアルカリ性洗浄液で現像除去し、光硬化部分を1
40〜170℃で加熱し、硬化して得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の水性フォトソルダーレジ
スト組成物は、(A)ラジカル重合性基とカルボキシル
基とを含有する樹脂を塩基で中和して得られる水溶液、
(B)無機フィラー、(C)多官能性アクリルモノマー
(c1)、グリシジル基以外の環状エーテル基を有する
化合物(c2)、及び光重合開始剤(c3)からなる光
硬化性混合物、及び、必要に応じて、(D)酸価130
〜230mgKOH/gのラジカル重合体を塩基で中和
して得られる水溶液を含んでいる。
【0011】(A)ラジカル重合性基とカルボキシル基
とを含有する樹脂を塩基で中和して得られる水溶液 本発明の水性フォトソルダーレジスト組成物に含まれる
第1の成分は、ラジカル重合性基とカルボキシル基とを
含有する樹脂を塩基で中和して得られる。このラジカル
重合性基とカルボキシル基とを含有する樹脂は、1分子
内に少なくとも1個以上のラジカル重合性基とカルボキ
シル基とを有するものであり、上記ラジカル重合性基の
含有量が5×10-4〜1×10-2mol/gであり、カ
ルボキシル基の含有量が30〜200mgKOH/gで
あることが好ましい。
【0012】上記ラジカル重合性基の含有量が5×10
-4mol/g未満であると、得られるレジストの硬化が
不十分になり耐熱性が劣る恐れがあり、1×10-2mo
l/gを上回ると、レジスト中にラジカル重合性基が残
存する恐れがあり好ましくない。また、カルボキシル基
の含有量が30mgKOH/未満であると、アルカリ現
像性が低下し、200mgKOH/gを上回ると、露光
部分まで溶解してしまう恐れがある。上記ラジカル重合
性基の含有量が1×10-3〜5×10-3mol/gであ
り、カルボキシル基の含有量が30〜150mgKOH
/gであることがさらに好ましい。カルボキシル基の含
有量は、さらに30〜130mgKOH/gであること
が好ましく、さらに好ましくは70〜110mgKOH
/gである。
【0013】上記ラジカル重合性基とカルボキシル基と
を含有する樹脂の数平均分子量は、1500〜2500
0であることが好ましい。1500未満だと、得られる
レジストの耐熱性が十分でなく、25000を上回ると
水性化が困難になる場合がある。
【0014】上記ラジカル重合性基とカルボキシル基と
を含有する樹脂は特に限定されない。上記ラジカル重合
性基とカルボキシル基とを含有する樹脂は、例えば、複
数のエポキシ基を有する化合物に、例えば、アクリル酸
のようなラジカル重合性基とカルボキシル基とを有する
化合物を反応させ、その後、この反応により生じた水酸
基に酸無水物を反応させることによって得られる。
【0015】このような複数のエポキシ基を有する化合
物としては、種々のものが利用でき、例えば、特公平7
−103213号公報に記載されている、例えば下記の
式1a〜1cで示されるような芳香族ポリエポキシ化合
物や特許第2868190号公報に記載されている、下
記の式2a及び2cで示されるようなフェノール類とフ
ェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物
のエピハロヒドリンによるエポキシ化物を挙げることが
できる。なお、式1におけるnの好ましい値は1〜20
であり、式2におけるmの好ましい値は0〜15であ
り、0〜10がより好ましい。
【0016】
【化1】
【0017】
【化2】
【0018】また、この他の複数のエポキシ基を有する
化合物は、酸無水物基を有するモノマーの重合体に、2
−ヒドロキシエチルアクリレートのようなラジカル重合
性基と水酸基とを有する化合物を反応させることによっ
ても得ることができる。
【0019】このラジカル重合性基とカルボキシル基と
を含有する樹脂に塩基を加え、カルボキシル基を中和す
ることにより上記水溶液(A)を得ることができる。上
記塩基は、特に限定されず、カルボキシル基の中和剤と
してよく知られたもの、例えば、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウムなどの無機物やトリエチ
ルアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロピルメチル
アミンなどのアミン化合物を用いることができる。上記
塩基の量は、ラジカル重合性基とカルボキシル基とを含
有する樹脂の分子量及びカルボキシル基の含有量に合わ
せて適宜決定され、水溶化することができる量であれば
よいが、例えば、カルボキシル基の30〜200%を中
和する量に設定することができる。
【0020】(B)無機フィラー 本発明の水性フォトソルダーレジスト組成物に含まれる
第2の成分は、無機フィラーである。無機フィラーは、
レジストの耐熱性向上のために用いられるものであり、
硫酸バリウム、微粉状炭化珪素、無定型シリカなどの公
知のものを用いることができる。なお、上記無機フィラ
ーには公知の難燃剤を含んでいるものとする。なお、上
記無機フィラーは、先に説明した(A)の水溶液に直接
加えて分散させることも可能であるが、分散性の点か
ら、(A)の水溶液とは別に、水分散体を形成しておく
こともできる。
【0021】なお、上記無機フィラーの量は、本発明の
水性フォトソルダーレジスト組成物中の固形分に占める
割合として決定される。この割合については、後述の水
性フォトソルダーレジスト組成物についてのところで説
明する。
【0022】(C)光硬化性混合物 本発明の水性フォトソルダーレジスト組成物に含まれる
第3の成分は、多官能性アクリルモノマー(c1)、グ
リシジル基以外の環状エーテル基を有する化合物(c
2)、及び光重合開始剤(c3)からなる光硬化性混合
物である。この光硬化性混合物は、本発明の水性フォト
ソルダーレジスト組成物において、エマルション状態と
なっている。
【0023】<多官能性アクリルモノマー(c1)>上
記多官能性アクリルモノマー(c1)は、1分子内に2
個以上の重合性基を有するものであればよく、この多官
能性アクリルモノマー(c1)を含有することにより、
パターニングのための光硬化を行うことができる。
【0024】上記多官能性アクリルモノマー(c1)の
具体例としては、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アクリレート、ポリ
エチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレング
リコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリ
アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及びこ
れらに対応するメタクリレート類などを挙げることがで
きる。これらは、単独または2種以上を組み合わせて使
用することができる。
【0025】<グリシジル基以外の環状エーテル基を有
する化合物(c2)>上記グリシジル基以外の環状エー
テル基を有する化合物(c2)は、加熱により、レジス
ト組成物のカルボキシル基と硬化反応するものである。
環状エーテル基がグリシジル基である場合、水性媒体中
で失活しやすいため好ましくない。グリシジル基以外の
環状エーテル基としては、脂環式エポキシ基またはオキ
セタン基が好ましい。これらの環状エーテル基の他に
は、ポリブタジエンのような主鎖中に二重結合を含むも
のを酸化して環状エーテル基を形成したものや脂環式エ
ポキシにビニル基が結合した化合物を開環重合させたも
のを、酸化して環状エーテル化したものなども挙げるこ
とができるが、入手容易性の点から上記2種が好まし
い。
【0026】上記脂環式エポキシ基を有するものは、種
々のものが市販されており、例えば、ダイセル化学工業
社から販売されているセロキサイドシリーズ、エポリー
ドシリーズ、シクロマーシリーズ及びこれを重合したも
のなどを挙げることができ、例えば分子内に以下に示す
構造を含むものである。
【0027】
【化3】
【0028】一方、上記オキセタン基を有するものにつ
いても、東亞合成社からアロンオキセタンシリーズとし
て販売されている。これらの中で、1分子中に2個以上
の脂環式エポキシ基またはオキセタン基を持つものが好
ましく、3個以上持つものが特に好ましい。
【0029】<光重合開始剤(c3)>上記光重合開始
剤(c3)としては、公知のものを用いることができ
る。具体例として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエー
テル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピル
エーテルのようなベンゾイン及びベンゾインアルキルエ
ーテル類;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
ンのようなアセトフェノン類;2−メチル−1−[4−
(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン
−1,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−
モルフォリノフェニル)−ブタノン−1,N,N−ジメ
チルアミノアセトフェノンのようなアミノアセトフェノ
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−ターシャリーブチルアントラキノン、1−
クロロアントラキノンのようなアントラキノン類;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のようなチオキサントン類;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
ールのようなケタール類;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のようなベンゾフェ
ノン類またはキサントン類;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などが挙げら
れる。これらは、単独または2種以上の混合物として使
用でき、さらにトリエタノールアミンなどの第3アミ
ン、ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの光開始助剤を
加えて用いることができる。
【0030】本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物に含まれる光硬化性混合物における上記多官能性アク
リルモノマー(c1)、グリシジル基以外の環状エーテ
ル基を有する化合物(c2)、及び光重合開始剤(c
3)の量比は、本発明の水性フォトソルダーレジスト組
成物中の固形分に占める割合として決定される。この割
合については、後述の水性フォトソルダーレジスト組成
物についてのところで説明する。また、上記光硬化性混
合物には、上記成分以外に、環状エーテル基と反応する
トリアジンのようなアミノ基を含む化合物を含めること
ができる。
【0031】(D)酸価130〜230mgKOH/g
のラジカル重合体を塩基で中和して得られる水溶液 本発明の水性フォトソルダーレジスト組成物に任意成分
として含ませることができる第4の成分は、酸価130
〜230mgKOH/gのラジカル重合体を塩基で中和
して得られる水溶液である。この水溶液を用いることに
より、無機フィラーの分散性を高めることができる。上
記ラジカル重合体としては、アクリル酸、メタクリル
酸、無水マレイン酸、マレイン酸などの酸性モノマー
(カルボキシル基含有モノマー)を、カルボキシル基な
どの酸性基を有しない他のビニル単量体と共重合して得
られる重合体が挙げられる。酸価(カルボキシル基の含
有量)は、130〜230mgKOH/gの範囲内のも
のが用いられる。酸価がこの範囲より低いと、無機フィ
ラーの分散安定化能力に乏しく、酸価がこの範囲を超え
ると、水溶液(A)及び光硬化性混合物(C)との相溶
性が乏しく、均一な皮膜を得ることができない。
【0032】上記ラジカル重合体の数平均分子量は10
00〜150000であることが好ましい。数平均分子
量が1000未満であると、無機フィラーなどの顔料の
分散能力に乏しい場合がある。また、数平均分子量が1
50000を超えると、水溶液の粘度が高くなりすぎる
ため、無機フィラーの分散が困難になる場合がある。
【0033】水性フォトソルダーレジスト組成物 本発明の水性フォトソルダーレジスト組成物は、(A)
ラジカル重合性基とカルボキシル基とを含有する樹脂を
塩基で中和して得られる水溶液、(B)無機フィラー、
(C)多官能性アクリルモノマー(c1)、グリシジル
基以外の環状エーテル基を有する化合物(c2)、及び
光重合開始剤(c3)からなる光硬化性混合物、及び、
必要に応じて、(D)酸価130〜230mgKOH/
gのラジカル重合体を塩基で中和して得られる水溶液を
含んでいる。
【0034】本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物は、上記成分を、当業者によく知られた方法で混合す
ることにより得られる。その際、各成分比は以下の条件
を満たしていることが、レジスト組成物及びそれから得
られるレジストの性能を向上させるため、好ましい。
【0035】まず、(A)及び(D)の水溶液中のカル
ボキシル基と、(C)の光硬化性混合物中のグリシジル
基以外の環状エーテル基との量比は、モル比(カルボキ
シル基/環状エーテル基)で1.3/0.7〜0.7/
1.3であることが好ましい。この範囲を外れると、架
橋度が上がらず、耐熱性が十分でなくなる恐れがある。
1.15/0.85〜0.85/1.15であることが
さらに好ましい。
【0036】(A)の水溶液中に含まれる樹脂と(D)
の水溶液中に含まれるラジカル重合体との重量比(樹脂
/ラジカル重合体)は、70/30〜100/0である
ことが好ましい。ラジカル重合体の重量比が30重量%
を超えると、現像時に皮膜の剥離を生じる場合がある。
【0037】次に(B)の無機フィラーは、本発明の水
性フォトソルダーレジスト組成物の固形分100重量部
中の5〜60重量部であることが好ましい。5重量部未
満では、耐熱性及び硬化収縮を防ぐ効果に乏しく、60
重量部を上回ると現像性が低下する場合がある。15〜
35重量部であることがさらに好ましい。
【0038】さらに、(C)の光硬化性混合物に含まれ
る多官能性アクリルモノマー(c1)は、本発明の水性
フォトソルダーレジスト組成物の固形分100重量部中
の2.0〜15.0重量部であることが好ましい。2.
0重量部未満では、光硬化性に乏しく、15.0重量部
を上回ると耐熱性が低下する場合がある。
【0039】一方、(C)の光硬化性混合物に含まれる
光重合開始剤(c3)は、本発明の水性フォトソルダー
レジスト組成物の固形分100重量部中の0.5〜10
重量部であることが好ましい。0.5重量部未満では、
未反応の二重結合が多く残存し、10重量部を上回ると
分子量が低くなりすぎるため、膜の硬度が低くなる恐れ
がある。1.0〜8重量部であることがさらに好まし
い。
【0040】本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物においては、カルボキシル基と環状エーテル基との反
応によって生じた水酸基をさらに反応させて架橋密度を
高めるために、例えばメラミンが添加されていてもよ
い。メラミンの添加量としては、環状エーテル基を有す
る化合物(c2)100重量部に対して40重量部以下
であることが好ましい。
【0041】本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物は、上記の含有成分以外に必要に応じて内部溶剤を含
んでいてもよい。これは、膜を均一化するための助剤と
して用いられるもので、上記の含有成分中の油性のもの
を溶解することができ、沸点が120〜250℃、好ま
しくは135〜200℃であって、親水性を有するもの
を使用することができる。具体的には、プロピレングリ
コールジアセテート、ジプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテートを挙げることができる。この内部溶剤を用い
る場合には、本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物の固形分100重量部に対して、20重量部以下が好
ましく、10重量部以下であることがさらに好ましい。
20重量部を上回ると、臭気及び安全性の点から水性化
の意味が失われる場合がある。内部溶剤は、上記の含有
成分に含めておいてもよく、水性フォトソルダーレジス
ト組成物を調整する際に加えてもよい。
【0042】また、本発明の水性フォトソルダーレジス
ト組成物は、着色顔料を含んでいてもよい。着色顔料と
しては、例えば、銅フタロシアニン、塩素化フタロシア
ニン、キナクリドンレッドなどの公知のものを使用する
ことができる。着色顔料を含む場合、着色顔料は、本発
明の水性フォトソルダーレジスト組成物の固形分100
重量部中の0.02〜4.0重量部であることが好まし
い。0.02重量部未満では、着色性に乏しく、4.0
重量部を上回ると光硬化性が低下するため、現像時に膜
の剥離が生じる恐れがある。0.1〜1.5重量部であ
ることがさらに好ましい。
【0043】本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物は、上記成分を混合することにより得られるが、例え
ば、まず、(A)のラジカル重合性基とカルボキシル基
とを含有する樹脂を塩基で中和して得られる水溶液を製
造し、これに(B)の無機フィラー及び必要に応じて着
色顔料を加えて、分散を行ったものに、(C)の各成分
及び必要に応じて内部溶剤を加えて、エマルション化す
ることができる。(D)の水溶液を用いる場合、(B)
の無機フィラーを添加する前に、(A)の水溶液と
(D)の水溶液を混合し、これに(B)の無機フィラー
を添加し分散した後、(C)の各成分を添加してエマル
ション化してもよい。また、(D)の水溶液に(B)の
無機フィラーを分散した後に、(A)の水溶液を添加
し、さらに(C)の各成分を加えてエマルション化して
もよい。
【0044】このようにして得られる本発明の水性フォ
トソルダーレジスト組成物のエマルションの粒子径は、
面積平均粒径で0.1〜10.0μmであることが好ま
しく、0.3〜2.0μmであることがさらに好まし
い。0.1μm未満では、製造が実質的に困難であり、
10.0μmを上回ると粒子の沈降や凝集が起こる場合
がある。
【0045】また、本発明の水性フォトソルダーレジス
ト組成物の固形分率は、20〜70重量%が好ましく、
35〜60重量%がさらに好ましい。20重量%未満で
は、経済性に乏しく、70重量%以上では、粒子間で融
着が生じて大粒径化する場合がある。なお、本発明の水
性フォトソルダーレジスト組成物は、(A)の水溶液、
必要に応じて用いられる(D)の水溶液、及び(B)の
無機フィラーを混合したものと、(C)の光硬化性混合
物とを別々に保管し、使用時にこの2つを混合して用い
ることも可能である。この場合、長期の保存性が確保で
きる。
【0046】本発明の水性フォトソルダーレジスト組成
物は、基板などの基材に塗布され、通常50〜90℃で
乾燥される。乾燥後、紫外線などの活性エネルギー線を
露光し、未露光部をアルカリ性洗浄液で現像除去して、
さらに光硬化部分を例えば、140〜170℃で加熱す
ることにより、熱硬化を進行させ、ソルダーレジスト皮
膜を得ることができる。
【0047】
【実施例】 製造例1 (A)ラジカル重合性基とカルボキシル基とを含有する樹脂を塩基 で中和して得られる水溶液の製造 その1 環流管、温度調節器、撹拌翼を備えた2Lセパラブルフラスコに、 EOCN−104S 400重量部 (日本化薬社製のクレゾールノボラック型環状エーテル樹脂) プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250重量部 ハイドロキノン 0.50重量部 テトラブチルアンモニウムブロマイド 0.20重量部 を仕込み、酸素気流下で温度を90℃に制御した。ここ
に、アクリル酸148.3重量部を30分かけて滴下
し、さらに24時間反応を継続した。この時点で酸価は
ほぼ0であった。
【0048】次いで、無水コハク酸136.6重量部を
加え、10時間反応を継続した。得られた反応物の固形
分酸価は111.8mgKOH/gであった。またラジ
カル重合性基の含有量は、3.0×10-3mol/gで
あった。
【0049】次に温度を50℃まで下げ、トリエチルア
ミン148.0重量部を加えて20分撹拌した後、そこ
に、イオン交換水800重量部を加えた。これを減圧し
て加熱することにより、ほぼ全量の有機溶剤と水の一部
を除去した。このようにして得られた(A)の水溶液の
固形分率は48.2%であった。
【0050】 製造例2 (A)ラジカル重合性基とカルボキシル基とを含有する樹脂を塩基 で中和して得られる水溶液の製造 その2 環流管、温度調節器、撹拌翼を備えた2Lセパラブルフラスコに、 GT−400 400重量部 (ダイセル化学社製の脂環式エポキシ樹脂、ブタンテトラカルボン酸にε−カ プロラクトンを開環付加したものの末端が脂環式エポキシ基となっているもの) プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250重量部 ハイドロキノン 0.50重量部 テトラブチルアンモニウムブロマイド 0.20重量部 を仕込み、酸素気流下で温度を90℃に制御した。ここ
に、アクリル酸148.3重量部を30分かけて滴下
し、さらに24時間反応を継続した。この時点で酸価は
ほぼ0であった。
【0051】次いで、無水コハク酸114.6重量部を
加え、10時間反応を継続した。得られた反応物の固形
分酸価は97.0mgKOH/gであった。またラジカ
ル重合性基の含有量は、3.1×10-3mol/gであ
った。
【0052】次に温度を50℃まで下げ、トリエチルア
ミン120.0重量部を加えて20分撹拌した後、そこ
に、イオン交換水800重量部を加えた。これを減圧し
て加熱することにより、ほぼ全量の有機溶剤と水の一部
を除去した。このようにして得られた(A)の水溶液の
固形分率は51.2%であった。
【0053】 製造例3 (A)ラジカル重合性基とカルボキシル基とを含有する樹脂を塩基 で中和して得られる水溶液の製造 その3 環流管、温度調節器、撹拌翼を備えた2Lセパラブルフラスコに、 下記の式で示されるポリエポキシ化合物 287重量部 アクリル酸 68.5重量部 メチルハイドロキノン 0.35重量部 トリフェニルフォスフィン 2.0重量部 酢酸ブチル 191.4重量部 を仕込み、95℃で反応液の酸価が1.0以下になるま
で反応した。60℃に冷却した後、テトラヒドロ無水コ
ハク酸142.7重量部及び酢酸ブチル54.5重量部
を加え、10時間反応を継続した。得られた反応物の固
形分酸価は103.7mgKOH/gであった。またラ
ジカル重合性基の含有量は、1.9×10 -3mol/g
であった。
【0054】次に温度を50℃まで下げ、トリエチルア
ミン106.5重量部を加えて20分撹拌した後、そこ
に、イオン交換水770重量部を加えた。これを減圧し
て加熱することにより、ほぼ全量の有機溶剤と水の一部
を除去した。このようにして得られた(A)の水溶液の
固形分率は42.4%であった。
【0055】
【化4】
【0056】 製造例4 (A)ラジカル重合性基とカルボキシル基とを含有する樹脂を塩基 で中和して得られる水溶液の製造 その4 環流管、温度調節器、撹拌翼を備えた2Lセパラブルフラスコに、 下記の式で示されるポリエポキシ化合物 400重量部 エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート 400重量部 アクリル酸 209.7重量部 メチルハイドロキノン 0.15重量部 テトラブチルアンモニウムブロマイド 0.20重量部 を仕込み、95℃まで昇温し、24時間反応を継続し
た。60℃に冷却した後、テトラヒドロ無水コハク酸2
30.7重量部を加え、さらに20時間反応を継続し
た。得られた反応物の固形分酸価は99.2mgKOH
/gであった。またラジカル重合性基の含有量は、3.
5×10-3mol/gであった。
【0057】次に温度を50℃まで下げ、トリエチルア
ミン190.0重量部を加え、さらにイオン交換水12
00重量部を加えて30分撹拌した。これを減圧して加
熱することにより、ほぼ全量の有機溶剤と水の一部を除
去した。このようにして得られた(A)の水溶液の固形
分率は44.6%であった。
【0058】
【化5】
【0059】 実施例1 水性フォトソルダーレジスト組成物の製造 その1 製造例1で得られた(A)の水溶液570.5重量部(固形分重量275重量 部)に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 リオノールグリーン8200(東洋インキ社製の緑色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 795重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0060】 このようにして得られた分散物324.1重量部(固形分重量106重量部) に、 エポリードGT−400 25重量部 (ダイセル化学工業社製の脂環式エポキシ樹脂、ブタンテトラカルボン酸にε −カプロラクトンを開環付加したものの末端が脂環式エポキシ基となっているも の) イルガキュア907 8.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 0.5重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 11.5重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0061】 実施例2 水性フォトソルダーレジスト組成物の製造 その2 製造例2で得られた(A)の水溶液537.1重量部(固形分重量275重量 部)に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 ブルーES(東洋インキ社製の青色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 795重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0062】 このようにして得られた分散物318.4重量部(固形分重量106重量部) に、 エポリードGT−400 25重量部 (ダイセル化学工業社製の脂環式エポキシ樹脂、ブタンテトラカルボン酸にε −カプロラクトンを開環付加したものの末端が脂環式エポキシ基となっているも の) イルガキュア907 8.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 0.5重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 11.5重量部 ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0063】 実施例3 水性フォトソルダーレジスト組成物の製造 その3 製造例3で得られた(A)の水溶液648.6重量部(固形分重量275重量 部)に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 ブルー4938(大日精化社製の青色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 421.4重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0064】 このようにして得られた分散物265重量部(固形分重量106重量部)に、 エポリードGT−400 25重量部 (ダイセル化学工業社製の脂環式エポキシ樹脂、ブタンテトラカルボン酸にε −カプロラクトンを開環付加したものの末端が脂環式エポキシ基となっているも の) イルガキュア907 4.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 1.0重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 15.0重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0065】 実施例4 水性フォトソルダーレジスト組成物の製造 その4 製造例4で得られた(A)の水溶液616.6重量部(固形分重量275重量 部)に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 ブルー4938(大日精化社製の青色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 453.4重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0066】 このようにして得られた分散物265重量部(固形分重量106重量部)に、 アロンオキセタンOXT−221 25重量部 (東亞合成社製のジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル) イルガキュア907 4.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 1.0重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 15.0重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0067】実施例5 水性フォトソルダーレジスト組
成物の製造 その5 製造例3で得られた(A)の水溶液589.6重量部
(固形分重量250重量部)と、(D)の水溶液として
のジョンクリル62〔商品名、ジョンソンポリマー社
製、酸価200mgKOH/gのスチレン/アクリル酸
共重合樹脂の中和水溶液〕83.3重量部(固形分重量
25重量部)との混合水溶液に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 ブルー4938(大日精化社製の青色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 421.4重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0068】 このようにして得られた分散物265重量部(固形分重量106重量部)に、 EHPE3150 25重量部 (ダイセル化学工業社製の脂環式エポキシ樹脂) イルガキュア907 4.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 1.0重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 15.0重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0069】実施例6 水性フォトソルダーレジスト組
成物の製造 その6 製造例4で得られた(A)の水溶液560.5重量部
(固形分重量250重量部)と、(D)の水溶液として
のSMA1440H〔商品名、エルフアトケム社製、酸
価185mgKOH/gのスチレン/マレイン酸共重合
樹脂の中和水溶液〕75.0重量部(固形分重量25重
量部)との混合水溶液に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 ブルー4938(大日精化社製の青色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 453.4重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0070】 このようにして得られた分散物265重量部(固形分重量106重量部)に、 EHPE3150 25重量部 (ダイセル化学工業社製の脂環式エポキシ樹脂) イルガキュア907 4.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 1.0重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 15.0重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0071】 比較例1 グリシジル基を有する水性フォトソルダーレジスト組成物の製造 製造例1で得られた(A)の水溶液570.5重量部(固形分重量275重量 部)に、 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 リオノールグリーン8200(東洋インキ社製の緑色顔料) 5.0重量部 イオン交換水 795重量部 を加え、ガラスビーズ存在下でサンドグラインダーを用
いて分散を行った。
【0072】 このようにして得られた分散物324.1重量部(固形分重量106重量部) に、 EOCN−104S 25.0重量部 (日本化薬社製のクレゾールノボラック型環状エーテル樹脂) イルガキュア907 8.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 0.5重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 11.5重量部 ジプロピレングリコールモノメチルエーテル 10.0重量部 の混合物を撹拌下に20分かけて加え、さらに20分撹
拌を継続して、グリシジル基を有する水性フォトソルダ
ーレジスト組成物を得た。
【0073】 比較例2 乳化安定剤を含む水性フォトソルダーレジスト組成物の製造 製造例1においてトリエチルアミンで中和する前の樹脂75重量部(固形重量 分55.0重量部)に、 イルガキュア907 8.0重量部 (チバガイギー社製の光重合開始剤) ジエチルチオキサントン 0.5重量部 (日本化薬社製の光重合開始剤) トリメチロールプロパントリメタアクリレート 50.0重量部 B−30(堺化学社製の硫酸バリウム) 250重量部 リオノールグリーン8200(東洋インキ社製の緑色顔料) 1.0重量部 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.7重量部 を加え、ロールミルを用いて混和した。得られた混和物
をPVA217EE(クラレ社製ポリビニルアルコー
ル)の4.0重量%水溶液中に、固形分率50重量%に
なるように加え、乳化を行った。
【0074】次に、GT401(ダイセル化学社製の脂
環式エポキシ化合物、ブタンテトラカルボン酸にε−カ
プロラクトンを開環付加したものの末端が脂環式エポキ
シ基となっているもの)及びプロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート8.3重量部を、PVA21
7EE(クラレ社製ポリビニルアルコール)の4.0重
量%水溶液中に、固形分率50重量%になるように加
え、乳化を行ったものを製造した。先に製造した光硬化
性のエマルションと後の脂環式エポキシ基含有エマルシ
ョンとを、重量比が75/25の割合で混合して、乳化
安定剤を含む水性フォトソルダーレジスト組成物を得
た。
【0075】比較例3 溶剤を多量に含む水性フォトソ
ルダーレジスト組成物の製造 実施例3において、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートの量を10重量部から70重量部にす
る以外は同様にして、フォトソルダーレジスト組成物を
得た。
【0076】<評価試験>実施例1〜6、比較例1〜3
の水性フォトソルダーレジスト組成物を、それぞれ膜厚
が25〜30μmになるようにドクターブレードを用い
て、現像性及びはんだ耐熱性評価用のパターン形成され
た銅箔基板ならびに電気絶縁性評価用のIPC B−2
5のクシ型電極クーポン上に塗布し、これを80℃で2
0分乾燥した。乾燥後、ネガフィルムを当て200mj
/cm2 で露光し、スプレー圧1kg/cm2 の炭酸ソ
ーダ水溶液で現像を行った。次いでこれを150℃で4
5分間熱処理した。下記の評価基準に基づき、それぞれ
の評価を行った。なお、現像性については、製造直後の
ものと、40℃で15日間経過したものとについて評価
を行った。
【0077】現像性:得られた銅箔基板の50/50
(μm)線の抜け具合から目視で判断した。 はんだ耐熱性:得られた銅箔基板にロジン系フラックス
を塗布し、これを予め260℃に設定したはんだ槽に浸
漬し、変性アルコールでフラックスを洗浄した後、目視
によりレジスト層の膨れ及び剥がれの状態について評価
した。判定基準は以下の通りである。 ◎:10秒間浸漬または15秒間浸漬を6回以上繰り返
しても剥がれが認められない ○:10秒間浸漬または15秒間浸漬を3〜5回繰り返
しても剥がれが認められない △:10秒間浸漬または15秒間浸漬を3回以上繰り返
すと少し剥がれが認められる ×:10秒間浸漬または15秒間浸漬を1回行うと、膨
れ及び剥がれが認められる
【0078】電気絶縁性:得られたIPC B−25の
クシ型電極クーポンのクシ型電極にDC500Vのバイ
アス電圧を印可し、絶縁抵抗値を測定した。 溶剤臭:水性フォトソルダーレジスト組成物を用いてレ
ジストを製造する際の溶剤臭の有無を確認した。
【0079】
【表1】
【0080】以上の結果から、本発明の水性フォトソル
ダーレジスト組成物は、グリシジル基を有するものや乳
化安定剤を含むものに比べて、貯蔵安定性に優れてお
り、得られるソルダーレジスト膜の性能も優れている。
また、不快と感じられる溶剤臭も有しない。また、
(D)の水溶液を配合した実施例5及び実施例6におい
ては、実施例1〜4に比べ、はんだ耐熱性がさらに向上
していることがわかる。
【0081】
【発明の効果】本発明の水性フォトソルダーレジスト組
成物は、貯蔵安定性に優れている。これは、エマルショ
ン化することにより、反応性基を分離していることのみ
ならず、水性媒体中で失活しにくい環状エーテル基を用
いていることによるものである。また、本発明の水性フ
ォトソルダーレジスト組成物は、乳化安定剤を含まな
い、自己乳化型であるため、得られるソルダーレジスト
膜の性能が劣ることがない。
【0082】本発明のフォトソルダーレジスト組成物
は、有機溶剤の量がこれまでの溶剤型のものに比べて著
しく少なく、作業時に不快感を有することがなく、ま
た、環境に対してやさしい組成物である。さらに本発明
のフォトソルダーレジスト組成物は、水性であるため、
耐熱性確保のために含有される無機フィラーの分散性も
優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 299/00 C08F 299/00 C08G 59/20 C08G 59/20 59/42 59/42 C08K 3/30 C08K 3/30 3/34 3/34 5/3417 5/3417 5/3437 5/3437 C08L 55/00 C08L 55/00 63/00 63/00 Z 101/14 101/14 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 505 505 7/028 7/028 7/033 7/033 (72)発明者 難波 修 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 岡島 圭一 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA10 AB15 BC14 BC42 BC74 BC85 CA01 CA27 CA34 CC03 CC08 CC12 CC20 FA03 FA17 FA29 4J002 BG01W BH02W BQ00W CD02X CD20W DG046 DJ006 DJ016 EU027 EU037 FD016 FD097 GH01 GP03 4J011 PA09 PA13 PA43 PA69 PA70 PA86 PB22 PB25 PB30 PC02 PC08 QA23 QA24 QB01 QB03 QB16 QB19 QB20 QB22 RA10 RA15 SA02 SA04 SA05 SA06 SA07 SA20 SA22 SA25 SA28 SA32 SA34 SA38 SA54 SA58 SA63 SA64 SA83 SA84 UA01 VA01 WA01 4J027 AA02 AA08 AC03 AC04 AE02 AE03 AE04 BA23 BA24 BA26 BA28 CA09 CA16 CA18 CA25 CA34 CA36 CB10 CC05 CD10 4J036 AC05 AD08 AF06 AF36 AJ09 AK11 CA21 CA22 EA04 EA09 FA04 FA05 FA12 FB03 FB06 GA29 HA02 JA10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ラジカル重合性基とカルボキシル
    基とを含有する樹脂を塩基で中和して得られる水溶液、 (B)無機フィラー、 (C)多官能性アクリルモノマー(c1)、グリシジル
    基以外の環状エーテル基を有する化合物(c2)、及び
    光重合開始剤(c3)からなる光硬化性混合物、及び必
    要に応じて、(D)酸価130〜230mgKOH/g
    のラジカル重合体を塩基で中和して得られる水溶液を含
    む水性フォトソルダーレジスト組成物。
  2. 【請求項2】 前記グリシジル基以外の環状エーテル基
    が脂環式エポキシ基またはオキセタン基である、請求項
    1記載の水性フォトソルダーレジスト組成物。
  3. 【請求項3】 前記ラジカル重合性基とカルボキシル基
    とを含有する樹脂において、前記ラジカル重合性基の含
    有量が5×10-4〜1×10-2mol/g、前記カルボ
    キシル基の含有量が30〜200mgKOH/gであ
    る、請求項1または2記載の水性フォトソルダーレジス
    ト組成物。
  4. 【請求項4】 前記水溶液(A)及び(D)中のカルボ
    キシル基と、前記グリシジル基以外の環状エーテル基と
    の量比が、モル比で1.3/0.7〜0.7/1.3で
    ある、請求項1ないし3の1つに記載の水性フォトソル
    ダーレジスト組成物。
  5. 【請求項5】 さらに着色顔料を含んでいる、請求項1
    ないし4の1つに記載の水性フォトソルダーレジスト組
    成物。
  6. 【請求項6】 前記無機フィラーの含有量が、固形分1
    00重量部中の5〜60重量部である請求項1ないし5
    の1つに記載の水性フォトソルダーレジスト組成物。
  7. 【請求項7】 溶剤の含有量が、固形分100重量部に
    対して20重量部以下である請求項1ないし6の1つに
    記載の水性フォトソルダーレジスト組成物。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7の1つに記載の水性フ
    ォトソルダーレジスト組成物を、基材に塗布し、50〜
    90℃で乾燥後、活性エネルギー線を露光し、未露光部
    をアルカリ性洗浄液で現像除去し、光硬化部分を140
    〜170℃で加熱し、硬化して得られるソルダーレジス
    ト皮膜。
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