CN114096579B - 聚氨酯以及固化性组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚氨酯,其能够赋予一种固化性组合物具有使外涂膜或柔性配线板不易发生翘曲的性质以及抑制柔性配线板的配线发生断线的性质。聚氨酯含有下述式(1)所表示的第一氨基甲酸酯结构单元、下述式(2)所表示的第二氨基甲酸酯结构单元以及下述式(3)所表示的第三氨基甲酸酯结构单元。[化学式1]
Figure DDA0003458369600000011
[化学式2]
Figure DDA0003458369600000012
[化学式3]

Description

聚氨酯以及固化性组合物
技术领域
本发明涉及聚氨酯、固化性组合物、固化物、外涂膜以及柔性配线板和其制造方法。
背景技术
在柔性配线板上为了保护表面被覆有外涂膜。该外涂膜是通过印刷法等在形成有配线的柔性基板的表面上涂覆固化性组合物并使其固化而形成的。伴随着柔性配线板上所形成的电路的精细配线处理、模块的轻量化和小型化,与以往相比,要求用于形成外涂膜的固化性组合物需要具有使外涂膜不易发生翘曲的性能。如果外涂膜产生翘曲,则柔性配线板也会产生翘曲,其结果会造成在将IC芯片搭载于柔性配线板的封装工序中时,对IC芯片的搭载位置的定位精度产生不良影响,有可能导致制造工艺中的成品率降低。
现有技术中提出很多用于形成柔性配线板的外涂膜的固化性组合物,例如在专利文献1中,公开了一种固化性组合物,其含有通过使二异氰酸酯化合物与多种二醇化合物反应而获得的聚氨酯。当使用专利文献1中所公开的固化性组合物时,可以获得翘曲性低,并且可挠性、长期绝缘可靠性以及配线的断线抑制性优异的柔性配线板用外涂膜。
现有技术
专利文献
专利文献1:国际公开第2017-110591号
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,伴随着半加成法的发展,预计柔性配线板的配线之间的距离(间距)会进一步狭小化(例如20μm以下),因此,期待能进一步提升外涂膜或柔性配线板的低翘曲性、以及柔性配线板的配线的断线抑制性。
本发明的课题在于提供一种固化性组合物,其具有使外涂膜或柔性配线板不易发生翘曲的优异性能,以及抑制柔性配线板的配线发生断线的优异性能(以下有时称为“配线的断线抑制性”)。此外,本发明的课题还在于提供一种聚氨酯,其能够赋予固化性组合物具有使外涂膜或柔性配线板不易发生翘曲的性能以及抑制柔性配线板的配线发生断线的性能。
进一步,本发明的课题还在于提供一种固化物和外涂膜,其具有优异的低翘曲性和配线的断线抑制性。进一步,本发明的课题还在于提供一种低翘曲性和配线的断线抑制性优异的柔性配线板和其制造方法。
解决技术问题的技术手段
本发明的技术方案如下述[1]~[16]所示。
[1]一种聚氨酯,其具有:下述式(1)所表示的第一氨基甲酸酯结构单元、下述式(2)所表示的第二氨基甲酸酯结构单元以及下述式(3)所表示的第三氨基甲酸酯结构单元;其中,
下述式(1)中的x个R1分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,x个p分别独立地为2以上的整数,x个q分别独立地为2以上的整数,x为1以上的整数;
下述式(2)中的y个R2分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,(n×y)个R3分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,[(n+1)×y]个R4分别独立地表示碳原子数为3以上9以下的二价烃基,y个n分别独立地为0以上50以下的整数,但是,y个n不全部为0,y为1以上的整数;
下述式(3)中的z个R5分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,z个R6分别独立地表示甲基或乙基,z为1以上的整数。
[化学式1]
Figure BDA0003458369590000021
[化学式2]
Figure BDA0003458369590000031
[化学式3]
Figure BDA0003458369590000032
[2]如上述[1]的技术方案中所述的聚氨酯,其中,上述式(1)中的x、上述式(2)中的y、上述式(3)中的z相对于x+y+z的比例,分别满足下述条件,
0.01≦x/(x+y+z)≦0.4
0.1≦y/(x+y+z)≦0.9
0.01≦z/(x+y+z)≦0.4。
[3]如上述[1]或[2]的技术方案中所述的聚氨酯,其中,其数均分子量为10000以上50000以下。
[4]如上述[1]~[3]的任一技术方案中所述的聚氨酯,其中,其酸值为10mg KOH/g以上70mgKOH/g以下。
[5]如上述[1]~[4]的任一技术方案中所述的聚氨酯,其中,其芳香环浓度为0.1mmol/g以上5.0mmol/g以下。
[6]一种固化性组合物,其含有:如上述[1]~[5]的任一技术方案中所述的聚氨酯(a);以及溶剂(b);以及1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c)。
[7]如上述[6]的技术方案中所述的固化性组合物,其中,相对于上述聚氨酯(a)、上述溶剂(b)和上述环氧化合物(c)的总量,上述溶剂(b)的含量的比例为25质量%以上75质量%以下;相对于上述聚氨酯(a)和上述环氧化合物(c)的总量,上述聚氨酯(a)的含量的比例为40质量%以上99质量%以下;相对于上述聚氨酯(a)和上述环氧化合物(c)的总量,上述环氧化合物(c)的含量的比例为1质量%以上60质量%以下。
[8]如上述[6]或[7]的技术方案中所述的固化性组合物,其中,其进一步含有由无机微粒和有机微粒所组成的组中所选出的至少一种微粒(d)。
[9]如上述[8]的技术方案中所述的固化性组合物,其中,上述微粒(d)包含二氧化硅微粒。
[10]如上述[8]的技术方案中所述的固化性组合物,其中,上述微粒(d)包含水滑石微粒。
[11]如上述[8]~[10]的任一技术方案中所述的固化性组合物,其中,相对于上述聚氨酯(a)、上述溶剂(b)、上述环氧化合物(c)和上述微粒(d)的总量,上述溶剂(b)的含量的比例为25质量%以上75%以下,上述微粒(d)的含量的比例为0.1质量%以上60质量%以下;相对于上述聚氨酯(a)和上述环氧化合物(c)的总量,上述聚氨酯(a)的含量的比例为40质量%以上99质量%以下,并且上述环氧化合物(c)的含量的比例为1质量%以上60质量%以下。
[12]一种固化物,其中,其是上述[6]~[11]的任一技术方案中所述的固化性组合物的固化物。
[13]一种外涂膜,其中,其含有上述[12]的技术方案中所述的固化物。
[14]一种柔性配线板,其中,该柔性配线板的形成有配线的柔性基板的表面中的形成上述配线的部分被[13]的技术方案中所述的外涂膜被覆。
[15]如上述[14]的技术方案中所述的柔性配线板,其中,上述配线为镀锡的铜线。
[16]一种柔性配线板的制造方法,其中,其是将上述[6]~[11]的任一技术方案中所述的固化性组合物以膜状配置于形成有配线的柔性基板的表面中的形成上述配线的部分后,使上述膜状的固化性组合物固化从而形成外涂膜。
发明效果
本发明所涉及的固化性组合物具有使外涂膜或柔性配线板不易发生翘曲的优异性能,以及抑制柔性配线板的配线发生断线的优异性能。本发明所涉及的聚氨酯能够赋予固化性组合物具有使外涂膜或柔性配线板不易发生翘曲的性能以及抑制柔性配线板的配线发生断线的性能。
本发明所涉及的固化物、外涂膜以及柔性配线板具有优异的低翘曲性和配线的断线抑制性。本发明所涉及的柔性配线板的制造方法,能够制造低翘曲性和配线的断线抑制性优异的柔性配线板。
具体实施方式
以下,对本发明的一个实施方式进行说明。另外,本实施方式示出了本发明的一个示例,本发明不限于本实施方式。此外,可以对本实施方式进行变更或改良,并且这些变更或改良的形式也包含在本发明的范围内。
本发明者们为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,当使用含有具有特定结构的聚氨酯的固化性组合物,可使该固化性组合物固化而获得的外涂膜不易发生翘曲,此外,具有该固化性组合物固化后而获得的外涂膜的柔性配线板不易发生翘曲,并且柔性配线板的配线不易发生断线,从而完成了本发明。
I.聚氨酯
本实施方式的聚氨酯含有上述式(1)所表示的第一氨基甲酸酯结构单元、上述式(2)所表示的第二氨基甲酸酯结构单元、以及上述式(3)所表示的第三氨基甲酸酯结构单元。另外,在不影响本发明效果的范围内,还可以含有其它结构单元。
上述式(1)中的x个R1分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,x个p分别独立地为2以上的整数,x个q分别独立地为2以上的整数,x为1以上的整数,x优选为1以上15以下,更优选为2以上12以下,进一步优选为3以上10以下。
上述式(2)中的y个R2分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,(n×y)个R3分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,[(n+1)×y]个R4分别独立地表示碳原子数为3以上9以下的二价烃基。此外,y个n分别独立地为0以上50以下的整数,但是,y个n不全部为0。进一步,y为1以上的整数。y优选为1以上15以下,更优选为2以上12以下,进一步优选为3以上10以下。
上述式(3)中的z个R5分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,z个R6分别独立地表示甲基或乙基。此外,z为1以上的整数。z优选为1以上15以下,更优选为2以上12以下,进一步优选为3以上10以下。
本实施方式的聚氨酯由于具有上述式(1)所表示的第一氨基甲酸酯结构单元,具体而言,由于具有芴结构和聚氧乙烯结构,因此能够赋予固化性组合物具有使外涂膜或柔性配线板不易发生翘曲的性能以及抑制柔性配线板的配线发生断线的性能。因此,通过固化含有本实施方式的聚氨酯的固化性组合物来制造外涂膜和柔性配线板,可以获得具有低翘曲性(小翘曲度)的外涂膜,或具有优异的低翘曲性和配线的断线抑制性的柔性配线板。
另外,上述式(1)中的x个R1分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,作为碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,例如可以列举:链状脂肪族的二价有机基团、具有芳香环的二价有机基团、具有脂环结构的二价有机基团等。作为链状脂肪族的二价有机基团的示例,可以列举下述式(4)~(7)。作为含有芳香环的二价有机基团的示例,可以列举下述式(8)~(11)。作为含有脂环结构的二价有机基团的示例,可以列举下述式(12)~(16)。x个R1可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同。
[化学式4]
CH2CH2CH2CH2CH2CH2-···(4)
[化学式5]
Figure BDA0003458369590000061
[化学式6]
Figure BDA0003458369590000062
[化学式7]
Figure BDA0003458369590000063
[化学式8]
Figure BDA0003458369590000064
[化学式9]
Figure BDA0003458369590000065
[化学式10]
Figure BDA0003458369590000066
[化学式11]
Figure BDA0003458369590000071
[化学式12]
Figure BDA0003458369590000072
[化学式13]
Figure BDA0003458369590000073
[化学式14]
Figure BDA0003458369590000074
[化学式15]
Figure BDA0003458369590000075
[化学式16]
Figure BDA0003458369590000076
此外,上述式(1)中的x个p和q均为2以上的整数,优选各自独立地为4以上10以下的整数,更优选为5以上8以下的整数。当上述式(1)中的x个p和q在上述范围内时,可以获得具有更优异的低翘曲性能的外涂膜,或具有更优异的低翘曲性能和配线的断线抑制性的柔性配线板。
上述式(1)中的x个p可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同,上述式(1)中的x个q可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同。进一步,上述式(1)中的p和q可以相同也可以不同。
上述式(2)中的y个R2各自独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,碳原子数为6以上14以下的二价有机基团的示例与上述式(1)中的R1相同。y个R2可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同。
上述式(2)中的(n×y)个R3分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,优选亚苯基、含有取代基的亚苯基,更优选1,2-亚苯基、含有取代基的1,2-亚苯基。作为取代基,可以列举碳原子数为1以上5以下的烷基,卤素原子等。作为R3的具体示例,可以列举1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、3-甲基-1,2-亚苯基、4-甲基-1,2-亚苯基、4-甲基-1,3-亚苯基、2-甲基-1,4-亚苯基、3-氯-1,2-亚苯基、4-氯-1,2-亚苯基、4-氯-1,3-亚苯基、2-氯-1,4-亚苯基、3-溴-1,2-亚苯基、4-溴-1,2-亚苯基、4-溴-1,3-亚苯基、2-溴-1,4-亚苯基等。另外,(n×y)个R3可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同。
在这些之中,(n×y)个R3中的至少1个R3优选为选自由1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、3-甲基-1,2-亚苯基、4-甲基-1,2-亚苯基和4-甲基-1,3-亚苯基所组成的组中的任一基团,(n×y)个R3中的至少1个R3更优选为1,2-亚苯基或1,3-亚苯基,(n×y)个R3中的至少1个R3进一步优选为1,2-亚苯基。
上述式(2)中的[(n+1)×y]个R4分别独立地表示碳原子数为3以上9以下的二价烃基。作为碳原子数为3以上9以下的二价烃基,优选亚烷基、亚环烷基,其中更优选亚烷基。作为优选的亚烷基,例如可以列举由下述式(17)~(27)所表示的基团。〔(n+1)×y〕个R4可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同。
并且,上述式(2)中的〔(n+1)×y〕个R4中的至少一个R4优选为下述式(20)、式(21)、式(22)任一个所表示的基团,上述式(2)中的〔(n+1)×y〕个R4中的至少一个R4更优选为下述式(21)或式(22)所表示的基团,上述式(2)中的〔(n+1)×y〕个R4进一步优选全部为下述式(21)或式(22)所表示的基团。
上述式(2)中的y个n分别独立地为0以上50以下的整数,优选分别独立地为1以上20以下的整数。
[化学式17]
-CH2CH2CH2-···(7)
[化学式18]
-CH2CH2CH2CH2-···(18)
[化学式19]
Figure BDA0003458369590000091
[化学式20]
-CH2CH2CH2CH2CH2-···(20)
[化学式21]
-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-···(21)
[化学式22]
Figure BDA0003458369590000092
[化学式23]
CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2···(23)
[化学式24]
Figure BDA0003458369590000093
[化学式25]
Figure BDA0003458369590000094
[化学式26]
Figure BDA0003458369590000095
[化学式27]
Figure BDA0003458369590000096
上述式(3)中的z个R5分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,碳原子数为6以上14以下的二价有机基团的示例与上述式(1)中的R1相同。z个R5可以全部相同,也可以一部分不同而其他部分相同,或者全部不同。
本实施方式的聚氨酯的合成方法没有特别限制,例如可以列举在二月桂酸二丁基锡等的氨基甲酸酯化催化剂的存在或不存在下,使1分子中具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物(即,OCN-R1-NCO、OCN-R2-NCO、OCN-R5-NCO)与下述式(28)、(29)、(30)所表示的3种二醇化合物在溶剂中聚合的方法。
另外,根据需要,可以与下述式(28)、(29)、(30)所表示的3种二醇化合物以外的多元醇、1分子中具有1个羟基的单羟基化合物、以及1分子中具有1个异氰酸酯基的单异氰酸酯化合物中的至少一种共存,进行上述聚合反应。
此外,上述的聚合反应优选在无催化剂或少量催化剂存在下进行,以提高后述的外涂膜的长期绝缘可靠性。
[化学式28]
Figure BDA0003458369590000101
[化学式29]
Figure BDA0003458369590000102
[化学式30]
Figure BDA0003458369590000103
二异氰酸酯化合物(OCN-R1-NCO、OCN-R2-NCO、OCN-R5-NCO)具有的R1、R2和R5与上述式(1)、(2)和(3)中的R1、R2和R5相同,因此省略其说明。
此外,上述式(28)中的p和q与上述式(1)中的p和q相同,因此省略其说明。进一步,上述式(29)中的R3、R4、n与上述式(2)中的R3、R4、n相同,因此省略其说明。进一步,由于上述式(30)中的R6与上述式(3)中的R6相同,因此省略其说明。
作为上述式(29)所表示的二醇化合物,可以列举将选自以下的二羧酸的组中的至少一种与选自以下的二醇的组中的至少一种组合进行酯化反应而得到的聚酯多元醇。
作为二羧酸,例如可以列举:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、3-甲基-苯-1,2-二羧酸、4-甲基-苯-1,2-二羧酸、4-甲基-苯-1,3-二羧酸、5-甲基-苯-1,3-二羧酸、2-甲基-苯-1,4-二羧酸等。
为了实现低翘曲性和良好的长期绝缘可靠性,从同时抑制结晶性与酯基的水解性的观点出发,在上述二羧酸中,更优选邻苯二甲酸,3-甲基-苯-1,2-二羧酸和4-甲基-苯-1,2-二羧酸,进一步优选邻苯二甲酸。
此外,作为二醇,例如可以列举:1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇等。
在上述的二醇中,更优选1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,1,5-戊二醇,1,6-己二醇和3-甲基-1,5-戊二醇,进一步优选1,6-己二醇和3-甲基-1,5-戊二醇,特别优选1,6-己二醇。
上述式(29)所表示的二醇化合物可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
上述式(29)所表示的二醇化合物的数均分子量优选为800以上5000以下,更优选为800以上3000以下,进一步优选为900以上2500以下。
上述式(30)所表示的二醇化合物是2,2-二羟甲基丙酸或2,2-二羟甲基丁酸。
在本实施方式的聚氨酯的合成中,在一并使用上述式(28)、(29)、(30)所表示的3种二醇化合物和上述式(28)、(29)、(30)所表示的3种二醇化合物以外的低分子量的多元醇时,例如可以使用1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷。在这些多元醇中,优选1,6-己二醇和3-甲基-1,5-戊二醇。这些多元醇可以单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
本实施方式的聚氨酯的数均分子量没有特别限制,但考虑到后述的本实施方式的固化性组合物的粘度调整的容易度,优选为10000以上50000以下,更优选为10000以上40000以下,进一步优选为10000以上30000以下。
上述式(1)中的x,上述式(2)中的y和上述式(3)中的z相对于x+y+z的比值,优选分别满足以下条件,
0.01≦x/(x+y+z)≦0.4
0.1≦y/(x+y+z)≦0.9
0.01≦z/(x+y+z)≦0.4。
上述式(1)中的x,上述式(2)中的y和上述式(3)中的z相对于x+y+z的比值,更优选分别满足以下条件,
0.02≦x/(x+y+z)≦0.3
0.2≦y/(x+y+z)≦0.8
0.02≦z/(x+y+z)≦0.3。
如果数均分子量在上述范围内,则由于聚氨酯的溶剂溶解性良好,并且聚氨酯溶液的粘度不容易变高,因此,后述的固化性组合物适合用于制造后述的外涂膜或柔性配线板。进一步,后述的固化物或外涂膜的伸长率、可挠性和强度易于优化。
这里所谓的“数均分子量”是通过凝胶渗透色谱(以下称为“GPC”)测定的聚苯乙烯换算的数均分子量。另外,在本说明书中,除非另有说明,否则GPC的测量条件如下所述。
装置名称:日本分光株式会社制造HPLC单元HSS-2000
管柱:昭和电工株式会社制造Shodex管柱LF-804×3(串联),
流动相:四氢呋喃
流速:1.0mL/min
检测器:日本分光株式会社制造RI-2031Plus
温度:40.0℃
试样量:进样环管100μL
试样浓度:约0.1质量%
本实施方式的聚氨酯的酸值并无特别限制,但优选为10mgKOH/g以上70mgKOH/g以下,更优选为10mgKOH/g以上50mgKOH/g以下,进一步优选为15mgKOH/g以上35mgKOH/g以下。
当酸值在上述范围内时,本实施方式的聚氨酯与环氧基具有充分的反应性。因此,在后述的固化性组合物中,与1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物等的其他成分的反应性不易发生不充分的情况,因此固化性组合物的固化物的耐热性不易变低,并且固化性组合物的固化物不会变得过硬和过脆。此外,容易在后述的外涂膜的耐溶剂性与后述的柔性配线板的翘曲之间取得平衡。
另外,在本说明书中,聚氨酯的酸值是通过JIS K0070中所规定的电位差滴定法测定的酸值。
本实施方式的聚氨酯的芳香环浓度没有特别限制,但优选为0.1mmol/g以上5.0mmol/g以下,更优选为0.5mmol/g以上4.5mmol/g以下,进一步优选为1.0mmol/g以上4.0mmol/g以下。
当芳香环浓度在上述范围内时,容易在后述的外涂膜的耐溶剂性与后述的柔性配线板的翘曲之间取得平衡。
此外,芳香环浓度是指1g的化合物具有的芳香环的个数(摩尔数)。例如,重复单元(结构单元)的分子量为438.5的聚氨酯,如果每1个重复单元具有4个芳香环(例如苯基),由于该聚氨酯1g中重复单元的个数为2.28mmol,因此其芳香环浓度为9.12mmol/g(4×2.28mmol/1g)。
关于芳香环的种类,只要是具有环数为3以上的芳香性的环状官能团即可,没有特别限制,例如可以列举:苯基等的单环芳香族烃基、联苯基、芴基等的多环芳香族烃基、萘基、茚基等的缩合环状芳香族烃基,吡啶基等的杂芳香族烃基。
然而,如多环芳香族烃基、缩合环状芳香族烃基那样,在具有多个环状结构部位的官能团的情况下,芳香环的个数不是1个,而是环状结构部位的个数。例如,由于芴基具有2个作为环状结构部位的苯环,因此在每个重复单元具有1个芴基的聚氨酯的情况下,聚氨酯所具有的芳香环的个数为每个重复单元为2个。
类似地,在联苯基或萘基的情况下,芳香环的个数为2个,在蒽基或菲基的情况下,芳香环的个数为3个,在三亚苯基或联萘基的情况下,芳香环的个数为4个。
另外,芳香环浓度尽管可以由单体的投入比例算出,但也可以通过1H-NMR、13C-NMR、IR等的光谱法确定出聚氨酯的结构后,使用通过1H-NMR分析所得到的积分曲线,比较来自芳香环的质子数和来自1个重复单元的质子数来计算。
合成本实施方式的聚氨酯的聚合反应尽管可以在溶剂中进行,但在溶剂中进行的情况时,作为聚合溶剂所使用的溶剂的种类,只要是能够溶解本实施方式的聚氨酯的溶剂即可,没有特别限制。作为合成本实施方式的聚氨酯时所使用的溶剂,例如可以列举:二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇丁基甲醚、二乙二醇异丙基甲醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇丁基甲醚、四乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇二甲醚等的醚类溶剂、或乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、甲氧基丙酸甲酯、甲氧基丙酸乙酯、乙氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯等的酯类溶剂、或十氢萘等的烃类溶剂、或环己酮等的酮类溶剂。这些溶剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
在这些溶剂中,考虑到调整聚氨酯的分子量的容易性以及后述的固化性组合物的丝网印刷时的印刷性,优选γ-丁内酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯,更优选γ-丁内酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇二乙醚,进一步优选γ-丁内酯的单独溶剂、γ-丁内酯与二乙二醇单乙醚乙酸酯的两种混合溶剂、γ-丁内酯与二乙二醇二乙醚的两种混合溶剂、以及γ-丁内酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯与二乙二醇二乙醚的三种混合溶剂。
本实施方式的聚氨酯溶液的固体成分浓度尽管没有特别限制,但优选为10质量%以上90质量%以下,更优选为15质量%以上70质量%以下,进一步优选为20质量%以上60质量%以下。此外,使用固体成分浓度为20质量%以上60质量%以下的聚氨酯溶液制造后述的固化性组合物的情况时,从均匀分散的观点出发,聚氨酯溶液的粘度在后述的实施例的测定条件下,例如优选为5000MPa·s以上百万MPa·s以下。
此外,在进行合成本实施方式的聚氨酯的聚合反应时,将单体等的原料投入到反应容器中的顺序没有特别限制,例如,可以按以下顺序投入原料。即,使上述式(28)、(29)、(30)所表示的三种二醇化合物,和根据需要的上述式(28)、(29)、(30)所表示的三种二醇化合物以外的多元醇在反应容器中溶解于溶剂中后,在30℃以上140℃以下、优选在60℃以上120℃以下,向反应容器中少量逐次加入二异氰酸酯化合物(OCN-R1-NCO、OCN-R2-NCO、OCN-R5-NCO),在50℃以上160℃以下、优选在60℃以上150℃以下,使上述各单体反应进行聚合。
单体的投入摩尔比根据作为目标的聚氨酯的分子量、酸值和x、y和z的比例进行调节。为了调节聚氨酯的分子量,可以使用单羟基化合物作为本实施方式的聚氨酯的原料。在这种情况下,通过上述方法,当聚合中的聚氨酯的分子量达到目标数均分子量(或接近目标数均分子量)时,添加单羟基化合物以封闭聚合中的聚氨酯的分子末端的异氰酸酯基,以抑制数均分子量的进一步增加。
在使用单羟基化合物的情况下,与聚氨酯的总原料所具有的羟基总数减去单羟基化合物所具有的羟基总数得到的羟基总数(即,作为聚氨酯的原料的1分子中具有2个以上羟基的化合物所具有的羟基的总数)相比,聚氨酯的总原料中所具有的异氰酸酯基的总数可以较少、相同或较多。
尽管当使用过量的单羟基化合物的情况下,结果会残留未反应的单羟基化合物,但是在这种情况下,过量的单羟基化合物可以直接用作溶剂的一部分,或者可以通过蒸馏等操作而除去。
使用单羟基化合物作为聚氨酯的原料是为了抑制本实施方式的聚氨酯的分子量的增加(即,停止聚合反应),在30℃以上150℃以下,优选在70℃以上140℃以下的温度下向反应溶液中少量逐次添加单羟基化合物,然后保持在上述温度下以完成反应。
此外,为了调节聚氨酯的分子量,也可以使用单异氰酸酯化合物作为本实施方式的聚氨酯的原料。在该情况下,为了使添加单异氰酸酯化合物时的聚氨酯的分子末端形成羟基,需要使聚氨酯的总原料所具有的异氰酸酯基的总数中减去单异氰酸酯化合物所具有的异氰酸酯基的总数而得到的异氰酸酯基的总数(即,作为聚氨酯的原料的1分子中具有2个以上异氰酸酯基的化合物所具有的异氰酸酯基的总数)少于聚氨酯的总原料所具有的羟基的总数。
在聚氨酯的总原料所具有的羟基与二异氰酸酯化合物的异氰酸酯基的反应基本结束时,使制造中的聚氨酯的分子末端残留的羟基与单异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应。为此,在聚氨酯的制造过程中,将聚氨酯溶液的温度控制在30℃以上150℃以下,优选在70℃以上140℃以下,然后向聚氨酯溶液中少量逐次添加单异氰酸酯化合物,然后保持在上述温度下以完成反应。
在制造本实施方式的聚氨酯时,原料的各成分的配合量优选如下。相对于本实施方式的聚氨酯的总原料的总量,上述式(30)所表示的二醇化合物的量优选为1质量%以上20质量%以下,更优选为2质量%以上10质量%以下。
此外,作为本实施方式的聚氨酯的原料的二醇化合物所具有的羟基的总数,与作为本实施方式的聚氨酯的原料的二异氰酸酯化合物所具有的异氰酸酯基的总数之比,优选为羟基∶异氰酸酯基=1∶0.9~0.9∶1,更优选为羟基∶异氰酸酯基=1∶0.92~0.92∶1。
进一步,相对于本实施方式的聚氨酯的总原料的总质量减去单羟基化合物和单异氰酸酯化合物的总质量而获得的质量,上述式(28)所表示的二醇化合物的使用量优选为3质量%以上20质量%以下,更优选为5质量%以上15质量%以下。
相对于本实施方式的聚氨酯的总原料的总质量减去单羟基化合物和单异氰酸酯化合物的总质量而获得的质量,上述式(28)所表示的二醇化合物的使用量为3质量%以上20质量%以下的范围的情况时,能够在后述的本实施方式的柔性配线板的低翘曲性和配线的断线抑制性之间取得平衡。
II.固化性组合物
本实施方式的固化性组合物是含有上述本实施方式的聚氨酯(a)、溶剂(b)、1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c)的组合物。
(1)溶剂(b)
作为本实施方式的固化性组合物的必须成份之一的溶剂(b)的种类,只要能够溶解本实施方式的聚氨酯(a),则没有特别限制,例如可以列举:二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇丁基甲醚、二乙二醇异丙基甲醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇丁基甲醚、四乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇二甲醚等的醚类溶剂。
此外,作为溶剂(b),也可以列举:乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、甲氧基丙酸甲酯、甲氧基丙酸乙酯、乙氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯等的酯类溶剂。
进一步,作为溶剂(b),还可以列举十氢萘等的烃类溶剂或环己酮等的酮类溶剂。
这些溶剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
在这些溶剂中,考虑到丝网印刷时的印刷性和溶剂的挥发性之间的平衡,优选γ-丁内酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯,更优选γ-丁内酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇二乙醚,进一步优选γ-丁内酯的单独溶剂、γ-丁内酯与二乙二醇单乙醚乙酸酯的两种混合溶剂、γ-丁内酯与二乙二醇二乙醚的两种混合溶剂、以及γ-丁内酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯与二乙二醇二乙醚的三种混合溶剂。
这些优选的溶剂的组合,适合作为丝网印刷用油墨的溶剂。
此外,作为本实施方式的固化性组合物中所含有的溶剂(b)的一部分或全部,可以直接使用制造本实施方式的聚氨酯(a)时所使用的合成溶剂,这使得本实施方式的固化性组合物的制造变得容易,因此在工艺上是优选的。
本实施方式的固化性组合物中的溶剂(b)的含量,相对于本实施方式的固化性组合物的总量优选为25质量%以上75质量%以下,更优选为35质量%以上65质量%以下。此处,本实施方式的固化性组合物的总量是指聚氨酯(a)、溶剂(b)和1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c)的总量。但是,本实施方式的固化性组合物含有后述的微粒(d)等的其他成分时,本实施方式的固化性组合物的总量是指聚氨酯(a)、溶剂(b)、1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c)、微粒(d)等的其他成分的总量。
当溶剂(b)的含量相对于本实施方式的固化性组合物的总量在25质量%以上75质量%以下的范围内时,则固化性组合物的粘度有利于丝网印刷法的印刷,并且因丝网印刷后的固化性组合物的渗色而引起的扩散的程度不大。其结果,不易发生固化性组合物的实际印刷面积大于要涂覆固化性组合物的部分(即,印刷版的形状)的现象,因此是合适的。
(2)1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c)
作为本实施方式的固化性组合物的必需成分之一的环氧化合物(c),是与聚氨酯(a)所具有的羧基或羟基反应,在固化性组合物中具有作为固化剂的功能。
关于环氧化合物(c)的种类,只要是1分子中具有2个以上的环氧基的化合物即可,没有特别限制,例如可以列举将酚醛清漆树脂环氧化而得到的酚醛清漆型环氧树脂,作为酚醛清漆型环氧树脂的具体示例,可以列举苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂等。
另外,酚醛清漆树脂是指使苯酚、甲酚、二甲苯酚、间苯二酚、儿茶酚等的苯酚类和/或α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等的萘酚类,以及甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、水杨醛等的具有醛基的化合物在酸性催化剂下缩合或共缩合所得到的树脂。
进一步,作为1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),例如可以列举酚类的二缩水甘油醚或醇的缩水甘油醚。这里,作为上述酚类,可以列举双酚A、双酚F、双酚S、烷基取代或未取代的联苯酚、芪系酚类等。即,这些酚类的二缩水甘油醚是双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、联苯型环氧化合物、芪型环氧化合物。此外,作为上述醇,可以列举丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等。
进一步,作为1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),例如可以列举,邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸等的羧酸的缩水甘油酯型环氧树脂、或苯胺、双(4-氨基苯基)甲烷、异氰脲酸等所具有的与氮原子结合的活性氢被缩水甘油基取代的化合物的缩水甘油基型或甲基缩水甘油基型的环氧树脂、或p-氨基苯酚等的氨基苯酚类所具有的与氮原子结合的活性氢以及酚羟基所具有的活性氢分别被缩水甘油基取代的化合物的缩水甘油基型或甲基缩水甘油基型的环氧树脂。
进一步,作为1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),例如可以列举:乙烯基环己烯二环氧化物、3,4-环氧基环己基甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧基)环己基-5,5-螺(3,4-环氧基)环己烷-间二噁烷等的脂环型环氧树脂。这些脂环型环氧树脂是通过将分子内具有烯烃键的脂环烃化合物的烯烃键环氧化而获得的。
进一步,作为1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),例如可以列举:对二甲苯和/或间二甲苯改性酚树脂的缩水甘油醚、萜烯改性酚树脂的缩水甘油醚、二环戊二烯改性酚树脂的缩水甘油醚、环戊二烯改性酚树脂的缩水甘油醚、多环芳香环改性酚树脂的缩水甘油醚、含萘环的酚树脂的缩水甘油醚。
进一步,作为1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),例如可以列举:卤代苯酚酚醛型环氧树脂、氢醌型环氧树脂、三羟甲基丙烷型环氧树脂、直链脂肪族环氧树脂(将分子内具有烯烃键的直链脂肪族烃化合物的烯烃键用过乙酸等过酸进行氧化而得到的物质)、二苯基甲烷型环氧树脂。
进一步,作为1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),例如可以列举:苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂等的芳烷基型酚醛树脂的环氧化物、或含硫原子的环氧树脂、或三环[5.2.1.02,6]癸烷二甲醇的二缩水甘油醚、或具有金刚烷结构的环氧树脂。作为具有金刚烷结构的环氧树脂的示例,可以列举:1,3-双(1-金刚烷基)-4,6-双(缩水甘油基)苯、1-[2′,4′-双(缩水甘油基)苯基]金刚烷、1,3-双(4′-缩水甘油基苯基)金刚烷和1,3-双[2′,4′-双(缩水甘油基)苯基]金刚烷等。
这些环氧化合物(c)可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
这些环氧化合物(c)中,优选1分子中具有2个以上的环氧基且具有芳香环结构和/或脂环结构的环氧化合物。
在重视后述的本实施方式的固化物的长期绝缘性能的情况下,从得到吸水率低的固化物的观点出发,在1分子中具有2个以上的环氧基且具有芳香环结构和/或脂环结构的环氧化合物中,优选1分子中具有2个以上的环氧基且具有三环癸烷结构及芳香环结构的化合物。
作为1分子中具有2个以上的环氧基且具有三环癸烷结构及芳香环结构的化合物的具体例,可以列举:二环戊二烯改性酚醛树脂的缩水甘油醚(即,1分子中具有2个以上的环氧基且具有三环[5.2.1.02,6]癸烷结构及芳香环结构的化合物)、或1,3-双(1-金刚烷基)-4,6-双(缩水甘油基)苯、1-[2',4'-双(缩水甘油基)苯基]金刚烷、1,3-双(4'-缩水甘油基苯基)金刚烷、以及1,3-双[2',4'-双(缩水甘油基)苯基]金刚烷等的具有金刚烷结构的环氧树脂(即,1分子中具有2个以上的环氧基且具有三环[3.3.1.13,7]癸烷结构及芳香环结构的化合物)、或以下述式(31)所表示的化合物。其中,特别优选以下述式(31)所表示的化合物。另外,在下式(31)中,k优选为1以上10以下的整数。
[化学式31]
Figure BDA0003458369590000191
另一方面,在重视与聚氨酯的反应性的情况下,在1分子中具有2个以上的环氧基且具有芳香环结构和/或脂环结构的环氧化合物中,优选1分子中具有2个以上的环氧基且具有氨基及芳香环结构的化合物。
作为1分子中具有2个以上的环氧基且具有氨基及芳香环结构的化合物的具体例,可以列举:苯胺、双(4-氨基苯基)甲烷所具有的与氮原子结合的活性氢被缩水甘油基取代的化合物的缩水甘油基型或甲基缩水甘油基型的环氧树脂、或氨基苯酚类所具有的与氮原子结合的活性氢以及酚羟基所具有的活性氢分别被缩水甘油基取代的化合物的缩水甘油基型或甲基缩水甘油基型的环氧树脂;或以下述式(32)所表示的化合物。其中,特别优选以下述式(32)所表示的化合物。
[化学式32]
Figure BDA0003458369590000201
相对于本实施方式的固化性组合物中的聚氨酯(a)和环氧化合物(c)的总量,环氧化合物(c)的含量的比例优选为1质量%以上60质量%以下,更优选为2质量%以上50质量%以下,进一步优选为3质量%以上40质量%以下。即,相对于本实施方式的固化性组合物中的聚氨酯(a)和环氧化合物(c)的总量,聚氨酯(a)的含量的比例优选为40质量%以上99质量%以下,更优选为50质量%以上98质量%以下,进一步优选为60质量%以上97质量%以下。
相对于聚氨酯(a)和环氧化合物(c)的总量,当环氧化合物(c)的含量的比例为1质量%以上60质量%以下时,能够在被后述的外涂膜被覆的后述的柔性配线板的低翘曲性和配线的断线抑制性之间取得平衡。
(3)微粒(d)
在本实施方式的固化性组合物中,也可以添加由无机微粒和有机微粒所组成的组中所选出的至少一种微粒(d)。通过添加微粒(d),可以调节固化性组合物的印刷时的粘度和触变性,并且可以抑制固化性组合物(即油墨)的流出。
作为无机微粒,例如可以列举:二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、二氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、钛酸钡(BaO·TiO2)、碳酸钡(BaCO3)、钛酸铅(PbO·TiO2)、锆钛酸铅(PZT)、锆钛酸镧铅(PLZT)、氧化镓(Ga2O3)、尖晶石(MgO·Al2O3)、莫来石(Al2O3·2SiO2)、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、滑石(3MgO·4SiO2·H2O)、钛酸铝(TiO2-Al2O3)、含氧化钇的二氧化锆(Y2O3-ZrO2)、硅酸钡(BaO·8SiO2)、氮化硼(BN)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钙(CaSO4)、氧化锌(ZnO)、钛酸镁(MgO·TiO2)、硫酸钡(BaSO4)、有机膨润土、碳(C)、水滑石等,以上物质可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为有机微粒,优选具有酰胺键、酰亚胺键、酯键或醚键的耐热性树脂微粒。从耐热性和机械性能的观点出发,这些树脂的示例可以列举聚酰亚胺树脂或其前体、聚酰胺酰亚胺树脂或其前体或聚酰胺树脂。
在这些微粒中,优选二氧化硅微粒、水滑石微粒,并且本实施方式的固化性组合物优选含有选自二氧化硅微粒和水滑石微粒中的至少一种。
本实施方式的固化性组合物中所使用的二氧化硅微粒为粉末状,可以是表面上具有被覆物的二氧化硅微粒或用有机化合物进行过化学表面处理的二氧化硅微粒。
本实施方式的固化性组合物中所使用的二氧化硅微粒没有特别限定,只要是分散在固化性组合物中形成糊剂即可,例如可以列举由日本AEROSIL株式会社提供的AEROSIL(商品名)等。以AEROSIL(商品名)为代表的二氧化硅微粒可用于在丝网印刷时对固化性组合物赋予印刷性,在这种情况下其目的是为了赋予触变性。
本实施方式的固化性组合物中所使用的水滑石微粒是以Mg6Al 2(OH)16CO3·4H2O等所代表的天然粘土矿物的一种,并且为层状无机化合物。此外,水滑石也可以通过合成而获得,例如Mg1-xAl x(OH)2(CO3)x/2·mH2O等可以通过合成而获得。即,水滑石是Mg/Al系层状化合物,通过与层间的碳酸盐基团进行离子交换,可以固定氯离子(Cl-)和/或硫酸根离子(SO4 2-)的阴离子。利用该功能,可以捕获引起铜和锡迁移的氯离子(Cl-)和硫酸根离子(SO4 2-),提高固化物的长期绝缘可靠性。
作为市售的水滑石,可以列举堺化学工业株式会社的STABIACE HT-1、STABIACEHT-7、STABIACE HT-P、或协和化学工业株式会社的DHT-4A、DHT-4A2、DHT-4C等。
这些无机微粒、有机微粒的质量平均粒径优选为0.01~10μm,更优选为0.1~5μm。
本实施方式的固化性组合物中的微粒(d)的含量相对于聚氨酯(a)、溶剂(b)、环氧化合物(c)和微粒(d)的总量,优选为0.1质量%以上60质量%以下,更优选为0.5质量%以上40质量%以下,进一步优选为1质量%以上20质量%以下。
当本实施方式的固化性组合物中的微粒(d)的含量在上述范围内时,则固化性组合物的粘度有利于丝网印刷法的印刷,并且因丝网印刷后的固化性组合物的渗色而引起的扩散的程度不大。其结果,不易发生固化性组合物的实际印刷面积大于要涂覆固化性组合物的部分(即,印刷版的形状)的现象,因此是合适的。
(4)固化促进剂
本实施方式的固化性组合物中也可以添加固化促进剂(e)。固化促进剂的种类并无特别限制,只要是能够促进聚氨酯(a)所具有的羧基与环氧化合物(c)所具有的环氧基发生反应的化合物即可。例如,可以列举下述化合物。
即,作为固化促进剂的示例,例如可以列举:三聚氰胺、乙酰胍胺、苯胍胺、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧乙基-s-三嗪、2,4-甲基丙烯酰氧乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-乙烯基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-乙烯基-s-三嗪·异氰尿酸加合物等的三嗪化合物。
此外,作为固化促进剂的示例,可以列举:咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氨基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氨基乙基-2-甲基咪唑、1-(氰基乙基氨基乙基)-2-甲基咪唑、N-[2-(2-甲基-1-咪唑基)乙基]脲、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸酯,2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪,2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、N,N'-双(2-甲基-1-咪唑基乙基)脲、N,N'-双(2-甲基-1-咪唑基乙基)己二酰胺、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-甲基咪唑·异氰尿酸加合物、2-苯基咪唑·异氰尿酸加合物、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-s-三嗪·异氰尿酸加合物、2-甲基-4-甲酰基咪唑、2-乙基-4-甲基-5甲酰基咪唑、2-苯基-4-甲基甲酰基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-(2-羟乙基)咪唑、乙烯基咪唑、1-甲基咪唑、1-烯丙基咪唑、2-乙基咪唑、2-丁基咪唑、2-丁基-5-羟甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑溴化氢盐、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物等的咪唑化合物。
进一步,作为固化促进剂的示例,可以列举二氮杂双环烯烃及其盐等的环脒化合物及其衍生物。作为二氮杂双环烯烃,例如可以列举1,5-二氮杂双环(4.3.0)壬烯-5或1,8-二氮杂双环(5.4.0)十一烯-7。
进一步,作为固化促进剂的示例,可以列举:三苯基膦、二苯基(对甲苯基)膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三(烷基·烷氧基苯基)膦、三(二烷基苯基)膦、三(三烷基苯基)膦、三(四烷基苯基)膦、三(二烷氧基苯基)膦、三(三烷氧基苯基)膦、三(四烷氧基苯基)膦、三烷基膦、二烷基芳基膦、烷基二芳基膦等的有机膦化合物。
进一步,作为固化促进剂的示例,可以列举三乙二胺、苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲氨基乙醇、三(二甲氨基甲基)苯酚等的胺化合物或双氰胺。
这些固化促进剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
在这些固化促进剂中,考虑到兼顾其固化促进作用以及后述的本实施方式的固化物的电绝缘性能,优选三聚氰胺、咪唑化合物、环脒化合物及其衍生物、膦化合物、以及胺化合物,更优选三聚氰胺、1,5-二氮杂双环(4.3.0)壬烯-5及其盐、1,8-二氮杂双环(5.4.0)十一烯-7及其盐。
本实施方式的固化性组合物中的固化促进剂(e)的含量,只要能够发挥固化促进效果,则没有特别限制,然而,从本实施方式的固化性组合物的固化性及后述的本实施方式的固化物、外涂膜的电绝缘特性或耐水性的观点出发,以聚氨酯(a)和环氧化合物(c)的总量为100质量份,优选在0.05质量份以上5质量份以下的范围内配合固化促进剂(e),更优选在0.1质量份以上3质量份以下的范围内配合。
当本实施方式的固化性组合物中的固化促进剂(e)的含量在上述范围内时,可以使本实施方式的固化性组合物在短时间内固化,并使后述的本实施方式的固化物、外涂膜的电绝缘特性或耐水性良好。
(5)其他添加剂
在本实施方式的固化性组合物中,除了微粒(d)和固化促进剂(e)之外,还可以添加各种添加剂。以下对可以配合到本实施方式的固化性组合物中的添加剂进行说明。
由于使本实施方式的固化性组合物固化后,可以获得电绝缘特性良好的固化物,因此,本实施方式的固化性组合物例如可以作为用于配线的绝缘保护用抗蚀油墨的组合物。当将本实施方式的固化性组合物作为用于配线的绝缘保护的抗蚀油墨的组合物(即,柔性配线板的外涂剂)的情况时,也可以添加消泡剂(f)以防止或抑制印刷时产生气泡。
关于消泡剂的种类,只要是在制造柔性配线板时,在柔性基板的表面上印刷涂覆本实施方式的固化性组合物时能够防止或抑制气泡的产生,则没有特别限制。
即,作为消泡剂的示例,可以列举:BYK-077(由BYK Chemie·日本株式会社制)、SN消泡剂470(由San Nopco株式会社制)、TSA750S(由Momentiv e Performance Materials株式会社制)、硅油SH-203(由东丽·道康宁公司株式会社制)等的硅酮系消泡剂,或DappoSN-348(由San Nopco株式会社制)、Dappo SN-354(由San Nopco株式会社制)、Dappo SN-368(由San Nopco株式会社制)、DISPARLON 230HF(由楠本化成株式会社制)等的丙烯酸聚合物系消泡剂,或Surfynol DF-110D(由日信化工株式会社制)、Surfynol DF-37(由日信化工株式会社制)等的乙炔二醇系消泡剂,或FA-630等的含氟硅酮系消泡剂等。
本实施方式的固化性组合物中的消泡剂(f)的含量没有特别限制,以聚氨酯(a)、溶剂(b)、环氧化合物(c)以及微粒(d)的总量为100质量份,优选在0.01质量份以上5质量份以下的范围内配合消泡剂(f),更优选在0.05质量份以上4质量份以下的范围内配合,进一步优选在0.1质量份以上3质量份以下的范围内配合。
进一步,根据需要,可以在本实施方式的固化性组合物中添加流平剂等的表面活性剂、或酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、双偶氮黄、结晶紫、炭黑、萘黑等的着色剂。
此外,当需要抑制聚氨酯(a)的氧化劣化以及加热时的变色的情况时,优选向本实施方式的固化性组合物中添加苯酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、硫醚类抗氧化剂等的抗氧化剂。
进一步,根据需要,可以向本实施方式的固化性组合物中添加阻燃剂或润滑剂。
实施方式的固化性组合物是将配合成分(即,聚氨酯(a)、溶剂(b)、环氧化合物(c)和微粒(d)等)的一部分或全部通过在辊磨机、珠磨机等均匀地捏合、混合而获得。当仅混合配合成分的一部分时,在实际使用本实施方式的固化性组合物时,可以混合剩余的成分。
<固化性组合物的粘度>
本实施方式的固化性组合物在25℃下的粘度优选为10000mPa·s以上100000mPa·s以下,更优选为20000mPa·s以上60000mPa·s以下。
另外,在本说明书中,本实施方式的固化性组合物的25℃下的粘度是使用圆锥/平板型粘度计(由Brookfield公司制,型号DV-II+Pro,主轴型号CPE-52),在旋转速度为10rpm的条件下,从旋转开始经过7分钟后测定的粘度。
<固化性组合物的触变指数>
当将本实施方式的固化性组合物作为用于配线的绝缘保护的抗蚀油墨的组合物(即,柔性配线板的外涂剂)的情况时,为了使本实施方式的固化性组合物的印刷性良好,优选使本实施方式的固化性组合物的触变指数在一定的范围内。
本实施方式的固化性组合物作为用于柔性配线板的外涂剂使用的情况时,为了使本实施方式的固化性组合物的印刷性(例如丝网印刷中的印刷性)良好,本实施方式的固化性组合物的触变指数优选为1.1以上,更优选为1.1以上3.0以下的范围内,进一步优选为1.1以上2.5以下的范围内。
本实施方式的固化性组合物作为用于柔性配线板的外涂剂使用的情况时,当本实施方式的固化性组合物的触变指数在1.1以上3.0以下的范围内时,则印刷后的本实施方式的固化性组合物不易流动,可以维持一定厚度的膜状,因此易于维持印刷图案。
作为使固化性组合物的触变指数为1.1以上的方法,有使用上述的无机微粒或有机微粒调整触变指数的方法、或使用高分子添加剂调整触变指数的方法等,但优选使用无机微粒或有机微粒调整触变指数的方法。
另外,在本说明书中,本实施方式的固化性组合物的触变指数是在25℃下以旋转速度为1rpm所测定的粘度与在25℃下以旋转速度为10rpm所测定的粘度之比([旋转速度为1rpm时的粘度]/[旋转速度为10rpm时的粘度])。这些粘度可以使用圆锥/平板型粘度计(由Brookfield公司制,型号DV-II+Pro,主轴型号CPE-52)来测定。
III.固化物
本实施方式的固化物是固化本实施方式的固化性组合物所获得的固化物,其具有良好的低翘曲性和可挠性,并且具有优异的长期绝缘可靠性。固化本实施方式的固化性组合物的方法没有特别限制,可以通过热或活性能量射线(例如紫外线,电子射线或X射线)使固化性组合物固化。因此,在本实施方式的固化性组合物中,也可以添加热自由基产生剂、光自由基产生剂等的聚合引发剂。
本实施方式的固化物可以作为绝缘保护膜(外涂膜)来使用。特别是,例如通过将覆晶薄膜(Chip on film)那样的柔性配线板的配线的全部或一部分被覆,可以将本实施方式的固化物用作配线的绝缘保护膜。
IV.外涂膜、柔性配线板及其制造方法
本实施方式的外涂膜是含有本实施方式的固化物的膜,可以通过固化本实施方式的固化性组合物来制造。详细而言,本实施方式的外涂膜可以通过将本实施方式的固化性组合物以膜状配置在形成有配线的柔性基板的表面中的形成配线的全部或部分上,然后通过加热等使膜状的固化性组合物固化以形成膜状的固化物来制造。本实施方式的外涂膜适合用作柔性配线板的外涂膜。
本实施方式的柔性配线板是在形成有配线的柔性基板的表面中的形成配线的全部或部分上由外涂膜所被覆的柔性配线板。
本实施方式的柔性配线板可以由本实施方式的固化性组合物和柔性基板制造。详细而言,本实施方式的柔性配线板可以通过将本实施方式的固化性组合物以膜状配置在形成有配线的柔性基板的表面中的形成配线的全部或部分上,然后使膜状的固化性组合物固化以形成膜状的固化物来制造。另外,考虑到配线的抗氧化性和经济性,由外涂膜所被覆的配线优选为镀锡的铜线。
以下对本实施方式的外涂膜及柔性配线板的制造方法的一个示例进行说明。外涂膜和柔性配线板可以通过以下工序1、2和3而形成。
(工序1)印刷工序,其是将本实施方式的固化性组合物印刷在柔性基板的配线图案部的至少一部分上,从而在该配线图案部上形成印刷膜的工序。
(工序2)溶剂除去工序,其是将工序1中所获得的印刷膜置于40℃至100℃的环境中,使印刷膜中的溶剂的一部分或全部蒸发而除去的工序。
(工序3)固化工序,其是将工序1中所获得的印刷膜或工序2中所获得的印刷膜通过在100℃至170℃的温度下加热使其固化以形成外涂膜的工序。
工序1中的固化性组合物的印刷方法没有特别限制,例如可以通过丝网印刷法、辊涂法、喷涂法、幕涂法等将本实施方式的固化性组合物涂覆在柔性基板上,从而得到印刷膜。
工序2是根据需要而进行的操作,也可以在工序1之后立即进行工序3,在工序3中同时进行固化反应和溶剂的除去。在进行工序2的情况下,考虑到溶剂的蒸发速度和迅速地转移向热固化操作,其温度优选为40℃以上100℃以下,更优选为60℃以上100℃以下,进一步优选为70℃以上90℃以下。在工序3或工序2中,溶剂的蒸发时间并无特别限制,但优选为10分钟以上120分钟以下,更优选为20分钟以上100分钟以下。
从防止镀层的扩散和赋予适合作为保护膜的外涂层的低翘曲性和柔软性的观点出发,工序3中的热固化温度优选为105℃以上160℃以下,更优选为110℃以上150℃以下。尽管在工序3中进行热固化的时间并无特别限制,但优选为10分钟以上150分钟以下,更优选为15分钟以上120分钟以下。
通过上述方法,可以获得在形成有配线的柔性基板的表面中的形成配线的全部或部分上由外涂膜所被覆的柔性配线板。由于这样所得到的外涂膜的柔软性和可挠性优异,因此本实施方式的柔性配线板的柔软性、可挠性也优异,并且即使柔性配线板被晃动也不易发生配线的断线(配线的断线抑制性优异)。因此,本实施方式的柔性配线板不易产生龟裂,例如适合用于覆晶薄膜(Chip on film)等的技术中使用的柔性印刷配线板。
进一步,由于本实施方式的固化性组合物在固化时不易收缩,所以本实施方式的柔性配线板的翘曲幅度小。因此,在本实施方式的柔性配线板上搭载IC芯片的工序中,IC芯片的搭载位置定位容易。进一步,由于外涂膜的长期绝缘可靠性优异,所以本实施方式的柔性配线板的长期绝缘可靠性也优异。
(实施例)
以下,通过实施例和比较例对本发明进行详细说明。
<聚酯二醇的合成(参考合成例)>
向具备搅拌装置、温度计以及带有蒸馏装置的冷凝器的反应容器中,加入邻苯二甲酸酐983.5g(6.74mol)、1,6-己二醇879.2g(7.44mol),使用油浴将反应容器的内温升至140℃,并继续搅拌4小时。然后,继续搅拌的同时,添加单-正丁基锡氧化物1.74g。
然后,缓慢升高反应容器的内温,同时通过真空泵逐渐降低反应容器内的压力,通过减压蒸馏将水排至反应容器外。最终,将内温升温至220℃,将压力减压至133.32Pa。经过15小时,确认水完全不再馏出后,反应结束。
测定所得的聚酯二醇的羟值,羟值为53.1mgKOH/g。
<聚氨酯的合成>
(实施合成例1)
在具备搅拌装置、温度计以及冷凝器的反应容器中,加入聚酯二醇(由DI C株式会社制的POLYLITE(注册商标)OD-X-2900、羟值53.4mgKOH/g、以1,6-己二醇和邻苯二甲酸酐为原材料的聚酯二醇)112.0g、作为含有羧基的二醇的2,2-二羟甲基丙酸(由日本化成株式会社制)11.8g、作为聚酯二醇以及含有羧基的二醇以外的二醇的9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(由大阪瓦斯化学株式会社制,商品名BPEF)9.79g,下述式(33)所表示的含有芴基的二醇(由大阪瓦斯化学株式会社制,商品名BPEF-9EO)19.62g、作为溶剂的γ-丁内酯(由三菱化学株式会社制)203.1g,加热到100℃使所有原料溶解。
[化学式33]
Figure BDA0003458369590000281
另外,上述式(33)所表示的含有芴基的二醇是上述式(28)中的p为5,q为6的二醇化合物。此外,9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴是式(28)中的p为1,q为1的二醇化合物。
将反应溶液的温度降至90℃后,将二异氰酸酯化合物的亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)(由住化Bayer Urethane株式会社制的DESMODUR-W(商品名))51.8g用滴液漏斗历时30分钟滴下。
在120℃下使反应进行8小时后,通过红外光谱法(IR)确认几乎观测不到由异氰酸酯基的C=O伸缩振动引起的吸收后,向反应液中滴加1.7g甲基乙基肟(由宇部兴产株式会社制),再在80℃下使反应进行3小时。接着,冷却至室温后,添加γ-丁内酯45.1g和二乙二醇二乙醚43.8g,以调整可操作性。据此,得到含有具有羧基的聚氨酯的溶液(以下称为“聚氨酯溶液A1”)。
所得的聚氨酯溶液A1的粘度为131000mPa·s。此外,聚氨酯溶液A1中所含有的具有羧基的聚氨酯(以下称为“聚氨酯AU1”)的数均分子量(Mn)为10000,重均分子量(Mw)为61000,可算出表示分子量分布范围的参数Mz/Mw为5.9。聚氨酯AU1的酸值为23.9mgKOH/g。此外,聚氨酯溶液A1中的固体成分浓度为42.5质量%。聚氨酯AU1的芳香环浓度为2.51mmol/g。
进一步,上述式(1)中的x,上述式(2)中的y和上述式(3)中的z在x+y+z中所占的比值如下所示,
x/(x+y+z)=0.24
y/(x+y+z)=0.70
z/(x+y+z)=0.073。
(实施合成例2)
在具备搅拌装置、温度计以及冷凝器的反应容器中,加入聚酯二醇(由DI C株式会社制的POLYLITE(注册商标)OD-X-2900、羟值53.4mgKOH/g、以1,6-己二醇和邻苯二甲酸酐为原材料的聚酯二醇)106.9g、作为含有羧基的二醇的2,2-二羟甲基丙酸(由日本化成株式会社制)11.3g、作为聚酯二醇以及含有羧基的二醇以外的二醇的上述式(33)所表示的含有芴基的二醇(由大阪瓦斯化学株式会社制,商品名BPEF-9EO)37.5g、作为溶剂的γ-丁内酯(由三菱化学株式会社制)203.2g,加热到100℃使所有原料溶解。
将反应溶液的温度降至90℃后,将作为二异氰酸酯化合物的亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)(由住化Bayer Urethane株式会社制的DESMODUR-W(商品名))49.5g用滴液漏斗历时30分钟滴下。
在120℃下使反应进行8小时后,通过红外光谱法(IR)确认几乎观测不到由异氰酸酯基的C=O伸缩振动引起的吸收后,向反应液中滴加1.5g甲基乙基肟(由宇部兴产株式会社制),再在80℃下使反应进行3小时。接着,冷却至室温后,添加γ-丁内酯45.0g和二乙二醇二乙醚43.8g,以调整可操作性。据此,得到含有具有羧基的聚氨酯的溶液(以下称为“聚氨酯溶液A2”)。
所得到的聚氨酯溶液A2的粘度为120000mPa·s。此外,聚氨酯溶液A2中含有的具有羧基的聚氨酯(以下称为“聚氨酯AU2”)的数均分子量(Mn)为12000,重均分子量(Mw)为63000,可算出表示分子量分布范围的参数Mz/Mw为5.3。聚氨酯AU2的酸值为23.9mgKOH/g。此外,聚氨酯溶液A2中的固体成分浓度为45.7质量%。聚氨酯AU2的芳香环浓度为2.40mmol/g。
进一步,上述式(1)中的x,上述式(2)中的y和上述式(3)中的z在x+y+z中所占的比值如下所示,
x/(x+y+z)=0.14
y/(x+y+z)=0.79
z/(x+y+z)=0.069。
(比较合成例1)
在具备搅拌装置、温度计以及冷凝器的反应容器中,加入聚酯二醇(由DI C株式会社制的POLYLITE(注册商标)OD-X-2900、羟值53.4mgKOH/g、以1,6-己二醇和邻苯二甲酸酐为原材料的聚酯二醇)142.2g、作为含有羧基的二醇的2,2-二羟甲基丙酸(由日本化成株式会社制)14.9g、作为聚酯二醇以及含有羧基的二醇以外的二醇的9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(由大阪瓦斯化学株式会社制,商品名BPEF)24.8g、作为溶剂的γ-丁内酯(由三菱化学株式会社制)250.0g,加热到100℃使所有原料溶解。
将反应溶液的温度降至90℃后,将作为二异氰酸酯化合物的亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)(由住化Bayer Urethane株式会社制的DESMODUR-W(商品名))65.6g用滴液漏斗历时30分钟滴下。
在120℃下使反应进行8小时后,通过红外光谱法(IR)确认几乎观测不到由异氰酸酯基的C=O伸缩振动引起的吸收后,向反应液中滴加1.5g乙醇(由和光纯药工业株式会社制),再在80℃下使反应进行3小时。接着,冷却至室温后,添加γ-丁内酯55.8g和二乙二醇二乙醚54.0g,以调整可操作性。据此,得到含有具有羧基的聚氨酯的溶液(以下称为“聚氨酯溶液B1”)。
所得到的聚氨酯溶液B1的粘度为120000mPa·s。此外,聚氨酯溶液B1中含有的具有羧基的聚氨酯(以下称为“聚氨酯BU1”)的数均分子量(Mn)为14000,重均分子量(Mw)为104000,可算出表示分子量分布范围的参数Mz/Mw为7.25。聚氨酯BU1的酸值为25.0mgKOH/g。此外,聚氨酯溶液B1中的固体成分浓度为39.6质量%。聚氨酯BU1的芳香环浓度为3.10mmol/g。
进一步,上述式(1)中的x,上述式(2)中的y和上述式(3)中的z在x+y+z中所占的比值如下所示,
x/(x+y+z)=0.14
y/(x+y+z)=0.78
z/(x+y+z)=0.082。
(酸值的测定)
以下,对合成得到的聚氨酯的酸值的测定方法进行说明。对在加热下减压蒸馏除去聚氨酯溶液中的溶剂而得到聚氨酯,根据JIS K0070规定的电位差滴定法测定酸值。通过电位差滴定法测定酸值时,例如可以使用京都电子工业株式会社制造的电位差自动滴定装置AT-510和复合玻璃电极C-173。
(聚氨酯的数均分子量、重均分子量的测定)
聚氨酯的数均分子量和重均分子量是用GPC测定的以聚苯乙烯换算的数均分子量和重均分子量。GPC的测定条件如上所述。
(聚氨酯溶液的粘度的测定)
聚氨酯溶液的粘度是使用圆锥/平板型粘度计(由Brookfield公司制,型号DV-II+Pro,主轴型号CPE-52),在温度为25.0℃、旋转速度为5rpm的条件下进行的测定。另外,测定值是从主轴旋转开始经过7分钟后测定的粘度。此外,在粘度的测定中,使用了约0.8g的聚氨酯溶液。
<主剂配合物的制造>
将160.0质量份的通过添加γ-丁内酯将固体成分浓度调整至40质量%的聚氨酯液A1、6.3质量份的二氧化硅微粒(由日本AEROSIL株式会社制,商品名AEROSIL R-974)、0.72质量份的作为固化促进剂的三聚氰胺(由日产化学工业株式会社制)以及8.4质量份的二乙二醇二乙醚,使用三辊磨机(由株式会社井上制作所制,型号S-4 3/4×11)进行了混合。并向其中添加2.0质量份的消泡剂(由Momentive Performance Materials株式会社制,商品名TSA750S),并用刮刀(spatula)混合,从而得到主剂配合物C1(参照表1)。
以与主剂配合物C1相同的方式,将聚氨酯溶液A2和B1与上述的其它成分按照表1所示的配合组成进行混合,分别得到主剂配合物C2和D1。另外,表1中的数值表示“质量份”。
[表1]
Figure BDA0003458369590000321
*数值的单位为质量份
<固化剂溶液的制造>
向具备搅拌器、温度计及冷凝器的容器中,加入上述式(32)所表示的环氧化合物(由三菱化学株式会社制,等级名JER604,环氧当量120g/eqv)16.85质量份和二乙二醇二乙醚18.25质量份,一边搅拌一边将容器的内温升温至40℃后,继续搅拌30分钟。确认环氧化合物完全溶解后,冷却至室温,得到浓度为48质量%的环氧化合物溶液。该环氧化合物溶液用作固化剂溶液E。
<固化性组合物的制造>
将90质量份的主剂配合物C1和4.0质量份的固化剂溶液E加入塑料容器中,并向其中添加作为溶剂的5.0质量份的二乙二醇二乙醚和1.5质量份的二乙二醇乙醚乙酸酯。使用刮刀(spatula)在室温下搅拌混合物5分钟从而获得固化性组合物F1。固化性组合物F1在25℃下的粘度为32000mPa·s。
固化性组合物的粘度是使用圆锥/平板型粘度计(由Brookfield公司制,型号DV-II+Pro,主轴型号CPE-52),在温度为25.0℃、旋转速度为10rpm的条件下进行的测定。另外,该测定值是从主轴旋转开始经过7分钟后测定的粘度。此外,在粘度的测定中,使用了约0.6g的固化性组合物。
除了使用主剂配合物C2和D1中的任一种代替主剂配合物C1之外,其他以与固化性组合物F1相同的方式进行制造,从而获得固化性组合物F2和G1(参照表2)。固化性组合物F2和G1在25℃下的粘度如表2所示。
[表2]
单位 固化性组台物F1 固化性组合物F2 固化性组合物G1
主剂配合物C1 质量份 90.0
主剂配合物C2 质量份 90.0
主剂配台物D1 质量份 90.0
固化剂溶液E 质量份 4.0 4.0 4.0
二乙二醇二乙醚 质量份 5.0 5.0 5.0
二乙二醇乙醚乙酸酯 质量份 1.5 1.5 1.5
聚氨酯(成分a) 质量份 34.3 34.3 34.3
溶剂(成分b) 质量份 59.8 59.8 59.8
环氧化合物(成分c) 质量份 1.1 1.1 1.1
微粒(成分d) 质量份 3.3 3.3 3.3
粘度(25℃) mPa·s 32000 31000 38000
消泡时间 s 22 20 28
拉丝性 9 9 8
<固化性组合物的消泡性的评价>
接着,对固化性组合物F1、F2和G1在印刷时的消泡性进行评价。以下对评价方法进行说明。
在聚酰亚胺基材(由东丽·杜邦公司制的Kapton(注册商标))上载置丝网印刷版,进而在丝网印刷版上放置15g固化性组合物,在印刷台的移动时间为0.5秒的条件下进行临时印刷。然后,将丝网印刷版移至另一个聚酰亚胺基材上,再在丝网印刷版上放置15g固化性组合物,在印刷台的移动时间为0.5秒的条件下进行正式印刷。此时,以目视测定印刷在聚酰亚胺基材上的固化性组合物所产生的气泡到消失为止所需的时间(消泡时间)。
在消泡时间的测定结束后,再将丝网印刷版移至另一聚酰亚胺基材上,以同样的方式进行正式印刷,并测定消泡时间。通过重复该操作,总共进行9次消泡时间的测定,将其平均值定义为固化性组合物的消泡时间,并且以消泡时间的长度来评价固化性组合物的消泡性能。结果如表2所示。
另外,所使用的丝网印刷版是线径为60μm,网目数为150目/英寸(SUS#150-线径60号)的不锈钢网版。
<固化性组合物的拉丝性评价>
接着,对固化性组合物F1、F2和G1的印刷时的拉丝性进行评价。以下对评价方法进行说明。
在上述的评价消泡性的正式印刷中,当移动印刷台使丝网印刷版从聚酰亚胺基材离开时,观察印刷于聚酰亚胺基材上的固化性组合物和丝网印刷版之间是否发生纤维状固化性组合物残留的拉丝现象。正式印刷进行9次,以产生拉丝现象为止的印刷次数为基准评价拉丝性。结果如表2所示。
<外涂膜和柔性配线板的评价>
使用固化性组合物F1、F2和G1制造具有外涂膜的柔性配线板(实施例1和2以及比较例1),并且对可挠性、配线的断线抑制性、翘曲性和长期绝缘可靠性进行评价。
(可挠性的评估)
在柔性覆铜层压板(由住友金属矿山株式会社制造,等级名:SPERFLEX,铜厚:8μm,聚酰亚胺厚:38μm)的铜上,以使得宽度为75mm、长度为110mm的大小、且固化后的涂膜的厚度为15μm的方式通过丝网印刷涂覆固化性组合物。将印刷有固化性组合物的柔性覆铜层压板在室温下保持10分钟后,放入温度为120℃的热风循环式干燥机中60分钟以使固化性组合物固化。
剥离柔性覆铜层压板背衬的PET薄膜后,用切割刀切成宽度为10mm的长条状试验片。将试验片弯曲约180度,以将形成有固化物的膜的面朝外侧,使用压缩机以0.5±0.2MPa的压力压缩3秒。然后,在试验片的弯曲部弯曲的状态下,用显微镜将试验片的弯曲部放大30倍,观察固化物的膜,并确认是否产生龟裂。结果如表3所示。
(配线的断线抑制性的评价)
对柔性覆铜层压板(由住友金属矿山株式会社制造,等级名:SPERFLEX US,铜厚8μm,聚酰亚胺厚38μm)进行蚀刻,制成如一般社团法人日本电子电路工业会(JPCA)的规格的JPCA-ET01中所记载的微细梳形图案形状的基板(铜配线宽度/铜配线间隔=15μm/15μm),进而对该微细梳形图案形状的基板实施镀锡处理,从而制造了柔性配线板。
然后,在该柔性配线板上通过丝网印刷法涂覆固化性组合物。印刷的固化性组合物的膜厚为聚酰亚胺表面上的固化性组合物的膜干燥后为10μm的厚度。
通过将由此所获得的柔性配线板在温度为80℃的热风循环式干燥机中放置30分钟,然后在温度为120℃的热风循环式干燥机中放置120分钟,从而使形成在柔性配线板上的固化性组合物的膜固化。接着,使用该试验片,通过JIS C5016中所记载的方法进行MIT试验,以评价柔性配线板的配线的断线抑制性。MIT试验的试验条件如下:
试验机:Tester产业株式会社制造的MIT Tester BE202
折弯速度:10次/分钟
荷重:200g
折弯角度:±90°
夹具前端部的半径:0.5mm
在上述试验条件下进行MIT试验,每折弯10次,就以目视观察配线有无龟裂,通过产生龟裂的折弯次数评价配线的断线抑制性。其结果如表3所示。
(翘曲性的评价)
使用#180网目的聚酯印刷版进行丝网印刷,将固化性组合物涂覆在聚酰亚胺基材(由东丽杜邦公司制造的Kapton(注册商标)100EN,厚度25μm)上。
将由此所得的涂覆有固化性组合物的基材在温度为80℃的热风循环式干燥机中放置30分钟,然后在温度为120℃的热风循环式干燥机中放置60分钟,从而使形成在基材上的固化性组合物的膜固化。
使用圆形切割器切割具有固化物的膜的基材,以获得直径为50mm的具有固化物的膜的圆形基材(以下称为“基板”)。所获得的基板在中心附近呈现出凸状或凹状的翘曲变形。
将基板在23℃下放置1小时后,将基板以向下凸出的状态放置在平板上。即,将翘曲基板的中心附近的凸出部朝向下放置在平板上,以使得翘曲基板的凸出部与平板的水平面相接。接着,测定翘曲基板的周边部中的离平板的水平面最远的部分的距离和离平板的水平面最近的部分的距离,求出其平均值,并根据该平均值评估翘曲度。结果如表3所示。
表3所示的数值的符号表示翘曲的方向,当以向下凸出的状态将基板静置时,固化物的膜相对于聚酰亚胺基材位于上侧时,用“+”表示,固化物的膜相对于聚酰亚胺基材位于下侧时,用“-”表示。并且,翘曲的尺寸大于-3.0mm且小于+3.0mm时为合格。
(长期绝缘可靠性评价)
对柔性覆铜层压板(由住友金属矿山株式会社制造,等级名:SPERFLEX US,铜厚8μm,聚酰亚胺厚38μm)进行蚀刻,制成如一般社团法人日本电子电路工业会(JPCA)的规格的JPCA-ET01中所记载的微细梳形图案形状的基板(铜配线宽度/铜配线间隔=15μm/15μm),进而对该微细梳形图案形状的基板实施镀锡处理,从而制造了柔性配线板。
然后,在该柔性配线板上通过丝网印刷法涂覆固化性组合物。印刷的固化性组合物的膜厚为聚酰亚胺表面上的固化性组合物的膜干燥后为15μm的厚度。
将由此所获得的柔性配线板在温度为80℃的热风循环式干燥机中放置30分钟,然后在温度为120℃的热风循环式干燥机中放置120分钟,从而使形成在柔性配线板上的固化性组合物的膜固化。
然后,使用IMV公司制造的MIGRATION TESTER MODEL MIG-8600施加60V的偏置电压,在温度为120℃、湿度为85%RH的条件下,对该试验片进行了温湿度常规试验。
在温湿度常规试验的开始初期,开始100小时后,250小时后和400小时后分别测定柔性配线板的电阻值。结果如表3所示。
[表3]
Figure BDA0003458369590000361
/>
由表3的结果可知,具有由固化性组合物F1、F2的固化物构成的外涂膜的柔性配线板(实施例1、2)与具有由固化性组合物G1的固化物构成的外涂膜的柔性配线板(比较例1)相比,低翘曲性和配线的断线抑制性优异,并且与具有由固化性组合物G1的固化物构成的外涂膜的柔性配线板(比较例1)同等以上的可挠性和长期绝缘可靠性。
因此,由固化性组合物F1、F2的固化物构成的膜可用作柔性配线板的绝缘保护膜。特别地,由于具有由固化性组合物F1,F2的固化物构成的外涂膜的柔性配线板(实施例1,2)具有优异的低翘曲性,因此提高了在印刷工序和固化工序中的加工性。例如,在将IC芯片搭载于柔性配线板的封装工序中时,提高了IC芯片的搭载位置的定位精度,从而提高了制造过程中的成品率。

Claims (15)

1.一种固化性组合物,其含有:
聚氨酯(a);
溶剂(b);以及
1分子中具有2个以上的环氧基的环氧化合物(c),
所述聚氨酯(a)具有:下述式(1)所表示的第一氨基甲酸酯结构单元、下述式(2)所表示的第二氨基甲酸酯结构单元以及下述式(3)所表示的第三氨基甲酸酯结构单元;其中,
[化学式1]
Figure FDA0004186771700000011
[化学式2]
Figure FDA0004186771700000012
[化学式3]
Figure FDA0004186771700000013
所述式(1)中的x个R1分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,x个p分别独立地为2以上的整数,x个q分别独立地为2以上的整数,x为1以上的整数;
所述式(2)中的y个R2分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,(n×y)个R3分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,[(n+1)×y]个R4分别独立地表示碳原子数为3以上9以下的二价烃基,y个n分别独立地为0以上50以下的整数,但是,y个n不全部为0,y为1以上的整数;
所述式(3)中的z个R5分别独立地表示碳原子数为6以上14以下的二价有机基团,z个R6分别独立地表示甲基或乙基,z为1以上的整数。
2.如权利要求1所述的固化性组合物,其中,
所述式(1)中的x、所述式(2)中的y、所述式(3)中的z相对于x+y+z的比例,分别满足下述条件,
0.01≦x/(x+y+z)≦0.4
0.1≦y/(x+y+z)≦0.9
0.01≦z/(x+y+z)≦0.4。
3.如权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
所述聚氨酯(a)的数均分子量为10000以上50000以下。
4.如权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
所述聚氨酯(a)的酸值为10mgKOH/g以上70mgKOH/g以下。
5.如权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
所述聚氨酯(a)的芳香环浓度为0.1mmol/g以上5.0mmol/g以下。
6.如权利要求1所述的固化性组合物,其中,
相对于所述聚氨酯(a)、所述溶剂(b)和所述环氧化合物(c)的总量,所述溶剂(b)的含量的比例为25质量%以上75质量%以下;
相对于所述聚氨酯(a)和所述环氧化合物(c)的总量,所述聚氨酯(a)的含量的比例为40质量%以上99质量%以下;
相对于所述聚氨酯(a)和所述环氧化合物(c)的总量,所述环氧化合物(c)的含量的比例为1质量%以上60质量%以下。
7.如权利要求1或6所述的固化性组合物,其中,
其进一步含有由无机微粒和有机微粒所组成的组中所选出的至少一种微粒(d)。
8.如权利要求7所述的固化性组合物,其中,
所述微粒(d)包含二氧化硅微粒。
9.如权利要求7所述的固化性组合物,其中,
所述微粒(d)包含水滑石微粒。
10.如权利要求7所述的固化性组合物,其中,
相对于所述聚氨酯(a)、所述溶剂(b)、所述环氧化合物(c)和所述微粒(d)的总量,所述溶剂(b)的含量的比例为25质量%以上75%以下,所述微粒(d)的含量的比例为0.1质量%以上60质量%以下;
相对于所述聚氨酯(a)和所述环氧化合物(c)的总量,所述聚氨酯(a)的含量的比例为40质量%以上99质量%以下,所述环氧化合物(c)的含量的比例为1质量%以上60质量%以下。
11.一种固化物,其中,
其是权利要求1~10的任意一项所述的固化性组合物的固化物。
12.一种外涂膜,其中,
其含有权利要求11所述的固化物。
13.一种柔性配线板,其中,
所述柔性配线板的形成有配线的柔性基板的表面中的形成上述配线的部分被权利要求12所述的外涂膜被覆。
14.如权利要求13所述的柔性配线板,其中,
所述配线为镀锡的铜线。
15.一种柔性配线板的制造方法,其中,
其是将权利要求1~10的任意一项所述的固化性组合物以膜状配置于形成有配线的柔性基板的表面中的形成所述配线的部分后,使所述膜状的固化性组合物固化从而形成外涂膜。
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