KR20060051762A - 아크릴계 난연성 접착제 조성물 및 아크릴계 난연성 접착제시트 - Google Patents

아크릴계 난연성 접착제 조성물 및 아크릴계 난연성 접착제시트 Download PDF

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미찌오 아이자와
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Abstract

본 발명은 접착성, 내열성, 가공성, 취급성 및 난연성이 우수한 아크릴계 접착제 시트 및 상기 접착제 시트의 제조에 유용한 아크릴계 접착제 조성물을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은
(A) 유리 전이 온도가 5 내지 30 ℃이며, 카르복실기를 갖는 아크릴계 중합체 100 질량부,
(B) 레졸형 페놀 수지 1 내지 20 질량부,
(C) 에폭시 수지 1 내지 20 질량부,
(D) 경화 촉진제 0.1 내지 5 질량부,
(E) 하기 (F) 성분을 제외한 전체 조성물 중의 브롬 함유율이 15 내지 40 질량%가 되는 양의 브롬계 난연제, 및
(F) 무기 충전제 10 내지 100 질량부
를 함유하는 아크릴계 난연성 접착제 조성물 및 상기 조성물을 포함하는 접착제층을 갖는 아크릴계 접착제 시트를 제공한다.
아크릴계 난연성 접착제 조성물, 카르복실기, 레졸형 페놀 수지, 에폭시 수지, 경화 촉진제, ㅊ무기 충전제, 브롬계 난연제.

Description

아크릴계 난연성 접착제 조성물 및 아크릴계 난연성 접착제 시트 {Acrylic Flame Retardant Adhesive Composition and Acrylic Flame Retardant Adhesive Sheet}
[문헌 1] 일본 특허 공고 (평)7-93497호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개 (소)61-261307호 공보
본 발명은 우수한 접착성, 내열성, 가공성, 취급성 및 난연성을 갖고, 특히 가요성 인쇄 회로 기판 등에 바람직하게 사용할 수 있는 아크릴계 접착제 시트 및 상기 접착제 시트의 제조에 유용한 아크릴계 접착제 조성물에 관한 것이다.
최근, 전자 기기의 소형화, 경량화, 회로의 고밀도화 등이 진행되고 있고, 가요성 인쇄 회로 기판(이하, "FPC"라고 함)을 4층 이상 중첩한 다층 FPC의 수요가 높아지고 있다. 다층 FPC는 접착제 시트를 이용하여 단면 구리박 또는 양면 구리박 FPC를 2매 이상 적층함으로써 다층 구조로 한 것이다. 이 FPC의 다층화에 사용되는 접착제 시트로는 접착성, 내열성, 가공성, 취급성, 난연성 등의 특성을 만족시키는 것이 요구되고 있고, 또한 상기 특성의 향상이 요구되고 있다.
종래, FPC용 접착제 시트로서 널리 사용되어 있는 것으로서, 예를 들면 아크릴로니트릴부타디엔 고무(이하, "NBR"이라고 함)계, 아크릴계 등의 접착제 시트를 들 수 있다.
NBR계 접착제 시트는 가공성이 양호하지만, 열 열화에 의해 접착 강도가 저하되기 쉽다(일본 특허 공고 (평)7-93497호 공보). 또한, 아크릴계 접착제 시트는 접착성이 우수하지만, 고온, 장시간의 압축 가공을 필요로 하여 가공성이 열악하고, 또한 내열성이 열악하다(일본 특허 공개 (소)61-261307호 공보).
이와 같이, 상기 요구되는 특성을 동시에 만족시키는 접착제 시트를 얻는 것은 매우 곤란하였다.
본 발명은 상기 문제를 해소하여, 접착성, 내열성, 가공성, 취급성 및 난연성이 우수한 아크릴계 접착제 시트 및 상기 접착제 시트의 제조에 유용한 아크릴계 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은
(A) 유리 전이 온도가 5 내지 30 ℃이며, 카르복실기를 갖는 아크릴계 중합체 100 질량부,
(B) 레졸형 페놀 수지 1 내지 20 질량부,
(C) 에폭시 수지 1 내지 20 질량부,
(D) 경화 촉진제 0.1 내지 5 질량부,
(E) 하기 (F) 성분을 제외한 전체 조성물 중의 브롬 함유율이 15 내지 40 질량%가 되는 양의 브롬계 난연제, 및
(F) 무기 충전제 10 내지 100 질량부
를 함유하는 아크릴계 난연성 접착제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 두번째로 상기 조성물을 포함하는 접착제층을 갖는 아크릴계 접착제 시트를 제공한다.
본 발명의 아크릴계 접착제 조성물을 적용함으로써, 상기 조성물을 포함하는 접착제층을 가지며 접착성, 내열성, 가공성, 취급성 및 난연성이 우수한 아크릴계 접착제 시트를 제조할 수 있다. 상기 접착제 조성물은 단시간의 압축에 의해서도 접착성, 내열성 등이 우수한 FPC, 특히 다층 FPC용 접착제 시트 등을 제조할 수 있기 때문에 매우 유용하다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 조성물은 하기 (A) 내지 (F) 성분을 함유한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 등을 총괄적으로 "(메트)아크릴산에스테르", "(메트)아크릴로니트릴" 등이라고 한다.
<(A) 카르복실기를 갖는 아크릴계 중합체>
(A) 성분의 아크릴계 중합체는 유리 전이 온도가 5 내지 30 ℃이며 카르복실 기를 갖는다. 이 유리 전이 온도는 10 내지 25 ℃가 바람직하다. 상기 유리 전이 온도가 5 내지 30 ℃이면, 얻어지는 조성물을 포함하는 접착제층을 갖는 후술하는 접착제 시트는 충분한 강도가 있고, 경우에 따라 임시 고정한 후에 상기 접착제 시트를 재접착할 수도 있기 때문에, 취급성이 우수한 것이 된다. 유리 전이 온도가 5 ℃ 미만인 경우에는 접착성이 커서 필름 강도가 낮은 접착제 시트가 되기 때문에, 취급성이 열악해진다. 또한, 유리 전이 온도가 30 ℃를 초과하는 경우에는 접착제 시트는 접착성이 열악해진다. 또한, 유리 전이 온도는 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정한 것이다.
본 성분의 아크릴계 중합체로서는, 예를 들면
(a) (메트)아크릴산에스테르와 (b) 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 카르복실산 단량체를 함유하는 공중합체를 들 수 있다.
·(a) (메트)아크릴산에스테르
상기 (메트)아크릴산에스테르는 얻어지는 접착제 시트에 유연성을 부여한다. 이 (메트)아크릴산에스테르로서는, 예를 들면 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르를 들 수 있다. 아크릴산에스테르로서는, 예를 들면 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산-n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산이소펜틸, 아크릴산- n-헥실, 아크릴산이소옥틸, 아크릴산-2-에틸헥실, 아크릴산-n-옥틸, 아크릴산이소노닐, 아크릴산-n-데실, 아크릴산이소데실 등을 들 수 있다. 메타크릴산에스테르로서는, 예를 들면 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산-n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산이소펜틸, 메타크릴산-n-헥실, 메타크릴산이소옥틸, 메타크릴산-2- 에틸헥실, 메타크릴산-n-옥틸, 메타크릴산이소노닐, 메타크릴산-n-데실, 메타크릴산이소데실 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 알킬기의 탄소 원자수가 1 내지 12, 특히 1 내지 4인 (메트)아크릴산알킬에스테르가 바람직하다. 이들 (메트)아크릴산에스테르는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
이 (메트)아크릴산에스테르의 함유량은 구체적으로 (A) 성분의 아크릴계 중합체 중에서 통상 50 내지 80 질량%, 바람직하게는 55 내지 75 질량%이다. 이러한 범위에서, 접착제 시트의 유연성이 보다 양호하고, 또한 압축 가공시에 조성물의 스며나옴이 발생하기 어렵다.
·(b) 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 카르복실산 단량체
상기 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 카르복실산 단량체는 본 발명의 조성물에 접착성을 부여함과 동시에, 가열시 가교점이 되는 것이다. 이러한 카르복실산 단량체로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등을 들 수 있고, 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산이다. 이들 카르복실산 단량체는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
이 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 카르복실산 단량체의 함유량은 구체적으로 (A) 성분의 아크릴계 중합체 중에서 통상 2 내지 10 질량%, 바람직하게는 2 내지 8 질량% 이다. 이러한 범위에서 접착제 시트의 내열성 및 유연성이 우수하다. 구체적으로는, 조성물 중의 가교가 충분하면서 적절하고, 접착제 시트의 피착체에의 친화성이 양호하기 때문에, 상기 접착제 시트의 가공시에 가열 경화 처리 및 땜납욕 처리를 행하더라도, 상기 접착제 시트의 접착제층에 거품이나 팽창이 발생하 지 않게 된다.
(A) 성분은 상기 (a) 및 (b)의 단량체 이외에도 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 다른 단량체를 포함할 수 있고, 그와 같은 단량체로서는, 예를 들면 (메트)아크릴로니트릴, 에틸렌, 스티렌, 부타디엔, 메틸비닐케톤 등이 있다.
-바람직한 공중합체의 예-
본 성분의 아크릴계 중합체의 바람직한 예로서는 상기 단량체 (a) 및 단량체 (b) 이외에 (c) (메트)아크릴로니트릴을 함유하는 공중합체를 들 수 있다. 단량체 (c)에 대해 설명한다.
·(c) (메트)아크릴로니트릴
상기 (메트)아크릴로니트릴로서는 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴을 들 수 있고, 이들은 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 (메트)아크릴로니트릴은 접착제 시트에 내열성, 접착성 및 내약품성을 부여한다.
이 바람직한 공중합체로서는 단량체 (a)의 양이 50 내지 80 질량%인 것이 바람직하고, 55 내지 75 질량%인 것이 보다 바람직하다. 단량체 (b)의 양은 2 내지 10 질량%인 것이 바람직하고, 2 내지 8 질량%인 것이 보다 바람직하다. 단량체 (c)의 양은 15 내지 45 질량%인 것이 바람직하고, 20 내지 40 질량%인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위에서 접착제 시트의 내열성 및 유연성이 보다 향상된다.
이 공중합체는 단량체 (a) 내지 (c)만을 포함하는 공중합체일 수도 있고, 그 밖의 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 단량체를 포함하는 공중합체일 수도 있다.
(A) 성분의 아크릴계 중합체의 중량 평균 분자량은 겔 침투 크로마토그래피 (GPC, 표준 폴리스티렌 환산)에 의한 측정값이 10만 내지 100만인 것이 바람직하고, 30만 내지 60만인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 아크릴계 중합체는 통상의 용액 중합, 유화 중합, 현탁 중합, 괴상 중합 등으로 제조할 수 있다.
(A) 성분의 아크릴계 중합체는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<(B) 레졸형 페놀 수지>
(B) 성분의 레졸형 페놀 수지는 아크릴계 접착제 시트에 열경화성, 접착성, 내열성 등을 부여한다. 상기 레졸형 페놀 수지의 구체적인 예로서는 페놀이나 비스페놀 A, p-t-부틸페놀, 옥틸페놀, p-쿠밀페놀 등의 알킬페놀, p-페닐페놀, 크레졸 등을 원료로 하여 제조한 레졸형 페놀 수지 등을 들 수 있다.
(B) 성분의 배합량은 (A) 성분 100 질량부에 대해 1 내지 20 질량부인 것이 필수적이고, 1 내지 15 질량부로 하는 것이 바람직하며, 1 내지 10 질량부로 하는 것이 보다 바람직하다. 페놀 수지의 배합량이 1 질량부 미만인 경우에는 열경화성이 불충분해진다. 이 배합량이 20 질량부를 초과하는 경우에는 접착제 시트의 접착성이 저하되는 경우가 있다.
(B) 성분의 레졸형 페놀 수지는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<(C) 에폭시 수지>
(C) 성분의 에폭시 수지는 아크릴계 접착제 시트에 열경화성과 접착성을 부 여한다. 이 에폭시 수지로서는 1분자 중에 에폭시기를 바람직하게는 평균 2개 이상, 보다 바람직하게는 평균 2 내지 4개 갖는 것이며, 에폭시 당량이 바람직하게는 100 내지 1000, 보다 바람직하게는 100 내지 500인 것이다. 1분자 중의 에폭시기의 갯수 및 에폭시 당량이 상기 바람직한 범위를 동시에 만족시키는 경우에는, 접착제 시트는 우수한 접착성을 가질 뿐만 아니라, 충분한 반응성(즉, 열경화성)을 갖게 된다. 또한, 그 분자 골격에 인 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 포함할 수 있다.
본 성분의 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 또는 이들에 수소를 첨가한 것, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
(C) 성분의 배합량은 (A) 성분 100 질량부에 대해 1 내지 20 질량부인 것이 필수적이고, 바람직하게는 1 내지 15 질량부이다. 이 배합량이 1 질량부 미만인 경우에는 접착제 시트의 열경화성이 불충분해진다. 이 배합량이 20 질량부를 초과하는 경우에는 접착제 시트가 지나치게 가교하여 피착체에의 친화성이 나빠지기 때문에, 상기 접착제 시트의 가공시에 가열 경화 처리 또는 땜납욕 처리를 행하면 상기 접착제 시트의 접착제층에 거품이나 팽창이 발생하기 쉬워진다.
(C) 성분의 에폭시 수지는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<(D) 경화 촉진제>
(D) 성분의 경화 촉진제는 에폭시 수지와 그 경화제의 반응을 촉진시키기 위해 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이 경화 촉진제로서는, 예를 들면 3급 아민류, 이미다졸류 등을 들 수 있다. 3급 아민류로서는, 예를 들면 트리에틸아민, 벤질디메틸아민, α-메틸벤질디메틸아민 등을 들 수 있다. 또한, 이미다졸류로서는, 예를 들면 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸 등을 들 수 있다. 또한, 이미다졸과 트리멜리트산과의 염형성에 의해 잠재성(즉, 감열성)을 부여한 것, 이미다졸에 트리아진골격을 도입한 것 등을 사용할 수도 있다. 이들 중에서도 이미다졸류가 바람직하고, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸 등이 특히 바람직하다.
(D) 성분의 배합량은 (A) 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 5 질량부인 것이 필수적이고, 0.5 내지 3 질량부로 하는 것이 바람직하다. 이 배합량이 0.1 질량부 미만인 경우에는 경화 촉진제 효과가 충분하게 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 접착제 시트의 내열성이 저하되는 경우가 있다. 이 배합량이 5 질량부를 초과하는 경우에는, 경화촉진제의 효과가 향상되지 않을 뿐만 아니라, 접착제 시트의 접착성, 내열성 등의 저하가 발생하는 경우가 있다.
(D) 성분의 경화 촉진제는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<(E) 브롬계 난연제>
(E) 성분의 브롬계 난연제는 브롬을 함유하고, 접착제 시트에 난연성을 부여한다. 브롬계 난연제는 접착제 시트의 난연성을 보다 우수하게 할 수 있다는 점에서, 상온(25 ℃)에서 고체이고, 또한 융점이 높은 것이 바람직하며, 구체적으로는 융점이 200 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 300 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 브롬계 난연제의 브롬 함유율이 높을수록 적은 첨가량으로 접착제 시트에 우수한 난연성을 부여할 수 있기 때문에, 브롬 함유율은 50 질량% 이상이 바람직하고, 60 질량% 이상이 보다 바람직하며, 65 내지 85 질량%이 보다 더 바람직하다. 브롬 함유율이 이러한 범위이면, 접착제 시트의 접착성, 내열성 등을 저하시키지 않고 상기 접착제 시트에 의해 우수한 난연성을 부여할 수 있다는 점에서 바람직하다. 특히, 상기 융점 및 브롬 함유율의 바람직한 범위를 동시에 만족시키는 브롬계 난연제가 바람직하다.
그 구체적인 예로서는, 예를 들면 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 데카브로모디페닐에테르, 테트라브로모프탈산 무수물, 데카브로모디페닐에탄 등을 들 수 있고, 상품명으로 피로가드 SR-600A(다이이찌 고교 세이야꾸 제조, 브롬화 방향족 화합물, 융점: 280 ℃, 브롬 함유율: 80 질량%), SAYTEX BT-93(ALBEMARLE CORPORATION 제조, 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 융점: 456 ℃, 브롬 함유율: 67.2 질량%), 플라셉티 EB-10(마낙 제조, 데카브로모디페닐에테르, 융점: 306 ℃, 브롬 함유율: 83 질량%) 등을 들 수 있다.
(E) 성분의 배합량은 후술하는 (F) 성분을 제외한 전체 조성물 중의 브롬 함 유율이 15 내지 40 질량%가 되는 양인 것이 필수적이고, 15 내지 25 질량%가 되는 양인 것이 바람직하다. 이 브롬 함유율이 15 질량% 미만인 경우에는 접착제 시트의 난연성이 불충분한 경우가 있다. 이 브롬 함유율이 40 질량%를 초과하는 경우에는 접착제 시트의 접착성, 내열성 등의 저하가 발생하는 경우가 있다. 이때, 본 발명의 조성물 중의 (E) 성분의 배합량은 사용되는 (E) 성분의 브롬 함유율에 따라서도 다르지만, (A) 성분 100 질량부에 대해 통상 30 내지 100 질량부로 함으로써 상기한 브롬 함유율을 달성할 수 있다.
(E) 성분의 브롬계 난연제는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<(F) 무기 충전제>
(F) 성분의 무기 충전제는 난연 보조제로서 기능하고, 또한 접착제 시트의 내열성을 향상시킨다. 무기 충전제는 (B) 레졸형 페놀 수지보다도 탄성율이 높고 전기 절연성인 것이 바람직하며, 예를 들면 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 활석, 알루미나, 마그네시아, 실리카, 이산화티탄, 규산칼슘, 규산알루미늄, 탄산칼슘, 클레이, 질화규소, 탄화규소, 붕산알루미늄, 합성운모 등의 분말상 충전제; 유리, 석면, 암면, 아라미드 등의 단섬유상 충전제; 탄화규소, 알루미나, 붕산알루미늄 등의 위스커 등을 들 수 있다.
(F) 성분의 배합량은 (A) 성분 100 질량부에 대해 10 내지 100 질량부인 것이 필수적이고, 15 내지 90 질량부로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 배합량이 10 질량부 미만인 경우에는 난연 보조제로서의 기능이 발휘되지 않는 경우가 있고, 또 한, 접착제 시트의 내열성이 불충분한 경우가 있다. 이 배합량이 100 질량부를 초과하는 경우에는 접착제 시트의 접착성, 내열성 등의 저하가 발생하는 경우가 있다.
(F) 성분의 무기 충전제는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
<그 밖의 성분>
상기 (A) 내지 (F) 성분 이외에도, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 그 밖의 성분을 배합할 수도 있다. 예를 들면, 난연성을 강화할 목적으로 삼산화안티몬이나, 인계, 질소계 등의 난연제 등을 1종 또는 2종 이상 병용할 수도 있다.
<조성물의 제조>
또한, 상기 (A) 내지 (F) 성분 및 그 밖의 성분은 무용매로 접착제 시트의 제조에 사용할 수도 있지만, 유기 용매에 용해 또는 분산시키고, 상기 조성물을 용액 또는 분산액(이하, 단순히 "용액"이라고 함)으로서 제조하여 사용할 수도 있다. 이 유기 용매로서는, 예를 들면 N,N-디메틸아세트아미드, 메틸에틸케톤, N,N-디메틸포름아미드, 시클로헥사논, N-메틸-2-피롤리돈, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤, 테트라히드로푸란 등을 들 수 있고, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 시클로헥사논, 테트라히드로푸란이 바람직하며, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 테트라히드로푸란이 보다 바람직하다. 이들 유기 용매는 1종 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
본 조성물 중의 상기 각 성분 및 유기 용매는 포트 밀, 볼 밀, 균질기, 수퍼 밀 등을 이용하여 혼합할 수 있다.
<접착제 시트>
본 발명의 접착제 시트는 상기 각 성분을 포함하는 조성물을 포함하는 접착제층(예를 들면, 필름상 등)이고, 상기 접착제층의 한면 또는 양면에 보호층을 구비할 수도 있는 것이다. 이 접착제층의 두께는 건조 상태에서 통상 10 내지 100 ㎛이고, 바람직하게는 15 내지 75 ㎛이다.
·보호층
상기 보호층으로서는 접착제층의 형태를 손상시키지 않고 박리할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리에틸렌(PE) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리메틸펜텐(TPX) 필름, 이형제가 부착된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, PET의 한면 또는 양면에 PP를 접합시킨 필름 등의 플라스틱 필름, 이들 필름을 원지(종이 재료)의 한면 또는 양면에 코팅한 이형지 등을 들 수 있다.
·제조 방법
상기 접착제 시트는, 예를 들면 상기 조성물을 필름상으로 성형하거나 또는 상기 조성물을 상기 보호층에 도포 및 건조한 후에, 별도의 보호층을 접착함으로써 제조할 수 있다.
이어서, 본 발명의 바람직한 실시 형태인 유기 용매를 함유하는 접착제 조성물을 제조하고, 일례로서 상기 접착제 조성물로부터 보호층을 갖는 접착제 시트를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 우선, 미리 소요 성분과 유기 용매를 혼합함으로 써 액상으로 제조한 접착제 조성물을 리버스 롤 코터, 콤마 코터 등을 이용하여 보호층에 도포한다. 접착제 조성물이 도포된 보호층을 인라인 건조기에 통과시키고, 60 내지 140 ℃에서 단시간(예를 들면, 2 내지 10 분간) 가열하여 유기 용매를 제거함으로써 건조시키고, 반경화 상태로 함으로써 보호층의 한면에 접착제층을 갖는 접착제 시트가 얻어진다. 또한, 롤 적층기를 이용하여 상기 접착제 시트의 접착제층을 별도의 보호층과 압착시켜 적층함으로써, 접착제층의 양면에 보호층을 갖는 접착 시트가 얻어진다. 또한, "반경화 상태"란 접착제 조성물이 건조된 상태 내지 그 일부에서 경화 반응이 진행되고 있는 상태를 의미한다.
<실시예>
이하, 실시예를 이용하여 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 어떤 식으로든 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 사용한 (A) 내지 (F) 성분 및 그 밖의 성분은 구체적으로 하기와 같고, 실시예 중에서의 중량 평균 분자량, 유리 전이 온도의 측정 조건은 하기와 같다.
<접착제 조성물의 구성 성분>
[(A) 아크릴계 중합체]
(A) 아크릴산부틸, 아크릴산에틸
(b) 메타크릴산
(c) 아크릴로니트릴
[(B) 레졸형 페놀 수지]
(1) 페놀라이트 J-325(상품명)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주) 제조, 레졸형 페놀 수지, 이론 OH 당량=65)
(2) 페놀라이트 5592(상품명)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주) 제조, 에폭시 변성 레졸형 페놀 수지, 이론 OH 당량=72)
[(C) 에폭시 수지]
(1) 에피코트 1001(상품명)(재팬 에폭시 레진(주) 제조, 비스페놀 A형, 에폭시 당량: 450 내지 500, 1분자 중의 에폭시기: 2개)
(2) 에피코트 154(상품명)(재팬 에폭시 레진(주) 제조, 페놀 노볼락형, 에폭시 당량: 176 내지 180, 1분자 중의 에폭시기: 3.5 내지 4개)
(3) 에피코트 604(상품명)(재팬 에폭시 레진(주) 제조, 글리시딜아민형, 에폭시 당량: 110 내지 130, 1분자 중의 에폭시기: 4개)
[(D) 경화 촉진제]
(1) 큐어졸 2E4MZ(상품명)(시꼬꾸 가세이 고교(주) 제조, 2-에틸-4-메틸이미다졸)
(2) 큐어졸 C11Z-CN(상품명)(시꼬꾸 가세이 고교(주) 제조, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸)
[(E) 브롬계 난연제]
(1) SAYTEX BT-93(상품명)(ALBEMARLE CORPORATION 제조, 에틸렌비스(테트라브로모프탈이미드), 융점: 456 ℃, 브롬 함유율: 67.2 질량%)
[(F) 무기 충전제]
(1) 수산화알루미늄
[(기타) 그 밖의 성분]
·노볼락형 페놀 수지
(1) 페놀라이트 TD-2093(상품명)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주) 제조, 노볼락형 페놀 수지, 이론 OH 당량=104)
·난연 보조제
(2) PATOX-MF(상품명)(닛본 세이꼬(주) 제조, 삼산화안티몬)
<측정 조건>
1. 중량 평균 분자량
·GPC: 도소(주) 제조, 상품명: HLC-8020
·칼럼; 도소(주) 제조, 상품명: TSKgel, GMHX L 2개, THF, 표준 폴리스티렌 환산
2. 유리 전이 온도
·시차 주사 열량계; 세이꼬 덴시 고교 제조, 상품명: DSC-200, 승온 속도: 5 ℃/분
<실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 8>
단량체 (a) 내지 (c)를 하기 표 1 및 표 2의 각란에 나타낸 배합량으로 혼합하고, (A) 성분의 아크릴계 중합체의 15 질량% 메틸에틸케톤(MEK) 용액을 제조하였다. 이어서, 이 용액에 상기 아크릴계 중합체(즉, MEK의 질량은 포함하지 않음)를 100 질량부로 하고, 접착제 조성물의 다른 성분을 표 1 및 표 2의 각란에 나타 낸 배합량으로 통상법에 따라 혼합함으로써, 접착제 조성물 1 내지 8 및 C1 내지 C8을 제조하였다.
이들 접착제 조성물을 보호층에, 건조 후의 두께가 25 ㎛가 되도록 도포하였다. 그 후, 120 ℃에서 10 분간 가열하여 상기 접착제 조성물에 포함되는 유기 용매(MEK)를 제거함으로써, 한면에 보호층을 갖는 반경화 상태의 접착제 조성물을 제조하였다. 이어서, 상기 접착제 조성물(즉, 접착제층)에 별도의 보호층을 맞춰 압착함으로써, 접착제 시트 1 내지 8 및 C1 내지 C8을 제조하였다.
<측정·평가 방법>
1. 박리 강도(접착성의 측정)
보호층을 박리한 접착제 시트의 양면을 단면 FPC 기판의 폴리이미드 필름(상품명: 캡톤 50H, 듀퐁 제조, 두께: 43.5 ㎛) 2매 사이에 끼우고, 160 ℃에서 40 분간 3 MPa의 압력을 걸어 압축 가공하였다. 이어서, 얻어진 압축체를 폭 10 mm 가 되도록 절단하고, 박리 강도(폴리이미드-폴리이미드) 측정용 샘플로 하였다.
또한, 상기 보호층을 박리한 접착제 시트의 한면을 35 ㎛의 전해 구리박의 광택면 사이에, 다른쪽 한면을 25 ㎛의 폴리이미드 필름(상품명: 캡톤 100H, 듀퐁 제조) 사이에 끼우고, 160 ℃에서 40 분간 3 MPa의 압력을 걸어 압축 가공하였다. 이어서, 얻어진 압축체를 폭 10 mm가 되도록 절단하고, 박리 강도(폴리이미드-구리박) 측정용 샘플로 하였다.
박리 강도의 측정은 JIS C6471에 준하여 상기 샘플을 90도 방향으로 50 mm/분의 속도로 인장하고, 구리박 또는 단면 FPC 기판(즉, 폴리이미드)을 인박함으로 써 행하였다.
2. 땜납 내열성(상태·흡습)
상기 "1. 박리 강도"의 측정용과 동일하게 하여 제조한 박리 강도(폴리이미드-구리박) 측정용 샘플을 땜납 내열성 측정용 샘플로서 사용하였다. JIS C6471에 준하여, 전해 구리박과 폴리이미드 필름을 접합시킨 샘플을 25 mm 각(角)으로 절단하여 샘플편을 제조하였다.
땜납 내열성(상태)은 이 샘플편을 땜납욕에 30 초간 띄우고, 접착제층에 팽창이나 변색이 발생하지 않는 최고 온도를 측정하였다. 한편, 땜납 내열성(흡습)은 상기 샘플편을 90 % RH, 40 ℃의 조건하에서 1 시간 동안 흡습시킨 후, 상기 샘플편을 땜납욕에 띄우고, 팽창이나 변색이 발생하지 않는 최고 온도를 측정하였다.
3. 난연성
상기 "1. 박리 강도"의 측정용으로 제조한 박리 강도(폴리이미드-구리박) 측정용 샘플의 구리박을 전면 에칭함으로써 난연성 평가용 샘플을 제조하였다.
이 샘플을 이용하고 UL94에 준하여 난연성을 평가하였다. 상기 샘플이 UL-94 규격의 "VTM-0" 클래스에 상당하는 난연성을 나타낸 경우를 "VTM-0", 연소된 경우를 "연소"라고 평가하였다.
4. 접착제 시트의 취급성
·(4-1) 접착제 시트의 보호층으로부터의 박리성
접착제 시트로부터 보호층을 박리할 때, 접착제 시트에 변형을 발생시키지 않고 박리할 수 있었던 경우를 "양호"라고 평가하고, 신도 등의 변형이 발생한 경우를 "불량"이라고 평가하였다.
(4-2) 접착제 시트의 재접착성
재접착성이란, 접착제 시트를 필름 등의 위에 접착한 후, 일단 박리하여 다시 접착이 가능한 성질을 말한다. 즉, 일단 필름 등의 위에 접착한 접착제 시트를, 위치의 미세 조정 등을 위해 박리한 경우에도, 박리한 접착제 시트를 다시 접착할 수 있는 성질을 의미한다. 여기서는 단면 FPC의 폴리이미드 필름 표면에 대한 접착제 시트의 재접착성을 시험하여, 양호한 재접착성을 나타낸 것을 A라고 하고, 또한 접착성이 커서 재접착이 불가능했던 것을 B라고 나타내었다.
<접착제 조성물의 배합, 실험 결과>
Figure 112005054700487-PAT00001
Figure 112005054700487-PAT00002
<평가>
표 1(실시예 1 내지 8)로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 접착제 조성물을 포함하는 접착제층을 갖는 접착제 시트는, 박리 강도(접착성), 땜납 내열성(내열성), 가공성, 취급성 및 난연성이 우수하다. 또한, 상기 조성물도 고온이 아닌 온도에서 단시간에 압축 가공이 가능하기 때문에 가공성이 우수한 것이었다.
한편, 표 2(비교예 1 내지 8)로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 접착제 조성물을 포함하는 접착제층을 갖는 접착제 시트는, 박리 강도(접착성), 땜납 내열성(내열성), 가공성, 취급성 및 난연성 중 하나 이상의 특성이 열악한 것이었다.
본 발명의 아크릴계 접착제 조성물을 적용함으로써 상기 조성물을 포함하는 접착제층을 가지며 접착성, 내열성, 가공성, 취급성 및 난연성이 우수한 아크릴계 접착제 시트를 제조할 수 있다. 상기 접착제 조성물은 단시간의 압축에 의해서도 접착성, 내열성 등이 우수한 FPC, 특히 다층 FPC용 접착제 시트 등을 제조할 수 있기 때문에 매우 유용하다.

Claims (6)

  1. (A) 유리 전이 온도가 5 내지 30 ℃이며, 카르복실기를 갖는 아크릴계 중합체 100 질량부,
    (B) 레졸형 페놀 수지 1 내지 20 질량부,
    (C) 에폭시 수지 1 내지 20 질량부,
    (D) 경화 촉진제 0.1 내지 5 질량부,
    (E) 하기 (F) 성분을 제외한 전체 조성물 중의 브롬 함유율이 15 내지 40 질량%가 되는 양의 브롬계 난연제, 및
    (F) 무기 충전제 10 내지 100 질량부
    를 함유하는 아크릴계 난연성 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 아크릴계 중합체가 (a) (메트)아크릴산에스테르, (b) 중합성 불포화 2중 결합을 갖는 카르복실산 단량체 및 (c) (메트)아크릴로니트릴을 함유하는 공중합체인 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (A) 아크릴계 중합체가 상기 단량체 (a) 50 내지 80 질량%, 상기 단량체 (b) 2 내지 10 질량% 및 상기 단량체 (c) 15 내지 45 질량%를 함유하는 공중합체인 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (C) 에폭시 수지가 1분자 중에 에폭시기를 평균 2개 이상 함유하며, 에폭시 당량이 100 내지 1,000인 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (E) 브롬계 난연제가 브롬 함유율 50 질량% 이상이고, 또한 융점이 200 ℃ 이상인 아크릴계 난연성 접착제 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 아크릴계 접착제 조성물을 포함하는 접착제층을 갖는 아크릴계 접착제 시트.
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