JP7351912B2 - 接着剤組成物、熱硬化性接着シート及びプリント配線板 - Google Patents

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Description

本技術は、接着剤組成物、熱硬化性接着シート及びプリント配線板に関する。
情報通信の高速、大容量化により、プリント配線板に流れる信号の高周波化の傾向が加速している。それに対応するため、リジット基板やフレキシブルプリント配線板(FPC)の構成材料(例えば接着剤組成物)に、低誘電率、低誘電正接という低誘電特性が求められている(例えば、特許文献1、2参照)。また、高周波用のプリント配線板においても、従来のものと同様に、例えばはんだリフロー工程やホットバーハンダの工程により部品実装や別のプリント配線板との接続を行うため、高い耐熱性が求められている。
ところで、ポリフェニレンエーテルは、低誘電特性を持つ基板用材料として優れた点も多いが、融点(軟化点)が非常に高く、常温では硬い性質を持つため、耐屈曲性に劣るという難点がある。例えば特許文献2に記載の樹脂組成物のように、樹脂全体に対して3~5割程度をポリフェニレンエーテルで構成すると、耐屈曲性に劣る傾向にある。
特開2017-57346号公報 特開2016-79354号公報
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、誘電率及び誘電正接が低く、耐屈曲性、耐熱性が良好な接着剤組成物、熱硬化性接着シート及びプリント配線板を提供する。
本技術に係る接着剤組成物は、当該接着剤組成物の合計100質量部に対して、スチレン系エラストマーを70~90質量部と、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂を5~25質量部と、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤、過酸化物を合計で10質量部以下とを含有し、スチレン系エラストマーのスチレン比率が42%以下である。
また、本技術に係る接着剤組成物は、当該接着剤組成物の合計100質量部に対して、スチレン系エラストマーを70~90質量部と、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂を5~25質量部と、エポキシ樹脂及び過酸化物を合計で10質量部以下とを含有し、スチレン系エラストマーのスチレン比率が42%以下であり、スチレン系エラストマーがエポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を有する。
本技術に係る熱硬化性接着シートは、基材上に、上述した接着剤組成物からなる熱硬化性接着層が形成されている。
本技術に係るプリント配線板は、上述した接着剤組成物の硬化物を介して、基材と配線パターンとを備える配線付樹脂基板の配線パターン側と、カバーレイとが積層されている。
本技術によれば、誘電率及び誘電正接が低く、耐屈曲性、耐熱性が良好な接着剤組成物を提供することができる。
図1は、プリント配線板の構成例を示す断面図である。 図2は、多層プリント配線板の構成例を示す断面図である。 図3は、耐屈曲性試験に用いたTEGの構成例を示す平面図である。 図4は、耐屈曲性試験に用いた測定装置を示す斜視図である。 図5は、実験例3の接着剤組成物を用いた熱硬化性接着シートのガラス転移温度を説明するためのグラフである。 図6は、実験例10の接着剤組成物を用いた熱硬化性接着シートのガラス転移温度を説明するためのグラフである。
<接着剤組成物>
本技術に係る接着剤組成物の第1の形態は、熱硬化性の接着剤組成物であり、当該接着剤組成物の合計100質量部に対して、スチレン系エラストマー(成分A)を70~90質量部と、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂(成分B;以下、単に変性ポリフェニレンエーテル樹脂ともいう)を5~25質量部と、エポキシ樹脂(成分C)及びエポキシ樹脂硬化剤(成分D)および過酸化物(成分E)を合計で10質量部以下とを含有する。また、本技術に係る接着剤組成物中のスチレン系エラストマーは、スチレン比率が42%以下である。このような構成とすることにより、熱硬化後も誘電率及び誘電正接を低くすることができる。また、本技術に係る接着剤組成物は、熱硬化により、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の末端のラジカル重合性基が過酸化物により架橋される。これにより、硬化後の接着剤組成物のガラス転移温度を例えば80~170℃の範囲に調整でき、熱硬化後も耐屈曲性と耐熱性(例えば、はんだ耐熱性)が良好な接着剤組成物とすることができる。このような接着剤組成物は、例えば、フレキシブルプリント配線板用の接着剤(層間接着剤)として好適に用いることができる。
[スチレン系エラストマー]
スチレン系エラストマーは、スチレンとオレフィン(例えば、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン)との共重合体、及び/又は、その水素添加物である。スチレン系エラストマーは、スチレンをハードセグメント、共役ジエンをソフトセグメントとしたブロック共重合体である。スチレン系エラストマーの例としては、スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体、スチレン/エチレン/ブチレン/スチレンブロック共重合体、スチレン/エチレン/プロピレン/スチレンブロック共重合体、スチレン/ブタジエンブロック共重合体などが挙げられる。また、水素添加により共役ジエン成分の二重結合をなくした、スチレン/エチレン/ブチレン/スチレンブロック共重合体、スチレン/エチレン/プロピレン/スチレンブロック共重合体、スチレン/ブタジエンブロック共重合体(水素添加されたスチレン系エラストマーともいう。)などを用いてもよい。
スチレン系エラストマー中のスチレン比率は、42%未満が好ましく、5~40%がより好ましく、10~35%がさらに好ましく、12~20%が特に好ましい。このような構成とすることにより、耐屈曲性をより良好にすることができ、剥離強度(接続信頼性)、耐熱性をより良好にすることができる。
スチレン系エラストマーの具体例としては、タフテックH1221(スチレン比率12%)、タフテックMP10(スチレン比率30%)、タフテックH1051(スチレン比率42%、)タフテックH1043(スチレン比率67%、以上旭化成社製)が挙げられる。これらの中でも、分子量やスチレン比率の観点から、タフテックH1221、タフテックMP10が好ましい。
接着剤組成物中のスチレン系エラストマーの含有量は、成分Aと成分Bと成分Cと成分Dと成分Eの合計100質量部に対して、70~90質量部であり、80~90質量部であってもよい。スチレン系エラストマーの含有量が70質量部未満であると、耐屈曲性が劣る傾向にある。また、スチレン系エラストマーの含有量が90質量部を超えると、相対的に他の成分(例えば成分B)の含有量が少なくなってしまうため、耐熱性が劣る傾向にある。スチレン系エラストマーは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
[変性ポリフェニレンエーテル樹脂]
変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、ポリフェニレンエーテル鎖を分子中に有し、末端にラジカル重合性基を有する。上述のように、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の末端のラジカル重合性基が、接着剤組成物中の過酸化物により架橋されることで、硬化後の接着剤組成物のガラス転移温度を例えば80~170℃の範囲に調整でき、熱硬化後も耐屈曲性とはんだ耐熱性が良好な接着剤組成物とすることができる。変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、1分子中に、ラジカル重合性基として、エチレン性不飽和結合を2つ以上有していることが好ましい。特に、上述したスチレン系エラストマーとの相溶性や、接着剤組成物の誘電特性の観点から、変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、両末端に、エチレン性不飽和結合(例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニルベンジル基)の少なくとも1種を有することが好ましい。
なお、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂以外のポリフェニレンエーテル樹脂、例えば、末端に水酸基を有するポリフェニレンエーテル樹脂は、極性が強すぎるため、上述したスチレン系エラストマーとの相溶性が悪く、接着剤組成物をフィルム化できないおそれがあり、好ましくない。
変性ポリフェニレンエーテル樹脂の一例である、両末端に、ビニルベンジル基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、例えば、2官能フェノール化合物と1官能フェノール化合物を酸化カップリングさせて得られる2官能フェニレンエーテルオリゴマーの末端フェノール性水酸基をビニルベンジルエーテル化することで得られる。
変性ポリフェニレンエーテル樹脂の重量平均分子量(又は数平均分子量)は、上述したスチレン系エラストマーとの相溶性や、接着剤組成物の硬化物を介して、基材と配線パターンとを備える配線付樹脂基板の配線パターン側とカバーレイとを熱硬化(プレス)する際の段差追従性等の観点から、1,000~3,000であることが好ましい。
変性ポリフェニレンエーテル樹脂の具体例としては、OPE-2St(両末端にビニルベンジル基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂)、OPE-2EA(両末端にアクリロイル基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂、以上、三菱ガス化学社製)、Noryl SA9000(両末端にメタクリロイル基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂、SABIC社製)などを用いることができる。
接着剤組成物中の変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量は、成分Aと成分Bと成分Cと成分Dと成分Eの合計100質量部に対して、5~25質量部であり、10~25質量部であることが好ましく、10~20質量部であることがより好ましい。変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が25質量部を超えると、耐屈曲性が劣る傾向にある。また、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を5質量部以上とすることにより、耐熱性をより良好にすることができる。変性ポリフェニレンエーテル樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
[過酸化物]
過酸化物は、不飽和結合のラジカル硬化反応を促進する触媒である。本技術では、過酸化物は、熱硬化により、上述の末端にラジカル重合性基を有するポリフェニレンエーテル樹脂の末端のラジカル重合性基を架橋する。過酸化物としては、接着剤組成物の常温での保管性(ライフ)の観点から、反応開始温度の高い過酸化物が好ましい。特に、過酸化物としては、半減期が1分間となるための分解温度が170℃以上の有機過酸化物が好ましい。このような有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド(半減期が1分間となるための分解温度が175℃)、t-ブチルクミルパーオキサイド(半減期が1分間となるための分解温度が173℃)、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン(半減期が1分間となるための分解温度が194℃)が挙げられる。過酸化物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
[エポキシ樹脂]
エポキシ樹脂は、例えば、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、シロキサン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂は、フィルムの成形性の観点から、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はビスフェノールF型エポキシ樹脂であって、常温で液状であるものが好ましい。エポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
[エポキシ樹脂硬化剤]
エポキシ樹脂硬化剤は、上述したエポキシ樹脂の硬化反応を促進する触媒である。エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、イミダゾール系、フェノール系、アミン系、酸無水物系、有機過酸化物系等を用いることができる。特に、エポキシ樹脂硬化剤は、接着剤組成物の常温での保管性(ライフ)の観点から、潜在性をもった硬化剤であることが好ましく、カプセル化されて潜在性をもったイミダゾール系の硬化剤であることがより好ましい。常温での保管性が良好となることにより、接着剤組成物の供給や使用における管理をより簡便にすることができる。具体的に、エポキシ樹脂硬化剤としては、潜在性イミダゾール変性体を核としその表面をポリウレタンで被覆してなるマイクロカプセル型潜在性硬化剤を用いることができる。市販品としては、例えば、ノバキュア3941(旭化成イーマテリアルズ社製)を用いることができる。エポキシ樹脂硬化剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、潜在性のあるエポキシ樹脂硬化剤の他の形態として、ポリマー側(例えば、スチレン系エラストマー)に、アミンや酸無水物などのエポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を組み込んだものを用いてもよい。この場合、接着剤組成物をフィルム化することにより、エポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を含む高分子鎖の動きが制限されるため、ポリマー側に潜在性を付与することができる。エポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を組み込んだポリマーの例として、アミン変性されたスチレン系エラストマーや、酸変性されたスチレン系エラストマーを用いることができる。このようなポリマーとしては、例えば、タフテックMP10(アミン変性されたスチレン系エラストマー)、タフテックM1911(酸変性されたスチレン系エラストマー)等が挙げられる。
接着剤組成物中のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤及び過酸化物の含有量の合計は、成分Aと成分Bと成分Cと成分Dと成分Eの合計100質量部に対して、10質量部以下であり、5質量部以下が好ましい。エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤及び過酸化物の含有量の合計が10質量部を超えると、誘電特性が劣る傾向にある。また、接着剤組成物中のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤および過酸化物の含有量の下限値は、特に限定されず、例えば、成分Aと成分Bと成分Cと成分Dと成分Eの合計100質量部に対して、0.1質量部以上であってもよく、0.5質量部以上であってもよく、1質量部以上であってもよい。なお、上述したエポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を組み込んだスチレン系エラストマーは、上述したスチレン系エラストマー(成分A)の含有量に含むものとし、エポキシ樹脂硬化剤(成分D)の含有量には含まないものとする。
[他の成分]
接着剤組成物は、本技術の効果を損なわない範囲で、上述した成分A~成分E以外の他の成分をさらに含有してもよい。他の成分としては、有機溶剤、シランカップリング剤などの接着性付与剤、流動性調整や難燃性付与のためのフィラーなどが挙げられる。有機溶剤は、特に制限されないが、例えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、芳香族系溶剤、エステル系溶剤などが挙げられる。これらの中でも、溶解性の観点から、芳香族系溶剤、エステル系溶剤が好ましい。有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本技術に係る接着剤組成物は、他の実施の形態(第2の形態)として、接着剤組成物の合計100質量部に対して、スチレン系エラストマーを70~90質量部と、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂を5~25質量部と、エポキシ樹脂及び過酸化物を合計で10質量部以下とを含有し、スチレン系エラストマーのスチレン比率が42%以下であり、スチレン系エラストマーが、エポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を有する接着剤組成物であってもよい。この実施形態では、スチレン系エラストマーが、エポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を有するため、エポキシ樹脂硬化剤(成分D)の機能も備える。そのため、この他の実施形態では、別途エポキシ樹脂硬化剤(成分D)を用いる必要性はないが、本技術の効果を損なわない範囲で、別途エポキシ樹脂硬化剤を併用してもよい。
<熱硬化性接着シート>
本技術に係る熱硬化性接着シートは、基材上に、上述した接着剤組成物からなる熱硬化性接着層が形成されており、フィルム形状である。熱硬化性接着シートは、例えば、上述した接着剤組成物を溶剤で希釈し、乾燥後の厚さが10~60μmとなるように、バーコーター、ロールコーター等により、基材の少なくとも一方の面に塗布し、50~130℃程度の温度で乾燥させることにより得られる。基材は、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムなどの基材に、必要に応じてシリコーンなどで剥離処理がされた剥離基材を用いることができる。
熱硬化性接着シートを構成する熱硬化性接着層の厚みは、目的に応じて適宜設定することができるが、一例として、1~100μmとすることができ、1~30μmとすることもできる。
熱硬化性接着シートを構成する熱硬化性接着層は、上述のように熱硬化後も誘電率及び誘電正接が低く、熱硬化後も耐屈曲性及び耐熱性が良好な接着剤組成物からなるため、例えば、フレキシブルプリント配線板の層間接着剤や、フレキシブルプリント配線板の端子部と、その裏打ちするための接続用基材とを接着固定する用途に適用できる。また、熱硬化性接着シートは、熱硬化後の剥離強度や耐熱性、常温での保管性も良好である。
<プリント配線板>
本技術に係るプリント配線板は、上述した接着剤組成物(熱硬化性接着層)の硬化物を介して、基材と配線パターンとを備える配線付基材の配線パターン側と、カバーレイとが積層されている。プリント配線板は、例えば、配線付基材の配線パターン側とカバーレイとの間に熱硬化性接着シートの熱硬化性接着層を配置し、熱圧着することで、配線付基材とカバーレイとを一体化することにより得られる。
配線付基材は、上述した接着剤組成物と同様に、高周波領域の電気特性が優れている、例えば、周波数1~10GHzの領域おいて、誘電率及び誘電正接が低いことが好ましい。基材の具体例としては、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド及びポリエチレンナフタレ-トのいずれかを主成分とする基材が挙げられる。これらの基材の中でも、液晶ポリマーを主成分とする基材(液晶ポリマーフィルム)が好ましい。液晶ポリマーは、ポリイミドと比較して吸湿率が非常に低く、使用環境に左右されにくいためである。
本技術に係る接着剤組成物を用いたプリント配線板の構成例について説明する。図1に示すプリント配線板1は、液晶ポリマーフィルム2と銅箔(圧延銅箔)3とを備える配線付基材(銅張積層板:CCL)の銅箔3側と、液晶ポリマーフィルム4とが、上述した接着剤組成物(熱硬化性接着層)からなる硬化物層5を介して積層されている。
また、プリント配線板は、例えば図2に示すような多層構造であってもよい。図2に示すプリント配線板6は、ポリイミド層7(厚み25μm)と銅箔8(厚み18μm)と銅めっき層9(厚み10μm)を備える配線付基材の銅メッキ層9側と、カバーレイ10(厚み25μm)とが、上述した接着剤組成物(熱硬化性接着層)からなる硬化物層5(厚み35μm)を介して積層されている(合計厚み201μm)。
以下、本技術の実施例について説明する。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
<成分A>
タフテックH1221:水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレン比率12%)、旭化成社製
タフテックMP10:アミン変性された水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレン比率30%)、旭化成社製
タフテックH1051:水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレン比率42%)、旭化成社製
タフテックH1043:水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレン比率67%)、旭化成社製
<成分B>
OPE-2St2200:両末端にビニルベンジル基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂(Mn=2200)、三菱ガス化学社製
SA9000:両末端にメタクリロイル基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂(Mw1700)、SABIC社製
S201A:両末端に水酸基を有するポリフェニレンエーテル樹脂、旭化成社製
<成分C>
JER828:エポキシ樹脂、三菱ケミカル社製
4032D:ナフタレン型エポキシ樹脂、DIC社製
<成分D>
ノバキュア3941:イミダゾール変性体を核としその表面をポリウレタンで被覆してなるマイクロカプセル型潜在性硬化剤、旭化成イーマテリアルズ社製
2E4MZ:2-エチル-4-メチルイミダゾール(潜在性のないイミダゾール)
<成分E>
ジクミルパーオキサイド:(半減期が1分間となるための分解温度が175℃)
ジラウロイルパーオキサイド:(半減期が1分間となるための分解温度が116℃)
[熱硬化性接着剤組成物の調製]
表1に示す各成分を表1に示す質量となるように秤量し、トルエン及び酢酸エチルを含む有機溶剤中に均一に混合することにより、熱硬化性接着剤組成物(熱硬化性接着層形成用塗料)を調製した。
[熱硬化性シートの作製]
得られた熱硬化性接着剤組成物を、剥離処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムに塗布し、50~130℃の乾燥炉中で乾燥することにより、ポリエチレンテレフタレートフィルムと、厚さ25μmの熱硬化性接着層とを有する熱硬化性接着シートを作製した。
[評価]
<熱硬化性接着層形成用塗料の塗布性(フィルムの状態)の評価>
上述の熱硬化性シートの作製の際、熱硬化性接着剤組成物の塗布性について、以下の基準に従って評価した。結果を表1に示す。
A:接着剤組成物の相溶性が良好であり、フィルム状態で後述する評価を行うことが可能
B:接着剤組成物の相溶性が悪く、フィルム状態で後述する評価を行うことが不可能
<誘電率>
実施例及び比較例で作製した熱硬化性接着シート同士をラミネートし、厚さ1mmの試験片を作製した後、この試験片を、180℃、1.0MPaの条件で1時間熱硬化させ、評価用試験片を作製した。この評価用試験片について、誘電率測定装置(AET社製)を用い、測定温度23℃、測定周波数10GHzにおける誘電率を求めた。結果を表1に示す。
A:誘電率が2.3未満
B:誘電率が2.3以上、2.4未満
C:誘電率が2.4以上、2.6未満
D:誘電率が2.6以上
<誘電正接>
上述した誘電率の測定と同様の方法で、評価用試験片について誘電正接を求めた。結果を表1に示す。
A:誘電正接が0.002未満
B:誘電正接が0.002以上、0.0035未満
C:誘電正接が0.0035以上、0.005未満
D:誘電正接が0.005以上
<剥離強度>
得られた熱硬化性接着シートを所定の大きさの短冊(2cm×5cm)にカットし、そのカットした熱硬化性接着層を2cm×7cm×50μm厚の液晶ポリマーフィルムに100℃に設定したラミネータで仮貼りした後、基材(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を取り除いて熱硬化性接着層を露出させた。露出した熱硬化性接着層に対し、同じ大きさの銅張積層板(厚み12μmの圧延銅箔と厚み50μmの液晶ポリマーフィルムとからなるCCL)の圧延銅箔面(粗面化処理を行っていない面)を上から重ね合わせ、180℃、1.0MPaの条件で1時間熱硬化させた。これにより、サンプルを作製した。
得られたサンプルに対し、剥離速度50mm/minで90度剥離試験を行い、引き剥がす際に要した力(初期の剥離強度及び信頼性試験後の剥離強度)を測定した。結果を表1に示す。
[初期(上述した180℃、1.0MPaの条件での熱硬化後にそのまま測定)]
A:剥離強度が8N/cm以上
B:剥離強度が6N/cm以上、8N/cm未満
C:剥離強度が4N/cm以上、6N/cm未満
D:剥離強度が4N/cm未満
[信頼性試験後(85℃、相対湿度85%、240時間(すなわち、上述した180℃、1.0MPaの条件での熱硬化後に、85℃、相対湿度85%の環境に240時間投入し、取り出して3時間後に測定))]
A:剥離強度が7N/cm以上
B:剥離強度が5N/cm以上、7N/cm未満
C:剥離強度が3N/cm以上、5N/cm未満
D:剥離強度が3N/cm未満
<耐熱性(はんだ耐熱性)>
上述のサンプルを温度288℃-10秒となるはんだフロート試験を3回通過させ、通過後のサンプルの外観を確認し、剥離や膨れが発生していないかどうかを下記基準に従って評価した。結果を表1に示す。
A:3回通過した後も異常なし
B:2回通過で異常なし、3回目で剥離や膨れ等の異常が発生
C:1回通過で異常なし、2回目で剥離や膨れ等の異常が発生
D:1回目で剥離や膨れ等の異常が発生
<耐屈曲性>
得られた熱硬化性接着シートを所定の大きさの短冊(1.5cm×12cm)にカットし、そのカットした熱硬化性接着層を1.5cm×12cm×50μm厚の液晶ポリマーフィルムに100℃に設定したラミネータで仮貼りした後、基材(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を取り除いて熱硬化性接着層を露出させた。露出した熱硬化性接着層に対し、MIT耐屈試験用のFPC-TEGに重ね合わせ、180℃、1.0MPaの条件で1時間熱硬化させた。MIT耐屈試験用のTEG11の構成を図3に示す。TEG11は、基材としての液晶ポリマーフィルム(厚み50μm)と、圧延銅箔(厚み12μm)とからなるCCLから銅配線を形成したものである。MIT耐屈試験は、作製した試験片12を、図4に示す構造のMIT耐折疲労試験機13にセットして行った。折り曲げ角度135°、折り曲げクランプ角度R=0.38、試験速度175cpmの条件で行った。銅配線が破断するまでの折り曲げ回数を確認した。結果を表1に示す。
A:破断までの折り曲げ回数が1200回以上
B:破断までの折り曲げ回数が600回以上、1200回未満
C:破断までの折り曲げ回数が300回以上、600回未満
D:破断までの折り曲げ回数が300回未満
<ライフ評価>
熱硬化性シートを常温で4か月保管した後、上述した剥離強度の評価と同様の評価を行った。熱硬化性接着シートを作製した直後に評価を行った剥離強度と比べた場合の低下率を確認した。結果を表1に示す。
A:剥離強度の低下が10%未満
B:剥離強度の低下が10%以上、30%未満
C:剥離強度の低下が30%以上
<ガラス転移温度の測定>
作製した熱硬化性接着シート同士をラミネートし、厚さ600μmの試験片を作製した後、この試験片を、180℃、1.0MPaの条件で1時間熱硬化させ、評価用試験片を作製した。この試験片を用いて、動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント社製)を用いて、10℃/分の速度で、-60℃から250℃まで昇温したときに現れるガラス転移温度を求めた。なお、共重合の高分子や、多数の成分の混合物の場合、複数のtanδピークが検出される場合があるが、その際はより高い値を示すtanδピーク(弾性率の変化がより大きい方)の温度をガラス転移温度とした。結果を表1及び図5,6に示す。図5は、実験例3の接着剤組成物を用いた熱硬化性接着シートのガラス転移温度を説明するためのグラフである。図5中、横軸が-50℃付近と、140℃付近にtanδピークが検出されたが、より高い値を示すtanδピークの温度(140℃)をガラス転移温度とした。図6は、実験例10の接着剤組成物を用いた熱硬化性接着シートのガラス転移温度を説明するためのグラフである。図6中、横軸が-10℃付近と、120℃付近にtanδピークが検出されたが、より高い値を示すtanδピークの温度(-10℃)をガラス転移温度とした。
Figure 0007351912000001
表1の第1の形態を示す実験例1,2,6,13,14の結果から、接着剤組成物の合計100質量部に対して、スチレン比率が42%以下であるスチレン系エラストマー(成分A)を70~90質量部と、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂(成分B)を5~25質量部と、エポキシ樹脂(成分C)、エポキシ樹脂硬化剤(成分D)及び過酸化物(成分E)を合計で10質量部以下とを含有する接着剤組成物は、熱硬化後も誘電率及び誘電正接が低く、耐屈曲性と耐熱性が良好であることが分かった。
また、第2の形態を示す実験例3~6の結果から、接着剤組成物の合計100質量部に対して、スチレン比率が42%以下であるとともに、エポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を有するスチレン系エラストマー(成分A)を70~90質量部と、末端にラジカル重合性基を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂(成分B)を5~25質量部と、エポキシ樹脂(成分C)及び過酸化物(成分E)を合計で10質量部以下とを含有する接着剤組成物も、熱硬化後も誘電率及び誘電正接が低く、耐屈曲性と耐熱性が良好であることが分かった。
実験例7の結果から、スチレン系エラストマーのスチレン比率を42%超とすると、耐屈曲性及び剥離強度を良好にするのが困難であることが分かった。
実験例8の結果から、過酸化物を含有しない組成物では、加熱により変性ポリフェニレンエーテル樹脂が実質的に架橋しないため、耐熱性を良好にするのが困難であることが分かった。
実験例9の結果から、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を25質量部超とすると、耐屈曲性が劣ることが分かった。
実験例10の結果から、スチレン系エラストマーの含有量を90質量部超とすると、相対的に変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量が少なくなるため、耐熱性を良好にするのが困難であることが分かった。
実験例11の結果から、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤及び過酸化物の合計量を10質量部超とすると、誘電正接を低くするのが困難であることが分かった。
実験例12の結果から、末端に水酸基を有するポリフェニレンエーテル樹脂を用いると、フィルムの状態が悪かったため、誘電率、誘電正接、剥離強度、耐熱性、耐屈曲性の評価を行うことができなかった。
実験例の結果から、変性ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量を10~20質量部とすることにより、誘電率及び誘電正接が低く、耐屈曲性がより良好であり、さらに耐熱性もより良好であることが分かった。
実験例の結果から、スチレン系エラストマーのスチレン比率を30%以下とすることにより、誘電特性、剥離強度、耐熱性及び耐屈曲性をより良好にできることが分かった。
実験例の結果から、潜在性のあるエポキシ樹脂硬化剤を用いるか、スチレン系エラストマーにエポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を組み込むことにより、常温での保管性が良好となることが分かった。
また、実験例の結果から、半減期が1分間となるための分解温度が170℃以上の有機過酸化物を用いることで、常温での保管性がより良好となることが分かった。
実験例3~5の結果から、10GHzにおいて誘電率(Dk)が2.3以下、誘電正接(Df)が0.002未満と非常に低い値を示すにもかかわらず、液晶ポリマーフィルムと粗面化処理を施していない圧延銅箔に対して8N/cm以上の非常に高い接着強度を示すことが分かった。
1 プリント配線板、2 液晶ポリマーフィルム、3 銅箔、4 液晶ポリマーフィルム、5 接着剤組成物からなる硬化物層、6 プリント配線板、7 ポリイミド層、8 銅箔、9 銅メッキ層、10 カバーレイ、11 TEG、12 試験片、13 MIT耐折疲労試験機、14 プランジャー、15 上部チャック、16 回転チャック、17 折曲コマ

Claims (15)

  1. 当該接着剤組成物の合計100質量部に対して、
    スチレン系エラストマーを70~90質量部と、
    末端にエチレン性不飽和結合を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂を5~25質量部と、
    エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤及び過酸化物を合計で10質量部以下とを含有し、
    上記スチレン系エラストマーのスチレン比率が5%以上42%以下である、接着剤組成物。
  2. 硬化後のガラス転移温度が80~170℃である、請求項1記載の接着剤組成物。
  3. 上記スチレン系エラストマーのスチレン比率が10~30%である、請求項1又は2記載の接着剤組成物。
  4. 上記過酸化物が、半減期が1分間となるための分解温度が170℃以上の有機過酸化物である、請求項1~3のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  5. 上記変性ポリフェニレンエーテル樹脂を10~20質量部含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  6. 上記エポキシ樹脂硬化剤が、潜在性のあるエポキシ樹脂硬化剤である、請求項1~のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  7. 当該接着剤組成物の合計100質量部に対して、
    スチレン系エラストマーを70~90質量部と、
    末端にエチレン性不飽和結合を有する変性ポリフェニレンエーテル樹脂を5~25質量部と、
    エポキシ樹脂及び過酸化物を合計で10質量部以下とを含有し、
    上記スチレン系エラストマーのスチレン比率が5%以上42%以下であり、
    上記スチレン系エラストマーが、上記エポキシ樹脂の硬化反応を促進する官能基を有する、接着剤組成物。
  8. 硬化後のガラス転移温度が80~170℃である、請求項記載の接着剤組成物。
  9. 上記スチレン系エラストマーのスチレン比率が10~30%である、請求項又は記載の接着剤組成物。
  10. 上記過酸化物が、半減期が1分間となるための分解温度が170℃以上の有機過酸化物である、請求項のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  11. 上記変性ポリフェニレンエーテル樹脂を10~20質量部含有する、請求項10のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  12. 上記スチレン系エラストマーが、アミン変性されたスチレン系エラストマー及び酸変性されたスチレン系エラストマーの少なくとも1種である、請求項11のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  13. 基材上に、請求項1~12のいずれか1項に記載の接着剤組成物からなる熱硬化性接着層が形成されている熱硬化性接着シート。
  14. 請求項1~12のいずれか1項に記載の接着剤組成物の硬化物を介して、基材と配線パターンとを備える配線付樹脂基板の上記配線パターン側と、カバーレイとが積層されているプリント配線板。
  15. 上記基材が、液晶ポリマーフィルムである、請求項14記載のプリント配線板。
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