JP5659783B2 - フレキシブル配線板の実装方法及びポリイミドシロキサン樹脂組成物 - Google Patents
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しかしながら、保護膜を形成した後で金メッキ処理を行なう実装方法で好適に用いることができるポリイミドシロキサン溶液組成物については記載がなかった。
1. フィルム表面に導電性金属の配線パタ−ンが形成された基板を準備する工程、少なくとも接続端子部を除く配線パタ−ンが形成された領域にポリイミドシロキサン樹脂組成物を塗布し次いで加熱処理して保護膜を形成する工程、保護膜で覆われず露出している配線パターンを金メッキ処理する工程、及び必要に応じて接続端子部分に電子部品を実装する工程を含むフレキシブル配線板の実装方法であって、
ポリイミドシロキサン樹脂組成物が、少なくとも、置換基(カルボキシル基及び/または水酸基)を有するポリイミドシロキサン樹脂(A)とエポキシ樹脂を必須成分とする硬化剤(B)とを含んで構成され、ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基に対する硬化剤(B)のエポキシ基の割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])が1.5以下であることを特徴とするフレキシブル配線板の実装方法。
限定するものではないが、分子中にカルボキシル基及び/または水酸基を有する芳香族ジアミンが好適であり、好ましくは下記化学式(2)で表される芳香族ジアミンである。
また、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノドデカンなど脂肪族ジアミン化合物を上記ジアミンと共に使用することができる。
、
更に、多価イソシアネ−ト化合物として、脂肪族、脂環族または芳香族の多価イソシアネ−トから誘導されるもの、例えばイソシアヌレ−ト変性多価イソシアネ−ト、ビュレット変性多価イソシアネ−ト、ウレタン変性多価イソシアネ−ト等であってもよい。
また、前記多価イソシアネ−ト化合物は、多価イソシアネ−トのイソシアネ−ト基をブロック化剤でブロックしたブロック多価イソシアネ−トが好適に使用される。
ブロック多価イソシアネ−トとしては、大日本インキ化学工業株式会社製のバーノックD−500(トリレンジイソシアネ−トブロック化体)、D−550(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−トブロック化体)、三井武田ケミカル株式会社製のタケネートタケネートB−830(トリレンジイソシアネ−トブロック化体)、B−815N(4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)ブロック化体)、B−842N(1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンブロック化体)、B−846N(1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンブロック化体)、B−874N(イソホロンンジイソシアネ−トブロック化体)、第一工業製薬社製のエラストロンBN−P17(4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト ブッロク化体)、エラストロンBN−04、エラストロンBN−08、エラストロンBN−44、エラストロンBN−45(以上、ウレタン変性多価イソシアネートブッロク化体1分子当たり3〜5官能、いずれも水エマルジョン品で乾燥単離後使用可能)などを好適に挙げることができる。
この割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])が、1.5を越えると耐金メッキ性が低下することがあるので好ましくなく、一方0.2未満では耐溶剤性などの特性が低下するので好ましくない。
置換基当量が2000未満では、得られる硬化物の架橋密度が高くなって柔軟性が少なくなることがあり、5000を超えると、ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基(カルボキシル基及び/または水酸基)と硬化剤(B)のエポキシ基の割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])が1.5以下の範囲では、特に得られる硬化物の架橋密度が低くり、耐溶剤性などの特性が低下し易くなる。
なお、フェノール樹脂は、本発明において保護膜を形成する際には、ポリイミドシロキサン樹脂(A)のカルボキシル基及び/または水酸基との反応性が低いために、硬化反応に実質的な関与はないと考えられる。
着色顔料の配合量は、目的の色に着色できれ限定はないが、通常ポリイミドシロキサン樹脂100質量部に対し、0.01〜5質量部程度が好ましく、0.05〜1質量部がより好ましい。
本発明の特徴は、ポリイミドシロキサン樹脂組成物の前記のような特殊な反応の結果として得られる保護膜の耐金メッキ性が、硬化剤(B)としてエポキシ樹脂と多価イソシアネート化合物とを併用している場合でも、ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基(カルボキシル基及び/または水酸基)に対する硬化剤(B)のエポキシ基の割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])を制御することによって達成したところにある。保護膜の耐金メッキ性には、硬化剤(B)が多価イソシアネート化合物を含有している場合であっても、その使用量による直接的な関係は見られない。
本発明のフレキシブル配線板の実装方法は、いわゆるCOF方式、或いはFPC方式の実装において特に好適に採用することができる。
[固形分濃度の測定方法]
試料の溶液組成物について、120℃で10分間、次いで250℃で60分間の順に昇温しながら加熱処理した。加熱処理前の試料重量(w1)と加熱処理後の重量(w2)から、次式により固形分濃度を算出した。
固形分濃度(%)=[w2/w1]×100
E型回転粘度計を用いて、25℃における10rpmでの溶液粘度を測定した。
フレキシブル配線板(銅張積層板として、宇部興産社製 ユピセルN Cu箔厚/PIフィルム厚=9μm/25μmを用いたもの)上へ実施例のように配合したポリイミドシロキサン組成物を、乾燥・硬化後の膜厚が15〜20μmになるようにスクリーン印刷で塗布した。その膜を80℃×30分で乾燥後、150℃×60分で硬化させ保護膜を作成した。次いで、保護膜で覆われず露出している配線パターンを電解金/ニッケルメッキ(Au層厚/Ni層厚=0.3μm/0.5μm)し、得られたフレキシブル配線板の保護膜の端部における金メッキの潜り込み量(端部からの距離)を観察し耐金メッキ性を評価した。
潜り込み量が50μm未満を○、以上を×とした。
試料を梨型三つ口フラスコに精秤し、THF40mLを用いて完全に溶解させた。フラスコ内を窒素ガスで置換し、フェノールフタレイン溶液を適量加入した。次に、ミクロビューレット(KOH)をセットして攪拌下で滴定量(t1)を求めた。また、空試験の滴定量(t2)を同様に測定した。COOH基当量は以下の計算式で算出した。
置換基当量(g/eq)=
1/[{(t1−t2)×0.01×F/(S×固形分濃度)}/1000]
t1:試料溶液の0.01mol/L KOH−エタノール溶液滴定量(mL)
t2:空試料の0.01mol/L KOH−エタノール溶液滴定量(mL)
F:0.01mol/L KOH−エタノール溶液のFactor
S:試料(g)
硬化剤
(エポキシ樹脂)
エピコート157S70:三菱化学社製 エポキシ当量200
YX4000HK:三菱化学社製 エポキシ当量190
(イソシアネート)
バーノックD−550:DIC社製(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−トブロック化体:NCO濃度6.9%)
硬化促進剤
JEFFCAT DMDEE: ハンツマン社製 (ビス[(2−モルホリノ)エチル]エーテル)
2E4MZ: 四国化成工業社製(2−エチル−4メチルイミダゾール)
フィラー
SG−95:日本タルク社製 平均粒径2.5μm
アエロジル#50:日本アエロジル社製 平均粒径30nm
ポリイミドシロキサン樹脂の製造
容量500mlのガラス製フラスコに、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物61.79g(0.21モル)、溶媒のトリグライム100gを仕込み、窒素雰囲気下、80℃で加熱撹拌した。α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン(アミン当量422)122.24g(0.145モル)、トリグライム40gを加え、175℃で60分加熱撹拌した。さらにこの反応溶液に、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン13.59g(0.033モル)とビス(3−カルボキシ−4−アミノフェニル)メタン8.29g(0.029モル)及びトリグライム50gを加え、175℃で20時間加熱撹拌した後、濾過を行った。得られたポリイミドシロキサン反応溶液は、ポリマ−固形分濃度52重量%、ηinh0.20の溶液であった。イミド化率は実質的に100%であった。
容量500mlのガラス製フラスコに、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物60.02g(0.21モル)、溶媒のトリグライム100gを仕込み、窒素雰囲気下、80℃で加熱撹拌した。α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン(アミン当量422)118.16g(0.14モル)、トリグライム40gを加え、175℃で60分加熱撹拌した。さらにこの反応溶液に、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン12.32g(0.03モル)と3,5−ジアミノ安息香酸4.56g(0.03モル)及びトリグライム50gを加え、175℃で20時間加熱撹拌した後、濾過を行った。得られたポリイミドシロキサン反応溶液は、ポリマ−固形分濃度52重量%、ηinh0.20の溶液であった。イミド化率は実質的に100%であった。
参考例1のポリイミドシロキサン樹脂溶液に、ポリイミドシロキサン樹脂100質量部に対してエポキシ樹脂のエピコート157S70を1.2質量部、エポキシ樹脂のYX4000HKを1.2質量部、微粉状シリカのアエロジル50を10.0質量部、タルクのSG−95を80.0質量部、さらに、シランカップリング剤のKBE-402を1.68重量部加えて攪拌し、均一に混合したポリイミドシロキサン樹脂組成物を得た。
前記ポリイミドシロキサン樹脂組成物に、ポリイミドシロキサン樹脂及びエポキシ樹脂の合計量100質量部に対して、さらに硬化促進剤としてビス[(2−モルホリノ)エチル]エーテル0.8質量部と、2E4MZ0.2質量部とを、シクロヘキサノンおよびジグライム混合溶媒(シクロヘキサノン:ジグライム=1:6)27gに溶解させて加えてポリイミドシロキサン樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物をフレキシブル配線板の銅配線パターン面上にスクリーン印刷し、80℃30分および150℃60分で加熱処理して保護膜を形成した。次いで、保護膜で覆われず露出している配線パターンを金メッキ処理し、得られたフレキシブル配線板の保護膜の端部における耐金メッキ性を観察した。表1に、ポリイミドシロキサン樹脂組成物と耐金メッキ性の評価結果を示す。
硬化剤(B)の種類と添加量とを表1に示すように変更した以外は実施例1と同様に行って、ポリイミドシロキサン樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして、保護膜の端部における耐金メッキ性を観察した。表1に、ポリイミドシロキサン樹脂組成物と耐金メッキ性の評価結果を示す。
ポリイミドシロキサン樹脂(A)と硬化剤(B)の種類と添加量とを表1に示すように変更した以外は実施例1と同様に行って、ポリイミドシロキサン樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして、保護膜の端部における耐金メッキ性を観察した。表1に、ポリイミドシロキサン樹脂組成物と耐金メッキ性の評価結果を示す。
Claims (5)
- フィルム表面に導電性金属の配線パタ−ンが形成された基板を準備する工程、少なくとも接続端子部を除く配線パタ−ンが形成された領域にポリイミドシロキサン樹脂組成物を塗布し次いで加熱処理して保護膜を形成する工程、保護膜で覆われず露出している配線パターンを金メッキ処理する工程、及び必要に応じて接続端子部分に電子部品を実装する工程を含むフレキシブル配線板の実装方法であって、
ポリイミドシロキサン樹脂組成物が、少なくとも、置換基(カルボキシル基及び/または水酸基)を有するポリイミドシロキサン樹脂(A)とエポキシ樹脂及び多価イソシアネート化合物を必須成分とする硬化剤(B)とを含んで構成され、ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基に対する硬化剤(B)のエポキシ基の割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])が0.2以上、1.5以下であることを特徴とするフレキシブル配線板の実装方法。 - ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基当量が、2000〜5000であることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル配線板の実装方法。
- 少なくとも、置換基(カルボキシル基及び/または水酸基)を有するポリイミドシロキサン樹脂(A)とエポキシ樹脂及び多価イソシアネート化合物を必須成分とする硬化剤(B)とを含んで構成され、ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基に対する硬化剤(B)のエポキシ基の割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])が0.2以上、1.5以下である、配線パターンを金メッキ処理する工程を含んで実装されるフレキシブル配線板の保護膜に用いられることを特徴とするポリイミドシロキサン樹脂組成物。
- ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基当量が、2000〜5000であることを特徴とする請求項3に記載のポリイミドシロキサン樹脂組成物。
- フィルム表面に導電性金属の配線パタ−ンが形成された基板を準備する工程、少なくとも接続端子部を除く配線パタ−ンが形成された領域にポリイミドシロキサン樹脂組成物を塗布し次いで加熱処理して保護膜を形成する工程、保護膜で覆われず露出している配線パターンを金メッキ処理する工程、及び必要に応じて接続端子部分に電子部品を実装する工程を含むフレキシブル配線板の実装方法において、
ポリイミドシロキサン樹脂組成物が、少なくとも、置換基(カルボキシル基及び/または水酸基)を有するポリイミドシロキサン樹脂(A)とエポキシ樹脂及び多価イソシアネート化合物を必須成分とする硬化剤(B)とを含んで構成され、ポリイミドシロキサン樹脂(A)の置換基に対する硬化剤(B)のエポキシ基の割合([エポキシ基の数量]/[置換基の数量])を1.5以下とすることにより、金メッキ処理工程における耐金メッキ性を改良する方法。
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