JP2016041797A - 接着剤用樹脂組成物、接着シート、カバーレイフィルム及びフレキシブル配線板 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な接着力と低吸水性を有し、高耐熱性と低誘電率・誘電正接をも有する接着剤用樹脂組成物、それを用いた接着シート及びカバーレイフィルム、さらに、該接着シート及び/又はカバーレイフィルムを使用したフレキシブル配線板を提供する。【解決手段】(A)エポキシ樹脂と、(B)活性エステル型硬化剤と、(C)硬化促進剤と、(D)テトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂と、(E)無機充填材と、を必須成分とする接着剤用樹脂組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、接着剤用樹脂組成物、接着シート、カバーレイフィルム及びフレキシブル配線板に係り、特に、十分な接着力及び耐熱性を有しつつ、低誘電率・低誘電損失等の電気特性が優れた接着剤層を形成可能な接着剤用樹脂組成物、該接着剤用樹脂組成物を用いた接着シート及びカバーレイフィルム並びに該接着シート及び/又はカバーレイフィルムを用いたフレキシブル配線板に関する。
近年、電子機器、携帯電話等の通信機器の軽薄短小化に伴い、これら通信機器の多くに、回路設計に有利なフレキシブル回路基板が使用されるようになってきている。このフレキシブル回路基板は、例えば、ポリイミドからなる絶縁性フィルム層と、回路基板である銅箔層とが接着剤層を介して一体化した構造をしている。上記回路基板は、銅箔をエッチングすることにより作製することができる。
上記接着剤層を形成する接着剤用樹脂組成物は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との相溶性が良好で、かつ、一般的に硬くて脆いとされる樹脂に十分な接着強度と靭性を付与する目的で、アクリロニトリルを含む共重合体(例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体又はカルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体など)を含有したものが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
しかしながら、上記アクリロニトリルを含む共重合体は、形成した接着剤層の電気特性、特に低誘電率や低誘電損失が劣るものとなっていた。フレキシブル回路が高密度化するにつれて、接着剤層は接着性能だけでなく、優れた電気特性(低誘電・低誘電損失)、及びフレキシブル回路に発生する熱に対して耐性(耐熱性)を有することが切望されてきている。
本発明はこのような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、良好な接着力と低吸水性を有し、高耐熱性と低誘電率・誘電正接をも有する接着剤用樹脂組成物、それを用いた接着シート及びカバーレイフィルム、さらに、該接着シート及び/又はカバーレイフィルムを使用したフレキシブル配線板を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、エポキシ樹脂に加え、エラストマー成分としてテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂を含む樹脂組成物が、接着性と誘電特性等に優れることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の接着剤用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂と、(B)活性エステル型硬化剤と、(C)硬化促進剤と、(D)テトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂と、(E)無機充填材と、を必須成分とすることを特徴とする。
また、本発明の接着シートは、離型基材表面に上記接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成したことを特徴とする。
また、本発明のカバーレイフィルムは、電気絶縁性フィルム基材表面に上記接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成したことを特徴とする。
また、本発明のフレキシブル配線板は、本発明の接着シート及び/又はカバーレイフィルムをフレキシブル回路板と貼り合せてなることを特徴とする。
本発明の接着剤用樹脂組成物は、接着性に優れると共に、誘電率や誘電正接等の誘電特性に優れており、さらに吸水率が低いため、この接着剤用樹脂組成物を用いた接着シート及びカバーレイフィルムは加湿処理後の誘電率・誘電正接や耐はんだリフロー性が良好である。
さらに、この接着シート及びカバーレイフィルムを使用して製造されたフレキシブル配線板は、上記特性に優れるため高速伝送用回路装置や高精細液晶表示装置用のフレキシブル配線板として好適である。
以下、本発明の接着剤用樹脂組成物、接着シート、カバーレイフィルム及びフレキシブル配線板について、詳細に説明する。
まず、接着剤用樹脂組成物の各成分について説明する。
本発明において、(A)エポキシ樹脂は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を含み、その分子量、分子構造は特に限定されるものではない。このエポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
本発明において、(A)エポキシ樹脂は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を含み、その分子量、分子構造は特に限定されるものではない。このエポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
このエポキシ樹脂としては、低吸水、加湿時耐熱性、フィルム基材との接着性からフェノールアラルキル型エポキシ樹脂が特に好ましく、具体的には、HP−5000(DIC(株)製)、YL7700(三菱化学(株)製)、E−XLC−3L(三井化学(株)製)、NC−3000(日本化薬(株)製)等が挙げられる。
本発明において、(A)エポキシ樹脂の配合量は、低給水率の観点から、(A)〜(E)成分とその他の添加剤の合計を100質量%としたとき、1〜25質量%であり、より好ましくは5〜10質量%である。
本発明において、(B)活性エステル型硬化剤は、反応活性の高いエステル基を有する硬化剤であれば、特に制限されるものではない。ここで、反応活性の高いエステル基とは、カルボン酸と第1級アルコール(例えばメタノール)とで形成されたエステル基と比較した時に、エポキシ樹脂、アミノ基等の球核性の官能基との反応性が相対的に高められたエステル基のことをいう。この(B)活性エステル型硬化剤としては、一般にフェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を有し、この反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。当該活性エステル型硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル型硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル型硬化剤がより好ましい。
カルボン酸化合物としては、例えば安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
チオカルボン酸化合物としては、例えば、チオ酢酸、チオ安息香酸等が挙げられる。
ヒドロキシ化合物としては、例えば、フェノール化合物又はナフトール化合物も含まれ、具体的には、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラック等が挙げられる。
また、チオール化合物としては、例えば、ベンゼンジチオール、トリアジンジチオール等が挙げられる。
活性エステル型硬化剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。活性エステル型硬化剤としては、特開2004−277460号公報に開示されている活性エステル型硬化剤を用いてもよく、また市販のものを用いることもできる。市販されている活性エステル型硬化剤としては、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むもの、フェノールノボラックのアセチル化物、フェノールノボラックのベンゾイル化物等が好ましく、なかでもジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むものがより好ましい。具体的には、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むものとしてEXB9451、EXB9460、EXB9460S−65T、HPC−8000−65T(DIC(株)製、活性基当量約223)、フェノールノボラックのアセチル化物としてDC808(三菱化学(株)製、活性基当量約149)、フェノールノボラックのベンゾイル化物としてYLH1026(三菱化学(株)製、活性基当量約200)、YLH1030(三菱化学(株)製、活性基当量約201)、YLH1048(三菱化学(株)製、活性基当量約245)、等が挙げられる。
さらに好ましくは、次の一般式(1)で表される化合物
(式中、Rはフェニル基又はナフチル基であり、kは0又は1の整数を表し、nは繰り返し単位の平均で0.05〜2.5である。)が挙げられ、これにより吸水率が低く、誘電特性の良好な接着剤用樹脂組成物が得られる。さらに、誘電正接を低下させ、耐熱性を向上させるという観点からは、Rはナフチル基が好ましく、kは0が好ましく、また、nは0.25〜1.5が好ましい。
上記式(1)で表される活性エステル型硬化剤の市販品としては、HPC−8000−65T(DIC(株)製、活性エステル当量 約223g/eq)等が挙げられる。
本発明において、(B)活性エステル型硬化剤の配合量は、残存水酸基を少なくする観点から、活性エステル当量/エポキシ当量比で0.9〜1.1が好ましく、0.95〜1.05がさらに好ましい。
本発明において、(C)硬化促進剤は、一般にエポキシ樹脂の硬化促進剤として知られているものが使用される。具体例としては、例えば、2−へプタデシルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−エチルイミダゾール、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2´−ウンデシルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2´−エチル−4´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2´−エチル−4´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール類;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン、5,6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のジアザビシクロ化合物;トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミン類;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等の有機ホスフィン化合物等が挙げられる。その他、ジシアンアミド、三フッ化硼素アミン錯塩、硼フッ化錫、硼フッ化亜鉛等の硼フッ化物、オクチル酸錫、オクチル酸亜鉛等のオクチル酸塩等も使用される。これらは1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この(C)硬化促進剤としては、上記のなかでも、活性領域が140℃〜180℃のイミダゾール類が好ましく用いられる。活性領域がこの範囲であれば、貯蔵安定性に優れると共に、接着シート及びカバーレイフィルムの成形温度で有効な硬化促進剤として機能するため好ましい。このイミダゾール類としては、具体的には、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2´−エチル−4´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
なお、ここで活性領域とは、(C)硬化促進剤の硬化促進効果が発揮される温度領域のことをいい、上記温度で活性できるものであればよい。すなわち、使用する(C)硬化促進剤の活性領域が、上記範囲内に入っているものの他、上記範囲外となっている部分があっても、上記範囲内と重なっている領域を一部でも有していればよい。なお、活性領域とは、硬化促進剤と汎用的な液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、例えば、jER828(三菱化学製、商品名)を硬化促進剤含有量5質量%で配合したときに、示唆走査熱量計(DSC)により硬化発熱が確認できる温度領域である。
本発明において、(C)硬化促進剤の配合量は、硬化促進性と硬化後の樹脂の物性のバランス等の点から、(A)エポキシ樹脂 100質量部に対し、好ましくは0.01〜1.0質量部であり、より好ましくは0.03〜0.5質量部である。
本発明において、(D)テトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂は、シロキサン系材料を用いないでシロキサン系材料と同等の柔軟性や耐熱性に優れるポリイミド樹脂として知られている公知のポリイミド樹脂である。
ここで用いられるテトラカルボン酸成分としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4´−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4´−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4´−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3´,4,4´−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4´−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4´−ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。
また、ダイマー酸ジアミンは、例えば、バーサミン551(BASFジャパン(株)製、商品名;3,4−ビス(1−アミノヘプチル)−6−ヘキシル−5−(1−オクテニル))シクロヘキセン)、バーサミン552(コグニクスジャパン(株)製、商品名;バーサミン551の水添物)、PRIAMINE1075、PRIAMINE1074(いずれもクローダジャパン(株)製、商品名)等が挙げられる。
この(D)成分のポリイミド樹脂は、(A)〜(E)成分とその他の添加剤との合計を100質量%としたとき、30〜80質量%含有することが好ましく、さらに好ましくは50〜75質量%である。(D)成分のポリイミド樹脂の含有量が、30質量%未満では誘電特性、接着性や耐樹脂割れ性が不十分となるおそれがあり、80質量%より多く含むと樹脂組成物中に含まれる硬化性成分の比率が低くなり、硬化性低下に起因する吸水特性の低下や吸湿による耐はんだリフロー性低下のおそれがあるため好ましくない。
本発明において、(E)無機充填材は、樹脂組成物に配合可能な公知の無機充填材であれば特に制限はなく、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、溶融シリカ、合成シリカなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、溶融シリカが好ましく用いられ、溶融シリカを含有する接着剤用樹脂組成物を用いた接着シート及びカバーレイフィルムは低誘電率、低誘電正接が得られるため好ましい。
また、当該無機充填材の粒径については特に制限はないが、平均粒径で、通常0.1〜10μm程度のものが用いられ、好ましくは0.5〜5μmである。なお、本明細書において平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用い、得られる粒度分布における体積基準の50%積算値(50%粒径)である。
この(E)無機充填材の含有量は、樹脂組成物の(A)〜(E)成分とその他の添加成分との合計量を100質量%としたとき、通常5〜60質量%程度、好ましくは5〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%の範囲である。この(E)無機充填材が上記範囲内にあると、吸水率の低い接着シート及びカバーレイフィルムが得られるため好ましい。
さらに、この接着剤用樹脂組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で各種添加剤、例えば有機質充填材、顔料、劣化防止剤などを配合することができる。
本発明の接着剤用樹脂組成物は、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶媒、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、あるいはN−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなどの溶媒に、上記(A)〜(E)成分及び必要に応じて用いられる各種添加剤を加え、ポットミル、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ホモジナイザー、スーパーミルなどを用い、均一に混合することにより、調製することができる。固形分濃度としては、塗工性及び経済性などの点から、10〜45質量%程度が好ましく、より好ましくは20〜35質量%である。
次に、この接着剤用樹脂組成物を使用した接着シートについて説明する。
本発明の接着シートは、離型基材表面に、上記接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成してなるものである。
本発明の接着シートは、離型基材表面に、上記接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成してなるものである。
この接着シートは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィンフィルム、などのプラスチック製のキャリアフィルムを離型基材とし、その一方の面に、上記接着剤用樹脂組成物を、公知の方法、例えば、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などにより、乾燥後の厚さが5〜50μm程度になるように塗工して乾燥処理し、半硬化状態の接着剤層を形成することによって作製することができる。
さらに、必要に応じて、上記接着剤層に表面保護シートを設けることができる。この離型シートとしては、例えばグラシン紙、コート紙、キャストコート紙などの紙基材、これらの紙基材にポリエチレンなどの熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンフィルムなどのプラスチックフィルムに、シリコーン樹脂などの剥離剤を塗布したものなどが挙げられる。
上記接着剤層の厚さは5〜50μmが好ましく、さらに好ましくは5〜25μmである。上記接着剤層の厚さが、この範囲にあれば、接着性が良好であり、はんだ耐熱性などの耐熱特性も良好な接着シートが得られる。
また、離型基材の厚さは5〜300μmが好ましく、さらに好ましくは15〜100μmである。上記離型基材の厚さが、この範囲にあれば、接着シートの保存や使用時の取り扱いを容易にでき、片面を被接着面に接着した後、離型操作も容易に行うことができる。
次に、この接着剤用樹脂組成物を使用したカバーレイフィルムについて説明する。
本発明のカバーレイフィルムは、電気絶縁性フィルム基材表面に、上記接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成してなるものである。
本発明のカバーレイフィルムは、電気絶縁性フィルム基材表面に、上記接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成してなるものである。
このカバーレイフィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルムなどのキャリアフィルムを電気絶縁性フィルム基材とし、その一方の面に、上記接着シートと同様にして、上記接着剤用樹脂組成物を用いて接着剤層を形成することによって作製することができる。
さらに、必要に応じて、上記接着剤層に表面保護シートを設けることができる。この離型シートは上記接着シートにおけるものと同様である。
このカバーレイフィルムにおける接着剤層の厚さは5〜50μmが好ましく、さらに好ましくは5〜25μmである。上記接着剤層の厚さが、この範囲にあれば、接着性が良好であり、はんだ耐熱性などの耐熱特性も良好なカバーレイフィルムが得られる。
また、電気絶縁性フィルム基材の厚さは、5〜300μmが好ましく、さらに好ましく15〜100μmである。上記離型基材の厚さが、この範囲にあれば、カバーレイフィルムの保存や使用時の取り扱いを容易にでき、フレキシブル配線板に適用した時の絶縁性を十分に確保できる。
このようにして得られた接着シートやカバーレイフィルムは、公知の方法により、その接着剤層を介してフレキシブル回路板と貼り合わせ、一体化させることにより、フレキシブル配線板を得ることができる。このようにして得られたフレキシブル配線板は、樹脂層が低給水性であり、キャリアフィルムと銅箔面に対し良好な接着性を示すため、吸湿時のはんだ耐熱性、絶縁信頼性が良好である。かつ、樹脂層の常態における比誘電率、誘電正接が優れており、吸湿時もその値の変化が少ないものになる。
次に、本発明をさらに実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(A)成分のエポキシ樹脂としてNC−3000(日本化薬(株)製、商品名;エポキシ当量 265〜285g/eq)を9.2質量部、(B)成分の活性エステル型硬化剤としてHPC−8000−65T(DIC(株)製、商品名;活性エステル基当量 約223g/eq)を7.4質量部、(C)成分の硬化促進剤として2,4−ジアミノ−6−[2´−エチル−4´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン(四国化成工業(株)製、商品名:2E4MZ−A;活性領域 147〜167℃)を0.05質量部、(D)成分のテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂としてPIAD200(荒川化学工業(株)製、商品名)を66.7質量部、(E)成分の無機充填材としてデンカ溶融シリカFB−3SDX(電気化学工業(株)製、商品名;平均粒径 3.3μm)を16.7質量部、からなる混合物に溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)及びメチルエチルケトンを加えて固形分40質量%の接着剤用樹脂組成物を調製した。
(A)成分のエポキシ樹脂としてNC−3000(日本化薬(株)製、商品名;エポキシ当量 265〜285g/eq)を9.2質量部、(B)成分の活性エステル型硬化剤としてHPC−8000−65T(DIC(株)製、商品名;活性エステル基当量 約223g/eq)を7.4質量部、(C)成分の硬化促進剤として2,4−ジアミノ−6−[2´−エチル−4´−メチルイミダゾリル−(1´)]−エチル−s−トリアジン(四国化成工業(株)製、商品名:2E4MZ−A;活性領域 147〜167℃)を0.05質量部、(D)成分のテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂としてPIAD200(荒川化学工業(株)製、商品名)を66.7質量部、(E)成分の無機充填材としてデンカ溶融シリカFB−3SDX(電気化学工業(株)製、商品名;平均粒径 3.3μm)を16.7質量部、からなる混合物に溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)及びメチルエチルケトンを加えて固形分40質量%の接着剤用樹脂組成物を調製した。
得られた接着剤用樹脂組成物を厚さ40μmのポリプロピレンフィルムにフィルムコーターで乾燥後の厚さが50μmになるように塗布乾燥し、接着剤シートを得た。
同様にして、上記接着剤用樹脂組成物を厚さ25μmのポリイミドフィルムのカプトン(東レ・デュポン(株)製、商品名)にフィルムコーターで乾燥後の厚さが15μmになるように塗布乾燥し、カバーレイフィルムを得た。
(実施例2〜3)
各成分の配合割合を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして接着剤シート及びカバーレイフィルムを得た。
各成分の配合割合を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして接着剤シート及びカバーレイフィルムを得た。
(実施例4)
(C)成分の硬化促進剤として、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、商品名:2E4MZ−CN;活性領域 120〜150℃)を0.1質量部とした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(C)成分の硬化促進剤として、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、商品名:2E4MZ−CN;活性領域 120〜150℃)を0.1質量部とした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(比較例1)
(D)成分のテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂の代わりにポリアミドイミド樹脂HR−16ET(商品名、東洋紡(株)製)を66.7質量部とした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(D)成分のテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂の代わりにポリアミドイミド樹脂HR−16ET(商品名、東洋紡(株)製)を66.7質量部とした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(比較例2)
(D)成分のテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂の代わりにアクリルゴムSG−708−6(ナガセケムテックス(株)製、商品名)を66.7質量部とした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(D)成分のテトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂の代わりにアクリルゴムSG−708−6(ナガセケムテックス(株)製、商品名)を66.7質量部とした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(比較例3)
(B)成分の活性エステル型硬化剤の代わりにジシアンジアミドDICY−7(三菱化学(株)製、商品名)を1.2質量部とし、各成分の配合割合を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(B)成分の活性エステル型硬化剤の代わりにジシアンジアミドDICY−7(三菱化学(株)製、商品名)を1.2質量部とし、各成分の配合割合を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(比較例4)
(B)成分の活性エステル型硬化剤の代わりにフェノール硬化剤LA−3018(DIC(株)製、商品名)を5.9質量部とし、各成分の配合割合を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
(B)成分の活性エステル型硬化剤の代わりにフェノール硬化剤LA−3018(DIC(株)製、商品名)を5.9質量部とし、各成分の配合割合を表1の通りとした以外は、実施例1と同様にして接着剤シートとカバーレイフィルムを得た。
[評価方法と判定基準]
次に、各例で得られた接着シート又はカバーレイフィルムを用いて以下の特性について調べ、その結果を表1にまとめて示した。
次に、各例で得られた接着シート又はカバーレイフィルムを用いて以下の特性について調べ、その結果を表1にまとめて示した。
<比誘電率、誘電正接>
〈常態〉
各例の接着シートをそれぞれ複数枚重ね合わせ、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形し、厚さ1mmの樹脂板を作製した。その樹脂板を50×50mmに切断して試験片を作製し、インピーダンスアナライザー(HP4291A;アジレントテクノロジー(株)製)を用いて、1GHzの比誘電率及び誘電正接を測定した。
〈吸湿後〉
上記試験片を23℃の恒温水槽中に24時間静置した後、上記と同様にして比誘電率及び誘電正接を測定した。
〈判定基準〉
比誘電率について、常態又は吸湿後の高い方の値が、2.8以下を○、2.8より高く3.0以下を△、3.0より高い場合を×、として評価した。また、誘電正接については、同様に常態又は吸湿後の高い方の値が、0.005以下を○、0.005より高く0.01以下を△、0.01より高い場合を×、として評価した。
〈常態〉
各例の接着シートをそれぞれ複数枚重ね合わせ、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形し、厚さ1mmの樹脂板を作製した。その樹脂板を50×50mmに切断して試験片を作製し、インピーダンスアナライザー(HP4291A;アジレントテクノロジー(株)製)を用いて、1GHzの比誘電率及び誘電正接を測定した。
〈吸湿後〉
上記試験片を23℃の恒温水槽中に24時間静置した後、上記と同様にして比誘電率及び誘電正接を測定した。
〈判定基準〉
比誘電率について、常態又は吸湿後の高い方の値が、2.8以下を○、2.8より高く3.0以下を△、3.0より高い場合を×、として評価した。また、誘電正接については、同様に常態又は吸湿後の高い方の値が、0.005以下を○、0.005より高く0.01以下を△、0.01より高い場合を×、として評価した。
<接着性>
〈常態〉
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、10mm幅に切断して試験片を作製し、90度の方向に50mm/分の速度で連続的に50mm引き剥がしたときの荷重の接着強度を測定した。
〈はんだ処理後〉
上記試験片を260℃のはんだ処理した後、常態と同様にして接着強度を測定した。
〈判定基準〉
はんだ処理後の接着力(N/10mm)が0.8未満を×、0.8以上1.0未満を△、1.0以上を○、として評価した。
〈常態〉
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、10mm幅に切断して試験片を作製し、90度の方向に50mm/分の速度で連続的に50mm引き剥がしたときの荷重の接着強度を測定した。
〈はんだ処理後〉
上記試験片を260℃のはんだ処理した後、常態と同様にして接着強度を測定した。
〈判定基準〉
はんだ処理後の接着力(N/10mm)が0.8未満を×、0.8以上1.0未満を△、1.0以上を○、として評価した。
<はんだ耐熱性>
〈常態〉
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、20×20mm切断して試験片を作製し、80℃で1時間乾燥した後、260℃のはんだ浴上に30秒間浮かべ、はんだ処理後の外観を目視により確認した。
〈加湿処理後のはんだ耐熱性〉
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、20×20mmに切断して試験片を作製し、40℃、90%RHの恒温恒湿槽中に96時間静置した後、260℃のはんだ浴上に30秒間浮かべ、はんだ処理後の外観を目視により確認した。
〈判定基準〉
外観に変化が確認できなかったものを○、カバーレイの変色または透明感が喪失したものを△、銅箔とカバーレイ間で膨れや剥がれ等が発生したものを×、として判定した。
〈常態〉
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、20×20mm切断して試験片を作製し、80℃で1時間乾燥した後、260℃のはんだ浴上に30秒間浮かべ、はんだ処理後の外観を目視により確認した。
〈加湿処理後のはんだ耐熱性〉
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、20×20mmに切断して試験片を作製し、40℃、90%RHの恒温恒湿槽中に96時間静置した後、260℃のはんだ浴上に30秒間浮かべ、はんだ処理後の外観を目視により確認した。
〈判定基準〉
外観に変化が確認できなかったものを○、カバーレイの変色または透明感が喪失したものを△、銅箔とカバーレイ間で膨れや剥がれ等が発生したものを×、として判定した。
<耐樹脂割れ性>
カバーレイフィルムを5℃、45%RHの環境に24時間保持した後、5cm幅の短冊状に調整し、樹脂とポリイミドフィルム界面で引きはがし、剥離強度を測定した。同時に、樹脂割れの発生を目視により確認した。
〈判定基準〉
以下に示す、剥離強度及び外観検査において、両者共に○判定であるものを○、いずれかが×判定となったものを×とし、剥離強度が△判定で外観判定が○のものは△、として判定した。
なお、剥離強度については、200N以上を○、100N以上、200N未満を△、100N未満を×、として判定し、外観検査においては、目視により、外観上に異常が発生したものを×、変化が確認できないものを○として判定した。
カバーレイフィルムを5℃、45%RHの環境に24時間保持した後、5cm幅の短冊状に調整し、樹脂とポリイミドフィルム界面で引きはがし、剥離強度を測定した。同時に、樹脂割れの発生を目視により確認した。
〈判定基準〉
以下に示す、剥離強度及び外観検査において、両者共に○判定であるものを○、いずれかが×判定となったものを×とし、剥離強度が△判定で外観判定が○のものは△、として判定した。
なお、剥離強度については、200N以上を○、100N以上、200N未満を△、100N未満を×、として判定し、外観検査においては、目視により、外観上に異常が発生したものを×、変化が確認できないものを○として判定した。
<吸水率>
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔をエッチング除去した面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、50×50mmに切断して試験片を作製し、23℃の恒温水槽中に24時間静置した際の質量の増加を測定し、初期質量に対する吸水率を算出した。
〈判定基準〉
吸水率が0.5%未満を○、0.5%以上1.0%未満を△、1.0%以上を×、として判定した。
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔をエッチング除去した面にカバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形した後、50×50mmに切断して試験片を作製し、23℃の恒温水槽中に24時間静置した際の質量の増加を測定し、初期質量に対する吸水率を算出した。
〈判定基準〉
吸水率が0.5%未満を○、0.5%以上1.0%未満を△、1.0%以上を×、として判定した。
<絶縁信頼性>
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔をエッチング処理し、一対の櫛型電極からなる100μmピッチ(ライン幅/スペース幅=50μm/50μm)の櫛型回路を作製した。この櫛型回路が作製された面に対し、カバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形して絶縁信頼性試験用試料を作製した。温度85℃、85%RHの条件下で、相対する櫛型電極に50VDCの電位差を印加して、1,000時間経過後の絶縁抵抗値を測定した。
〈判定基準〉
以下に示す、絶縁抵抗値とデンドライトの発生の有無において、両者共に○判定であるものを○、いずれかが×判定となったものを×と判定した。
なお、絶縁抵抗値は、1×108Ω以上を○、1×108Ω未満を×、として判定し、外観を目視で確認し、デンドライトの成長が認められた場合を×、デンドライトを生じなかった場合を○とし判定した。
片面銅張板TLF−530(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔をエッチング処理し、一対の櫛型電極からなる100μmピッチ(ライン幅/スペース幅=50μm/50μm)の櫛型回路を作製した。この櫛型回路が作製された面に対し、カバーレイフィルムを貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形して絶縁信頼性試験用試料を作製した。温度85℃、85%RHの条件下で、相対する櫛型電極に50VDCの電位差を印加して、1,000時間経過後の絶縁抵抗値を測定した。
〈判定基準〉
以下に示す、絶縁抵抗値とデンドライトの発生の有無において、両者共に○判定であるものを○、いずれかが×判定となったものを×と判定した。
なお、絶縁抵抗値は、1×108Ω以上を○、1×108Ω未満を×、として判定し、外観を目視で確認し、デンドライトの成長が認められた場合を×、デンドライトを生じなかった場合を○とし判定した。
<貯蔵安定性>
カバーレイフィルムに直径φ1.5mmのパンチ孔を開口した後、そのカバーレイフィルムを片面銅張板TLF−521(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面に貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形し、開口部からの樹脂フローをマイクロスコープにて0.001mmの精度にて測定して、「樹脂フローの初期値」とした。
次に、カバーレイフィルムを、温度40℃、相対湿度60%の環境下に90日間貯蔵した後、同様にパンチ孔を開口し、加熱加圧プレス成形して、開口部からの樹脂フローを測定して、「処理後の樹脂フロー」とした。
下記に示すように、樹脂フローの初期値に対する、処理後の樹脂フローの逓減率を貯蔵安定性として評価した。
貯蔵安定性(%)=処理後の樹脂フロー÷樹脂フローの初期値
〈判定基準〉
貯蔵安定性(%)が、貯蔵前の80%未満を×、80%以上90%未満を△、90%以上を○、として判定した。
カバーレイフィルムに直径φ1.5mmのパンチ孔を開口した後、そのカバーレイフィルムを片面銅張板TLF−521(京セラケミカル(株)製、商品名)の銅箔面に貼り付け、160℃、1時間、圧力2.5MPaで加熱加圧プレス成形し、開口部からの樹脂フローをマイクロスコープにて0.001mmの精度にて測定して、「樹脂フローの初期値」とした。
次に、カバーレイフィルムを、温度40℃、相対湿度60%の環境下に90日間貯蔵した後、同様にパンチ孔を開口し、加熱加圧プレス成形して、開口部からの樹脂フローを測定して、「処理後の樹脂フロー」とした。
下記に示すように、樹脂フローの初期値に対する、処理後の樹脂フローの逓減率を貯蔵安定性として評価した。
貯蔵安定性(%)=処理後の樹脂フロー÷樹脂フローの初期値
〈判定基準〉
貯蔵安定性(%)が、貯蔵前の80%未満を×、80%以上90%未満を△、90%以上を○、として判定した。
表1からわかるように、活性エステル硬化剤とポリイミド樹脂を併用した本発明の樹脂組成物は、接着性が良好であることに加え、比誘電率、誘電正接、はんだ耐熱性、耐樹脂割れ性、吸水率、絶縁信頼性、貯蔵安定性も良好で、フレキシブル配線板に好適である。
Claims (9)
- (A)エポキシ樹脂と、
(B)活性エステル型硬化剤と、
(C)硬化促進剤と、
(D)テトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂と、
(E)無機充填材と、
を必須成分とすることを特徴とする接着剤用樹脂組成物。 - 前記(B)活性エステル型硬化剤が、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を有することを特徴とする請求項1記載の接着剤用樹脂組成物。
- 前記(C)硬化促進剤は、その活性領域が140〜180℃の範囲の一部又は全部を含むイミダゾール類であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の接着剤用樹脂組成物。
- 前記(D)テトラカルボン酸成分とダイマー酸ジアミンとを反応させて得られるポリイミド樹脂が、樹脂組成物中に、30〜80質量%含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の接着剤用樹脂組成物。
- 離型基材表面に、請求項1〜5のいずれか1項記載の接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成したことを特徴とする接着シート。
- 電気絶縁性フィルム基材表面に、請求項1〜5のいずれか1項記載の接着剤用樹脂組成物からなる接着剤層を形成したことを特徴とするカバーレイフィルム。
- 前記電気絶縁性フィルム基材がポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項7記載のカバーレイフィルム。
- 請求項6記載の接着シート及び/又は請求項7若しくは8記載のカバーレイフィルムをフレキシブル回路板と貼り合せてなることを特徴とするフレキシブル配線板。
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