KR102814475B1 - Solder resist composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현상성, 도막 눌림성, 감도 및 전기 절연성이 우수한 솔더 레지스트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a solder resist composition having excellent developability, film pressability, sensitivity and electrical insulation properties.
Description
본 발명은 현상성, 도막 눌림성, 감도 및 전기 절연성이 우수한 솔더 레지스트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a solder resist composition having excellent developability, film pressability, sensitivity and electrical insulation properties.
솔더 레지스트(Solder Resist) 조성물은 포토 리소그래피의 원리를 응용하여 다양한 형태의 미세 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 전자 기기나 인쇄 회로 기판 상에 미세 회로 패턴을 형성하는데 다양한 형태로 활용되고 있다. 예를 들어, 인쇄 배선 기판 제조, 액정 표시판 제조 또는 인쇄 제판 등에 솔더 레지스트 조성물이 이용되고 있다.Since solder resist compositions can form various types of micro-patterns by applying the principle of photolithography, they are utilized in various forms to form micro-circuit patterns on electronic devices or printed circuit boards. For example, solder resist compositions are used in the manufacture of printed wiring boards, the manufacture of liquid crystal displays, or printing plates.
솔더 레지스트는 인쇄 회로 기판 보호재로서 솔더 형성 시 솔더가 불필요한 부위에 부착되는 것을 막고 솔더 브리지가 형성되지 않도록 하는 동시에, 도전부의 전기 절연성을 유지하는 목적으로 사용된다. 기판의 초대형화 및 박막화에 따라, 얇은 두께의 코팅층을 폭넓게 형성할 수 있고 높은 정밀도를 갖는 솔더 레지스트에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 일례로, 특허 제10-1063048호는 카르복실기 함유 감광성 수지, 옥심 에스테르계 광중합 개시제, 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물 및 열경화성 성분을 포함하는 알칼리 현상형 솔더 레지스트를 개시하고 있다.Solder resist is used as a protective material for printed circuit boards to prevent solder from attaching to unnecessary areas during solder formation, prevent solder bridges from forming, and maintain electrical insulation of conductive parts. With the enlargement and thinning of substrates, various studies are being conducted on solder resists that can form a thin coating layer over a wide area and have high precision. For example, Patent No. 10-1063048 discloses an alkaline developing type solder resist comprising a carboxyl group-containing photosensitive resin, an oxime ester photopolymerization initiator, a compound having an ethylenically unsaturated group, and a thermosetting component.
종래 솔더 레지스트 조성물에는 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지가 일반적으로 이용되고 있다. 이러한 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지의 에폭시기를 아크릴산 또는 메타크릴산으로 반응시켜 2차 수산기를 가지는 중간체 화합물을 생성하고, 상기 중간체 화합물의 2차 수산기에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻는다. 그러나, 이렇게 얻은 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 감광성기의 밀도가 높아 경화 후 수축으로 깨짐 현상이 발생하거나 부착성이 부족하며, 염소 성분이 포함되어 있는 원료 에폭시 수지가 에폭시 아크릴레이트로 변성된 후에도 염소 성분이 사라지지 않았고, 이러한 염소 성분은 인쇄 회로 기판의 구리(Cu) 이온의 마이그레이션(migration)을 가속화하고, 전류 인가에 의해서 구리 이온이 구리로 환원되어 배선 간의 회로 숏트 불량을 유발하는 문제가 있었다.Conventionally, acid-modified epoxy acrylate resins have been generally used in solder resist compositions. Such acid-modified epoxy acrylate resins are obtained by reacting an epoxy group of an epoxy resin with acrylic acid or methacrylic acid to generate an intermediate compound having a secondary hydroxyl group, and then reacting a polybasic acid anhydride with the secondary hydroxyl group of the intermediate compound. However, the acid-modified epoxy acrylate resins obtained in this manner have a high density of photosensitive groups, so that they crack due to shrinkage after curing or have poor adhesion. In addition, even after the raw epoxy resin containing a chlorine component was modified into epoxy acrylate, the chlorine component did not disappear. Such chlorine component accelerated the migration of copper (Cu) ions in a printed circuit board, and when a current was applied, copper ions were reduced to copper, causing a circuit short-circuit defect between wirings.
이러한 문제를 해결하기 위하여 염소 이온을 포함하지 않는 카르복실기 함유 수지를 혼용하여 조성물 내 염소의 함량을 낮추려는 시도가 있었지만, 이러한 수지는 감도가 낮고, 예비 건조 시 점착성이 남고, 접촉 노광 시 도막에 눌림 자국이 발생하거나, 네거티브 필름이 오염되는 문제가 있었다.In order to solve these problems, attempts have been made to reduce the chlorine content in the composition by mixing in a carboxyl group-containing resin that does not contain chlorine ions, but these resins have problems such as low sensitivity, remaining sticky when pre-dried, causing press marks on the film when exposed to contact light, or contaminating the negative film.
이에, 염소 성분으로 인한 문제 없이, 현상성, 도막 눌림성 및 감도 등이 우수한 솔더 레지스트 조성물에 대한 개발이 요구된다. Accordingly, there is a need for the development of a solder resist composition having excellent developability, film pressability, and sensitivity without problems caused by chlorine components.
본 발명은 현상성, 도막 눌림성, 감도 및 전기 절연성이 우수한 솔더 레지스트 조성물을 제공한다.The present invention provides a solder resist composition having excellent developability, film pressability, sensitivity and electrical insulation properties.
본 발명은 감광성 수지, 에폭시 수지, 아크릴, 광개시제 및 필러를 포함하고, 상기 감광성 수지는 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지와 수산기 포함 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조된 것이고, 상기 중간체 화합물의 1차 수산기 및 2차 수산기의 몰비가 2:10 내지 6:10인 솔더 레지스트 조성물을 제공한다.The present invention provides a solder resist composition comprising a photosensitive resin, an epoxy resin, an acrylic, a photoinitiator, and a filler, wherein the photosensitive resin comprises an epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin, wherein the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin is prepared by reacting an epoxy resin with a carboxyl compound containing a hydroxyl group and performing an addition reaction with an acid anhydride to an intermediate compound, wherein the molar ratio of the primary hydroxyl group and the secondary hydroxyl group of the intermediate compound is 2:10 to 6:10.
본 발명은 현상성, 도막 눌림성, 감도 및 전기 절연성이 우수한 솔더 레지스트 조성물을 제공한다. 본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 에폭시 수지와 수산기 포함 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조하되, 상기 중간체 화합물의 1차 수산기 및 2차 수산기의 몰비를 제어한 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 감광성 수지로 사용함으로써, 우수한 현상성, 도막 눌림성, 감도 및 전기 절연성을 구현할 수 있다.The present invention provides a solder resist composition having excellent developability, film pressability, sensitivity and electrical insulation. The solder resist composition of the present invention is prepared by reacting an epoxy resin and a carboxyl compound containing a hydroxyl group to produce an intermediate compound by addition reacting an acid anhydride, and by using an acid-modified epoxy acrylate resin in which the molar ratio of the primary hydroxyl group and the secondary hydroxyl group of the intermediate compound is controlled as a photosensitive resin, thereby realizing excellent developability, film pressability, sensitivity and electrical insulation.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, it is not limited to the following contents, and each component may be variously modified or selectively mixed as needed. Therefore, it should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention are included.
본 명세서에서 사용된 "산가"와 같은 작용기가는 해당 기술분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 적정(titration)의 방법으로 측정할 수 있다. "중량평균분자량"은 해당 기술분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph) 방법으로 측정할 수 있다. "연화점"은 해당 기술분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 메틀러 토레도(Mettler Toledo)社의 적점 측정기(Dropping Point system calorimetry DP70)로 측정할 수 있다. "평균 입경(D50)"은 해당 기술분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 레이저 입도 분석기로 측정할 수 있다.The functional group such as "acid value" used in this specification is measured by a conventional method known in the art, and can be measured, for example, by a titration method. The "weight average molecular weight" is measured by a conventional method known in the art, and can be measured, for example, by a gel permeation chromatography (GPC) method. The "softening point" is measured by a conventional method known in the art, and can be measured, for example, by a dropping point meter (Dropping Point system calorimetry DP70) of Mettler Toledo. The "average particle diameter ( D50 )" is measured by a conventional method known in the art, and can be measured, for example, by a laser particle size analyzer.
본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 감광성 수지, 에폭시 수지, 아크릴, 광개시제 및 필러를 포함하고, 상기 감광성 수지는 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함하며, 상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지와 수산기 포함 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조된 것이고, 상기 중간체 화합물의 1차 수산기 및 2차 수산기의 몰비가 2:10 내지 6:10이다. 본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 고유의 물성 및 특성을 저해하지 않은 선에서 필요에 따라 소수성 올리고머, 용제, 안료, 촉매, 이온 캐처, 분산제 등 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.A solder resist composition according to the present invention includes a photosensitive resin, an epoxy resin, an acrylic, a photoinitiator, and a filler, wherein the photosensitive resin includes an epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin, wherein the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin is prepared by reacting an epoxy resin with a hydroxyl group-containing carboxyl compound to produce an intermediate compound through addition reaction with an acid anhydride, and a molar ratio of a primary hydroxyl group and a secondary hydroxyl group of the intermediate compound is 2:10 to 6:10. The solder resist composition according to the present invention may further include additives commonly used in the relevant technical field, such as a hydrophobic oligomer, a solvent, a pigment, a catalyst, an ion catcher, and a dispersant, as needed, without impairing the inherent physical properties and characteristics.
종래 솔더 레지스트 조성물에 감광성 수지로 사용되는 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 감광성기의 밀도가 높아 경화 후 수축으로 깨짐 현상이 발생하거나 부착성이 부족하며, 염소 성분이 포함되어 있는 원료 에폭시 수지가 에폭시 아크릴레이트로 변성된 후에도 염소 성분이 사라지지 않아 인쇄 회로 기판의 구리(Cu) 이온의 마이그레이션(migration)을 가속화하고, 전류 인가에 의해서 구리 이온이 구리로 환원되어 배선 간의 회로 숏트 불량을 유발하는 문제가 있었다. 한편, 염소 이온을 포함하지 않는 카르복실기 함유 수지를 혼용하여 조성물 내 염소 함량을 낮추려는 시도가 있었지만, 이러한 수지는 감도가 낮고, 예비 건조 시 점착성이 남고, 접촉 노광 시 도막에 눌림 자국이 발생하거나, 네거티브 필름이 오염되는 문제가 있었다. 본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 감광성 수지로서 1차 수산기 및 2차 수산기의 몰비가 2:10 내지 6:10인 중간체 화합물에 산무수물 부가 반응시켜 제조된 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 사용함으로써, 적은 산 부가량으로도 충분한 알칼리 현상성을 발휘하고, 우수한 도막 눌림성, 감도 및 도막의 강도를 제공할 수 있다. Conventionally, acid-modified epoxy acrylate resins used as photosensitive resins in solder resist compositions have a high density of photosensitive groups, which causes cracking due to shrinkage after curing or insufficient adhesion. In addition, even after the raw epoxy resin containing a chlorine component is modified into epoxy acrylate, the chlorine component does not disappear, which accelerates the migration of copper (Cu) ions on the printed circuit board and causes a circuit short-circuit defect between wirings due to the reduction of copper ions to copper when current is applied. Meanwhile, there have been attempts to lower the chlorine content in the composition by mixing in a carboxyl group-containing resin that does not contain chlorine ions, but such resins have problems such as low sensitivity, remaining sticky during preliminary drying, causing indentations on the coating film during contact exposure, or contaminating the negative film. The solder resist composition according to the present invention uses an epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin prepared by subjecting an intermediate compound having a molar ratio of primary hydroxyl groups and secondary hydroxyl groups of 2:10 to 6:10 as a photosensitive resin to an acid anhydride addition reaction, thereby exhibiting sufficient alkaline developability even with a small amount of acid addition, and providing excellent film pressing properties, sensitivity, and film strength.
감광성 수지Photosensitive resin
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 감광성 수지를 포함한다. 감광성 수지는 솔더 레지스트 조성물에 광경화성 및 현상성을 부여하는 역할을 한다.The solder resist composition of the present invention includes a photosensitive resin. The photosensitive resin serves to impart photocurability and developability to the solder resist composition.
제1 감광성 수지1st photosensitive resin
상기 감광성 수지는 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함할 수 있다. 상기 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지와 수산기 포함 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조된 것이다.The above photosensitive resin may include an epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin. The above acid-modified epoxy acrylate resin is prepared by adding an acid anhydride to an intermediate compound prepared by reacting an epoxy resin with a carboxyl compound containing a hydroxyl group.
일례로, 상기 중간체 화합물은 에폭시 수지, 1차 수산기를 포함하는 카르복실 화합물 및 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다.For example, the intermediate compound can be prepared by reacting an epoxy resin, a carboxyl compound containing a primary hydroxyl group, and a carboxyl compound containing an unsaturated group.
상기 에폭시 수지는 노볼락 에폭시 수지일 수 있고, 예를 들어 페놀 노볼락 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The epoxy resin may be a novolac epoxy resin, and may include at least one selected from the group consisting of, for example, a phenol novolac epoxy resin and a cresol novolac epoxy resin.
상기 1차 수산기를 포함하는 카르복실 화합물은 예를 들어, 디메틸올프로피온산, 디메틸올부탄산, 글리콜산 및 2,3-다이하이드록시-3-메틸펜탄산 등을 포함할 수 있다.The carboxyl compound containing the above primary hydroxyl group may include, for example, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, glycolic acid, and 2,3-dihydroxy-3-methylpentanoic acid.
상기 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물은 예를 들어, (메타)아크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 비닐아세트산, 크로톤산 및 2-히드록시에틸아크릴레이트에 산무수물을 부가한 화합물 등을 포함할 수 있다.The carboxyl compound containing the above unsaturated group may include, for example, (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, vinylacetic acid, crotonic acid, and compounds obtained by adding an acid anhydride to 2-hydroxyethyl acrylate.
일례로, 상기 중간체 화합물은 에폭시 수지의 에폭시기 1 당량에 대하여, 1차 수산기를 포함하는 카르복실 화합물 0.05 내지 0.35 당량, 예를 들어 0.1 내지 0.3 당량 및 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물 0.65 내지 0.95 당량, 예를 들어 0.7 내지 0.9 당량을 반응시켜 제조될 수 있다. 1차 수산기를 포함하는 카르복실 화합물 및 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물 중 어느 하나 이상의 당량이 전술한 범위 미만인 경우 2차 수산기에 부가되는 다염기산 무수물의 함량이 많아져 현상성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 불포화기의 도입량이 적어져 경화 속도와 도막 강도가 저하될 수 있다. For example, the intermediate compound can be prepared by reacting 0.05 to 0.35 equivalents, for example, 0.1 to 0.3 equivalents, of a carboxyl compound including a primary hydroxyl group and 0.65 to 0.95 equivalents, for example, 0.7 to 0.9 equivalents, of a carboxyl compound including an unsaturated group, with respect to 1 equivalent of an epoxy group of an epoxy resin. If the equivalent of at least one of the carboxyl compound including a primary hydroxyl group and the carboxyl compound including an unsaturated group is less than the above-mentioned range, the content of the polybasic acid anhydride added to the secondary hydroxyl group may increase, which may lower the developability, and if it exceeds the above-mentioned range, the amount of unsaturated group introduced may decrease, which may lower the curing speed and the coating strength.
상기 반응에 의해 제조된 중간체 화합물의 1차 수산기 및 2차 수산기의 몰비는 2:10 내지 6:10, 예를 들어 3:10 내지 5:10일 수 있다. 여기서, 상기 1차 수산기는 인접 탄소에 붙어있는 알킬기가 1개인 수산기이고, 상기 2차 수산기는 인접 탄소에 붙어있는 알킬기가 2개인 수산기이다. 2차 수산기에 대한 1차 수산기의 비율이 전술한 범위 미만인 경우 고온 고습에서의 안정성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 감도가 낮고 현상액에 의해 도막이 손상될 수 있다.The molar ratio of the primary hydroxyl group and the secondary hydroxyl group of the intermediate compound manufactured by the above reaction may be 2:10 to 6:10, for example, 3:10 to 5:10. Here, the primary hydroxyl group is a hydroxyl group having one alkyl group attached to an adjacent carbon atom, and the secondary hydroxyl group is a hydroxyl group having two alkyl groups attached to adjacent carbon atom. If the ratio of the primary hydroxyl group to the secondary hydroxyl group is less than the above-mentioned range, the stability at high temperature and high humidity may deteriorate, and if it exceeds the above-mentioned range, the sensitivity may be low and the film may be damaged by the developer.
상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 상기 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 중간체 화합물의 수산기에 산무수물을 반응시킬 경우, 산무수물은 2차 수산기보다는 1차 수산기에 우선하여 반응한다. 이렇게 중간체 화합물의 1차 수산기에 산무수물이 반응하여 생성된 카르복실산은 2차 수산기에 산무수물이 반응하여 생성된 카르복실산에 비해 알칼리 현상액에 대한 현상성이 보다 우수하다. The above epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin can be produced by addition reaction of an acid anhydride to the above intermediate compound. When reacting an acid anhydride with a hydroxyl group of the intermediate compound, the acid anhydride preferentially reacts with a primary hydroxyl group rather than a secondary hydroxyl group. In this way, the carboxylic acid produced by reacting an acid anhydride with a primary hydroxyl group of the intermediate compound has better developability for an alkaline developer than the carboxylic acid produced by reacting an acid anhydride with a secondary hydroxyl group.
따라서, 본 발명에 따른 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 사용하는 경우, 적은 산 부가량으로도 충분한 알칼리 현상성을 가질 수 있으며, 수산기 양이 많아 더 강한 수소결합에 의해 도막의 강도가 높아져, 도막 눌림성과 감도가 우수한 솔더 레지스트 조성물을 제공할 수 있다.Therefore, when using the acid-modified epoxy acrylate resin according to the present invention, sufficient alkaline developability can be achieved even with a small amount of acid added, and since the amount of hydroxyl groups is large, the strength of the coating film is increased by stronger hydrogen bonding, so that a solder resist composition with excellent coating film pressability and sensitivity can be provided.
상기 산무수물은 예를 들어 무수프탈산, 테트라히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산,무수말레산, 무수숙신산, 메틸헥사히드로무수프탈산 및 메틸테트라히드로무수프탈산 등의 다염기산 무수물을 포함할 수 있다.The above acid anhydrides may include polybasic acid anhydrides such as, for example, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, and methyltetrahydrophthalic anhydride.
일례로, 상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 상기 중간체 화합물 용액에 산무수물 0.2 내지 0.8 당량을 부가 반응시켜 제조될 수 있다. 산무수물의 당량이 전술한 범위 미만인 경우 현상성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 도막강도, 전기 절연성 및 부착성이 저하될 수 있다.For example, the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin can be prepared by adding 0.2 to 0.8 equivalents of an acid anhydride to the intermediate compound solution. If the equivalent of the acid anhydride is less than the above-mentioned range, the developability may be deteriorated, and if it exceeds the above-mentioned range, the film strength, electrical insulation, and adhesion may be deteriorated.
다른 예로, 상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 상기 중간체 화합물 용액을 제조하는 단계에서 산무수물 0.01 내지 0.05 당량, 예를 들어 0.02 내지 0.04 당량을 더 투입하여 반응시킨 것일 수 있다.As another example, the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin may be reacted by further adding 0.01 to 0.05 equivalents of an acid anhydride, for example, 0.02 to 0.04 equivalents, in the step of preparing the intermediate compound solution.
상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 고형분 산가가 50 내지 100 mgKOH/g, 예를 들어 54 내지 57 mgKOH/g일 수 있다. 상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지의 고형분 산가가 전술한 범위 미만인 경우 현상성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막 강도, 전기 절연성 및 부착성이 저하될 수 있다.The above epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin may have a solid acid value of 50 to 100 mgKOH/g, for example, 54 to 57 mgKOH/g. When the solid acid value of the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin is below the above-mentioned range, developability may be deteriorated, and when it exceeds the above-mentioned range, film strength, electrical insulation, and adhesion may be deteriorated.
상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 아크릴 당량이 200 내지 600 g/eq, 예를 들어 370 내지 550 g/eq일 수 있다. 아크릴 당량이 전술한 범위 미만인 경우 심부 경화성이 저하될 수 있고 도막의 유연성이 떨어져 깨지기 쉬우며, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막의 강도가 저하되고 내스크래치성이 부족해질 수 있다.The above epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin may have an acrylic equivalent of 200 to 600 g/eq, for example, 370 to 550 g/eq. If the acrylic equivalent is less than the above-mentioned range, the deep curing property may be reduced and the flexibility of the coating film may be reduced and easily broken, and if it exceeds the above-mentioned range, the strength of the coating film may be reduced and the scratch resistance may be insufficient.
제2 감광성 수지Second photosensitive resin
상기 감광성 수지는 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지는 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지에 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조된 것이다. The above photosensitive resin may further include an acid-modified acrylate resin based on an alkylene oxide addition novolac resin. The above alkylene oxide addition novolac resin-based acid-modified acrylate resin is prepared by reacting an alkylene oxide addition novolac resin with a carboxyl compound containing an unsaturated group, and then adding an acid anhydride to an intermediate compound.
일례로, 상기 알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드일 수 있다. 상기 노볼락 수지는 페놀 노볼락 수지 및 크레졸 노볼락 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물은 예를 들어, (메타)아크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 비닐아세트산, 크로톤산 및 2-히드록시에틸아크릴레이트에 산무수물을 부가한 화합물 등을 포함할 수 있다. 상기 산무수물은 예를 들어 무수프탈산, 테트라히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산, 무수말레산, 무수숙신산, 메틸헥사히드로무수프탈산 및 메틸테트라히드로무수프탈산 등의 다염기산 무수물을 포함할 수 있다.For example, the alkylene oxide may be ethylene oxide or propylene oxide. The novolac resin may include at least one selected from the group consisting of a phenol novolac resin and a cresol novolac resin. The carboxyl compound including an unsaturated group may include, for example, (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, vinylacetic acid, crotonic acid, and a compound obtained by adding an acid anhydride to 2-hydroxyethyl acrylate. The acid anhydride may include, for example, a polybasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, and methyltetrahydrophthalic anhydride.
일례로, 상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지는 상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 1 당량에 대하여, 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물 0.3 내지 0.6 당량을 반응시켜 중간체 화합물 용액을 제조하는 단계; 및 상기 중간체 화합물의 수산기 1 당량에 대하여, 산무수물 0.5 내지 1 당량을 부가 반응시켜 산 변성 아크릴레이트 수지를 제조하는 단계를 통해 제조된 것일 수 있다.For example, the acid-modified acrylate resin based on the alkylene oxide addition novolac resin may be manufactured through a step of reacting 0.3 to 0.6 equivalents of a carboxyl compound including an unsaturated group with respect to 1 equivalent of the alkylene oxide addition novolac resin to prepare an intermediate compound solution; and a step of additionally reacting 0.5 to 1 equivalent of an acid anhydride with respect to 1 equivalent of a hydroxyl group of the intermediate compound to prepare an acid-modified acrylate resin.
상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지는 염소 이온을 30 ppm 미만으로 포함하거나, 염소 이온 미함유 산 변성 아크릴레이트 수지일 수 있다. 이와 같이 염소 이온이 적거나 없는 산 변성 아크릴레이트 수지를 추가로 포함하는 경우 솔더 레지스트 조성물 내 염소 농도를 낮춤으로써, 염소 성분으로 인해 인쇄 회로 기판의 구리 이온의 마이그레이션 가속화를 방지하고, 전류 인가에 의해서 구리 이온이 구리로 환원되어 배선 간의 회로 숏트 불량을 발생시키는 것을 억제할 수 있다.The above-described alkylene oxide addition novolac resin-based acid-modified acrylate resin may contain less than 30 ppm of chlorine ions, or may be an acid-modified acrylate resin that does not contain chlorine ions. When the acid-modified acrylate resin containing little or no chlorine ions is additionally included, the concentration of chlorine in the solder resist composition is lowered, thereby preventing the acceleration of migration of copper ions of the printed circuit board due to the chlorine component, and suppressing the occurrence of circuit short-circuit defects between wirings due to the reduction of copper ions to copper by current application.
상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지는 고형분 산가가 50 내지 100 mgKOH/g, 예를 들어 70 내지 90 mgKOH/g일 수 있다. 상기 산 변성 아크릴레이트 수지의 고형분 산가가 전술한 범위 미만인 경우 현상성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막 강도, 전기 절연성 및 부착성이 저하될 수 있다.The acid-modified acrylate resin based on the above alkylene oxide addition novolac resin may have a solid acid value of 50 to 100 mgKOH/g, for example, 70 to 90 mgKOH/g. When the solid acid value of the acid-modified acrylate resin is below the above-mentioned range, the developability may be deteriorated, and when it exceeds the above-mentioned range, the film strength, electrical insulation, and adhesion may be deteriorated.
상기 감광성 수지는 상기 제1 감광성 수지 및 상기 제2 감광성 수지를 포함할 수 있다.The above photosensitive resin may include the first photosensitive resin and the second photosensitive resin.
상기 제1 감광성 수지 및 제2 감광성 수지의 혼합비는 40:60 내지 90:10, 예를 들어 50:50 내지 60:40의 중량비일 수 있다. 상기 제1 감광성 수지 및 제2 감광성 수지의 혼합비가 전술한 범위 내인 경우 우수한 전기 절연성, 도막 눌림성, 현상성 및 감도를 제공할 수 있다.The mixing ratio of the first photosensitive resin and the second photosensitive resin may be a weight ratio of 40:60 to 90:10, for example, 50:50 to 60:40. When the mixing ratio of the first photosensitive resin and the second photosensitive resin is within the above-mentioned range, excellent electrical insulation, film pressing properties, developability, and sensitivity can be provided.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 감광성 수지를 30 내지 50 중량%, 예를 들어 35 내지 45 중량% 포함할 수 있다. 감광성 수지의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 내열성, 내용제성 등의 물성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 저장 안정성이 저하되고, 흐름성이 나빠져 작업성이 저하될 수 있다.The solder resist composition of the present invention may contain 30 to 50 wt%, for example 35 to 45 wt%, of the photosensitive resin based on the total weight of the solder resist composition. If the content of the photosensitive resin is less than the above-mentioned range, physical properties such as heat resistance and solvent resistance may deteriorate, and if it exceeds the above-mentioned range, storage stability may deteriorate and flowability may deteriorate, thereby deteriorating workability.
에폭시 수지Epoxy resin
본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지는 솔더 레지스트 조성물에 열경화성을 부여하는 역할을 한다. The solder resist composition according to the present invention comprises an epoxy resin. The epoxy resin serves to impart thermosetting properties to the solder resist composition.
상기 에폭시 수지로는 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르 및 그의 유도체 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르인 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 페놀-노볼락 에폭시 수지, 크레졸-노볼락 에폭시 수지, N-글리시딜 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 킬레이트형 에폭시 수지, 글리옥산 에폭시 수지, 아미노기 함유 에폭시 수지, 고무변성 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 페놀성 에폭시 수지, 규소 변성 에폭시 수지, ε- 카프로락톤 변성 에폭시 수지, 비스페놀 S 에폭시 수지, 디글리시딜 프탈레이트 수지, 헤테로 환상 에폭시 수지, 비페닐 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. As the above epoxy resin, polyglycidyl ethers of polyhydric phenols and derivatives thereof can be used. For example, polyglycidyl ethers of polyhydric phenols, such as bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac epoxy resin, phenol-novolac epoxy resin, cresol-novolac epoxy resin, N-glycidyl epoxy resin, bisphenol A type novolac epoxy resin, chelate epoxy resin, glyoxane epoxy resin, amino group-containing epoxy resin, rubber-modified epoxy resin, dicyclopentadiene phenolic epoxy resin, silicon-modified epoxy resin, ε-caprolactone-modified epoxy resin, bisphenol S epoxy resin, diglycidyl phthalate resin, heterocyclic epoxy resin, and biphenyl epoxy resin can be used.
상기 에폭시 수지로 2종 이상의 에폭시 수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 일례로, 상기 에폭시 수지는 비스페놀형 에폭시 수지 및 비페닐 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비페닐 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 2종의 에폭시 수지를 혼용하는 경우, 비스페놀형 에폭시 수지로부터 우수한 부착성 및 내화학성 효과를 얻는 동시에, 비페닐 에폭시 수지로부터 내열성 및 열건조 조건 하에서의 열안정성을 보완하는 효과를 얻을 수 있다.The above epoxy resin may be used by mixing two or more types of epoxy resins. For example, the epoxy resin may include a bisphenol-type epoxy resin and a biphenyl epoxy resin. As another example, the epoxy resin may include a bisphenol A-type epoxy resin and a biphenyl epoxy resin. When the above two types of epoxy resins are mixed, excellent adhesion and chemical resistance effects can be obtained from the bisphenol-type epoxy resin, while the effects of supplementing heat resistance and heat stability under heat-drying conditions can be obtained from the biphenyl epoxy resin.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지로는 에폭시 당량이 200 내지 600 g/eq, 예를 들어 400 내지 550 g/eq이고, 연화점이 50 내지 100 ℃이고, 중량평균분자량이 1,000 내지 5,000 g/mol, 예를 들어 1,000 내지 3,000 g/mol인 것을 사용할 수 있다. 비스페놀 A형 에폭시 수지의 물성이 전술한 범위를 만족하는 경우, 우수한 부착성 및 내화학성이 발현될 수 있다.The bisphenol A type epoxy resin may be one having an epoxy equivalent of 200 to 600 g/eq, for example, 400 to 550 g/eq, a softening point of 50 to 100° C., and a weight average molecular weight of 1,000 to 5,000 g/mol, for example, 1,000 to 3,000 g/mol. When the properties of the bisphenol A type epoxy resin satisfy the above-mentioned range, excellent adhesion and chemical resistance can be exhibited.
일례로, 상기 비스페놀형 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지로, 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다. For example, the bisphenol-type epoxy resin may be a bisphenol A-type epoxy resin represented by the following chemical formula 1.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 비페닐 에폭시 수지로는 에폭시 당량이 100 내지 1,000 g/eq, 예를 들어 100 내지 300 g/eq이고, 연화점이 50 내지 150 ℃이고, 중량평균분자량이 300 내지 20,000 g/mol, 예를 들어 300 내지 1,000 g/mol인 것을 사용할 수 있다. 비페닐 에폭시 수지의 물성이 전술한 범위를 만족하는 경우, 우수한 내열성 및 열안정성이 발현될 수 있다.The biphenyl epoxy resin may be one having an epoxy equivalent of 100 to 1,000 g/eq, for example, 100 to 300 g/eq, a softening point of 50 to 150°C, and a weight average molecular weight of 300 to 20,000 g/mol, for example, 300 to 1,000 g/mol. When the properties of the biphenyl epoxy resin satisfy the above-mentioned range, excellent heat resistance and heat stability can be exhibited.
일례로, 상기 비페닐 에폭시 수지는 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다. For example, the biphenyl epoxy resin may be represented by the following chemical formula 2.
[화학식 2][Chemical formula 2]
상기 식에서, R은 각각 독립적으로 수소원자 또는 탄소수 1 내지 5개의 알킬기이다.In the above formula, each R is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
상기 에폭시 수지는 지방족계 에폭시 수지, 천연물에서 유래한 지방산계 에폭시 수지, 폴리부타디엔계 에폭시 수지, 사이클로지방족계 에폭시 수지 등을 더 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. The above epoxy resin may further include an aliphatic epoxy resin, a fatty acid epoxy resin derived from a natural product, a polybutadiene epoxy resin, a cycloaliphatic epoxy resin, etc. These may be used alone or in a mixture of two or more types.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 에폭시 수지를 1 내지 30 중량%, 예를 들어 5 내지 15 중량% 포함할 수 있다. 일례로, 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 비스페놀 A 형 에폭시 수지 1 내지 15 중량%, 예를 들어 3 내지 10 중량% 및 상기 비페닐 에폭시 수지 1 내지 15 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량%를 포함할 수 있다. 각 에폭시 수지의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 경화 증진 효과가 불충분할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 코팅 외관이 불량해지거나 코팅막의 강도가 약해질 수 있다.The solder resist composition of the present invention may contain 1 to 30 wt%, for example, 5 to 15 wt%, of the epoxy resin, based on the total weight of the solder resist composition. For example, the solder resist composition may contain 1 to 15 wt%, for example, 3 to 10 wt%, of the bisphenol A type epoxy resin, and 1 to 15 wt%, for example, 1 to 5 wt%, of the biphenyl epoxy resin, based on the total weight of the solder resist composition. When the content of each epoxy resin is less than the above-mentioned range, the curing promotion effect may be insufficient, and when it exceeds the above-mentioned range, the coating appearance may become poor or the strength of the coating film may become weak.
아크릴acryl
본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 아크릴을 포함한다. 상기 아크릴은 아크릴 모노머 및 아크릴 올리고머 등을 포함할 수 있고, 상기 아크릴은 광경화성을 부여하는 역할을 한다. The solder resist composition according to the present invention comprises acrylic. The acrylic may include acrylic monomer and acrylic oligomer, and the acrylic serves to impart photocurability.
상기 아크릴은 단관능 아크릴 모노머, 다관능 아크릴 모노머, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스터아크릴레이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The above acrylic may be a monofunctional acrylic monomer, a polyfunctional acrylic monomer, a urethane acrylate, a polyester acrylate or a mixture thereof.
상기 단관능 아크릴 모노머의 비제한적인 예로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, tert-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 이소아밀(메타)아크릴레이트, 이소미리스틸(메타)아크릴레이트, n-라우릴(메타)아크릴레이트, n-스테아릴(메타)아크릴레이트, 이소스테아릴(메타)아크릴레이트, 장쇄 알킬(메타)아크릴레이트, n-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실-디글리콜(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-(2-비닐옥시에톡시)에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜 변성 (메타)아크릴레이트, 에톡시에틸렌글리콜 변성 (메타)아크릴레이트, 프로폭시에틸렌글리콜 변성 (메타)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜 변성 (메타)아크릴레이트, 에톡시프로필렌글리콜 변성 (메타)아크릴레이트, 프로폭시프로필렌글리콜 변성 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸릴(메타)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린, 아크릴옥시 에틸 프탈레이트 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다Non-limiting examples of the above monofunctional acrylic monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, isoamyl (meth)acrylate, isomyristyl (meth)acrylate, n-lauryl (meth)acrylate, n-stearyl (meth)acrylate, isostearyl (meth)acrylate, long-chain alkyl (meth)acrylate, n-butoxyethyl (meth)acrylate, butoxydiethylene glycol (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, Tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, methoxyethylene glycol modified (meth)acrylate, ethoxyethylene glycol modified (meth)acrylate, propoxyethylene glycol modified (meth)acrylate, There are methoxypropylene glycol modified (meth)acrylate, ethoxypropylene glycol modified (meth)acrylate, propoxypropylene glycol modified (meth)acrylate, tetrahydrofuryl (meth)acrylate, acryloylmorpholine, acryloxy ethyl phthalate, etc., and these can be used alone or in combination of two or more.
상기 다관능 아크릴 모노머의 비제한적인 예로는 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트 등과 같은 3관능 (메타)아크릴레이트 모노머; 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트 등과 같은 4관능 (메타)아크릴레이트 모노머; 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트와 같은 디펜타에리트리톨 폴리(메타)아크릴레이트 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.Non-limiting examples of the above multifunctional acrylic monomers include trifunctional (meth)acrylate monomers such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, etc.; tetrafunctional (meth)acrylate monomers such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, etc.; dipentaerythritol poly(meth)acrylates such as dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, etc., which may be used alone or in a mixture of two or more.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 아크릴을 1 내지 10 중량%, 예를 들어 2 내지 6 중량% 포함할 수 있다. 상기 아크릴의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 광경화성이 충분치 못하여 광조사 후 알칼리 현상에 의한 패턴 형성이 어려워질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막의 지촉 건조성이 저하되거나, 현상액인 알칼리 수용액에 대한 솔더 레지스트 조성물의 용해성이 저하되어 도막이 취약해질 수 있다.The solder resist composition of the present invention may contain 1 to 10 wt%, for example 2 to 6 wt%, of the acrylic based on the total weight of the solder resist composition. If the content of the acrylic is less than the above-mentioned range, photocurability may be insufficient, making it difficult to form a pattern by alkaline development after light irradiation, and if it exceeds the above-mentioned range, the touch-drying property of the coating film may deteriorate, or the solubility of the solder resist composition in an alkaline aqueous solution, which is a developer, may deteriorate, making the coating film vulnerable.
광개시제Photon initiator
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 광개시제를 포함한다. 광개시제는 솔더 레지스트 조성물의 경화성을 향상시켜, 표면뿐만 아니라 심부 경화성을 향상시켜 미세 패턴 형성성을 향상시키는 역할을 한다.The solder resist composition of the present invention contains a photoinitiator. The photoinitiator improves the curability of the solder resist composition, thereby improving not only surface but also deep curability, thereby improving the fine pattern formation ability.
상기 광개시제는 유효 흡수 파장이 250 내지 315 nm인 단파장 광개시제를 포함할 수 있다.The above photoinitiator may include a short wavelength photoinitiator having an effective absorption wavelength of 250 to 315 nm.
상기 광개시제는 벤조페논계 화합물, 벤조인알킬에테르계 화합물, 아세토페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 알킬안트라퀴논계 화합물 및 아실포스핀옥시드계 화합물 등을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 광개시제는 α-아미노 아세토페논계 화합물, 예를 들어 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노-페닐)-1-부타논(2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholino-phenyl)-1-butanone), 2-메틸-1-[(4-메틸티오)페닐]-2-(4-모포리닐)-1-프로판올, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모포리노페닐)부탄-1-온 등일 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The photoinitiator may include a benzophenone-based compound, a benzoin alkyl ether-based compound, an acetophenone-based compound, a thioxanthone-based compound, an alkylanthraquinone-based compound, an acylphosphine oxide-based compound, and the like. For example, the photoinitiator may be an α-amino acetophenone-based compound, for example, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholino-phenyl)-1-butanone, 2-methyl-1-[(4-methylthio)phenyl]-2-(4-morpholino-phenyl)-1-propanol, 2-(4-methylbenzyl)-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
다른 예로, 상기 광개시제는 감광성이 우수하여 소량의 UV로 활성화되는 옥심 에스터계 광개시제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카바졸 옥심 에스터계, 플루오렌계 광개시제 등을 사용할 수 있다. 상기 옥심 에스터계 광개시제는 단독으로 또는 전술한 다른 광개시제와 혼합하여 사용할 수 있다. As another example, the photoinitiator may include an oxime ester photoinitiator that has excellent photosensitivity and can be activated by a small amount of UV. For example, a carbazole oxime ester photoinitiator, a fluorene photoinitiator, etc. may be used. The oxime ester photoinitiator may be used alone or in combination with the other photoinitiators described above.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 광개시제를 1 내지 15 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량% 포함할 수 있다. 광개시제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 광 노출 시 라디칼 개시 반응이 원활히 일어나지 않아 경화가 진행되기 어려워 도막 형성 및 패턴 형성이 저해될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 광개시제의 라디칼과 이중 결합과의 반응 속도가 너무 빨라 경화 반응이 표면 또는 심부에서 균일하게 진행되기 어려워지거나, 고분자량 형성이 어려워져 도막 형성이 어려워질 수 있다. The solder resist composition of the present invention may contain 1 to 15 wt%, for example 1 to 5 wt%, of the photoinitiator based on the total weight of the solder resist composition. If the content of the photoinitiator is less than the above-mentioned range, the radical initiation reaction does not occur smoothly upon exposure to light, making it difficult to proceed with curing, which may inhibit film formation and pattern formation, and if it exceeds the above-mentioned range, the reaction speed between the radical of the photoinitiator and the double bond may be too fast, making it difficult for the curing reaction to proceed uniformly on the surface or deep, or making it difficult to form a high molecular weight, which may make it difficult to form a film.
필러Filler
본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 필러를 포함한다. 필러는 강도 등의 물성 향상을 위한 충진제로서, 해당 기술분야에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 황산바륨, 탈크, 실리카, 산화알루미늄, 수산화알루미늄 등의 무기 필러; 실리콘, 우레탄, 폴리메틸메타아크릴레이드, 부타디엔 등의 유기 필러; 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.The solder resist composition according to the present invention includes a filler. The filler is a filler for improving physical properties such as strength, and is not particularly limited as long as it is used in the relevant technical field. For example, inorganic fillers such as barium sulfate, talc, silica, aluminum oxide, aluminum hydroxide, etc.; organic fillers such as silicone, urethane, polymethyl methacrylate, butadiene, etc.; or mixtures thereof can be used.
상기 필러는 평균 입경(D50)이 5 ㎛ 이하, 예를 들어 0.1 내지 5 ㎛인 필러를 포함할 수 있다. 평균 입경(D50)이 전술한 범위를 초과하는 경우 노광 및 패턴 현상 후 형성된 솔더 레지스트 패턴 라인의 측면 부위에 돌출되는 필러로 인 하여 요철이 발생할 수 있고, 전술한 범위 미만인 경우 분산성이 불량하고, 점성으로 인하여 코팅성이 저하될 수 있다.The above filler may include a filler having an average particle diameter (D 50 ) of 5 ㎛ or less, for example, 0.1 to 5 ㎛. If the average particle diameter (D 50 ) exceeds the above-mentioned range, unevenness may occur due to the filler protruding on the side portion of the solder resist pattern line formed after exposure and pattern development, and if it is less than the above-mentioned range, dispersibility may be poor and the coating property may be deteriorated due to viscosity.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 평균 입경(D50)이 상이한 2종의 필러를 혼용할 수 있다. 이 경우, 내열성, 경도 및 도막 밀착성을 향상시키는 동시에 우수한 해상도를 얻을 수 있다.The solder resist composition of the present invention can use two types of fillers having different average particle diameters (D 50 ). In this case, heat resistance, hardness, and film adhesion can be improved while obtaining excellent resolution.
일례로, 상기 필러는 황산바륨을 포함할 수 있다. 상기 필러는 평균 입경(D50)이 1 ㎛ 미만, 예를 들어 0.01 내지 0.9 ㎛일 수 있다. For example, the filler may include barium sulfate. The filler may have an average particle diameter (D 50 ) of less than 1 μm, for example, 0.01 to 0.9 μm.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 필러를 20 내지 40 중량%, 예를 들어 25 내지 35 중량% 포함할 수 있다. 상기 필러의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 강도 및 물리적 물성이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 해상도가 열세해질 수 있다.The solder resist composition of the present invention may contain 20 to 40 wt%, for example 25 to 35 wt%, of the filler based on the total weight of the solder resist composition. If the content of the filler is less than the above-mentioned range, the strength and physical properties may be deteriorated, and if it exceeds the above-mentioned range, the resolution may be deteriorated.
소수성 올리고머hydrophobic oligomer
본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 소수성 올리고머를 더 포함할 수 있다. 소수성 올리고머는 광경화성을 부여하는 역할을 한다.The solder resist composition according to the present invention may further include a hydrophobic oligomer. The hydrophobic oligomer serves to impart photocurability.
상기 소수성 올리고머의 비제한적인 예로는 에폭시화 폴리부타디엔 수지, 에폭시화 아크릴레이트 수지, 지방족 우레탄 아크릴레이트, 방향족 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.Non-limiting examples of the above hydrophobic oligomers include epoxidized polybutadiene resins, epoxidized acrylate resins, aliphatic urethane acrylates, aromatic urethane acrylates, polyester acrylates, etc., which may be used alone or in combination of two or more.
상기 에폭시화 폴리부타디엔 수지로는 에폭시 당량이 50 내지 500 g/eq, 예를 들어 100 내지 300 g/eq인 것을 사용할 수 있다. 에폭시화 폴리부타디엔 수지의 에폭시 당량이 전술한 범위 미만인 경우 환경 신뢰성이 열세해질 수 있고, 현상 후 도막이 손상을 입을 수 있으며, 전술한 범위를 초과하는 경우 표면과 심부의 도막 경화 차이가 커 언더컷 불량이 초래될 수 있다.The epoxidized polybutadiene resin may have an epoxy equivalent of 50 to 500 g/eq, for example, 100 to 300 g/eq. If the epoxy equivalent of the epoxidized polybutadiene resin is less than the above-mentioned range, environmental reliability may be poor and the coating film may be damaged after development, and if it exceeds the above-mentioned range, the difference in curing of the coating film between the surface and the deep portion may be large, resulting in undercut defects.
본 발명의 솔더 레지스트 조성물은 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 소수성 올리고머를 1 내지 10 중량%, 예를 들어 3 내지 7 중량% 포함할 수 있다. 소수성 올리고머의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 현상성이 열세해질 수 있고, 현상 후 도막이 손상을 입을 수 있으며, 전술한 범위를 초과하는 경우 표면과 심부의 도막 경화 차이가 커 언더컷 불량 및 해상성 저하가 초래될 수 있다.The solder resist composition of the present invention may contain 1 to 10 wt%, for example 3 to 7 wt%, of the hydrophobic oligomer based on the total weight of the solder resist composition. If the content of the hydrophobic oligomer is less than the above-mentioned range, the developability may be poor and the coating film may be damaged after development, and if it exceeds the above-mentioned range, the difference in curing of the coating film between the surface and the deep portion may be large, resulting in undercut defects and reduced resolution.
첨가제Additives
본 발명에 따른 솔더 레지스트 조성물은 필요에 따라 용제, 안료 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. The solder resist composition according to the present invention may further contain a solvent, pigment, and other additives as needed.
용제는 점도 조정을 위한 것으로, 해당 기술분야에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 용제로서 디프로필렌글리콜 모노에틸 에테르, 나프타 등을 사용할 수 있다. The solvent is for viscosity adjustment and is not particularly limited as long as it is used in the relevant technical field. For example, dipropylene glycol monoethyl ether, naphtha, etc. can be used as the solvent.
안료는 착색 효과를 부여하기 위한 것으로, 해당 기술분야에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 안료로서 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료 등을 사용할 수 있다. Pigments are used to impart a coloring effect, and are not particularly limited as long as they are used in the relevant technical field. For example, azo pigments, phthalocyanine pigments, etc. can be used as the pigments.
이 외에, 촉매, 이온 캐처, 분산제 등 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제가 사용될 수 있다. 촉매는 열경화 반응을 촉진시키기 위한 것으로, 해당 기술분야에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 촉매로서 멜라민 등이 사용될 수 있다. 이온 캐처는 용출 이온을 제거하기 위한 것으로, 해당 기술분야에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 일례로, Al, Mg, Zr 계열 무기물 등이 사용될 수 있다. 분산제는 필러의 분산을 돕기 위한 것으로, 해당 기술분야에 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 분산제로서 수평균분자량 1,000 g/mol 이하의 저분자형 분산제 등을 사용할 수 있다.In addition, additives commonly used in the relevant technical field, such as catalysts, ion catchers, and dispersants, can be used. The catalyst is intended to promote the thermosetting reaction, and is not particularly limited as long as it is used in the relevant technical field. For example, melamine, etc. can be used as the catalyst. The ion catcher is intended to remove eluted ions, and is not particularly limited as long as it is used in the relevant technical field. For example, Al, Mg, Zr series inorganic materials, etc. can be used. The dispersant is intended to help disperse the filler, and is not particularly limited as long as it is used in the relevant technical field. For example, a low-molecular-weight dispersant having a number average molecular weight of 1,000 g/mol or less can be used as the dispersant.
상기 첨가제는 본 발명의 솔더 레지스트 조성물의 물성을 저해하지 않는 함량 범위 내에서 첨가될 수 있으며, 일례로 솔더 레지스트 조성물의 총 중량을 기준으로, 각각 0.01 내지 10 중량% 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The above additives may be added within a content range that does not impair the physical properties of the solder resist composition of the present invention, and for example, may be included in an amount of 0.01 to 10 wt% based on the total weight of the solder resist composition, but is not limited thereto.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described more specifically through the following examples. However, the following examples are only intended to help understand the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the examples in any way.
[합성예 1-8][Synthesis Example 1-8]
합성예 1: 감광성 수지 1Synthesis Example 1: Photosensitive Resin 1
교반기, 온도계 및 공기취입관을 구비한 반응기에, 에폭시 당량 215 g/eq의 크레졸 노볼락 에폭시 수지(YDCN-500-90P, 국도화학) 396 g, 아크릴산 119 g, 디메틸올프로피온산 25 g, 트리페닐포스핀 2 g, 카비톨아세테이트 240 g을 투입하고, 공기를 불어 넣고 교반하면서 100 내지 110 ℃에서 12 시간 동안 에폭시 부가 반응을 진행하였으며, 산가가 2 mgKOH/g 이하로 감소한 것을 확인한 후 냉각하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 2:10인 중간체 화합물 용액을 제조하였다.In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and an air intake tube, 396 g of cresol novolac epoxy resin (YDCN-500-90P, Kukdo Chemical) having an epoxy equivalent of 215 g/eq, 119 g of acrylic acid, 25 g of dimethylolpropionic acid, 2 g of triphenylphosphine, and 240 g of carbitol acetate were charged, air was blown in, and an epoxy addition reaction was performed at 100 to 110°C for 12 hours while stirring. After confirming that the acid value decreased to 2 mgKOH/g or less, the mixture was cooled to prepare an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group: the second hydroxyl group of 2:10.
이후 중간체 화합물 용액에 테트라히드로무수프탈산 98 g, 솔벤트나프타 120 g을 투입한 후 공기를 불어 넣으며 95 내지 100 ℃에서 8 시간 동안 산무수물 부가 반응을 진행하였으며, IR에서 산무수물의 흡수 스펙트럼이 사라진 것을 확인한 다음 냉각하여 감광성 수지 1을 제조하였다.Afterwards, 98 g of tetrahydrophthalic anhydride and 120 g of solvent naphtha were added to the intermediate compound solution, and air was blown in to conduct an acid anhydride addition reaction at 95 to 100°C for 8 hours. After confirming that the absorption spectrum of the acid anhydride disappeared in IR, the mixture was cooled to produce photosensitive resin 1.
제조된 감광성 수지 1은 아크릴 당량이 385 g/eq, 고형분 산가가 56.6 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 1 was confirmed to have an acrylic equivalent of 385 g/eq, a solid acid value of 56.6 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 2: 감광성 수지 2Synthesis Example 2: Photosensitive Resin 2
교반기, 온도계 및 공기취입관을 구비한 반응기에, 에폭시 당량 215 g/eq의 크레졸 노볼락 에폭시 수지(YDCN-500-90P, 국도화학) 393 g, 아크릴산 115 g, 디메틸올프로피온산 25 g, 테트라히드로무수프탈산 8 g, 트리페닐포스핀 2 g, 카비톨아세테이트 240 g을 투입하고, 공기를 불어 넣고 교반하면서 100 내지 110 ℃에서 12 시간 동안 에폭시 부가 반응을 진행하였으며, 산가가 2 mgKOH/g이하로 감소한 것을 확인한 다음 냉각하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 2:10인 중간체 화합물 용액을 제조하였다.In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and an air intake tube, 393 g of cresol novolac epoxy resin (YDCN-500-90P, Kukdo Chemical) having an epoxy equivalent of 215 g/eq, 115 g of acrylic acid, 25 g of dimethylolpropionic acid, 8 g of tetrahydrophthalic anhydride, 2 g of triphenylphosphine, and 240 g of carbitol acetate were charged, air was blown in, and an epoxy addition reaction was performed at 100 to 110°C for 12 hours while stirring. After confirming that the acid value decreased to 2 mgKOH/g or less, cooling was performed to prepare an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group: the second hydroxyl group of 2:10.
이후 중간체 화합물 용액에 테트라히드로무수프탈산 97 g, 솔벤트나프타 120 g을 투입한 후 공기를 불어 넣으며 95 내지 100 ℃에서 8 시간 동안 산무수물 부가 반응을 진행하였으며, IR에서 산무수물의 흡수 스펙트럼이 사라진 것을 확인한 다음 냉각하여 감광성 수지 2를 제조하였다.Afterwards, 97 g of tetrahydrophthalic anhydride and 120 g of solvent naphtha were added to the intermediate compound solution, air was blown in, and an acid anhydride addition reaction was performed at 95 to 100°C for 8 hours. After confirming that the absorption spectrum of the acid anhydride disappeared in IR, the mixture was cooled to produce photosensitive resin 2.
제조된 감광성 수지 2는 아크릴 당량이 401 g/eq, 고형분 산가가 56 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 2 was confirmed to have an acrylic equivalent of 401 g/eq, a solid acid value of 56 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 3: 감광성 수지 3Synthesis Example 3: Photosensitive Resin 3
상기 합성예 1에서, 에폭시 부가 반응 시 크레졸 노볼락 에폭시 수지를 386 g, 아크릴산을 100 g, 디메틸올프로피온산을 48 g, 테트라히드로무수프탈산을 8 g으로 변경 투입하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 4:10인 중간체 화합물 용액을 제조하고, 산무수물 부가 반응 시 테트라히드로무수프탈산을 96 g으로 변경 투입한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 감광성 수지 3을 제조하였다.In the above Synthesis Example 1, the amount of cresol novolac epoxy resin was changed to 386 g, acrylic acid to 100 g, dimethylolpropionic acid to 48 g, and tetrahydrophthalic anhydride to 8 g during the epoxy addition reaction, thereby producing an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group:the second hydroxyl group of 4:10, and the amount of tetrahydrophthalic anhydride was changed to 96 g during the acid anhydride addition reaction, thereby producing a photosensitive resin 3 in the same manner as in Synthesis Example 1.
제조된 감광성 수지 3은 아크릴 당량이 461 g/eq, 고형분 산가가 55.3 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 3 was confirmed to have an acrylic equivalent of 461 g/eq, a solid acid value of 55.3 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 4: 감광성 수지 4Synthesis Example 4: Photosensitive Resin 4
상기 합성예 1에서, 에폭시 부가 반응 시 크레졸 노볼락 에폭시 수지를 380 g, 아크릴산을 85 g, 디메틸올프로피온산을 71 g, 테트라히드로무수프탈산을 8 g으로 변경 투입하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 6:10인 중간체 화합물 용액을 제조하고, 산무수물 부가 반응 시 테트라히드로무수프탈산을 94 g으로 변경 투입한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 감광성 수지 4를 제조하였다.In the above Synthetic Example 1, the amount of cresol novolac epoxy resin was changed to 380 g, acrylic acid to 85 g, dimethylolpropionic acid to 71 g, and tetrahydrophthalic anhydride to 8 g during the epoxy addition reaction, thereby producing an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group:the second hydroxyl group of 6:10, and the amount of tetrahydrophthalic anhydride was changed to 94 g during the acid anhydride addition reaction, thereby producing a photosensitive resin 4 in the same manner as in the above Synthetic Example 1.
제조된 감광성 수지 4는 아크릴 당량이 539 g/eq, 고형분 산가가 54.4 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 4 was confirmed to have an acrylic equivalent of 539 g/eq, a solid acid value of 54.4 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 5: 감광성 수지 5Synthesis Example 5: Photosensitive Resin 5
상기 합성예 1에서, 에폭시 부가 반응 시 크레졸 노볼락 에폭시 수지를 373 g, 아크릴산을 91 g, 디메틸올프로피온산을 93 g으로 변경 투입하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 8:10인 중간체 화합물 용액을 제조하고, 산무수물 부가 반응 시 테트라히드로무수프탈산을 92 g으로 변경 투입한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 감광성 수지 5를 제조하였다.In the above Synthesis Example 1, the amount of cresol novolac epoxy resin, 91 g of acrylic acid, and 93 g of dimethylolpropionic acid were changed to 373 g for the epoxy addition reaction, thereby producing an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group:the second hydroxyl group of 8:10, and the amount of tetrahydrophthalic anhydride was changed to 92 g for the acid anhydride addition reaction, respectively, thereby producing a photosensitive resin 5 in the same manner as in Synthesis Example 1.
제조된 감광성 수지 5는 아크릴 당량이 645 g/eq, 고형분 산가가 53.4 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 5 was confirmed to have an acrylic equivalent of 645 g/eq, a solid acid value of 53.4 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 6: 감광성 수지 6Synthesis Example 6: Photosensitive Resin 6
상기 합성예 1에서, 에폭시 부가 반응 시 디메틸올프로피온산은 투입하지 않고, 크레졸 노볼락 에폭시 수지를 403 g, 아크릴산을 135 g으로 변경 투입하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 0:10인 중간체 화합물 용액을 제조하고, 산무수물 부가 반응 시 테트라히드로무수프탈산을 100 g으로 변경 투입한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 감광성 수지 6을 제조하였다.In the above Synthetic Example 1, dimethylolpropionic acid was not added during the epoxy addition reaction, and 403 g of cresol novolac epoxy resin and 135 g of acrylic acid were added, thereby producing an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group:the second hydroxyl group of 0:10, and 100 g of tetrahydrophthalic anhydride was added during the acid anhydride addition reaction, except that the same method as Synthetic Example 1 was performed to produce a photosensitive resin 6.
제조된 감광성 수지 6은 아크릴 당량이 340 g/eq, 고형분 산가가 58 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 6 was confirmed to have an acrylic equivalent of 340 g/eq, a solid acid value of 58 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 7: 감광성 수지 7Synthesis Example 7: Photosensitive Resin 7
상기 합성예 1에서, 에폭시 부가 반응 시 투입하고 디메틸올프로피온산은 투입하지 않고, 크레졸 노볼락 에폭시 수지를 378 g, 아크릴산을 127 g으로 변경 투입하여 제1 수산기:제2 수산기의 몰비가 0:10인 중간체 화합물 용액을 제조하고, 산무수물 부가 반응 시 테트라히드로무수프탈산을 134 g으로 변경 투입한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 수행하여 감광성 수지 7을 제조하였다.In the above Synthetic Example 1, except that during the epoxy addition reaction, dimethylolpropionic acid was not added, 378 g of cresol novolac epoxy resin and 127 g of acrylic acid were changed to be added, thereby producing an intermediate compound solution having a molar ratio of the first hydroxyl group:the second hydroxyl group of 0:10, and during the acid anhydride addition reaction, tetrahydrophthalic anhydride was changed to be added 134 g, the same method as in Synthetic Example 1 was performed to produce a photosensitive resin 7.
제조된 감광성 수지 7은 아크릴 당량이 363 g/eq, 고형분 산가가 77 mgKOH/g, 고형분 함량이 64 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 7 was confirmed to have an acrylic equivalent of 363 g/eq, a solid acid value of 77 mgKOH/g, and a solid content of 64%.
합성예 8: 감광성 수지 8Synthesis Example 8: Photosensitive Resin 8
교반기, 온도계, 공기취입관 및 유수분리장치를 구비한 반응기에, 에틸렌 옥사이드가 부가된 크레졸 노볼락 수지 450 g, 아크릴산 56 g, 메탄설폰산 15 g, 메틸하이드로퀴논 0.5 g, 디부틸하이드록시톨루엔 1 g, 톨루엔 450 g을 투입하고, 공기를 불어 넣고 교반하면서 105 내지 120 ℃에서 8 시간 동안 반응시켰으며, 동시에 반응 동안에 발생되는 축합수를 유수분리기를 통해 분리시켰다. 여기서 축합수는 총 20.5 g이 생성되었다. 그런 다음 50 ℃로 냉각시킨 후 반응 용액을 5% NaoH 수용액으로 중화하고 15% NaCl 수용액으로 3회 수세하였다. 그 후 증발기로 톨루엔을 카비톨 아세테이트과 솔벤트 나프타로 치환하면서 증류 제거하여 중간체 화합물 용액을 얻었다.In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, an air inlet pipe, and an oil-water separator, 450 g of cresol novolac resin to which ethylene oxide was added, 56 g of acrylic acid, 15 g of methanesulfonic acid, 0.5 g of methylhydroquinone, 1 g of dibutylhydroxytoluene, and 450 g of toluene were charged, and air was blown in and the mixture was reacted at 105 to 120°C for 8 hours while stirring. At the same time, the condensed water generated during the reaction was separated through an oil-water separator. A total of 20.5 g of condensed water was generated here. Then, after cooling to 50°C, the reaction solution was neutralized with a 5% NaoH aqueous solution and washed three times with a 15% NaCl aqueous solution. Thereafter, toluene was distilled off by replacing it with carbitol acetate and solvent naphtha in an evaporator, thereby obtaining an intermediate compound solution.
얻어진 중간체 화합물 용액 500 g에 테트라하이드로무수프탈산 100 g, 트리페닐포스핀 2 g, 카비톨 아세테이트 50 g, 솔벤트 나프타 50 g을 투입하고, 공기를 불어넣으며 95 내지 100 ℃에서 8 시간 동안 반응시킨 후, IR에서 산무수물의 흡수 스펙트럼이 사라진 것을 확인한 다음 냉각하여, 에틸렌 옥사이드가 부가된 크레졸 노볼락 기반 감광성 수지인 감광성 수지 8을 제조하였다.To 500 g of the obtained intermediate compound solution, 100 g of tetrahydrophthalic anhydride, 2 g of triphenylphosphine, 50 g of carbitol acetate, and 50 g of solvent naphtha were added, and the mixture was reacted at 95 to 100°C for 8 hours while blowing air. After confirming that the absorption spectrum of the acid anhydride disappeared in IR, the mixture was cooled to produce photosensitive resin 8, which is a cresol novolac-based photosensitive resin to which ethylene oxide is added.
제조된 감광성 수지 8은 아크릴 당량이 539 g/eq, 고형분 산가가 83 mgKOH/g, 고형분 함량이 60 %인 것으로 확인되었다.The manufactured photosensitive resin 8 was confirmed to have an acrylic equivalent of 539 g/eq, a solid acid value of 83 mgKOH/g, and a solid content of 60%.
[실험예 1-9][Experimental Example 1-9]
하기 표 1 및 표 2에 기재된 조성에 따라 각 성분을 혼합하여, 각 실험예의 솔더 레지스트 조성물을 제조하였다.A solder resist composition for each experimental example was prepared by mixing each component according to the compositions described in Table 1 and Table 2 below.
감광성 수지 1: 합성예 1의 감광성 수지Photosensitive resin 1: Photosensitive resin of synthesis example 1
감광성 수지 2: 합성예 2의 감광성 수지Photosensitive resin 2: Photosensitive resin of synthesis example 2
감광성 수지 3: 합성예 3의 감광성 수지Photosensitive resin 3: Photosensitive resin of synthesis example 3
감광성 수지 4: 합성예 4의 감광성 수지Photosensitive resin 4: Photosensitive resin of synthesis example 4
감광성 수지 5: 합성예 5의 감광성 수지Photosensitive resin 5: Photosensitive resin of synthesis example 5
감광성 수지 6: 합성예 6의 감광성 수지Photosensitive resin 6: Photosensitive resin of synthesis example 6
감광성 수지 7: 합성예 7의 감광성 수지Photosensitive resin 7: Photosensitive resin of synthesis example 7
감광성 수지 8: 합성예 8의 감광성 수지Photosensitive resin 8: Photosensitive resin of synthesis example 8
에폭시 수지 1: 비스페놀 A형 에폭시 수지(Cas no. 25068-38-6, EEW 450-500 g/eq, Mw 2,000)Epoxy resin 1: Bisphenol A type epoxy resin (Cas no. 25068-38-6, EEW 450-500 g/eq, Mw 2,000)
에폭시 수지 2: 비페닐 에폭시 수지(Cas no. 89118-70-7, EEW 180 g/eq, Mw 354)Epoxy resin 2: Biphenyl epoxy resin (Cas no. 89118-70-7, EEW 180 g/eq, Mw 354)
아크릴: DPHA(Dipentaerythritol hexa acrylate)Acrylic: DPHA (Dipentaerythritol hexa acrylate)
소수성 올리고머: 에폭시화 폴리부타디엔 수지(PB3600, EEW 193 g/eq)Hydrophobic oligomer: Epoxidized polybutadiene resin (PB3600, EEW 193 g/eq)
광개시제: 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholino-phenyl)-1-butanone(Irgacure 369)Photoinitiator: 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholino-phenyl)-1-butanone (Irgacure 369)
반응 촉매: 멜라민Reaction catalyst: Melamine
필러: 황산바륨Filler: Barium sulfate
이온 캐처: Mg6Al2[(OH)16CO3]*4H2O 70% 및 Zr(HPO4)2 30%의 혼합물Ion catcher: A mixture of Mg 6 Al 2 [(OH) 16 CO 3 ]*4H 2 O 70% and Zr(HPO 4 ) 2 30%
안료 1: 아조계 안료Pigment 1: Azo pigment
안료 2: 프탈로시아닌계 안료Pigment 2: Phthalocyanine pigment
분산제: BYK 110Dispersant: BYK 110
용제 1: Dipropylene glycol monomethyl etherSolvent 1: Dipropylene glycol monomethyl ether
용제 2: Solvent naphtha(Kocosol-150)Solvent 2: Solvent naphtha (Kocosol-150)
[물성 평가][Property Evaluation]
각 실험예에 따라 제조된 솔더 레지스트 조성물의 물성을 하기의 방법으로 측정한 후, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The properties of the solder resist composition manufactured according to each experimental example were measured using the following method, and the results are shown in Table 3 below.
감도Sensitivity
각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 기판상에 스크린 인쇄법에 의해 도포하고, 80 ℃에서 30 분 건조시키고 실온에서 냉각하였다. 건조된 코팅층 위에 감도 평가용 41단 step tablet을 압착시키고 고압 수은등이 탑재된 노광기를 통해 700 mJ/㎠ 세기로 노광한 뒤 30 ℃, 1 % 탄산나트륨 수용액으로 90 초 동안 현상하고 수세하였다. 이 후 광택단에서 제일 큰 단을 관찰하여 감도 평가를 진행하였다. The solder resist composition manufactured in each experimental example was applied on a substrate by a screen printing method, dried at 80°C for 30 minutes, and cooled at room temperature. A 41-step tablet for sensitivity evaluation was pressed onto the dried coating layer, and exposed at an intensity of 700 mJ/cm2 through an exposure device equipped with a high-pressure mercury lamp, developed with a 1% sodium carbonate aqueous solution at 30°C for 90 seconds, and rinsed with water. Thereafter, the sensitivity evaluation was performed by observing the largest step in the gloss phase.
현상 시간phenomenon time
각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 기판에 도포하고, 80 ℃에서 40 분 건조시키고 실온에서 냉각하였다. 이후 30 ℃, 1 % 탄산나트륨 수용액으로 현상하면서 잔사가 남지 않는 시간, 즉 현상 시간(초)을 측정하였다. The solder resist composition manufactured in each experimental example was applied to a substrate by screen printing, dried at 80°C for 40 minutes, and cooled to room temperature. Afterwards, the time until no residue remained, i.e. the developing time (seconds), was measured while developing with a 1% sodium carbonate aqueous solution at 30°C.
해상성Marine
각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 기판에 도포하고 80 ℃에서 30 분 건조시키고 실온에서 냉각하였다. 이후 상기 기판에 패턴마스크용 필름을 압착시키고, 고압 수은등이 탑재된 노광기를 통해 900 mj/cm2로 노광한 뒤, 30 ℃에서 1% 탄산나트륨 수용액으로 90 초 동안 현상하고 수세하여 패턴을 형성하였다. 여기서 원의 형태를 유지하고 있는 최소 opening size(㎛)를 측정하여 해상성으로서 나타내었다.The solder resist composition manufactured in each experimental example was applied to the substrate by the screen printing method, dried at 80°C for 30 minutes, and cooled at room temperature. Thereafter, a film for a pattern mask was pressed onto the substrate, exposed at 900 mJ/ cm2 through an exposure device equipped with a high-pressure mercury lamp, developed with a 1% sodium carbonate aqueous solution at 30°C for 90 seconds, and washed with water to form a pattern. Here, the minimum opening size (㎛) that maintained the shape of a circle was measured and expressed as the resolution.
언더컷Undercut
각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 기판상에 스크린 인쇄법으로 도포하고, 80 ℃에서 30 분 건조시키고 실온에서 냉각하였다. 건조된 기판에 SR Dam(폭 100 ㎛)이 형성된 패턴 마스크용 필름을 압착시키고, 고압 수은등이 탑재된 노광기를 통해 900 mJ/㎠ 세기로 노광한 후, 30 ℃, 1 % 탄산나트륨 수용액에 90 초 동안 현상하고 수세하였다. 이후, 1 시간 동안 150 ℃ 열풍 오븐을 통해 열경화시킨 후, 고압 수은등이 탑재된 노광기를 통해 1,200 mJ/㎠ 세기로 추가 노광시켰다. 상기의 방법으로 제조된 기판을 SR Dam(폭 100 ㎛)이 형성된 부분을 가위로 절단하여 몰딩액으로 몰딩하고, Dam의 단면을 폴리싱 처리한 후, Microscope(X 500 배율)를 이용하여 총 10회 언더컷을 측정하여 그 평균값(㎛)을 기록하였다.In each experimental example, the manufactured solder resist composition was applied onto a substrate by a screen printing method, dried at 80° C. for 30 minutes, and cooled at room temperature. A pattern mask film having an SR Dam (width: 100 μm) formed thereon was pressed onto the dried substrate, exposed at an intensity of 900 mJ/cm2 through an exposure device equipped with a high-pressure mercury lamp, developed in a 1% sodium carbonate aqueous solution at 30° C. for 90 seconds, and rinsed with water. Thereafter, it was heat-cured in a hot air oven at 150° C. for 1 hour, and then additionally exposed at an intensity of 1,200 mJ/cm2 through an exposure device equipped with a high-pressure mercury lamp. The substrate manufactured by the above method was cut with scissors at the part where the SR Dam (width 100 ㎛) was formed, molded with a molding liquid, and the cross-section of the Dam was polished. Then, the undercut was measured a total of 10 times using a microscope (magnification X 500) and the average value (㎛) was recorded.
도막 눌림성(Tack-free성)Tack-free property
각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 기판상에 스크린 인쇄법으로 도포하고, 80 ℃에서 30 분 건조시키고 실온에서 냉각하여 평가 기판을 제조하였다. The solder resist composition manufactured in each experimental example was applied onto a substrate by screen printing, dried at 80° C. for 30 minutes, and cooled to room temperature to manufacture an evaluation substrate.
상기 평가 기판의 일부분에 패턴마스크용 필름을 압착시키고, 3 kg 추를 사용하여 1 분간 압력을 가한 후 필름을 박리했을 때 필름의 들러붙음 상태, 즉 필름 자국(film mark)의 발생 정도를 아래 기준으로 평가하였다.A film for a pattern mask was pressed onto a portion of the above evaluation substrate, pressure was applied for 1 minute using a 3 kg weight, and when the film was peeled off, the degree of film sticking, i.e. the degree of occurrence of film marks, was evaluated according to the following criteria.
[평가 기준][metewand]
◎: 필름 박리 시 저항이 없고, 도막에 필름 자국이 없음◎: No resistance when peeling the film, and no film marks on the coating
○: 필름 박리 시 저항이 없고, 도막에 필름 자국이 좁은 면적(전체 면적의 20% 미만)에서 발생되고, 시인이 잘 안됨○: There is no resistance when the film is peeled off, film marks occur in a small area (less than 20% of the total area) on the coating, and are not easily visible.
△: 필름 박리 시 약간의 저항이 있고, 필름 자국의 면적이 중간 면적(전체 면적의 20% 이상 40% 미만)에서 발생되고, 시인이 보통 수준으로 됨△: There is a slight resistance when peeling the film, the area of the film mark occurs in the middle area (20% or more and less than 40% of the total area), and visibility is at an average level.
X: 필름 박리 시 저항이 있고, 도막에 필름 자국의 면적이 넓은 면적(전체 면적의 40% 이상)에서 발생되고, 시인이 잘 됨X: There is resistance when the film is peeled off, and the film marks occur over a large area (more than 40% of the total area) on the coating, and are easily visible.
HAST 내성HAST resistance
전극(라인 스페이스 = 30 ㎛)이 형성된 BT 기판에 각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 도포하고, 80 ℃에서 30 분 건조시키고 실온에서 냉각하여 평가 기판을 제조하였다.The solder resist composition manufactured in each experimental example was applied to a BT substrate on which electrodes (line space = 30 μm) were formed using a screen printing method, dried at 80° C. for 30 minutes, and cooled to room temperature to manufacture an evaluation substrate.
상기 평가 기판에 온도 130 ℃의 고온 및 85%의 고습 조건에서 전압 5V를 인가하고 168 시간 동안 HAST 평가를 진행하였다. 168 시간이 경과한 뒤 절연 저항치를 통해 아래와 같은 기준으로 평가하였다.The HAST evaluation was conducted for 168 hours by applying a voltage of 5 V to the above evaluation board under high temperature conditions of 130°C and high humidity of 85%. After 168 hours, the insulation resistance value was evaluated according to the following criteria.
[평가 기준][metewand]
○: 108 Ω 이상○: 10 8 Ω or more
△: 106 ~ 108 Ω△: 10 6 ~ 10 8 Ω
X: 106 Ω 이하X: 10 6 Ω or less
Cu migrationCu migration
전극(라인 스페이스 = 30 ㎛)이 형성된 BT 기판에 각 실험예에서 제조된 솔더 레지스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 도포하고, 80 ℃에서 30 분 건조시키고 실온에서 냉각하여 평가 기판을 제조하였다.The solder resist composition manufactured in each experimental example was applied to a BT substrate on which electrodes (line space = 30 μm) were formed using a screen printing method, dried at 80° C. for 30 minutes, and cooled to room temperature to manufacture an evaluation substrate.
상기 평가 기판에 온도 130 ℃의 고온 및 85%의 고습 조건에서 전압 5V를 인가하고 168 시간 동안 HAST 평가를 진행하였다. 168 시간이 경과한 뒤 평가 기판을 가위로 절단하여, 몰딩액으로 몰딩한 후 단면을 폴리싱 처리 후 Microscope(X 500 배율)을 이용하여 Cu 이온의 발생 정도를 육안으로 확인하여 아래와 같은 기준으로 평가하였다.The above evaluation board was subjected to a HAST evaluation for 168 hours at a high temperature of 130°C and a high humidity of 85%, with a voltage of 5 V applied. After 168 hours, the evaluation board was cut with scissors, molded with a molding solution, and the cross-section was polished. The degree of Cu ion generation was visually confirmed using a microscope (×500 magnification), and evaluated according to the following criteria.
[평가 기준][metewand]
○: Cu 이온 발생 없음○: No generation of Cu ions
△: Cu 이온 약간 발생△: Slight generation of Cu ions
X: Cu 이온 다량 발생X: Large amount of Cu ions generated
(단)(step)
(초)(candle)
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지(감광성 수지 1-4)를 포함하는 실험예 1 내지 5의 솔더 레지스트 조성물은 측정 항목 전반적으로 우수한 물성을 나타내었다. 반면, 1차 수산기와 2차 수산기의 몰비가 본 발명의 범위를 벗어나는 중간체 화합물로부터 제조된 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지(감광성 수지 5-7)를 사용한 실험예 6 내지 8, 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함하지 않는 실험예 9의 솔더 레지스트 조성물은 측정 항목 전반적으로 실험예 1 내지 5에 비하여 열세한 물성을 나타내었다. As shown in Table 3 above, the solder resist compositions of Experimental Examples 1 to 5 including the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin (photosensitive resin 1-4) according to the present invention exhibited excellent properties in all measured items. On the other hand, the solder resist compositions of Experimental Examples 6 to 8 using the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin (photosensitive resin 5-7) prepared from an intermediate compound having a molar ratio of primary hydroxyl groups and secondary hydroxyl groups outside the range of the present invention, and Experimental Example 9 not including the epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin, exhibited properties inferior to those of Experimental Examples 1 to 5 in all measured items.
Claims (7)
상기 감광성 수지는 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함하며,
상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지와 수산기 포함 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조된 것이고,
상기 중간체 화합물은 에폭시 수지의 에폭시기 1 당량에 대하여, 1차 수산기를 포함하는 카르복실 화합물 0.05 내지 0.35 당량, 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물 0.65 내지 0.95 당량 및 산무수물 0.01 내지 0.05 당량을 반응시켜 제조된 것이고,
상기 중간체 화합물의 1차 수산기 및 2차 수산기의 몰비가 2:10 내지 6:10이고,
상기 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 상기 중간체 화합물 용액에 산무수물 0.2 내지 0.8 당량을 부가 반응시켜 제조된 것인 솔더 레지스트 조성물.Containing photosensitive resin, epoxy resin, acrylic, photoinitiator and filler,
The above photosensitive resin includes an epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin,
The above epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin is manufactured by adding an acid anhydride to an intermediate compound manufactured by reacting an epoxy resin with a carboxyl compound containing a hydroxyl group.
The above intermediate compound is prepared by reacting 0.05 to 0.35 equivalents of a carboxyl compound containing a primary hydroxyl group, 0.65 to 0.95 equivalents of a carboxyl compound containing an unsaturated group, and 0.01 to 0.05 equivalents of an acid anhydride with respect to 1 equivalent of an epoxy group of an epoxy resin.
The molar ratio of the primary hydroxyl group and the secondary hydroxyl group of the above intermediate compound is 2:10 to 6:10,
A solder resist composition wherein the above acid-modified epoxy acrylate resin is prepared by adding 0.2 to 0.8 equivalents of an acid anhydride to the above intermediate compound solution.
상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지는 고형분 산가가 50 내지 100 mgKOH/g이고, 아크릴 당량이 200 내지 600 g/eq인 솔더 레지스트 조성물.In the first paragraph,
A solder resist composition wherein the above epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin has a solid acid value of 50 to 100 mgKOH/g and an acrylic equivalent of 200 to 600 g/eq.
상기 감광성 수지는 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지를 더 포함하고,
상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지는 염소 이온 함량이 30 ppm 미만이고, 고형분 산가가 50 내지 100 mgKOH/g인 솔더 레지스트 조성물.In the first paragraph,
The above photosensitive resin further comprises an acid-modified acrylate resin based on an alkylene oxide addition novolac resin,
A solder resist composition wherein the acid-modified acrylate resin based on the above alkylene oxide addition novolac resin has a chloride ion content of less than 30 ppm and a solid acid value of 50 to 100 mgKOH/g.
상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지는 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지에 불포화기를 포함하는 카르복실 화합물을 반응시켜 제조된 중간체 화합물에 산무수물을 부가 반응시켜 제조된 것인 솔더 레지스트 조성물.In paragraph 4,
The above-mentioned alkylene oxide addition novolac resin-based acid-modified acrylate resin is a solder resist composition manufactured by adding an acid anhydride to an intermediate compound manufactured by reacting an alkylene oxide addition novolac resin with a carboxyl compound containing an unsaturated group.
상기 감광성 수지는 제1 감광성 수지 및 제2 감광성 수지를 포함하고,
상기 제1 감광성 수지는 상기 에폭시 수지 기반 산 변성 에폭시 아크릴레이트 수지를 포함하고,
상기 제2 감광성 수지는 상기 알킬렌 옥사이드 부가 노볼락 수지 기반 산 변성 아크릴레이트 수지를 포함하며,
상기 제1 감광성 수지 및 상기 제2 감광성 수지의 혼합비는 40:60 내지 90:10의 중량비인 솔더 레지스트 조성물.In paragraph 4,
The above photosensitive resin includes a first photosensitive resin and a second photosensitive resin,
The above first photosensitive resin comprises an epoxy resin-based acid-modified epoxy acrylate resin,
The above second photosensitive resin comprises an acid-modified acrylate resin based on the above alkylene oxide addition novolac resin,
A solder resist composition wherein the mixing ratio of the first photosensitive resin and the second photosensitive resin is 40:60 to 90:10 by weight.
상기 솔더 레지스트 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 감광성 수지 30 내지 50 중량%, 상기 에폭시 수지 1 내지 30 중량%, 상기 아크릴 1 내지 10 중량%, 상기 광개시제 1 내지 15 중량% 및 상기 필러 20 내지 40 중량%를 포함하는 솔더 레지스트 조성물.In the first paragraph,
A solder resist composition comprising 30 to 50 wt% of the photosensitive resin, 1 to 30 wt% of the epoxy resin, 1 to 10 wt% of the acrylic, 1 to 15 wt% of the photoinitiator, and 20 to 40 wt% of the filler, based on the total weight of the solder resist composition.
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