本實用新型是涉及一種導電性粘合劑層。另外,本實用新型是涉及一種具有導電性粘合劑層的導電性粘合片、使用其所形成的印刷配線板及電子機器。
背景技術:
伴隨辦公自動化(Office Automation,OA)機器、通信機器等電子機器的進一步的高性能化、小型化,撓性印刷配線板(以下表述為“FPC(FlexiblePrinted Circuit)”)有效地利用其彎曲特性,而用于例如將電子電路組裝至電子機器的狹小且復雜的內部基板等中。在該電子電路中通常使用設置有遮蔽所產生的電磁波的電磁波屏蔽層的FPC。伴隨近年來的電子電路的由信息量增大所引起的高頻化及電子電路的小型化,電磁波對策的重要性進一步增加。
作為具有電磁波屏蔽層的FPC,揭示有一種利用導電性粘合劑將金屬增強板與接地電路加以連接的結構(專利文獻1、專利文獻2)。具體而言,為了獲得電磁波屏蔽性并穩定地傳送電路信號,使用導電性粘合片將包含不銹鋼等金屬的金屬增強板與FPC貼附,而經由導電性粘合劑層使金屬增強板與接地電路相互電性連接。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2014/010524號
[專利文獻2]日本專利特開2014-065912號公報
技術實現要素:
[實用新型所要解決的問題]
導電性粘合片通常在兩主面經剝離處理的剝離性膜的單面上層疊導電性粘合劑層來制成層疊體,并將其卷繞成卷狀,使用時從輥中卷開。當從輥中卷開時,在導電性粘合片間相互附著的現象,所謂的粘連現象成為問題。另外,在將金屬增強板及FPC與導電性粘合劑層以半硬化狀態(導電性粘合片部分地硬化的狀態,整體未完全地硬化的狀態。也稱為B階段(B-Stage))貼合(將該步驟稱為臨時粘貼),繼而進行加熱壓接,而使導電性粘合劑層完全地硬化的步驟中,由于半硬化狀態下的粘合強度不足,因此存在產生位置偏移的臨時粘貼性的問題。進而,在導電性粘合片的導電性粘合劑層彼此接觸的情況下,存在導電性粘合劑層間密接而不會剝落的面-面密接的問題。
另一方面,在電子零件的安裝步驟中,例如廣泛利用如回流焊般的焊料接合。在該回流焊中,將電子零件搭載在事先通過印刷或涂布而形成有焊料部分的印刷配線板上的規定位置上后,利用紅外線回流等將印刷配線板連同電子零件一起加熱至230℃~280℃左右。由此,使焊料熔融,而將電子零件與印刷配線板接合。當將導電性粘合劑用于與配線基板等的粘合時,在回流焊中該導電性粘合劑的硬化物也暴露在如上所述的高溫環境中。因此,導電性粘合劑的硬化物也需要高耐熱性。但是,在所述專利文獻1、專利文獻2中無法解決所述問題,而需要可解決這些問題的技術。
本實用新型的目的在于提供一種臨時粘貼性良好、難以產生粘連及面-面密接、具有與金屬增強板的良好的粘合強度、并且回流焊后的連接可靠性也良好的導電性粘合劑層,及具有其的導電性粘合片,印刷配線板以及電子機器。
[解決問題的技術手段]
本實用新型的導電性粘合劑層是形成在剝離性膜上來使用的導電性粘合劑層,發現在至少包含導電性粘合劑層與剝離性膜的層疊體中,將與剝離性膜對向之側的導電性粘合劑層的面B、及另一側的導電性粘合劑層的面A(將層疊體卷繞成卷狀時與其他層疊體的剝離性膜接觸的面)的表面粗糙度Ra分別控制在特定的范圍內,由此可解決所述課題,從而完成了本實用新型。
即,本實用新型涉及一種導電性粘合劑層,其設置在剝離性膜上,剝離性膜側的面B的表面粗糙度Ra為0.2μm~1.1μm,另一側的面A的表面粗糙度Ra為3μm~6μm。換言之,本實用新型涉及一種導電性粘合劑層,在層疊體中將與剝離性膜對向的導電性粘合劑層的對向主面的表面粗糙度Ra設為0.2μm~1.1μm,將與所述對向主面相反側的非對向主面的表面粗糙度Ra設為3μm~6μm。
另外,本實用新型涉及所述導電性粘合劑層,厚度為30μm~70μm。
另外,本實用新型涉及一種導電性粘合片,其在剝離性膜上具有導電性粘合劑層,所述導電性粘合劑層剝離性膜側的面B的表面粗糙度Ra為0.2μm~1.1μm,另一側的面A的表面粗糙度Ra為3μm~6μm。
另外,本實用新型涉及所述導電性粘合片,厚度為30μm~70μm。
另外,本實用新型涉及一種印刷配線板,其包括具有信號配線及絕緣性基材的配線基板、及所述導電性粘合劑層。
另外,本實用新型涉及所述印刷配線板,其還包括金屬增強板。
另外,本實用新型涉及一種電子機器,其包括所述印刷配線板。
[實用新型的效果]
根據本實用新型,取得如下的優異的效果:可提供一種臨時粘貼性良好、難以產生粘連及面-面密接、具有與金屬增強板的良好的粘合強度、且回流焊后的連接可靠性也良好的導電性粘合劑層,及具有其的導電性粘合片,印刷配線板以及電子機器。
附圖說明
圖1是表示使用本實施形態的導電性粘合片的對于配線基板及金屬增強板的粘合步驟的示意圖。
圖2是A面的耐粘連試驗的示意圖。
圖3是A面的臨時粘貼性試驗的示意圖。
圖4(a)至圖4(f)是連接可靠性試驗的示意圖。
附圖標記:
1:剝離性膜
2:導電性粘合劑層
2-A:導電性粘合劑層的A面
2-B:導電性粘合劑層的B面
3:導電性粘合片
4:金屬增強板
5:金屬增強板與導電性粘合劑層的層疊體
20:配線基板
21、24、31:聚酰亞胺膜
22:絕緣性粘合劑層
23:聚酰亞胺覆蓋層
25:信號電路
26:接地電路
27、34:通孔
32A、32B:銅箔電路
33:覆蓋膜
41:玻璃板
42:秤砣
43:PET膜
44:丙烯酸粘著層
具體實施方式
以下,針對本實用新型的導電性粘合劑層、導電性粘合片及印刷配線板,詳細地說明適宜的實施形態。再者,在本說明書中特定的表面粗糙度Ra、光澤值、厚度、Tg等數值是指通過后述的實施形態或實施例中所記載的方法所求出的值。
<導電性粘合片>
本實施形態的導電性粘合片包含在剝離性膜上至少層疊有導電性粘合劑層的層疊體。該層疊體通常被卷繞成卷狀,在使用時卷開。導電性粘合劑層將后述。
<導電性粘合劑層>
本實施形態的導電性粘合劑層是形成在剝離性膜上來使用。剝離性膜在將導電性粘合劑層臨時貼附于被粘合體上后,通常被剝離。在導電性粘合劑層的層疊體中,將與剝離性膜對向的主面,即剝離性膜側的導電性粘合劑層的面B(以下,有時僅記作“B面”)的表面粗糙度Ra設為0.2μm~1.1μm,將作為面B的相反側的面的另一側的導電性粘合劑層的面A(卷繞成卷狀時與其他層疊體的剝離性膜重疊側的面。以下,有時僅記作“A面”)的表面粗糙度Ra設為3μm~6μm。
導電性粘合劑層可包含具有導電性及粘合性的層(以下,也稱為粘合層)的單層,也可以設為在所述粘合層上層疊有功能層的層疊結構。功能層可具有導電性,也可以是絕緣性。作為功能層,可例示:粘著層、氧氣阻擋層、水蒸氣阻擋層、耐磨耗層、粘合助層(所謂的易粘合劑層,改良粘合劑層的粘合性的層)等。功能層的厚度并無限定,但為0.01μm~10μm左右。即,本實施形態的導電性粘合劑層具有顯示出導電性作為主要的功能的粘合層,可在不脫離本實用新型的主旨的范圍內層疊功能層。在滿足所述條件的范圍內,導電性粘合劑層具有層疊結構時的層疊構成并無特別限定。例如可在最表面上設置功能層。另外,可在功能層的兩主面上設置顯示出導電性的粘合層。當導電性粘合劑層具有層疊結構時,最表面的表面粗糙度必須滿足所述范圍。換言之,當A面的最表面成為功能層時,功能層的最表面的表面粗糙度Ra必須滿足3μm~6μm的范圍。另外,當B面的最表層成為功能層時,該功能層的最表面的表面粗糙度Ra必須滿足0.2μm~1.1μm。當在后續步驟中進行回流焊處理時,所述功能層考慮連接可靠性來選定。
導電性粘合劑層的A面與B面的表面粗糙度Ra的差優選為1.9~5.8。通過將導電性粘合劑層的A面及B面的Ra分別控制在特定范圍內,可控制膜表面的接觸面積,因此當卷開卷狀的導電性粘合片時,可抑制A面的粘連。另外,在其后的步驟中,可抑制B面中的面-面密接。
[表面粗糙度Ra]
導電性粘合劑層至少具有將后述的包含熱硬化性樹脂、硬化劑及導電性微粒子的導電性樹脂組合物涂敷在剝離性膜后進行干燥所形成的粘合劑層。導電性粘合劑層優選變成導電性粘合片的制品形態來使用。此時,在制品形態時間點,導電性粘合片中的導電性粘合劑層為硬化劑與熱硬化性樹脂部分地進行反應的半硬化狀態(B階段)。
導電性粘合劑層的A面及B面的表面粗糙度Ra通過測定各面的最表面的表面粗糙度來求出。具體而言,當導電性粘合劑層包含粘合劑層的單層時,A面是求出將導電性粘合劑涂敷在剝離性膜上后進行干燥所形成的導電性粘合劑層的表面粗糙度。當導電性粘合劑層的A面為功能層時(當A面側的最表面為功能層時),通過測定該功能層的表面粗糙度來求出。因此,以下所表述的A面包含所述兩者的表面。
另外,導電性粘合劑層的B面的表面粗糙度Ra是通過針對將導電性粘合劑層的A面層壓在聚酰亞胺膜等上,進行臨時粘貼后,將剝離性膜剝離而露出的面B,測定表面粗糙度Ra來求出。即,剝離性膜側的導電性粘合劑層的B面的表面粗糙度是作為臨時粘貼后的狀態的半硬化狀態(B階段)時的表面粗糙度。另外,當B面為功能層時(當B面側的最表面為功能層時),通過測定該功能層的表面粗糙度來求出。因此,以下所表述的B面包含所述兩者的表面。
作為層壓的條件,例如可利用熱輥層壓機,以90℃、3kgf/cm2的條件進行臨時粘貼。
[光澤值]
本實施形態的導電性粘合劑層的A面的光澤值優選設為0.5~5。通過設為該范圍,導電性粘合劑層的A面的表面的凹凸程度適度地變大,對于剝離性膜或金屬增強板及FPC的實質的接觸面積減少,因此抗粘連性變好。更優選1~3。
導電性粘合劑層的B面的光澤值優選30~120。通過設為該范圍,可提升面-面密接性。更優選40~100。
為了對導電性粘合劑層的A面賦予規定的表面粗糙度Ra或光澤值,例如可例示以下的方法。
例如通過導電性樹脂組合物包含平均粒度分布D90為5μm~120μm的導電性微粒子,導電性微粒子的突起容易突出至導電性粘合劑層的A面的表層部為止,而可在表層部形成凹凸。另外,作為其他方法,通過對形成在剝離性膜上的導電性粘合劑層表面實施機械研磨等處理,可調整表面粗糙度、及光澤值。另外,通過將適當的消光劑添加至導電性樹脂組合物中,也可以在導電性粘合劑層表面形成凹凸。賦予表面粗糙度及光澤值的方法可為一種、或任意地組合。
所述消光劑適宜的是無機化合物或有機化合物。作為無機化合物,可列舉:二氧化硅、氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鈦、氧化鋅、三氧化銻、氧化鎂、滑石、蒙脫石、高嶺土、膨潤土等。另外,作為有機化合物,可列舉:聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)等。這些化合物之中,更優選使二氧化硅表面的硅醇基與鹵化硅烷進行反應而成的疏水性二氧化硅。
相對于熱硬化性樹脂100質量份,消光劑優選調配7質量份~50質量份,更優選15質量份~40質量份。通過調配7質量份~50質量份,可保持抗粘連性,并使臨時粘貼性變得良好。
為了對導電性粘合劑層的B面賦予規定的表面粗糙度Ra或光澤值,例如可例示如以下的方法。
事先通過噴砂處理、機械研磨等而在剝離性膜的剝離處理面上形成凹凸。通過在該表面上形成導電性粘合劑層,可將剝離性膜的凹凸轉印至導電性粘合劑層表面上,而賦予規定的表面粗糙度及光澤值。
[膜厚]
導電性粘合劑層的厚度優選30μm~70μm,更優選35μm~65μm。通過將厚度設為30μm~70μm的范圍,可使回流焊后的良好的連接電阻值與抗粘連性并存。
導電性粘合劑層的厚度的測定方法可通過利用接觸式的膜厚計及剖面觀察的測量等來測定。在本實用新型中,設為利用實施例中記載的方法所求出的值。
[玻璃化轉變溫度(Tg)]
導電性粘合劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)優選0℃~80℃,更優選10℃~70℃。通過將導電性粘合劑層的玻璃化轉變溫度設為80℃以下,例如當通過90℃的熱層壓來進行臨時粘貼時,導電性粘合劑層的流動性暫時增加,臨時粘貼性提升。另外,通過設為0℃以上,可抑制保冷時的導電性粘合劑層的流動性,因此可提升抗粘連性。
[導電性樹脂組合物]
本實施形態的導電性粘合劑層優選使用由包含熱硬化性樹脂、硬化劑及導電性微粒子的導電性樹脂組合物所形成的具有導電特性的粘合劑層。就有效地發揮出導電性粘合劑層的功能的觀點而言,導電性粘合劑層優選僅包含含有所述導電性樹脂組合物的具有導電特性的粘合劑層。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂是具有多個可用于由加熱所引起的交聯反應的官能基的樹脂。官能基例如可列舉:羥基、酚性羥基、羧基、氨基、環氧基、氧雜環丁基、惡唑啉基、惡嗪基、氮丙啶基、硫醇基、異氰酸酯基、嵌段型異氰酸酯基、硅醇基。
具有所述官能基的熱硬化性樹脂例如可列舉:丙烯酸樹脂、順丁烯二酸樹脂、聚丁二烯系樹脂、聚酯樹脂、縮合型聚酯樹脂、加成型聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、聚氨基甲酸酯脲樹脂、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、苯氧基樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、酚系樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、聚乳酸樹脂、惡唑啉樹脂、苯并惡嗪樹脂、硅酮樹脂、氟樹脂。這些樹脂之中,優選聚氨基甲酸酯樹脂、聚氨基甲酸酯脲樹脂、環氧樹脂、加成型聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂。
在本實施方式中,除熱硬化性樹脂以外,可并用熱塑性樹脂。作為所述熱塑性樹脂,可列舉:不具有所述硬化性官能基的聚烯烴系樹脂、乙烯基系樹脂、苯乙烯·丙烯酸系樹脂、二烯系樹脂、萜烯樹脂、石油樹脂、纖維素系樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酰亞胺系樹脂、氟樹脂等。
所述聚烯烴系樹脂優選乙烯、丙烯、α-烯烴化合物等均聚物或共聚物。具體而言,可列舉:聚乙烯丙烯橡膠、烯烴系熱塑性彈性體、α-烯烴聚合物等。
所述乙烯基系樹脂優選通過乙酸乙烯酯等乙烯酯的聚合所獲得的聚合物、及乙烯酯與乙烯等烯烴化合物的共聚物。具體而言,可列舉:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、部分皂化聚乙烯醇等。
所述苯乙烯·丙烯酸系樹脂優選包含苯乙烯、(甲基)丙烯腈、丙烯酰胺類、(甲基)丙烯酸酯、順丁烯二酰亞胺類等的均聚物或共聚物。具體而言,可列舉:間規聚苯乙烯、聚丙烯腈、丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等。
所述二烯系樹脂優選丁二烯、異戊二烯等共軛二烯化合物的均聚物或共聚物、及它們的氫化物。具體而言,可列舉:苯乙烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物等。萜烯樹脂優選包含萜烯類的聚合物或其氫化物。具體而言,可列舉:芳香族改性萜烯樹脂、萜烯酚樹脂、氫化萜烯樹脂。
所述石油系樹脂優選二環戊二烯型石油樹脂、氫化石油樹脂。纖維素系樹脂優選乙酸丁酸纖維素樹脂。聚碳酸酯樹脂優選雙酚A聚碳酸酯。聚酰亞胺系樹脂優選熱塑性聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酰胺酸型聚酰亞胺樹脂。
(硬化劑)
硬化劑可為了在通過交聯反應來形成導電性粘合劑層時變成半硬化狀態而發揮功能,但也可以適宜選擇如在形成導電性粘合片時不反應,而在對配線基板或金屬增強板進行加熱壓接時進行硬化反應的硬化劑。硬化劑可列舉:環氧系化合物、異氰酸酯系硬化劑、胺系硬化劑、氮丙啶系硬化劑、咪唑系硬化劑。
作為所述環氧化合物,例如優選縮水甘油醚型環氧化合物、縮水甘油胺型環氧化合物、縮水甘油酯型環氧化合物、環狀脂肪族(脂環型)環氧化合物。
作為所述縮水甘油醚型環氧化合物,例如可列舉:雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、雙酚S型環氧化合物、雙酚AD型環氧化合物、甲酚酚醛清漆型環氧化合物、苯酚酚醛清漆型環氧化合物、α-萘酚酚醛清漆型環氧化合物、雙酚A型酚醛清漆型環氧化合物、二環戊二烯型環氧化合物、四溴雙酚A型環氧化合物、溴化苯酚酚醛清漆型環氧化合物、三(縮水甘油氧基苯基)甲烷、四(縮水甘油氧基苯基)乙烷。
作為所述縮水甘油胺型環氧化合物,例如可列舉:四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷、三縮水甘油基對氨基苯酚、三縮水甘油基間氨基苯酚、四縮水甘油基間苯二甲胺。
作為所述縮水甘油酯型環氧化合物,例如可列舉:鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯。
作為所述環狀脂肪族(脂環型)環氧化合物,例如可列舉:環氧環己基甲基-環氧環己烷羧酸酯、雙(環氧環己基)己二酸酯。
所述異氰酸酯系硬化劑例如可列舉:甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯。
所述胺系硬化劑例如可列舉:二乙三胺、三乙四胺、亞甲基雙(2-氯苯胺)、亞甲基雙(2-甲基-6-甲基苯胺)、1,5-萘二異氰酸酯、正丁基芐基鄰苯二甲酸。
所述氮丙啶系硬化劑例如可列舉:三羥甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、四羥甲基甲烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、N,N′-二苯基甲烷-4,4′-雙(1-氮丙啶羧基酰胺)、N,N′-六亞甲基-1,6-雙(1-氮丙啶羧基酰胺)。
所述咪唑系硬化劑例如可列舉:2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸鹽。
相對于熱硬化性樹脂100質量份,硬化劑優選分別調配0.3質量份~80質量份,更優選1質量份~50質量份。通過調配0.3質量份~80質量份,在半硬化后可使導電性粘合片難以流動,因此容易抑制粘連。
(導電性微粒子)
導電性微粒子優選金、鉑、銀、銅及鎳等導電性金屬及其合金,以及導電性聚合物,碳納米管、石墨烯、石墨等納米碳材料等的微粒子。另外,就降低成本的觀點而言,優選將金屬或樹脂作為核體,并利用導電性高于核體的原材料形成包覆所述核體的表面的包覆層的復合微粒子,而非單一組成的微粒子。核體優選從鎳、二氧化硅、銅及樹脂中選擇,更優選導電性的金屬及其合金。
包覆層只要是具有導電性的原材料即可,優選導電性金屬或導電性聚合物。導電性金屬例如可列舉:金、鉑、銀、錫、錳、及銦等、以及其合金。另外,導電性聚合物可列舉聚苯胺、聚乙炔等。這些之中,就導電性方面而言,優選銀。
導電性微粒子可單獨使用,也可以并用兩種以上。
復合微粒子優選相對于核體100質量份,以1質量份~40質量份的比例具有包覆層,更優選5質量份~30質量份。若以1質量份~40質量份進行包覆,則可一面維持導電性,一面進一步降低成本。再者,復合微粒子優選包覆層完全地覆蓋核體。但是,實際上存在核體的一部分露出的情況。在此種情況下,若導電性物質覆蓋核體表面面積的70%以上,則容易維持導電性。
導電性微粒子的形狀只要可獲得所期望的導電性即可,形狀并無限定。例如優選球狀、薄片狀、葉狀、樹枝狀、板狀、針狀、棒狀、葡萄狀。再者,為了有效率地形成金屬增強板與配線基板之間的縱向的導通路徑,更優選球狀及樹枝狀。
導電性微粒子的平均粒徑優選D90平均粒徑為1μm~120μm,更優選5μm~60μm。通過D90平均粒徑處于1μm~120μm的范圍內,導電性粘合劑層的A面的粘連變得優異。再者,D90平均粒徑可通過激光繞射·散射法粒度分布測定裝置來求出。
相對于熱硬化性樹脂100質量份,導電性微粒子優選調配50質量份~1500質量份,更優選100質量份~1000質量份。
本實施形態中的導電性樹脂組合物可調配溶劑、耐熱穩定劑、顏料、染料、粘著賦予樹脂、塑化劑、硅烷偶聯劑、紫外線吸收劑、消泡劑、流平調整劑等作為其他任意成分。
導電性樹脂組合物可將所述各成分混合并進行攪拌而獲得。攪拌可使用現有的攪拌裝置,通常為高速分散機(Dispermat),但均質機(Homogenizer)也優選。
例如利用刀涂、模涂、唇式涂布、輥涂、簾涂、棒涂、凹版涂布、柔版涂布、浸涂、噴涂、及旋涂的方法將所述導電性樹脂組合物涂敷在剝離性膜的剝離面上,通常加熱至40℃~200℃的溫度,由此去除溶劑等揮發成分,而可形成具有導電性粘合劑層的導電性粘合片。
[剝離性膜]
剝離性膜只要是對單面或兩面進行了脫模處理的膜,則可無限制地使用。
作為剝離性膜的基材的一例,可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、硬質聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、尼龍、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇、乙烯·乙烯醇共聚物、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚丁烯、軟質聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯等的塑料片等,玻璃紙、道林紙(woodfree paper)、牛皮紙、涂布紙等紙類,各種無紡布,合成紙,金屬箔,或將它們組合而成的復合膜等。
剝離性膜的表面視需要可進行消光處理。消光處理可列舉:砂消光、蝕刻消光、涂布消光、化學消光、捏合消光等。
剝離性膜可將脫模劑涂布在基材上而獲得。作為脫模劑,可使用:聚乙烯、聚丙烯等烴系樹脂,高級脂肪酸及其金屬鹽,高級脂肪酸皂,蠟,動植物油脂,云母,滑石,硅酮系表面活性劑,硅油,硅酮樹脂,氟系表面活性劑,氟樹脂,含有氟的硅酮樹脂,三聚氰胺系樹脂,丙烯酸系樹脂等。作為脫模劑的涂布方法,可通過先前現有的方式,例如凹版涂布方式、吻合涂布方式、模涂方式、唇式涂布方式、缺角輪涂布方式、刀片涂布方式、輥涂方式、刀涂方式、噴涂方式、棒涂方式、旋涂方式、浸涂方式等來進行。
<印刷配線板>
本實施形態的印刷配線板優選包括至少具有信號配線及絕緣性基材的配線基板、導電性粘合劑層,視需要包括金屬增強板。金屬增強板的壓接例如可列舉對配線基板與導電性粘合劑層及金屬增強板進行重疊壓接,繼而安裝電子零件的方法,但壓接的順序并無限定。
當導電性粘合劑層包含熱硬化性樹脂時,就促進硬化的觀點而言,所述壓接特優選同時進行加熱。另一方面,即便在導電性粘合劑層包含熱塑性樹脂的情況下,也優選進行加熱,其原因在于:密接容易變得牢固。加熱時的溫度優選150℃~180℃左右,壓接時的壓力優選3kg/cm2~30kg/cm2左右。壓接裝置可使用平板壓接機或輥壓接機,當使用平板壓接機時,由于可將固定的壓力施加固定的時間,因此優選。壓接時間只要配線電路基板、導電性粘合片、及金屬增強板充分密接即可,因此并無特別限定,但通常為1分鐘~1小時左右。當壓接時間短時,優選在壓接后利用150℃~180℃的烘箱以30分鐘~1小時進行正式硬化。
[金屬增強板]
金屬增強板例如可列舉:金、銀、銅、鐵及不銹鋼等導電性金屬。這些之中,就作為增強板的強度、成本及化學穩定性方面而言,優選不銹鋼。金屬增強板的厚度通常為0.04mm~1mm左右。
金屬增強板優選在金屬板的整個表面上形成有鎳層。鎳層優選通過電解鍍鎳法來形成。鎳層的厚度為0.5μm~5μm左右,更優選1μm~4μm。
[印刷配線板的制造方法]
使用圖1,連同步驟a~步驟d一起對印刷配線板的制造方法、及導電性粘合劑層的剝離性膜側的面B與另一側的面A進行說明。
在從輥中卷開的部分中,未與剝離性膜接觸的面(與剝離性膜的背面側接觸的面)為A面(圖1的2-A),將A面貼合在其他基材上后,將剝離性膜剝離而露出的面相當于B面(圖1的2-B)。
作為印刷配線板的制造方法,可列舉如下的方法等:將導電性粘合片臨時粘貼在金屬增強板上而形成層疊體,其后將所述層疊體貼附在至少具有信號配線及絕緣性基材的配線基板上,由此獲得印刷配線板。
“步驟a”
當將在剝離性膜1上層疊有導電性粘合劑層的導電性粘合片3卷成卷狀來進行搬運·保管時,導電性粘合劑層2的A面與B面側的剝離性膜接觸。
“步驟b”
將卷狀的導電性粘合片3卷開并切斷成規定的大小。導電性粘合劑層2的A面需要抗粘連性。
“步驟c”
步驟c是將導電性粘合片臨時粘貼在金屬增強板上而形成層疊體,其后將所述層疊體貼附在至少具有信號配線及絕緣性基材的配線基板上,由此獲得印刷配線板的方法。
<步驟c-1>首先,將導電性粘合片3中的導電性粘合劑層2的A面(2-A)與金屬增強板4貼合。在該時間點,導電性粘合劑層2為半硬化狀態,A面與金屬增強板需要用以防止由將剝離性膜1剝離時的浮動、或切斷加工后的浮動、與配線基板20的貼合步驟中的浮動所引起的位置偏移的粘合強度(臨時粘貼性)。
<步驟c-2>將剝離性膜1剝離而使B面(2-B)露出。其后,切斷加工成規定的尺寸。
<步驟c-3>切斷加工成規定的尺寸的導電性粘合劑層2與金屬增強板4的層疊體5在其后的(步驟c-4)中貼合在配線基板20上,但在此之前的期間內,以層疊體5的形態來保管、運輸。在此期間內,在容器內收納有多個主要零件,因受到振動等,導電性粘合劑層2的B面(2-B)彼此接觸且重疊的頻率極高。若該B面彼此重疊的狀態持續,則存在B面彼此密接(面-面密接)而不會剝落的情況,因此需要不進行面-面密接的導電性粘合劑層。
<步驟c-4>在配線基板20的接地電路26上,將層疊體5的B面(2-B)側臨時粘貼在設置有通孔27的部位上。
“步驟d”
對在步驟c中所獲得的金屬增強板4、導電性粘合劑層2、配線基板20的層疊體進行加熱壓接,由此使導電性粘合劑層2完全地硬化而將金屬增強板4與配線基板20粘合。將導電性粘合劑層埋入至設置在接地電路26上的通孔27中,而獲得接地電路26與金屬增強板3電性連接且賦予有電磁波屏蔽性的印刷配線板。
本實施方式的印刷配線板當然可搭載在例如手機、智能手機、筆記本式個人計算機(Note PC)、數碼相機、液晶顯示器等電子機器中,也可以適宜地搭載在汽車、電車、船舶、飛機等運輸機器中。
通過具有本實施形態的導電性粘合劑層,能夠以低成本(因可抑制FPC的生產產率的下降)獲得屏蔽特性優異的電子機器。
[實施例]
以下,列舉實施例、比較例來更具體地說明本實用新型,但本實用新型并不僅限定于以下的實施例。再者,以下的“份”及“%”分別為基于“質量份”及“質量%”的值。另外,導電性微粒子的平均粒徑、及導電性粘合劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)通過以下的方法來測定。
<導電性微粒子的平均粒徑>
平均粒徑是使用激光繞射·散射法粒度分布測定裝置LS13320(貝克曼庫爾特(Beckman Coulter)公司制造),并通過旋風干燥粉體樣品模塊(tornadodry powder sample module)測定導電性微粒子而獲得的D90平均粒徑的數值,且為粒徑累積分布中的累積值為90%的粒徑。再者,將折射率的設定設為1.6。
<導電性粘合劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)>
玻璃化轉變溫度(Tg)的測定是使用梅特勒-托利多(Mettler Toledo)(股份)制造的“DSC(示差掃描熱量分析)-1”來進行。
以下表示實施例、及比較例中所使用的材料。
<熱硬化性樹脂>
氨基甲酸酯樹脂1:(熱硬化性樹脂酸價=10mgKOH/g,胺值=0.1mgKOH/g)東洋化學(Toyochem)公司制造
氨基甲酸酯樹脂2:(熱硬化性樹脂酸價=10mgKOH/g,胺值=0.1mgKOH/g)東洋化學公司制造
氨基甲酸酯樹脂3:(熱硬化性樹脂酸價=12mgKOH/g,胺值=0.4mgKOH/g)東洋化學公司制造
氨基甲酸酯樹脂4:(熱硬化性樹脂 酸價=14mgKOH/g,胺值=0.2mgKOH/g)東洋化學公司制造
氨基甲酸酯樹脂5:(熱硬化性樹脂 酸價=11mgKOH/g,胺值=0.1mgKOH/g)東洋化學公司制造
氨基甲酸酯樹脂6:(熱硬化性樹脂 酸價=16mgKOH/g,胺值=0.3mgKOH/g)東洋化學公司制造
氨基甲酸酯樹脂7:(熱硬化性樹脂 酸價=9mgKOH/g,胺值=0.2mgKOH/g)東洋化學公司制造
<導電性微粒子>
導電性微粒子1(復合微粒子1):(將銅用于核體、將銀用于包覆層的樹枝狀粒子D90平均粒徑=20.8μm)福田金屬箔粉工業公司制造
導電性微粒子2(復合微粒子2):(將銅用于核體、將銀用于包覆層的樹枝狀粒子D90平均粒徑=31.1μm)福田金屬箔粉工業公司制造
<硬化劑>
硬化劑1(環氧化合物):“JER828”(雙酚A型環氧樹脂 環氧當量=189g/eq)三菱化學公司制造
硬化劑2(氮丙啶化合物):“開米泰特(Chemitite)PZ-33”日本觸媒公司制造
<消光劑>
消光劑:二氧化硅“艾羅西爾(AEROSIL)R972”贏創(EVONIK)公司制造
<剝離性膜>
膜A:將表面粗糙度Ra砂消光處理成0.05μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)膜
膜B:將表面粗糙度Ra砂消光處理成0.2μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的PET膜
膜C:將表面粗糙度Ra砂消光處理成0.4μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的PET膜
膜D:將表面粗糙度Ra砂消光處理成0.7μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的PET膜
膜E:將表面粗糙度Ra砂消光處理成0.9μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的PET膜
膜F:將表面粗糙度Ra砂消光處理成1.0μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的PET膜
膜G:將表面粗糙度Ra砂消光處理成1.2μm、且利用氨基醇酸對兩面進行了剝離處理的厚度為50μm的PET膜
<金屬增強板>
表面形成有厚度為2μm的鎳層的厚度為0.2mm的市售的SUS304板
以下表示實施例、及比較例的評價中所使用的機械材料的詳細情況。
輥層壓機:小型臺式測試層壓機“SA-1010”檢測機產業(Tester Sangyo)公司制造
熔融焊料浴:“方型焊料槽POT100C”太洋電機產業公司制造
拉伸試驗機:“小型臺式試驗機EZ-TEST”島津制作所公司制造
光澤度計:“BYK加特納微型光澤度計(Gardner micro-gloss)”東洋精機公司制造
表面粗糙度計:“沙夫庫姆(SURFCOM)480A”東京精密公司制造
電阻值測定器:“羅萊斯塔(Loresta)GP MCP-T600”三菱化學公司制造
[實施例1]
將100份的氨基甲酸酯樹脂1、400份的導電性微粒子1加入至容器中,以不揮發成分濃度變成40%的方式添加甲苯∶異丙醇(質量比=2∶1)的混合溶劑并進行混合。繼而,添加40份的硬化劑1、1.0份的硬化劑2、及20份的消光劑并利用分散機攪拌10分鐘來制作導電性樹脂組合物。
使用刮刀,以干燥后的厚度變成60μm的方式,將所獲得的導電性樹脂組合物涂敷在剝離性膜D的經砂消光處理的面上,并利用100℃的電烘箱進行2分鐘干燥,由此獲得導電性粘合片。所獲得的導電性粘合片的導電性粘合劑層的厚度為60μm,導電性粘合劑層的玻璃化轉變溫度為50℃。該導電性粘合片的表面,即未與剝離性膜D接觸的面為A面。
[實施例2~實施例19、比較例1~比較例4]
除如表1或表2中記載般變更實施例1的導電性樹脂組合物的組成、及調配量(質量份)與導電性粘合劑層的厚度、剝離性膜的種類以外,與實施例1同樣地進行,由此分別獲得實施例2~實施例19、比較例1~比較例4的導電性粘合片。
[實施例20]
除在實施例2中所獲得的導電性粘合片上進而具有膜厚為1μm的環氧系絕緣樹脂層以外,與實施例2同樣地制作導電性粘合片。再者,環氧系樹脂層是提升粘連性的功能層,該情況下的導電性粘合劑層的面A的表面粗糙度為環氧系絕緣樹脂層的Ra值。
[表1]
[表2]
《導電性粘合劑層的物性值的測定》
針對所獲得的導電性粘合劑層,以如下方式測定物性值。
<表面粗糙度Ra>
表面粗糙度Ra是依據JIS B0601′2001,以如下的條件進行測定。Ra是指算術平均粗糙度Ra,且為經規定的中心線平均粗糙度。
[導電性粘合劑層的A面的Ra]
與剝離性膜的背面側接觸的導電性粘合劑層的面A(A面)的表面粗糙度Ra的測定如以下般進行。準備寬度10cm·長度10cm的導電性粘合片,以導電性粘合劑層的A面露出的方式載置于平滑的玻璃板上,并以不產生松弛的方式利用膠帶進行固定。繼而,使用表面粗糙度計,以測定速度0.03mm/s、測定長度2mm、截止值(cutoff value)0.8mm的條件測定表面粗糙度Ra。將改變測定位置所獲得的5處的Ra的平均值設為導電性粘合劑層的A面的Ra。
[導電性粘合劑層的B面的Ra]
剝離性膜側的導電性粘合劑層的面B(B面)的表面粗糙度Ra的測定如以下般進行。首先,以接觸的方式使寬度10cm·長度10cm的導電性粘合片中的導電性粘合劑層的A面與寬度12cm·長度12cm的聚酰亞胺膜(東麗·杜邦公司制造的“卡普頓(Kapton)200EN”)重疊,并以90℃、3kgf/cm2的條件進行加熱層壓來貼附。其后,將剝離性膜剝離而使導電性粘合劑層的B面露出,以與導電性粘合劑層的A面相同的條件測定表面粗糙度Ra。
<85°光澤值>
85°光澤值是依據JIS 8741進行測定。測定是使用所述光澤度計,與測定Ra的樣品同樣地對A面與B面進行測定。
《導電性粘合劑層的評價》
以下述方法進行所獲得的導電性粘合劑層的評價。將評價結果示于表3中。
<導電性粘合劑層的A面的抗粘連性>
若導電性粘合劑層的A面的抗粘連性不充分,則當從卷狀的導電性粘合片中卷開時,與剝離性膜接觸的導電性粘合片發生粘連。
準備2片寬度10cm·長度10cm的導電性粘合片,如圖2般將導電性粘合劑層的A面重合在另一個導電性粘合片的剝離性膜面上。利用寬度15cm·長度15cm·厚度2mm的玻璃板41將上下夾入,載置2kg的秤砣42后在50℃的環境下放置24小時。其后,從重合面剝離導電性粘合片,并通過以下的基準來評價抗粘連性。
++:疊加的導電性粘合片間(重合時對向的剝離性膜表面與導電性粘合劑層表面間)不貼附。優異。
+:在導電性粘合劑層的一部分中產生浮動。可實用。
NG:疊加的導電性粘合片間(重合時對向的剝離性膜表面與導電性粘合劑層表面間)貼附,導電性粘合劑層的一部分斷裂。無法實用。
<導電性粘合劑層的A面的臨時粘貼性>
若導電性粘合劑層的A面的臨時粘貼性不充分,則所貼附的導電性粘合片從規定的位置上偏移,作業性大幅度地下降。
以90℃、3kgf/cm2的條件進行加熱輥層壓,而將寬度25mm·長度100mm的導電性粘合片的導電性粘合劑層的A面貼附在寬度30mm·長度150mm的金屬增強板4上后,將剝離性膜剝離。將在所露出的導電性粘合劑層的B面上貼附切割成寬度25mm·長度150mm的東洋化學公司制造的丙烯酸系粘著膠帶“DF715”(丙烯酸粘著層35μm/PET 50μm/丙烯酸粘著層35μm)44,繼而貼附25μm PET膜43來作為支撐體設為測定試樣(圖3)。使用拉伸試驗機,以拉伸速度50mm/min進行T剝離試驗,并測定導電性粘合劑層與SUS板之間的粘合強度。
++:粘合強度為0.5N/cm以上。優異。
+:粘合強度為0.3N/cm以上、未滿0.5N/cm。可實用。
NG:粘合強度未滿0.3N/cm。無法實用。
<導電性粘合劑層的B面的面-面密接性>
若導電性粘合劑層的B面彼此的密接性,即面-面密接性高,則例如當在向相同的容器中放入將導電性粘合劑層與金屬增強板貼合而成的零件并進行運輸的途中,B面彼此密接時,產生在B面的界面上不剝落,而無法使用該零件的問題。
利用輥層壓機,以90℃、3kgf/cm2的條件將寬度25mm·長度25mm的導電性粘合片中的導電性粘合劑層的A面貼附在SUS板上。其后,將剝離性膜剝離而使導電性粘合劑層的B面露出。制作另一個相同的試驗片,將使該2個試驗片的導電性粘合劑層的B面彼此重合而成者設為評價用試樣。繼而,將約500g的秤砣載置于該評價用試樣上后在25℃的環境下放置24小時。從重合面剝離兩者,并通過以下的基準來評價面-面密接性。
++:導電性粘合劑層的B面彼此容易地剝落。優異
+:導電性粘合劑層的B面彼此的一部分貼附,但若輕拉,則剝落。可實用
NG:B面彼此貼附而無法剝落。無法實用
<回流焊后的連接可靠性>
為了使金屬增強板顯現電磁波屏蔽性,重要的是金屬增強板經由導電性粘合劑層而與接地電路電性連接,并確保導通路徑。通常,當與接地電路連接時,向貫穿設置在接地電路上的覆蓋層的通孔中填充導電性粘合劑,并進行粘合,由此確保導通。此時,若在與接地電路的連接界面上存在氣泡等空隙,則在回流焊后發泡,連接電阻值惡化且電磁波屏蔽性也惡化。
將寬度15mm·長度20mm的導電性粘合片中的導電性粘合劑層的A面與寬度20mm·長度20mm的SUS板重疊,利用輥層壓機以90℃、3kgf/cm2、1m/min的條件進行貼附而獲得試樣。
如圖4(a)所示,從試樣中將剝離性膜剝離,利用輥層壓機以90℃、3kgf/cm2、1m/min的條件將所露出的導電性粘合劑層的B面貼附在撓性印刷配線板(在厚度為25μm的聚酰亞胺膜31上形成有相互未電性連接的厚度為18μm的銅箔電路32A及銅箔電路32B,在銅箔電路32A上層疊有包含具有粘合性的厚度為37.5μm、直徑為1.2mm的通孔34的覆蓋膜33的配線板)上。
而且,以170℃、2MPa、5分鐘的條件對它們進行壓接后,在160℃的電烘箱中進行60分鐘加熱,由此獲得測定試樣。
繼而,在280℃的電烘箱中對所獲得的測定試樣進行90秒加熱處理后,如圖4(d)的平面圖所示,使用電阻值測定器與BSP探針測定電阻值,由此對銅箔電路32A與銅箔電路32B間的連接可靠性(回流焊后的連接可靠性)進行評價。再者,圖4(b)為圖4(a)的D-D′剖面圖,圖4(c)為圖4(a)的C-C′剖面圖。同樣地,圖4(e)為圖4(d)的D-D′剖面圖,圖4(f)為圖4(d)的C-C′剖面圖。連接可靠性的評價基準如下所述。
++:連接電阻值未滿20mΩ/□。優異。
+:連接電阻值為20mΩ/□以上、未滿300mΩ/□。可實用。
NG:連接電阻值為300mΩ/□以上。無法實用。
[表3]
根據表3的結果,可知本實施例的導電性粘合劑層的導電性粘合劑層的A面的抗粘連性及臨時粘貼性、以及導電性粘合劑層的B面的面-面密接良好。進而,回流焊后的連接電阻值的可靠性也良好,因此可提供一種在FPC的制造步驟中改善良率并有助于產率的提升的導電性粘合片。
另外,關于實施例20的具有功能層的導電性粘合劑層,Ra、光澤值也與實施例2同等,導電性粘合劑層的A面的抗粘連性及臨時粘貼性、導電性粘合劑層的B面的面-面密接也良好,且回流焊后的連接電阻值的可靠性也同等地良好。
可確認通過具有本實施例的導電性粘合劑層,可提供一種由臨時粘貼性良好、難以產生粘連及面-面密接、具有與金屬增強板的良好的粘合強度而帶來FPC的生產產率優異的印刷配線板,及回流焊后的連接可靠性良好的電子機器。
[工業上的可利用性]
本實用新型的導電性粘合劑層可適宜地用于需要導電性及粘合性的所有用途。作為適宜的例子,有經由導電性粘合劑層將印刷配線板的接地電路與金屬增強板電性連接的用途。導電性粘合劑層可適宜地用作層疊在剝離性膜上的導電性粘合片。本實用新型的導電性粘合劑層及導電性粘合片可適宜地用于以印刷配線板等為代表的所有電氣機器。