JP2004136631A - フレキシブルプリント配線板積層用接着剤組成物及び接着フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】接着性、プレス加工性を損なわずに、実装時におけるリフローはんだ耐熱性を向上したフレキシブルプリント配線板積層用接着剤組成物及びそれを用いた接着フィルムを提供することを目的とする。
【解決手段】カルボン酸を官能基として含有するアクリルゴム（Ａ）１００重量部、両末端にエポキシ基を含有するフェノキシ樹脂（Ｂ）５〜１００重量部、硬化剤（Ｃ）１〜１０重量部を必須成分とすることを特徴とするフレキシブルプリント配線板積層用接着剤組成物及びそれを用いた接着剤フィルム。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプレス加工性、リフローはんだ耐熱性、接着性に優れるフレキシブルプリント配線板（以下ＦＰＣ）積層用接着剤組成物及び接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化、高機能化、小型化の要求から、ＦＰＣが多く使用され、特に、民生機器に多用されている。そのＦＰＣに使用される接着フィルムについても、接着性、はんだ耐熱性、電気絶縁性、屈曲性等高性能のものが求められるようになってきた。特に最近は、環境問題の面から鉛フリーはんだが用いられ、このはんだの溶解温度が、より高温になってしまうことから、部品実装時のはんだ付け工程において、ＦＰＣにふくれが発生することが問題になってきている。
【０００３】
このような背景から、諸特性とともに、リフローはんだ耐熱性を兼ね備えたＦＰＣ積層用接着フィルムが要求されるようになってきた。
【０００４】
従来、ＦＰＣ積層用接着フィルムの接着剤としては、アクリロニトリルブタジエンゴム／フェノール樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム／エポキシ樹脂／フェノール樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム／エポキシ樹脂、エポキシ樹脂／ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂／アクリル樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。しかし、これらの接着剤は、一長一短があり、必ずしも前記諸特性を満足しておらず、混合組成のバラツキや、硬化の不均一性等の点から、部品実装時のはんだ付け工程において、ＦＰＣにふくれが発生しやすくなる等、従来の接着剤では、鉛フリーはんだに対する高耐熱性を満足するものが少なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記諸欠点を解消して、部品実装時のはんだ付け、あるいは、はんだリフロー工程において、諸特性とともに、耐熱性を向上したＦＰＣ積層用剤組成物及び接着フィルムを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために、鋭意研究を行った結果、アクリルゴムとフェノキシ樹脂を併用することで、部品実装時のはんだ耐熱性、あるいは、リフローはんだ耐熱性が向上することを見いだし、本発明に至ったものである。すなわち、本発明とは、カルボン酸を官能基として含有するアクリルゴム（Ａ）１００重量部、両末端にエポキシ基を含有するフェノキシ樹脂（Ｂ）５〜１００重量部、硬化剤（Ｃ）１〜１０重量部を必須成分とすることを特徴とするＦＰＣ積層用接着剤組成物及び接着フィルムにある。
【０００７】
【発明実施の形態】
本発明の詳細を以下に説明する。
【０００８】
本発明の接着剤組成物に用いるカルボキシル基含有アクリルゴム（Ａ）とは、少なくとも１分子中にカルボキシル基を１個以上有するアクリルゴムであり、アクリル酸アルキルエステル（メタアクリル酸エステルも含む、以下同様）を主成分とし、カルボキシル基を有するビニル単量体と必要に応じてアクリロニトリル、スチレン等を含む共重合体である。アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸エチル（メタクリル酸エチルも含む、以下同様）、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ラウリル、等の単量体及び、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２ヒドロキシルプロピル、アリルアルコール等の水酸基を有する単量体、グリシジルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート等のエピクロルヒドリン変成物のエポキシ基を有する単量体等が挙げられる。これらのなかから、１種類または２種類以上を選択して使用できる。カルボキシル基を有するビニル単量体としては例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０００９】
アクリルゴム（Ａ）の重合方法としては塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合が挙げられるが、塩析工程を必要とせず、マイグレーションの低下の原因となる乳化剤の影響を受けにくい懸濁重合が好ましい。
【００１０】
本発明の接着剤組成物に用いるアクリルゴム（Ａ）は、ＧＰＣによる数平均分子量が５０〜１１０万であるであることが好ましい。５０万より小さいと、リフローはんだ耐熱性が得られず、また、１１０万より大きいと、溶液粘度が高く、接着フィルム形成時に加工性が悪いという問題を生じる。
【００１１】
本発明の接着剤組成物に用いるフェノキシ樹脂（Ｂ）は、両末端にエポキシ基を含有していることを必須とし、具体的には、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型、あるいは、ビスフェノールＡとビスフェノールＦの共重合型の高分子量ポリヒドロキシポリエーテル等が挙げられる。さらに、エポキシ当量は、特に限定されるものではないが、好ましくは、５，０００〜５０，０００であり、さらに、好ましくは、７，０００〜２０，０００である。５，０００より小さいと、接着時の流動性が大きくなり、作業性が損なわれ、５０，０００より大きいと、他の樹脂との相溶性が損なわれる等の問題を生じる。
【００１２】
フェノキシ樹脂は、アクリルゴム１００重量部に対し、５〜１００重量部の範囲で用いるが、好ましくは、３０〜７０重量部である。フェノキシ樹脂が、５重量部より小さいと、耐薬品性が低下し、１００重量部より大きいと、接着フィルムの仮接着性が低下する。ここで、仮接着性とは、ＦＰＣを積層成形し、加熱硬化する際に、位置合わせのため、接着させておくことで、これが低くなると、硬化時にふくれ、シワ、あるいは、硬化後の接着不足等の問題を生じ、好ましくない。
【００１３】
硬化剤（Ｃ）とは、両末端にエポキシ基を含有するフェノキシ樹脂（Ｂ）の硬化剤、硬化触媒である。硬化剤（Ｃ）は、公知のエポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものであれば良く、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪族アミン系硬化剤、芳香族アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド、三沸化硼素アミン錯塩、イミダゾール化合物等が挙げられる。これらの硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂　１００重量部に対して０．１〜１０重量部が必要であり、好ましくは１〜５重量部である。０．１重量部未満では、エポキシ樹脂の十分な硬化が得られず、リフローはんだ耐熱性、電気特性が低下し、１０重量部を越えると接着性が低下し、貯蔵安定性が悪くなる等の問題を生じる。
【００１４】
本発明では、諸特性を低下させない範囲で、相溶性やプレス加工性等の作業性を安定させる目的で、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等の樹脂、無機充填剤や、酸化防止剤等の添加物を加えてもよい。更に、難燃性を付与する目的で難燃助剤を併用することも可能である。
【００１５】
本発明の熱硬化性接着剤にエポキシ樹脂を使用する場合は、多官能エポキシ樹脂であり、１分子中にエポキシ基を２個以上有するものであれば良く、特に限定されるものではないが、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビスフェノールノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、これらのエポキシ樹脂は、単独で、あるいは必要に応じて２種以上併用して用いることができる。
【００１６】
本発明の接着剤組成物にフェノール樹脂を使用する場合は、レゾール型のものであれば良く、フェノール樹脂の分子量、軟化点、ＯＨ当量は特に制限されない。
【００１７】
本発明の接着剤組成物に無機充てん剤を使用する場合は、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、酸化アルミニウム、酸化カルシウム等の金属酸化物、その他、シリカ、マイカ、タルク、クレー等が挙げられる。これらは、単独あるいは必要に応じて２種以上併用して用いることができる。
【００１８】
これらの成分はメチルエチルケトン、トルエン、メタノール、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の有機溶剤に溶解して使用される。
【００１９】
無機充填剤を添加した場合は、ボールミル等を用いて、粒径を１０μｍ以下に調整する。１０μｍより大きいと、接着フィルムとした時、フィルム表面に凹凸が発生し、接着性、はんだ耐熱性の低下及び外観性を損ねる。
【００２０】
本発明に用いられる離型紙としては、特に限定されるものではないが、例えば、上質紙、クラフト紙、ロール紙、グラシン紙等の紙の両面に、クレー、ポリエチレン、ポリプロピレン等の目止剤の塗布層を設け、さらにその各塗布層の上にシリコーン系、フッ素系、アルキド系の離型剤が塗布されたもの、及び、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等の各種オレフィンフィルム単独、及びポリエチレンテレフタレート等のフィルム上に上記離型剤を塗布したものが挙げられるが、塗布された接着剤層との離型力、シリコーンが電気特性に悪影響を与える等の理由から、上質紙の両面にポリプロピレン目止処理しその上にアルキド系離型剤を用いたもの、ポリエチレンテレフタレート上にアルキド系離型剤を用いたものが好ましい。
【００２１】
接着フィルムは接着剤溶液を離型紙上に直接コーティングし、有機溶剤を乾燥することで得られる。コーティング方法としては、特に限定されないが、コンマコーター、リバースロールコーター等が挙げられる。乾燥後の接着フィルム厚みは、必要に応じて、適宜変更されるが、好ましくは５〜２００μｍの範囲である。接着フィルム厚みが５μｍ未満では、層間絶縁の信頼性が低下する。２００μｍ以上では乾燥が不十分で、残留溶剤が多くなり、ＦＰＣ製造のプレス時にふくれを生じるという問題点が挙げられる。乾燥条件は特に限定されないが、乾燥後の残留溶剤率は１％以下が好ましい。１％以上では、ＦＰＣプレス時に、ふくれを生じるという問題点が挙げられる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
（１）接着剤溶液の調整
懸濁重合によって得られたカルボキル基含有のアクリルゴムＷＳ０２３ＤＲ（帝国化学産業（株）製）を１００重量部に対し、エポキシ当量が８，５００のフェノキシ樹脂エピコート１２５６（ジャパン・エポキシレジン（株）製）を４０重量部、硬化剤として２ＰＺ−ＣＮＳ（四国化成工業（株）製）１重量部をメチルエチルケトンに溶解し、不揮発分２０％の接着剤溶液とした。接着剤溶液の固形分比を表１に示した。
【００２４】
（２）接着フィルムの作成
１３０μｍ厚の上質紙の両面にポリプロピレン目止処理しその上にアルキド系離型剤を用いたものに乾燥後の接着剤厚みが２５μｍになるように接着剤溶液を塗付し、熱風乾燥機中で１００℃４分乾燥して接着フィルムとした。
【００２５】
（特性の評価）
（１）仮接着性
３０μｍの圧延銅箔２枚の間に、接着フィルムを挟み込み、真空プレスを用いて、プレス温度１７０℃、圧力１ＭＰａ、時間３分間加熱圧着した後、硬化前の試験片を１０ｍｍ幅とし、５０ｍｍ／分の速度で１８０°方向にＴ剥離測定した。
（２）プレス加工性
２５μｍポリイミドフィルムＫａｐｔｏｎ１００Ｈ（デュポン社製）２枚の間に接着フィルムを挟み込んだ試験片をプレス温度１７０℃、圧力１ＭＰａ、時間３分間加熱圧着して、表面のふくれやしわを観察した。
（３）流れ出し性
３０μｍの圧延銅箔２枚の間に、接着フィルムを挟み込んだ試験片に直径３０ｍｍの円を打ち抜き、これをプレス温度１７０℃、圧力３ＭＰａ、時間３分間圧着して、端部からの流れ出し量を観察した。
（４）接着強さ
３０μｍの圧延銅箔２枚の間に、接着フィルムを挟み込み、真空プレスを用いて、プレス温度１７０℃、圧力１ＭＰａ、時間３分間加熱圧着した後、１５０℃２時間後硬化した試験片を１０ｍｍ幅とし、５０ｍｍ／分の速度で１８０°方向にＴ剥離測定した。
（５）耐薬品性
２５μｍポリイミドフィルムＫａｐｔｏｎ１００Ｈ（デュポン社製）２枚の間に、接着フィルムを挟み込んだ試験片をプレス温度１７０℃、圧力１ＭＰａ、時間３分間加熱圧着した後、１５０℃２時間後硬化した試験片を、２５×２５ｍｍ角に切り取り、アセトン中に１時間浸漬し、端部の染み込み幅を測定した。
（６）リフローはんだ耐熱性
２５μｍポリイミドフィルムＫａｐｔｏｎ１００Ｈ（デュポン社製）と３０μｍの圧延銅箔の間に、接着フィルムを挟み込み、真空プレスを用いて、プレス温度１７０℃、圧力１ＭＰａ、時間３分間加熱圧着した後、１５０℃２時間硬化した試験片を、加温加湿（温度４０℃、湿度８０％）で１２時間放置し、リフローはんだ付け装置（日本パルス研究所製）を用いて、サンプル表面最高温度２６０℃となるように試験片を加熱し、接着層のふくれの有無を観察した。
【００２６】
特性の評価結果を
【表１】に示した。実施例１の接着フィルムは、プレス加工性、接着強さ、耐薬品性等、他の特性を損なうことなく、リフローはんだ耐熱性が良好であった。
【００２７】
（実施例２）
実施例１において、エポキシ当量が１０，０００のフェノキシ樹脂エピコート４２５０（ジャパン・エポキシレジン（株）製）を使用した以外は、実施例１と同様に行った。実施例２で調整した接着剤溶液の固形分比、及び、特性の評価結
果を
【表１】に示した。実施例２の接着フィルムは、プレス加工性、接着強さ、耐薬品性等、他の特性を損なうことなく、リフローはんだ耐熱性が良好であった。
【００２８】
（実施例３）
実施例１において、エポキシ当量が１５，０００のフェノキシ樹脂フェノトートＹＰ−５５（東都化成（株）製）を使用した以外は、実施例１と同様に行った
。実施例３で調整した接着剤溶液の固形分比、及び、特性の評価結果を
【表１】に示した。実施例３の接着フィルムは、プレス加工性、接着強さ、耐薬品性等、他の特性を損なうことなく、リフローはんだ耐熱性が良好であった。
【００２９】
（実施例４）
実施例１において、硬化剤にイミダゾール化合物２Ｐ４ＭＺ（四国化成工業（株）製）を使用した以外は、実施例１と同様に行った。実施例４で調整した接着
剤溶液の固形分比、及び、特性の評価結果を
【表１】に示した。実施例４の接着フィルムは、プレス加工性、接着強さ、耐薬品性等、他の特性を損なうことなく、リフローはんだ耐熱性が良好であった。
【００３０】
（実施例５）
実施例１において、硬化剤にジシアンジアミド（日本カーバイド（株）製）を使用した以外は、実施例１と同様に行った。実施例５で調整した接着剤溶液の固
形分比、及び、特性の評価結果を
【表１】に示した。実施例５の接着フィルムは、プレス加工性、接着強さ、耐薬品性等、他の特性を損なうことなく、リフロー
はんだ耐熱性が良好であった。以上の結果を、以下、
【表１】に一覧表にした。
【００３１】
【表１】

【００３２】
（比較例１）
実施例１において、エポキシ当量が８，５００のフェノキシ樹脂を５重量部とした以外は、実施例１と同様に行った。比較例１で調整した接着剤溶液の固形分比、及び、特性の評価結果を
【表２】に示した。比較例１の接着フィルムは、耐薬品性での、アセトンの染み込み幅が大きく、良好な特性のバランスが得られなかった。
【００３３】
（比較例２）
実施例１において、エポキシ当量が８，５００のフェノキシ樹脂を１５０重量部とした以外は、実施例１と同様に行った。比較例２で調整した接着剤溶液の固
形分比、及び、特性の評価結果を
【表２】に示した。比較例２の接着フィルムは、仮接着性や接着強さが低下し、また、リフローはんだ耐熱性において、ふくれが発生し、良好な特性のバランスが得られなかった。
【００３４】
【表２】

【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、アクリルゴム、エポキシ基含有のフェノキシ樹脂、硬化剤を所定の割合で配合することで、接着性、プレス加工性や、その他の特性を低下させることなく、リフローはんだ耐熱性を向上したＦＰＣ用接着剤組成物及び接着フィルムを得ることができた。

Claims (1)

1. カルボン酸を官能基として含有するアクリルゴム（Ａ）１００重量部、両末端にエポキシ基を含有するフェノキシ樹脂（Ｂ）５〜１００重量部、硬化剤（Ｃ）１〜１０重量部を必須成分とすることを特徴とするフレキシブルプリント配線板積層用接着剤組成物及びそれを用いた接着剤フィルム。