JP6062037B2 - 積層樹脂構造体、ドライフィルム、及びフレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Description
このような中で、フレキシブルプリント配線板の回路保護膜として用いられるカバーレイにはリジッド基板の回路保護膜とは異なる特性が求められている。例えばフレキシブルプリント配線板は筐体内の限られたスペースに屈曲して用いたり、前述のように駆動部に用いられるため、導体部に直接接触する場合が考えられる。そこで、回路保護膜としてのカバーレイに重要な特性として必要とされているのが膜厚方向の電気絶縁性である。
他方、光学機器等に用いられるフレキシブルプリント配線板は、カメラやCD−ROMドライブの光ピックアップ部等の光学機器等に使用されることが多いことから、そこで用いられるカバーレイには遮光性を有するものが用いられている。
一方、特許文献2記載のポリイミドフィルムのようにペリレンブラック顔料を用いた場合には、この顔料がカーボンブラックと比較して着色力、遮光性に劣るため、十分な遮光性を得るだけの量を使用すると、やはり絶縁性が低下する傾向にあった。
図1に、本発明の一実施の形態に係る積層樹脂構造体を示す。図示する積層樹脂構造体1は、フレキシブル基材2に銅回路3が配設されたフレキシブルプリント配線板上に、それぞれ接着層(A)と保護層(B)が順次積層された二層構造を有する。
ここで、接着層(A)は、遮光性を有することが好ましく、例えば、黒色を呈することがより好ましいが、青色、赤色などの他の色でも良い。
樹脂組成物(A1)と(B1)との組み合わせとしては、
熱硬化性樹脂組成物(A1)と熱硬化性樹脂組成物(B1)、
熱硬化性樹脂組成物(A1)と感光性樹脂組成物(B1)、
感光性樹脂組成物(A1)と熱硬化性樹脂組成物(B1)、
感光性樹脂組成物(A1)と感光性樹脂組成物(B1)の組合せが挙げられる。
ここで、パターニングとは、光照射された部分が、現像不可能状態から現像可能状態に変化すること(ポジ型)、又は、現像可能状態から現像不可能状態に変化すること(ネガ型)を言う。また、パターンの形成とは、光照射部分が現像されて未照射部分がパターン状に残ること(ポジ型)、又は、未照射部分が現像されて光照射部分がパターン状に残ること(ネガ型)を言う。ここで、パターンは、パターン状の硬化物、すなわち、保護膜を意味する。
ポジ型感光性樹脂組成物としては、光照射前後の極性変化により、光照射部(露光部ともいう。)が現像液により溶解するものであれば、公知慣用のものを用いることができる。例えば、ジアゾナフトキノン化合物とアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が挙げられる。
例えば、光塩基発生剤を含有する組成物(A1)と光塩基発生剤を含有する組成物(B1)、
光塩基発生剤を含有する組成物(A1)と光重合開始剤を含有する組成物(B1)、
光重合開始剤を含有する組成物(A1)と光塩基発生剤を含有する組成物(B1)、
光重合開始剤を含有する組成物(A1)と光重合開始剤を含有する組成物(B1)、
の組合せ等が挙げられ、組み合わせは、実施形態に応じて選択できる。
積層樹脂構造体のパターンを形成する方法は、有機溶剤又はアルカリ水溶液によって現像する方法でも、スクリーン印刷などによって直接パターンを形成する方法でもよい。
接着層(A)に配合する着色剤は、カーボンブラック以外であればよく、1種又は2種以上の着色剤の組合せとすることができる。着色剤は、接着層(A)に遮光性を付与するものが好ましく、例えば、黒色着色剤が好ましいが、その他の色でもよい。着色剤としては、顔料、染料、色素のいずれでもよい。
ペリレン系着色剤は上記カーボンブラックに比べて紫外線領域の吸収が少なく、光照射によるパターニングにおいて、接着層(A)の解像性を向上させることができる。また、ペリレン系着色剤は着色力が充分であり、補色着色剤と混合して用いられることにより、解像性と着色力に優れた黒色の接着層(A)を形成できる。
ペリレン系着色剤としては、慣用公知のものを使用することができ、ペリレン系着色剤であれば顔料、染料、色素のいずれでもよい。
−緑色:Solvent Green 5
−橙色:Solvent Orange 55
−赤色:Solvent Red 135, 179; Pigment Red 123, 149, 166, 178, 179, 190, 194, 224;
−紫色:Pigment Violet 29
−黒色:Pigment Black 31, 32
上記以外のペリレン系着色剤も使用することができ、例えば、カラーインデックスの番号はないが近赤外線透過黒色有機顔料として知られているBASF社のLumogen(登録商標)Black FK4280、Lumogen Black FK4281、集光性蛍光染料として知られているLumogen F Yellow 083、Lumogen F Orange 240、Lumogen F Red 305、Lumogen F Green 850等も他のペリレン系化合物と同様に紫外線領域の吸収が少なく、着色力が高いため好適に使用することができる。
本発明においてペリレン系着色剤と組み合わせて用いられる補色着色剤について以下に説明する。まず、本発明における補色関係について説明する。
着色剤はカラーインデックスの通りの色彩を呈していない場合もあるため、JISZ8729に規定される方法により感光性樹脂組成物の硬化塗膜の外観色調を測定・表示し、L*a*b*表色系中の色彩を示すa*値およびb*値を座標軸(図4を参照)で確認し、ペリレン系着色剤との組み合わせで得られる硬化塗膜の(a*値,b*値)を(0,0)に限りなく近づけるための着色剤を補色関係にある着色剤として選定する。ここで、硬化塗膜の膜厚は、黒色を呈すれば、限定されない。
また、(0,0)に限りなく近い(a*値,b*値)としては、a値及びb値がそれぞれ−5〜+5の範囲であることが好ましく、−2〜+2の範囲であることがより好ましい。また、補色関係にある着色剤としてはペリレン系着色剤でもペリレン系着色剤以外の着色剤でもよい。
より好ましいペリレン系着色剤との組合せとしては、Pigment Red 149,178,179と緑色アントラキノン系着色剤(Solvent Green 3、Solvent Green 20、Solvent Green 28等)の組合せであり、ペリレン系着色剤同士の混色(組合せ)であれば、赤色ペリレン系着色剤(Pigment Red 149,178,179)と黒色ペリレン系着色剤(Pigment Black 31、32)との組合せと、黒色ペリレン系着色剤(Pigment Black 31、32)と同じく黒色ペリレン系着色剤(Lumogen(登録商標)Black FK4280.4281)との組合せである。
赤色着色剤としては、モノアゾ系、ジスアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがある。
黄色着色剤としては、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等がある。
緑色着色剤としては、フタロシアニン系、アントラキノン系がある。これ以外にも金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
保護層(B)における着色剤の含有量が少ないことにより、表面欠損部が形成されないため、Z軸方向の絶縁性に優れる。
本発明では、接着層(A)がカーボンブラック以外の着色剤を含み、好ましくは、保護層(B)が着色剤を含まない、又は、ほとんど含まないことにより、Z軸方向の絶縁性に優れ、かつ、遮光性に優れる。
本発明の積層樹脂構造体の接着層(A)は、保護膜の回路追従性及び屈曲性の観点より保護層(B)よりも厚い方が好ましい。
本発明のドライフィルムは、キャリアフィルム(支持体)と、該キャリアフィルム上に形成された上記本発明の積層樹脂構造体とを備え、積層樹脂構造体の少なくとも片面が、キャリアフィルムで支持又は保持されている。
本発明のフレキシブルプリント配線板は、積層樹脂構造体をフレキシブルプリント配線板上で硬化してなる保護膜を有するものである。保護膜は、カバーレイ及びソルダーレジストのうちの少なくともいずれか一方であることが好ましい。
フレキシブルプリント配線板上に、接着層(A)と保護層(B)を形成する方法としては、本発明のドライフィルムを用いるラミネート法でも、樹脂組成物(A1)、(B1)をそのまま使用する塗布法でもよい。ラミネート法では、ラミネーター等により接着層(A)が、フレキシブルプリント配線板の屈曲部及び非屈曲部のうちの少なくともいずれか一方と接触するようにフレキシブルプリント配線板上に貼り合わせる。
逆に、樹脂組成物(A1)からなるフィルムをフレキシブルプリント配線板にラミネートすることにより接着層(A)を形成し、その接着層(A)上に、樹脂組成物(B1)を塗布、乾燥することにより保護層(B)を形成してもよい。
熱硬化性積層樹脂構造体としては、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が熱硬化性樹脂組成物であればよい。例えば、スクリーン印刷法等によりフレキシブルプリント配線板上に熱硬化性樹脂組成物(A1)を塗布及び乾燥して、図3のように、接着層(A)のパターンを形成する。次に、接着層(A)のパターンに対応するように、スクリーン印刷法等により熱硬化性樹脂組成物(B1)を塗布、乾燥して、図2のように、保護層(B)のパターンを形成する。これにより、熱硬化性積層樹脂構造体のパターンを形成する。
次に、熱硬化性積層樹脂構造体を、130〜200℃で30〜120分間加熱することで、熱硬化させて、保護膜のパターンを形成する。
非現像型感光性積層樹脂構造体としては、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が非現像型感光性樹脂組成物であればよい。
例えば、非現像型感光性樹脂組成物(A1)及び非現像型感光性樹脂組成物(B1)を用いて、フレキシブルプリント配線板上に上記塗布法などにより、接着層(A)と保護層(B)を有する非現像型感光性積層樹脂構造体を形成する。その後、接触式又は非接触方式により、非現像型感光性積層樹脂構造体に紫外線などの光を照射し、硬化させて、硬化膜のパターンを形成する。また、光硬化後に加熱しても良く、光照射と加熱を同時に行ってもよい。
光重合開始剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の場合、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が光重合開始剤を含有していればよい。
例えば、光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物(A1)及び光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物(B1)を用いて、フレキシブルプリント配線板上に上記ラミネート法などにより、接着層(A)及び保護層(B)を有するネガ型積層樹脂構造体を形成する。その後、接触式又は非接触方式により、ネガ型積層樹脂構造体に、ネガ型のパターン状に光を照射して、未照射部を現像し、パターンを一括して形成して保護膜を得る。さらに熱硬化性成分を含有している組成物の場合、例えば約140〜180℃の温度に加熱して熱硬化させることにより、耐熱性、耐薬品性、耐吸湿性、密着性、電気特性などの諸特性に優れた保護膜を形成することができる。ネガ型積層樹脂構造体が光重合開始剤を含有するため、ラジカル重合により光照射分が硬化する。
光塩基発生剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の場合も、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が光塩基発生剤を含有していればよい。例えば、光重合開始剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の形成方法と同様にして、光塩基発生剤を含有する接着層(A)及び光塩基発生剤を含有する保護層(B)を有するネガ型積層樹脂構造体を形成する。その後、ネガ型積層樹脂構造体に、ネガ型のパターン状に光を照射して光塩基発生剤から塩基を発生させて光照射部を硬化した後、現像により未照射部を除去して保護膜のパターンを形成する。ここで、光照射後、積層樹脂構造体を加熱することが好ましい。
そして、現像後に、さらに、保護膜の絶縁信頼性を向上させるために紫外線を照射してもよい。また、現像後に、加熱(ポストキュア)してもよく、現像後に紫外線照射と加熱をともに行ってもよい。
光酸発生剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の場合も、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方が光酸発生剤を含有していればよい。例えば、光重合開始剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の形成方法と同様にして、光酸発生剤を含有する接着層(A)及び光酸発生剤を含有する保護層(B)を有するネガ型積層樹脂構造体を形成する。その後、ネガ型積層樹脂構造体に光を照射して、光酸発生剤から酸を発生させて、光照射部を硬化する。その後、上記同様の現像方法より、保護膜のパターンを形成する。
ポジ型積層樹脂構造体の場合も、樹脂組成物(A1)及び樹脂組成物(B1)のうちの少なくともいずれか一方がポジ型組成物であればよい。例えば、光重合開始剤を含有するネガ型積層樹脂構造体の形成方法と同様にして、フレキシブルプリント配線板上に、ポジ型接着層(A)及びポジ型保護層(B)を有するポジ型積層樹脂構造体を形成する。その後、ポジ型積層樹脂構造体に、パターン状に光を照射する。光照射後、上記同様の現像方法により、光照射部を除去して、保護膜のパターンを形成する。
着色剤とそれ以外の各種の成分を下記表1中に示す割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、感光性樹脂組成物(A1)と感光性樹脂組成物(B1)をそれぞれ調製した。
カルボン酸変性ビスフェノールF型エポキシアクリレート(日本化薬社製):100質量部
トリメチロールプロパンEO 変性トリアクリレート(東亞合成社製):16質量部
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:900)(三菱化学社製):28質量部
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:500)(三菱化学社製):18質量部
アミノアルキルフェノン光重合開始剤(BASFジャパン社製):10質量部
エチルメチルイミダゾール(四国化成工業社製):1質量部
カルボン酸変性クレゾールノボラック型エポキシアクリレート(DIC社製):100質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製):22質量部
ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹脂(DIC社製):23質量部
テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学社製):17質量部
アミノアルキルフェノン光重合開始剤(BASFジャパン社製):10質量部
ジエチルチオキサントン増感剤(日本化薬社製):1質量部
硫酸バリウム(堺化学工業社製):100質量部
キャリアフィルム上に感光性樹脂組成物(B1)を塗布、乾燥して保護層(B)を形成した後、その表面に、感光性樹脂組成物(A1)を塗布、乾燥して接着層(A)を形成しドライフィルムを得た。そのドライフィルムをフレキシブルプリント配線板に120℃で圧着して積層樹脂構造体を形成した。(A)接着層の厚さは、30μmであり、(B)保護層の厚さは、10μmである。
そして、積層樹脂構造体に対して、メタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW-680−GW20)を用いてネガマスクを介して露光量500mJ/cm2で光照射し、現像して保護膜を形成した。
フレキシブルプリント配線板上に感光性樹脂組成物(B1)を塗布した後、乾燥し、保護層(B)のみを形成した。保護層(B)の厚さは、10μmである。
そして、保護層(B)に対して、メタルハライドランプ搭載の露光装置(HMW-680−GW20)を用いてネガマスクを介して露光量500mJ/cm2で光照射し、現像して保護膜を形成した。
菊水電子工業(株)社製の耐電圧試験器TOS5051Aを用いて、保護膜の厚さ方向(Z軸方向)に対して電圧を0.5kV/secで昇圧させ、導電する電圧を破壊電圧とした。
実施例及び比較例の保護膜を形成した評価基板に対し、目視により遮光性の評価を行った。遮光性が良好な場合を〇、不良の場合を×とした。
着色剤とそれ以外の各種の成分を下記表2中に示す割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練し、熱硬化性樹脂組成物(A1)と熱硬化性樹脂組成物(B1)をそれぞれ調製した。得られた参考例1,2、比較例5〜8について、上記実施例1等と同様にして評価を行った結果を、下記表2中に併せて示す。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:900)(三菱化学社製):60質量部
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:380)(三菱化学社製):40質量部
ノボラック型フェノール樹脂(明和化成製):25質量部
エチルメチルイミダゾール(四国化成工業社製):1質量部
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製):40質量部
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:900)(三菱化学社製):30質量部
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(分子量:380)(三菱化学社製):20質量部
ノボラック型フェノール樹脂(明和化成製):28質量部
エチルメチルイミダゾール(四国化成工業社製):1質量部
硫酸バリウム(堺化学工業社製):100質量部
フレキシブルプリント配線板上に熱硬化性樹脂組成物(A1)をスクリーン印刷法によりパターン状に塗布して100℃で20分間乾燥し、接着層(A)を形成した。その後、接着層(A)のパターンに対応するように、スクリーン印刷法により熱硬化性樹脂組成物(B1)を接着層(A)上に塗布して150℃で60分間加熱し熱硬化させて保護層(B)を形成した。(A)接着層の厚さは30μmであり、(B)保護層(B)は10μmである。
フレキシブルプリント配線板上に熱硬化性樹脂組成物(B1)をスクリーン印刷法によりパターン状に塗布して150℃で60分間加熱し熱硬化させて保護層(B)を形成した。(B)保護層(B)は40μmである。
2 フレキシブル基材
3 銅回路
A 接着層
B 保護層
Claims (6)
- 接着層(A)と、
該接着層(A)を介してフレキシブルプリント配線板に積層される保護層(B)と、
を有する積層樹脂構造体であって、
前記接着層(A)が、着色剤を含有し、
前記着色剤がペリレン系の黒色着色剤であり、
前記ペリレン系の黒色着色剤の配合量が、有機溶剤を除く前記接着層(A)の全成分中に13〜80質量%であり、
前記接着層(A)および前記保護層(B)が、感光性樹脂組成物からなることを特徴とする積層樹脂構造体。 - 前記接着層(A)が、前記保護層(B)よりも厚い請求項1に記載の積層樹脂構造体。
- フレキシブルプリント配線板の屈曲部及び非屈曲部のうちの少なくともいずれか一方に用いられる請求項1または2に記載の積層樹脂構造体。
- フレキシブルプリント配線板のカバーレイ及びソルダーレジストのうちの少なくともいずれか一方を形成するために用いられる請求項1または2に記載の積層樹脂構造体。
- 請求項1または2に記載の積層樹脂構造体の少なくとも片面が、フィルムで支持又は保護されていることを特徴とするドライフィルム。
- 請求項1または2に記載の積層樹脂構造体をフレキシブルプリント配線板上で硬化してなる保護膜を有することを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
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