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JPH10219225A - 接着剤組成物 - Google Patents

接着剤組成物

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JPH10219225A
JPH10219225A JP3573597A JP3573597A JPH10219225A JP H10219225 A JPH10219225 A JP H10219225A JP 3573597 A JP3573597 A JP 3573597A JP 3573597 A JP3573597 A JP 3573597A JP H10219225 A JPH10219225 A JP H10219225A
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JP
Japan
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adhesive composition
diamine
organic solvent
weight
siloxane polyimide
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JP3573597A
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English (en)
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JP4228400B2 (ja
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Hiroshi Sakuyama
浩 作山
Reishiyuu Kou
怜萩 江
Masazoe Hayashi
正添 林
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Nippon Mektron KK
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Nippon Mektron KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用の有機溶媒に可溶性のシロキサンポリイ
ミドを接着性成分とする接着剤組成物において、それの
室温条件下における接着性を改善せしめたものを提供す
る。 【解決手段】 ジアミノポリシロキサン-脂環状ジアミ
ン混合物と芳香族テトラカルボン酸二無水物との共重合
体よりなるシロキサンポリイミド、エポキシ樹脂、ジア
ミン系硬化剤、フッ素系界面活性剤および有機溶媒を含
有する接着剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤組成物に関
する。更に詳しくは、室温条件下においても良好な接着
性を発揮するポリイミド系接着剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フレキシブルプリント基板におけ
る基材-銅箔間の接着には、芳香族ポリイミド等を主成
分とする耐熱性接着剤が用いられている。しかしなが
ら、芳香族ポリイミドは一般に汎用の有機溶媒には溶解
しないので、それの前駆体である芳香族ポリアミック酸
の溶液として使用されており、具体的には溶液の塗布お
よび乾燥に引続いて、高温で長時間加熱するというイミ
ド化処理工程を必要としており、この際ボイド現象の発
生や電子部品自体の熱的な劣化がみられるなどの問題が
あった。
【0003】一方、特開昭61-118424号公報、特開平1-1
21325号公報などには、溶媒可溶性のシロキサンポリイ
ミドが開示されているが、これらの先行技術には耐熱性
が低いという問題、種々の有機溶媒に対する溶解性が必
ずしも十分ではないという問題、フレキシブルプリント
基板に塗布して乾燥するとその基板が大きくカールする
という問題などがみられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】出願人は先に、汎用の
有機溶媒に可溶性のシロキサンポリイミドであって、こ
れをフレキシブルプリント基板の基材-銅箔間接着の接
着剤の主成分として用いた接着剤組成物として、ジアミ
ノポリシロキサン-脂環状ジアミン混合物と芳香族テト
ラカルボン酸二無水物との共重合体よりなる溶媒可溶性
シロキサンポリイミド、エポキシ樹脂、ジアミン系硬化
剤および有機溶媒を含有する接着剤組成物を提案してい
る(特願平8-354,825号)。
【0005】このような組成を有する接着剤組成物は、
耐熱接着性にはすぐれているが、室温条件下における接
着性の点では必ずしも満足されるものではなく、新たに
その点での改善が求められた。
【0006】本発明の目的は、汎用の有機溶媒に可溶性
のシロキサンポリイミドを接着性成分とする接着剤組成
物において、それの室温条件下における接着性を改善せ
しめたものを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
ジアミノポリシロキサン-脂環状ジアミン混合物と芳香
族テトラカルボン酸二無水物との共重合体よりなるシロ
キサンポリイミド、エポキシ樹脂、ジアミン系硬化剤、
フッ素系界面活性剤および有機溶媒を含有する接着剤組
成物によって達成される。
【0008】
【発明の実施の形態】芳香族テトラカルボン酸二無水物
と反応するジアミン化合物の一方の成分であるジアミノ
ポリシロキサンとしては、次のような一般式で表わされ
る化合物が用いられる。 R:炭素数2〜6、好ましくは3〜5の2価の炭化水素基 R1〜R4:炭素数1〜5の低級アルキル基、フェニル基 n:0〜30の整数、好ましくは4〜12の整数
【0009】この化合物としては、RおよびR1〜R4が次
のような置換基の組合せである化合物が例示される。 R R1 R2 R3 R4 (CH2)3 CH3 CH3 CH3 CH3 (CH2)4 CH3 CH3 CH3 CH3 (CH2)3 CH3 C6H5 CH3 C6H5 p-C6H4 CH3 CH3 CH3 CH3
【0010】実際には、市販品、例えば東芝シリコーン
製品TSL9386、TSL9346、TSL9306、東レ・ダウコーニン
グ製品BY16-853U、信越化学製品X-22-161AS、日本ユニ
カー製品F2-053-01等を用いることができる。
【0011】また、他方のジアミン化合物である脂環状
ジアミンとしては、一般にシクロヘキサン環を1個以上
有するジアミン、例えば1,3-ビス(アミノメチル)シクロ
ヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,
3-ジアミノシクロヘキサン等が単独であるいは混合物と
して用いられる。
【0012】これらのジアミノポリシロキサンと脂環状
ジアミンとは、前者が約95〜5モル%、好ましくは約80〜
40モル%の割合で、また後者が約5〜95モル%、好ましく
は約20〜60モル%の割合で用いられる。後者の割合がこ
れより少ないと、耐熱接着効果にもすぐれた接着剤組成
物を得ることができず、一方これより多い割合で用いら
れると、柔軟性に欠ける接着組成となる。
【0013】これらのジアミン化合物混合物と反応する
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、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´-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、
4,4´-オキシジフタル酸二無水物、4,4´-ビフタル酸二
無水物、2,2´-ジフタル酸二無水物プロパン、ジフタル
酸二無水物メタン、ピロメリット酸二無水物、2,2´-
(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物
等が、ジアミン化合物混合物に対して等モルの割合で用
いられる。
【0014】ジアミン化合物混合物と芳香族テトラカル
ボン酸二無水物との反応は、好ましくはジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等
の非プロトン性極性溶媒中で行われるが、この他にクレ
ゾール、ピリジン等の極性溶媒中でも行われる。実際に
は、芳香族テトラカルボン酸二無水物の極性溶媒溶液中
に、約0〜10℃でジアミン化合物混合物を滴下すること
によって行われる。
【0015】この反応生成物は、ポリイミド前駆体であ
るポリアミック酸であるので、それをポリイミド化する
ための脱水反応が行われる。脱水反応は、好ましくは無
水酢酸等の脱水剤を用い、約100〜200℃で反応させるこ
とによって行われる。
【0016】ポリイミド化反応の生成物であるシロキサ
ンポリイミドは、例えば脂環状ジアミンがビス(アミノ
メチル)シクロヘキサンである場合、次のような一般式
で表わされる繰返し単位(a)および(b)を有するブロック
共重合体とも考えられ、それの重量平均分子量Mw(GPCに
よる測定;ポリスチレン換算)は約10000〜100000、好ま
しくは約25000〜75000程度である。 および Ar:芳香族テトラカルボン酸残基
【0017】得られたシロキサンポリイミドは、そこに
エポキシ樹脂、ジアミン系硬化剤、フッ素系界面活性剤
および有機溶媒を添加することにより、接着剤組成物を
形成させる。
【0018】エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA
型、ビフェニル型、グリシジルアミン型、ノボラック型
等の任意のものなどが用いられ、実際には市販品、例え
ば油化シェルエポキシ製品エピコート154、604、871、8
28等が用いられる。これらのエポキシ樹脂は、シロキサ
ンポリイミド100重量部に対して約0.1〜30重量部、好ま
しくは約0.1〜10重量部の割合で用いられる。エポキシ
樹脂の使用割合がこれより少ないと、接着性が低下する
ようになり、一方これより多い割合で用いられると、耐
熱性が低下するようになる。
【0019】ジアミン系硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化
剤として用いられるものであり、例えば4,4´-ジアミノ
ジフェニルスルホン、4,4´-ジアミノジフェニルメタ
ン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、イ
ソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレ
ンテトラミン等が、シロキサンポリイミド100重量部当
り約0.1〜30重量部、好ましくは約0.1〜10重量部の割合
で用いられる。
【0020】また、フッ素系界面活性剤としては、パー
フルオロオクタン酸アンモニウム、パーフルオロノナン
酸アンモニウム等のパーフルオロ脂肪族カルボン酸アン
モニウム、パーフルオロヘキセニルオキシベンゼンスル
ホン酸ナトリウム等が用いられ、実際には市販品、例え
ばネオス製品のPFEタイプ、DFEタイプ、FTタイプのもの
などが、シロキサンポリイミド100重量部当り約0.1〜10
重量部、好ましくは約1〜5重量部の割合で用いられる。
これ以下の使用割合では、室温条件下における接着性の
改善が達成されず、一方これ以上の割合で用いられる
と、シロキサンポリイミドと相分離してきれいなフィル
ムが得られないようになる。
【0021】以上の各成分は、メチルエチルケトン、ク
ロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン等の汎用低
沸点有機溶媒に、約10〜50重量%、好ましくは約20〜40
重量%の固形分濃度で溶解させ、そこに接着剤組成物溶
液を形成させる。
【0022】この接着剤組成物溶液は、フレキシブルプ
リント基板の基材-銅箔間の接着などに有効に用いられ
る。使用に際しては、この溶液がポリイミドフィルム等
のフレキシブル基材に塗布され、そこにプリント配線を
構成する銅箔を貼り合わせ、例えば約185℃で約100秒間
程度加熱し、更に約180℃程度で約12時間程度キュアす
ることにより、有効な接着が行われる。
【0023】
【発明の効果】本発明によって提供される新規なシロキ
サンポリイミドを有効な接着成分とする接着剤は、非プ
ロトン性極性溶媒にさえも不溶性であった芳香族ポリイ
ミドを汎用低沸点有機溶媒にも可溶性としてマイルドな
接着塗布条件を可能とし、また従来の芳香族ポリイミド
系接着剤のように高温、長時間の圧着を必要とはしない
で、低温、短時間での接着を可能とするばかりではな
く、室温条件下での接着性の点でもすぐれた効果を示し
ている。更に、この接着剤組成物を用いて基材-銅箔間
が有効に接着されたフレキシブルプリント基板には、基
板が大きくカールするなどといった現象もみられない。
【0024】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【0025】実施例1〜3 容量100mlのセパラブルフラスコに、窒素雰囲気下に3,3
´,4,4´-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物1.6
1g(5ミリモル)およびN-メチルピロリドン15mlを仕込
み、その溶液を氷で冷却する。そこに、それぞれ所定量
のジアミノポリシロキサン[東芝シリコーン製品TSL938
6;前記一般式でRは(CH2)3基,R1〜R4はいずれもCH3基]
および1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンを約0〜1
0℃の温度を保ちながら添加した後、室温下で30分間攪
拌して溶解させた。その後、50℃に昇温させ、更に3時
間攪拌した後、200℃に昇温させて3時間攪拌して脱水反
応させた。反応終了後、水中への再沈によって、シロキ
サンポリイミドを得た。
【0026】得られたシロキサンポリイミド100重量部
に対し、エポキシ樹脂(エピコート604)1重量部、4,4´
-ジアミノジフェニルスルホン1重量部およびフッ素系
界面活性剤(ネオス製品PFE-800B)1重量部を添加して、
固形分濃度40重量%のメチルエチルケトン溶液として調
製した。この溶液を、ポリイミドフィルムに塗布し、14
0℃で5分間乾燥させた後、37kg/cm2G、185℃の条件下で
30秒間予熱した後70秒間プレスして銅箔と貼り合わせ、
更に180℃で4時間(実施例1)、12時間(実施例2)または
24時間(実施例3)キュアし、室温条件下での90°ピール
強度(引張強度)を測定した。
【0027】実施例4〜6 実施例1〜3において、エポキシ樹脂としてエピコート
154が5重量部用いられた。
【0028】実施例7 実施例2において、ジアミノポリシロキサンとして東レ
・ダウコーニング製品BY16-853U[前記一般式でRは(CH2)
3基、R1〜R4はCH3基]を同量用いてシロキサンポリイミ
ドを製造し、それを用いての接着剤組成物の調製および
室温条件下での90°ピール強度の測定が行われた。
【0029】得られた結果は、次の表に示される。な
お、カッコ内の値は、フッ素系界面活性剤を添加しない
接着剤組成物についての測定値である。実施例 ピール強度(kg/cm) 1 1.24 (0.89) 2 1.33 (0.81) 3 1.38 (0.81) 4 1.53 (0.95) 5 1.30 (0.95) 6 1.41 (0.95) 7 1.13 (0.93)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09J 163:00)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジアミノポリシロキサン-脂環状ジアミ
    ン混合物と芳香族テトラカルボン酸二無水物との共重合
    体よりなるシロキサンポリイミド、エポキシ樹脂、ジア
    ミン系硬化剤、フッ素系界面活性剤および有機溶媒を含
    有してなる接着剤組成物。
  2. 【請求項2】 フレキシブルプリント基板の基材-銅箔
    間の接着に用いられる請求項1記載の接着剤組成物。
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