JP5797279B2 - 新規な顔料含有絶縁膜用樹脂組成物を用いた顔料含有絶縁膜付きプリント配線板 - Google Patents
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Description
(A)バインダーポリマー、及び
(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子
を含有する顔料含有絶縁膜用樹脂組成物。
(a1)ウレタン結合
(a2)カルボキシル基
(a3)イミド基
(9)前記(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子の平均粒子径が、1〜20μmである(1)〜(8)のいずれかに記載の顔料含有絶縁膜用樹脂組成物。
本願発明の顔料含有絶縁膜用樹脂組成物とは、少なくとも(A)バインダーポリマー、及び(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子を含有し、顔料含有絶縁膜を形成するために用いられる樹脂組成物である。
本願発明の(A)バインダーポリマーとは、有機溶媒に対して可溶性であり、重量平均分子量が、ポリエチレングリコール換算で1,000以上、1,000,000以下のポリマーである。
使用装置:東ソーHLC−8220GPC相当品
カラム :東ソー TSK gel Super AWM−H(6.0mmI.D.×15cm)×2本
ガードカラム:東ソー TSK guard column Super AW−H
溶離液:30mM LiBr+20mM H3PO4 in DMF
流速:0.6mL/min
カラム温度:40℃
検出条件:RI:ポラリティ(+)、レスポンス(0.5sec)
試料濃度:約5mg/mL
標準品:PEG(ポリエチレングリコール)。
本願発明の(a1)ウレタン結合を含有する樹脂とは、分子内に少なくとも1つのウレタン結合を含有する繰り返し単位を含有している、重量平均分子量が、ポリエチレングリコール換算で1,000以上、1,000,000以下のポリマーである。
で示されるジオール化合物と、下記一般式(2)
で示されるジイソシアネート化合物を反応させることにより、下記一般式(3)
で示されるウレタン結合を含有する繰り返し単位を含有する構造として得られる。
で示される2つの水酸基及び1つのカルボキシル基を含有する化合物を反応させることにより得られる。
で示されるテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより得られる。
本願発明の(a2)カルボキシル基を含有する樹脂とは、分子内に少なくとも1つのカルボキシル基を含有する繰り返し単位を含有している、重量平均分子量が、ポリエチレングリコール換算で1,000以上、1,000,000以下のポリマーである。
本願発明の(a3)イミド基を含有する樹脂とは、分子内に少なくとも1つのイミド基を含有する繰り返し単位を含有している、重量平均分子量が、ポリエチレングリコール換算で1,000以上、1,000,000以下のポリマーである。
で示されるジアミノ化合物を反応させることにより得られる。
本願発明の(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子とは、顔料が内部に分散し、架橋構造を有している平均粒子径が1〜100μmの球状ポリマー粒子である。ここで、球状とは、真球状であってもよいし、楕円状であってもよい。平均粒子径が1μm以下の場合は、顔料含有絶縁膜用樹脂組成物の粘度やチクソ性が高くなり、塗工時の塗膜の発泡やレベリング不足による外観不良が発生する場合があり、平均粒子径が100μm以上の場合は顔料含有絶縁膜表面に粒子が露出し絶縁膜の表面平滑性不良になる場合がある。
使用装置:株式会社堀場製作所製LA−950V2相当品
測定方式:レーザー回折/散乱式。
本願発明の黒色顔料は、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、ランプブラック、チタンブラック、グラファイト、酸化鉄、酸化銅、酸化コバルト、酸化ニッケル、鉄・クロム複合酸化物、鉄・マンガン複合酸化物、鉄・マンガン・アルミニウム複合酸化物、鉄・コバルト・クロム複合酸化物、鉄・クロム・マンガン複合酸化物、鉄・コバルト・ニッケル・マンガン複合酸化物、銅・クロム複合酸化物、銅・クロム・マンガン複合酸化物、銅・鉄・マンガン複合酸化物、マンガン・ビスマス複合酸化物、マンガン・イットリウム複合酸化物、マンガン・ストロンチウム複合酸化物、アニリン系化合物、アンスラキノン系化合物、ペリレン系化合等を挙げることができ、これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いることができる。中でも特にカーボンブラックを用いた場合、高い着色性、隠蔽性が得られるため好ましい。また、黒色顔料は、粉体のまま用いてもよいし、水、溶媒又はワニスに分散させたスラリーを調整し用いてもよい。
本願発明の白色顔料は、特に限定されないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、中空樹脂粒子挙げることができ、これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いることができる。中でも特に酸化チタンを用いた場合、高い着色性、反射率が得られるため好ましく、更にルチル型酸化チタンを用いた場合、着色性、隠蔽性、安定性に優れるため好ましい。
本願発明の(B)顔料を分散する架橋ポリマー粒子が絶縁膜中に含有され、架橋ポリマー内部に顔料が分散している状態は任意の方法で確認することが可能である。例えば、下記のように、絶縁膜を熱硬化性樹脂で包埋し、厚み方向の断面をイオンビームで研磨して絶縁膜の断面出しを行い、絶縁膜の断面を走査型電子顕微鏡で観察する方法が挙げられる。
絶縁膜を5mm×3mmの範囲をカッターナイフで切り出し、エポキシ系包埋樹脂及びカバーガラスを使用して切り出した積層体の絶縁膜側表面及び積層体の基材側表面の両面に保護膜層及びカバーガラス層を形成した後、絶縁膜の厚み方向の断面をイオンビームによるクロスセクションポリッシャ加工を行う。
使用装置:日本電子株式会社製 SM−09020CP相当品
加工条件:加速電圧 6kV
<絶縁膜の断面観察>
上記の方法で得られた絶縁膜の厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡により観察を行う。
使用装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製 S−3000N相当品
観察条件:加速電圧 15kV
検出器:反射電子検出(組成モード)
倍率:1000倍
ここで、用いた反射電子検出(組成モード)は、観察領域の平均原子番号の差がコントラストに強く反映されるため、重元素が存在する領域が明るく(白く)、軽元素が存在する領域が暗く(黒く)観察される。よって、炭素、水素、酸素、窒素等の比較的軽元素から構成される有機物で、球状である(B)成分は暗い(黒い)円状領域として観察される。一方、その内部に、比較的重元素である鉄、銅、コバルト、ニッケル、クロム、マンガン、アルミニウム、ビスマス、チタン等を含む顔料が分散している場合、当該顔料は上記(B)成分の円状領域内部に、薄暗い(例えば、グレーの)又は明るい(白い)微小領域として観察される。
使用装置:株式会社掘場製作所製 EMAX−7000相当品
分析条件:加速電圧 15kV 積算時間900秒
<(C)熱硬化性樹脂>
本願発明の(C)熱硬化性樹脂とは、分子内に少なくとも1つの熱硬化性の有機基を含有する化合物である。
本願発明の(D)分子内にラジカル重合性基を有する化合物とは、ラジカル重合開始剤により重合反応が進行するラジカル重合性基を分子内に少なくとも1つ含有する化合物である。その中でも上記ラジカル重合性基は、不飽和二重結合であることが好ましい。さらには、上記不飽和二重結合は、(メタ)アクリロイル基、もしくはビニル基であることが好ましい。前記(D)分子内にラジカル重合性基を有する化合物を用いることにより、絶縁膜用感光性樹脂組成物となり、露光、現像により微細加工可能となる。
本願発明の(E)光重合開始剤とは、UVなどのエネルギーによって活性化し、ラジカル重合性基の反応を開始・促進させる化合物である。前記(E)光重合開始剤を(D)分子内にラジカル重合性基を有する化合物と共に用いることにより、絶縁膜用感光性樹脂組成物となり、露光、現像により微細加工可能となる。
本願発明の(F)リン系難燃剤とは、分子内に少なくとも1つのリン元素を含有し、有機物の燃焼を抑制する効果を有する化合物である。
本願発明の顔料含有絶縁膜用樹脂組成物には、さらに必要に応じて充填剤、接着助剤、消泡剤、レベリング剤、着色剤、重合禁止剤等の各種添加剤を加えることができる。
本願発明の顔料含有絶縁膜用樹脂組成物は、上記(A)〜(F)成分及びその他成分を粉砕・分散させて混合し、得られることができる。粉砕・分散方法としては、特に限定されるものではないが、例えばビーズミル、ボールミル、3本ロール等の一般的な混練装置を用いて行われる。この中でも、特にビーズミルを用いて粉砕・分散させて混同した場合、微粒子として存在する(B)成分の粒度分布が均一になるため好ましい。
本願発明の顔料含有絶縁膜用樹脂組成物を直接に用いて、又は、顔料含有絶縁膜用樹脂組成物溶液を調製した後に、以下のようにして顔料含有絶縁膜を形成することができる。先ず、上記顔料含有絶縁膜用樹脂組成物、又は、顔料含有絶縁膜用樹脂組成物溶液を基板に塗布し、乾燥して有機溶媒を除去する。基板への塗布はスクリ−ン印刷、カ−テンロ−ル、リバ−スロ−ル、スプレーコーティング、スピンナーを利用した回転塗布等により行うことができる。塗布膜(好ましくは厚み:5〜100μm、特に10〜100μm)の乾燥は120℃以下、好ましくは40〜100℃で行う。
<(A)バインダーポリマー1>
攪拌機、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器に、重合用溶媒としてメチルトリグライム(=1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン)25.00gを仕込み、これに、ノルボルネンジイソシアネート5.16g(0.024モル)を仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃に加温して溶解させた。この溶液に、ポリカーボネートジオール50.00g(0.025モル)(旭化成株式会社製、製品名PCDL T5652、重量平均分子量2000)をメチルトリグライム25.00gに溶解した溶液を1時間かけて添加した。この溶液を5時間80℃で加熱攪拌を行い反応させた。上記反応を行うことで分子内にウレタン結合を含有する樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液の固形分濃度は53%、重量平均分子量は5,600であった。尚、固形分濃度、重量平均分子量は下記の方法で測定した。
JIS K 5601−1−2に従って測定を行った。尚、乾燥条件は170℃×1時間の条件を選択した。
下記条件で測定を行った。
使用装置:東ソーHLC−8220GPC相当品
カラム :東ソー TSK gel Super AWM−H(6.0mmI.D.×15cm)×2本
ガードカラム:東ソー TSK guard column Super AW−H
溶離液:30mM LiBr+20mM H3PO4 in DMF
流速:0.6mL/min
カラム温度:40℃
検出条件:RI:ポラリティ(+)、レスポンス(0.5sec)
試料濃度:約5mg/mL
標準品:PEG(ポリエチレングリコール)。
<(A)バインダーポリマー2>
攪拌機、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器に、重合用溶媒としてメチルトリグライム(=1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン)30.00gを仕込み、これに、ノルボルネンジイソシアネート10.31g(0.050モル)を仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃に加温して溶解させた。この溶液に、ポリカーボネートジオール50.00g(0.025モル)(旭化成株式会社製、製品名PCDL T5652、重量平均分子量2000)及び2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸3.70g(0.025モル)をメチルトリグライム30.00gに溶解した溶液を1時間かけて添加した。この溶液を5時間80℃で加熱攪拌を行い反応させた。上記反応を行うことで分子内にウレタン結合及びカルボキシル基を含有する樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液の固形分濃度は52%、重量平均分子量は5,600、固形分の酸価は22mgKOH/gであった。尚、固形分濃度、重量平均分子量は合成例1と同様の方法で、酸価は下記の方法で測定した。
JIS K 5601−2−1に従って測定を行った。
<(A)バインダーポリマー3>
攪拌機、温度計、滴下漏斗、及び窒素導入管を備えた反応容器に、重合用溶媒としてメチルトリグライム(=1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン)100.00gを仕込み、窒素気流下で攪拌しながら80℃まで昇温した。これに、室温で予め混合しておいた、メタクリル酸12.00g(0.14モル)、メタクリル酸ベンジル28.00g(0.16モル)、メタクリル酸ブチル60.00g(0.42モル)、ラジカル重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリ0.50gを80℃に保温した状態で3時間かけて滴下漏斗から滴下した。滴下終了後、反応溶液を攪拌しながら90℃まで昇温し、反応溶液の温度を90℃に保ちながら更に2時間攪拌を行い反応させた。上記反応を行うことで分子内にカルボキシル基を含有する樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液の固形分濃度は50%、重量平均分子量は48,000、固形分の酸価は78mgKOH/gであった。尚、固形分濃度、重量平均分子量は合成例1と同様の方法で、酸価は合成例2と同様の方法で測定した。
<(A)バインダーポリマー4>
攪拌機、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器に、重合用溶媒としてメチルトリグライム(=1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン)130.60gを仕込み、これに、3,3’,4,4’−オキシジフタル酸二無水物31.02g(0.100モル)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン12.92g(0.030モル)、ポリ(テトラメチレン/3−メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4−アミノベンゾエート)86.66g(0.070モル)を仕込み、窒素気流下で30分攪拌してポリアミド酸溶液を得た。次いで、この溶液を190℃に加温して2時間反応させた。上記反応を行うことで分子内にイミド基を含有する樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液の固形分濃度は49%、重量平均分子量は28,000であった。尚、固形分濃度、重量平均分子量は合成例1と同様の方法で測定した。
<(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子>
攪拌機、温度計、滴下漏斗、及び窒素導入管を備えた1Lセパラブルフラスコにイオン交換水400.00gを仕込み、窒素気流下で攪拌しながら60℃まで昇温した。これに、室温で予め混合しておいた、ポリテトラメチレングリコール94.00g(三菱化学株式会社製、製品名PTMG2000、重量平均分子量2000)、ヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアヌレート型ポリイソシアネート56.00g(旭化成ケミカルズ株式会社製、製品名デュラネートTPA−100、NCO含有量:23.1wt%)、黒色顔料としてカーボンブラック20.00g(三菱化学株式会社製 製品名#2600)、溶媒としてメチルエチルケトン50.00g、及び重合触媒としてジブチルスズジラウリレート0.0015gの混合溶液を60℃に保温した状態で2時間かけて滴下漏斗から滴下した。滴下終了後、反応溶液を攪拌しながら60℃で4時間攪拌を行い反応させた。次いで、反応溶液を室温まで冷却し、固体を分離した後、イオン交換水で3回洗浄し、70℃で20時間乾燥して架橋ポリマー粒子を得た。得られた架橋ポリマー粒子の平均粒子径は7μm、吸油量は120ml/100gであった。尚、平均粒子径、吸油量は下記方法で測定した。
使用装置:株式会社堀場製作所製LA−950V2
測定方式:レーザー回折/散乱式。
JIS K 5101−13−2に従って測定を行った。
<(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子>
攪拌機、温度計、滴下漏斗、及び窒素導入管を備えた1Lセパラブルフラスコにイオン交換水400.00gを仕込み、窒素気流下で攪拌しながら60℃まで昇温した。これに、室温で予め混合しておいた、ポリテトラメチレングリコール94.00g(三菱化学株式会社製、製品名PTMG2000、重量平均分子量2000)、ヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアヌレート型ポリイソシアネート56.00g(旭化成ケミカルズ株式会社製、製品名デュラネートTPA−100、NCO含有量:23.1wt%)、白色顔料としてルチル型酸化チタン60.00g(石原産業株式会社製 製品名タイペークCR−60)、溶媒としてメチルエチルケトン50.00g、及び重合触媒としてジブチルスズジラウリレート0.0015gの混合溶液を60℃に保温した状態で2時間かけて滴下漏斗から滴下した。滴下終了後、反応溶液を攪拌しながら60℃で4時間攪拌を行い反応させた。次いで、反応溶液を室温まで冷却し、固体を分離した後、イオン交換水で3回洗浄し、70℃で20時間乾燥して架橋ポリマー粒子を得た。得られた架橋ポリマー粒子の平均粒子径は7μm、吸油量は100ml/100gであった。尚、平均粒子径、吸油量は合成例5と同様の方法で測定した。
<黒色絶縁膜用樹脂組成物の調製>
合成例1〜4で得られた(A)バインダーポリマー、(B)成分として、合成例5で得られた(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子、(C)熱硬化性樹脂、(F)リン系難燃剤、その他成分、及び有機溶媒を添加して黒色絶縁膜用樹脂組成物を作製した。それぞれの構成原料の樹脂固形分での配合量及び原料の種類を表1に記載する。なお、表中の溶媒である1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタンは上記合成した樹脂溶液に含まれる溶剤も含めた全溶剤量である。黒色絶縁膜用樹脂組成物ははじめに一般的な攪拌翼のついた攪拌装置で混合し、その後3本ロールミルで2回パスし均一な溶液とした。グラインドメーターにて粒子径を測定したところ、いずれも10μm以下であった。混合溶液を脱泡装置で溶液中の泡を完全に脱泡して下記評価を実施した。
<2>日産化学株式会社製 多官能エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレート)の製品名
<3>クラリアントジャパン株式会社製 ホスフィン酸塩の製品名
<4>日産化学株式会社製 メラミンの製品名
<5>共栄社化学株式会社製 ブタジエン系消泡剤の製品名。
上記黒色絶縁膜用樹脂組成物を、ベーカー式アプリケーターを用いて、25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名25NPI)に最終乾燥厚みが20μmになるように100mm×100mmの面積に流延・塗布し、80℃で20分乾燥した後、150℃のオーブン中で30分加熱硬化させてポリイミドフィルム上に黒色絶縁膜を作製した。
得られた黒色絶縁膜について、以下の項目につき評価を行った。評価結果を表2に記載する。
上記黒色絶縁膜用樹脂組成物を、ベーカー式アプリケーターを用いて、25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名25NPI)に最終乾燥厚みが20μmになるように100mm×100mmの面積に流延・塗布し、80℃で20分乾燥して溶媒乾燥後の塗膜を作製した。塗膜のタック性の評価方法は、作製した溶媒乾燥後の塗膜付きフィルムを50mm×30mmの短冊に切り出して、塗膜を内側にして塗膜面同士を重ね合わせ、重ね合わせた部分に300gの荷重を3秒間のせた後、荷重を取り除き、塗膜面を引き剥がした時の状態を観察した。
○:塗膜同士の貼り付きがなく、塗膜に貼り付き跡も残っていない。
△:塗膜同士が少し貼り付き、塗膜に貼り付き跡が残っている。
×:塗膜同士が完全に貼り付いて引き剥がせない。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜積層フィルムを作製した。黒色絶縁膜積層フィルムの耐折れ性の評価方法は、黒色絶縁膜積層フィルムを50mm×10mmの短冊に切り出して、黒色絶縁膜を外側にして25mmのところで180°に折り曲げ、折り曲げ部に5kgの荷重を3秒間のせた後、荷重を取り除き、折り曲げ部の頂点を顕微鏡で観察した。顕微鏡観察後、折り曲げ部を開いて、再度5kgの荷重を3秒間乗せた後、荷重を取り除き完全に硬化膜積層フィルムを開いた。上記操作を繰り返し、折り曲げ部にクラックが発生する回数を折り曲げ回数とした。耐折れ性は5回以上であることが好ましい。
フレキシブル銅貼り積層版(電解銅箔の厚み12μm、ポリイミドフィルムは株式会社カネカ製アピカル25NPI、ポリイミド系接着剤で銅箔を接着している)上にライン幅/スペース幅=100μm/100μmの櫛形パターンを作製し、10容量%の硫酸水溶液中に1分間浸漬した後、純水で洗浄し銅箔の表面処理を行った。その後、上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で櫛形パターン上に20μm厚みの黒色絶縁膜を作製し試験片の作成を行った。85℃、85%RHの環境試験機中で試験片の両端子部分に100Vの直流電流を印加し1000時間後の絶縁抵抗値を測定した。抵抗値は1×108以上であることが好ましい。また、1000時間後にマイグレーション、デンドライトなど外観変化の発生を目視にて観察した。
○:1000時間後、マイグレーション、デンドライトなどの外観変化の発生がないもの。
△:1000時間後、僅かにマイグレーション、デンドライトなどの外観変化の発生があるもの。
×:1000時間後、顕著にマイグレーション、デンドライトなどの外観変化の発生があるもの。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、75μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル75NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜積層フィルムを作製した。得られた黒色絶縁膜積層フィルムを260℃で完全に溶解してある半田浴に黒色絶縁膜が塗工してある面が接する様に浮かべて10秒後に引き上げた。その操作を3回行い、フィルム表面の状態を観察した。
○:塗膜に異常がない。
×:塗膜に膨れや剥がれなどの異常が発生する。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜積層フィルムを作製した。得られた黒色絶縁膜積層フィルムを50mm×50mmの面積に切り出して平滑な台の上に黒色絶縁膜が上面になるように置き、フィルム端部の反り高さを測定した。測定部位の模式図を図1に示す。ポリイミドフィルム表面での反り量が少ない程、プリント配線板表面での応力が小さくなり、プリント配線板の反り量も低下することになる。反り量は5mm以下であることが好ましい。尚、筒状に丸まる場合は×とした。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜積層フィルムを作製した。作製した黒色絶縁膜積層フィルムを1mm角のマス目を有する方眼紙の上に置き、目視にて試験片の上からマス目を観察した。
○:マス目が見えないもの。
×:マス目が見えるもの。
実施例1で用いた合成例5の(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、ポリメタクリル酸メチル系架橋ポリマー粒子(ガンツ化成株式会社製、商品名ガンツパールGM−0801S、平均粒子径8μm)を用い、黒色顔料としてカーボンブラック4重量部(三菱化学株式会社製 製品名#2600)を添加して実施例1と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表2に記載する。
合成例2で得られたバインダーポリマーである分子内にウレタン結合及びカルボキシル基を含有する樹脂60.0重量部、エポキシ樹脂22.5重量部(ジャパンエポキシレジン株式会社製の商品名jER828)、メラミン2.5重量部(日産化学株式会社製の商品名微粉メラミン)、コアシェル多層構造をもつ有機微粒子12.0重量部(ガンツ化成株式会社製、商品名スタフィロイドAC−3816、平均粒子径0.5μm)を用いて実施例1と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表2に記載する。
実施例1で用いた合成例5の(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、黒色顔料としてカーボンブラック4重量部(三菱化学株式会社製 製品名#2600)を添加して実施例1と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表2に記載する。
<黒色絶縁膜用樹脂組成物の調製>
合成例1〜4で得られた(A)バインダーポリマー、(B)成分として、合成例5で得られた(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子、(C)熱硬化性樹脂、(D)分子内にラジカル重合性基を有する化合物、(E)光重合開始剤、(F)リン系難燃剤、その他成分、及び有機溶媒を添加して黒色絶縁膜用樹脂組成物を作製した。それぞれの構成原料の樹脂固形分での配合量及び原料の種類を表3に記載する。なお、表中の溶媒である1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタンは上記合成した樹脂溶液に含まれる溶剤も含めた全溶剤量である。黒色絶縁膜用樹脂組成物ははじめに一般的な攪拌翼のついた攪拌装置で混合し、その後3本ロールミルで2回パスし均一な溶液とした。グラインドメーターにて粒子径を測定したところ、いずれも10μm以下であった。混合溶液を脱泡装置で溶液中の泡を完全に脱泡して下記評価を実施した。
<2>日産化学株式会社製 多官能エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレート)の製品名
<3>クラリアントジャパン株式会社製 ホスフィン酸塩の製品名
<4>日産化学株式会社製 メラミンの製品名
<5>共栄社化学株式会社製 ブタジエン系消泡剤の製品名
<6>日立化成工業株式会社製 分子内にラジカル重合性基を有する化合物(EO変性ビスフェノールAジメタクリレート)の製品名
<7>日本化薬株式会社製、分子内にラジカル重合性基を有する化合物(カルボキシル基及び感光性基含有樹脂の製品名 固形分濃度65%、固形分酸価98mgKOH/g)
<8>BASFジャパン株式会社製 光重合開始剤の製品名。
上記黒色絶縁膜用樹脂組成物を、ベーカー式アプリケーターを用いて、25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名25NPI)に最終乾燥厚みが20μmになるように100mm×100mmの面積に流延・塗布し、80℃で20分乾燥した後、300mJ/cm2の積算露光量の紫外線を照射して露光した。次いで、1.0重量%の炭酸ナトリウム水溶液を30℃に加熱した溶液を用いて、1.0kgf/mm2の吐出圧で90秒スプレー現像を行った。現像後、純水で十分洗浄した後、150℃のオーブン中で30分加熱硬化させてポリイミドフィルム上に黒色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜を作製した。
得られた硬化膜について、以下の項目につき評価を行った。評価結果を表4に記載する。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で得られた硬化膜の表面観察を行い判定した。ただし、露光は、ライン幅/スペース幅=100μm/100μmのネガ型フォトマスクを置いて露光した。
〇:ポリイミドフィルム表面に顕著な線太りや現像残渣無くライン幅/スペース幅=100/100μmの感光パターンが描けているもの。
×:ポリイミドフィルム表面にライン幅/スペース幅=100/100μmの感光パターンが描けていないもの。
上記黒色絶縁膜用樹脂組成物を、ベーカー式アプリケーターを用いて、25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名25NPI)に最終乾燥厚みが20μmになるように100mm×100mmの面積に流延・塗布し、80℃で20分乾燥して溶媒乾燥後の塗膜を作製した。塗膜のタックフリー性の評価方法は、作製した溶媒乾燥後の塗膜付きフィルムを50mm×30mmの短冊に切り出して、塗膜を内側にして塗膜面同士を重ね合わせ、重ね合わせた部分に300gの荷重を3秒間のせた後、荷重を取り除き、塗膜面を引き剥がした時の状態を観察した。
○:塗膜同士の貼り付きがなく、塗膜に貼り付き跡も残っていない。
△:塗膜同士が少し貼り付き、塗膜に貼り付き跡が残っている。
×:塗膜同士が完全に貼り付いて引き剥がせない。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜積層フィルムを作製した。硬化膜積層フィルムの耐折れ性の評価方法は、硬化膜積層フィルムを50mm×10mmの短冊に切り出して、硬化膜を外側にして25mmのところで180°に折り曲げ、折り曲げ部に5kgの荷重を3秒間のせた後、荷重を取り除き、折り曲げ部の頂点を顕微鏡で観察した。顕微鏡観察後、折り曲げ部を開いて、再度5kgの荷重を3秒間乗せた後、荷重を取り除き完全に硬化膜積層フィルムを開いた。上記操作を繰り返し、折り曲げ部にクラックが発生する回数を折り曲げ回数とした。耐折れ性は5回以上であることが好ましい。
フレキシブル銅貼り積層版(電解銅箔の厚み12μm、ポリイミドフィルムは株式会社カネカ製アピカル25NPI、ポリイミド系接着剤で銅箔を接着している)上にライン幅/スペース幅=100μm/100μmの櫛形パターンを作製し、10容量%の硫酸水溶液中に1分間浸漬した後、純水で洗浄し銅箔の表面処理を行った。その後、上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で櫛形パターン上に20μm厚みの黒色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜を作製し試験片の作成を行った。85℃、85%RHの環境試験機中で試験片の両端子部分に100Vの直流電流を印加し1000時間後の絶縁抵抗値を測定した。抵抗値は1×108以上であることが好ましい。また、1000時間後にマイグレーション、デンドライトなど外観変化の発生を目視にて観察した。
○:1000時間後、マイグレーション、デンドライトなどの外観変化の発生がないもの。
△:1000時間後、僅かにマイグレーション、デンドライトなどの外観変化の発生があるもの。
×:1000時間後、顕著にマイグレーション、デンドライトなどの外観変化の発生があるもの。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、75μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル75NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜積層フィルムを作製した。得られた硬化膜積層フィルムを260℃で完全に溶解してある半田浴に黒色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜が塗工してある面が接する様に浮かべて10秒後に引き上げた。その操作を3回行い、フィルム表面の状態を観察した。
○:塗膜に異常がない。
×:塗膜に膨れや剥がれなどの異常が発生する。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜積層フィルムを作製した。得られた硬化膜積層フィルムを50mm×50mmの面積に切り出して平滑な台の上に塗布膜が上面になるように置き、フィルム端部の反り高さを測定した。測定部位の模式図を図1に示す。ポリイミドフィルム表面での反り量が少ない程、プリント配線板表面での応力が小さくなり、プリント配線板の反り量も低下することになる。反り量は5mm以下であることが好ましい。尚、筒状に丸まる場合は×とした。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの黒色絶縁膜積層フィルムを作製した。作製した黒色絶縁膜積層フィルムを1mm角のマス目を有する方眼紙の上に置き、目視にて試験片の上からマス目を観察した。
○:マス目が見えないもの。
×:マス目が見えるもの。
プラスチック材料の燃焼性試験規格UL94VTMに従い、以下のように燃焼性試験を行った。上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名アピカル25NPI)両面に20μm厚みの黒色絶縁膜用樹脂組成物硬化膜積層フィルムを作製した。 上記作製したサンプルを寸法:50mm幅×200mm長さ×75μm 厚み(ポリイミドフィルムの厚みを含む)に切り出し、125mmの部分に標線を入れ、直径約13mmの筒状に丸め、標線よりも上の重ね合わせ部分(75mmの箇所)、及び、上部に隙間がないようにPIテープを貼り、燃焼性試験用の筒を20本用意した。 そのうち10本は(1)23℃/50%相対湿度/48時間で処理し、残りの10本は(2)70℃で168時間処理後無水塩化カルシウム入りデシケーターで4時間以上冷却した。これらのサンプルの上部をクランプで止めて垂直に固定し、サンプル下部にバーナーの炎を3秒間近づけて着火する。3秒間経過したらバーナーの炎を遠ざけて、サンプルの炎や燃焼が何秒後に消えるか測定する。
○:各条件((1)、(2))につき、サンプルからバーナーの炎を遠ざけてから平均(10本の平均)で10秒以内、最高で10秒以内に炎や燃焼が停止し自己消火し、かつ、評線まで燃焼が達していないもの。
×:1本でも10秒以内に消火しないサンプルがあったり、炎が評線以上のところまで上昇して燃焼するもの。
実施例7で用いた合成例5の(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、ポリメタクリル酸メチル系架橋ポリマー粒子(ガンツ化成株式会社製、商品名ガンツパールGM−0801S、平均粒子径8μm)を用い、黒色顔料としてカーボンブラック4重量部(三菱化学株式会社製 製品名#2600)を添加して実施例7と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表4に記載する。
実施例7で用いた合成例5の(B−1)黒色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、黒色顔料としてカーボンブラック4重量部(三菱化学株式会社製 製品名#2600)を添加して実施例7と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表4に記載する。
<白色絶縁膜用樹脂組成物の調製>
合成例1〜4で得られた(A)バインダーポリマー、(B)成分として、合成例6で得られた(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子、(C)熱硬化性樹脂、(F)リン系難燃剤、その他成分、及び有機溶媒を添加して白色絶縁膜用樹脂組成物を作製した。それぞれの構成原料の樹脂固形分での配合量及び原料の種類を表5に記載する。なお、表中の溶媒である1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタンは上記合成した樹脂溶液に含まれる溶剤も含めた全溶剤量である。白色絶縁膜用樹脂組成物ははじめに一般的な攪拌翼のついた攪拌装置で混合し、その後3本ロールミルで2回パスし均一な溶液とした。グラインドメーターにて粒子径を測定したところ、いずれも10μm以下であった。混合溶液を脱泡装置で溶液中の泡を完全に脱泡して下記評価を実施した。
<2>日産化学株式会社製 多官能エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレート)の製品名
<3>クラリアントジャパン株式会社製 ホスフィン酸塩の製品名
<4>日産化学株式会社製 メラミンの製品名
<5>共栄社化学株式会社製 ブタジエン系消泡剤の製品名。
上記白色絶縁膜用樹脂組成物を、ベーカー式アプリケーターを用いて、25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名25NPI)に最終乾燥厚みが20μmになるように100mm×100mmの面積に流延・塗布し、80℃で20分乾燥した後、150℃のオーブン中で30分加熱硬化させてポリイミドフィルム上に白色絶縁膜を作製した。
得られた白色絶縁膜について、以下の項目につき評価を行った。評価結果を表6に記載する。なお、タック性、耐折れ性、電気絶縁信頼性、半田耐熱性、反りについては、実施例1,2,6及び参考例3〜5と同様の方法で評価した。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同じ方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの白色絶縁膜積層フィルムを作製した。得られた白色絶縁膜積層フィルムを用いて、白色絶縁膜の反射率を下記方法で測定し、450nmにおける測定値を反射率とした。反射率は80%以上であることが好ましい。
使用装置:日本分光株式会社製 紫外可視分光光度計 V−650
測定波長領域:300〜800nm
標準白板:ラブスフェア社製 スペクトラロンTM。
実施例14で用いた合成例6の(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、ポリメタクリル酸メチル系架橋ポリマー粒子(ガンツ化成株式会社製、商品名ガンツパールGM−0801S、平均粒子径8μm)を用い、白色顔料としてルチル型酸化チタン12.50重量部(石原産業株式会社製 製品名タイペークCR−60)を添加して実施例14と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表6に記載する。
合成例2で得られたバインダーポリマーである分子内にウレタン結合及びカルボキシル基を含有する樹脂60.0重量部、エポキシ樹脂22.5重量部(ジャパンエポキシレジン株式会社製の商品名jER828)、メラミン2.5重量部(日産化学株式会社製の商品名微粉メラミン)、コアシェル多層構造をもつ有機微粒子12.0重量部(ガンツ化成株式会社製、商品名スタフィロイドAC−3816、平均粒子径0.5μm)を用いて実施例14と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表6に記載する。
実施例14で用いた合成例6の(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、白色顔料としてルチル型酸化チタン12.50重量部(石原産業株式会社製 製品名タイペークCR−60)を添加して実施例14と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表6に記載する。
<白色絶縁膜用樹脂組成物の調製>
合成例1〜4で得られた(A)バインダーポリマー、(B)成分として、合成例6で得られ(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子、(C)熱硬化性樹脂、(D)分子内にラジカル重合性基を有する化合物、(E)光重合開始剤(F)リン系難燃剤、その他成分、及び有機溶媒を添加して白色絶縁膜用樹脂組成物を作製した。それぞれの構成原料の樹脂固形分での配合量及び原料の種類を表7に記載する。なお、表中の溶媒である1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタンは上記合成した樹脂溶液に含まれる溶剤も含めた全溶剤量である。白色絶縁膜用樹脂組成物ははじめに一般的な攪拌翼のついた攪拌装置で混合し、その後3本ロールミルで2回パスし均一な溶液とした。グラインドメーターにて粒子径を測定したところ、いずれも10μm以下であった。混合溶液を脱泡装置で溶液中の泡を完全に脱泡して下記評価を実施した。
<2>日産化学株式会社製 多官能エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアヌレート)の製品名
<3>クラリアントジャパン株式会社製 ホスフィン酸塩の製品名
<4>日産化学株式会社製 メラミンの製品名
<5>共栄社化学株式会社製 ブタジエン系消泡剤の製品名
<6>日立化成工業株式会社製 分子内にラジカル重合性基を有する化合物(EO変性ビスフェノールAジメタクリレート)の製品名
<7>日本化薬株式会社製、分子内にラジカル重合性基を有する化合物(カルボキシル基及び感光性基含有樹脂の製品名 固形分濃度65%、固形分酸価98mgKOH/g)
<8>BASFジャパン株式会社製 光重合開始剤の製品名。
<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>
上記白色絶縁膜用樹脂組成物を、ベーカー式アプリケーターを用いて、25μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製:商品名25NPI)に最終乾燥厚みが20μmになるように100mm×100mmの面積に流延・塗布し、80℃で20分乾燥した後、300mJ/cm2の積算露光量の紫外線を照射して露光した。次いで、1.0重量%の炭酸ナトリウム水溶液を30℃に加熱した溶液を用いて、1.0kgf/mm2の吐出圧で90秒スプレー現像を行った。現像後、純水で十分洗浄した後、150℃のオーブン中で30分加熱硬化させてポリイミドフィルム上に白色絶縁膜用樹脂組成物の硬化膜を作製した。
得られた硬化膜について、以下の項目につき評価を行った。評価結果を表8に記載する。なお、感光性、タック性、耐折れ性、電気絶縁信頼性、半田耐熱性、反り、難燃性については、実施例7,8,12,13及び参考例9〜11と同様の方法で評価した。
上記<ポリイミドフィルム上への塗膜の作製>の項目と同様の方法で、25μm厚みのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製アピカル25NPI)表面に20μm厚みの白色絶縁膜積層フィルムを作製した。得られた白色絶縁膜積層フィルムを用いて、白色絶縁膜の反射率を下記方法で測定し、450nmにおける測定値を反射率とした。反射率は80%以上であることが好ましい。
使用装置:日本分光株式会社製 紫外可視分光光度計 V−650
測定波長領域:300〜800nm
標準白板:ラブスフェア社製 スペクトラロンTM。
実施例20で用いた合成例6の(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、ポリメタクリル酸メチル系架橋ポリマー粒子(ガンツ化成株式会社製、商品名ガンツパールGM−0801S、平均粒子径8μm)を用い、白色顔料としてルチル型酸化チタン11.40重量部(石原産業株式会社製 製品名タイペークCR−60)を添加して実施例20と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表8に記載する。
実施例20で用いた合成例6の(B−2)白色顔料を含有する架橋ポリマー粒子に代えて、白色顔料としてルチル型酸化チタン11.40重量部(石原産業株式会社製 製品名タイペークCR−60)を添加して実施例20と同様の方法で物性評価を行った。その結果を表8に記載する。
2 反り量
3 平滑な台
Claims (14)
- 少なくとも
(A)バインダーポリマー、及び
(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子
を含有し、
前記(A)バインダーポリマーが、(a1)ウレタン結合を有するものであり、
前記(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子が、分子内にウレタン結合を有する顔料含有絶縁膜用樹脂組成物から得られる顔料含有絶縁膜が、フレキシブルプリント配線板に被覆されたことを特徴とする顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。 - 前記(B)顔料が、黒色顔料または白色顔料であることを特徴とする請求項1に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記黒色顔料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項2に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 少なくとも
(A)バインダーポリマー、及び
(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子
を含有し、
前記(A)バインダーポリマーが、(a1)ウレタン結合を有するものであり、
前記(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子が、分子内にウレタン結合を有する顔料含有絶縁膜用樹脂組成物から得られる顔料含有絶縁膜が、プリント配線板に被覆されており、前記顔料が酸化チタンであることを特徴とする顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。 - 更に(C)熱硬化性樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 更に(D)分子内にラジカル重合性基を有する化合物及び(E)光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記(A)バインダーポリマーが、下記(a2)及び(a3)からなる群から選ばれる少なくとも1種を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の顔料含有
絶縁膜付きプリント配線板。
(a2)カルボキシル基
(a3)イミド基 - 前記(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子の平均粒子径が、1〜20μmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子の吸油量が、50ml/100g以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記(B)顔料を含有する架橋ポリマー粒子の配合量が、(A)バインダーポリマー100重量部に対して30〜100重量部であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 更に(F)リン系難燃剤を含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記(F)リン系難燃剤が、ホスフィン酸塩であることを特徴とする請求項11に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記(F)リン系難燃剤の配合量が、(A)バインダーポリマー100重量部に対して5〜100重量部であることを特徴とする請求項11または12に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
- 前記顔料含有絶縁膜用樹脂組成物を基材表面に塗布した後、乾燥して得られた顔料含有絶縁膜用樹脂フィルムを硬化させて得られる顔料含有絶縁膜がプリント配線板に被覆されたことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の顔料含有絶縁膜付きプリント配線板。
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