JP2008214598A - 難燃性接着剤樹脂組成物及びそれを用いたカバーレイフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコンユニット含有ポリイミド樹脂65〜98重量%と、アセナフテニル基がナフタレン環に置換した構造を有するナフトール樹脂をエポキシ化して得られる構造のアセナフチレン変性エポキシ樹脂2〜35重量%からなる混合樹脂100重量部に対し、リン酸エステル系の可塑剤を1〜45重量部配合してなる実質的にハロゲン元素を含まない難燃性接着剤樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本明細書において、プリント配線基板は回路加工前の積層体をいい、この金属箔を回路加工したものをプリント配線板といい、両者をプリント基板という。
接着剤フィルム及びカバーレイフィルムの引張強度は、幅12.5mm×長さ120mmの短冊形状に試験片を切り出し、引張試験機(東洋精機株式会社製、ストログラフ−R1)を用いて、クロスヘッドスピード25mm/分、チャック間距離101.6mmの条件で測定し、測定荷重を試験片の断面積(0.31mm2)で除した値を引張強度とする。
接着剤フィルム及びカバーレイフィルムのガラス転移温度は、熱機械分析装置(Bruker製、4000SA)を用いて、幅2mm、長さ30mmの試験片をチャック間距離15mmにて、荷重2g、昇温速度5℃/分の条件で試験片の長さ方向の熱膨張量を測定し、その変曲点をガラス転移温度(Tg)とする。
1)接着剤フィルム
接着剤フィルムとしての接着強度は、引張試験機(東洋精機株式会社製、ストログラフ−M1)を用いて、幅10mm、長さ100mmに試験片を切り出し、この試験片を2枚の銅箔(35μm厚み)の光沢面の間、及び2枚のポリイミドフィルム(株式会社カネカ製、アピカルNPI)に挟み、180℃、60分間、40kg/cm2の条件下で熱圧着した後、180°方向に50mm/分の速度で引き剥がす時の力を接着強度とする。なお、接着強度1は銅箔に対する接着強度であり、接着強度2はポリイミドフィルムに対する接着強度である。
2)カバーレイフィルム
カバーレイフィルムとしての接着強度は、引張試験機(東洋精機株式会社製、ストログラフ−M1)を用いて、幅10mm、長さ100mmに試験片を切り出し、この試験片の接着剤面を銅箔(35μm厚み)の光沢面又はポリイミドフィルム(株式会社カネカ製、アピカルNPI)の上に置き、180℃、60分間、40kg/cm2の条件下で熱圧着した後、180°方向に50mm/分の速度で引き剥がす時の力を接着強度とする。なお、接着強度1は銅箔に対する接着強度であり、接着強度2はポリイミドフィルムに対する接着強度である。
1)接着剤フィルム
接着剤フィルムとしての比誘電率は、誘電体損自動測定装置(安藤電気株式会社製、TR-1100型)を用いて、180℃、60分間、40kg/cm2の条件下で熱硬化して作製した試験片を使用し、この試験片の両面に銀ペーストによってJIS C-6481の電極パターンを印刷した。電極パターン印刷後の試験片を25℃、相対湿度50%で24時間放置した後、1Hzでの比誘電率を測定した値を比誘電率とする。
2)カバーレイフィルム
カバーレイフィルムとしての比誘電率は、誘電体損自動測定装置(安藤電気株式会社製、TR-1100型)を用いて測定した。試験片は、ポリイミドフィルム(株式会社カネカ製、アピカルNPI、100mm×100mm×25μm厚さ)に180℃、60分間、40kg/cm2の条件下で熱硬化して作製し、このカバーレイフィルムの接着剤面及びポリイミドフィルム面の両面に銀ペーストを用いてJIS C-6481の電極パターンを印刷したものを使用した。この試験片を25℃、相対湿度50%で24時間放置した後、1Hzでの比誘電率を測定した値を比誘電率とする。
接着剤フィルム及びカバーレイフィルムの体積抵抗率は、JIS C-2330に基づき測定した値とする。
接着剤フィルム及びカバーレイフィルムの熱分解温度は、SII社製TG/DTA6200を用いて、窒素雰囲気下での5%重量減少温度を測定した値とする。
1)接着剤フィルム
接着剤フィルムとしての半田耐熱性の評価は、幅10m、長さ100mmの試験片を2枚の銅箔(35μm厚み)の光沢面の間に挟み、180℃、60分間、40kg/cm2の条件下で熱圧着したものを用いた。この銅箔付きの試験片を25℃、相対湿度50%で24時間放置した後、260℃の半田浴中に60秒間浸漬し、その接着状態を観察、発泡、ふくれ、剥離等の不具合の有無を確認することにより行う。
2)カバーレイフィルム
カバーレイフィルムとしての半田耐熱性の評価は、幅10m、長さ100mmの試験片の接着剤面を1枚の銅箔(35μm厚み)の光沢面の上に置き、180℃、60分間、40kg/cm2の条件下で熱圧着したものを用いた。この銅箔付きの試験片を25℃、相対湿度50%で24時間放置した後、260℃の半田浴中に60秒間浸漬し、その接着状態を観察、発泡、ふくれ、剥離等の不具合の有無を確認することにより行う。
なお、>300℃は、300℃以下ではこれらの不具合が認められないことを意味する。
難燃性は、UL-94に基づく燃焼試験による難燃性の度合を示すレベルで評価した。VTM-0とは難燃性があることを意味し、難燃性が発現しなかった場合をNGとした。
ODPA:3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
DSDA:3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物
BTDA:3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
BPDA:3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
BAPP:2,2'−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン
BAPS:ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン
mBAPS:ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン
BisAM:1,3−ビス(アミノイソプロピル)ベンゼン
DABP:3,3'−ジアミノベンゾフェノン
HAB:4,4'−(3,3’−ジヒドロキシ)ジアミノビフェニル
oDAP:2,5−ジアミノフェノール
HFP:2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン
TCP:トリクレジルホスフェート
TPP:トリフェニルホスフェート
DOP:ジ−2−エチルヘキシルフタレート
PPA:ポリプロピレンーアジペート
DOS:ジ−2−エチルヘキシルセバケート
PSX-A、PSX-B、PSX-C及びPSX-D:下式(8)で表されるジアミノシロキサン(但し、平均m数は1〜20の範囲であり、PSX-Aの平均分子量は740、PSX-Bの平均分子量は1000、PSX-Cの平均分子量は1240、PSX-Dの平均分子量は2000である。)
PSX-Ph:下式(9)で表されるジアミノシロキサン(但し、jとnの合計数は2〜20の範囲であり、j、n共に1以上であり、平均分子量は1320である。)
NA樹脂:下式(10)で表される1-ナフトールアラルキル樹脂(新日鐵化学株式会社製SN-485)
500mlのセパラブルフラスコにNA樹脂180gとアセナフチレン20gを用い、100℃で1時間攪拌し、付加反応を行いアセナフチレン変性ナフトールアラルキル樹脂を200g得た。得られたアセナフチレン変性ナフトールアラルキル樹脂の軟化点は、JIS K 2548に準じて測定した結果、54℃であり、水酸基当量(OH当量)は236であった。また、GPCによるアセナフチレンの付加反応率99%であり、アセナフテニル基置換率(ナフタレン環1モル当たりの、アセナフチレンの付加モル数)は、0.4であった。
次に、このようにして得られたアセナフチレン変性ナフトールアラルキル樹脂100gをエピクロロヒドリン400gに溶解させ、50%水酸化ナトリウム水溶液40gを4時間で添加しながら100mmHgの減圧下において60℃で5時間反応させた。この反応の間、生成した水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除去した。
反応終了後、反応終了後、減圧下に過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物にメチルイソブチルケトン450gを加えてエポキシ樹脂を溶解させて減圧濾過し、ろ液からエポキシ樹脂を回収した。その後20%水酸化ナトリウム水溶液20gを加え、80℃で2時間反応させた。続いてろ過、水洗を行い、メチルイソブチルケトンを減圧留去し褐色のアセナフチレン変性ナフトール性エポキシ樹脂(変性樹脂A)を120g得た。得られた変性樹脂Aの軟化点は48℃であり、エポキシ当量は308であった。
500mlのセパラブルフラスコにフェノールアラルキル樹脂(明和化成株式会社製MEH-7800-4L、OH当量162)160gを加え、100℃で溶融させ、そこにアセナフチレン40gを加え、100℃で1時間攪拌し、付加反応を行い、アセナフチレン変性フェノール性樹脂を198g得た。得られたアセナフチレン変性フェノールアラルキル樹脂の軟化点は、JIS K 2548に準じて測定した結果、59℃であり、水酸基当量(OH当量)は184であった。また、GPCによるアセナフチレンの付加反応率は99%であり、アセナフテニル基置換率は0.4であった。
次に、このようにして得られたアセナフチレン変性フェノールアラルキル樹脂100gをエピクロロヒドリン400gに溶解させ、50%水酸化ナトリウム水溶液40gを4時間で添加しながら100mmHgの減圧下において60℃で5時間反応させた。この反応の間、生成した水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除去した。
反応終了後、反応終了後、減圧下に過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物にメチルイソブチルケトン450gを加えてエポキシ樹脂を溶解させて減圧濾過し、ろ液からエポキシ樹脂を回収した。その後20%水酸化ナトリウム水溶液20gを加え、80℃で2時間反応させた。続いてろ過、水洗を行い、メチルイソブチルケトンを減圧留去し褐色のアセナフチレン変性フェノール性エポキシ樹脂(変性樹脂B)を116g得た。得られた変性樹脂Bの軟化点は52℃であり、エポキシ当量は303であった。
500mlのセパラブルフラスコにNA樹脂180gとインデン39gを用い、100℃で1時間攪拌し、付加反応を行いインデニル基置換のナフトールアラルキル樹脂を218g得た。得られたインデン変性ナフトールアラルキル樹脂の軟化点は、JIS K 2548に準じて測定した結果、107℃であり、水酸基当量(OH当量)は261であった。また、GPCによるインデンの付加反応率は99%であり、インデニル基置換率は0.4であった。
次に、このようにして得られたインデニル変性ナフトールアラルキル樹脂100gをエピクロロヒドリン285gに溶解させ、50%水酸化ナトリウム水溶液35gを4時間で添加しながら100mmHgの減圧下において60℃で5時間反応させた。この反応の間、生成した水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除去した。
反応終了後、反応終了後、減圧下に過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物にメチルイソブチルケトン285gを加えてエポキシ樹脂を溶解させて、水洗により食塩を除いた。その後20%水酸化ナトリウム水溶液20gを加え、80℃で2時間反応させた。続いてろ過、水洗を行い、メチルイソブチルケトンを減圧留去し褐色のインデン変性ナフトール性エポキシ樹脂(INPT)を110g得た。得られたINPTの軟化点は95℃であり、エポキシ当量は320であった。
500mlのセパラブルフラスコにNA樹脂180gとスチレン35gを用い、140℃で1時間攪拌し、付加反応を行いスチレニル基置換のナフトールアラルキル樹脂を213g得た。得られたスチレン変性ナフトールアラルキル樹脂の軟化点は、JIS K 2548に準じて測定した結果、88℃であり、水酸基当量(OH当量)は258であった。また、GPCによるスチレンの付加反応率は99%であり、スチレニル基置換率は0.4であった。
次に、このようにして得られたスチレン変性ナフトールアラルキル樹脂100gをエピクロロヒドリン290gに溶解させ、50%水酸化ナトリウム水溶液36gを4時間で添加しながら100mmHgの減圧下において60℃で5時間反応させた。この反応の間、生成した水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除去した。
反応終了後、減圧下に過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物にメチルイソブチルケトン285gを加えてエポキシ樹脂を溶解させて、水洗により食塩を除いた。その後20%水酸化ナトリウム水溶液20gを加え、80℃で2時間反応させた。続いてろ過、水洗を行い、メチルイソブチルケトンを減圧留去し褐色のスチレン変性ナフトール性エポキシ樹脂(STNPT)を109g得た。得られたSTNPTの軟化点は75℃であり、エポキシ当量は317であった。
1000mlのセパラブルフラスコに50.16gのDSDA(0.14モル)、200gのN−メチル−2−ピロリドン及び200gのキシレンを装入し、室温で良く混合した、次に滴下ロートを用いて31.54gのPSX-A(0.0434モル)を滴下し、この反応溶液を攪拌下で氷冷し、37.36gのBAPP(0.091モル)及び1.30gのHAB(0.006モル)を添加し、室温にて2時間攪拌し、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液を190℃に昇温し、20時間加熱、攪拌し、対数粘度0.9dl/gのポリイミド溶液aを得た。
表1に示す原料組成とした他は、実施例1と同様にしてポリイミド溶液b〜mを調製した。
合成例9で得られたポリイミド溶液aの固形分70重量部に対し、合成例2で得た変性樹脂Aの30重量部を混合した。さらに、シロキサンユニットを有するポリイミド樹脂及びエポキシ樹脂の混合樹脂100重量部に対し30重量部のTCPを混合し、2時間室温にて攪拌させて、接着剤樹脂(樹脂組成物)溶液を調製した。この樹脂溶液をガラス板上に塗布し、乾燥してフィルム化し、接着剤フィルムとした。このフィルムのガラス転移温度は185℃であった。このフィルムの引張強度は74MPa、比誘電率は2.9、体積抵抗率は2×1015Ωcm、接着強度は1.4kN/m、熱分解温度は460℃であった。また、半田耐熱性については、膨れ、はがれ等の不良は観察されず、良好であった。結果を表2及び表3に示す。
合成例10で得られたポリイミド溶液bを使用し、表2に示す組成で樹脂組成物を調製し、実施例1と同様にしてフィルムを形成した。表2及び表3にその諸特性を測定した結果を示す。
合成例9で得られたポリイミド溶液aの固形分70重量部に対し、合成例2で得た変性樹脂Aの30重量部を混合した。更に、シロキサンユニットを有するポリイミド樹脂及びエポキシ樹脂の混合樹脂100重量部に対し30重量部のTCPを混合し、2時間室温にて攪拌させて、接着剤樹脂組成物溶液を調製した。この樹脂溶液をポリイミドフィルム(株式会社カネカ製、アピカルNPI、100mm×100mm×25μm厚さ)上に25μmの厚さで塗布し、乾燥してカバーレイフィルムとした。
このカバーレイフィルムのガラス転移温度は175℃であった。このカバーレイフィルムの引張強度は170MPa、比誘電率は3.2、体積抵抗率は1.4×1015Ωcm、接着強度は0.8kN/m、熱分解温度は370℃であった。また、半田耐熱性については、膨れ、はがれ等の不良は観察されず、良好であった。結果を表2及び表3に示す。
ここでいうカバーレイフィルムとは、ポリイミドフィルム付きの接着剤樹脂組成物をいう。
表1に示す組成で実施例1と同様にしてポリイミド溶液を調製し、表1に示す組成で樹脂組成物を調製し、カバーレイフィルムを形成した。表2及び表3にその諸特性を測定した結果を示す。エポキシ樹脂硬化剤を使用した場合、エポキシ樹脂硬化剤として、ナフトール樹脂(東都化成株式会社製ESN-485)を使用した。エポキシ樹脂としては、合成例2で得たアセナフチレン変性ナフトール性エポキシ樹脂(変性樹脂A)を使用した。
実施例と同様にして表1に示す組成でポリイミド溶液を調製し、表1に示す組成で樹脂組成物を調製し、カバーレイフィルムを形成した。カバーレイフィルムの諸特性を測定した結果を表2及び表3に示す。
TCPを50重量部配合した以外(比較例11)及びTCPを配合しなかった以外(比較例12)は、実施例1と同様に行った。結果を表2及び表3に示す。
無・・・反りが認められず使用可能である状態。
NG・・・カール又は丸くまるまってしまう状態を示し、使用困難である状態。
Claims (9)
- 下記一般式(1)及び下記一般式(2)
で表される繰り返し単位を有し、一般式(1)及び(2)で表される繰り返し単位の構成比が、(1)/(2)=50/50〜10/90(モル比)の範囲であるシリコンユニット含有ポリイミド樹脂65〜98重量%と、アセナフテニル基がナフタレン環に置換した構造を有するナフトール樹脂をエポキシ化して得られる構造のアセナフチレン変性エポキシ樹脂2〜35重量%からなる混合樹脂100重量部に対し、リン酸エステル系の可塑剤を1〜45重量部配合してなることを特徴とする実質的にハロゲン元素を含まない難燃性接着剤樹脂組成物。 - シリコンユニット含有ポリイミド樹脂とアセナフチレン変性エポキシ樹脂の合計100重量部に対し、更にエポキシ樹脂硬化剤1〜15重量部を含有する樹脂組成物から形成された請求項1記載の難燃性接着剤樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の難燃性接着剤樹脂組成物を、フィルム状に形成してなることを特徴とする難燃性接着剤フィルム。
- 請求項6記載の難燃性接着剤フィルムが被接着物の間に挿入され、圧力1〜100kg/cm2、温度20〜250℃の条件で熱圧着することによって使用することを特徴とする難燃性接着剤フィルムの使用方法。
- 基材フィルム及び接着剤樹脂組成物より形成されたカバーレイフィルムにおいて、接着剤樹脂組成物が請求項1〜5のいずれかに記載の難燃性接着剤樹脂組成物であることを特徴とするカバーレイフィルム。
- 導体回路が形成された回路基板上に、導体回路の所望の箇所が被覆されるように請求項8記載のカバーレイフィルムを被覆した後、圧力1〜100kg/cm2、温度20〜250℃の条件で熱圧着することによって絶縁被膜を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
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