KR20230141491A - 도전성 조성물, 도전성 시트, 금속 보강판, 금속 보강판을 포함하는 배선판, 및 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 레진 플로우 억제가 우수하고, 높은 접착성 및 도전성을 가지고, 우수한 타발 가공성과 막후 담보성을 양립시킬 수 있는 도전성 조성물, 도전성 시트, 금속 보강판, 금속 보강판을 포함하는 배선판, 및 전자기기를 제공한다.
바인더(A), 금속입자(B), 수지입자(C)를 포함하고, 수지입자(C)의 복원율이 5% 이상 95% 이하인 도전성 조성물에 의해서 해결된다. 또한, 상기 바인더(A)는, 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합으로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는, 청구항 1 기재의 도전성 조성물에 의해서 해결된다.
바인더(A), 금속입자(B), 수지입자(C)를 포함하고, 수지입자(C)의 복원율이 5% 이상 95% 이하인 도전성 조성물에 의해서 해결된다. 또한, 상기 바인더(A)는, 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합으로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는, 청구항 1 기재의 도전성 조성물에 의해서 해결된다.
Description
본 발명은, 도전성 조성물, 도전성 시트, 금속 보강판, 금속 보강판을 포함하는 배선판, 및 전자기기에 관한 것이다.
전자기기의 내부에 탑재되는 배선판은, 유연성을 가지지만, 커넥터부 등은 부품간의 접속을 실시하는 관점에서, 보강판을 배치하여 변형을 억제하는 것이 알려져 있다. 종래, 보강판으로는 에폭시 유리 등이 이용되어 왔지만, 전자파 노이즈의 억제 기능을 부여하는 점에서 금속판이 이용되어 오고 있다. 배선판과 금속판의 접속에는, 수지(樹脂)를 주성분으로 하는 도전성 조성물이 접합제로서 사용되고 있다.
당해 접합제는, 금속판과 배선판의 사이를 도통하는 목적이나, 탄성률 제어 등의 목적으로, 필러를 첨가하는 일이 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는, 도체 회로와 보강판을 접합제층을 통하여 접속하는 것이 개시되고 있고, 상기 접합제층으로서 도전 입자와 접착제를 포함하는 도전성 접착재를 이용하는 것이 기재되어 있다.
금속판과 배선판의 사이를 도통하는 목적에서, 접합제는 높은 도전성을 가지는 것이 요구되고 있다. 최근, 차재 부품이나 휴대 전화 부품에 적용하는 관점에서, 가혹한 환경에서도 높은 도전성을 계속 발현하는 것이 특히 요구된다. 특허문헌 1에서는, 세공을 가지는 무기 입자를 첨가함으로써 온도 변화나 진동 등에 기인하는 도전성 필러의 정위치 벗어남을 억제할 수 있고, 높은 도전성(접속 안정성)을 발현하는 도전성 조성물이 개시되어 있다.
금속판과 접합제(도전성 조성물)를 접합시킨 금속 보강판은, 여러가지 형상의 배선판에 실장되기 때문에, 각 배선판에 적합한 형상으로 가공된다. 가공은 주로 기초가 되는 금속 보강판의 원판을 타발(打拔)하여 칼로 타발하는 방법(타발가공)이 적용되지만, 예를 들면 도전성 조성물이 경질인 무기 입자를 함유하는 경우, 당해 입자가 깨끗하게 절단되지 않고 크랙 등을 일으켜, 그 크랙을 기점으로 하여 도전성 조성물에 크랙 등의 결함이 생기는 문제가 있었다.
타발가공 후의 금속 보강판은, 가열 프레스 공정에서 배선판에 접합되지만, 가열 프레스 시의 압력에 의해 도전성 조성물의 수지가 변형, 유동하여 금속판으로부터 밀려나와, 배선판의 의도하지 않은 개소와 접촉하여 회로가 단락되는 문제도 생기고 있었다. (레진 플로우)
또한, 가열 프레스 시의 압력으로 도전성 조성물이 눌러 부숴짐으로써, 당해 조성물의 두께가 가열 프레스 전보다도 큰폭으로 감소하여, 완성된 금속 보강판을 포함하는 배선판의 총 두께가 설계치로부터 크게 괴리되어 버리는 문제가 있어, 가열 프레스 전후로 두께의 변화가 적은 도전성 조성물이 요구되고 있었다. (막후 담보성)
본 발명은, 레진 플로우 억제가 우수하고, 높은 접착성 및 도전성을 가지고, 우수한 타발 가공성과 막후 담보성을 양립할 수 있는 도전성 조성물, 도전성 시트, 금속 보강판, 금속 보강판을 포함하는 배선판, 및 전자기기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 도전성 조성물은, 바인더(A), 금속입자(B), 및 수지입자(C)를 포함하고, 수지입자(C)의 복원율이 5% 이상 95% 이하이다.
본 발명에 의해, 레진 플로우 억제가 우수하고, 높은 접착성 및 도전성을 가지고, 우수한 타발 가공성과 막후 담보성을 양립할 수 있는 도전성 조성물, 및 도전성 시트가 제공된다.
전술의 도전성 조성물, 및 도전성 시트를 이용하여 이루어지는 금속 보강판은 타발 가공시에 결함을 일으키지 않고 가공할 수 있기 때문에 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 금속 보강판을 구비하는 금속 보강판을 포함하는 배선판의 제조에 있어서는, 가열 프레스시의 두께 변화를 억제하여 효율적인 생산을 실현할 수 있다. 또한, 레진 플로우가 억제되어 부재의 밀려나옴에 기인하는 쇼트를 방지하고, 또한 높은 접착성과 도전성에 의해 오작동을 방지할 수 있는 고품질의 전자기기를 수율 좋게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 금속 보강판을 포함하는 배선판의 단면을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명에 관한 도전성 조성물, 도전성 시트, 금속 보강판, 금속 보강판을 포함하는 배선판, 및 전자기기에 대하여 순서대로 설명한다. 한편, 수치 범위를 나타내는 「~」는 특별한 언급이 없는 한 그 하한치 및 상한치를 포함하는 것으로 한다. 또한, 설명을 명확하게 하기 위하여, 도면은, 적절히 간략화되어 있다. 또한, 설명을 위해 도면 중의 각 구성은 축척이 크게 상이한 것이 있다.
[도전성 조성물]
본 발명의 도전성 조성물은, 바인더(A), 금속입자(B), 수지입자(C)를 포함한다.
[바인더(A)]
바인더(A)는, 도전성 조성물의 기체(基體)가 되어 금속입자(B)나 수지입자(C)를 분산 담지하는 기능을 가진다. 바인더(A)는 전술한 기능을 가지는 것이면, 특히 조성 등은 제한되지 않지만, 수지(a-1)를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 수지(a-1)는, 통상은 고체, 반고체, 또는 응고체이고, 연화 또는 용융 범위를 가지는, 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 이상인 유기 재료로 정의된다.
[수지(a-1)]
수지(a-1)는, 전술한 중량 평균 분자량(Mw) 이외에는, 특히 조성, 분자 구조 등은 제한되지 않지만, 이들 중에서도, 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화학 결합을 가지는 수지가 바람직하다. 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합은, 결합 중에 포함되는 질소 원자의 비공유 전자쌍이, 피착체와 상호작용함으로써 강고한 접착력을 실현할 수 있다. 전술의 화학 결합군을 가지는 수지로는, 예를 들면, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 우레아 수지, 폴리우레탄우레아 수지 등을 예로서 들 수 있다.
또한, 수지(a-1)는, 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합에 의해 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상을 가지는 것이 보다 바람직하다. 바인더(A)는, 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합에 의해 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상을 가짐으로써, 피착체로의 상호작용이 다중화되고, 보다 강고한 밀착력을 발현하는 것이 가능해진다. 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합에 의해 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상을 가지는 수지란, 예를 들면, 폴리아미드이미드 수지, 폴리우레탄우레아 수지 등이다.
수지(a-1)는 상술한 바와 같이, 조성, 분자 구조의 관점에서 적절히 선택하는 것이 가능하지만, 수지의 성질에 의해 호적한 것을 선택하는 것도 가능하다. 도전성 조성물에 대하여 열 자극을 주어 접착성을 발현시키는 관점에서, 수지(a-1)는, 열경화성 수지(a-2)나 열가소성 수지(a-3), 인 것이 바람직하다.
[열경화성 수지(a-2)]
열경화성 수지(a-2)는, 수지(a-1) 가운데, 열경화성을 가지는 것이다. 열경화성이란, 「가열 또는 방사선, 촉매 등과 같은 그 외의 수단에 의해 경화될 때에, 실질적으로 불융성이면서 불용성 제품으로 변화할 수 있는 것」으로 정의된다.
전술한 열경화성은, 열경화성 수지(a-2)가 산성기 등의 반응성 관능기를 가지는 경우에는, 반응성 관능기끼리 반응함으로써 발현해도 좋고, 또한, 열경화성 수지(a-2)와 후술하는 경화제(D)의 각각에 편입된 반응성 관능기가 반응함으로써 발현해도 좋다.
상기 열경화성 수지(a-2)는, 산가가 5 ~ 40mgKOH/g인 것이 바람직하다. 산가가 전술한 범위 내인 것으로 인해, 가교 구조의 밀도가 호적한 범위가 되어, 유연성과 강인성을 양립하는 것이 가능해진다. 산가는 10 ~ 20mgKOH/g인 것이 보다 바람직하다.
[열가소성 수지(a-3)]
열가소성 수지(a-3)는, 수지(a-1) 가운데, 열가소성을 가지는 것이다. 열가소성이란, 「플라스틱에 특유의 온도 범위를 통하여 가열에 의한 연화 및 냉각에 의한 경화를 반복할 수 있고, 또한 연화 상태에서 유동에 의해 형태를 맞추어 성형, 압출 또는 성형에 의해 반복 물품 상태로 할 수 있는 것」으로 정의된다.
바인더(A)는, 에폭시기, 옥세탄기, 에피설파이드기, 및 아지리딘기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 관능기를 포함하는 것이 바람직하다. 전술한 관능기군은 수지(a-1)가 산성기 등의 반응성 관능기를 가지는 경우에는, 그 반응성 관능기, 혹은 당해 관능기끼리 경화 반응을 일으켜 높은 접착성을 발현할 수 있다. 바인더(A)에 전술한 관능기군을 함유시키는 방법으로는, 예를 들면, 전술한 관능기군을 가지는 수지(a-1)를 바인더(A)에 첨가한다, 혹은 후술하는 경화제(D) 가운데, 전술한 관능기군을 가지는 것을 바인더(A)에 첨가하는 방법을 취할 수 있다.
[경화제(D)]
본 발명에서의 경화제(D)는, 경화 반응을 촉진하거나 또는 조절하는 물질이며, 분자량, 혹은 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 미만의 물질이라고 정의된다. 경화 반응이란, 「가열 또는 방사선, 촉매 등과 같은 그 외의 수단에 의해, 프리폴리머 또는 중합 조성물을 중합 및/또는 가교시켜, 비가역적으로 탄성률을 상승시키는 것」으로 정의된다. 바인더(A) 중에서, 열 등의 자극에 의해서 중합 및/또는 가교를 형성하고, 도전성 조성물에 강고한 접착성을 발현시키는 관점에서, 본 발명의 바인더(A)는 경화제(D)를 포함하는 것이 바람직하다.
전술의 경화 반응은, 경화제(D)끼리 자기 반응하는 것이어도 좋고, 예를 들면 수지(a-1) 등의 바인더(A) 중의 다른 성분과 반응해도 좋다. 수지(a-1)와 경화제(D)가 경화 반응하는 경우, 반응을 효율 좋게 실시하는 관점에서, 수지(a-1)는 열경화성 수지(a-2)인 것이 바람직하다.
보관시에는 경화 반응이 진행하지 않고, 가열시에만 경화 반응을 일으킨다는 관점에서, 상기 열경화성 수지(a-2)와, 경화제(D)의 조합으로는, 50℃에서는 가교 반응을 하지 않고, 150℃에서 경화 반응이 촉진되는 조합을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 경화 반응의 개시 온도가 상이한 2종 이상의 경화제를 적절히 조합함으로써, 각 온도대에서의 도전성 조성물의 가교 밀도를 컨트롤해도 좋다.
경화제(D)는, 에폭시 경화제, 옥세탄 경화제, 에피설파이드 경화제, 아지리딘 경화제, 아민 경화제, 이소시아네이트 경화제, 및 이미다졸 경화제를 들 수 있다. 그 중에서도, 에폭시 경화제, 옥세탄 경화제, 에피설파이드 경화제, 및 아지리딘 경화제는, 열경화성 수지(a-2)와 효율적으로 경화 반응이 진행하여, 높은 접착성을 발현할 수 있기 때문에 바람직하다.
에폭시 경화제로는, 예를 들면, 글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 글리시딜아민형 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물, 환상 지방족(지환형) 에폭시 화합물 등이 바람직하다.
상기 글리시딜에테르형 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 비스페놀 F형 에폭시 화합물, 비스페놀 S형 에폭시 화합물, 비스페놀 AD형 에폭시 화합물, 크레졸 노볼락형 에폭시 화합물, 페놀 노볼락형 에폭시 화합물, a-1-나프톨 노볼락형 에폭시 화합물, 비스페놀 A형 노볼락형 에폭시 화합물, 디시클로펜타디엔형 에폭시 화합물, 테트라브롬비스페놀 A형 에폭시 화합물, 취소화(臭素化) 페놀 노볼락형 에폭시 화합물, 트리스(글리시딜옥시페닐) 메탄, 테트라키스(글리시딜옥시페닐) 에탄 등을 들 수 있다.
상기 글리시딜아민형 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜파라아미노페놀, 트리글리시딜메타아미노페놀, 테트라글리시딜메타크실릴렌디아민 등을 들 수 있다.
상기 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 디글리시딜프탈레이트, 디글리시딜헥사히드로프탈레이트, 디글리시딜테트라히드로프탈레이드 등을 들 수 있다.
상기 환상 지방족(지환형) 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 에폭시시클로헥실메틸-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 비스(에폭시 시클로헥실) 아디페이트 등을 들 수 있다.
옥세탄 경화제는, 예를 들면, 1,4-비스{[(3-에틸옥세탄-3-일) 메톡시]메틸}벤젠, 3-에틸-3-{[(3-에틸옥세탄-3-일) 메톡시]메틸}옥세탄, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸]비페닐, (2-에틸-2-옥세타닐) 에탄올과 테레프탈산과의 에스테르화물, (2-에틸-2-옥세타닐)에탄올과 페놀 노볼락 수지와의 에테르화물, (2-에틸-2-옥세타닐)에탄올과 다가 카르본산화합물과의 에스테르화물 등을 들 수 있다.
에피설파이드 경화제는, 예를 들면, 비스(1,2-에피티오에틸) 설파이드, 비스(1,2-에피티오에틸)디설파이드, 비스(2,3-에피티오프로필) 설파이드, 비스(2,3-에피티오프로필티오)메탄, 비스(2,3-에피티오프로필) 디설파이드, 비스(2,3-에피티오프로필디티오)메탄, 비스(2,3-에피티오프로필디티오)에탄, 비스(6,7-에피티오-3,4-디티아헵틸) 설파이드, 비스(6,7-에피티오-3,4-디티아헵틸)디설파이드, 1, 4-디티안-2, 5-비스(2,3-에피티오프로필디티오메틸), 1,3-비스(2,3-에피티오프로필디티오메틸)벤젠, 1,6-비스(2,3-에피티오프로필디티오메틸)-2-(2,3-에피티오프로필디티오에틸티오)-4-티아헥산, 1,2,3-트리스(2,3-에피티오프로필디티오)프로판 등을 들 수 있다.
아지리딘 경화제는, 예를 들면 트리메틸올프로판-트리-a-2-아지리디닐프로피오네이트, 테트라메틸올메탄-트리-a-2-아지리디닐프로피오네이트, N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복시아미드), N,N'-헥사메틸렌-1,6-비스(1-아지리딘카르복시아미드) 등을 들 수 있다.
아민 경화제는, 예를 들면 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-메틸-6-메틸아닐린), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, n-부틸벤질프탈산 등을 들 수 있다.
이소시아네이트 경화제는, 예를 들면 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
이미다졸 경화제는, 예를 들면 2-메틸 이미다졸, 2-헵타데실 이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸, 1-시아노에틸 2-운데실이미다졸리움트리메리테이트 등을 들 수 있다.
경화제(D)는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 상기 경화제(D)는, 분자량 또는 중량 평균 분자량이 100이상의 것을 이용하는 것이, 도전성 조성물의 저장 탄성률이나 유리 전이 온도를 조정하는 점에서 바람직하다.
경화제(D)는, 열경화성 수지(a-2) 100질량부에 대하여, 1 ~ 70 질량부를 배합하는 것이 바람직하고, 3 ~ 50 질량부가 보다 바람직하다. 경화제(D)의 첨가량을 1질량부 이상으로 함으로써 도전성 조성물의 가교 구조의 밀도를 최적한 것으로 하고, 접착성을 향상할 수 있음과 동시에, 레진 플로우의 억제나 막후 담보성을 향상시키는 것이 가능해진다. 경화제(D)의 첨가량을 70질량부 이하로 함으로써 도전성 조성물이 과도하게 딱딱해지는 것을 막고, 접착성과 타발 가공성을 향상시킬 수 있다.
[금속입자(B)]
금속입자(B)는, 금, 백금, 은, 동 및 니켈 등의 도전성 금속, 및 이의 합금이 바람직하다. 또한 단일 조성의 미립자가 아니라 핵체(核體)가 되는 금속에 대하여, 상기 핵체의 표면을 피복하는 피복층을 핵체보다 도전성이 높은 소재로 형성한 복합 미립자가 코스트 다운의 관점에서 바람직하다.
핵체는, 니켈, 실리카, 동 및 이들의 합금으로부터 선택하는 것이 바람직하다. 피복층은, 예를 들면, 금, 백금, 은, 주석, 망간, 및 인듐 등, 그리고 이의 합금을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전성과 재료 코스트의 관점에서는 은을 이용하는 것이 바람직하다.
금속입자(B)는, 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2 종류 이상을 병용해도 좋다.
복합 미립자는, 핵체 100질량부에 대하여, 1 ~ 40 질량부의 비율로 피복층을 가지는 것이 바람직하고, 5 ~ 30질량부가 보다 바람직하다. 1 ~ 40 질량부로 피복하면, 도전성을 유지하면서, 보다 코스트 다운할 수 있다. 또한, 복합 미립자는, 피복층이 핵체를 완전하게 덮는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로는, 핵체의 일부가 노출되는 경우가 있다. 이러한 경우에도 핵체 표면 면적의 70% 이상을 도전성 물질이 덮고 있으면, 도전성을 유지하기 쉽다.
금속입자(B)의 형상은, 소망한 도전성이 얻어지면 좋고, 형상은 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면, 구상, 플레이크상, 엽상(葉??), 수지상, 플레이트상, 침상, 봉상, 포도상, 부정형 괴상(塊)을 들 수 있다. 한편, 도전성을 향상시키는 관점에서는, 구상, 플레이크상, 엽상, 수지상, 플레이트상이 보다 바람직하다.
금속입자(B)의 평균 입자경은, 평균 입자경 D50이 1 ~ 50㎛인 것이 바람직하고, 3 ~ 30㎛이 보다 바람직하고, 5 ~ 20㎛이 더욱 바람직하다. 평균 입자경 D50이 이 범위에 있음으로 인해, 호적한 도통 패스를 형성할 수 있어, 도전성을 향상시킬 수 있다. 한편, 평균 입자경 D50은, 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치에 의해 구할 수 있다.
금속입자(B)의 평균 입자경은, 평균 입자경 D90이, 1 ~ 120㎛인 것이 바람직하고, 5 ~ 70㎛가 보다 바람직하다. 평균 입자경 D90이 이 범위에 있음으로 인해, 블로킹이 일어나는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 박리성 필름 상에 도전성 조성물을 가지는 도전성 시트는, 롤 상으로 감긴 상태로 운반 등 된다. 블로킹이란, 이 롤 상의 도전성 시트로부터, 도전성 시트를 풀 때, 도전성 조성물이 박리성 필름의 이면에 부착하는 현상이다.
도전성 조성물이 층상을 이루는 경우, 가열 프레스 전의 도전성 조성물의 두께를 금속입자(B)의 평균 입자경 D50으로 나눈 값 X는, 1 ~ 35인 것이 바람직하다. X가 35 이하인 것으로 인해, 도전성 조성물 내에서 금속입자(B)의 도전 패스가 효과적으로 형성되어, 도전성이 향상한다. 도전성 향상의 관점에서는, X는 18이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, X가 1이상인 것으로 인해, 피착체와 금속입자(B)와의 접촉점이 과도하게 증가하지 않고, 피착체와 바인더(A)와의 접촉 면적이 증대하기 때문에, 접착성이 향상된다. X는 5이상인 것이 보다 바람직하다.
금속입자(B)는, 도전성 조성물의 전고형분 중, 40 ~ 90 질량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 함유량으로 함으로써 도전성과 접착성, 타발 가공성을 양립할 수 있다. 금속입자(B)의 함유량은, 45 ~ 80 질량%가 보다 바람직하고, 50 ~ 70 질량%가 더욱 바람직하다.
[수지입자(C)]
본 발명에서의 수지입자(C)는, 유기 수지가 입자상을 이룬 물질로 정의된다. 수지입자(C)는 바인더(A)에 분산된 상태로 담지되는 것으로 바인더(A)와는 상용(相溶)하지 않는다. 수지입자(C)는, 복원율이 5% 이상, 95% 이하이다. 복원율이 이 범위 내인 것으로 인해, 가열 프레스 후의 제하 후에 수지입자(C)가 형상 복원하는 작용에 의해 도전성 조성물 전체가 형상 복원하여, 두께 감소를 억제할 수 있다. 게다가, 수지입자(C)를 첨가함으로써, 도전성 조성물이 가열 프레스 되었을 때의 바인더(A)의 과도한 유동을 억제하여, 레진 플로우를 억제하는 것은 가능해진다.
전술한 레진 플로우 억제 효과는, 수지입자(C)의 복원율이 5% 미만에서도 발현할 수 있는 효과이지만, 복원율이 5% 미만인 입자에서는, 가열 프레스 시에 수지입자(C)가 압축되어 생기는 공간에 바인더(A)가 충진되어, 도전성 조성물의 두께가 감소해 버린다. 수지입자(C)의 복원율이 5% 이상, 95% 이하이면, 전술의 추정 작용에 의해, 도전성 조성물의 두께 감소의 억제(막후 담보성)의 효과를 이룰 수 있다. 수지입자(C)의 복원율은, 30% 이상, 95% 이하인 것이 바람직하고, 40% 이상, 95% 이하인 것이 보다 바람직하다. 복원율이 전술의 범위 내인 것으로 인해, 막후 담보성이 한층 향상된다.
수지입자(C)의 복원율은, 실시예의 항목에서 후술하는 미소 압축 시험기를 이용한 부하-제하 시험에 의해 구할 수 있다.
수지입자(C)의 복원율은, 유기 수지의 종류, 이용하는 원료(모노머)의 종류, 입자 내에서의 가교 구조 형성의 유무, 무기 미립자의 첨가 등을 적절히 선택함으로써 제어할 수 있다.
수지입자(C)를 제조하는 방법은, 예를 들면, (1)원료가 되는 모노머로부터 유기 수지를 합성할 때에 입자를 형성한다, (2)괴상의 유기 수지를 분쇄한다, 등의 방법을 적용할 수 있다. 그 중에서도, (1)원료가 되는 모노머로부터 유기 수지를 합성할 때에 입자를 형성하는 방법은, 수지입자(C)의 입도 분포를 정밀하게 제어할 수 있는 관점에서 바람직하다.
수지입자(C)를 구성하는 유기 수지는, 소망의 복원율이 발현 가능하다면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 나일론 수지, 폴리이미드 수지, 스틸렌 수지는 제조의 용이함에서 바람직하다.
수지입자(C)의 평균 입자경 D50는, 1㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 수지입자(C)의 평균 입자경 D50가 이 범위에 있음으로써, 가열 프레스 후의 형상 복원 효과를 효과적으로 도전성 조성물에 반영할 수 있어, 막후 담보성이 향상되기 때문에, 바람직하다. 한편, 평균 입자경 D50은, 금속입자(B)와 마찬가지로 레이저 회절·산란법 입도 분포 측정 장치에 의해 구할 수 있다. 수지입자(C)의 평균 입자경 D50은, 1㎛ 이상 4㎛ 미만인 것이 보다 바람직하고, 2㎛ 이상 3㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
도전성 조성물이 층상을 이루는 경우, 가열 프레스 전의 도전성 조성물의 두께를 수지입자(C)의 평균 입자경 D50으로 나눈 값 Y는, 70 이하인 것이 바람직하다. Y가 70 이하인 것으로 인해, 도전성 조성물 내의 두께 방향에서의 수지입자(C)의 존재 비율이 증대되고, 수지입자(C)의 복원 효과가 보다 효율적으로 발현하기 때문에, 막후 담보성이 향상한다. 막후 담보성 향상의 관점에서는, Y는 60 이하인 것이 보다 바람직하고, 25 이하인 것이 더욱 바람직하다.
수지입자(C)는, 도전성 조성물의 전고형분 중에 대하여, 0.1 ~ 35 질량% 포함하는 것이 바람직하다. 수지입자(C)의 함유량을 0.1 질량% 이상으로 함으로써, 레진 플로우와 타발 가공성, 및 막후 담보성이 양호한 것이 되고, 35질량% 이하로 함으로써 접착성이 향상한다. 수지입자(C)의 함유 비율은, 1 ~ 30질량%가 보다 바람직하고, 2 ~ 15 질량%가 더욱 바람직하다.
수지입자(C)는, 강도의 조정이나 착색을 목적으로 산화 티탄, 산화철 등의 무기 미립자, 안료를 내포시키거나, 수지입자(C)끼리의 응집, 결착을 억제하는 목적으로 표면에 실리카 등의 무기 미립자, 안료를 부착시키거나 해도 좋다.
본 실시의 형태에서의 도전성 조성물은, 다른 임의 성분으로서 내열 안정제, 무기 필러, 안료, 염료, 점착 부여 수지, 가소제, 실란커플링제, 자외선 흡수제, 소포제, 레벨링 조정제 등을 배합해도 좋다.
무기 필러로서는, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화티탄, 산화아연, 삼산화 안티몬, 산화마그네슘, 탈크, 몬모롤리나이트, 카올린, 벤토나이트 등을 들 수 있다. 당해 도전성 조성물이 무기 필러를 함유함으로써 경화 전의 저장 탄성률을 제어하여, 최적의 플로우량으로 컨트롤할 수 있다.
[도전성 시트]
본 실시의 형태에 관한 도전성 시트는, 박리성 필름 상에 도전성 조성물을 가지는 도전성 시트이다. 한편, 도전성 시트에 구비되는 도전성 조성물은, 실온에서 비유동성의 고형물이며, 또한 일정한 두께의 층상을 이루고 있다.
[박리성 필름]
박리성 필름은, 한면 혹은 양면에 이형처리를 한 필름이면 제한없이 사용할 수 있다.
박리성 필름의 일례로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리불화비닐, 폴리불화비닐리덴, 경질 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 나일론, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 에틸렌·비닐알코올 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리 아크릴로니트릴, 폴리부텐, 연질 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐 등의 플라스틱 시트 등, 글라신지(glassine paper), 상질지(上質紙), 크래프트지, 코트지 등의 지류, 각종 부직포, 합성지, 금속박이나, 이들을 조합한 복합 필름 등을 들 수 있다.
박리성 필름의 표면은 필요에 따라 매트 처리해도 좋다. 매트 처리의 방법은 샌드 매트, 에칭 매트, 코팅 매트, 케미컬 매트, 혼련 매트 등을 들 수 있다.
박리성 필름은, 기재에 이형제를 도포하여 얻을 수 있다. 이형제로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 탄화수소계 수지, 고급 지방산 및 이의 금속염, 고급 지방산 비누, 왁스, 동식물 유지, 마이카, 탈크, 실리콘계 계면활성제, 실리콘 오일, 실리콘 수지, 불소계 계면활성제, 불소 수지, 불소 함유 실리콘 수지, 멜라민계 수지, 아크릴계 수지 등이 이용된다. 이형제의 도포 방법으로는, 종래 공지의 방식, 예를 들면, 그라비아 코트 방식, 키스 코트 방식, 다이코트 방식, 립 코트 방식, 콤마 코트 방식, 브레이드 코트 방식, 롤 코트 방식, 나이프 코트 방식, 스프레이 코트 방식, 바 코트 방식, 스핀 코트 방식, 딥 코트 방식 등에 의해 실시할 수 있다.
도전성 시트에서의 도전성 조성물의 두께는, 박막성과 도전성을 양립하는 관점에서, 5 ~ 200㎛인 것이 바람직하고, 10 ~ 100㎛인 것이 보다 바람직하고, 30 ~ 70㎛인 것이 더욱 바람직하다.
[도전성 시트의 제조 방법]
본 발명의 도전성 시트는, 예를 들면, 도전성 조성물을 박리성 필름 상에 도공하고, 건조하고, 더욱이 필요에 따라서 B스테이지 경화함으로써 얻을 수 있다. 상기 건조 후의 시트상의 도전성 조성물을 도전성 수지층이라고도 한다. 도공 방법은, 공지의 방법 중에서, 접합제의 막후 등을 고려해서 적절히 선택하면 좋다. 도공 방법의 구체예로는, 그라비아 코트 방식, 키스 코트 방식, 다이코트 방식, 립 코트 방식, 콤마 코트 방식, 브레이드 코트 방식, 롤 코트 방식, 나이프 코트 방식, 스프레이 코트 방식, 바 코트 방식, 스핀 코트 방식, 딥 코트 방식 등을 들 수 있다.
B스테이지 경화란, 도전성 조성물을 소정의 온도, 시간으로 가열함으로써, 경화 반응을 부분적으로 생기게 하는 방법이다. B스테이지 경화를 실시함으로써 도전성 조성물의 접착력을 유지하면서, 강도를 높일 수 있다.
[금속 보강판]
본 발명의 금속 보강판은, 금속판에 도전성 조성물이 첩합되어 있다. 전술의 금속판은, 예를 들면, 금, 은, 동, 철 및 스텐레스 등의 도전성 금속을 들 수 있다. 이들 중에서, 금속판으로서의 강도, 코스트 및 화학적 안정성의 면에서 스텐레스가 바람직하다. 금속판의 두께는, 일반적으로 0.04 ~ 1mm정도이다. 금속판은, 니켈층이 금속판의 전 표면에 형성되고 있는 것이 바람직하다. 니켈층은, 전해 니켈 도금법으로 형성하는 것이 바람직하다. 니켈층의 두께는, 0.5 ~ 5㎛ 정도이며, 1 ~ 4㎛가 보다 바람직하다. 한편, 금속 보강판에 구비되는 도전성 조성물은, 실온에서 비유동성의 고형물이며, 또한 일정한 두께의 층상을 이루고 있다.
[금속 보강판을 포함하는 배선판]
본 실시의 형태에 관한 금속 보강판을 포함하는 배선판(100)(도 1 참조)은, 절연성 필름(21) 상에 그랜드 회로(22)가 배치되어 있고, 전술의 그랜드 회로(22)를 커버 레이(23)가 피복하고, 당해 그랜드 회로(22)의 일부가 개구부(30)을 통해 노출되어 있는 배선판(20)과, 당해 배선판(20) 상에 금속 보강판이 배치된다. 금속 보강판의 도전성 조성물(1)은 층상을 이루어 배선판(20)과 금속판(2)를 접합한다. 본 실시의 형태에 관한 프린트 배선판은, 도전성 조성물(1)의 일부가 개구부(30)에 충전되므로써, 그랜드 회로(22)와 금속판(2)이 도전성 조성물(1)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 배선판(20)에는 신호 배선이 더 설치되어 있어도 좋다.
배선판(20)의 개구부(30)의 면적은, 예를 들면, 0.16mm2 이상 0.81mm2로 해도 좋다. 개구부(30)의 면적을 0.16mm2 이상으로 함으로써 개구부(30)로의 도전성 조성물의 충전성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 개구부(30)의 면적을 0.81mm2 이하로 함으로써, 배선판(20)에 차지하는 개구부(30)의 면적을 작게 할 수 있다. 개구부(30)의 면적은, 바람직하게는 0.25mm2 이상 0.64mm2 이하, 더욱 바람직하게는 0.36mm2 이상 0.49mm2 이하로 해도 좋다. 개구부(30)의 면적이 이 범위인 경우, 개구부(30)로의 도전성 조성물의 충전성을 양호하게 할 수 있어, 도전성 조성물과 그랜드 회로(22)와의 접촉 저항을 낮게 할 수 있다.
평면시 했을 때의 개구부(30)의 형상은, 직사각형상(矩形)이어도 좋고, 원형상이어도 좋다. 개구부(30)의 형상이 직사각형상인 경우는, 직사각형상의 개구부의 네 모서리에 도전성 조성물을 충전하는 것이 특히 곤란하게 되고, 네 모서리에 틈이 형성되기 쉽다. 그러나, 레진 플로우가 호적한 범위로 제어된 본 실시의 형태에 관한 도전성 조성물을 이용함으로써, 직사각형상의 개구부라도 도전성 조성물을 개구부 내로 양호하게 충전할 수 있다.
[전자기기]
이러한 금속 보강판을 포함하는 배선판은, 예를 들면, 휴대 전화, 스마트폰, 노트PC, 디지털 카메라, 액정 디스플레이 등의 전자기기에 탑재할 수 있다. 또한, 자동차, 전차, 선박, 항공기 등의 수송기기에도 호적하게 탑재할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예, 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다. 한편, 수지(a-1)의 산가와 중량 평균 분자량(Mw), 및 금속입자(B), 수지입자(C), 및 비교예용 실리카 입자(Z)의 D50 평균 입자경의 측정은 다음의 방법으로 수행하였다.
[수지(a-1)의 산가]
JIS K 0070의 중화 적정법으로 준거해서 측정한 산가(mgKOH/g)를 고형분 환산하여 구하였다. 공전삼각 플라스크 중에 시료 약 1g을 정밀하게 재어 채취하고, 테트라히드로 푸란/에탄올(용량비:테트라히드로푸란/에탄올=2/1) 혼합액 100mL를 더하여 용해한다. 여기에, 페놀프탈레인 시액을 지시약으로서 더하여 0. 1N알코올성 수산화칼륨 용액으로 적정하고, 지시약이 담홍색을 30초간 유지했을 때를 종점으로 하였다. 산가는 다음 식에 의해 구하였다(단위:mgKOH/g).
산가(mgKOH/g)=(5.611×a×F)/S
다만,
S:시료의 채취량(g)
a:0.1N 알코올성 수산화칼륨 용액의 소비량(mL)
F:0.1N 알코올성 수산화칼륨 용액의 역가
[수지(a-1)의 중량 평균 분자량(Mw)]
Mw의 측정은 GPC(겔퍼미에이션 크로마토그래프) 「HPC-8020」(TOSOH CORPORATION제)에 의해 수행했다. GPC는 용매(THF;테트라히드로푸란)에 용해시킨 물질을 그 분자 사이즈의 차에 의해서 분리 정량하는 액체 크로마토그래프이다. 본 측정은, 컬럼에 「LF-604」(Showadenkosya.co.ltd.제:신속 분석용 GPC 컬럼:6mmID×150mm사이즈)를 직렬로 2개 접속해 이용하고, 유량 0.6mL/min, 컬럼 온도 40℃의 조건으로 수행했다. Mw의 결정은 폴리스틸렌 환산으로 수행했다.
[금속입자(B), 수지입자(C), 및 비교예용 실리카 입자(Z)의 D50 평균 입자경]
D50 평균 입자경은, 레이저 회절·산란법 입도분포 측정장치 LS13320(Beckmancoulter Corporation제)를 사용하였다. 토네이도 드라이 파우더 샘플 모듈에서, 도전성 필러를 측정하여 얻은 수치이고, 입자경 누적 분포에서의 누적치가 50%인 입자경이다. 한편, 굴절률의 설정은 1.6으로 하였다.
[수지입자(C)의 복원율]
수지입자(C)의 복원율은, 주식회사 시마즈 제작소제의 미소 압축 시험기 「MCT-211」을 이용한 부하-제하 시험에 의해 구하였다. 우선, 수지입자(C)를 하부 가압판(SKS 평판) 상에 재치하고, 「MCTM-211」의 광학 현미경(대물렌즈 배율50배)으로 한 개의 독립된 수지입자(C)를 골라낸다. 골라낸 수지입자(C)의 직경d를, 「MCTM-211」의 입자경 측정 커서로 측정하였다. 골라내는 수지입자(C)는, 측정 대상으로 하는 입자경에 따라서 결정한다.
이어서, 골라낸 수지입자(C)의 정점(頂点)에 시험용 압자를 하기의 부하 속도로 강하시킴으로써, 최대 시험력 20mN까지 수지입자(C)에 하중을 걸었을 때의 입자경 A와 그 후, 최소 시험력 0.3mN까지 제하 했을 때의 입자경 B를 측정한다. 입자경 A 및 입자경 B로부터 얻을 수 있는 변위량(복원량) L과, 입자경 측정 커서로 측정된 직경 d로부터, 다음의 복원율의 산출식
복원율(%)=복원량 L(㎛)/직경 d(㎛)×100
에 의해, 개별의 수지입자(C)의 복원율을 구한다. 3개의 수지입자(C)에 대하여 복원율의 측정을 수행하여, 평균치를 복원율로 한다.
<복원율의 측정 조건>
시험 온도:상온(20℃), 상대습도 65%
상부 가압압자:직경 50㎛의 평면압자(재질:다이아몬드)
하부 가압판:SKS 평판
시험 종류:부하-제하 시험
최대 시험력:20mN
최소 시험력:0.3mN
부하 속도:4.5mN/sec
부하 유지시간:3sec
제하유지시간:1min
<원료>
[수지(a-1)]
(a-1)-1:폴리에스테르 수지:산가 36mgKOH/g, Mw=27,000(TOYOCHEM CO., LTD.제)
(a-1)-2:폴리이미드 수지:산가 18mgKOH/g, Mw=55,000(TOYOCHEM CO., LTD.제)
(a-1)-3:폴리아미드 수지:산가 22mgKOH/g, Mw=49,000(TOYOCHEM CO., LTD.제)
(a-1)-4:폴리우레탄 수지:산가 16mgKOH/g, Mw=98,000(TOYOCHEM CO., LTD.제)
(a-1)-5:폴리우레탄우레아 수지:산가 15mgKOH/g, Mw=100,000(TOYOCHEM CO., LTD.제)
(a-1)-6:폴리아크릴 수지:산가 55mgKOH/g, Mw=120,000(TOYOCHEM CO., LTD.제)
[경화제(D)]
D1:비스페놀 A형 에폭시 화합물(jER828, 분자량=370, Mitsubishi Chemical Group Corporation제)
D2:이소프탈형 옥세탄 화합물(ETERNACOLL OXIPA, 분자량=362, UBE Corporation제)
D3:수첨 비스페놀 A형 에피설파이드 화합물(TBIS-AHS, 분자량=384, Taoka Chemical Company, Limited제)
D4:다관능형 아지리딘 화합물(케미타이트 PZ-33, 분자량=425, Nippon Shokubai Co., Ltd.제)
D5:폴리카르보디이미드 화합물(카르보디라이트 V-05, 분자량=1200, Nisshinbo Chemical Inc.제)
[금속입자(B)]
B1:은 피복 동가루:D50=5.7㎛, 수지상(Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.제)
B2:은 피복 동가루:D50=31.2㎛, 수지상(Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.제)
B3:은 피복 동가루:D50=10.8㎛, 구상(Showa Denko Materials co.,Ltd.제)
B4:은 피복 동가루:D50=7.5㎛, 구상(Showa Denko Materials co.,Ltd.제)
B5:은 피복 동가루:D50=11.3㎛, 플레이크상(DOWA Holdings Co., Ltd.제)
[수지입자(C)]
C1:우레탄 수지입자:D50=3㎛, 복원율 91%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C2:아크릴 수지입자:D50=3㎛, 복원율 87%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C3:아크릴 수지입자:D50=3㎛, 복원율 45%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C4:아크릴 수지입자:D50=3㎛, 복원율 38%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C5:아크릴 수지입자:D50=3㎛, 복원율 6%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C6:아크릴 수지입자:D50=3㎛, 복원율 3%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C7:아크릴 수지입자:D50=4㎛, 복원율 83%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C8:아크릴 수지입자:D50=16㎛, 복원율 76%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C9:아크릴 수지입자:D50=1.0㎛, 복원율 90%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C10:아크릴 수지입자:D50=1.2㎛, 복원율 88%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C11:아크릴 수지입자:D50=2.7㎛, 복원율 86%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C12:아크릴 수지입자:D50=3.9㎛, 복원율 85%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
C13:폴리이미드 수지입자:D50=3㎛, 복원율 75%(TOYOCHEM CO., LTD.제)
[비교예용 실리카 입자(Z)]
Z1:D50=2.6㎛(아드마파인 SO-6, ADMATECHS COMPANY LIMITED제)
<도전성 조성물 및 도전성 시트의 작성>
[실시예 1]
수지(a-1)로서 ((a-1)-5)100 질량부, 금속입자(B)로서 (B1)212 질량부, 및 수지입자(C)로서 (C1)10.5 질량부를 용기에 준비하고, 비휘발분 농도가 40질량%가 되도록 용매로서 메틸 에틸 케톤을 더하여 혼합하였다. 이어서, 경화제(D)로서 (D1)30질량부를 추가하고, 교반기에 의해 10분간 교반하여 도전성 조성물 용액을 조제하였다.
이어서, 상기 조제한 도전성 조성물 용액을, 닥터 블레이드를 사용하여, 건조 후의 두께가 60㎛이 되도록 박리성 필름(기재의 재질:발포 폴리에틸렌테레프탈레이트, 기재의 두께 50㎛, 이형제:알 키드계 이형제)의 박리 처리된 일방의 면 상에 도공하고, 100℃의 전기 오븐으로 2분간 건조함으로써 박리성 필름 상에 도전성 조성물이 형성된 도전성 시트를 얻었다.
[실시예 2 ~ 55, 비교예 1, 3]
배합하는 각 성분의 종류 및 배합량을 표1 ~ 표8에 기재한 바와 같이 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 조작하고, 각 실시예 2 ~ 55 및 비교예 1, 3의 도전성 시트를 얻었다.
[비교예 2]
배합하는 각 성분 가운데, 수지입자(C)를 실리카 입자(Z1)로 바꾸고, 그 외 성분의 종류 및 배합량을 표 8에 기재한 바와 같이 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 조작하고, 비교예 2의 도전성 시트를 얻었다.
<평가>
얻어진 각 도전성 조성물(도전성 시트)에 대하여, 레진 플로우, 접착성, 도전성, 타발 가공성, 막후 담보성을 하기 방법에 따라 평가하였다. 그 평가 결과를 표1 ~ 표8에 나타낸다. 또한, X의 값:가열 프레스 전의 도전성 수지층의 두께/금속입자(B)의 평균 입자경[D50], 및 Y의 값:가열 프레스 전의 도전성 수지층의 두께/수지 함유 입자(C)의 평균 입자경[D50]도 이들 표에 나타낸다.
[레진 플로우]
각 실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 시트를 이용하여, 이것을 폭 40mm, 길이 100mm의 크기로 절단하고, 그 도전성 조성물이 노출된 면이 폭 50mm, 길이 120mm의 금속판(두께 0.2mm의 시판의 SUS304판의 표면에 두께 2㎛의 니켈층을 형성한 것)에 접촉하도록, 상기 도전성 시트를 상기 금속판에 겹쳤다. 이어서, 롤 라미네이터를 이용하여 130℃, 3kgf/cm2, 0.5m/min의 조건 하에서, 상기 도전성 시트와 상기 금속판을 롤 라미네이트한 후, 상기 도전성 조성물로부터 박리성 필름을 벗겨 도전성 조성물을 포함하는 금속판을 얻었다.
이어서, 타발 가공기를 이용하여 상기 도전성 조성물을 포함하는 금속판(금속 보강판)을 5mm×12mm의 사이즈로 커트한 후, 그 도전성 조성물이 노출된 면을 두께 125㎛의 폴리이미드 필름(Toray Industries, Inc.·DuPont Inc.제, 「카프톤 500H」)에 100℃로 열 라미네이트하여 적층체를 얻었다. 이어서, 내열 이형필름(오퓨란 CR1012MT4 150㎛, Mitsui Chemicals Tohcello Inc.제)을 상기 적층체의 금속판 상의 상하로 각각 1매씩 재치하고, 이것을 170℃, 2.0MPa, 5분 간의 조건하에서 열압착함으로써 평가용 시료(「폴리이미드 필름/도전성 조성물/금속판」의 적층체)를 얻었다.
이어서, 배율 200배 ~ 1000배의 확대경을 이용하여 상기 평가용 시료를 관찰하고, 금속판의 단부에서 밀려나온 도전성 조성물의 플로우량(도전성 조성물의 가장자리부의 최대 이동거리, 금속판의 단부와 밀려나온 도전성 조성물의 단부와의 최대 길이)을 측정하고, 이 측정치를 지표로 하여, 하기 평가 기준에 따라 외관을 평가하였다.
◎:매우 우수하다(플로우량이 100㎛ 이하)
○:우수하다(플로우량이 100㎛ 초과 200㎛ 이하)
△:실용 가능하다(플로우량이 200㎛ 초과 300㎛ 이하)
×:실용 불가능하다(플로우량이 300㎛를 초과한다)
[접착성]
각 실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 시트를 이용하여, 이것을 폭 25mm, 길이 100mm의 크기에 절단하고, 그 도전성 조성물이 노출된 면이 폭 30mm, 길이 150mm인 금속판(두께 0.2mm의 시판의 SUS304판의 표면에 두께 2㎛인 니켈층을 형성한 것)에 접촉하도록, 상기 도전성 시트를 상기 금속판에 겹쳤다. 이어서, 롤 라미네이터를 이용하여, 130℃, 3kgf/cm2, 0.5m/min의 조건 하에서, 상기 도전성 시트와 상기 금속판을 롤 라미네이트한 후, 상기 도전성 조성물로부터 박리성 필름을 벗겨, 도전성 조성물이 노출된 면에 동박(두께 25㎛)을 겹치고, 롤 라미네이터를 이용하여 130℃, 3kgf/cm2, 0.5m/min의 조건 하에서, 도전성 조성물과 동박을 롤 라미네이트하고, 평가용 시료를 얻었다.
이어서, 인장 시험기(소형 탁상 시험기 EZ-TEST, Shimadzu Corporation.제)를 이용하여, 인장 속도 50mm/min의 조건 하에서, 90° 필 박리 시험에서의 평가용 시료의 금속판에 대한 도전성 조성물의 접착 강도를 지표로 하여, 하기 평가 기준에 따라 접착성을 평가하였다.
◎:매우 우수하다(접착 강도가 3N/cm 이상)
O:우수하다(접착 강도가 2N/cm 이상 3N/cm 미만)
△:실용 가능하다(접착 강도가 1N/cm이상 2N/cm 미만)
×:실용 불가능하다(접착 강도가 1N/cm 미만)
[도전성]
각 실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 시트(폭 20mm, 길이 20mm)를 이용하여, 그 도전성 조성물이 노출된 면이 폭 20mm, 길이 20mm인 금속판(두께 0.1mm인 시판의 SUS304판의 표면에 두께 2㎛의 니켈층을 형성한 것)에 접촉하도록, 상기 도전성 시트를 상기 금속판에 겹쳤다. 이어서, 롤 라미네이터를 이용하여 90℃, 3kgf/cm2, 1m/min의 조건 하에서, 상기 도전성 시트와 상기 금속판을 롤 라미네이트하여 도전성 시트를 포함하는 금속판을 얻었다.
이어서, 상기 도전성 시트를 포함하는 금속판에서의 도전성 시트의 박리성 필름을 벗겨 제거한 후, 타발 가공기로 1변이 10mm의 정방형으로 타발하여, 도전성 조성물을 포함하는 금속판(이하, 「도전성 조성물을 포함하는 금속판」이라 칭한다)을 얻었다. 이어서, 별도로 제작한 플렉서블 프린트 배선판을 이용하여, 도전성 조성물을 포함하는 금속판의 도전성 조성물이 노출된 면(도전성 조성물의 금속판과 반대의 면)을 배선판에 겹치고, 롤 라미네이터를 이용하여 130℃, 3kgf/cm2, 1m/min의 조건 하에서, 상기 도전성 조성물을 포함하는 금속판과 상기 배선판을 첩부시켰다. 이어서, 이들을 170℃, 2MPa, 5 분의 조건 하에서 열 압착한 후, 이를 전기 오븐을 이용하여 160℃, 60분간 가열함으로써 평가용 시료를 얻었다. 한편, 상술한 배선판은, 두께 75㎛의 폴리이미드 필름의 양면 각각에 두께 32㎛의 동박 회로가 형성되고, 동박 회로 상에는, 한 변이 0.7mm의 정방형이고 개구면적이 0. 49mm2인 스루홀(개구부)을 가지는 두께 37.5㎛의 접착제를 포함하는 절연성 커버 필름(커버 레이)이 적층되어 있다. 또한, 다른 일방의 동박 회로 상에는 스루홀을 갖지 않는 접착제를 포함하는 두께 37.5㎛의 절연성의 커버 필름이 적층된 것이다(플렉서블 프린트 배선판이 휘지 않도록, 폴리이미드 필름에 대하여 동박 회로 및 커버 필름을 대칭으로 배치하였다).
이어서, 저항값 측정기 및 BSP 프로브(형번(型番):MCP-TP05P, Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.제)를 이용하여 평가용 시료의 금속판과 동박 회로와의 사이의 전기 저항(접속 저항값)을 측정하고, 이 측정치를 지표로 하여 하기 평가 기준에 따라 도전성을 평가하였다.
◎:양호하다(접속 저항값이 20mΩ 미만)
○:실용 가능하다(접속 저항값이 20mΩ 이상 100mΩ 미만)
△:실용 가능하다(접속 저항값이 100mΩ 이상 500mΩ 미만)
×:실용 불가능하다(접속 저항값이 500mΩ 이상)
[타발 가공성]
각 실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 시트를 이용하여, 그 도전성 조성물이 노출된 면이 금속판(두께 0.1mm의 시판의 SUS304판의 표면에 두께 2㎛의 니켈층을 형성한 것)에 접촉하도록, 상기 도전성 시트를 상기 금속판에 겹쳤다. 이어서, 롤 라미네이터(소형 탁상 테스트 라미네이터 「SA-1010」, 테스터 산업제, 이하 같음)를 이용하여 130℃, 3kgf/cm2, 1m/min의 조건 하에서, 상기 도전성 시트와 상기 금속판을 롤 라미네이트하여 도전성 시트를 포함하는 금속판을 얻었다.
이어서, 타발 가공기(형번:핸드 프레스기 QCD타입, Kyoei Print Giken.,Inc.제, 이하 같음)를 이용하여 클리어런스가 2.5㎛인 조건에서, 상기 도전성 시트를 포함하는 금속판을 5mm×12mm의 사이즈로 50 피스 형태로 뽑아내어 평가용 시료를 얻었다.
이어서, 배율 200배 ~ 1000배의 확대경을 이용하여, 상기 평가용 시료의 불량율(불량품의 혼입율)을 지표로 하여, 하기 평가 기준에 따라 타발 가공성을 평가하였다. 한편, 불량품이란, 형태를 뽑아낸 모양으로 가공된 후, 부분적으로 빠지지 않은 것, 금속판과 도전성 조성물이 벗겨진 것, 및 타발된 도전성 조성물의 단부의 형상이 이그러져 있는 것 중 적어도 어느 하나를 가지는 것으로 한다.
◎:매우 우수하다(불량율이 10% 미만)
○:우수하다(불량율이 10% 이상 15% 미만)
△:실용 가능하다(불량율이 15% 이상 25% 미만)
×:실용 불가능하다(불량율이 25% 이상)
[막후 담보성]
각 실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 시트를 이용하여, 이것을 폭 40mm, 길이 100mm의 크기로 절단하고, 그 도전성 조성물이 노출된 면이 폭 50mm, 길이 120mm인 금속판(두께 0.2mm의 시판의 SUS304판의 표면에 두께 2㎛의 니켈층을 형성한 것)에 접촉하도록, 상기 도전성 시트를 상기 금속판에 겹쳤다. 이어서, 롤 라미네이터를 이용하여 130℃, 3kgf/cm2, 0.5m/min의 조건 하에서, 상기 도전성 시트와 상기 금속판을 롤 라미테이트한 후, 상기 도전성 조성물로부터 박리성 필름을 벗겨내어 도전성 조성물을 포함하는 금속판(금속 보강판)을 얻었다.
이어서, 타발 가공기를 이용하여 상기 도전성 조성물을 포함하는 금속판(금속 보강판)을 5mm×12mm의 사이즈로 커트한 후, 그 도전성 조성물이 노출된 면을 두께 125㎛의 폴리이미드 필름(Toray Industries, Inc.·DuPont Inc.제, 「카프톤 500H」)에 100℃로 열 라미네이트하여 적층체를 얻었다. 이어서, 내열 이형필름(오퓨란 CR1012MT4 150㎛, Mitsui Chemicals Tohcello Inc.제)를 상기 적층체의 금속판 상의 상하에 각각 1매씩 재치하고, 이것을 170℃, 2.0MPa, 5분 간의 조건 하에서 열 압착함으로써 평가용 시료(「폴리이미드 필름/도전성 조성물/금속판」의 적층체)를 얻었다.
이어서, 평가용 시료를 장변 중앙부 부근에서 절단하고, 또다시 단면 부근을 크로스 섹션 폴리셔를 이용하여 절삭하고, 가공된 단면을 SEM으로 관찰하여, 도전성 조성물의 두께(H1)를 측정하였다. 금속판으로의 첩부 전의 도전성 시트에서의 도전성 조성물의 두께를 H2로 하여, 각 실시예 및 비교예의ΔH=H1/H2를 구하고, 하기 평가 기준에 따라 평가하였다.
◎:매우 우수하다(ΔH가 0.6 이상)
○:우수하다(ΔH가 0.5 이상 0.6 미만)
△:실용 가능하다(ΔH가 0.4 이상 0.5 미만)
×:실용 불가능하다(ΔH가 0.4 미만)
1 도전성 조성물
2 금속판
20 배선판
21 절연성 필름
22 그랜드 회로
23 커버 레이
30 개구부
100 금속 보강판을 포함하는 배선판
2 금속판
20 배선판
21 절연성 필름
22 그랜드 회로
23 커버 레이
30 개구부
100 금속 보강판을 포함하는 배선판
Claims (15)
- 바인더(A), 금속입자(B), 및 수지입자(C)를 포함하고,
상기 수지입자(C)의 복원율이 5% 이상 95% 이하이고,
상기 금속입자(B)를 40 ~ 90 질량% 포함하는,
시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 바인더(A)는, 이미드 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 및 우레아 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 바인더(A)는, 에폭시기, 옥세탄기, 에피설파이드기, 및 아지리딘기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 수지입자(C)를 0.1 ~ 35 질량% 포함하는, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 수지입자(C)의 평균 입자경 D50이 1 ~ 15㎛인, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
두께가 5 ~ 200㎛인, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 수지입자(C)의 복원율은, 30% 이상 95% 이하인, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 수지입자(C)의 평균 입자경 D50은, 1㎛ 이상 4㎛ 미만인, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
시트상 도전성 조성물의 두께를 상기 금속입자(B)의 평균 입자경 D50로 나눈 값 X는, 1 ~ 35인, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
시트상 도전성 조성물의 두께를 상기 수지입자(C)의 평균 입자경 D50로 나눈 값 Y는, 70 이하인, 시트상 도전성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 바인더(A)는, 열경화성 수지(a-2) 100 질량부에 대하여, 1 ~ 70 질량부의 경화제(D)를 포함하는, 시트상 도전성 조성물. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 시트상 도전성 조성물과, 박리성 필름을 포함하는, 도전성 시트.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 시트상 도전성 조성물과, 금속판을 포함하는, 금속 보강판.
- 제13항에 기재된 금속 보강판을 구비하는, 금속 보강판을 포함하는 배선판.
- 제14항에 기재된 금속 보강판을 포함하는 배선판을 구비하는, 전자기기.
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