JP2016004925A - フレキシブルプリント配線板及び電子部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム、このベースフィルムの表面側に積層される導電パターン、並びにベースフィルム及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが積層される側の面に接着層を介し積層されるカバーフィルムを備え、導電パターンのみが存在するフライングリード部を有するフレキシブルプリント配線板であって、接着層がシロキサン変性ポリイミド、エポキシ樹脂及び無機フィラーを含有し、シロキサン変性ポリイミドの重量平均分子量が25000以上150000以下である。
【選択図】図1A
Description
本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの表面側に積層される導電パターンと、上記ベースフィルム及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが積層される側の面に接着層を介して積層されるカバーフィルムとを備え、上記導電パターンのみが存在するフライングリード部を有するフレキシブルプリント配線板であって、上記接着層が、シロキサン変性ポリイミド、エポキシ樹脂及び無機フィラーを含有し、上記シロキサン変性ポリイミドの重量平均分子量(Mw)が25,000以上150,000以下である。
式(1)中、R1は、2価のジアミンシロキサン残基である。
式(2)中、R2は、2価の芳香族ジアミン残基である。
上記式(1)中、mは、上記シロキサン変性ポリイミドの全構造単位における上記第1構造単位のモル比率を表し、0.35以上0.65以下である。
上記式(2)中、nは、上記シロキサン変性ポリイミドの全構造単位における上記第2構造単位のモル比率を表し、0.35以上0.65以下である。
但し、mとnとの合計が1を超える場合はない。)
カラム:GMH−HR−H
移動相:N−メチル−2−ピロリドン
カラム温度:40℃
流速:0.5mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:10μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
以下、本発明の実施形態にかかるフレキシブルプリント配線板及び電子部品について説明する。
図1A〜図1Cのフレキシブルプリント配線板1は、ベースフィルム2、導電パターン3、カバーフィルム4及び接着層5を備える。また、当該フレキシブルプリント配線板1は、導体パターン3のみが存在するフライングリード部Fを有する。
ベースフィルム2は絶縁性及び可撓性を有する。このベースフィルム2の主成分としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、液晶ポリマー等が挙げられ、可撓性及び強度の観点からポリイミドが好ましい。ベースフィルム2は、ポリイミド等の例示した樹脂以外の他の樹脂、帯電防止剤等が含有されていてもよい。
導電パターン3は、ベースフィルム2の表面側に直接又は第2接着層を介して積層されるものである。図1B及び図1Cに示すように、導電パターン3は、ベース導体3a、表面処理層3b及びパッド3cを有している。上記第2接着層は後述する接着層5と同じものであってもよく、異なっていてもよいが、接着層5と同じものが好ましい。また、第2接着層の平均厚みも接着層5と同様のものとすることができる。
ベース導体3aは、例えば銅、アルミニウム等の金属箔をエッチングすることによって所望のパターンに形成されている。このベース導体3aの平均厚みの下限としては、特に限定はないが、2μmが好ましく、5μmがより好ましい。一方、ベース導体3aの平均厚みの上限としては、特に限定はないが、100μmが好ましく、75μmがより好ましい。この平均厚みが上記下限未満であると、導通性が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均厚みが上記上限を超えると可撓性が低下するおそれがあると共に薄型化の要請に反するおそれがある。
表面処理層3bは、ベース導体3aからの導電成分の漏出、又はベース導体3aへの導電成分に対する反応性成分(酸素、硫黄等)の拡散を防止するものである。すなわち、表面処理層3bは、耐油性を向上させる役割も果たす。この表面処理層3bは、ベース導体3aの表面を被覆しており、ベース導体3aの側面を一連に被覆していてもよい。表面処理層3bの材質としては、ベース導体3aからの導電成分の漏出又はベース導体3aへの反応性成分の拡散を防止できるものであれば特に限定されず、例えば金属、樹脂、セラミック、それらの混合物等が挙げられる。中でも、表面処理層3bの材質としては、Ni、Sn、Au、Alが好ましい。表面処理層3bは、単層として形成しても、複数層として形成してもよい。
パッド3cは、導電パターン3がカバーフィルム4に覆われずに露出した部分であり、この部分に外部との信号の送受を行う配線が接続され、また電子部品が実装される。パッド3cは、図1Bに示すように表面処理層3b上に金メッキ層等のメッキ層として形成される。このようなメッキ層は、例えば電解メッキにより形成することができる。
カバーフィルム4は、ベースフィルム2及び導電パターン3を含む積層体の導電パターン3が積層される側の面に接着層5を介して積層される。このカバーフィルム4は導電パターン3等を保護するものである。このカバーフィルム4は、UL−94 VTM−0を満たす難燃性を有することが好ましい。接着層5がある程度の難燃性を有することで、カバーフィルム4がVTM−0の難燃性を満たし、それによりカバーフィルム4を使用する当該フレキシブルプリント配線板1に難燃性を付与することができる。ここで、UL−94 VTM−0の難燃試験は、以下の標準サンプルを用いて行うものとする。
ポリイミドフィルム:東レ・デュポン社の「カプトン100H」(厚み25μm)
接着層の厚み:35μm
標準サンプルの作製方法:ポリイミドフィルム、接着剤及びポリイミドフィルムを積層し加熱加圧して接着する。なお、今回の評価では、加圧力を3MPa、加熱温度を180℃、加圧時間を45分として熱圧着することで標準サンプルを作製した。
接着層5は、カバーフィルム4をベースフィルム2及び導電パターン3を含む積層体の導電パターン3が積層される側の面に接着するものである。接着層5の平均厚みの下限としては、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。一方、接着層5の平均厚みの上限としては、100μmが好ましく、75μmがより好ましい。接着層5の平均厚みが上記下限未満の場合、カバーフィルム4と上記積層体との接着強度が不十分となるおそれがある。逆に、接着層5の平均厚みが上記上限を超えると、当該フレキシブルプリント配線板1の製造時におけるリフロー炉による半田付けの際、電子回路又は電子素子との接合時における超音波等による溶融接着の際などに接着層5中の残留溶剤が気化しボイドが多数形成され、剥離強度の低下や外観不良を引き起こす可能性が高くなる。なお、図1Cに示すように、接着層5には導電パターン3が埋め込まれるため、導電パターン3の最大厚みが大きい場合は、接着層5の最大厚みも大きくする必要がある。
上記シロキサン変性ポリイミドは、接着層5における主たる接着成分である。このシロキサン変性ポリイミドは、シロキサン骨格を有する構造単位を含むポリイミドである。シロキサン変性ポリイミドは、側鎖が不飽和二重結合を含まないもの、すなわちシロキサン変性ポリイミドの構造単位の側鎖が不飽和二重結合を含まないことが好ましい。シロキサン変性ポリイミドとしては、例えば下記式(1)で表される第1構造単位及び下記式(2)で表される第2構造単位を含むものが好ましい。
式(1)中、R1は、2価のジアミンシロキサン残基である。
式(2)中、R2は、2価の芳香族ジアミン残基である。
シロキサン変性ポリイミドは、酸二無水物成分とジアミノシロキサンを含むジアミン成分との縮合物として合成することができる。具体的には、シロキサン変性ポリイミドは、酸二無水物成分及びジアミン成分を有機溶媒に添加した反応溶液を用いてポリアミック酸溶液を生成させた後、加熱閉環(イミド化)させることにより重合体溶液として調製できる。
エポキシ樹脂は、接着層5の耐熱性、機械的強度等を向上させるものである。これは、エポキシ樹脂がシロキサン変性ポリイミドマトリクス中で単独で硬化するか、若しくはエポキシ樹脂が硬化する際にシロキサン変性ポリイミド末端のカルボン酸やアミンと反応することによってシロキサン変性ポリイミドを緩く架橋するためであると推定される。このエポキシ樹脂でシロキサン変性ポリイミドを架橋することにより、接着層5を形成する接着剤組成物の凝集力が大きくなり、接着層5の耐熱性、機械的強度等が向上するものと推察される。また同様に、高温高湿下における剥離強度の保持力も向上するが、これには凝集力の向上による透湿の抑制や、ポリイミドに比較して低い吸水率が影響しているものと推察される。
無機フィラーは、接着層5のベースフィルム2や導電パターン3に対する剥離強度、機械的強度等を向上させるものである。
フェノール樹脂は、エポキシ樹脂を架橋するものである。このフェノール樹脂には、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の他、キシレン樹脂、レゾルシン樹脂、レゾルシン変性フェノール樹脂、クレゾール変性フェノール樹脂、アルキルフェノール変性樹脂等が含まれる。このフェノール樹脂は、例えばフェノール成分とアルデヒド成分とから合成することができる。
「スミカノール610」(田岡化学工業社);
「タマノル1010R」、「タマノル100S」、「タマノル510」、「タマノル7509」、「タマノル7705」(以上、荒川化学工業社);
「ショウノールCKM−1634」、「ショウノールCKM−1636」、「ショウノールCKM−1737」、「ショウノールCKM−1282」、「ショウノールCKM−904」、「ショウノールCKM−907」、「ショウノールCKM−908」、「ショウノールCKM−983」、「ショウノールCKM−2400」、「ショウノールCKM−941」、「ショウノールCKM−2103」、「ショウノールCKM−2432」、「ショウノールCKM−5254」、「BKM−2620」、「BRP−5904」、「RM−0909」、「BLS−2030」、「BLS−3574」、「BLS−3122」、「BLS−362」、「BLS−356」、「BLS−3135」、「CLS−3940」、「CLS−3950」、「BRS−324」、「BRS−621」、「BLL−3085」、「BRL−113」、「BRL−114」、「BRL−117」、「BRL−134」、「BRL−274」、「BRL−2584」、「BRL−112A」、「BRL−120Z」、「CKS−3898」(以上、昭和電工社);
「SP−460B」、「SP103H」、「HRJ−1367」(以上、スケネクタディーケミカル社);
「レジトップPL2211」(群栄化学工業社);
「PR−HF−3」、「PR−53194」、「PR−53195」(住友ベークライト社);
「ニカノールPR1440」、「ニカノールL」、「ニカノールP100」(フドー社);
「プライオーフェン5010」、「プライオーフェン503」、「TD−447」(DIC社)等が挙げられる。
任意成分としては、可塑剤、難燃剤、難燃助剤、顔料、酸化防止剤、隠蔽剤、滑剤、加工安定剤、発泡剤、カップリング剤等が挙げられる。
トリメチルホスヘート、トリエチルホスヘート、トリブチルホスヘート、トリ−2−エチルヘキシルホスヘート、トリブトキシエチルホスヘート、トリオレイルホスヘート、トリフェニルホスヘート、トリクレジルホスヘート、トリキシレニルホスヘート、クレジルジフェニルホスヘート、キシレニルジフェニルホスヘート、2−エチルヘキシルジフェニルホスヘート等のリン酸エステル系可塑剤;
アジピン酸1,3ブチレングリコール類等のポリエステル系可塑剤;
ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジ−n −オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソノニルフタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸エステル系可塑剤;
ジメチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアゼレート、ジメチルセバケート、ジブチルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、メチル−アセチルリシノレート等の脂肪酸エステル系可塑剤などが挙げられる。これらの可塑剤は、単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリフェニル、パークロルペンタシクロデカン等の塩素系難燃剤;
エチレンビスペンタブロモベンゼン、エチレンビスペンタブロモジフェニル、テトラブロモエタン、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル、テトラブロモ無水フタル酸、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ヘキサブロモシクロデカン、臭化アンモニウム等の臭素系難燃剤;
トリアリルホスフェート、アルキルアリルホスフェート、アルキルホスフェート、ジメチルホスフォネート、ホスフォリネート、ハロゲン化ホスフォリネートエステル、トリメチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(2−クロロプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(ブロモクロロプロピル)ホスフェート、ビス(2,3ジブロモプロピル)2,3ジクロロプロピルホスフェート、ビス(クロロプロピル)モノオクチルホスフェート、ポリホスホネート、ポリホスフェート、芳香族ポリホスフェート、ジブロモネオペンチルグリコール、トリス(ジエチルホスフィン酸)アルミ等のリン酸エステル又はリン化合物;
ホスホネート型ポリオール、ホスフェート型ポリオール、ハロゲン元素等のポリオール類;
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、三酸化アンチモン、三塩化アンチモン、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アンチモン、ホウ酸、モリブテン酸アンチモン、酸化モリブテン、リン・窒素化合物、カルシウム・アルミニウムシリケート、ジルコニウム化合物、錫化合物、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム水和物、酸化銅、金属銅粉、炭酸カルシウム、メタホウ酸バリウム等の金属粉又は無機化合物;
メラミンシアヌレート、トリアジン、イソシアヌレート、尿素、グアニジン等の窒素化合物;
シリコーン系ポリマー、フェロセン、フマール酸、マレイン酸等のその他の化合物などが挙げられる。これらの中でも、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤が好ましい。臭素系難燃剤及び塩素系難燃剤は単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
フライングリード部Fは、当該フレキシブルプリント配線板1において導体パターン3のみが存在する部分である。また、フライングリード部Fは、当該フレキシブルプリント配線板1を電子回路又は電子素子と接続するために当該フレキシブルプリント配線板1に形成される領域である。図1A及び図1Bに示すように、フライングリード部Fでは板状の複数の接合用導体6が当該フレキシブルプリント配線板1の一端から、この端面と垂直に突出している。この接合用導体6は導体パターン3の一部であり、当該フレキシブルプリント配線板1を電子回路又は電子素子と接合する際に溶融する部分である。
フライングリード部Fを電子回路又は電子素子の端子等と重ね合わせ、直接又は接着剤等を介して接合することにより当該フレキシブルプリント配線板1を電子回路又は電子素子と電気的に接続することができる。上記接合方法としては、例えば半田付け、異方性導電性接着剤等の接着剤による接着、フライングリード部F及び電子回路又は電子素子の端子等の間に超音波又は高圧電流を付与することによる溶融接着等が挙げられる。これらの中で、超音波による溶融接着が好ましい。
次に、当該フレキシブルプリント配線板1を製造する方法について、図2A〜図2Dを参照しつつ説明する。当該フレキシブルプリント配線板1の製造方法は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム2を用い、このベースフィルム2の表面側に積層される銅製の導電パターン3を形成する工程、ベースフィルム2の導電パターン3が積層される側の面に接着層5を介してカバーフィルム4を積層する工程、及びベースフィルム2等をポリイミドエッチングなどで除去しフライングリード部Fを形成する工程を備える。
導電パターン形成工程においては、図2A〜図2Cに示すようにベースフィルム2に銅箔(銅膜)3Aを積層した銅張積層板7を用い、銅箔3Aをパターニングすることで所定の平面形状のベース導体3aを形成した後、このベース導体3aにNiメッキにより表面処理層3を形成する。
図2Aに示す銅張積層板7としては、ベースフィルム2に銅箔3Aを積層したものである。ベースフィルム2に銅箔3Aを積層する方法としては、例えばベースフィルム2に接着剤を用いて銅箔3Aを貼り合わせる接着法、銅箔3A上にベースフィルム2の材料である樹脂組成物を塗布するキャスト法、ベースフィルム2上にスパッタリングや蒸着法等で厚み数nmの薄い導電層(シード層)を形成した後、このシード層上に電解メッキで金属層を形成するスパッタ/メッキ法、金属箔を熱プレスで貼り付けるラミネート法等が挙げられる。
図2Bに示すように、銅箔3Aのパターニングは、公知の方法、例えばフォトエッチングにより行うことができる。フォトエッチングは、銅箔3Aの表面に所定のパターンを有するレジスト膜を形成した後に、レジスト膜から露出する導体層をエッチング液で溶解させ、レジスト膜を除去することにより行われる。
図2Cに示すように、表面処理層3bは、例えばメッキ処理、熱CVD、プラズマCVD等の化学蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法、ガス式溶射、電気的溶射等の溶射法などによって形成される。この表面処理層3bは、ベース導体3aにNi又はSnのメッキ処理を施すことにより形成すること、又はAlを蒸着することにより形成することが好ましい。
カバーフィルム積層工程においては、図2Dに示すように、まずカバーフィルム4の片面に接着層5を積層し、この積層体の接着層5側を表面処理層3b及びベースフィルム2に対向させた状態で載置する。続いて、ベースフィルム2及び導電パターン3と共にカバーフィルム4を加熱し接着層5を硬化させる。この加熱温度としては120℃以上200℃以下が好ましく、加熱時間としては1分以上60分以下が好ましい。加熱温度及び加熱時間を上記範囲とすることで、接着層5の接着性を効果的に発揮できると共にベースフィルム2等の変質を抑制することができる。加熱方法としては、特に限定されず、例えば熱プレス、オーブン、ホットプレート等の加熱手段を用いて加熱する方法等が挙げられ、熱プレスによる加圧加熱が好ましい。
フライングリード部形成工程においては、ベースフィルム2等の一部を除去し、接続用導体6を露出させることでフライングリード部Fを形成する。本工程では、上記カバーフィルム積層工程において導電パターン3の全面にカバーフィルム4が積層される場合はベースフィルム2及びカバーフィルム4が、上記カバーフィルム積層工程においてフライングリード部Fに対応する箇所にカバーフィルム4が積層されない場合はベースフィルム2のみが除去される。
当該フレキシブルプリント配線板1は、接着層5がエポキシ樹脂を含有することで、接着層5の耐熱性が向上するものと考えられる。エポキシ樹脂を含有することで接着層5の耐熱性が向上する理由は明確ではないが、エポキシ樹脂がシロキサン変性ポリイミドマトリクス中で単独で硬化するか、若しくはエポキシ樹脂が硬化の際にシロキサン変性ポリイミドの末端のカルボン酸やアミンと反応することによって緩く架橋されるためであると考えられる。また、かかるエポキシ樹脂による架橋により、接着層5の耐湿性、機械的強度が向上するものと考えられる。
当該電子部品は、当該フレキシブルプリント配線板1と電子回路又は電子素子とを備える。また、当該フレキシブルプリント配線板1の上記フライングリード部Fが301℃以上360℃未満の熱による溶融により上記電子回路又は電子素子と接合されている。
上記電子回路は、基板等の配線やその配線に電子素子が配設されたものである。この電子回路としては、公知のものを用いることができる。
上記電子素子は、一般に電子部品に用いられるものであれば特に限定されず、受動素子及び能動素子のいずれであってもよい。この電子素子としては、例えばコンデンサ、インダクタ、抵抗、発光ダイオード、光センサ、ICチップ等が挙げられる。
当該電子部品は、当該フレキシブルプリント配線板1を備え、カバーフィルム4と導電パターン3等とを接着する接着層5が特定の化合物を含有するため、特に短時間での耐熱性に優れる。従って、当該電子部品は、上記の高熱による電気的接合においても、接着層5の劣化等による当該フレキシブルプリント配線板1の劣化が少ない。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
酸無水物成分及びジアミン成分の種類及び配合比を表1に示す通りとし、以下に示す方法によりシロキサン変性ポリイミド(A1)〜(A8)を合成した。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に酸無水物としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.4:0.6のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリイミド前駆体溶液中のポリアミド樹脂の含有量が30質量%となる量に設定した。
反応溶液の温度として180℃で14時間反応させることでポリアミック酸を生成させてシロキサン変性ポリイミド前駆体溶液を得た以外は合成例1と同様にし、シロキサン変性ポリイミド(A2)を含む重合体溶液を得た。なお、シロキサン変性ポリイミド(A2)の重量平均分子量(Mw)は、75,000であった。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に、酸無水物としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.6:0.4のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリアミドの含有量が30質量%となる量に設定した。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に、酸無水物としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.5:0.5のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリイミド前駆体溶液中のポリアミド樹脂の含有量が30質量%となる量に設定した。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に、酸無水物としての4,4’−オキシジフタル酸無水物(ODPA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.5:0.5のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリアミドの含有量が30質量%となる量に設定した。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に、酸無水物としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.4:0.6のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリアミド含有量が30質量%となる量に設定した。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に、酸無水物としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.3:0.7のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリイミド前駆体溶液中のポリアミック酸の含有量が30質量%となる量に設定した。
有機溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に、酸無水物としての3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、芳香族ジアミンとしての2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)及びシロキサンジアミンとしての上記式(9)で表わされるアミン当量が420g/eqの化合物(PSA)を1.0:0.4:0.6のモル比で添加して反応溶液を得た。なお、反応溶液における有機溶媒の配合量は、シロキサン変性ポリイミドの含有量が30重量%となる量に設定した。
<実施例1>
溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドンとキシレンの1:1混合溶媒(質量比)に溶解したシロキサン変性ポリイミド(A1)100質量部(固形分相当量)、無機フィラーとしてのタルク(日本タルク社の「MICRO ACE K1」:平均粒径8μm)45質量部、エポキシ樹脂(DIC社の「EPICLON N695」(軟化点90℃〜100℃、エポキシ等量209g/eq〜219g/eq))4質量部、及び硬化剤としてのフェノール樹脂(日本化薬社の「GPH−65」)3質量部を混合することで接着剤組成物を得た。
下記表2に示す種類及び含有量の成分を用いた以外は、実施例1と同様に操作し、接着剤組成物を調製した。なお、表2中の「−」は、該当する成分を配合しなかったことを示す。
評価試料としては、下記方法に従い、図4に示す両面銅張積層板(評価試料1)、図5に示すカバーフィルム付銅張積層板(評価試料2)、この評価試料2の銅箔にニッケルメッキ処理を施したカバーフィルム付銅張積層板(評価試料3)、及び図6に示す孔付き片面銅張積層板(評価試料4)を作製した。
図4の評価試料1は、厚みが45μm〜55μmとなるように接着剤組成物を塗工した2枚の銅箔(平均厚み35μm)により、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社の「カプトン100H」;平均厚み25μm)を、加圧力を3MPa、加熱温度を180℃、加圧時間を45分として熱圧着することで作製した。また、銅箔としては、カッパーブライトで防錆処理したものを用いた。この防錆処理は、水溶性高分子であるポリオキシエチレンアルキルエーテルをイソプロピルアルコール及びヒドロキシ酪酸に溶解させた防錆溶液を用いて行った。なお、接着剤組成物は両面で同じものを使用した。
図5の評価試料2は、ポリイミドフィルム東レ・デュポン社の「カプトン100H」に厚みが45μm〜55μmとなるように接着剤組成物を塗工したカバーフィルムを、表面にカッパーブライト処理を施した平均厚み35μmの銅箔からなる銅張積層板に貼着することで作製した。カバーフィルムの貼着は、加圧力を3MPa、加熱温度を180℃、加圧時間を45分として熱圧着することで行った。なお、銅張積層板としては、平均厚み35μmの銅箔と平均厚み25μmのポリイミドフィルム(カプトン100H)をエポキシ樹脂系の接着剤で貼り合わせたものを使用した。なお、銅箔表面は評価試料1と同様にカッパーブライトで防錆処理している。
評価試料3は、図5の評価試料2の作製において、銅張積層板に無電解ニッケルメッキ処理を施すことで銅箔表面に平均厚みが0.1μmの表面処理層を形成した以外は、評価試料2と同様にして作製した。
図6の評価試料4の作製に当たっては、まず、ポリイミドフィルム東レ・デュポン社の「カプトン100H」に厚み45μm〜55μmとなるように接着剤組成物を塗工したカバーフィルムを形成した。次いで、このカバーフィルムに直径1.5mmの円形孔を開けた後、表面にカッパーブライト処理を施した平均厚み35μmの銅箔からなる銅張積層板にカバーフィルムを載置して加圧加熱して接着層を硬化させることで評価試料4を作製した。上記加圧加熱は加圧力を3MPa、加熱温度を180℃、加圧時間を45分として熱圧着することで行った。なお、銅箔としては、評価試料1と同様な手法によりカッパーブライトで防錆処理したものを用いた。
実施例1〜4及び比較例1〜8の接着剤組成物を使用した評価試料1〜4について、下記の手法に従い、流れ出し、剥離強度及びリフロー耐熱性の評価を実施した。評価結果を表3に示す。なお、表3における評価項目の「−」は、未評価(評価できなかった)であることを意味する。また、表中の(*)はATFオイルの染み込みが確認されたことを意味する。
剥離強度は、以下の5つの条件で、JIS−K−6854−2:1999「接着剤−はく離接着強さ試験方法−第2部:180度はく離」に準じてピール強度として測定した。この剥離強度は、島津製作所社の引張試験機「オートグラフAG−IS」を用いて測定した。なお、剥離強度の測定においては、評価試料2又は評価試料3の銅張積層板の端部の全体を挟むと共に、ポリイミドフィルムを固定して引きはがし力を作用させることで測定した。
剥離強度2:評価試料2を150℃で1,000時間放置した後の常温での剥離強度
剥離強度3:ニッケルメッキ処理を施した評価試料3を、150℃で1,000時間放置した後の常温での剥離強度
剥離強度4:評価試料2をトヨタ自動車社のATFオイル「トヨタ純正オートフルード(WS)」に浸漬した状態とし、150℃で1,000時間放置した後の常温での剥離強度
剥離強度5:評価試料2を作製した初期の150℃での剥離強度
剥離強度6:評価資料1を85℃、85%で1,000時間放置した後の常温での剥離強度
リフロー耐熱性は、評価試料1又は評価試料2を260℃の恒温槽に1分放置した後に変形の有無を確認することで評価した。評価基準は、以下の通りである。なお、表3におけるリフロー耐熱性1は評価試料1を用いた結果であり、リフロー耐熱性2は評価試料2を用いた結果である。
B:変形が認められる。
流れ出しは、円形孔を形成した評価試料4について、平面視における円形孔の内面からの接着剤の流出距離d(図7参照)を測定することで評価した。なお、接着剤組成物には、流出距離が200μm未満であることが求められる。
参考例1〜4の接着剤組成物は、無機フィラーとして表4に示す平均粒径及びアスペクト比のものを用いた以外は比較例3と同様にして調製した。なお、表4に示す無機フィラーB1〜B5は下記の通りである。
B2:日本タルク社の「MICRO ACE P8」
B3:日本タルク社の「GAT−40」
B4:日本タルク社の「MICRO ACE P2」
B5:日本ミストロン社の「ミストロンベーパータルク」
(実施例5)
平均厚み25μmのポリイミドフィルム(カプトン100H)に実施例4の接着剤組成物を平均厚み35μmとなるように塗工し、銅張積層板に熱貼着することでカバーフィルム付銅張積層板を得た。上記熱貼着時の加圧力は3MPa、加熱温度は180℃、加圧時間は45分であった。なお、銅張積層板としては、平均厚み35μmの銅箔をカッパーブライトで防錆処理し、平均厚み25μmのポリイミドフィルム(カプトン100H)をエポキシ樹脂系の接着剤で貼り合わせたものを使用した。
実施例4の接着剤組成物に代えてエポキシ樹脂系の接着剤を用いたほかは、上記実施例5と同様にして、カバーフィルム付銅張積層板を得た。
B:気泡が生じている。
2 ベースフィルム
3 導電パターン
3a ベース導体
3b 表面処理層
3c パッド
3A 銅箔
4 カバーフィルム
5 接着層
6 接合用導体
7 銅張積層板
F フライングリード部
Claims (12)
- 絶縁性及び可撓性を有するベースフィルムと、このベースフィルムの表面側に積層される導電パターンと、上記ベースフィルム及び導電パターンを含む積層体の導電パターンが積層される側の面に接着層を介して積層されるカバーフィルムとを備え、
上記導電パターンのみが存在するフライングリード部を有するフレキシブルプリント配線板であって、
上記接着層が、シロキサン変性ポリイミド、エポキシ樹脂及び無機フィラーを含有し、
上記シロキサン変性ポリイミドの重量平均分子量(Mw)が25,000以上150,000以下であるフレキシブルプリント配線板。 - 上記ベースフィルムと導電パターンとの間に、さらに第2接着層を備える請求項1に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記シロキサン変性ポリイミドが下記式(1)で表される第1構造単位及び下記式(2)で表される第2構造単位を含む請求項1又は請求項2に記載のフレキシブルプリント配線板。
式(1)中、R1は、2価のジアミンシロキサン残基である。
式(2)中、R2は、2価の芳香族ジアミン残基である。
上記式(1)中、mは、上記シロキサン変性ポリイミドの全構造単位における上記第1構造単位のモル比率を表し、0.35以上0.65以下である。
上記式(2)中、nは、上記シロキサン変性ポリイミドの全構造単位における上記第2構造単位のモル比率を表し、0.35以上0.65以下である。
但し、mとnとの合計が1を超える場合はない。) - 上記無機フィラーの含有量が上記シロキサン変性ポリイミド100質量部に対して10質量部以上100質量部以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記無機フィラーの平均粒径が2μm以上20μm以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記無機フィラーが板状であり、
上記無機フィラーのアスペクト比が5以上100以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。 - 上記エポキシ樹脂の含有量が上記シロキサン変性ポリイミド100質量部に対して50質量部以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記接着層がフェノール樹脂をさらに含有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記シロキサン変性ポリイミドの側鎖が不飽和二重結合を含まない請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 上記導電パターンが、ベース導体と、このベース導体における外表面の少なくとも一部に形成される1以上の表面処理層とを有し、
上記1以上の表面処理層の主成分がニッケル(Ni)、スズ(Sn)、金(Au)又はアルミニウム(Al)である請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。 - 85℃、85%RHの空気中に1,000時間放置した後の上記カバーフィルムと導電パターンとの剥離強度が3.4N/cm以上である請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のフレキシブルプリント配線板及びこのフレキシブルプリント配線板と電気的に接続される電子回路又は電子素子を備え、上記フレキシブルプリント配線板の上記フライングリード部が301℃以上360℃未満の熱による溶融により上記電子回路又は電子素子と接合されている電子部品。
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