JP6578142B2 - 接着剤組成物、プリント配線板用カバーレイ、プリント配線板用ボンディングフィルム及びプリント配線板 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る接着剤組成物は、Bステージ状態における30℃での弾性率が900MPa以下、ガラス転移温度が70℃以上である。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
先ず、本発明の一実施形態に係る接着剤組成物について説明する。
上記接着性樹脂成分は、ポリフェニレンエーテル及びスチレン系エラストマーを含むこと、又はポリフェニレンエーテル及びアクリルポリマーを含むことが好ましく、ポリフェニレンエーテル、スチレン系エラストマー及びアクリルポリマーを含むことがより好ましい。また、上記接着性樹脂成分は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の他の樹脂成分を含んでもよい。
ポリフェニレンエーテルは、当該接着剤組成物のガラス転移温度を高めると共に、耐熱性を向上させることができる。また、ポリフェニレンエーテルを使用することで、当該接着剤組成物の比誘電率を3以下、好ましくは2.5以下にすることができ、当該接着剤組成物を用いたプリント配線板の伝送特性を向上できる。なお、「比誘電率」とは、JIS−C−2138(2007)に準拠して測定される値である。
スチレン系エラストマー(TPS)は、当該接着剤組成物のBステージ状態における30℃での弾性率を低減し埋め込み性を向上させると共に、硬化後の密着力を付与する。
アクリルポリマーは、当該接着剤組成物のBステージ状態における30℃での弾性率を低減し埋め込み性を向上させる。また、接着性樹脂成分がアクリルポリマーを含むことによって、当該接着剤組成物は、比較的低温でアフターキュアすることができるので、当該接着剤組成物を用いるプリント配線板等の製品の他の構成要素の損傷を防止すると共に製品の製造に要するエネルギーコストを低減することができる。
当該接着剤組成物にエポキシ樹脂を添加することにより、当該接着剤組成物の耐熱性を向上できる。当該接着剤組成物の接着性樹脂成分におけるエポキシ樹脂の含有量の下限としては1質量%が好ましい。一方、当該接着剤組成物の接着性樹脂成分におけるエポキシ樹脂の含有量の上限としては5質量%が好ましい。上記エポキシ樹脂の添加量が上記下限に満たない場合、耐熱性向上効果が不十分となるおそれがある。また、上記エポキシ樹脂の添加量が上記上限を超える場合、基板に対する密着力が不十分となるおそれがある。
当該接着剤組成物にエポキシ樹脂と合わせてフェノール樹脂を添加することにより、より効果的に耐熱性を向上させることができる。当該接着剤組成物の接着性樹脂成分におけるフェノール樹脂の含有量の下限としては、1質量%が好ましい。一方、当該接着剤組成物の接着性樹脂成分におけるフェノール樹脂の含有量上限としては、5質量%が好ましい。上記フェノール樹脂の添加量が上記下限に満たない場合、耐熱性向上効果が不十分となるおそれがある。また、上記フェノール樹脂の添加量が上記上限を超える場合、基板等に対する密着力が低下する。
エポキシ樹脂とフェノール樹脂との硬化促進のために、例えばイミダゾール系硬化促進剤、トリアジン系硬化促進剤等の硬化促進剤を添加することができる。
重合開始剤としては、例えばラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば日本油脂社の「パーヘキサ25B」、「パーヘキサV」、「パーヘキシン25B」等が使用できる。
溶剤は、当該接着剤組成物の固形分濃度を調整することによって、所望の粘度を得るために使用される。
難燃剤としては、例えばリン系難燃剤等を使用することができる。難燃剤の含有量としては、上記接着性樹脂成分に対して例えば2質量%以上8質量%以下とされる。
リフロー時の耐熱性向上を目的として、例えばシリカフィラーを当該接着剤組成物に添加してもよい。
密着向上剤としては、例えばトリアリルイソシアヌレート(TAIC)等を使用することができる。
当該接着剤組成物は、Bステージ状態における30℃での弾性率が900MPa以下、ガラス転移温度が70℃以上であることによって、熱プレスの初期段階において被接着層表面の凹部に充填することが容易であり、埋め込み性に優れる。また、当該接着剤組成物は、ガラス転移温度が70℃以上であることによって、熱プレスの初期段階において軟化してエアドーム状の気泡を形成する可能性が小さく、エア抜け性に優れる。このため、当該接着剤組成物は、短時間かつ一度の熱プレスで被接着体に接着しても被接着体の表面に気泡が残り難い。
続いて、本発明の一実施形態に係るプリント配線板について説明する。
プリント基板1は、ベースフィルム3と、このベースフィルム3の表面側に積層される導電パターン4と、ベースフィルム3及び導電パターン4間を接着する接着剤層5とを備える。
ベースフィルム3は、絶縁性及び可撓性を有するシート状部材で構成される。このベースフィルム3を構成するシート状部材としては、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が好適に用いられる。なお、ベースフィルム3は、充填材、添加剤等を含んでもよい。
導電パターン4は、導電性を有する材料で形成可能である。導電性を有する材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル等の金属が挙げられ、一般的には例えば銅が用いられる。また、導電パターン4は、表面にメッキ処理が施されてもよい。このメッキ処理としては、錫メッキ又は金メッキが好ましい。
接着剤層5は、上述の当該接着剤組成物から形成され、それ自体が本発明の一実施形態であるプリント配線板用ボンディングフィルムにより構成され、その接着剤組成物が硬化状態(Cステージ状態)とされている。
図1のカバーレイ2は、それ自体が本発明の一実施形態である。このカバーレイ2は、樹脂フィルム6と、この樹脂フィルム6の裏面に積層される接着剤層7とを備える。
カバーレイ2の樹脂フィルム6としては、絶縁性を有するフィルムが使用される。樹脂フィルム6を構成する絶縁性のフィルムとしては、ベースフィルム3を構成する樹脂フィルムと同様のものを用いることができる。
カバーレイ2の接着剤層7は、本発明の一実施形態に係る接着剤組成物から形成され、当該プリント配線板においては硬化状態(Cステージ状態)とされている。
当該プリント配線板は、プリント基板1を製造する工程と、カバーレイ2を製造する工程と、プリント基板1とカバーレイ2とを積層する工程と、プリント基板1に電子部品を実装する工程とを備える。
プリント基板製造工程は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板用ボンディングフィルムを形成する工程と、ベースフィルム3と導電材料層(例えば金属箔)とを上記ボンディングフィルムを介して積層する積層工程と、この積層体を熱プレスしてボンディングフィルムを硬化させて接着剤層5を形成する工程と、上記導電材料層をパターニングして導電パターン4を形成する工程とを有する。
ボンディングフィルム形成工程は、接着剤組成物を調整する工程と、離型シートに接着剤組成物を積層する工程と、この層状の接着剤組成物を硬化させてBステージ化する工程と、Bステージ状態に硬化した接着剤組成物からなるボンディングフィルムを離型シートから剥離する工程とを有する。
接着剤組成物調整工程では、ポリフェニレンエーテルと、スチレン系エラストマー及びアクリルポリマーの少なくともいずれかと、添加剤とを配合することで、当該接着剤組成物を調整する。
接着剤組成物積層工程では、離型シートの上に当該接着剤組成物の層を形成する。当該接着剤組成物の層を形成する方法としては、例えば塗工、印刷等が挙げられる。
Bステージ化工程では、例えば50℃以上100℃以下で0.5分以上5分以下加熱することによって、当該接着剤組成物をBステージ状態に硬化させる。
Bステージ化された当該接着剤組成物の層を離型シートから剥離することにより、当該接着剤組成物により形成された本発明の一実施形態に係るプリント配線板用ボンディングフィルムが得られる。
フィルム積層工程では、ベースフィルム3と導電材料層(例えば金属箔)とを上記ボンディングフィルムを介して積層する。
接着剤層形成工程では、上記積層体を熱プレスすることにより、上記ボンディングフィルムを硬化状態(Cステージ状態)にすることで接着剤層5を形成する。
導電パターン形成工程では、公知のパターン形成方法、例えばレジストパターンを形成してエッチングする方法等により、導電材料層をパターニングして、所望の平面形状を有する導電パターン4を形成する。これにより、ベースフィルム3、導電パターン4及び接着剤層5を備えるプリント基板1が得られる。
カバーレイ製造工程は、接着剤組成物を調整する工程と、接着剤組成物を樹脂フィルム6に積層する工程と、この接着剤組成物を硬化させてBステージ化する工程とを有する。
接着剤組成物調整工程では、上記ボンディングフィルム形成工程における接着剤組成物調整工程と同様に、ポリフェニレンエーテルと、スチレン系エラストマー及びアクリルポリマーの少なくともいずれかと、添加剤とを配合することで、当該接着剤組成物を調整する。
接着剤組成物積層工程では、樹脂フィルム6に当該接着剤組成物を積層する。当該接着剤組成物の積層方法としては、上記ボンディングフィルム形成工程における接着剤組成物積層工程と同様とすることができる。
Bステージ化工程では、上記ボンディングフィルム形成工程のBステージ化工程と同様の条件で、接着剤組成物をBステージ状態に硬化させて、接着剤層7を形成する。これによって、樹脂フィルム6と接着剤層7と備える本発明の一実施形態に係るカバーレイ2が得られる。
プリント基板及びカバーレイ積層工程では、導電パターン4に接着剤層7を当接させるよう上記プリント基板1と上記カバーレイ2とを重ね合わせ、熱プレスすることによってプリント基板1とカバーレイ2とを一体化する。
電子部品実装工程において、上記熱プレスによりカバーレイ2と一体化されたプリント基板1の導電パターン4の所定の位置に電子部品を実装することで、本発明の一実施形態に係るプリント配線板が得られる。この電子部品実装位置には、通常プリント基板1の導電パターン4にランド部が形成され、カバーレイ2に開口が形成される。
Bステージ状態における30℃での弾性率が900MPa以下、ガラス転移温度が70℃以上である当該接着剤組成物は、熱プレスの初期段階において被接着層表面の凹部に充填することが容易であり、埋め込み性に優れる。また、当該接着剤組成物は、ガラス転移温度が70℃以上であることによって、熱プレスの初期段階において軟化してドーム状の気泡を形成する可能性が小さく、エア抜け性に優れる。このため、当該接着剤組成物は、短時間かつ一度の熱プレスで被接着体に接着しても被接着体の表面に気泡が残り難い。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
表1及び2に示す配合で接着剤組成物No.1〜20を試作した。
また、接着剤組成物No.21としてポリアミド系接着剤を用意した。この接着剤組成物No.21は、ポリアミド30質量部、リン含有エポキシ25質量部、リン含有ポリエステル20質量部、ベンゾオキサジン10質量部、ホスファゼン15質量部及び硬化剤(トリメリット酸無水物)5質量部を配合して得た。
また、接着剤組成物No.22として、市販のポリアミド/エポキシ系接着剤(東亜合成社の「アロンマイティAST153」)を用意した。
上記接着剤組成物No.1〜22について、ガラス転移温度、Bステージ状態における30℃での弾性率及びBステージ状態における250℃での弾性率を測定した。
弾性率は、JIS−K−6868−2(1999)に準拠して測定した。
ガラス転移温度は、JIS−K−7121(1987)に準拠して測定した。
さらに、上記接着剤組成物No.1〜22を、プリント配線板に対して熱プレスにより接着し、アフターキュアしたものについて、エア抜け性及び埋め込み性を評価した。
エア抜け性については、接着剤組成物を接着したプリント配線板を光学顕微鏡で確認し、導電パターン上にエアドーム状の気泡が存在しないものを「A」、導電パターン上にエアドーム状の気泡が存在するものを「B」とした。
埋め込み性については、接着剤組成物を接着したプリント配線板を光学顕微鏡で確認し、導電パターンの配線部の間に小さな気泡が存在しないものを「A」、導電パターンの配線部の間に小さな気泡が存在するものを「B」とした。
190℃で2時間アフターキュアしたプリント配線板及び170℃で2時間アフターキュアしたプリント配線板について、それぞれ接着剤組成物の剥離強度を測定した。
剥離強度は、JIS−K−6854−2(1999)に準拠して測定した。
さらに、190℃で2時間アフターキュアしたプリント配線板を無電解Niめっき処理工程で処理(Ni濃度5mL/L、pH4.6、温度87℃、浸漬時間20分)した後、接着剤組成物を観察し、接着剤と基板表面の間へのめっき液の浸み込みが全く確認されないものを「A」、一部で接着剤と基板表面の間へのめっき液の浸み込みが確認されるが機能上問題を生じるおそれがないものを「B」とした。
2 カバーレイ
3 ベースフィルム
4 導電パターン
5 接着剤層
6 樹脂フィルム
7 接着剤層
Claims (8)
- Bステージ状態における30℃での弾性率が900MPa以下、ガラス転移温度が70℃以上であり、
ポリフェニレンエーテル及びアクリルポリマーを含み、
上記アクリルポリマーのポリフェニレンエーテルに対する含有質量比は1以上10以下である接着剤組成物。 - スチレン系エラストマーを含む請求項1に記載の接着剤組成物。
- 上記ポリフェニレンエーテルのスチレン系エラストマーに対する含有質量比が1/5以上1/2以下である請求項2に記載の接着剤組成物。
- 上記アクリルポリマーの平均分子量が10 4 以上10 5 以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の接着剤組成物。
- 上記ガラス転移温度が150℃以下であり、比誘電率が2.5以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
- 樹脂フィルムと、この樹脂フィルムの一方の面側に積層され、かつ請求項1に記載の接着剤組成物から形成される接着剤層とを備えるプリント配線板用カバーレイ。
- 請求項1に記載の接着剤組成物から形成されるプリント配線板用ボンディングフィルム。
- 請求項6に記載のカバーレイ又は請求項7に記載のボンディングフィルムをその接着剤組成物が硬化状態で備えるプリント配線板。
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