JP2010155955A

JP2010155955A - 光硬化性防湿絶縁塗料及びそれを用いた電子部品の製造法

Info

Publication number: JP2010155955A
Application number: JP2009000238A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Abe; 朋子阿部; Satoshi Shiga; 智志賀; Chika Katsutani; 知佳勝谷
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-01-05
Publication date: 2010-07-15

Abstract

【課題】短時間処理が可能で、硬化性、耐湿性及びヒートサイクル性に優れる塗膜を生成し、またその塗膜が瞬時に視認可能である光硬化性防湿絶縁塗料及びこれを用いた電子部品の製造法を提供する。
【解決手段】（Ａ）数平均分子量が９００〜１０，０００で、末端がアクリロキシ基またはメタクリロキシ基であるポリブタジエン、（Ｂ）上記（Ａ）成分５０質量部に対して１〜５０質量部の不飽和二重結合を有する単量体、（Ｃ）上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部の光重合開始剤、及び（Ｄ）着色剤を含有してなる光硬化性防湿絶縁塗料。前記の光硬化性防湿絶縁塗料を電子部品に塗布し、硬化する防湿絶縁された電子部品の製造法。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子部品の防湿、絶縁等に適し、視認性に優れた光硬化性防湿絶縁塗料及びそれを用いた電子部品の製造法に関する。

従来、実装回路板およびハイブリッドＩＣ（integrated circuit）等の電子部品には、ガラスエポキシ、紙フェノール、アルミナセラミック等の基板に配線図が印刷されてマイコン、抵抗体、コンデンサなどの各種部品が搭載されており、それらを湿気、ほこりなどから保護する目的で絶縁処理が行われている。この絶縁処理方法には、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの塗料による保護コーティング処理が広く採用されている。このような実装回路板およびハイブリッドＩＣは、過酷な環境下、特に高湿度下で使用され、例えば自動車、洗濯機などの機器に搭載されて使用されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

特開昭６３−８９３４３号公報特開平０６−３０５７７８号公報

しかしながら、前記塗料は加熱硬化性であるため、塗料を完全に硬化させて絶縁効果を得るためには高温度処理、また長時間処理が必要であった。一方、短時間処理、例えば数秒〜数分での硬化が可能な紫外線硬化性樹脂塗料が開発されているが、まだ充分な可とう性および耐湿性を有するものが得られていない。また、搭載部品の下部など紫外線が照射されない所は液状で未硬化の状態となり、電子部品の信頼性が低下するおそれがあった。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、短時間処理が可能で、硬化性、耐湿性及びヒートサイクル性に優れる塗膜を生成し、またその塗膜が瞬時に視認可能である光硬化性防湿絶縁塗料及びこれを用い電子部品に塗布し、硬化する防湿絶縁された電子部品の製造法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、［１］（Ａ）数平均分子量が９００〜１０，０００で、末端がアクリロキシ基またはメタクリロキシ基であるポリブタジエン、（Ｂ）上記（Ａ）５０質量部に対して１〜５０質量部の不飽和二重結合を有する単量体、（Ｃ）上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部の光重合開始剤、及び（Ｄ）着色剤を含有してなる光硬化性防湿絶縁塗料を提供する。
また、本発明は、［２］（Ｂ）成分の不飽和二重結合を有する単量体が、３官能以下の単量体である上記［１］記載の光硬化性防湿絶縁塗料を提供する。
また、本発明は、［３］（Ｄ）成分の着色剤が、青色染料である上記［１］又は上記［２］に記載の光硬化性防湿絶縁塗料を提供する。
また、本発明は、［４］上記［１］〜［３］のいずれかに記載の光硬化性防湿絶縁塗料を電子部品に塗布し、硬化する防湿絶縁された電子部品の製造法を提供する。
（Ａ）成分の光硬化性ポリブタジエンは耐湿性に優れることより、防湿絶縁塗料の構成材料として好適に用いられ、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分を上記配合割合にて組み合わせ、また（Ｂ）成分の不飽和二重結合を有する単量体が３官能以下であり、また（Ｄ）成分の着色剤が青色染料であることにより、塗料としての保管安定性に優れ、また硬化性、およびヒートサイクル性に優れる塗膜を生成することができる。

本発明によれば、保管安定性、硬化性、耐湿性及びヒートサイクル性に優れる塗膜を生成する光硬化性防湿絶縁塗料を提供することができ、この塗料によって信頼性の向上された電子部品の製造法を提供することができる。

以下に本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
本発明に用いられる光硬化性ポリブタジエン（Ａ）は、末端ヒドロキシポリブタジエンを、ポリイソシアネートと反応させ、その後にヒドロキシエチルアクリレートまたはヒドロキシエチルメタクリレートを反応させて得られる数平均分子量が９００〜１０，０００のアクリル変性水素添加ポリブタジエン樹脂である。この樹脂の数平均分子量が９００未満では造膜性が悪くなり、１０，０００を超えると粘度が高く、作業性に劣る。この市販品としては、日本曹達株式会社製の商品名ＴＥ−２０００、ＴＥＡ−１０００等が挙げられ、これらは単独または２種以上を組み合せて使用できる。

本発明に用いられる不飽和二重結合を有する単量体（Ｂ）としては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ｐ−ターシャリーブチルスチレン、クロルスチレン、ジアリルフタレート、２−ヒドロオキシエチルメタクリレート、２−ヒドロオキシプロピルメタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、メタクリル酸とカージュラＥ−１０（シェル化学社製、高級脂肪酸のグリシジルエステルの商品名）の反応物などの１官能性のメタクリル酸エステル、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレートなどの２官能性のメタクリル酸エステル、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどの３官能性のメタクリル酸エステル、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−ヒドロオキシエチルアクリレート、２−ヒドロオキシプロピルアクリレート、アクリル酸とカージュラＥ−１０の反応物などの１官能性のアクリル酸エステル、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートなどの２官能のアクリル酸エステル、トリメチロールプロパントリアクリレートなどの３官能性のアクリル酸エステルなどが用いられ、これらは単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。これら単量体（Ｂ）の配合割合は、硬化速度と塗料の粘度、および塗膜の耐湿性と可とう性の点から前記の（Ａ）成分５０質量部に対して１〜５０質量部の範囲であり、２０〜５０質量部の範囲が好ましい。

本発明に用いられる光重合開始剤（Ｃ）としては、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル類、ベンゾインチオエーテル類、ベンゾフェノン、アセトフェノン、２,２−ジエトキシアセトフェノン、２,２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ′−ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノンフロイン、ベンゾインエーテルミヒラーケトン系、塩化デシルノチオキサントン類などが挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。これら光重合開始剤（Ｃ）の配合割合は、硬化速度と造膜性、および塗膜の可とう性の点から前記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部が好ましく、０．１〜５質量部の範囲がより好ましい。この配合割合が０．１質量部未満であると、光硬化が不十分となる傾向にあり、１０質量部を超えると、得られる硬化物の特性（硬化性、可とう性及び密着性等）が全般的に低下する傾向にある。

本発明に用いられる着色剤（Ｄ）としては、染料が好ましい。着色剤としては顔料も挙げられるが、染料のほうが塗料の保管安定性に優れる。また色の種類としては、紫外線の吸収波長を考慮し、青色が最も好ましい。これら着色剤（Ｃ）の配合割合は、硬化速度および造膜性の点から前記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して０．０１〜１０質量部が好ましく、０．０１〜５質量部の範囲がより好ましい。この配合割合が１０質量部を超えると、得られる硬化物の特性（硬化性及び密着性等）が全般的に低下する傾向にある。

本発明の光硬化性防湿絶縁塗料は、前記の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分を配合し、加熱溶解することによって得られる。また、本発明になる光硬化性防湿絶縁塗料には、必要に応じてカップリング剤、重合禁止剤、および消泡剤などを添加することができる。

カップリング剤としては、チタネート系カップリング剤およびシラン系カップリング剤があり、チタネート系カップリング剤は、少なくとも炭素数１〜６０のアルキレート基を有するチタネート系カップリング剤、アルキルホスファイト基を有するチタネート系カップリング剤、アルキルホスフェート基を有するチタネート系カップリング剤もしくはアルキルパイロホスフェート基を有するチタネート系カップリング剤等が挙げられる。具体的にはイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2，2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネートなどが挙げられる。

また、シラン系カップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤、ウレイド系シランカップリング剤、ビニル系シランカップリング剤、メタクリル系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤及びイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。具体的にはγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、β-(3、4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどが挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。

重合禁止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ベンゾキノン、p−tert−ブチルカテコール、２,６−ジ−tert−ブチル−４−メチルフェノール、ピロガロール等のキノン類、その他一般に使用されているものが用いられる。

消泡剤としては例えば、シリコン系オイル、フッ素系オイル、ポリカルボン酸系ポリマーなど一般に使用されているものが挙げられる。

本発明の光硬化性防湿絶縁塗料は、電子部品用ディスプレイパネル用基板等のＩＣ周辺部やパネル貼り合せ部にディスペンサー装置等で塗布され、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等を光源としたランプ方式およびＬＥＤ方式のＵＶ照射装置を用い、必要量の紫外線を照射し硬化させて用いる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
［実施例１］
（Ａ）成分としてＴＥ−２０００（日本曹達株式会社製、アクリル変性ポリブタジエン樹脂、数平均分子量：約１，０００）５０質量部、
（Ｂ）成分として２−ヒドロオキシエチルアクリレート２５質量部、ラウリルアクリレート２０質量部、そして、（Ｃ）成分としてベンゾフェノン５質量部および（Ｄ）成分としてＯＰＬＡＳＢＬＵＥ６３００．０３質量部を６０℃で加熱攪拌して塗料を得た。

［実施例２］
実施例１の２−ヒドロオキシエチルアクリレート２５質量部、ラウリルアクリレート２０質量部をジペンタエリスリトールヘキサアクリレート４５質量部に変えた以外は実施例１と同様にして塗料を得た。

［実施例３］
実施例１のＯＰＬＡＳＢＬＵＥ６３００．０３質量部をＯＩＬＲＥＤ５Ｂ０．０３質量部に変えた以外は実施例１と同様にした。

［比較例１］
実施例１のラウリルアクリレートの配合量を３０質量部に変えた以外は実施例１と同様にした。

［比較例２］
実施例１のベンゾフェノン５質量部を１５質量部に変えた以外は実施例１と同様にした。
以上で得た塗料について、硬化性、耐湿性、ヒートサイクル性および視認性について評価した。

〔硬化性〕
実施例１〜３および比較例１、２で得られた塗料をガラス板に１００μｍ厚みになるように塗布し、日本電池株式会社製ＵＶ照射装置で、照射出力１２０ｍＷ／ｃｍ^２で総照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射して試験片を作製し、塗膜表面のタック性について評価した。

〔耐湿性〕
耐湿性については耐マイグレーション性について評価した。
実施例１〜３および比較例１、２で得られた塗料をＩＴＯ電極基板（Ｌ／Ｓ(ライン／スペース)＝３５／１５μｍ）に、１００μｍ厚みになるように塗布し、日本電池株式会社製ＵＶ照射装置で、照射出力１２０ｍＷ／ｃｍ^２で総照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射して試験片を作製し、６０℃、９０％ＲＨ、ＤＣ１０Ｖ条件にて高温高湿バイアス試験を実施し、耐マイグレーション性（絶縁抵抗変化、腐食性）について評価を実施した。なお耐腐食性については、６０℃、９０％ＲＨ、ＤＣ１０Ｖ、５００時間経過後、評価した。

〔ヒートサイクル性〕
実施例１〜３および比較例１、２で得られた塗料をガラス板に１００μｍ厚みになるように塗布し、日本電池株式会社製ＵＶ照射装置で、照射出力１２０ｍＷ／ｃｍ^２で総照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射して試験片を作製し、−３０℃、０．５時間⇔８５℃、０．５時間の条件を１サイクルとして、３００サイクル(３００時間)行い、塗膜外観(ワレ、基材からのはがれ等)について評価した。

〔視認性〕
実施例１〜３および比較例１、２で得られた塗料をガラス板に１００μｍ厚みになるように塗布し、日本電池株式会社製ＵＶ照射装置で、照射出力１２０ｍＷ／ｃｍ^２で総照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射して試験片を作製し、塗膜の色目について確認した。
それらの評価、測定結果をまとめて表１に示した。

［表１］

*1) ○：タックなし △：若干べとつき感あり ×：樹脂が手につく
*2) ○：腐食なく良好である △：点状腐食が発生 ×：線上腐食が発生し導通
*3) ○：良い(瞬時に確認可能) ×：悪い(瞬時に確認不可能)

表１に示したように、（Ｂ）成分の配合量の多い比較例１では、タックの硬化性、耐湿性、ヒートサイクル性に劣り、また、光重合開始剤の配合量の多い比較例２でも、タックの硬化性、耐湿性、ヒートサイクル性に劣る。これに対し、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分を用い、その配合量を適正にした、実施例１〜３の光硬化性防湿絶縁塗料は、硬化性、耐湿性ヒートサイクル性に優れた塗膜を形成する塗料であり、この塗料によって信頼性の向上された電子部品を製造することができる。また、着色剤を青色染料とすることで視認性が向上する。

Claims

（Ａ）数平均分子量が９００〜１０，０００で、末端がアクリロキシ基またはメタクリロキシ基であるポリブタジエン、（Ｂ）上記（Ａ）成分５０質量部に対して１〜５０質量部の不飽和二重結合を有する単量体、（Ｃ）上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して０．１〜１０質量部の光重合開始剤、及び（Ｄ）着色剤を含有してなる光硬化性防湿絶縁塗料。
（Ｂ）成分の不飽和二重結合を有する単量体が、３官能以下の単量体である請求項１記載の光硬化性防湿絶縁塗料。
（Ｄ）成分の着色剤が、青色染料である請求項１又は請求項２に記載の光硬化性防湿絶縁塗料。
請求項１〜３のいずれかに記載の光硬化性防湿絶縁塗料を電子部品に塗布し、硬化する防湿絶縁された電子部品の製造法。