JP7444319B1 - 接着剤組成物、並びにこれを含有する接着シート、積層体およびプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の接着剤組成物は、酸変性樹脂、化合物(A)およびエポキシ樹脂(B)を含む接着剤組成物であり、前記化合物(A)の含有量が、前記酸変性樹脂100質量部に対して10質量部以上40質量部以下であることを特徴とする。
化合物(A):ヘテロ原子を有しておらず、重量平均分子量が10,000以上70,000以下であり、25℃でのシクロヘキサンへの溶解度が25g/100g-C6H12以上であるプロピレン-エチレン共重合体。
【選択図】なし
Description
前記化合物(A)の含有量が、前記酸変性樹脂100質量部に対して10質量部以上40質量部以下であることを特徴とする接着剤組成物。
化合物(A):ヘテロ原子を有しておらず、重量平均分子量が10,000以上70,000以下であり、25℃でのシクロヘキサンへの溶解度が25g/100g-C6H12以上であるプロピレン-エチレン共重合体。
[2] 前記酸変性樹脂が酸変性ポリオレフィンである[1]に記載の接着剤組成物。
[3] 前記エポキシ樹脂(B)が多官能エポキシ樹脂である[1]または[2]に記載の接着剤組成物。
[4] 化合物(A)の170℃における溶融粘度が10,000mPa・s以下である[1]~[3]のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
[5] [1]~[4]のいずれか1つに記載の接着剤組成物を含有する接着シート。
[6] [1]~[4]のいずれか1つに記載の接着剤組成物を含有する積層体。
[7] [6]に記載の積層体を構成要素として含むプリント配線板。
本発明の接着剤組成物は、酸変性樹脂、化合物(A)およびエポキシ樹脂(B)を含む接着剤組成物であり、前記化合物(A)の含有量が、前記酸変性樹脂100質量部に対して10質量部以上40質量部以下であることを特徴とする。
化合物(A):ヘテロ原子を有しておらず、重量平均分子量が10,000以上70,000以下であり、25℃でのシクロヘキサンへの溶解度が25g/100g-C6H12以上であるプロピレン-エチレン共重合体。
本発明では、酸変性樹脂およびエポキシ樹脂(B)を含む接着剤組成物に、特定の性質を有する化合物(A)を所定量配合することによって、はんだ耐熱性、接着強度に優れ、さらに回路埋込性が良好で、誘電特性にも優れた接着剤組成物が提供される。
本発明における化合物(A)は、ヘテロ原子を有しておらず、重量平均分子量が10,000以上70,000以下であり、25℃でのシクロヘキサンへの溶解度が25g/100g-C6H12以上であるプロピレン-エチレン共重合体である。ヘテロ原子を含まないことで誘電特性に優れる接着剤とすることができる。また本発明者らが検討したところ、化合物(A)の重量平均分子量を下げることで、回路幅の狭い電子回路であっても回路間を空隙が無いように接着剤で充填できることがわかった。そして化合物(A)として特にプロピレン-エチレン共重合体を選択することにより、他のポリオレフィン樹脂に比べ架橋特性を良好にでき、これによりはんだ耐熱性にも優れた接着剤組成物が提供されることを見出した。本発明のようにはんだ耐熱性に優れ、良好な回路埋込性を示す接着剤組成物は、プリント基板の絶縁性を高める観点から極めて有用である。
100gのシクロヘキサンと樹脂を25℃で1時間混合して樹脂の飽和溶液を作製し、得られた飽和溶液中の樹脂の濃度(g/100g-C6H12)を溶解度とした。
本発明における重量平均分子量は(株)島津製作所製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン、カラム:Shodex KF-802 + KF-804L + KF-806L、カラム温度:30℃、流速:1.0ml/分、検出器:RI検出器)によって測定した値である。
本発明における融点は示差走査熱量計(以下、DSC、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000)を用いて、20℃/分の速度で昇温融解、冷却樹脂化して、再度昇温融解した際の融解ピークのトップ温度から測定した値である。
溶融粘度は170℃の回転式粘度計を使用してDIN53019に準拠して測定した値である。
本発明で用いる酸変性樹脂は、酸成分を用いて変性が施された樹脂である。酸変性された樹脂を用いることで、銅箔等の金属基材との密着性に優れ、また後記のエポキシ樹脂(B)のエポキシ基との架橋反応により、はんだ耐熱性に優れた接着剤層を形成できる。
本発明では、酸変性樹脂として、酸変性ポリオレフィンを好ましく用いることができる。本発明で用いる酸変性ポリオレフィンは限定的ではないが、ポリオレフィン樹脂に不飽和カルボン酸成分(好ましくはα,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種)をグラフトすることにより得られるものであることが好ましい。ポリオレフィン樹脂とは、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、イソプレン等に例示されるオレフィンモノマーの単独重合、もしくはその他のモノマーとの共重合、および得られた重合体の水素化物やハロゲン化物など、炭化水素骨格を主体とする重合体を指す。酸変性ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン及びプロピレン-α-オレフィン共重合体の少なくとも1種に、α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種をグラフトすることにより得られるものが好ましい。
本発明では、酸変性樹脂として、酸変性ポリスチレン樹脂を好ましく用いることができる。酸変性ポリスチレン樹脂は限定的ではないが、芳香族ビニル化合物単独もしくは、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物とのブロック及び/又はランダム構造を主体とする共重合体、並びにその水素添加物を、不飽和カルボン酸成分で変性したものであることが好ましい。芳香族ビニル化合物としては、特に限定されないが、例えばスチレン、t-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1-ジフェニルスチレン、N,N-ジエチル-p-アミノエチルスチレン、ビニルトルエン、p-第3ブチルスチレン等が挙げられる。また、共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等が挙げられる。また、これらの原料は石油由来の原料だけではなく、バイオマスナフサや廃プラスチックを利用するケミカルリサイクル技術を用いて得られた原料を使用しても良い。これら芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物との共重合体の具体例としては、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン-エチレン-エチレン・プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEEPS)などが挙げられる。不飽和カルボン酸成分としてはα,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種が好ましく、具体的な例示は前述の通りであり、例えば、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。
本発明では、酸変性樹脂として、酸変性シクロオレフィンポリマーを使用することも好ましい。酸変性シクロオレフィンポリマーは、シクロオレフィンポリマーに不飽和カルボン酸成分により変性することによってカルボキシ基を導入したものであり、シクロオレフィンポリマーとしては、1種のみのシクロオレフィンモノマーから作製されるホモポリマー(COP)、または1種以上のシクロオレフィンモノマーおよびコモノマーから構成されるコポリマー(COC)のいずれも使用できる。また不飽和カルボン酸成分としてはα,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種が好ましく、具体的な例示は前述の通りであり、例えば、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。
本発明の接着剤組成物はエポキシ樹脂(B)を含有する。本発明で用いるエポキシ樹脂としては、分子中にエポキシ基を有するものであれば、特に限定されないが、好ましくは分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂である。具体的には、特に限定されないが、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサノン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルモノアリルイソシアヌレートおよびエポキシ変性ポリブタジエンからなる群から選択される少なくとも1つを用いることができる。好ましくは、ジグリシジルモノアリルイソシアヌレート、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂またはエポキシ変性ポリブタジエンである。中でも、分子中に不飽和炭化水素基(好ましくはアリル基CH2=CH-CH2-*)を有する多官能エポキシ樹脂がより好ましく、具体的には、ジグリシジルモノアリルイソシアヌレートであり、ジグリシジルモノアリルイソシアヌレートであれば特に優れた誘電特性と接着性を発現させることができる。
本発明の接着剤組成物はポリカルボジイミドを含有することができる。ポリカルボジイミドとしては、分子内にカルボジイミド結合を2個以上有するものであれば特に限定されない。ポリカルボジイミドを使用することによって、酸変性樹脂のカルボキシ基やエポキシ樹脂(B)のエポキシ基とカルボジイミド結合とが反応し、耐熱性や接着性を向上することができる。
本発明の接着剤組成物は、末端不飽和炭化水素基を有し、かつ5%重量減少温度が260℃以上である不飽和炭化水素を含有してもよい。不飽和炭化水素を含有すると、不飽和炭化水素が末端不飽和炭化水素基を有することで、ラジカル開始剤などを使用することで発生したラジカルによる硬化反応によって架橋密度を高め、はんだ耐熱性を向上することができる。また、反応後に誘電特性を悪化させる水酸基を発生させないため、より優れた誘電特性を有する接着剤とすることができる。末端不飽和炭化水素基は、1分子中に2個以上有することが、より架橋密度を高められるため好ましい。
本発明の接着剤組成物はラジカル発生剤を含むことも好ましい。ラジカル発生剤によって発生したラジカルが不飽和炭化水素の末端不飽和炭化水素基同士を効率的に反応させ、架橋密度を高めることで、はんだ耐熱性や誘電特性を向上させることができる。ラジカル発生剤としては、特に限定されないが、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、特に限定されないが、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピオニトリル等のアゾニトリル類等が挙げられる。
本発明の接着剤組成物は、さらに有機溶剤を含有することができる。本発明で用いる有機溶剤は、酸変性樹脂、化合物(A)およびエポキシ樹脂(B)を溶解させるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族系炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロへキサン等の脂環族炭化水素、トリクロルエチレン、ジクロルエチレン、クロルベンゼン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、プロパンジオール、フェノール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ペンタノン、ヘキサノン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のセルソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、ギ酸ブチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、エチレングリコールモノiso-ブチルエーテル、エチレングリコールモノtert-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノiso-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノn-ブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤等を使用することができ、これら1種または2種以上を併用することができる。特に作業環境性、乾燥性から、メチルシクロへキサンやトルエンが好ましい。
本発明の接着剤組成物には必要に応じて難燃剤を配合しても良い。難燃剤としては、臭素系、リン系、窒素系、水酸化金属化合物等が挙げられる。中でも、リン系難燃剤が好ましく、リン酸エステル、例えば、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート等、リン酸塩、例えばホスフィン酸アルミニウム等、ホスファゼン等の公知のリン系難燃剤を使用できる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を任意に組み合わせて使用しても良い。難燃剤を含有させる場合、酸変性樹脂、化合物(A)およびエポキシ樹脂(B)の合計100質量部に対し、難燃剤を1~200質量部の範囲で含有させることが好ましく、5~150質量部の範囲がより好ましく、10~100質量部の範囲が最も好ましい。前記範囲内とすることで接着性、はんだ耐熱性および電気特性を維持しつつ、難燃性を発現することができる。
本発明の接着剤組成物には必要に応じて粘着付与剤を配合しても良い。粘着付与剤としては、ポリテルペン樹脂、ロジン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、スチレン樹脂および水添石油樹脂等が挙げられ、接着強度を向上させる目的で用いられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を任意に組み合わせて使用しても良い。粘着付与剤を含有させる場合、酸変性樹脂、化合物(A)、およびエポキシ樹脂(B)の合計100質量部に対し、1~200質量部の範囲で含有させることが好ましく、5~150質量部の範囲がより好ましく、10~100質量部の範囲が最も好ましい。前記範囲内とすることで接着性、はんだ耐熱性および電気特性を維持しつつ、粘着付与剤の効果を発現することができる。
本発明の接着剤組成物には必要に応じてフィラーを配合しても良い。有機フィラーとしては、耐熱性樹脂であるポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂、液晶ポリエステルなどの粉末が挙げられる。また、無機フィラーとしては、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al2O3)、チタニア(TiO2)、酸化タンタル(Ta2O5)、ジルコニア(ZrO2)、窒化硅素(Si3N4)、窒化ホウ素(BN)、炭酸カルシウム(CaCO3)、硫酸カルシウム(CaSO4)、酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸マグネシウム(MgO・TiO2)、硫酸バリウム(BaSO4)、有機ベントナイト、クレー、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられ、この中では分散の容易さや耐熱性向上効果からシリカが好ましい。
本発明の接着剤組成物には必要に応じて酸化防止剤を配合しても良い。酸化防止剤を配合することにより、空気に触れる高温環境下において使用された場合にも接着性や誘電特性などの特性が低下することを抑制することができるため好ましい。酸化防止剤としては特に限定されないが、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の接着剤組成物には必要に応じてシランカップリング剤を配合しても良い。シランカップリング剤を配合することにより金属への接着性や耐熱性の特性が向上するため非常に好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されないが、不飽和基を有するもの、エポキシ基を有するもの、アミノ基を有するものなどが挙げられる。これらのうち耐熱性の観点からγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有したシランカップリング剤がさらに好ましい。シランカップリング剤を配合する場合、その配合量は酸変性樹脂、化合物(A)、およびエポキシ樹脂(B)の合計100質量部に対し、0.5~20質量部の配合量であることが好ましい。前記範囲内とすることではんだ耐熱性や接着性を向上することができる。
本発明の積層体は、基材に接着剤組成物を積層したもの(基材/接着剤層の2層積層体)、または、さらに基材を貼り合わせたもの(基材/接着剤層/基材の3層積層体)である。ここで、接着剤層とは、本発明の接着剤組成物を基材に塗布し、乾燥させた後の接着剤組成物の層をいう。本発明の接着剤組成物を、常法に従い、各種基材に塗布、乾燥すること、およびさらに他の基材を積層することにより、本発明の積層体を得ることができる。
本発明において基材とは、本発明の接着剤組成物を塗布、乾燥し、接着剤層を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、フィルム状樹脂等の樹脂基材、金属板や金属箔等の金属基材、紙類等を挙げることができる。
本発明において、接着シートとは、前記基材と離型基材とを接着剤組成物を介して積層したものである。具体的な構成態様としては、基材/接着剤層/離型基材、または離型基材/接着剤層/基材/接着剤層/離型基材が挙げられる。離型基材を積層することで基材の保護層として機能する。また離型基材を使用することで、接着シートから離型基材を離型して、さらに別の基材に接着剤層を転写することができる。
離型基材としては、特に限定されるものではないが、例えば、上質紙、クラフト紙、ロール紙、グラシン紙などの紙の両面に、クレー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの目止剤の塗布層を設け、さらにその各塗布層の上にシリコーン系、フッ素系、アルキド系の離型剤が塗布されたものが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-α-オレフィン共重合体、プロピレン-α-オレフィン共重合体等の各種オレフィンフィルム単独、及びポリエチレンテレフタレート等のフィルム上に上記離型剤を塗布したものも挙げられる。離型基材と接着剤層との離型力、シリコーンが電気特性に悪影響を与える等の理由から、上質紙の両面にポリプロピレン目止処理しその上にアルキド系離型剤を用いたもの、またはポリエチレンテレフタレート上にアルキド系離型剤を用いたものが好ましい。
本発明におけるプリント配線板は、導体回路を形成する金属箔と樹脂基材とから形成された積層体を構成要素として含むものである。プリント配線板は、例えば、金属張積層体を用いてサブトラクティブ法などの従来公知の方法により製造される。必要に応じて、金属箔によって形成された導体回路を部分的、或いは全面的にカバーフィルムやスクリーン印刷インキ等を用いて被覆した、いわゆるフレキシブル回路板(FPC)、フラットケーブル、テープオートメーティッドボンディング(TAB)用の回路板などを総称している。
カバーフィルムとしては、プリント配線板用の絶縁フィルムとして従来公知の任意の絶縁フィルムが使用可能である。例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、シンジオタクチックポリスチレン、ポリオレフィン系樹脂等の各種ポリマーから製造されるフィルムが使用可能である。より好ましくは、ポリイミドフィルムまたは液晶ポリマーフィルムである。
(酸価測定)
本発明における酸価(当量/106g)は、酸変性樹脂をトルエンに溶解し、ナトリウムメトキシドのメタノール溶液でフェノールフタレインを指示薬として滴定した。
100gのシクロヘキサンと樹脂を25℃で1時間混合して樹脂の飽和溶液を作製し、得られた飽和溶液中の樹脂の濃度(g/100g-C6H12)を溶解度とした。この溶解性試験での樹脂濃度は最大100g/100g-C6H12とした。
本発明における重量平均分子量は(株)島津製作所製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン、カラム:Shodex KF-802 + KF-804L + KF-806L、カラム温度:30℃、流速:1.0ml/分、検出器:RI検出器)によって測定した値である。
本発明における融点は示差走査熱量計(以下、DSC、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000)を用いて、20℃/分の速度で昇温融解、冷却樹脂化して、再度昇温融解した際の融解ピークのトップ温度から測定した値である。
溶融粘度は170℃の回転式粘度計を使用してDIN53019に準拠して測定した値である。
(a1):LICOCENE PP 1302(Clariant社、プロピレン-エチレン共重合体、溶解度約250g/100g-C6H12、重量平均分子量19,100、溶融粘度(170℃)200mPa・s、融点90℃)
(a2):LICOCENE PP 1502(Clariant社、プロピレン-エチレン共重合体、溶解度約250g/100g-C6H12、重量平均分子量46,900、溶融粘度(170℃)1,800mPa・s、融点86℃)
(a3):LICOCENE PP 1602(Clariant社、プロピレン-エチレン共重合体、溶解度約250g/100g-C6H12、重量平均分子量50,000、溶融粘度(170℃)6,000mPa・s、融点88℃)
(a4):LICOCENE PP 2502(Clariant社、プロピレン-エチレン共重合体、溶解度30g/100g-C6H12、重量平均分子量40,900、溶融粘度(170℃)2,000mPa・s、融点103℃)
(製造例1)
1Lオートクレーブに、シクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製「ZEONEX(登録商標)RS420」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸19質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド6質量部を加え、140℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後、得られた反応液を冷却後、多量のメチルエチルケトンが入った容器に注ぎ、樹脂を析出させた。その後、当該樹脂を含有する液を遠心分離することにより、無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性シクロオレフィンポリマーと(ポリ)無水マレイン酸および低分子量物を分離、精製した。その後、減圧下70℃で5時間乾燥させることにより、無水マレイン酸変性シクロオレフィンポリマー(酸変性樹脂1、酸価339当量/106g、周波数10GHzにおける比誘電率2.0、周波数10GHzにおける誘電正接0.0008、重量平均分子量90,000)を得た。
1Lオートクレーブに、プロピレン-ブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7080」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸19質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド6質量部を加え、140℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後、得られた反応液を冷却後、多量のメチルエチルケトンが入った容器に注ぎ、樹脂を析出させた。その後、当該樹脂を含有する液を遠心分離することにより、無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性プロピレン-ブテン共重合体と(ポリ)無水マレイン酸および低分子量物とを分離、精製した。その後、減圧下70℃で5時間乾燥させることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(酸変性樹脂2、酸価339当量/106g、重量平均分子量75,000、Tm80℃、△H35J/g)を得た。
(酸変性樹脂3):タフテックM1943(旭化成社製、スチレンとブタジエンからなるブロック共重合体の二重結合部分を水素添加したポリマーであって無水マレイン酸で変性されたもの、酸価185当量/106g)
(b1):MA-DGIC(四国化成工業社製、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート)
(b2):jER604(三菱ケミカル社製、グリシジルアミン型エポキシ樹脂)
(b3):EPICLON HP-7200(DIC社製、多官能ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)
(c1):LICOCENE PP 2602(Clariant社、プロピレン-エチレン共重合体、溶解度10g/100g-C6H12、重量平均分子量65,100、溶融粘度(170℃)6,300mPa・s、融点98℃)
(c2):LICOCENE PP 3602(Clariant社、プロピレン-エチレン共重合体、溶解度0g/100g-C6H12、重量平均分子量58,400、溶融粘度(170℃)9,300mPa・s、融点111℃)
(c3):L-MODU S901(出光興産製プロピレンホモポリマー、溶解度100g/100g-C6H12以上、重量平均分子量130,000、融点80℃)
(c4):SA9000(SABIC社製、ビニル基を有するポリフェニレンエーテル、数平均分子量1700、5%重量減少温度439℃)
(c5):LICOCENE PP 6102(Clariant社、プロピレンホモポリマー、溶解度0g/100g-C6H12、重量平均分子量9,000、溶融粘度(170℃)60mPa・s、融点145℃)
化合物(A)として(a1)を30部、酸変性樹脂として(酸変性樹脂2)を100部、エポキシ樹脂(B)として(b1)を4部、その他成分として(c4)を5部配合し、トルエンで固形分濃度24%に溶解したトルエン接着剤組成物(S1)を得た。
得られた接着剤組成物(S1)について、比誘電率、誘電正接、ピール強度、はんだ耐熱性、ワニス溶解性および回路埋込性の各評価を実施した。結果を表1に記載した。
接着剤組成物の各成分の種類および配合量を表1~2に示すように変更した以外は実施例1と同様に接着剤組成物(S2)~(S21)を作製し、各評価を実施した。結果を表1~2に記載した。
(比誘電率(εc)及び誘電正接(tanδ))
接着剤組成物を厚さ100μmのテフロン(登録商標)シートに、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、130℃で3分乾燥した。次いで180℃で3時間熱処理して硬化させた後、テフロン(登録商標)シートを剥離して試験用の接着剤シートを得た。その後得られた試験用接着剤シートを8cm×3mmの短冊状にサンプルを裁断し、試験用サンプルを得た。比誘電率(εc)及び誘電正接(tanδ)は、ネットワークアナライザー(アンリツ社製)を使用し、空洞共振器摂動法で、温度23℃、周波数10GHzの条件で測定した。
<比誘電率の評価基準>
○:2.4以下
×:2.4を超える
<誘電正接の評価基準>
○:0.0010以下
△:0.0010を超え、0.0020未満
×:0.0020以上
接着剤組成物を厚さ12.5μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製、アピカル(登録商標))に、乾燥後の厚みが25μmとなるように塗布し、130℃で3分乾燥した。この様にして得られた接着性フィルム(Bステージ品)を厚さ18μmの圧延銅箔(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、エスパネックスシリーズ)と貼り合わせた。貼り合わせは、圧延銅箔の光沢面が接着剤層と接する様にして、170℃で2MPaの加圧下に280秒間プレスし、接着した。次いで180℃で3時間熱処理して硬化させ、ピール強度評価用サンプルを得た。ピール強度は、25℃、フィルム引き、引張速度50mm/min、90°剥離の条件で測定した。この試験は常温での接着強度を示すものである。
<評価基準>
○:1.0N/mm以上
×:1.0N/mm未満
上記のピール強度測定用と同じ方法で評価用サンプルを作製し、2.0cm×2.0cmのサンプル片を288℃で溶融したはんだ浴に浸漬し、膨れなどの外観変化の有無を確認した。
<評価基準>
○:60秒以上膨れ無し
△:30秒以上60秒未満で膨れ有り
×:30秒未満で膨れ有り
各成分を配合後、室温で攪拌した後の接着剤組成物の溶解性を確認した。
<評価基準>
○:すべての配合物が完全に溶解
△:配合物の一部が溶解しない
×:配合物が完全に溶解しない
厚さ12.5μmのポリイミドフィルム(株式会社カネカ製、アピカル(登録商標))の片面に、乾燥後の厚みが25μmとなるように接着剤組成物を塗布し、130℃で3分乾燥した。この様にして得られた接着性フィルム(Bステージ品)を厚さ18μmの圧延銅箔(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、エスパネックスシリーズ)に25μmのピッチで回路が形成された基材と貼り合わせた。貼り合わせは、回路面が接着剤層と接する様にして、170℃で2MPaの加圧下に280秒間プレスし、接着した。回路に沿って、貼り合わせ面から流れ出した接着剤の流れ出し量をマイクロスコープで計測した。この試験を、接着性フィルム作製直後と25℃で1週間保管した接着性フィルム(Bステージ品)とで実施し、測定値の変化を確認した。25℃で1週間保管後の測定値が初期測定値に対して50%未満まで減少する場合、実用条件下で回路埋込性を満足できず、プリント基板の絶縁不良が発生する恐れがある。
<評価基準>
○:変化率 80%以上100%以下
△:変化率 50%以上80%未満
×:変化率 50%未満
実施例2~5が示すように、化合物(A)の含有量が増えることで、誘電特性が改善することがわかる。
実施例1、3、6、7を比較すると、化合物(A)が有する性質によって、はんだ耐熱性、ワニス溶解性、回路埋込性を変化させることができる。
実施例3、10~11を比較すると、エポキシ樹脂(B)として特に分子中に不飽和炭化水素基を有するものを配合すると、誘電特性をさらに改善できる。
実施例12では(c4)を配合しなかったが、実施例3との比較により、(c4)は優れた接着性とはんだ耐熱性向上に寄与する。
比較例2では、化合物(A)の量が多すぎるために、相対的に酸変性樹脂の量が減り、接着剤組成物としてのはんだ耐熱性が悪かった。
比較例3および比較例4では、化合物(A)の代わりに溶解度の低いプロピレン-エチレン共重合体を用いたが、これらのプロピレン-エチレン共重合体は結晶性が高いため溶剤に溶解することができず、各種評価を行うことができなかった。
比較例5~9が示すように、プロピレンホモポリマーを配合すると、回路埋込性やはんだ耐熱性を満足できる接着剤組成物は得られなかった。
比較例7では、未変性のポリオレフィン樹脂を全く配合しなかったため、誘電特性や回路埋込性が悪化した。
Claims (7)
- 酸変性ポリスチレン樹脂、酸変性シクロオレフィンポリマー及び酸変性ポリオレフィンから選択される少なくとも1以上の酸変性樹脂、化合物(A)およびエポキシ樹脂(B)を含む接着剤組成物であり、
前記酸変性樹脂の含有量が、接着剤組成物の固形分100質量%中、40質量%以上であり、
前記エポキシ樹脂(B)の含有量が、前記酸変性樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下であり、
前記化合物(A)の含有量が、前記酸変性樹脂100質量部に対して10質量部以上40質量部以下であることを特徴とする接着剤組成物。
化合物(A):ヘテロ原子を有しておらず、重量平均分子量が15,000以上70,000以下であり、25℃でのシクロヘキサンへの溶解度が25g/100g-C6H12以上であるプロピレン-エチレン共重合体。 - 前記酸変性樹脂が酸変性ポリオレフィンである請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記エポキシ樹脂(B)が多官能エポキシ樹脂である請求項1または2に記載の接着剤組成物。
- 化合物(A)の170℃における溶融粘度が10,000mPa・s以下である請求項1または2に記載の接着剤組成物。
- 請求項1または2に記載の接着剤組成物を含有する接着シート。
- 請求項1または2に記載の接着剤組成物を含有する積層体。
- 請求項6に記載の積層体を構成要素として含むプリント配線板。
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