JP2016088050A - 樹脂層付き金属膜 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価で十分な屈曲耐性、耐熱性を有する樹脂層付き金属膜を提供する。
【解決手段】金属膜1と、エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物を含む材料で構成された樹脂層2とを備え、ASTM−D−790に準じて測定される樹脂層2についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、ASTM−D−882に準じて測定される樹脂層2について引張伸び(破断伸度)が5%以上であり、前記硬化物のガラス転移温度(Tg)は、100℃以上であり、樹脂層2は、柔軟成分を含むものであるのが好ましく、前記柔軟成分は、前記硬化性樹脂と反応し得る官能基により、前記硬化性樹脂と反応し、樹脂層2中において、前記硬化物の分子の一部を構成するものである樹脂層2付き金属膜10。
【選択図】図1
【解決手段】金属膜1と、エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物を含む材料で構成された樹脂層2とを備え、ASTM−D−790に準じて測定される樹脂層2についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、ASTM−D−882に準じて測定される樹脂層2について引張伸び(破断伸度)が5%以上であり、前記硬化物のガラス転移温度(Tg)は、100℃以上であり、樹脂層2は、柔軟成分を含むものであるのが好ましく、前記柔軟成分は、前記硬化性樹脂と反応し得る官能基により、前記硬化性樹脂と反応し、樹脂層2中において、前記硬化物の分子の一部を構成するものである樹脂層2付き金属膜10。
【選択図】図1
Description
本発明は、樹脂層付き金属膜に関するものである。
電子部品等が実装される基板としては、回路形成用の金属膜と、絶縁性の樹脂材料で構成された樹脂層とを有する樹脂層付き金属膜が用いられている。
このような基板(樹脂層付き金属膜)としては、安価なリジッド基板が広く用いられている。
しかしながら、モバイル機器の内部のような狭い空間に設置される基板や、発光面が曲面部を有するLED照明機器に用いられる基板、自動車のリアランプ用・デイライト用の基板等には、ある程度の屈曲性が求められ、リジッド基板を適用するのは困難である。
このため、上記のような用途では、高価なフレキシブル基板が用いられていた(例えば、特許文献1参照)。
フレキシブル基板は、一般に、300℃以上の耐熱性を有し、多数回の屈曲にも耐える耐久性を有する等、非常に高い性能を有するものである。
しかしながら、上記のような用途では、このような過剰な性能は求められず、現状では、過剰性能のフレキシブル基板を用いており、費用対効果が著しく低いものであった。
本発明の目的は、安価で十分な屈曲耐性、耐熱性を有する樹脂層付き金属膜を提供することにある。
このような目的は、下記(1)〜(13)の本発明により達成される。
(1) 金属膜と、
エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物を含む材料で構成された樹脂層とを備え、
ASTM−D−790に準じて測定される前記樹脂層についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、
ASTM−D−882に準じて測定される前記樹脂層について引張伸び(破断伸度)が5%以上であることを特徴とする樹脂層付き金属膜。
(1) 金属膜と、
エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物を含む材料で構成された樹脂層とを備え、
ASTM−D−790に準じて測定される前記樹脂層についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、
ASTM−D−882に準じて測定される前記樹脂層について引張伸び(破断伸度)が5%以上であることを特徴とする樹脂層付き金属膜。
(2) 前記硬化物のガラス転移温度(Tg)は、100℃以上である上記(1)に記載の樹脂層付き金属膜。
(3) 前記樹脂層は、柔軟成分を含むものである上記(1)または(2)に記載の樹脂層付き金属膜。
(4) 前記柔軟成分は、前記硬化性樹脂と反応し得る官能基により、前記硬化性樹脂と反応し、前記樹脂層中において、前記硬化物の分子の一部を構成するものである上記(3)に記載の樹脂層付き金属膜。
(5) 前記樹脂層中における前記柔軟成分の含有率は、5質量%以上35質量%以下である上記(3)または(4)に記載の樹脂層付き金属膜。
(6) 前記樹脂層は、アルミナ粒子を含むものである上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(7) 前記硬化性樹脂のエポキシ当量が100以上である上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(8) 前記硬化物は、エポキシ当量が5000以上のフェノキシ樹脂に、多官能エポキシ化合物を反応させて得られたものである上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(9) 前記硬化物は、炭素数が4以上のn−アルキレン基を分子内に有するものである上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(10) 前記硬化物は、ポリジエン系骨格を有するものである上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(11) 前記樹脂層の体積抵抗率が1×1013Ω・cm以上である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(12) 前記樹脂層の厚さが10μm以上1000μm以下である上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
(13) 前記金属膜の厚さが5μm以上1000μm以下である上記(1)ないし(12)のいずれかに記載の樹脂層付き金属膜。
本発明によれば、安価で十分な屈曲耐性、耐熱性を有する樹脂層付き金属膜を提供することができる。
以下、本発明を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
≪樹脂層付き金属膜≫
まず、本発明の樹脂層付き金属膜について説明する。
≪樹脂層付き金属膜≫
まず、本発明の樹脂層付き金属膜について説明する。
図1は、本発明の樹脂層付き金属膜の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
なお、本明細書で参照する図面は、構成の一部を誇張して示したものであり、実際の寸法比率等を正確に反映したものではない。
なお、本明細書で参照する図面は、構成の一部を誇張して示したものであり、実際の寸法比率等を正確に反映したものではない。
樹脂層付き金属膜10は、金属膜1と、絶縁性を有する樹脂層2とを備えている。
樹脂層付き金属膜10は、回路基板の製造に用いられるものである。
樹脂層付き金属膜10は、回路基板の製造に用いられるものである。
<金属膜>
金属膜1は、樹脂層付き金属膜10を用いて製造される回路基板において、回路層となるものである。
金属膜1は、樹脂層付き金属膜10を用いて製造される回路基板において、回路層となるものである。
金属膜1は、金属材料で構成されたものであればよく、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、錫等から構成され、2種以上含んでいてもよいが、好ましくは、CuまたはCu合金で構成されたものである。
これにより、回路層の形成を容易に行うことができるとともに、回路層の導電性を特に優れたものとすることができる。また、樹脂層付き金属膜10の創造コストを抑制する観点からも好ましい。
金属膜1の厚さは、特に限定されないが、5μm以上1000μm以下であるのが好ましい。
金属膜1の厚さが前記範囲内の値であると、樹脂層付き金属膜10の耐久性等を特に優れたものとしつつ、柔軟性・屈曲性を特に優れたものとすることができる。また、金属膜1の厚さが前記範囲内の値であると、金属膜1を回路に加工する際の加工性を優れたものとしつつ、形成される回路を高電流用途にも好適に適用することができる。
金属膜1は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、組成の異なる部位を有するものであってもよい。例えば、金属膜1は、組成の異なる複数の層を有する積層体であってもよいし、組成が厚さ方向に傾斜的に変化する傾斜材料で構成されたものであってもよい。
<樹脂層>
樹脂層2は、回路基板において、絶縁性として機能するものである。
樹脂層2は、回路基板において、絶縁性として機能するものである。
樹脂層2は、エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物(Cステージの樹脂材料)を含む材料で構成されたものである。
エポキシ基を有する硬化性樹脂は、一般に、フレキシブル基板に用いられているポリイミド等に比べて安価であり、樹脂層付き金属膜のコストを低減させるうえで有利である。
また、エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物(Cステージの樹脂材料)は、一般に、十分な絶縁性、耐熱性を有しており、特殊な用途(例えば、250℃以上の環境温度で用いられるもの、数十万回の屈曲耐性が求められるもの等)でない限り、回路基板の絶縁層に求められる特性を十分に満足するものである。
そして、樹脂層2は、以下の条件を満足するものである。
すなわち、ASTM−D−790に準じて測定される樹脂層2についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、かつ、ASTM−D−882に準じて測定される樹脂層2について引張伸び(破断伸度)が5%以上である。
すなわち、ASTM−D−790に準じて測定される樹脂層2についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、かつ、ASTM−D−882に準じて測定される樹脂層2について引張伸び(破断伸度)が5%以上である。
このような条件を満足することにより、樹脂層付き金属膜10やこれを用いて製造される回路基板は、十分な柔軟性・屈曲耐性を有するものとなり、例えば、モバイル機器の内部のような狭い空間に設置される基板や、発光面が曲面部を有するLED照明機器に用いられる基板、自動車のリアランプ用・デイライト用の基板等のように、ある程度の屈曲性が求められる基板に好適に適用することができる。
これに対し、これらの条件を満足しない場合には、前述したような優れた効果が得られない。
すなわち、樹脂層2についての曲げ弾性率が小さすぎると、十分なコシ(張り)が得られず、部品実装やハンドリングが困難となる。
また、樹脂層2について引張伸び(破断伸度)が小さすぎると、十分な屈曲性が得られず、前述したような用途に適用することが困難となる。
また、樹脂層が、硬化性樹脂の硬化物(Cステージの樹脂材料)で構成されておらず、例えば、Bステージの樹脂材料で構成されたものである場合、樹脂層付き金属膜を用いて製造される回路基板についての寸法変化が大きく部品実装が困難であったり、リフロー耐熱性が不十分となる。
上記のように、ASTM−D−790に準じて測定される樹脂層2についての曲げ弾性率は、10MPa以上であればよいが、10MPa以上10GPa以下であるのが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮されるとともに、樹脂層付き金属膜10を用いて製造される回路基板に電子部品を実装する際の作業性を特に優れたものとすることができる。
また、ASTM−D−882に準じて測定される樹脂層2について引張伸び(破断伸度)は、5%以上であればよいが、30%以上300%以下であるのが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮されるとともに、樹脂層付き金属膜10を用いて製造される回路基板に電子部品を実装する際の作業性を特に優れたものとすることができる。
なお、曲げ弾性率は、例えば、テンシロンによる三点曲げ試験等を用いた測定により求めることができる。
また、引張伸び(破断伸度)は、例えば、テンシロンによる引張り試験等を用いた測定により求めることができる。
樹脂層2を構成する前記硬化物のガラス転移温度(Tg)は、100℃以上であるのが好ましく、130℃以上250℃以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような幅広い用途において、十分な耐熱性、耐久性を十分に発揮することができるとともに、樹脂層付き金属膜10の生産コストを抑制することができる。また、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとすることができる。
なお、ガラス転移温度は、例えば、JIS C 6481に基づいて、以下のようにして計測することができる。
すなわち、動的粘弾性測定装置(例えば、ティー・エイ・インスツルメント社製DMA/983等)を用いて窒素雰囲気(200ml/分)のもと引張荷重をかけて、周波数1Hz、−50℃から300℃の温度範囲を昇温速度5℃/分の条件で測定し、tanδのピーク位置よりガラス転移温度Tgを求めることができる。
また、樹脂層2の絶縁破壊電圧は、30kV/mm以上であるのが好ましく、50kV/mm以上であるのがより好ましい。
エポキシ基を有する硬化性樹脂としては、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ基を有する硬化性樹脂のエポキシ当量は、100以上であるのが好ましく、500以上5000以下であるのがより好ましい。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性、屈曲耐性、耐熱性を特に優れたものとすることができる。
エポキシ基を有する硬化性樹脂としては、芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)の少なくともいずれか一方を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
このようなエポキシ樹脂を使用することで、ガラス転移温度を高くするとともに、樹脂層2の強度、熱伝導性を特に優れたものとすることができる。
芳香環あるいは脂肪環構造を有するエポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、2種類以上を併用したりすることもできる。
また、ガラス転移温度をより一層高くでき、樹脂層2のボイドの発生を抑制し、樹脂層2の強度、熱伝導性をさらに優れたものとすることができ、かつ絶縁破壊電圧を向上できる観点から、エポキシ樹脂としては、ナフタレン型エポキシ樹脂が特に好ましい。ここで、ナフタレン型エポキシ樹脂とは、ナフタレン環骨格を有し、かつ、グリシジル基(エポキシ基)を2つ以上有するものをいう。
前記硬化性樹脂を構成する全エポキシ樹脂:100質量部に対するナフタレン型エポキシ樹脂の含有量は、好ましくは20質量部以上80質量部以下であり、より好ましくは40質量部以上60質量部以下である。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、以下の下記式(5)で表されるもの、下記式(6)で表されるもの、下記式(7)で表されるもの等を用いることができる。なお、下記式(6)において、m、nはナフタレン環上の置換基の個数を示し、それぞれ独立して1以上7以下の整数を示している。また、下記式(7)においては、Meはメチル基を示し、l、m、nは1以上の整数である。ただし、l、m、nは10以下であることが好ましい。
なお、上記式(6)の化合物の中でも、特に、下記式(6−1)、下記式(6−2)、下記式(6−3)で表されるものが好ましい。
また、ナフタレン型エポキシ樹脂としては、以下の下記式(8)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂も使用できる。
上記式(8)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の中でも特に好ましいものとしては、例えば、下記式(10)で表されるものが挙げられる。
上記式(10)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の中でも特に好ましいものとしては、例えば、下記式(12)、下記式(13)、下記式(14)、下記式(15)、下記式(16)で表されるものが挙げられる。
また、エポキシ樹脂としては、前述したようなエポキシ樹脂よりも柔軟性の高いエポキシ樹脂(柔軟成分としてのエポキシ樹脂)を用いることができる。例えば、芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)を有しない脂肪族エポキシ樹脂、ポリジエン骨格を有するエポキシ樹脂、炭素数が4以上のn−アルキレン基を有するエポキシ樹脂等を用いることができる。
これにより、樹脂層付き金属膜10の絶縁性、耐久性等を十分に優れたものとしつつ、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとすることができる。
特に、ポリジエン系骨格を有するエポキシ樹脂を用いることにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性、金属膜1と樹脂層2との密着性を特に優れたものとすることができる。
また、炭素数が4以上のn−アルキレン基を有するエポキシ樹脂を用いることにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性、金属膜1と樹脂層2との密着性を特に優れたものとすることができる。
ポリジエン系骨格を有するエポキシ樹脂としては、例えば、下記式(18)、下記式(26)で表されるものが挙げられる。
このようなエポキシ樹脂を含むことにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
式(18)において、l、m、n、p、q、rは、それぞれ独立に0以上の整数であればよいが、lは1以上5以下の整数であるのが好ましく、mは5以上20以下の整数であるのが好ましく、nは0以上8以下の整数であるのが好ましく、pは0以上8以下の整数であるのが好ましく、qは3以上12以下の整数であるのが好ましく、rは0以上4以下の整数であるのが好ましい。
また、式(26)において、l、m、nは、それぞれ独立に0以上の整数であればよいが、lは1以上12以下の整数であるのが好ましく、mは8以上30以下の整数であるのが好ましく、nは0以上10以下の整数であるのが好ましい。
炭素数が4以上のn−アルキレン基を有するエポキシ樹脂としては、例えば、下記式(19)、下記式(20)で表されるものが挙げられる。
このようなエポキシ樹脂を含むことにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
また、芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)の少なくともいずれか一方を有するエポキシ樹脂と、上述したような柔軟性の高いエポキシ樹脂とを併用することにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとしつつ、耐熱性等も特に優れたものとすることができる。
芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)の少なくともいずれか一方を有するエポキシ樹脂と、上述したような柔軟性の高いエポキシ樹脂(柔軟性エポキシ樹脂)とを併用する場合、樹脂層2を構成する硬化物中に含まれる芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)の少なくともいずれか一方を有するエポキシ樹脂の含有率をXc[質量%]、樹脂層2を構成する硬化物中に含まれる上述したような柔軟性の高いエポキシ樹脂(柔軟性エポキシ樹脂)の含有率をXf[質量%]としたとき、0.5≦Xc/Xf≦2.0の関係を満足するのが好ましく、0.7≦Xc/Xf≦1.6の関係を満足するのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
エポキシ基を有する硬化性樹脂としては、フェノキシ樹脂を用いてもよい。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとすることができる。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとすることができる。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂、イミド骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。
これらの中でも、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型のフェノキシ樹脂、イミド骨格を有するフェノキシ樹脂、ビスフェノールアセトフェノン骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのが好ましい。また、上記のうち複数の骨格を有するフェノキシ樹脂を用いてもよい。
フェノキシ樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、5.0×103以上8.0×104以下が好ましい。
なお、本明細書において、重量平均分子量とは、特に断りのない限り、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の値である。
また、前述したようなエポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを併用してもよい。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとしつつ、耐熱性等も特に優れたものとすることができる。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとしつつ、耐熱性等も特に優れたものとすることができる。
特に、樹脂層2を構成する硬化物は、エポキシ当量が5000以上のフェノキシ樹脂に、多官能エポキシ化合物を反応させて得られたものであるのが好ましい。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとしつつ、耐熱性等も特に優れたものとすることができる。
前述したようなエポキシ樹脂と、フェノキシ樹脂とを併用する場合、樹脂層2を構成する硬化物中に含まれる前記エポキシ樹脂の含有率をXe[質量%]、樹脂層2を構成する硬化物中に含まれるフェノキシ樹脂の含有率をXp[質量%]としたとき、0.4≦Xe/Xp≦2.8の関係を満足するのが好ましく、0.5≦Xe/Xp≦2.5の関係を満足するのがより好ましい。
これにより、前述したようなエポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを併用することによる効果がより顕著に発揮される。
また、樹脂層2を構成する硬化物は、その一部に、前述したようなエポキシ基を有する硬化性樹脂以外の成分を含むものであってもよい。
例えば、樹脂層2を構成する硬化物は、その分子内に、エポキシ基を有する硬化性樹脂と反応し得る官能基を有し、当該官能基により硬化性樹脂と反応した柔軟成分(樹脂層2を柔軟にさせる機能を有する成分)を含むものであってもよい。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとしつつ、耐熱性等も特に優れたものとすることができる。
このような柔軟成分(硬化物の一部を構成する柔軟成分)としては、例えば、末端にカルボキシル基を含有する、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体(CTBN、例えば、下記の式(17)で示され、xが0.05以上0.2以下、yが0.8以上0.95以下(xとyはモル比を示し、x+y=1である)、zが50以上70以下である化合物。例えば、商品名CTBN1300X(宇部興産社製))、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミド−ポリ(ブタジエン−アクリロニトリル)ブロック共重合体(例えば、商品名KAYAFLEX BPAM−155(日本化薬社製、末端はアミド基))等が挙げられる。
これにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとしつつ、耐熱性等も特に優れたものとすることができる。
樹脂層2は、前述した硬化物以外の成分を含むものであってもよい。
このような成分としては、例えば、充填剤、柔軟成分(硬化物の一部を構成しない柔軟成分)、酸化防止剤、カップリング剤、消泡剤、レベリング剤等が挙げられる。
このような成分としては、例えば、充填剤、柔軟成分(硬化物の一部を構成しない柔軟成分)、酸化防止剤、カップリング剤、消泡剤、レベリング剤等が挙げられる。
樹脂層2を構成する充填剤(フィラー)としては、例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩;酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカ等の酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩;ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩;窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物;チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等が挙げられる。
充填剤は、例えば、球形、針状、ファイバー状、ストランド状、鱗片状等、いかなる形状をなすものであってもよい。
また、樹脂層2は、ガラス不織布、アラミド不織布等、シート状部材(特に、硬化性樹脂等が含浸する空隙を有するもの)を含むものであってもよい。これにより、樹脂層付き金属膜10の耐久性等を特に優れたものとすることができる。
特に、樹脂層2が、アルミナ粒子を含むものであると、樹脂層付き金属膜10の重量(比重)が大きくなることや樹脂層付き金属膜10の柔軟性が損なわれることを十分に防止しつつ、樹脂層付き金属膜10の強度、耐久性を特に優れたものとすることができるとともに、樹脂層2の熱伝導性を特に優れたものとすることができる。また、樹脂層2の熱膨張係数を特に低いものとすることができる。
充填剤の平均粒子径は、特に限定されないが、0.1μm以上50μm以下であるのが好ましい。
本明細書において、平均粒子径とは、特に断りのない限り、体積基準の平均粒子径のことを指す。
なお、粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置SALD−7000を用いて、水中に対象粒子を1分間超音波処理することにより分散させ、測定することができる。
樹脂層2が充填剤を含むものである場合、樹脂層2中における充填剤の含有率は、10体積%以上80体積%以下であるのが好ましい。
これにより、前述したようなエポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物を含むことによる効果を確実に発揮させつつ、充填剤を含むことによる効果がより顕著に発揮される。
また、硬化物以外の構成成分としての柔軟成分を含むことにより、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性や、耐熱性等の各種特性の調整をより簡単に行うことができる。
このような柔軟成分(硬化物以外の構成成分としての柔軟成分)としては、例えば、アクリルゴム、ニトリルゴム(NBR)等の各種ゴム、ゴム変性ポリアミド、アクリル系熱可塑性エラストマー等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
なお、カルボン酸変性エチレンアクリルゴムは、例えば、下記式(1)、下記式(2)および下記式(3)で示される各部分構造を有するものである。
樹脂層2中における柔軟成分(硬化物の構成成分の一部をなすもの、および、硬化物以外の成分として含まれるもの)の含有率は、5質量%以上35質量%以下であるのが好ましく、7質量%以上30質量%以下であるのがより好ましい。
これにより、樹脂層付き金属膜10の耐久性等を十分に優れたものとしつつ、柔軟性・屈曲性を特に優れたものとすることができる。
樹脂層2の形成に用いる組成物(層形成用組成物)としては、前述した成分(硬化性樹脂、無機充填剤、柔軟成分等)に加え、他の成分を用いてもよい。
このような成分としては、例えば、硬化剤、カップリング剤、各種溶媒、消泡剤、レベリング剤等が挙げられる。
硬化剤を用いることにより、硬化性樹脂の硬化反応を比較的穏やかな条件で、速やかに進行させることができ、樹脂層2の形成効率、樹脂層付き金属膜10の生産性を特に優れたものとすることができる。
また、カップリング剤を用いることにより、金属膜1と樹脂層2との密着性、樹脂層付き金属膜10の耐久性、信頼性を特に優れたものとすることができる。
硬化剤としては、例えば、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)、トリスアセチルアセトナートコバルト(III)等の有機金属塩;ジシアンジアミド、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソフォロンジアミン、ノルボルネンジアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン等のアミン系硬化剤;2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−イミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−エチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシイミダゾール等のイミダゾール系硬化剤;トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、1,2−ビス−(ジフェニルホスフィノ)エタン等の有機リン化合物;フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノール等のフェノール化合物;酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸や、これらの誘導体等が挙げられる。硬化剤として、これらの中のから選択される1種類を単独で用いることもできるし、これらの中から2種類以上を併用したりすることもできる。
これらの中でも、接着性に優れ、かつ比較的低温で反応し、耐熱性が優れた硬化物が得られる点で、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤が好ましい。
カップリング剤としては、例えば、カップリング剤として知られている各種材料を用いることができるが、具体的には、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる1種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。
溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、n−ヘキサン、メタノール、エタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセロソルブ、メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等を挙げることができる。
樹脂層2の体積抵抗率は、1×1013Ω・cm以上であるのが好ましく、1×1015Ω・cm以上1×1016Ω・cm以下であるのがより好ましい。
これにより、樹脂層2の絶縁性を十分に優れたものとすることができる。
これにより、樹脂層2の絶縁性を十分に優れたものとすることができる。
樹脂層2の厚さは、特に限定されないが、10μm以上1000μm以下であるのが好ましく、40μm以上300μm以下であるのがより好ましい。
樹脂層2の厚さが前記範囲内の値であると、十分な絶縁性を確保しつつ、樹脂層付き金属膜10の柔軟性・屈曲耐性を特に優れたものとすることができる。また、樹脂層付き金属膜10の全体としての放熱性を特に優れたものとすることができるとともに、金属膜1と樹脂層2との熱膨張率差による熱応力の発生をより効果的に緩和することができ、金属膜1と樹脂層2と密着性、樹脂層付き金属膜10の耐久性を特に優れたものとすることができる。
樹脂層2は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、組成の異なる部位を有するものであってもよい。例えば、樹脂層2は、組成の異なる複数の層を有する積層体であってもよいし、組成が厚さ方向に傾斜的に変化する傾斜材料で構成されたものであってもよい。
≪回路基板、実装基板≫
次に、前述したような本発明の樹脂層付き金属膜を用いて製造される回路基板、実装基板について説明する。
次に、前述したような本発明の樹脂層付き金属膜を用いて製造される回路基板、実装基板について説明する。
上述したような樹脂層付き金属膜10は、エッチング等により、金属膜1を所定のパターンにすることにより、回路を形成して回路基板として用いる。また、樹脂層付き金属膜10(エッチング等により金属膜1を所定のパターンとした樹脂層付き金属膜10)は、積層して用いることにより、多層回路基板が得られる。この場合、樹脂層付き金属膜10の間に、絶縁シートを介挿して多層回路基板を製造してもよい。
そして、上記のような回路基板は、電子部品を実装して実装基板として用いられる。この際、最外層にソルダーレジストを形成し、露光・現像により電子部品が実装できるよう接続用電極部を露出させてもよい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明の樹脂層付き金属膜は、前述したような金属膜(回路形成用の金属膜)、樹脂層(絶縁層として機能する樹脂層)に加え、放熱層として機能する金属板を備えるものとであってよい。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[1]樹脂層形成用組成物の調製
(調製例1)
イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800)を、シクロヘキサノンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で75質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例1)
イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800)を、シクロヘキサノンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で75質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例2)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):38.8質量部、低吸水フェノキシ樹脂(ビスフェノールアセトフェノン骨格を有するフェノキシ樹脂、三菱化学社製、YX7200、重量平均分子量3.0×104、エポキシ当量:9000):58.3質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):2.4質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で73質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):38.8質量部、低吸水フェノキシ樹脂(ビスフェノールアセトフェノン骨格を有するフェノキシ樹脂、三菱化学社製、YX7200、重量平均分子量3.0×104、エポキシ当量:9000):58.3質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):2.4質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で73質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例3)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):27.2質量部、イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800)40.8質量部、柔軟成分としてのアクリル系熱可塑性エラストマー(クラレ社製、LA4285):30.0質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):1.7質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.3重量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で73質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):27.2質量部、イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800)40.8質量部、柔軟成分としてのアクリル系熱可塑性エラストマー(クラレ社製、LA4285):30.0質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):1.7質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.3重量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で73質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例4)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量170):68.0質量部、柔軟成分としてのゴム変性ポリアミド(日本化薬社製、BPAM−155):30.0質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.0重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で64質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量170):68.0質量部、柔軟成分としてのゴム変性ポリアミド(日本化薬社製、BPAM−155):30.0質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.0重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で64質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例5)
低吸水フェノキシ樹脂(ビスフェノールアセトフェノン骨格を有するフェノキシ樹脂、三菱化学社製、YX7200、重量平均分子量3.0×104、エポキシ当量:9000):70.0質量部、柔軟成分としてのアクリル系熱可塑性エラストマー(クラレ社製、LA4285):30.0質量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で88質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
低吸水フェノキシ樹脂(ビスフェノールアセトフェノン骨格を有するフェノキシ樹脂、三菱化学社製、YX7200、重量平均分子量3.0×104、エポキシ当量:9000):70.0質量部、柔軟成分としてのアクリル系熱可塑性エラストマー(クラレ社製、LA4285):30.0質量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で88質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例6)
ポリジエン骨格を有するエポキシ樹脂としての液状ポリブタジエンエポキシ樹脂(ダイセル社製、PB3600、エポキシ当量:190):97.5重量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.5重量部を、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で95質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ポリジエン骨格を有するエポキシ樹脂としての液状ポリブタジエンエポキシ樹脂(ダイセル社製、PB3600、エポキシ当量:190):97.5重量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.5重量部を、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で95質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例7)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):38.7質量部、柔軟成分としての超可撓性エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7217−1000、エポキシ当量:1124):29.1質量部、イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800):29.1質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):2.7質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で71質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):38.7質量部、柔軟成分としての超可撓性エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7217−1000、エポキシ当量:1124):29.1質量部、イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800):29.1質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):2.7質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で71質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例8)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):37.6質量部、柔軟成分としての液状ポリブタジエンエポキシ樹脂(ダイセル社製、PB3600、エポキシ当量:190):56.5重量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):5.5質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で68質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):37.6質量部、柔軟成分としての液状ポリブタジエンエポキシ樹脂(ダイセル社製、PB3600、エポキシ当量:190):56.5重量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):5.5質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で68質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例9)
柔軟成分としての超可撓性エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7217−1000、エポキシ当量:1124):49.5質量部、低吸水フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX7200、重量平均分子量:3.0×104、エポキシ当量:9000):49.5質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):0.5質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で78質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
柔軟成分としての超可撓性エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7217−1000、エポキシ当量:1124):49.5質量部、低吸水フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX7200、重量平均分子量:3.0×104、エポキシ当量:9000):49.5質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):0.5質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で78質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例10)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):19.4質量部、柔軟成分としての超可撓性エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7217−1000、エポキシ当量:1124):14.5質量部、イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800):14.5質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):1.3質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.2重量部、球状アルミナ(平均粒子径:3.6μm、日本軽金属社製、LS−210B):50.0質量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で86質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):19.4質量部、柔軟成分としての超可撓性エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7217−1000、エポキシ当量:1124):14.5質量部、イミド骨格含有フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YL7827、重量平均分子量:2.3×104、エポキシ当量:6800):14.5質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):1.3質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.2重量部、球状アルミナ(平均粒子径:3.6μm、日本軽金属社製、LS−210B):50.0質量部を、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で86質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例11)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量170):68.0質量部、柔軟成分としてのカルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム(宇部興産社製、CTBN−1300X):30.0質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.0重量部を、メチルエチルケトン、トルエン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で64質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量170):68.0質量部、柔軟成分としてのカルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム(宇部興産社製、CTBN−1300X):30.0質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.0重量部を、メチルエチルケトン、トルエン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で64質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例12)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):94.0質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):5.5質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で68質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):94.0質量部、硬化剤としてのジシアンジアミド(デグサ社製):5.5質量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):0.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で68質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
(調製例13)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):97.5重量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で86質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、830S、エポキシ当量:170):97.5重量部、硬化剤としての2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製):2.5重量部を、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミドに溶解・混合させ、高速撹拌装置を用い撹拌して、固形分基準で86質量%のワニス状の樹脂層形成用組成物を得た。
[2]樹脂層付き金属膜の製造
(実施例1〜11)
それぞれ、前記調製例1〜11で得られたワニス状の樹脂層形成用組成物を用い、以下のようにして樹脂層付き金属膜を製造した。
(実施例1〜11)
それぞれ、前記調製例1〜11で得られたワニス状の樹脂層形成用組成物を用い、以下のようにして樹脂層付き金属膜を製造した。
まず、厚さ:35μmの銅箔を用意した。
この銅箔の表面に、ダイコーターにより、樹脂層形成用組成物を付与し、150℃に加熱し、溶媒を除去した。
この銅箔の表面に、ダイコーターにより、樹脂層形成用組成物を付与し、150℃に加熱し、溶媒を除去した。
その後、195℃で加熱し、樹脂層形成用組成物を硬化させ、樹脂層を形成し、樹脂層付き金属膜を得た。
(比較例1、2)
それぞれ、樹脂層形成用組成物として、前記調整例12、13で調製したものを用いた以外は、前記実施例と同様にして樹脂層付き金属膜を得た。
それぞれ、樹脂層形成用組成物として、前記調整例12、13で調製したものを用いた以外は、前記実施例と同様にして樹脂層付き金属膜を得た。
前記実施例および比較例の樹脂層付き金属膜について、製造に用いた樹脂層形成用組成物、ASTM−D−790に準じて測定した樹脂層についての曲げ弾性率、ASTM−D−882に準じて測定した樹脂層について引張伸び(破断伸度)を表1にまとめて示す。なお、曲げ弾性率、引張伸び(破断伸度)の測定は、エッチングにより樹脂層付き金属膜から金属膜(銅箔)を除去することにより得られた試料について行った。曲げ弾性率の測定には、テンシロン(ヤマト科学社製)を用い、引張伸び(破断伸度)の測定には、テンシロン(ヤマト科学社製)を用いた。
[3]評価
[3.1]耐熱性
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、50mm×50mmの大きさに押切カッターでカットした後、JIS C 6481に基づき、260℃のはんだ槽に120秒間浮かべたときの、樹脂層付き金属膜の様子を目視で観察し、以下の評価基準に従い評価した。
[3.1]耐熱性
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、50mm×50mmの大きさに押切カッターでカットした後、JIS C 6481に基づき、260℃のはんだ槽に120秒間浮かべたときの、樹脂層付き金属膜の様子を目視で観察し、以下の評価基準に従い評価した。
○:膨れ、はがれなどの異常が無い。
×:膨れ、はがれなどの異常が認められる。
×:膨れ、はがれなどの異常が認められる。
[3.2]屈曲耐性
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×25mmの大きさに押切カッターでカットした後、樹脂層を外側にして、中央付近をR=0.5mmの丸棒に押し当て90°に屈曲させ、屈曲部の様子を目視により観察し、以下の基準に従い評価した。
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×25mmの大きさに押切カッターでカットした後、樹脂層を外側にして、中央付近をR=0.5mmの丸棒に押し当て90°に屈曲させ、屈曲部の様子を目視により観察し、以下の基準に従い評価した。
A:屈曲部において、樹脂層のひび割れが全く認められない。
B:屈曲部において、樹脂層のひび割れがほとんど認められない。
C:屈曲部において、樹脂層の微小なひび割れがわずかに認められる。
D:屈曲部において、樹脂層の微小なひび割れが認められるものの、大きなひび割れ
(長さ:2mm以上)は認められない。
E:屈曲部において、樹脂層の大きなひび割れ(長さ:2mm以上)または剥離がは
っきりと認められる。
B:屈曲部において、樹脂層のひび割れがほとんど認められない。
C:屈曲部において、樹脂層の微小なひび割れがわずかに認められる。
D:屈曲部において、樹脂層の微小なひび割れが認められるものの、大きなひび割れ
(長さ:2mm以上)は認められない。
E:屈曲部において、樹脂層の大きなひび割れ(長さ:2mm以上)または剥離がは
っきりと認められる。
[3.3]反復屈曲耐性
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×25mmの大きさに押切カッターでカットした。次に、樹脂層を外側にして、R=5.0mmで90°に屈曲させた後、樹脂層を内側にして、R=5.0mmで90°に屈曲させる操作を繰り返し行い、目視による観察で、樹脂層に長さ1.0mm以上のひび割れが生じるまでの前記操作の回数を求め、以下の基準に従い評価した。
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×25mmの大きさに押切カッターでカットした。次に、樹脂層を外側にして、R=5.0mmで90°に屈曲させた後、樹脂層を内側にして、R=5.0mmで90°に屈曲させる操作を繰り返し行い、目視による観察で、樹脂層に長さ1.0mm以上のひび割れが生じるまでの前記操作の回数を求め、以下の基準に従い評価した。
A:前記操作を4回行っても、長さ1.0mm以上のひび割れが発生しなかった。
B:前記操作を4回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
C:前記操作を3回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
D:前記操作を2回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
E:前記操作を1回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
B:前記操作を4回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
C:前記操作を3回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
D:前記操作を2回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
E:前記操作を1回行った時点で、長さ1.0mm以上のひび割れが発生した。
[3.4]導体密着力
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×25mmの大きさに押切カッターでカットした。次に、100mm×10mmの金属膜を残すようにエッチング後、JIS C 6481に基づき、90°ピール試験により引き剥がし強さを以下の基準に従い評価した。
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×25mmの大きさに押切カッターでカットした。次に、100mm×10mmの金属膜を残すようにエッチング後、JIS C 6481に基づき、90°ピール試験により引き剥がし強さを以下の基準に従い評価した。
A:引き剥がし強さが2.0kN/m以上であった。
B:引き剥がし強さが1.5kN/m以上2.0kN/m未満であった。
C:引き剥がし強さが1.0kN/m以上1.5kN/m未満であった。
D:引き剥がし強さが0.5kN/m以上1.0kN/m未満であった。
E:引き剥がし強さが0.5kN/m未満であった。
B:引き剥がし強さが1.5kN/m以上2.0kN/m未満であった。
C:引き剥がし強さが1.0kN/m以上1.5kN/m未満であった。
D:引き剥がし強さが0.5kN/m以上1.0kN/m未満であった。
E:引き剥がし強さが0.5kN/m未満であった。
[3.5]絶縁性評価
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×100mmの大きさに押切カッターでカットした後、金属膜(銅箔)をエッチングにより除去し、試料を作製した。耐電圧試験器(MODEL7473、EXTECH Electronics社製)を用いて、樹脂層とアルミニウム板に電極を接触せしめて、両電極に0.5kV/秒の速度で電圧が上昇するように、交流電圧を印加した。樹脂層付き金属膜の樹脂層が破壊した電圧を樹脂層の厚みで割り、単位厚み(mm)あたりの絶縁破壊電圧(kW/mm)を求め、以下の基準に従い評価した。絶縁破壊電圧が大きいほど、絶縁性に優れているといえる。
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×100mmの大きさに押切カッターでカットした後、金属膜(銅箔)をエッチングにより除去し、試料を作製した。耐電圧試験器(MODEL7473、EXTECH Electronics社製)を用いて、樹脂層とアルミニウム板に電極を接触せしめて、両電極に0.5kV/秒の速度で電圧が上昇するように、交流電圧を印加した。樹脂層付き金属膜の樹脂層が破壊した電圧を樹脂層の厚みで割り、単位厚み(mm)あたりの絶縁破壊電圧(kW/mm)を求め、以下の基準に従い評価した。絶縁破壊電圧が大きいほど、絶縁性に優れているといえる。
A:絶縁破壊電圧が50kW/mm以上であった。
B:絶縁破壊電圧が40kW/mm以上50kW/mm未満であった。
C:絶縁破壊電圧が30kW/mm以上40kW/mm未満であった。
D:絶縁破壊電圧が20kW/mm以上30kW/mm未満であった。
E:絶縁破壊電圧が20kW/mm未満であった。
B:絶縁破壊電圧が40kW/mm以上50kW/mm未満であった。
C:絶縁破壊電圧が30kW/mm以上40kW/mm未満であった。
D:絶縁破壊電圧が20kW/mm以上30kW/mm未満であった。
E:絶縁破壊電圧が20kW/mm未満であった。
[3.6]屈曲後の絶縁性評価
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×100mmの大きさに押切カッターでカットした後、樹脂層を外側にして、中央付近をR=3.0mmの丸棒に押し当て90°に屈曲させた。次に、金属膜にローラーを押し当て平板状とした後、金属膜(銅箔)をエッチングにより除去し、試料を作製した。耐電圧試験器(MODEL7473、EXTECH Electronics社製)を用いて、樹脂層とアルミニウム板に電極を接触せしめて、両電極に0.5kV/秒の速度で電圧が上昇するように、交流電圧を印加した。樹脂層付き金属膜の樹脂層が破壊した電圧を樹脂層の厚みで割り、単位厚み(mm)あたりの絶縁破壊電圧(kW/mm)を求め、以下の基準に従い評価した。
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×100mmの大きさに押切カッターでカットした後、樹脂層を外側にして、中央付近をR=3.0mmの丸棒に押し当て90°に屈曲させた。次に、金属膜にローラーを押し当て平板状とした後、金属膜(銅箔)をエッチングにより除去し、試料を作製した。耐電圧試験器(MODEL7473、EXTECH Electronics社製)を用いて、樹脂層とアルミニウム板に電極を接触せしめて、両電極に0.5kV/秒の速度で電圧が上昇するように、交流電圧を印加した。樹脂層付き金属膜の樹脂層が破壊した電圧を樹脂層の厚みで割り、単位厚み(mm)あたりの絶縁破壊電圧(kW/mm)を求め、以下の基準に従い評価した。
A:絶縁破壊電圧が50kW/mm以上であった。
B:絶縁破壊電圧が40kW/mm以上50kW/mm未満であった。
C:絶縁破壊電圧が30kW/mm以上40kW/mm未満であった。
D:絶縁破壊電圧が20kW/mm以上30kW/mm未満であった。
E:絶縁破壊電圧が20kW/mm未満であった。
B:絶縁破壊電圧が40kW/mm以上50kW/mm未満であった。
C:絶縁破壊電圧が30kW/mm以上40kW/mm未満であった。
D:絶縁破壊電圧が20kW/mm以上30kW/mm未満であった。
E:絶縁破壊電圧が20kW/mm未満であった。
[3.7]回路基板への電子部品の実装のしやすさ
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×100mmの大きさに押切カッターでカットした後、金属膜面上にドライフィルムタイプのエッチングレジストをラミネートし露光、現像後、塩化第二鉄系銅エッチング液を用いてサブトラクティブ法により金属膜を所定のパターンに加工して回路を作製し、回路基板を得た。
上記[2]で製造した各実施例および各比較例にかかる樹脂層付き金属膜を、それぞれ、100mm×100mmの大きさに押切カッターでカットした後、金属膜面上にドライフィルムタイプのエッチングレジストをラミネートし露光、現像後、塩化第二鉄系銅エッチング液を用いてサブトラクティブ法により金属膜を所定のパターンに加工して回路を作製し、回路基板を得た。
このようにして得られた回路基板に電子部品としてのLED素子(LVYE67F オスラム社製)を実装する際の作業性(回路基板への電子部品の実装のしやすさ)を評価し、作業性(回路基板への電子部品の実装のしやすさ)に優れるものを○、作業性(回路基板への電子部品の実装のしやすさ)に劣るものを×とした。
これらの結果を、表2に示した。
これらの結果を、表2に示した。
本発明では、十分な耐熱性(樹脂層を構成する硬化物のガラス転移温度が130℃以上250℃以下)を有するとともに、屈曲耐性に優れ、かつ、金属膜と樹脂層との密着性に優れ、樹脂層が十分な絶縁性を有するものであった。また、本発明(各実施例)では、樹脂層の体積抵抗率は、いずれも、1×1015Ω・cm以上1×1016Ω・cm以下の範囲内の値であった。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
10 :樹脂層付き金属膜
1 :金属膜
2 :樹脂層
1 :金属膜
2 :樹脂層
Claims (13)
- 金属膜と、
エポキシ基を有する硬化性樹脂の硬化物を含む材料で構成された樹脂層とを備え、
ASTM−D−790に準じて測定される前記樹脂層についての曲げ弾性率が、10MPa以上であり、
ASTM−D−882に準じて測定される前記樹脂層について引張伸び(破断伸度)が5%以上であることを特徴とする樹脂層付き金属膜。 - 前記硬化物のガラス転移温度(Tg)は、100℃以上である請求項1に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記樹脂層は、柔軟成分を含むものである請求項1または2に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記柔軟成分は、前記硬化性樹脂と反応し得る官能基により、前記硬化性樹脂と反応し、前記樹脂層中において、前記硬化物の分子の一部を構成するものである請求項3に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記樹脂層中における前記柔軟成分の含有率は、5質量%以上35質量%以下である請求項3または4に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記樹脂層は、アルミナ粒子を含むものである請求項1ないし5のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記硬化性樹脂のエポキシ当量が100以上である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記硬化物は、エポキシ当量が5000以上のフェノキシ樹脂に、多官能エポキシ化合物を反応させて得られたものである請求項1ないし7のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記硬化物は、炭素数が4以上のn−アルキレン基を分子内に有するものである請求項1ないし8のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記硬化物は、ポリジエン系骨格を有するものである請求項1ないし9のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記樹脂層の体積抵抗率が1×1013Ω・cm以上である請求項1ないし10のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記樹脂層の厚さが10μm以上1000μm以下である請求項1ないし11のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
- 前記金属膜の厚さが5μm以上1000μm以下である請求項1ないし12のいずれか1項に記載の樹脂層付き金属膜。
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- 2014-11-11 JP JP2014228934A patent/JP2016088050A/ja active Pending
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