JP4145640B2

JP4145640B2 - プリント回路基板用耐熱接着フィルム及びその製造方法

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Publication number: JP4145640B2
Application number: JP2002345919A
Authority: JP
Inventors: 信之古川; 幸裕和田
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP2004179514A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板用耐熱性接着フィルムに関し、特に耐熱性、硬化特性、接着特性に優れ、ジヒドロキサジン環を有するジヒドロキサジン樹脂（以下、ＢＸＺ樹脂ともいう）を使用した新規なプリント回路基板用耐熱性接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント回路配線基板としては、紙−フェノール樹脂、ガラス繊維−エポキシ樹脂、ガラス繊維−ビスマレイミド樹脂を基材とする基板あるいはポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等と金属箔を張り合わせたものが用いられている。
また、電気・電子機器、精密機器の分野において用いられるプリント回路配線基板の需要は益々高くなっている。近年、プリント回路配線板を積層して多層配線基板を作成したり、異種の回路材料を複合化する工程においては、種々の接着剤あるいは接着フィルムが用いられている（特開平11-87927号公報）。特に、最近、多層リジッド−フレックス基板、多層フレキシブルプリント回路基板あるいは、マルチチップモジュール用多層リジッド基板など、高密度実装技術の進展に伴い、多層技術が、益々重要となってきた。
【０００３】
このような、多層基板を形成する際に用いられる絶縁接着剤としては、ガラス繊維等の不織布にエポキシ樹脂あるいはビスマレイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプロプレグ系接着剤が知られている。しかし、これらは可とう性が充分ではなく、寸法安定性に劣る等の問題があった。また、従来より、アクリロニトリルブタジエンゴム／ブチラール樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム／エポキシ樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム／アクリレート樹脂等の接着剤が報告されている（特開平４−２９３９３号公報、特開平４−３６３６６号公報、特開平４−４１５８１号公報）。しかし、これらの接着剤は、耐薬品性、耐熱性が充分ではなく、耐熱耐久性に劣り、吸湿後のハンダ耐熱性も不十分で、スルーホール形成のためのドリル孔開け加工時のスミアの発生等が起こりやすく、これらの加工性の点でも充分ではなかった。
【０００４】
また、近年、耐熱性に優れたポリイミド系接着剤も提案されている（USP 4,543,295号明細書、特開平10-183072号公報）。しかし、このようなポリイミドは、銅あるいはポリイミドフィルム等の基材同士を接着させ、満足できる接着強度を得るためには２５０℃以上の高い熱圧着温度を必要としているため実用性の点で問題があった。
【０００５】
更に、ポリイミド／エポキシ樹脂、ポリイミド／アクリレート樹脂系の複合樹脂からなるフィルム状接着剤も提案されている（特開2001-203467号公報）。しかし、これらは、圧着後の接着層の屈曲性が十分ではなく、ハンダ耐熱性の点でも不十分であり、非ハロゲン難燃性、非リン難燃性の達成ができなかった。
また、接着強度に優れたポリイミド系接着剤としては、フレキシブルプリント配線板用銅張積層板の製造用接着剤として、ポリエステルイミド系樹脂（特開平11-293223号公報）やポリアミドイミドとエポキシ樹脂（特開昭52-91082号公報）からなるフィルム状接着剤が開示されている。しかしながら、このようなフィルム状接着剤は、圧着後において、回路パターンが形成された凹凸面への接着剤の充填性が悪く、ハンダ耐熱性においても充分な特性ではなかった。
【０００６】
ジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂は、特開昭49-47378号公報、特開平02-69567号公報や特開平04-227922号公報が知られている。そして、特開平04-227922号公報では、エポキシ樹脂に配合して得られる樹脂組成物をプリント基板用の電気絶縁材料等として使用することが開示されている。
【特許文献１】
特開平11-87927号公報
【特許文献２】
特開2001-203467号公報
【特許文献３】
特開平04-227922号公報
【０００７】
このため、近年、多層配線板用接着剤、カバーレイフィルム用接着剤として、２５０℃以下の低温で圧着が可能で、圧着後においてしかも、接着強度、耐薬品性、耐熱性、吸湿後のハンダ耐熱性、配線加工時の寸法安定性、絶縁特性、回路凹凸の充填性などに優れた材料が求められるようになってきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、２５０℃以下の温度で容易に圧着が可能で、その際の充填性に優れ、圧着後において耐熱性、ハンダ耐熱性、加工性、接着特性、耐湿性、電気絶縁性、配線加工工程における条件での寸法安定性、機械的強度特性に優れたプリント回路基板用耐熱性接着フィルムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ポリイミド樹脂１００重量部に対し、芳香族炭化水素環と縮合したジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂１〜５０重量部及びエポキシ樹脂１〜５０重量部含有してなる樹脂組成物をフィルム状にしてなるプリント回路基板用耐熱接着フィルムである。ここで、ポリイミド樹脂としては、ポリシロキサン鎖を含有するポリイミド樹脂であること、又は、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を０．１〜１０モル％の範囲で含むポリイミド樹脂であることが好ましい。
【化５】

（但し、Ar₁は4価の有機基、Ar₂は少なくとも一つの芳香環を有する有機基、R₁は-OH、-COOH、-NH₂、-SH、-CONH₂又は炭素数1〜６の炭化水素基のいずれかを示し、ｉは１〜４の整数を示す）
【００１０】
また、ジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂としては、下記一般式（２）〜（４）のいずれかで表される熱硬化性樹脂又はこの熱硬化性樹脂とその重合物からなる熱硬化性樹脂であることが好ましい。
【化６】

（式中、R₂は炭素数１〜１０の有機基、R₃は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基、Yは存在しないか、炭素数１〜１０の２価の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO₂-、-CH₂-又は-C(CF₃)₂-のいずれかを示す）
【化７】

（式中、Ｒ₄は炭素数１〜１０の有機基、Ｒ₅は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基、Ｒ₆は炭素数１〜２０の２価の炭化水素を示し、ｎは１〜１０の整数を示す）
【化８】

（式中、R₇は炭素数1〜10のアルキル基を示し、R₈は水素又は炭素数1〜6の炭化水素基を示す）
【００１１】
また、本発明は、前記の樹脂組成物を有機溶剤に溶解した溶液を、基材上にコーティングした後、乾燥することを特徴とするプリント回路基板用耐熱接着フィルムの製造方法である。更に、本発明は、前記のプリント回路基板用耐熱接着フィルムを被着体の間に挿入し、圧力１〜５００kg/cm²、温度２０〜３００℃の条件で熱圧着することを特徴とする接着フィルムにより接着されたプリント回路基板の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のプリント回路基板用耐熱接着フィルムは、ポリイミド樹脂１００重量部に対し、芳香族炭化水素環と縮合したジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂（ＢＸＺ樹脂）１〜５０重量部及びエポキシ樹脂１〜５０重量部含有してなる樹脂組成物から得ることができる。
【００１３】
本発明に用いるポリイミド樹脂として、好ましくはシロキサン鎖を含有するポリイミド樹脂が挙げられる。シロキサン鎖を含有するポリイミド樹脂としては、下記一般式（5）で表される繰り返し単位を含むポリイミド樹脂が挙げられる
【化９】

（但し、Ar₁は少なくとも一つの芳香族環を有する4価の有機基を示し、R₉は炭素数１〜１０の２価の有機基を示し、R₁₀〜R₁₃は水素又は炭素数1〜6の有機基を示し、ｍは１〜２０の整数を示す）。
一般式（５）で示される繰返し単位の全ポリイミド中に占める割合としては、耐湿性向上及び接着性向上の点で、５重量％以上であることが好ましく、より好ましくは３０〜９０モル％である。
【００１４】
また、このポリイミド樹脂は、前記一般式（１）で表される繰り返し単位を全ポリイミド鎖中に０.１〜１０モル％含むことが好ましい。
そして、このポリイミド樹脂は、上記繰り返し単位の他に、他の繰返し単位を含むことができる。かかる他の繰返し単位としては、前記一般式（１）において、iが０である、すなわち置換基R₁を有しない繰り返し単位が挙げられる。
そして、全ポリイミド鎖中に、一般式（１）で表される繰り返し単位を0.1〜10モル％含み、一般式（５）で表される繰り返し単位を5〜80モル％含み、前記他の繰返し単位を20〜95モル％含むことが好ましい。
【００１５】
上記一般式（５）及び（１）で表される繰返し単位を含有するポリイミドは、ジアミノシロキサン及び芳香族ジアミンと、テトラカルボン酸二無水物等のテトラカルボン酸化合物を反応させることにより得られる。
一般式（５）及び（１）において、Ar₁は4価の有機基であるが、Ar₂と同様少なくとも一つの芳香族環を有する有機基であることが好ましく、いずれもテトラカルボン酸化合物の残基ともいえる。したがって、好ましいAr₁及びAr₂は、後記する好ましいテトラカルボン酸化合物から理解される。
【００１６】
ポリイミド樹脂の原料として用いられるテトラカルボン酸化合物としては、酸二無水物が好ましく、この具体例としては、ピロメリット酸二無水物（PMDA）、3,3',4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物（DSDA）、3,3',4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（BPDA）、2,3',3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a-BPDA)、3,3',4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、2,2'-ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物(ODPA)、2,2'-ビス（2,3-ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物(a-ODPA)、2,2'-ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物(BDCP)、2,2'-ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物(BDCF)、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTCA)、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物(CPTA)、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物(PTCA)、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物(BTCA)、テトラヒドロ無水ピロメリット酸（ＨＰＭＤＡ）等をあげることができるが、これらに限定されることなく、種々のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。また、これらは、１種又は２種以上を用いることができる。
このテトラカルボン酸化合物の残基は、一般式（１）及び一般式（５）のAr₁を与える。
【００１７】
芳香族ジアミンとしては、アミノ基を２つ以上分子内に有する化合物であれば限定されること無く用いることができるが、耐熱性向上の観点から、芳香族ジアミノ化合物であることが望ましい。芳香族ジアミンの具体例としては、次のようなジアミンが好ましく挙げられる。しかし、これらに限定することなく、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン等も用いることができる。更に、これらの１種又は２種以上を用いることができる他、少量の他のジアミン等も用いることができる。
【００１８】
【化１０】

【００１９】
【化１１】

【００２０】
【化１２】

【００２１】
また、一般式（５）で示される繰り返し単位を与えるシロキサン系のジアミンとしては、ビス（３−アミノプロピル）−１，１,３，３−テトラメチルジシロキサン、ビス（４−アミノフェニル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビス（３−メチルー４−アミノフェニル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、あるいは下記一般式（７）
【化１３】

（式中、R₉〜R₁₃及びｍは一般式（５）と同じである）で表されるジアミノポリシロキサンが挙げられる。一般式（７）で好ましいR₉としてはトリメチレン基、フェニレン基が、R₁₀〜R₁₃としてはメチル基、ビニル基又はフェニル基が挙げられる。
【００２２】
更に、ＢＸＺ樹脂の硬化反応を促進し、ポリイミド樹脂と架橋させる目的で、下記一般式（８）
【化１４】

（式中、Ar₂、R₁及びiは、一般式（１）と同じである）で示される構造を有するジアミンを、全ジアミン成分の０．１〜１０モル％の範囲で用いることがよい。一般式（８）で示されるジアミンとして具体的には、2,5-ジアミノフェノール（25ＤＡＰＥ）、3,5-ジアミノフェノール（35ＤＡＰＥ）、4,4'-(3,3'-ジヒドロキシ)ジアミノビフェニル（43ＨＡＢ）、4,4'-(2,2'-ジヒドロキシ)ジアミノビフェニル（42ＨＡＢ）、2,2'-ビス（3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン（ＨＰＨＦ）、3,3',4,4'-テトラアミノジフェニルエーテル（ＴＡＤＥ）、4,4'-(3,3'-ジカルボキシ)ジフェニルアミン（43ＤＣＰＡ）、3,3'-ジカルボキシ-4,4'-ジアミノジフェニルエーテル（34ＤＣＰＡ）等が挙げられる。
【００２３】
ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミノ化合物とを、ほぼ等モルで反応させることにより合成できる。反応条件は公知の条件を採用することができる。ポリイミド樹脂は、一般式（5）で表されるポリイミド樹脂単位又はその前駆体単位が繰返し単位として1モル％以上、好ましくは５〜５０重量％含まれることがよい。一般式（１）で表されるポリイミド樹脂単位又はその前駆体単位の両者を含み、そのモル割合が0.1〜１０モル％であることも有利である。
【００２４】
本発明に用いるジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂（ＢＸＺ樹脂）としては、前記一般式（２）〜（４）で表されるいずれかの樹脂又はこの樹脂の部分重合物が好ましく挙げられ、これらは１種又は２種以上が使用できる。
一般式（２）〜（４）で表されるいずれかの樹脂は、通常は部分重合物を含む混合物として得られるが、樹脂として熱硬化性を有するので、これをそのままＢＸＺ樹脂として使用することが有利である。ＢＸＺ樹脂の含有量は、ポリイミド樹脂１００重量部に対し、１〜５０重量部の範囲で用いることが必要であり、１重量部未満では、耐熱性向上、耐薬品性向上に効果がなく、５０重量部を超えると、可とう性、機械的強度が不十分となる。
【００２５】
一般式（２）〜（４）で、R₂、R₄及びR₇は炭素数１〜１０の有機基であるが、好ましくはアルキル基、フェニル基、置換フェニル基である。R₃、R₅、R₈は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基であるが、好ましくは水素原子又はアルキル基である。R₆は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を示すが、メチレン基又はｐ-キシリレン基、ジメチレンビフェニレン基又はジメチレンナフチレン基が好ましい。
【００２６】
本発明で使用する望ましいＢＸＺ樹脂は、上記一般式（２）〜（４）で表される樹脂のみからなるものであってもよく、その部分重合物を少量含む樹脂であってもよく、これらの混合物であってもよい。その他、ＢＸＺ樹脂の製造の際、副生する少量の不純物、部分開環物、未反応物等を含み得る。
【００２７】
ＢＸＺ樹脂は公知の方法により製造することができる。好ましい反応原料の一例としては、下記一般式で示されるフェノール化合物、１級アミン及びアルデヒドがある。
a) フェノール化合物：ＨＯ-Ar₃又はＨＯ-Ar₄-ＯＨ
b) １級アミン：Ｒ-ＮＨ₂
c) アルデヒド：R'-ＣＨＯ
ここで、Ar₃は１価の芳香族基であり、Ar₄は２価の芳香族基であるが、２環以上の多環の芳香族基であることが好ましく、ハロゲン、アルキル基等の置換基を有し得るが、ＯＨ基に対しオルト位に置換可能な水素を少なくとも一つ有する。
Ｒは、１価の脂肪族、芳香族等の有機基であるが、芳香族基であることが好ましく、ハロゲン等の置換基を有し得る。また、２環以上の多環の芳香族基であることも好ましい。好ましくは、炭素数１〜10のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基又は置換フェニル基である。
R'は、水素又は１価の脂肪族、芳香族等の有機基であるが、水素又は低級アルキル基が好ましい。
【００２８】
ＢＸＺ樹脂の原料となるフェノール化合物としては、オルソ位の少なくとも一方に水素が結合しているフェノール類、多官能フェノール類、ビスフェノール類、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタンなどのトリスフェノール類等が挙げられる。好ましくは、熱硬化物特性の観点から１分子中にフェノール性水酸基を２以上有する化合物である。具体的には、多官能フェノール類としてカテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ビスフェノール類としてビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ヘキサフルオロビスフェノールA等が挙げられる。また、フェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール樹脂、メラミンフェノール樹脂、ポリブタジエン変性フェノール樹脂等が挙げられる。これらは、１種類あるいは２種類以上を用いることもできる。
【００２９】
１級アミンとしては、メチルアミン、ブチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族アミン、アニリン、トルイジン、アニシジン等の芳香族アミンを用いることができ、これらは、１種あるいは２種類以上を用いることもできる。
【００３０】
アルデヒドとしては、前記アルデヒドが使用できるが、ホルムアルデヒドを使用する場合は、ホルマリン水溶液として、またパラホルムアルデヒドとして、いずれの形態でも用いることができる。
【００３１】
ＢＸＺ樹脂として具体的には、次のようなＢＸＺ樹脂が例示される。しかし、これらに限定されることなく、また、１種又は２種以上を用いることができる。
【化１５】

【００３２】
【化１６】

【００３３】
【化１７】

【００３４】
また、本発明で使用するＢＸＺ樹脂として、ジヒドロナフトキサジン環を有する熱硬化性樹脂（ＮＸＺ樹脂ともいう）も有利に用いることもできる。このＮＸＺ樹脂は、ＮＸＺ樹脂として単独で使用することもでき、上記のようなＢＸＺ樹脂と、併用することもできる。ＮＸＺ樹脂の具体的な製造方法は、上記ＢＸＺ樹脂と同様に、１級アミンをホルムアルデヒドへ徐々に加える方法により反応させたのち、ナフトール系水酸基を有する化合物を加え、２０分〜２４時間、７０〜１２０℃に保つ。このとき、必要に応じて有機溶剤を用いることもできる。反応後、生成物を抽出等の合成化学的手法で単離・精製し縮合水等の揮発成分を乾燥除去することにより目的とするＮＸＺ樹脂が得られる。
【００３５】
ＮＸＺ樹脂としては、具体的には、次のような樹脂が好ましく挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。
【化１８】

【００３６】
【化１９】

【００３７】
【化２０】

【００３８】
【化２１】

【００３９】
上記ＮＸＺ樹脂は、加熱により開環重合反応を起こし、揮発分を発生させることなくナフトール性水酸基を生成しながら優れた特性を有する架橋構造を形成する。この硬化物は低吸湿性、高いガラス転移温度、高強度・高弾性率更には低硬化収縮率を示し、難燃性にも優れている。なお、ＮＸＺ樹脂は、硬化前は単一の化合物である場合もあり、少量の副反応物を含む混合物である場合もあり、上記化合物が部分的に重合したオリゴマーである場合もある。
【００４０】
ＮＸＺ樹脂としては、芳香族炭化水素環と縮合したジヒドロキサジン環を少なくとも一つ有し、このジヒドロキサジン環の開環重合反応により硬化する樹脂であれば制限はなく、公知のＮＸＺ樹脂等も使用可能である。ジヒドロキサジン環と縮合する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましく挙げられ、これらの芳香族炭化水素環はメチル基等炭素数３以下のアルキル基やハロゲン等の置換基を有してもよい。置換基を有しないものがよい。
【００４１】
本発明に用いるエポキシ樹脂としては、ジヒドロベンゾキサジン樹脂とポリイミド樹脂との混合が可能であれば特に限定はされないが、好ましくはエポキシ当量が５００以下の範囲である液状又は粉末状エポキシ樹脂である。エポキシ当量が５００を超えると接着強度及び耐熱性が低下する。このような、エポキシ樹脂として具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、フルオレンビスフェノール、4,4'-ビフェノール、2,2'-ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン等のフェノール類、あるいは、トリス−（４−ヒドロキシフェニル）エタン、1,1,2,2-テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、フェノールノボラック、o-クレゾールノボラック等の酸価以上のフェノール類から誘導されるグリシジルエーテル化合物が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種又は２種以上を混合して使用することができる。
【００４２】
本発明においては、上記成分の他に必要に応じて公知の硬化促進剤、カップリング剤、充填剤、顔料等を適宜配合しても良い。
また、硬化反応触媒として、例えば、イミダゾール系化合物、ジシアンジアミド系化合物、リン系化合物を使用することができる。
【００４３】
本発明のプリント回路基板用耐熱接着フィルムを形成する熱硬化性樹脂組成物は、以上に記した成分以外に必要に応じ、各種フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂等を含有することができる。
また、充填材、補強材、離型剤、カップリング剤、可塑剤、難燃剤、硬化助剤、着色剤、カップリング剤、あるいはカーボンブラック等を含有することができる。樹脂の難燃性を更に向上させる目的で、トリフェニルフォスフィン等のホスフィン類、リン酸エステル、亜ホスフィン酸エステル、亜リン酸エステル、ホスフィンオキサイド等の各種有機リン系化合物を使用することもできる。
【００４４】
本発明のプリント回路基板用耐熱接着フィルムに使用する熱硬化性樹脂組成物は、ポリイミド樹脂１００重量部に対し、芳香族炭化水素環と縮合したジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂１〜５０重量部及びエポキシ樹脂１〜５０重量部含有してなるが、上記必須成分は全樹脂成分（硬化後樹脂となる成分を含む）の５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上含有される。
【００４５】
上記成分よりなる本発明の耐熱接着剤は、フィルム状に成型して用いられるが、従来公知の方法を用いてフィルム化することができる。プリント回路基板用耐熱接着フィルムを作成する方法としては、ポリイミド樹脂、ＢＸＺ樹脂、エポキシ樹脂、及びその他の成分よりなる樹脂組成物を有機溶剤に溶解し、得られた樹脂溶液を、表面が剥離し易いように表面処理された金属箔、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等の基材上に従来公知の方法によりコーティングした後、乾燥し、基材から剥離することにより本発明のプリント回路基板用耐熱性接着フィルムとすることができる。
【００４６】
上記フィルム成型工程で用いられる溶剤として代表的なものは、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶剤、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル系溶剤、γ−ブチロラクトン、キシレノール、クロロフェノール、フェノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等のエステル系溶剤、フェノール系溶剤、ケトン系溶剤あるいは芳香族炭化水素系溶剤を挙げることができる。また、フィルム形成時の溶剤として、前期ポリイミド樹脂製造時に用いた反応溶媒をそのまま使用してもなんら差し支えない。
【００４７】
本発明の耐熱性接着フィルムの好適な使用方法としては、例えば、ポリイミド製フレキシブルプリント回路基板、ガラス繊維−エポキシ樹脂製プリント配線基板、紙−フェノル樹脂製プリント配線基板、金属箔、金属板、樹脂基材等の被着体の間に、本発明の耐熱性接着フィルムを挿入し、温度２０〜３００℃、圧力１〜５００kg/cm²の条件で熱圧着し、好ましくは更に、５０〜２５０℃の温度で、圧力１０〜３００kg/cm²の条件で所定時間熱処理し、ＢＸＺ樹脂及びエポキシ樹脂を完全に硬化させることにより、被着体の間に強固な接着層を形成させることができる。
本発明のプリント回路基板用耐熱接着シートは、予めフィルム、シートとして用いられるだけでなく、ワニスの形態で利用し、これを塗布、乾燥して基板材料に接着したフィルム状としたものも、本発明のプリント回路基板用耐熱接着シートである。
本発明でいうプリント回路基板とは、フレキブブルプリント回路基板、リジッドプリント回路基板を含み、これは回路が形成済みであっても及び未形成であってもよい。プリント回路基板用耐熱接着シートは、複数の導体層又は回路層と絶縁層又は接着層を有する多層回路基板の接着用に適する他、プリント回路基板にＩＣチップ等を搭載する際の接着用に使用する態様を含む。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を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。なお、実施例中の樹脂原料の略号は、酸二無水物、ジアミン化合物、ＢＸＺ樹脂及びＮＸＺ樹脂の説明の項に記載した略号に対応する。その他の略号は以下のものを意味する。
【００４９】
BAPD: ビス（3-アミノプロピル）‐1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン
PSX750：平均分子量750のビス（3-アミノプロピル）ジメチルポリシロキサン
PSX1000:平均分子量1000のビス（3-アミノプロピル）ジメチルポリシロキサン
EP1;ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製））
EP2;オルソクレゾール型エポキシ樹脂（ＹＤＣＮ−５００（東都化成社製）
EP3;脂環式エポキシ樹脂（セロキサイド（ダイセル化学社製））
（1a）:フェノールノボラック（ＯＨ当量＝２００）から合成される下記式で示されるＢＸＺ樹脂
【化２２】

【００５０】
合成例１
Dean-Stark型脱水冷却装置、撹拌翼を取り付けた１LのセパラブルフラスコにN-メチル−２−ピロリジノン（NMP）２００ｍｌとトルエン１００ｍｌを入れ、氷冷により２５℃以下に温度を保ち、窒素気流下で、ジアミン(l)40.1ｇを溶解した後、DSDA35.4ｇを粉体のまま少量づつ投入した。２時間反応し充分ポリアミド酸の重合を進行させた後、トルエン還流が起こるまで温度を徐々に上昇させ、イミド化脱水反応により生成する水を重合反応系外に除去した。脱水イミド化反応が終了した後、更に、１時間150℃にて撹拌を行い反応を終了させた。得られたポリイミド溶液にNMPを加え固形分濃度が２０重量％となるように調整した。
【００５１】
合成例２
アニリン0.4モルをジオキサン200ｍｌ中に溶解し、ホルムアルデヒド液（36〜38％水溶液）67ｇを滴下し、室温下で5時間反応させた。その後、ビスフェノールFを0.2モル加え、撹拌下、100℃〜120℃で、5時間反応させた。反応終了後、溶媒を真空除去し、ジヒドロベンゾキサジン（A）92ｇを得た。
【００５２】
実施例１
合成例１のポリイミド溶液を固形分濃度４０重量％に調整した後、その溶液１００ｇ中に、ジヒドロベンゾキサジン環を有する熱硬化性樹脂５ｇ、オルソクレゾール型エポキシ樹脂（EOCN）５ｇを混合した。完全に混合した後、混合溶液をガラス基板上に流延し、ドクターブレードを用いてキャストした。更に、これを窒素気流下のイナートオーブン中で、100℃で60分、150℃で60分で乾燥させた後、樹脂フィルム層をガラス基板から隔離し、ステンレス製の金属枠に固定した。これを、1５0℃で10分間乾燥させ、耐熱接着フィルムを得た。
このフィルムを用いて、銅、ステンレス等との接着強度の測定を行った。また、このフィルムを更に、200℃で60分の熱処理を行った後、物性測定を行った。
【００５３】
また、ポリイミドフィルムの両面に銅により回路が形成されたフレキシブルプリント回路基板２組を用意し、その環に、上記方法で得られた接着フィルムを挿入し、温度180℃、圧力25kg/cm²、60分間の条件で熱圧着した後、スルーホールを形成して多層プリント配線基板を製造した。スルーホールを形成の際に、スミア等の発生もなく良好なスルーホールが得られた。この多層プリント配線基板を300℃のハンダ浴に30秒間浸漬したが、ふくれ、はがれ等の不良は観察されなかった。
【００５４】
なお、ガラス転移温度（Tg）は動的粘弾性測定装置（DMA）を用い、熱膨張係数は、熱機械分析装置（TMA）を用い、熱分解開始温度（5%重量減少温度）は熱重量分析装置（TGA）を用いて、曲げ強度及び曲げ弾性率はJIS K 6911に準じて測定を行った。
吸水率は、3mm厚の硬化物を作成した後、硬化物をPCT（121℃、2atm）処理時間20時間の条件で処理した後、PCT処理前後の重量変化を測定し、吸水率を求めた。更に、難燃性はUL規格の方法に従って、1.6mm厚の硬化物の難燃性を評価した。
接着強度については、加圧プレスを用いて圧着温度（ガラス転移温度+50℃）、圧着圧力（19.6MPa）にてJIS K 6850に従って評価を行った。
【００５５】
実施例２〜８
ポリイミド樹脂の製造原料組成及び接着フィルムの配合組成を表１に示し、得られた接着フィルムの硬化後の物性を表２に示す。実施例１の記載と同様の方法により評価を行った。
【００５６】
比較例１〜２
ＢＸＺ樹脂又はＮＸＺ樹脂を添加せず、エポキシ樹脂のみを用いた以外は、実施例１の記載と同様の方法により評価を行った。
【００５７】
ポリイミド樹脂の原料組成及び樹脂組成物の配合組成を表１に、得られた接着フィルムの硬化後の物性を表２に示す。
また、表２において、接着強度（１）は、酸化処理銅に対する180°剥離強度であり、接着強度（２）は、硫酸処理銅に対する180°剥離強度であり、接着強度（３）は、ポリイミドフィルムに対する180°剥離強度である。ハンダ耐熱性（１）は、熱圧着後、ハンダ浴に30秒間浸漬した後、ふくれ、はがれ等外観検査の結果を示し、ハンダ耐熱性（２）は、40℃、90％ＲＨ、24時間の吸湿試験後、ハンダ浴に30秒間浸漬後、ふくれ、はがれ等外観検査の結果を示す。
ポリイミド樹脂の原料組成及び配合組成を表１に、得られた接着フィルムの硬化後の物性を表２にまとめて示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
【表２】

【００６０】
【発明の効果】
本発明のプリント回路基板用耐熱接着フィルムは、ポリイミド本来の優れた耐熱性、電気特性、機械的特性を損なうことなく、従来のポリイミド系接着剤に比べ、低温での圧着が可能で、耐熱性、難燃性において優れ、銅やステンレス等の金属に対する密着性にも優れ、低温での熱圧着が可能である。従って、本発明のプリント回路基板用耐熱接着フィルムは、多層プリント配線基板用接着剤、フレックス−リジッド配線基板用接着剤、プリント配線基板用カバーレイフィルム用接着剤、半導体搭載用ダイボンディングシート等の高度な信頼性を必要とする電子部材の各種接着に好適に用いることができる。

Claims

ポリイミド樹脂１００重量部に対し、芳香族炭化水素環と縮合したジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂１〜５０重量部及びエポキシ樹脂１〜５０重量部含有してなる樹脂組成物をフィルム状にしてなるプリント回路基板用耐熱接着フィルム。
ポリイミド樹脂が、ポリシロキサン鎖を含有するポリイミド樹脂である請求項１記載のプリント回路基板用耐熱接着フィルム。
ポリイミド樹脂が、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を０．１〜１０モル％の範囲で含むポリイミド樹脂である請求項１記載のプリント回路基板用耐熱接着フィルム。

（但し、Ar₁は4価の有機基、Ar₂は少なくとも一つの芳香環を有する有機基、R₁は-OH、-COOH、-NH₂、-SH、-CONH₂又は炭素数1〜６の炭化水素基のいずれかを示し、ｉは１〜４の整数を示す）
ジヒドロキサジン環を有する熱硬化性樹脂が下記一般式（２）〜（４）のいずれかで表される熱硬化性樹脂又はこの熱硬化性樹脂とその重合物からなる熱硬化性樹脂である請求項１記載のプリント回路基板用耐熱接着フィルム。

（式中、R₂は炭素数１〜１０の有機基、R₃は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基、Yは存在しないか、炭素数１〜１０の２価の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO₂-、-CH₂-又は-C(CF₃)₂-のいずれかを示す）

（式中、Ｒ₄は炭素数１〜１０の有機基、Ｒ₅は水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基、Ｒ₆は炭素数１〜２０の２価の炭化水素基を示し、ｎは１〜１０の整数を示す）

（式中、R₇は炭素数1〜10の有機基を示し、R₈は水素又は炭素数1〜6の炭化水素基を示す）
請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物を有機溶剤に溶解した溶液を、基材上にコーティングした後、乾燥することを特徴とするプリント回路基板用耐熱接着フィルムの製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載のプリント回路基板用耐熱接着フィルムを被着体の間に挿入し、圧力１〜５００kg/cm₂、温度２０〜３００℃の条件で熱圧着することを特徴とする接着フィルムにより接着されたプリント回路基板の製造方法。