JP2009111327A - 回路接続材料及びそれを用いた回路部材の接続構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対向する回路電極同士を電気的に接続する回路接続材料であって、(1)遊離ラジカルを発生する硬化剤と、(2)ラジカル重合性物質と、(3)下記一般式(I)で表される構成単位を有するポリアミドイミド樹脂と、を含有する回路接続材料1。
【化1】
(式(I)中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜18のアルキレン基を示し、X1及びX2は、それぞれ独立にアリーレン基又は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、m及びnは、それぞれ独立に1〜20の整数を示し、Yは三価の有機基を示す。)
【選択図】 図1
Description
使用機器:日立L−6000型(日立製作所(株)製)
カラム:ゲルパックGL−R420+ゲルパックGL−R430+ゲルパックGL−R440(計3本)(日立化成工業(株)製)
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
流量:1.75ml/min
検出器:L−3300RI(日立製作所(株)製)
(1−1)ポリアミドイミド樹脂Aの合成
撹拌機、油水分離器付き冷却管、窒素導入管及び温度計を備えた5リットルの四つ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール(ダイセル化学工業(株)製、商品名PLACCEL CD−220)1000.0g(0.50モル)、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート250.27g(1.00モル)、及びγ−ブチロラクトン833.51gを仕込み、140℃まで昇温した。140℃で5時間反応させ、(b)成分であるジイソシアネート(一般式(II)において、R1及びR2がすべてヘキサメチレン基であり、X1及びX2がジフェニルメタン基であり、m=13、n=1であるジイソシアネート)を得た。
攪拌機、油水分離器付き冷却管、窒素導入管及び温度計を備えた5リットルの四つ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール(ダイセル化学工業(株)製、商品名PLACCEL CD−220)1000.0g(0.50モル)、3,3′−ジフェニルメタンジイソシアネート250.27g(1.00モル)、及びγ−ブチロラクトン833.51gを仕込み、140℃まで昇温した。140℃で5時間反応させ、(b)成分であるジイソシアネート(一般式(II)において、R1及びR2がすべてヘキサメチレン基であり、X1及びX2がジフェニルメタン基であり、m=13、n=1であるジイソシアネート)を得た。
遊離ラジカルを発生する硬化剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)ヘキサン(日本油脂(株)製、商品名パーヘキサ25O)を8重量部(パーヘキサ25Oは50%溶液なので、不揮発分換算で4重量部)、ラジカル重合性物質として、ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学工業(株)製、商品名UA5500T)のトルエン溶解品70重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で35重量部)、ジシクロペンタジエン型ジアクリレート(東亞合成(株)製、商品名DCP−A)を10重量部、2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(共栄社化学(株)製、商品名P−2M)を3重量部、ポリアミドイミド樹脂として、ポリアミドイミド樹脂Aをメチルエチルケトンに溶解して得られた30重量%溶液を66.7重量部(不揮発分換算で20重量部)、熱可塑性樹脂として、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂(フェノール・ホルムアルデヒド重縮合物のエピクロルヒドリンによるジグリシジルエーテル化合物、重量平均分子量35000〜50000)をトルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた50重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で25重量部)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(三井デュポンポリケミカルズ製、商品名EV40W)をトルエンに溶解して得られた20重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で10重量部)配合し、更に、表面に多数の突起部を有する平均粒径2〜3.3μmのNi粉体を5重量部配合した。この混合溶液をアプリケータでPETフィルム上に塗布し、70℃10分の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが35μmであるフィルム状の回路接続材料を得た。
遊離ラジカルを発生する硬化剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)ヘキサン(日本油脂(株)製、商品名パーヘキサ25O)を8重量部(パーヘキサ25Oは50%溶液なので、不揮発分換算で4重量部)、ラジカル重合性物質として、ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学工業(株)製、商品名UA5500T)のトルエン溶解品70重量%溶液を42.9重量部(不揮発分換算で30重量部)、ジシクロペンタジエン型ジアクリレート(東亞合成(株)製、商品名DCP−A)を10重量部、2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(共栄社化学(株)製、商品名P−2M)を3重量部、ポリアミドイミド樹脂として、ポリアミド樹脂Aをメチルエチルケトンに溶解して得られた30重量%溶液を100重量部(不揮発分換算で30重量部)、熱可塑性樹脂として、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂(フェノール・ホルムアルデヒド重縮合物のエピクロルヒドリンによるジグリシジルエーテル化合物、重量平均分子量35000〜50000)をトルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた50重量%溶液を40重量部(不揮発分換算で20重量部)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(三井デュポンポリケミカルズ製、商品名EV40W)をトルエンに溶解して得られた20重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で10重量部)配合し、更に、表面に多数の突起部を有する平均粒径2〜3.3μmのNi粉体を5重量部配合し、製膜は実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
遊離ラジカルを発生する硬化剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)ヘキサン(日本油脂(株)製、商品名パーヘキサ25O)を8重量部(パーヘキサ25Oは50%溶液なので、不揮発分換算で4重量部)、ラジカル重合性物質として、ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学工業(株)製、商品名UA5500T)のトルエン溶解品70重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で35重量部)、ジシクロペンタジエン型ジアクリレート(東亞合成(株)製、商品名DCP−A)を10重量部、2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(共栄社化学(株)製、商品名P−2M)を3重量部、ポリアミドイミド樹脂として、ポリアミド樹脂Bをメチルエチルケトンに溶解して得られた30重量%溶液を66.7重量部(不揮発分換算で20重量部)、熱可塑性樹脂として、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂(フェノール・ホルムアルデヒド重縮合物のエピクロルヒドリンによるジグリシジルエーテル化合物、重量平均分子量35000〜50000)をトルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた50重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で25重量部)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(三井デュポンポリケミカルズ製、商品名EV40W)をトルエンに溶解して得られた20重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で10重量部)配合し、更に、表面に多数の突起部を有する、平均粒径2〜3.3μmのNi粉体を5重量部配合し、製膜は実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
遊離ラジカルを発生する硬化剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)ヘキサン(日本油脂(株)製、商品名パーヘキサ25O)を8重量部(パーヘキサ25Oは50%溶液なので、不揮発分換算で4重量部)、ラジカル重合性物質として、スチレン/無水マレイン酸共重合体(ノバケミカルズ製、商品名D−250)のトルエン溶解品30重量%溶液を10重量部(不揮発分換算で3重量部)、ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学工業(株)製、商品名UA5500T)のトルエン溶解品70重量%溶液を42.9重量部(不揮発分換算で30重量部)、ジシクロペンタジエン型ジアクリレート(東亞合成(株)製、商品名DCP−A)を17重量部、2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(共栄社化学(株)製、商品名P−2M)を3重量部、熱可塑性樹脂として、ビスフェノールF共重合型フェノキシ樹脂(フェノール・ホルムアルデヒド重縮合物のエピクロルヒドリンによるジグリシジルエーテル化合物、重量平均分子量35000〜50000)をトルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた50重量%溶液を70重量部(不揮発分換算で35重量部)、ポリエーテル系ウレタン樹脂(ディーアイーシーバイエルポリマー(株)製、商品名T−6075N)をトルエンに溶解して得られた15重量%溶液を100重量部(不揮発分換算で15重量部)配合し、更に、表面に多数の突起部を有する平均粒径2〜3.3μmのNi粉体を5重量部配合し、製膜は実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
遊離ラジカルを発生する硬化剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)ヘキサン(日本油脂(株)製、商品名パーヘキサ25O)を8重量部(パーヘキサ25Oは50%溶液なので、不揮発分換算で4重量部)、ラジカル重合性物質として、ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学工業(株)製、商品名UA5500T)のトルエン溶解品70重量%溶液を57.1重量部(不揮発分換算で40重量部)、ジシクロペンタジエン型ジアクリレート(東亞合成(株)製、商品名DCP−A)を10重量部、2−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェート(共栄社化学(株)製、商品名P−2M)を3重量部、熱可塑性樹脂として、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂(フェノール・ホルムアルデヒド重縮合物のエピクロルヒドリンによるジグリシジルエーテル化合物、重量平均分子量35000〜50000)をトルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた50重量%溶液を80重量部(不揮発分換算で40重量部)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(三井デュポンポリケミカルズ製、商品名EV40W)をトルエンに溶解して得られた20重量%溶液を50重量部(不揮発分換算で10重量部)配合し、更に、表面に多数の突起部を有する平均粒径2〜3.3μmのNi粉体を5重量部配合し、製膜は実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
エポキシ樹脂及びアニオン重合型硬化剤としてイミダゾール系マイクロカプセル混合型エポキシ樹脂(旭化成ケミカルズ(株)製、商品名HX−3941HP)を60重量部、フィルム形成成分として、トルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた40重量%のフェノキシ樹脂(PKHC、重量平均分子量45000、インケムコーポレーション社製)を50重量部(不揮発分換算で20重量部)、アクリルゴムとして、ブチルアクリレート40部−エチルアクリレート30部−アクリロニトリル30部−グリシジルメタクリレート3部の共重合体(重量平均分子量約85万)をトルエン/酢酸エチル=50/50の混合溶媒に溶解して得られた10重量%溶液アクリルゴムを200重量部(不揮発分換算で20重量部)、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、商品名SH6040)を1重量部配合し、更に、表面に多数の突起部を有する平均粒径2〜3.3μmのNi粉体を5重量部配合し、製膜は実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
(2−1)OSP処理又は金めっき処理されたプリント配線板(PWB)の作製
ガラスエポキシ多層プリント配線板上に、ライン幅100μm、ピッチ200μm、厚み35μmの銅回路電極を形成させた(これを以下「PWB」という)。更にPWBの銅回路電極表面に、ベンズイミダゾール化合物(四国化成(株)製、商品名タフエース)を用いてOSP処理をし、厚み0.10μm〜0.32μmのベンズイミダゾール系樹脂錯体の被膜を形成させた(これを以下「OSP−PWB」という)。またOSP処理の代わりに、PWBに金めっき処理を施し、銅回路電極表面に厚み0.10μm〜0.32μmの金の被膜を形成させたPWBを作製した(これを以下「Gold−PWB」という)。なお、作製されたPWBは評価用であり、接続部の周辺には、ビアホール等のPWB裏面に熱を逃がす回路を設けなかった。
厚み25μmのポリイミドフィルム上に、ライン幅100μm、ピッチ200μm、厚み18μmの銅回路電極が直接形成されたフレキシブルプリント配線板(これを以下「FPC」という)を用意した。FPCに金めっき処理を施して、厚み0.10μm〜0.32μmの金の被膜を銅回路電極表面に形成させたFPCを作製した(これを以下「Gold−FPC」という)。なお、作製されたFPCは評価用であり、接続部の周辺には、ビアホール等のFPC裏面に熱を逃がす回路を設けなかった。
OSP−PWB又はGold−PWB上に、上記のフィルム状の回路接続材料の接着面を貼り付けた後、70℃、1MPaで2秒間加熱及び加圧して仮接続し、その後、PETフィルムを剥離した。次に、Gold−FPCの回路電極とOSP−PWB又はGold−PWBの回路電極とが向かい合うように位置合わせした後、実施例1〜3及び比較例1〜2の回路接続材料を用いたものは、140℃、2MPaで10秒間加熱及び加圧した。比較例3の回路接続材料を用いたものは170℃、2MPaで20秒間加熱及び加圧した。Gold−FPCとOSP−PWB又はGold−PWBとの間に挟まれた回路接続材料が硬化することにより、FPCとPWBが接続された。FPCとPWBの基板間の幅は2mmであった。
(3−1)接着力の測定
作製した回路部材の接続構造からFPCを剥離するために必要な力を接着力として測定した。測定は、JIS Z−0237に準拠し、90度剥離、剥離速度50mm/分として、接着力測定装置を用いて接着力測定を行った。接着直後、及び85℃/85%RHの高温高湿槽中に500時間保持する高温高湿処理を行った後の接着力を測定した。
作製した回路接続構造の回路接続部を含む回路間の抵抗値を測定するため、PWB及びFPC上で互いに隣り合う回路間の抵抗値をマルチメーターで測定した。抵抗値は異なる隣接回路間の抵抗150点の平均(x+3σ)で示した。高温高湿試験後の抵抗値が接続直後の抵抗値の2倍以内であるものを良好なレベルとした。得られた結果を表2に示す。
Claims (7)
- 対向する回路電極同士を電気的に接続する回路接続材料であって、
(1)遊離ラジカルを発生する硬化剤と、
(2)ラジカル重合性物質と、
(3)下記一般式(III)で表される構成単位を有するポリアミドイミド樹脂と、を含有する回路接続材料。
(式(III)中、X1はアリーレン基又は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、Yは三価の有機基を示し、R3は下記一般式(IV)で表される構成単位を有する2価の基を示し、
式(IV)中、X2はアリーレン基又は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、R1は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、R4は下記一般式(V)で表される構成単位を有する2価の基を示し、
式(V)中、R2は炭素数1〜18のアルキレン基を示す。) - 前記(3)成分が、
(a)酸無水物基及びカルボキシル基を有する化合物又は酸無水物基を2つ以上有する化合物に、
(b)下記一般式(VI)で表されるジイソシアネート、を反応させて得られるポリアミドイミド樹脂である請求項3記載の回路接続材料。
OCN−R3−X1−NCO (VI)
(式(VI)中、X1はアリーレン基又は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、R3は下記一般式(IV)で表される構成単位を有する2価の基を示し、
式(IV)中、X2はアリーレン基又は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、R1は炭素数1〜18のアルキレン基を示し、R4は下記一般式(V)で表される構成単位を有する2価の基を示し、
式(V)中、R2は炭素数1〜18のアルキレン基を示す。) - 前記(3)成分が、
前記(a)成分に、前記(b)成分とともに、
前記(b)成分とは異なる(c)ポリイソシアネート化合物を反応させて得られるポリアミドイミド樹脂である請求項2又は4記載の回路接続材料。 - 表面に突起部を有する導電粒子を含有する請求項1〜5に記載の回路接続材料。
- 第1の回路基板の主面上に単数又は複数の第1の回路電極が形成された第1の回路部材と、
第2の回路基板の主面上に単数又は複数の第2の回路電極が形成された第2の回路部材と、
前記第1の回路基板の前記主面と前記第2の回路基板の前記主面との間に設けられ、前記第1の回路電極と前記第2の回路電極とを対向配置させた状態で電気的に接続する回路接続部材と、を備え、
前記回路接続部材は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の回路接続材料の硬化物であり、
前記第1の回路電極及び/又は前記第2の回路電極が、ベンズイミダゾール系樹脂錯体の被膜を有し、前記被膜が前記回路電極表面のうち前記回路接続材料と接する部分を形成する回路部材の接続構造。
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