JP6912385B2 - 硬化性組成物、硬化物、オーバーコート膜、被覆フレキシブル配線板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、セミアディティブ法の発展に伴い、フレキシブル配線板の配線間距離が更に狭く(例えば、20μmピッチ以下)なることが予想されている。
この更なる狭ピッチ化に伴い、更なる電気絶縁信頼性の良好でかつフレキシブル配線板に良好な低反り性、可撓性を有する樹脂の開発が望まれている。
さらに、フレキシブル配線板の配線幅が細くなると、フレキシブル配線板が搭載された組立前のモジュールを移動する際に、配線が折れてしまうことが問題になっており、この配線折れを抑制できるオーバーコート膜が求められている。
(成分a)カルボキシル基を有し、かつ芳香環濃度が0.1〜6.5mmol/gである、ポリイソシアネートから誘導される有機残基を含有するポリウレタン、
(成分b)溶剤、および
(成分c)1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物
を含む硬化性組成物である。
本発明(II)は、本発明(I)の硬化性組成物の硬化物である。
本発明(III)は、本発明(II)の硬化物を含む、フレキシブル配線板用オーバーコート膜である。
本発明(IV)は、フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部が本発明(III)のオーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板である。
本発明(V)は、
(工程A)フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部に、請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性組成物を印刷することで、該配線上に印刷膜を形成する工程、
(工程B)工程Aで得られた印刷膜を40℃〜100℃の雰囲気下におくことで印刷膜中の溶媒の一部または全量を蒸発させる工程、
(工程C)工程Aで得られた印刷膜または工程Bで得られた印刷膜を、100℃〜170℃で加熱することによって硬化させ、オーバーコート膜を形成する工程
を含む、オーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板の製造方法である。
[1](成分a)カルボキシル基を有し、かつ芳香環濃度が0.1〜6.5mmol/gである、ポリイソシアネートから誘導される有機残基を含有するポリウレタン、
(成分b)溶剤、および
(成分c)1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物
を含む硬化性組成物。
[2]成分aが式(1)
[3]成分aが式(2)
で示される構造単位を有するポリウレタンである、[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
[4]成分aが式(3)
で示される構造単位を有するポリウレタンである、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[5]成分a中、前記ポリイソシアネートから誘導される有機残基の総量に対して、環状脂肪族ポリイソシアネートから誘導される有機残基が70mol%以上である、[1]〜[4]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[6]成分aが成分aと成分cの総量に対して40〜99質量%である、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[7]成分bが成分a、成分bおよび成分cの総量に対して25〜75質量%である、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[8]成分aの数平均分子量が3,000〜50,000であり、かつ、成分aの酸価が10〜70mgKOH/gである、[1]〜[7]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[9](成分d)無機微粒子および有機微粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の微粒子
をさらに含む[1]〜[8]のいずれか1つに記載の硬化性組成物。
[10]成分dがシリカ微粒子を含む、[9]に記載の硬化性組成物。
[11]成分dがハイドロタルサイト微粒子を含む、[9]または[10]に記載の硬化性組成物。
[12][1]〜[11]のいずれか1つに記載の硬化性組成物の硬化物。
[13][12]に記載の硬化物を含む、フレキシブル配線板用オーバーコート膜。
[14]フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部が[13]に記載のオーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板。
[15](工程A)フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部に、[1]〜[11]のいずれか1つに記載の硬化性組成物を印刷することで、該配線上に印刷膜を形成する工程、
(工程B)工程Aで得られた印刷膜を40℃〜100℃の雰囲気下におくことで印刷膜中の溶媒の一部または全量を蒸発させる工程、
(工程C)工程Aで得られた印刷膜または工程Bで得られた印刷膜を、100℃〜170℃で加熱することによって硬化させ、オーバーコート膜を形成する工程
を含む、オーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板の製造方法。
また、本発明の硬化物は可撓性を有するので、クラックの生じにくい電気絶縁保護膜付きのフレキシブル配線板(例えば、COF等のフレキシブルプリント配線板)を提供することができる。
最初に、本発明(I)の硬化性組成物について説明する。
[本発明(I)]
本発明(I)は、以下の成分a〜成分cを含む硬化性組成物である。
(成分a)カルボキシル基を有し、かつ芳香環濃度が0.1〜6.5mmol/gである、ポリイソシアネートから誘導される有機残基を含有するポリウレタン
(成分b)溶剤
(成分c)1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物
<成分a>
本発明(I)の硬化性組成物の必須成分である成分aは、カルボキシル基を有し、かつ芳香環濃度が0.1〜6.5mmol/gであるポリウレタンであり、ポリイソシアネートから誘導される有機残基を含有する。ポリウレタンとは、ウレタン結合が複数存在する物質と定義する。
成分aの芳香環構造としては、ベンゼン環構造、ビフェニル構造、ナフタレン構造、フルオレン構造等が挙げられる。
成分aの芳香環濃度は、成分a1gに対して0.1〜6.5mmol(即ち、0.1〜6.5mmol/gで)含まれ、好ましくは、成分a1gに対して0.1〜5.0mmol(即ち、0.1〜5.0mmol/g)であり、さらに好ましくは、成分a1gに対して0.5〜4.5mmol(即ち、0.5〜4.5mmol/g)であり、特に好ましくは、成分a1gに対して1.0〜4.0mmolである。成分aの芳香環が、成分a1gに対して0.1〜6.5mmol(即ち、0.1〜6.5mmol/g)含まれると、後述の本発明のオーバーコート膜の耐溶剤性と後述の本発明のフレキシブル配線板の反りのバランスをとることが容易になる。
なお、芳香環濃度は仕込み比から算出できるが、1H−NMR、13C−NMRおよびIRにより構造を決めた後、1H−NMRの芳香環由来のプロトン数とユニット由来のプロトン数を比較(1H−NMRの積分曲線により比較)することによっても解析できる。
なお、式(51′)〜式(58′)の○の数は、それぞれ、式(51)〜式(58)の芳香環の数を表している。
ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、3−メチル−ベンゼン−1、2−ジカルボン酸、4−メチル−ベンゼン−1、2−ジカルボン酸、4−メチル−ベンゼン−1、3−ジカルボン酸、5−メチル−ベンゼン−1、3−ジカルボン酸、2−メチル−ベンゼン−1、4−ジカルボン酸等を挙げることができ、これらの中の1種のみを用いることも、2種以上を用いることもできる。
また、ジオールとしては、例えば、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等を挙げることができ、これらの中の1種のみを用いることも、2種以上を用いることもできる。
ジカルボン酸として、好ましいものとしては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、3−メチル−ベンゼン−1、2−ジカルボン酸、4−メチル−ベンゼン−1、2−ジカルボン酸を挙げることができ、特に好ましくは、フタル酸である。
また、ジオールとして、好ましいものとしては、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールを挙げることができ、特に好ましくは、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールである。
また、式(3)の構造単位を有するポリエステルポリオールとしては、1種のポリエステルポリオールで用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これら環状脂肪族ポリイソシアネートの中で、好ましいものとしては、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンおよびノルボルナンジイソシアネートであり、さらに好ましくは、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネートおよびノルボルナンジイソシアネートであり、最も好ましくは、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)である。
これらのモノヒドロキシル化合物は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。
式(1)の構造単位を有する化合物を使用する場合、成分aの原料の総量に対する式(1)の構造単位を有する化合物の使用量は3〜20質量%であることが好ましく、さらに好ましくは5〜15質量%である。成分aの原料の総量に対する式(1)の構造単位を有する化合物の使用量が、3〜20質量%である場合には、後述の本発明のオーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板の低反り性と配線折れの抑制効果のバランスをとることができる。
モノヒドロキシル化合物を使用する場合、式(4)の化合物、式(3)の構造単位を有するポリエステルポリオール、および式(4)の化合物、式(3)の構造を有するポリオール以外のポリオール成分を合わせた、成分aの原料の総水酸基の数よりもポリイソシアネート化合物のイソシアナト基の数を少なくしても、同じにしてもあるいは多くしてもいっこうに問題ない。
また、過剰にモノヒドロキシル化合物を使用した場合には、未反応のモノヒドロキシル化合物が残存する結果となるが、この場合には、そのまま過剰のモノヒドロキシル化合物を溶媒の一部として使用してもよいし、あるいは、蒸留等により除去してもかまわない。
なお、本明細書においては、特に断りのない限り、GPCの測定条件は以下のとおりである。
装置名:日本分光株式会社製HPLCユニット HSS−2000
カラム:ShodexカラムLF−804
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
検出器:日本分光株式会社製RI−2031Plus
温度:40.0℃
試料量:サンプルループ 100μリットル
試料濃度:0.1質量%前後に調整。
なお、本明細書において、成分aの酸価は、JIS K0070の電位差滴定法で測定された酸価の値である。
本発明(I)の硬化性組成物の必須成分の1つである溶剤としては、成分aを溶解できる溶剤であれば特に制限はないが、好ましくは、大気圧下で150℃以上250℃以下の沸点を有するものである。成分aの溶解性や溶剤の揮発性等のバランスをとる意味で、大気圧下で150℃以上250℃以下の沸点を有する溶剤を2種類以上併用することが可能であり、かつ好ましい。さらに好ましくは、大気圧下で170℃以上200℃未満の沸点を有する溶剤と、大気圧下で200℃以上220℃以下の沸点を有する溶剤を併用することである。
これら好ましい溶剤の組み合わせを用いると、吸湿性が低く、沸点が高く揮発性が小さいために、スクリーン印刷インクの溶媒としても優れている。
上記の効果を十分に発現させるためには、大気圧下で170℃以上200℃未満の沸点を有する溶剤および大気圧下で200℃以上220℃以下の沸点を有する溶剤の使用比率は、質量比で、5:95〜80:20の範囲にすることが好ましく、さらに好ましくは、10:90〜60:40の範囲である。
また、これらの好ましい溶剤の一部として、前述の成分aを製造する際の合成用の溶剤を、そのまま本発明(I)の硬化性組成物の溶剤の一部として使用することが可能でありかつプロセス的に好ましい。
また、成分(a)の溶解性を損なわない範囲で、さらに、大気圧下で170℃以上200℃未満の沸点を有する溶剤および大気圧下で200℃以上220℃以下の沸点を有する溶剤以外の溶剤を併用することができる。反応性モノマーや反応性希釈剤も溶剤として使用することができる。
本発明(I)の硬化性組成物の必須成分である成分cは、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に制限はなく、本発明(I)の硬化性組成物において硬化剤として機能する。
1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物としては、例えば、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとする、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール等のフェノール類および/またはα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合または共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したノボラック型エポキシ樹脂;
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、アルキル置換または非置換のビフェノール、スチルベン系フェノール類等のジグリシジルエーテル(ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、スチルベン型エポキシ化合物);
ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のアルコール類のグリシジルエーテル;
フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボン酸類のグリシジルエステル型エポキシ樹脂;
アニリン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、イソシアヌル酸等の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換した化合物等のグリシジル型またはメチルグリシジル型のエポキシ樹脂;
p−アミノフェノール等のアミノフェノール類の窒素原子に結合した活性水素およびフェノール性水酸基の活性水素をグリシジル基で置換した化合物等のグリシジル型またはメチルグリシジル型のエポキシ樹脂;
分子内のオレフィン結合をエポキシ化して得られるビニルシクロヘキセンジエポキシド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシ)シクロヘキシル−5,5−スピロ(3,4−エポキシ)シクロヘキサン−m−ジオキサン等の脂環型エポキシ樹脂;
パラキシリレンおよび/またはメタキシリレン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
テルペン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
多環芳香環変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
ナフタレン環含有フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
ハロゲン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂;
ハイドロキノン型エポキシ樹脂;
トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂;
オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂;
ジフェニルメタン型エポキシ樹脂;
フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物;
硫黄原子含有エポキシ樹脂;
トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールのジグリシジルエーテル;
1,3−ビス(1−アダマンチル)−4,6−ビス(グリシジロイル)ベンゼン、1−[2′,4′−ビス(グリシジロイル)フェニル]アダマンタン、1,3−ビス(4′−グリシジロイルフェニル)アダマンタンおよび1,3−ビス[2′,4′−ビス(グリシジロイル)フェニル]アダマンタン等のアダマンタン構造を有するエポキシ樹脂を挙げることができる。
これらの中でも、1分子中に2個以上のエポキシ基を有しかつ芳香環構造および/または脂環構造を有する化合物が好ましい。
本発明(I)の硬化性組成物の必須成分である成分a100質量部に対する成分cの配合量は、成分a中のカルボキシル基を含むエポキシ基と反応可能な官能基の量によって異なるために一概には言えない。
しかし、成分a中に含まれるカルボキシル基を含むエポキシ基と反応可能な官能基の数と成分c(1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物)中のエポキシ基の数の比(エポキシ基と反応可能な官能基/エポキシ基)は、1/3〜2/1の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは、1/2.5〜1.5/1の範囲である。前記比が1/3〜2/1の範囲である場合には、本発明(I)の硬化性組成物を硬化させた場合に、未反応の成分cが多く残存するようなこともなくかつカルボキシル基を含むエポキシ基と反応可能な官能基もそれほど多く残ることもなく、カルボキシル基を含むエポキシ基と反応可能な官能基と成分c(1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物)中のエポキシ基がバランスよく反応することができる。
また、本発明(I)の硬化性組成物における成分cの量は、硬化性組成物中の成分aと成分cの総量に対して、1〜60質量%、好ましくは2〜50質量%であり、さらに好ましくは3〜40質量%である。本発明(I)の硬化性組成物における成分cの量は、硬化性組成物中の成分aと成分cの総量に対して1〜60質量%の範囲であると、後述の本発明のオーバーコート膜を耐溶剤性、オーバーコート膜によって被覆されていることを特徴とするフレキシブル配線板の低反り性と配線折れの抑制効果のバランスをとることができる。
(成分d)無機微粒子および有機微粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の微粒子
本発明(I)の硬化性組成物に使用されるシリカ微粒子は、本発明(I)の硬化性組成物中で分散してペーストを形成するものであれば、特に制限はないが、例えば、日本アエロジル株式会社より提供されているアエロジル等を挙げることができる。
これらのアエロジルに代表されるシリカ微粒子は、スクリーン印刷時の印刷性を付与するために使用されることもあり、その場合にはチクソ性の付与を目的として使用される。
ハイドロタルサイトの市販品としては、例えば、堺化学株式会社のSTABIACE HT−1、STABIACE HT−7、STABIACE HT−Pや、協和化学工業株式会社のDHT−4A、DHT−4A2、DHT−4C等が挙げられる。
本発明(I)の硬化性組成物は、さらに、硬化促進剤を含むことができ、かつ好ましい。硬化促進剤としては、成分cのエポキシ基と成分aのカルボキシル基との反応を促進する化合物であれば特に制限はない。前記硬化促進剤としては、例えば、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2,4−メタクリロイルオキシエチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のトリアジン系化合物、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−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、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−アミノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−アミノエチル−2−メチルイミダゾール、1−(シアノエチルアミノエチル)−2−メチルイミダゾール、N−[2−(2−メチル−1−イミダゾリル)エチル]尿素、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−メチルイミダゾリウムトリメリテート、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテート、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ート、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、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、N,N′−ビス(2−メチル−1−イミダゾリルエチル)尿素、N,N′−ビス(2−メチル−1−イミダゾリルエチル)アジポアミド、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−メチルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、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・イソシアヌル酸付加物、2−メチル−4−フォルミルイミダゾール、2−エチル−4−メチル−5−フォルミルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルフォルミルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾール、ビニルイミダゾール、1−メチルイミダゾール、1−アリルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−ブチルイミダゾール、2−ブチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール臭化水素塩、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド等のイミダゾール系化合物、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノネン−5およびその塩、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7およびその塩等のジアザビシクロアルケンなどのシクロアミジン化合物およびその誘導体、トリエチレンジアミン、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、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミノ基含有化合物、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキル・アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等の有機ホスフィン化合物、ジシアンジアジド等を挙げることができる。
これらの硬化促進剤は単独で使用しても、あるいは2種類以上を併用してもよい。
本発明(I)の硬化性組成物を硬化させると、電気絶縁特性の良好な硬化物が得られるため、例えば、配線の絶縁保護用レジストインキ用途などの組成物として使用可能である。
本発明(I)の硬化性組成物を配線の絶縁保護用レジストインキ組成物(即ち、配線板用オーバーコート剤)として使用する場合には、印刷の際の泡の発生を消すあるいは抑制する目的で、消泡剤を使用することが可能であり、かつ使用することが好ましい。
上記の消泡剤は、文字通り、配線板用オーバーコート剤を印刷する際に発生する気泡を消すあるいは抑制する作用を有するものであれば、特に制限はない。
本発明(I)の硬化性組成物に使用される消泡剤の具体例としては、例えば、BYK−077(ビックケミー・ジャパン株式会社製)、SNデフォーマー470(サンノプコ株式会社製)、TSA750S(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、シリコーンオイルSH−203(東レ・ダウコーニング株式会社製)等のシリコーン系消泡剤、ダッポーSN−348(サンノプコ株式会社製)、ダッポーSN−354(サンノプコ株式会社製)、ダッポーSN−368(サンノプコ株式会社製)、ディスパロン230HF(楠本化成株式会社製)等のアクリル重合体系消泡剤、サーフィノールDF−110D(日信化学工業株式会社製)、サーフィノールDF−37(日信化学工業株式会社製)等のアセチレンジオール系消泡剤、FA−630等のフッ素含有シリコーン系消泡剤等を挙げることができる。
消泡剤の含有量は、成分a、成分b、成分cおよび成分dの総量100質量部に対して、0.01〜5質量部であることが好ましく、さらに好ましくは0.05〜4質量部であり、特に好ましくは、0.1〜3質量部である。
また、成分aの酸化劣化および加熱時の変色を押さえることが必要な場合には、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等の酸化防止剤を添加することができかつ好ましい。
また、必要に応じて、難燃剤や滑剤を添加することもできる。
本発明(I)の硬化性組成物の25℃における粘度は、通常10,000〜100,000mPa・sであり、好ましくは、20,000〜60,000mPa・sである。なお、本明細書において本発明(I)の硬化性組成物の25℃における粘度は、コーン/プレート型粘度計(Brookfield社製,型式:DV−II+Pro,スピンドルの型番:CPE−52)を用いて、回転数10rpmの条件で、回転開始から7分経過後に測定した粘度である。
さらに、本発明(I)の硬化性組成物を配線の絶縁保護用レジストインキ組成物(即ち、配線板用オーバーコート剤)として使用する場合、本発明(I)の硬化性組成物の印刷性を良好にするために、該組成物のチクソトロピー指数を一定の範囲内とすることが望ましい。
なお、本明細書に記載の「チクソトロピー指数」とは、コーン/プレート型粘度計(Brookfield社製,型式:DV−III+Pro,スピンドルの型番:CPE−52)を用いて測定した、25℃における回転数1rpmのときの粘度と25℃における回転数10rpmのときの粘度の比(1rpmのときの粘度/10rpmの時の粘度)であると定義する。
本発明(I)の硬化性組成物を配線板用オーバーコート剤として使用する場合、本発明(I)の硬化性組成物の印刷性を良好するために、該組成物のチクソトロピー指数が、1.1以上であることが好ましく、さらに好ましくは1.1〜3.0の範囲であり、特に好ましくは、1.1〜2.5の範囲である。本発明(I)の硬化性組成物を配線板用オーバーコート剤として使用する場合、硬化性組成物のチクソトロピー指数が1.1〜3.0であれば、硬化性組成物を印刷した後に、該組成物が一定の膜厚にでき、印刷パターンを維持することができ、印刷した該組成物の印刷膜の消泡性も良好となる。
次に、本発明(II)の硬化物について説明する。
本発明(II)は、本発明(I)の硬化性組成物の硬化物、すなわち本発明(I)の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物である。
本発明(III)は、本発明(II)の硬化物を含む、フレキシブル配線板用オーバーコート膜である。
本発明(II)の硬化物および本発明(III)のオーバーコート膜は、本発明(I)の硬化性組成物を加熱し、硬化反応を進行させることによって得ることができる。本発明(II)の硬化物を硬化膜として得るための方法に特に制限は無いが、例えば、以下の工程を経ることによって硬化膜またはオーバーコート膜を得ることができる。
(第一工程)本発明(I)の硬化性組成物を基板などに印刷して印刷膜を得る工程
(第二工程)第一工程で得られた印刷膜、または第一工程で得られた印刷膜を40℃〜100℃の雰囲気下におくことで印刷膜中の溶媒の一部もしくは全量を蒸発させてなる一部もしくは全量の溶媒が除去された印刷膜を、100℃〜170℃の雰囲気下で熱硬化させ、硬化膜またはオーバーコート膜を得る工程
第二工程で行われる熱硬化の温度は、100℃〜170℃の範囲が好ましく、より好ましくは105℃〜160℃であり、さらに好ましくは110℃〜150℃である。第二工程で行われる熱硬化の時間は、特に制限はないが、20分〜4時間の範囲が好ましく、さらに好ましくは、30分〜2時間の範囲である。
最後に、本発明(IV)のフレキシブル配線板および本発明(V)のフレキシブル配線板の製造方法について説明する。本発明(I)の硬化性組成物は、例えば、配線の絶縁保護用レジストインキとして使用することができ、本発明(II)の硬化物は、絶縁保護膜として用いることができる。特に、例えば、チップオンフィルムのようなフレキシブル配線板の配線の全部または一部を被覆することにより、配線の絶縁保護用レジストとして用いることができる。
例えば、以下の工程A〜工程Cを経ることによって、フレキシブル配線板の保護膜を形成することができる。
(工程A)本発明(I)の硬化性組成物を、フレキシブル配線板の配線パターン部の少なくとも一部に印刷することで、該パターン上に印刷膜を形成する工程。
(工程B)工程Aで得られた印刷膜を40℃〜100℃の雰囲気下におくことで印刷膜中の溶媒の一部または全量を蒸発させる工程。
(工程C)工程Aで得られた印刷膜または工程Bで得られた印刷膜を、100℃〜170℃で加熱することによって硬化させ、フレキシブル配線板の保護膜を形成する工程。
本発明(V)は、より好ましくは、
(工程A)フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部に、本発明(I)の硬化性組成物を印刷することで、該配線上に印刷膜を形成する工程、
(工程B)工程Aで得られた印刷膜を40℃〜100℃の雰囲気下におくことで印刷膜中の溶媒の一部または全量を蒸発させる工程、
(工程C)工程Aで得られた印刷膜または工程Bで得られた印刷膜を、100℃〜170℃で加熱することによって硬化させ、オーバーコート膜を形成する工程
を含む、オーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板の製造方法である。
工程Bで行われる熱硬化の条件は、メッキ層の拡散をふせぎ、かつ保護膜として好適な低反り性、柔軟性を得る観点から、100℃〜170℃の範囲で行われる。熱硬化温度は好ましくは105℃〜160℃であり、より好ましくは110℃〜150℃である。工程Bで行われる熱硬化の時間は、特に制限はないが、好ましくは10分〜150分、さらに好ましくは、15分〜120分である。
本発明(I)に使用するポリウレタン溶液中の溶媒を、加熱下で減圧留去して成分aを得た。
上記の方法によって得られた成分aを用いて、JIS K0070の電位差滴定法に準拠して酸価を測定した。
電位差滴定法で用いた装置を以下に記す。
装置名:京都電子工業社製 電位差自動滴定装置AT−510
電極:京都電子工業社製 複合ガラス電極C−173
数平均分子量はGPCで測定したポリスチレン換算の数平均分子量であり、GPCの測定条件は以下のとおりである。
装置名:日本分光株式会社製HPLCユニット HSS−2000
カラム:ShodexカラムLF−804
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
検出器:日本分光株式会社製RI−2031Plus
温度:40.0℃
試料量:サンプルループ 100μリットル
試料濃度:0.1質量%前後に調整
ポリウレタン溶液の粘度を以下の方法により測定した。
ポリウレタン溶液約0.8gを使用して、コーン/プレート型粘度計(Brookfield社製,型式:DV−II+Pro,スピンドルの型番:CPE−52)を用いて、温度25.0℃、回転数5rpmの条件で測定開始から7分経過後の粘度を測定した。
硬化性組成物の粘度測定を以下の方法により測定した。
硬化性組成物約0.6gを使用して、コーン/プレート型粘度計(Brookfield社製,型式:DV−II+Pro,スピンドルの型番:CPE−52)を用いて、温度25.0℃、回転数10rpmの条件で測定開始から7分経過後の粘度を測定した。
硬化性組成物のチクソトロピー指数を以下の方法により測定した。
硬化性組成物約0.6gを使用して、コーン/プレート型粘度計(Brookfield社製,型式:DV−II+Pro,スピンドルの型番:CPE−52)を用いて、温度25.0℃、回転数10rpmの条件で測定開始から7分経過後の粘度を測定した。その後、温度25.0℃、回転数1rpmの条件で測定開始から7分経過後の粘度を測定した。
なお、チクソトロピー指数は以下の計算により求めた。
チクソトロピー指数の求め方:
チクソトロピー指数=[1rpmの粘度]÷[10rpmの粘度]
(参考合成例1)
攪拌装置、温度計および蒸留装置付きコンデンサーを備えた反応容器に、無水フタル酸983.5g(6.74mol)、1,6−ヘキサンジオール879.2g(7.44mol)を添加して、反応容器の内温をオイルバスを用いて140℃に昇温して、4時間撹拌を継続した。その後、撹拌を継続しながら、モノ−n−ブチル錫オキサイド1.74gを添加して、徐々に反応容器の内温を昇温して、真空ポンプを接続して、少しずつ反応容器内の圧力を減圧していき、水を反応容器外に減圧蒸留により除去していった。最終的には、内温を220℃まで昇温し、圧力を133.32Paまで減圧した。15時間経過して水が完全に留去しなくなったのを確認して反応を終了した。得られたポリエステルポリオール(以下、ポリエステルジオール(α)と記す。)の水酸基価を測定したところ、水酸基価は53.1mg−KOH/gであった。
(実施合成例1)
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)10.7g(24.4mmol、芳香環97.6mmol)、P−2030(株式会社クラレ社製,イソフタル酸/3−メチル−1,5−ペンタンジオールからなるポリエステルポリオール)61.52g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)6.48g、溶媒としてγ−ブチロラクトン137.7gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名:デスモジュール−W)28.31gを30分かけて滴下した。145℃〜150℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)24.3gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A1」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A1の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A1中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU1」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU1の酸価は25.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A1中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)10.7g、前記ポリエステルジオール(α)(フタル酸/1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルポリオール)61.52g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)6.48g、溶媒としてγ−ブチロラクトン137.7gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名;デスモジュール−W)28.31gを30分かけて滴下した。145℃〜150℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)24.3gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A2」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A2の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A2中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU2」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU2の酸価は25.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A2中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)10.7g、P−2030(株式会社クラレ製,イソフタル酸/3−メチル−1,5−ペンタンジオールからなるポリエステルポリオール)30.76g、前記ポリエステルジオール(α)(フタル酸/1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルポリオール)30.76g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)6.48g、溶媒としてγ−ブチロラクトン137.7gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名:デスモジュール−W)28.31gを30分かけて滴下した。145℃〜150℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)24.3gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A3」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A3の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A3に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU3」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU3の酸価は25.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A3中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)10.7g、P−2020(株式会社クラレ製,テレフタル酸/3−メチル−1,5−ペンタンジオールからなるポリエステルポリオール)61.52g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)6.48g、溶媒としてγ−ブチロラクトン137.7gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名:デスモジュール−W)28.31gを30分かけて滴下した。145℃〜150℃℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)24.3gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A4」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A4の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A4中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.1mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU4」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU4の酸価は25.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A4中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)10.27g、前記ポリエステルジオール(α)(フタル酸/1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルポリオール)59.09g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)7.78g、溶媒としてγ−ブチロラクトン137.7gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名:デスモジュール−W)29.87gを30分かけて滴下した。145℃〜150℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)24.3gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.0mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A5」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A5の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A5中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が3.0mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU5」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU5の酸価は30.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A5中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)21.0g、前記ポリエステルジオール(α)(フタル酸/1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルポリオール)66.7g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)3.00g、溶媒としてγ−ブチロラクトン83.24gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート(東ソー株式会社製,商品名;ミリオネートMT)26.50gをγ−ブチロラクトン60.0gに溶解した溶液を20分かけて滴下した。125℃〜130℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5g、γ−ブチロラクトン6.19gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)26.37gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が5.6mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A6」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A6の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A6中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が5.6mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU6」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU6の酸価は10.6mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A6中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)5.0g、ポリカーボネートジオール(3−メチル−1,5−ペンタンジオール/1,6−ヘキサンジオールからなるポリエステルポリオール 商品名:クラレポリオール C−2090 水酸基価:1955)73.00g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)6.75g、溶媒としてγ−ブチロラクトン136.34gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名;デスモジュール−W)26.80gを30分かけて滴下した。145℃〜150℃で10時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5g、γ−ブチロラクトン5.89gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)25.10gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が0.4mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液A7」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液A7の粘度は120,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液A7中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が0.4mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンAU7」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンAU7の酸価は25.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液A7中の固形分濃度は40.0質量%であった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、(ポリ)カーボネートポリオールとして、C−1090(株式会社クラレ製,1,6−ヘキサンジオールと3−メチル−1,5−ペンタンジオールを原料とする(ポリ)カーボネートジオール,水酸基価122.22mg−KOH/g)248.0g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールブタン酸(日本化成株式会社製)47.5g、(ポリ)カーボネートポリオールおよびカルボキシル基含有ジオール以外のポリオ−ルとして、トリメチロールエタン(三菱ガス化学株式会社製)2.7g、溶媒としてγ−ブチロラクトン(三菱化学株式会社製)467.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)82.5gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ジイソシアネート化合物としてメチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名:デスモジュール−W)150.4gを30分かけて滴下した。
120℃で8時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した。その後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gを反応液に滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基およびカーボネート結合を有するポリウレタン溶液(以下、「ポリウレタン溶液B1」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液B1の粘度は、145,000mPa・sであった。得られたポリウレタン溶液B1中に含まれる芳香環濃度が0mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンBU1」と記す。)の数平均分子量は14,000であり、ポリウレタンBU1の酸価は40.0mg−KOH/gであった。また、ポリウレタン溶液B1中の固形分濃度は45.0質量%であった。
蒸留装置のついた1リットル三ツ口フラスコにビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]メタン611.0g、イソフタル酸ジメチル297.3g、ジオクチル錫オキサイド0.5gを仕込んで窒素気流下、180℃で加熱して生成してくるメタノールを留去した。メタノールが50g程度留出したところで、反応系内を1.3kPaまで減圧にし、メタノールを留出速度を速めた。理論量のメタノールが留出した後、更に1時間加熱して、185℃−0.13kPaで1時間保持した後、反応器を冷却してポリエステルポリオール(以下、ポリエステルジオール(β)と記す。)を810g得た。得られたポリエステルジオール(β)の水酸基価を測定したところ、水酸基価は55.4mg−KOH/gであった。
攪拌装置、温度計およびコンデンサーを備えた反応容器に、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(大阪ガスケミカル株式会社製,商品名:BPEF)11.0g、ポリエステルジオール(β)61.52g、カルボキシル基含有ジオールとして、2,2−ジメチロールプロピオン酸(東京化成工業株式会社製)6.32g、溶媒としてγ−ブチロラクトン135.6gを仕込み、100℃に加熱してすべての原料を溶解した。
反応液の温度を90℃まで下げ、滴下ロートにより、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート(住化バイエルウレタン株式会社製,商品名:MDI)27.00gを30分間に数回分けて添加した。145℃〜150℃℃で15時間反応を行い、IRにより、イソシアナト基のC=O伸縮振動に由来する吸収がほぼ観測されなくなったことを確認した後、エタノール(和光純薬工業株式会社製)1.5gおよびジエチレングリコールジエチルエーテル(日本乳化剤株式会社製)23.9gを滴下し、さらに80℃で3時間反応を行い、カルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が6.9mmol/gであるポリウレタンを含む溶液(以下、「ポリウレタン溶液B2」と記す。)を得た。
得られたポリウレタン溶液B2の粘度は、125,000mPa・sであった。また、ポリウレタン溶液B2中に含まれるカルボキシル基を有しかつ芳香環濃度が6.9mmol/gであるポリウレタン(以下、「ポリウレタンBU2」と記す。)の数平均分子量は20,000であり、ポリウレタンBU2の酸価は25.0mg−KOH/gであった。
また、ポリウレタン溶液B2中の固形分濃度は40.0質量%であった。
(実施配合例1)
ポリウレタン溶液A1を160.0質量部、シリカ粉(日本アエロジル株式会社製,商品名:アエロジルR−974)6.3質量部、硬化促進剤としてメラミン(日産化学工業株式会社製)0.72質量部およびジエチレングリコールジエチルエーテル8.4質量部を混合し、三本ロールミル(株式会社井上製作所製,型式:S−4 3/4×11)を用いて、ポリウレタン溶液A1へのシリカ粉、硬化促進剤の混合を行った。その後、消泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製,商品名:TSA750S)2.0質量部を添加して、スパチュラを用いて混合した。この配合物を主剤配合物C1とした。
実施配合例1と同様の方法によって、表2に示す配合組成に従って配合した。実施配合例2〜5で調製した配合物を、それぞれ主剤配合物C2〜C5とした。尚、表中の数値は「質量部」を表す。
ポリウレタン溶液A1を160.0質量部、シリカ粉(日本アエロジル株式会社製,商品名:アエロジルR−974)6.3質量部、ハイドロタルサイト(協和化学工業株式会社製,商品名:DHT−4A)1.0質量部、硬化促進剤としてメラミン(日産化学工業株式会社製)0.72質量部およびジエチレングリコールジエチルエーテル8.4質量部を混合し、三本ロールミル(株式会社井上製作所社製,型式:S−4 3/4×11)を用いて、ポリウレタン溶液A1へのシリカ粉、硬化促進剤の混合を行った。その後、消泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製,商品名:TSA750S)2.0質量部を添加して、スパチュラを用いて混合した。この配合物を主剤配合物C6とした。
実施配合例1と同様の方法によって、表2に示す配合組成に従って配合した。実施配合例7で調製した配合物を、主剤配合物C7とした。尚、表中の数値は「質量部」を表す。
実施配合例1と同様の方法によって、表2に示す配合組成に従って配合した。実施配合例8および実施配合例9で調製した配合物を、それぞれ主剤配合物C8およびC9とした。尚、表中の数値は「質量部」を表す。
ポリウレタン溶液B1を140.0質量部、シリカ粉(日本アエロジル株式会社製,商品名:アエロジルR−974)5.5質量部、硬化促進剤としてメラミン(日産化学工業株式会社製)0.72質量部およびエチレングリコールジエチルエーテル8.4質量部を混合し、三本ロールミル(株式会社井上製作所製,型式:S−4 3/4×11)を用いて、ポリウレタン溶液B1へのシリカ粉および硬化促進剤の混合を行った。その後、消泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製,商品名:TSA750S)2.0質量部を添加して、スパチュラを用いて混合した。この配合物を主剤配合物D1とした。
実施配合例1と同様の方法によって、表2に示す配合組成に従って配合した。比較配合例2で調製した配合物を、主剤配合物D2とした。尚、表中の数値は「質量部」を表す。
(硬化剤溶液の配合例1)
撹拌機、温度計およびコンデンサーを備えた容器に、下記式(6)の構造を有するエポキシ樹脂(三菱化学株式会社製,グレード名:JER604,エポキシ当量120g/eqv)16.85質量部、ジエチレングリコールジエチルエーテル18.25質量部を添加し、撹拌を開始した。
撹拌を継続しながら、オイルバスを用いて、容器内の温度を40℃に昇温した。内温を40℃に昇温後、30分間撹拌を継続した。その後、JER604が完全に溶解したのを確認して、室温まで冷却し、濃度48質量%のJER604含有溶液を取得した。この溶液を硬化剤溶液E1とする。
撹拌機、温度計およびコンデンサーを備えた容器に、N,N- ジグリシジル-4-(グリシジルオキシ)アニリン主成分とするエポキシ樹脂(三菱化学株式会社製,グレード名:JER630,エポキシ当量98g/eqv)16.85質量部、ジエチレングリコールジエチルエーテル18.25質量部を添加し、撹拌を開始した。
撹拌を継続しながら、オイルバスを用いて、容器内の温度を40℃に昇温した。内温を40℃に昇温後、30分間撹拌を継続した。その後、JER630が完全に溶解したのを確認して、室温まで冷却し、濃度48質量%のJER630含有溶液を取得した。この溶液を硬化剤溶液E2とする。
(硬化性組成物の配合例1)
主剤配合物C1を88.71質量部と硬化剤溶液E1を3.51質量部とをプラスチック容器に入れた。さらに、後述する他の配合例、比較配合例の硬化性組成物と粘度を合わせるために、溶媒としてジエチレングリコールジエチルエーテル3.0質量部およびジエチレングリコールエチルエーテルアセテート1.5質量部を添加した。混合は、スパーテルを用い、室温で5分間攪拌することで行い、硬化性組成物(以下、「硬化性組成物F1」と記す。)を得た。硬化性組成物F1の25℃での粘度は、37,000mPa・sであった。チクソトロピー指数は1.15であった。
硬化性組成物の配合例1と同様の方法によって、表3に示す配合組成に従って配合した。硬化性組成物の配合例2〜9で調整した配合物を、それぞれ硬化性組成物F2〜F9とした。
主剤配合物C8を88.71質量部と硬化剤溶液E2を1.215質量部とをプラスチック容器に入れた。さらに、後述する他の配合例、比較配合例の硬化性組成物と粘度を合わせるために、溶媒としてジエチレングリコールジエチルエーテル2.51質量部およびジエチレングリコールエチルエーテルアセテート1.5質量部を添加した。混合は、スパーテルを用い、室温で5分間攪拌することで行い、硬化性組成物(以下、「硬化性組成物F10」と記す。)を得た。硬化性組成物F10の25℃での粘度は、37,000mPa・sであった。チクソトロピー指数は1.17であった。
主剤配合物C9を90.285質量部と硬化剤溶液E1を3.51質量部とをプラスチック容器に入れた。さらに、後述する他の配合例、比較配合例の硬化性組成物と粘度を合わせるために、溶媒としてジエチレングリコールジエチルエーテル5.5質量部およびジエチレングリコールエチルエーテルアセテート1.5質量部を添加した。混合は、スパーテルを用い、室温で5分間攪拌することで行い、硬化性組成物(以下、「硬化性組成物F11」と記す。)を得た。硬化性組成物F11の25℃での粘度は、34,000mPa・sであった。チクソトロピー指数は1.23であった。
主剤配合物D1を78.62gと硬化剤溶液E1を5.62gとをプラスチック容器に入れた。さらに、後述する他の配合例、比較配合例の硬化性組成物と粘度を合わせるために、溶媒としてジエチレングリコールジエチルエーテル4.8およびジエチレングリコールエチルエーテルアセテート1.3gを添加した。混合は、スパーテルを用い、室温で5分間攪拌することで行い、硬化性組成物(以下、「硬化性組成物G1」と記す。)を得た。硬化性組成物G1の25℃での粘度は、38,000mPa・sであった。チクソトロピー指数は1.25であった。
前記「硬化性組成物の比較配合例1」と同様の方法によって、表3に示す配合組成に従がって調製し、硬化性組成物(以下、「硬化性組成物G2」と記す。)を得た。硬化性組成物G2の25℃での粘度は、38,000mPa・sであった。チクソトロピー指数は1.25であった。
硬化性組成物F1〜F11、硬化性組成物G1およびG2を用いて、以下に説明する方法により、可撓性、断線抑制性、反り性の評価および長期電気絶縁信頼性の評価を行った。その結果を表5に記す。
フレキシブル銅張り積層板(住友金属鉱山株式会社製,グレード名:エスパーフレックス,銅厚:8μm,ポリイミド厚:38μm)の銅上に、幅75mm、長さ110mmの大きさ、硬化後の膜厚15μmになるように硬化性組成物F1を、スクリーン印刷により塗布し、10分間室温で保持し、120℃の熱風循環式乾燥機に60分間入れることにより硬化させた。作製した試験片の裏打ちのPETフィルムを剥離し、幅10mmの短冊状にカッターナイフで切り出した後、硬化膜面が外側になる様に約180度折り曲げ、圧縮機を用いて0.5±0.2MPaで3秒間圧縮した。屈曲部を曲げた状態で30倍の顕微鏡で観察し、クラックの発生の有無を確認した。結果を表5に記す。
また、硬化性組成物F2〜F11、硬化性組成物G1およびG2を用いて、同様の評価を行った。それらの結果もあわせて表5に記す。
フレキシブル銅張り積層板(住友金属鉱山株式会社製,グレード名:エスパーフレックスUS,銅厚:8μm,ポリイミド厚:38μm)をエッチングして製造した、JPCA−ET01に記載の微細くし形パターン形状の基板(銅配線幅/銅配線幅=15μm/15μm)に錫メッキ処理を施したフレキシブル配線板に、硬化性組成物F1を、スクリーン印刷法により、印刷膜のポリイミド面からの厚みが10μmの厚さ(乾燥後)になるように塗布した。得られた印刷膜形成配線板を、80℃の熱風循環式乾燥機に30分間入れ、その後、120℃の熱風循環式乾燥機に120分間入れることにより前記印刷膜を硬化させた。
この試験片を用いて、JIS C−5016に記載のやり方で下記の試験条件で実施した。
(試験条件)
試験機:テスター産業社製 MITテスターBE202
折り曲げ速度:10回/分
荷重:200g
折り曲げ角度:±90°
つかみ具先端部の半径:0.5mm
上記試験条件で10回ずつ折り曲げ回数を増やしていき、目視にて配線のクラックの有無を観察し、クラックが発生したときの折り曲げ回数を記録した。結果を表3に記す。
また、硬化性組成物F2〜F11、硬化性組成物G1およびG2を用いて、同様の評価を行った。それらの結果についてもあわせて表5に記す。
硬化性組成物F1を、#180メッシュポリエステル版で、基板にスクリーン印刷により塗布し、該基板を80℃の熱風循環式乾燥機に30分間入れた。その後、前記基板を120℃の熱風循環式乾燥機に60分間入れることにより、塗布した硬化性組成物F1を硬化させた。前記基板としては、25μm厚ポリイミドフィルム〔カプトン(登録商標)100EN、東レ・デュポン株式会社製〕を用いた。
硬化性組成物を塗布し、熱風循環式乾燥機を用いて硬化した硬化膜を、50mmφにサークルカッターでカットした。円形にカットされたものは中心付近が凸状または凹状に反る形の変形を呈する。サークルカッターでカットされた、基板上に硬化膜が形成されたものを、1時間後に下に凸の状態で、すなわち基板上に硬化膜が形成されたものの中心付近が水平面に接するようにして静置し、水平面からの反りの高さの最大、最小値を測定し、その平均値を求めた。符号は反りの方向を表し、下に凸の状態で静置した際、銅基板またはポリイミドフィルムに対し硬化膜が上側になる場合を「+」、硬化膜が下側になる場合を「−」とした。そして、反りが+3.0mm未満であれば合格とした。
結果を表3に記す。
また、硬化性組成物F2〜F11、硬化性組成物G1およびG2を用いて、同様の評価を行った。それらの結果もあわせて表5に記す。
フレキシブル銅張り積層板(住友金属鉱山株式会社製,グレード名:エスパーフレックスUS,銅厚:8μm,ポリイミド厚:38μm)をエッチングして製造した、JPCA−ET01に記載の微細くし形パターン形状の基板(銅配線幅/銅配線間幅=15μm/15μm)に錫メッキ処理を施したフレキシブル配線板に、硬化性組成物F1を、スクリーン印刷法により、ポリイミド面からの厚みが15μmの厚さ(乾燥後)になるように塗布した。前記フレキシブル配線板を80℃の熱風循環式乾燥機に30分間入れ、その後、120℃の熱風循環式乾燥機に120分間いれることにより、塗布した硬化性組成物F1を硬化させた。
この試験片を用いて、バイアス電圧60Vを印加し、温度120℃、湿度85%RHの条件での温湿度定常試験を、MIGRATION TESTER MODEL MIG−8600(IMV社製)を用いて行った。前記温湿度定常試験のスタート初期およびスタートしてから100時間後、250時間後、400時間後の前記微細くし型パターン形状の基板の抵抗値を表5に記す。
また、硬化性組成物F2〜F11、硬化性組成物G1およびG2を用いて、同様の評価を行った。それらの結果についてもあわせて表5に記す。
Claims (14)
- 成分a中、前記ポリイソシアネートから誘導される有機残基の総量に対して、環状脂肪族ポリイソシアネートから誘導される有機残基が70mol%以上である、請求項1または2に記載の硬化性組成物。
- 成分aが成分aと成分cの総量に対して40〜99質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 成分bが成分a、成分bおよび成分cの総量に対して25〜75質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 成分aの数平均分子量が3,000〜50,000であり、かつ、成分aの酸価が10〜70mgKOH/gである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 成分bが、150〜250℃の沸点を有する溶剤を2種以上含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- (成分d)無機微粒子および有機微粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の微粒子をさらに含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 成分dがシリカ微粒子を含む、請求項8に記載の硬化性組成物。
- 成分dがハイドロタルサイト微粒子を含む、請求項8または9に記載の硬化性組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物。
- 請求項11に記載の硬化物を含む、フレキシブル配線板用オーバーコート膜。
- フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部が請求項12に記載のオーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板。
- (工程A)フレキシブル基板上に配線が形成されてなるフレキシブル配線板の、配線が形成されている表面の一部または全部に、請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性組成物を印刷することで、該配線上に印刷膜を形成する工程、
(工程B)工程Aで得られた印刷膜を40℃〜100℃の雰囲気下におくことで印刷膜中の溶媒の一部または全量を蒸発させる工程、
(工程C)工程Aで得られた印刷膜または工程Bで得られた印刷膜を、100℃〜170℃で加熱することによって硬化させ、オーバーコート膜を形成する工程
を含む、オーバーコート膜によって被覆されたフレキシブル配線板の製造方法。
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