JP7690474B2 - 接着剤組成物 - Google Patents
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Description
また、電子部品の1つであるフレキシブルプリント配線板(以下、FPCともいう)では、大量のデータを高速で処理する必要があり、高周波数への対応が進んでいる。FPCの高周波数化には構成要素の低誘電化が必要であり、低誘電の基材フィルムや低誘電の接着剤の開発が行われている。特に、第5世代移動通信システム(以下、5Gともいう)で使われる3.5GHz及び28GHz帯域の周波数を有する信号を効率的に伝送するためには、28GHzのミリ波帯域でも損失が小さい基材フィルムや接着剤の重要性が大きくなっている。
そこで、良好な電気特性(低比誘電率、及び低誘電正接)を有しつつ、高い接着性に応えるため、カルボキシ基含有スチレン系エラストマー(A)と、エポキシ樹脂(B)とを含有する接着剤組成物を用い、該接着剤組成物からなる接着剤層と基材フィルムとからなる積層体についての提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。
[1]スチレン系エラストマーと下記式(1)で表される構造を有するエポキシ変性樹脂とを含有する接着剤組成物。
[2]前記スチレン系エラストマーが、カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマーである、[1]に記載の接着剤組成物。
[3]前記スチレン系エラストマーが、アミノ基を含有するスチレン系エラストマーである、[1]に記載の接着剤組成物。
[4]前記エポキシ変性樹脂の含有量が、前記接着剤組成物100質量部に対して1~50質量部である、[1]~[3]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[5]前記エポキシ変性樹脂のエポキシ当量が、200g/eq.以上20,000g/eq.以下である、[1]~[4]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[6]前記エポキシ変性樹脂が、下記式(2)で表される構造を有する、[1]~[5]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[7]前記エポキシ変性樹脂が、芳香環以外の不飽和結合を含む、[1]~[6]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[8]前記エポキシ変性樹脂が、下記式(3)で表される構造を有する、[7]に記載の接着剤組成物。
[9]前記エポキシ変性樹脂が、下記式(4)で表される構造と下記式(5)で表される構造のうち少なくともいずれかの構造を有する、[1]~[8]のいずれかに記載の接着剤組成物。
前記エポキシ変性樹脂中に前記式(5)で表される構造が複数存在する場合、それぞれの式(5)におけるR11は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、それぞれの式(5)におけるR12は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。*は結合基を表す。)
[10]前記式(2)中のR5とR6が、ともに水素である、[6]に記載の接着剤組成物。
[11]前記式(3)中のR7とR8が、ともに水素である、[8]に記載の接着剤組成物。
[12]前記式(4)中のR9とR10が、ともに水素であるか、又は前記式(5)中のR11とR12が、ともに水素である、[9]に記載の接着剤組成物。
[13]前記エポキシ変性樹脂が、不飽和結合含有エラストマーを過酸化物で変性したエポキシ変性エラストマーである、[1]~[12]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[14]前記エポキシ変性樹脂が、スチレン系エラストマーである、[1]~[13]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[15]前記エポキシ変性樹脂の重量平均分子量(Mw)が、30,000以上200,000以下である、[1]~[14]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[16]前記接着剤組成物が、フィラーを含有する、[1]~[15]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[17]前記接着剤組成物が、ラジカル重合開始剤を含有する、[1]~[16]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[18]前記接着剤組成物が、有機過酸化物を含有する、[1]~[17]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[19][1]~[18]のいずれかに記載の接着剤組成物を硬化させてなる接着剤層に対し、周波数28GHzで測定した前記接着剤層の比誘電率が3以下であり、かつ誘電正接が0.004以下である、接着剤層。
[20]基材フィルムと、
[1]~[18]のいずれかに記載の接着剤組成物からなる接着剤層、又は[19]に記載の接着剤層と、を有する積層体。
[21]前記基材フィルムが、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂を含有する、[20]に記載の積層体。
[22][20]又は[21]に記載の積層体を含む接着剤層付きカバーレイフィルム。
[23][20]又は[21]に記載の積層体を含む銅張積層板。
[24][20]又は[21]に記載の積層体を含むプリント配線板。
[25][20]又は[21]に記載の積層体を含むシールドフィルム。
[26][20]又は[21]に記載の積層体を含むシールド付きプリント配線板。
本発明の接着剤組成物は、スチレン系エラストマーと下記式(1)で表される構造を有するエポキシ変性樹脂とを含有する。
本発明の接着剤組成物は、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。
スチレン系エラストマーと上記式(1)で表される構造を有するエポキシ変性樹脂とを含有する本発明の接着剤組成物は、低誘電の接着剤組成物であっても良好な密着性を示し、耐熱性、耐薬品(耐溶剤)性にも優れた接着剤組成物となる。
スチレン系エラストマーとは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのブロック及び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である。
分子内に極性の高い結合基が少なく、組成物に良好な電気特性(誘電特性)を付与できる。また、他の種類のエラストマーと比較して、分子量の制御が容易で、接着剤組成物の特性を安定して生産性できることも利点である。
芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、t-ブチルスチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1-ジフェニルエチレン、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-ブタジエン等を挙げることができる。
スチレン系エラストマーの具体例としては、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、スチレン-エチレンプロピレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソプレン-スチレ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及びスチレン-エチレンプロピレン-スチレンブロック共重合体等が挙げられる。
上記共重合体の中でも、接着剤組成物に接着性及び電気特性(誘電特性)を付与でき、分子構造の制御が比較的簡易で接着剤組成物の特性を調整しやすい観点から、スチレン-エチレンブチレン-スチレンブロック共重合体及びスチレン-エチレンプロピレン-スチレンブロック共重合体が好ましい。また、スチレン-エチレンブチレン-スチレンブロック共重合体におけるスチレン/エチレンブチレンの質量比、及びスチレン-エチレンプロピレン-スチレンブロック共重合体におけるスチレン/エチレンプロピレンの質量比は、10/90~50/50であることが好ましく、20/80~40/60であることがより好ましい。当該質量比がこの範囲内であれば、優れた接着特性を有する接着剤組成物とすることができる。
カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマーは、密着性が高く、硬化物に柔軟性を付与でき、良好な電気特性を与える成分として有効である。
接着剤組成物中にカルボキシ基を含有するスチレン系エラストマーが含有されていることで、電気特性が良く極性が低い基材フィルムや金属箔等の被着体であっても、柔軟な接着剤組成物が被着体の表面に十分に追従できることで、極性の高いカルボキシ基が密着性を発現できるため、接着剤層の密着性が向上する。また、カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマーは反応性があるため、エポキシ硬化により接着剤層の耐熱性や耐薬品性も向上する。
また、カルボキシ基を含有していることで、分散液中のフィラーの分散性が向上する。
カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマーとは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのブロック及び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、不飽和カルボン酸で変性したものである。
芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物の種類やスチレン系エラストマーの具体例としては、上記<スチレン系エラストマー>の欄で述べたとおりである。
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等を挙げることができる。
不飽和カルボン酸による変性量は、0.1~10質量%であることが好ましい。
カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマーの酸価は、0.1~25mgKOH/gであることが好ましく、0.5~23mgKOH/gであることがより好ましい。この酸価が0.1mgKOH/g以上であると、接着剤組成物の硬化が十分であり、良好な接着性、及び耐熱性が得られる。一方、前記酸価が30mgKOH/g以下であると、接着剤組成物の凝集力が抑えられるため粘着性に優れ、電気特性にも優れる。
重量平均分子量は、ゲル・パーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう)により測定した分子量をポリスチレン換算した値である。
接着剤組成物中にアミノ基を含有するスチレン系エラストマーが含有されていることで、アミノ基が低誘電基材フィルムとの強い相互作用を発現し、接着剤組成物の反応性が高くなり、接着剤層の密着性が向上する。また、アミノ基を含有するスチレン系エラストマーは反応性があるため、エポキシ硬化により接着剤層の耐熱性や耐薬品性も向上する。
アミノ基を含有するため金属との密着性が向上する。
アミノ基を含有するスチレン系エラストマーとは、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのブロック及び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、アミン変性したものである。
芳香族ビニル化合物及び共役ジエン化合物の種類やスチレン系エラストマーの具体例としては、上記<スチレン系エラストマー>の欄で述べたとおりである。
アミノ基を含有するスチレン系エラストマー中の全窒素量は、微量窒素分析装置ND―100型(三菱化学株式会社製)を使用して、JIS-K2609に従い求めることができる。
上記式(1)で表される構造を有するエポキシ変性樹脂は、通常のエポキシ樹脂と比較して、エポキシ構造と上記カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマー中のカルボキシ基や上記アミノ基を含有するスチレン系エラストマー中のアミノ基との反応、あるいは自己重合する反応速度が速く、被着体に対する高い接着性や、接着剤硬化物の耐熱性を発現させる成分として有効である。
エポキシ基近くの立体障害が減少して、反応を十分に進行させることができる観点から、上記式(2)において、R5とR6が、ともに水素であるとより好ましい。
上記式(3)において、R7とR8が、ともに水素であるとより好ましい。
上記式(4)において、R9とR10が、ともに水素であるとより好ましい。
上記式(5)において、R11とR12が、ともに水素であるとより好ましい。
また、上記式(1)や上記式(2)で表される構造と、上記式(3)で表される構造と、さらに上記式(4)で表される構造と上記式(5)で表される構造のうち少なくともいずれかの構造とを有するエポキシ変性樹脂も好ましい。
ここで、不飽和結合を含有する有機化合物をエポキシ変性有機化合物へ変性する方法は、過酸化物によりエポキシ骨格の形成する反応が有効である。使用される過酸化物としては、過蟻酸、過酢酸、過プロピオン酸等の過カルボン酸化合物が挙げられる。
エポキシ変性樹脂は、不飽和結合を含有するエラストマーを変性したエポキシ変性エラストマーであることが好ましい。エポキシ変性エラストマーは硬化物に柔軟性を付与することができ、エポキシ硬化による硬化物の靭性低下を抑制することで、積層体を曲げた際の密着性を維持でき、耐熱性や耐薬品性を低下させない。
上記式(1)や上記式(2)で表される構造を有するエポキシ変性樹脂において、上記式(3)~(5)で表される構造の他に、スチレンの構造単位を有することも好ましい。
本発明の接着樹脂組成物に含有される上記スチレン系エラストマーとともに、エポキシ変性樹脂もスチレン系エラストマーであることにより、両者を混合する際、相溶性を向上させ、上記カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマー中のカルボキシ基や上記アミノ基を含有するスチレン系エラストマー中のアミノ基との反応を効率的に進行することができるからである。
中でも、スチレン-ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化合物であることがより好ましい。スチレン-ブタジエンブロック共重合体が不飽和結合を含有するため、分子内に上記式(1)で表される構造と不飽和結合とを共存させることができ、エポキシ構造の反応にオレフィン骨格やビニル基のような芳香環以外の不飽和結合の効果を付与しやすい。
エポキシ変性樹脂としては、市販のエポキシ化合物を使用することもでき、例えば、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2000(ダイセル社製)や、エポリードGT401、エポリードPB3600、エポリードPB4700(ダイセル社製)や、エポフレンドAT501、エポフレンドCT310(ダイセル社製)が挙げられる。
本発明の接着剤組成物は、上述したスチレン系エラストマー、及びエポキシ変性樹脂に加えて、その他の樹脂成分を含有することができる。その他の樹脂成分として、例えば、スチレン系エラストマー以外の他の熱可塑性樹脂を、接着剤組成物の機能に影響を与えない程度に含有することができる。
本発明の接着剤組成物は、フィラーを含有することが好ましい。
本発明に係るフィラーとしては、例えば、耐熱性や接着剤組成物の機械的特性制御の観点から、無機フィラーが好ましく、無機フィラーとしては、電気特性の観点から、ケイ素系無機フィラーおよび窒化ホウ素が好ましい。また、ケイ素系無機フィラーとしては、例えば、少量でも接着剤組成物の機械的物性の制御が可能で、電気特性にも優れるマイカおよびタルクが好ましい。
また、本発明に係るフィラーとしては、例えば、分散性や脆性の観点から、有機フィラーが好ましく、有機フィラーとしては、電気特性の観点から、スチレン系の真球状フィラーが好ましく、スチレン系中空フィラーがより好ましい。
これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の接着剤組成物に含有されるフィラーの含有量は、樹脂組成物100体積部に対して0.5~25体積部が好ましく、樹脂組成物100体積部に対して1~15体積部であるとより好ましい。
フィラーの形状としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、無機フィラーは、球状無機フィラーでも非球状無機フィラーでもよいが、熱膨張率(CTE)、フィルム強度の観点からは、非球状無機フィラーが好ましい。非球状無機フィラーの形状は、球状(略真円球状)以外の三次元形状であればよく、例えば、板状、鱗片状、柱状、鎖状、繊維状等が挙げられる。中でも、熱膨張率(CTE)、フィルム強度の観点から、板状、鱗片状の無機フィラーが好ましく、板状の無機フィラーがより好ましい。
本発明の接着剤組成物は、ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。
前述のオレフィン骨格やビニル基のような芳香環以外の不飽和結合は、ラジカル重合でも樹脂成分の架橋が可能であり、より接着剤層の密着性(接着性)や耐熱性や耐薬品性を向上させることができる。
ラジカル重合開始剤の種類としては、特に制限はなく、適宜目的に応じて選択することができるが、例えば、エポキシ硬化と同等の温度で架橋が可能な過酸化物、エポキシ硬化を進行させずに事前架橋が可能な光重合開始剤等が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、t-ブチルペルオキシピバレート、t-ブチルパーオキシエチルヘキサノエイト、1,1’-ビス-(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、t-アミルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート等の有機過酸化物が挙げられる。
本発明に係る接着剤層は、上記本発明の接着剤組成物からなる。
接着剤層を形成する接着剤組成物は、硬化させることができる。
硬化方法としては、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱硬化等が挙げられる。
接着剤層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、3~100μmであることが好ましく、3~50μmであることがより好ましく、5~30μmであることが更に好ましい。
上記接着剤組成物を成膜することで接着剤層を製造することができる。
上記接着剤組成物は、スチレン系エラストマー、及び上記式(1)で表される構造を有するエポキシ変性樹脂を含む樹脂組成物、さらに必要に応じてその他成分を混合することにより製造することができる。混合方法は特に限定されず、接着剤組成物が均一になればよい。接着剤組成物は、溶液又は分散液の状態で好ましく用いられることから、通常は、溶媒も使用される。
溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、イソブチルアルコール、n-ブチルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン等の芳香族炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテ-ト、3-メトキシブチルアセテート等のエステル類;ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類等が挙げられる。これらの溶媒は、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。
接着剤組成物が溶媒を含む溶液又は分散液(樹脂ワニス)であると、基材フィルムへの塗工及び接着剤層の形成を円滑に行うことができ、所望の厚さの接着剤層を容易に得ることができる。
接着剤組成物が溶媒を含む場合、接着剤層の形成を含む作業性等の観点から、固形分濃度は、好ましくは3~80質量%、より好ましくは10~50質量%の範囲である。固形分濃度が80質量%以下であると、溶液の粘度が適度であり、均一に塗工し易い。
接着剤層の製造方法のより具体的な実施態様としては、上記接着剤組成物及び溶媒を含有する樹脂ワニスを、基材フィルムの表面に塗布して樹脂ワニス層を形成した後、該樹脂ワニス層から溶媒を除去することにより、Bステージ状の接着剤層を形成することができる。ここで、接着剤層がBステージ状であるとは、接着剤組成物が未硬化状態あるいは一部が硬化し始めた半硬化状態をいい、加熱等により、接着剤組成物の硬化が更に進行する状態をいう。
ここで、基材フィルム上に樹脂ワニスを塗布する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、カーテンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ディスペンス法等が挙げられる。
上記Bステージ状の接着剤層は、さらに加熱等を施し、硬化した接着剤層を形成することができる。
本発明の接着剤組成物を硬化させてなる接着剤層の周波数28GHzにおける比誘電率(εr)は3以下が好ましく、2.7以下がより好ましい。該接着剤層の周波数28GHzにおける誘電正接(tanδ)は0.004以下が好ましく、0.0025以下がより好ましく、0.002以下がさらに好ましい。
比誘電率が3以下であり、かつ、誘電正接が0.004以下であれば、電気特性の要求が厳しい高周波FPC関連製品にも用いることができる。また、比誘電率が2.7以下であり、かつ、誘電正接が0.0025以下であれば、5G対応高周波FPC関連製品の構成要素に期待される電気特性を満足することができ、LCP同等の電気特性となり、電気特性の要求が厳しい5G高周波FPC関連製品にも好適に用いることができる。さらに、誘電正接が0.002以下であれば、伝送特性がさらに改善された高周波FPC関連製品が製造可能となる。
接着剤層の比誘電率及び誘電正接は、ネットワークアナライザーMS46122B(Anritsu社製)と開放型共振器ファブリペローDPS-03(KEYCOM社製)とを使用し、開放型共振器法で、温度23℃、周波数28GHzの条件で測定することができる。
本発明の積層体は、基材フィルムと、該基材フィルムの少なくとも一方の表面に上記接着剤層とを備える。
本発明に用いる基材フィルムは、積層体の用途により選択することができる。例えば、積層体をカバーレイフィルムや銅張積層板(CCL)として用いる場合は、ポリイミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及び液晶ポリマーフィルム等が挙げられる。これらの中でも、接着性及び電気特性の観点から、ポリイミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及び液晶ポリマーフィルムが好ましい。
本発明に係る積層体の好ましい一実施態様として、カバーレイフィルムが挙げられる。
FPCを製造する場合、配線部分を保護するために、通常、「カバーレイフィルム」と呼ばれる接着剤層を有する積層体が用いられる。このカバーレイフィルムは、絶縁樹脂層と、その表面に形成された接着剤層とを備えている。
例えば、カバーレイフィルムは、上記基材フィルムの少なくとも一方の表面に上記接着剤層が形成されており、基材フィルムと接着剤層の剥離が一般に困難な積層体である。
カバーレイフィルムに含まれる基材フィルムの厚さは、5~100μmであることが好ましく、5~50μmであることがより好ましく、5~30μmであることが更に好ましい。基材フィルムの厚さが上記上限以下であれば、カバーレイフィルムを薄膜化することができる。基材フィルムの厚さが上記下限以上であれば、プリント配線板の設計が容易にでき、ハンドリングもよい。
カバーレイフィルムを製造する方法としては、例えば、上記接着剤組成物及び溶媒を含有する樹脂ワニスを、上記基材フィルムの表面に塗布して樹脂ワニス層を形成した後、該樹脂ワニス層から溶媒を除去することにより、Bステージ状の接着剤層が形成されたカバーレイフィルムを製造することができる。
溶媒を除去するときの乾燥温度は、40~250℃であることが好ましく、70~170℃であることがより好ましい。
乾燥は、接着剤組成物が塗布された積層体を、熱風乾燥、遠赤外線加熱、及び高周波誘導加熱等がなされる炉の中を通過させることにより行われる。
なお、必要に応じて、接着剤層の表面には、保管等のため、離型性フィルムを積層してもよい。離型性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、シリコーン離型処理紙、ポリオレフィン樹脂コート紙、TPXフィルム、フッ素系樹脂フィルム等の公知のものが用いられる。
本発明に係るカバーレイフィルムは、低誘電な本発明の接着剤組成物を使用しているため、電子機器の高速伝送が可能であり、さらに電子機器との接着安定性にも優れたものとなる。
本発明に係る積層体の好ましい一実施態様として、ボンディングシートが挙げられる。
ボンディングシートは、離型性フィルム(基材フィルム)の表面に上記接着剤層が形成されているものである。また、ボンディングシートは、2枚の離型性フィルムの間に接着剤層を備える態様であってもよい。ボンディングシートを使用するときに、離型性フィルムを剥離して使用する。離型性フィルムは、上記(カバーレイフィルム)の欄で記載したものと同様なものを用いることができる。
ボンディングシートに含まれる基材フィルムの厚さは、5~100μmであることが好ましく、25~75μmであることがより好ましく、38~50μmであることが更に好ましい。基材フィルムの厚さが上記範囲内であれば、ボンディングシートの製造が容易であり、ハンドリングもよい。
ボンディングシートを製造する方法としては、例えば、離型性フィルムの表面に上記接着剤組成物及び溶媒を含有する樹脂ワニスを塗布し、上記カバーレイフィルムの場合と同様にして乾燥する方法がある。
本発明に係るボンディングシートは、低誘電な本発明の接着剤組成物を使用しているため、電子機器の高速伝送が可能であり、さらに電子機器との接着安定性にも優れたものとなる。
本発明に係る積層体の好ましい一実施態様として、本発明の積層体中の接着剤層に、銅箔を貼り合せてなる銅張積層板が挙げられる。
銅張積層板は、上記積層体を用いて、銅箔が貼り合わされており、例えば、基材フィルム、接着剤層及び銅箔の順に構成されている。なお、接着剤層及び銅箔は、基材フィルムの両面に形成されていてもよい。
本発明で用いる接着剤組成物は、銅を含む物品との接着性にも優れている。
本発明に係る銅張積層板は、低誘電な本発明の接着剤組成物を使用しているため、電子機器の高速伝送を可能とし、かつ接着安定性に優れたものとなる。
本発明に係る積層体の好ましい一実施態様として、本発明の積層体中の接着剤層に、銅配線を貼り合せてなるプリント配線板が挙げられる。
プリント配線板は、上記銅張積層板に電子回路を形成することにより得られる。
プリント配線板は、上記積層体を用いて、基材フィルムと銅配線とが貼り合わされており、基材フィルム、接着層及び銅配線の順に構成されている。なお、接着層及び銅配線は、基材フィルムの両面に形成されていてもよい。
例えば、熱プレス等を利用して、配線部分を有する面に、接着剤層を介してカバーレイフィルムを貼り付けることにより、プリント配線板が製造される。
本発明に係るプリント配線板は、低誘電な本発明の接着剤組成物を使用しているため、電子機器の高速伝送を可能とし、かつ接着安定性に優れたものとなる。
本発明に係るプリント配線板を製造する方法としては、例えば、上記積層体の接着剤層と銅配線とを接触させ、80℃~200℃で熱ラミネートを行い、更にアフターキュアにより接着剤層を硬化する方法がある。アフターキュアの条件は、例えば、100℃~200℃、30分~4時間とすることができる。上記銅配線の形状は、特に限定されず、所望に応じ、適宜形状等を選択すればよい。
本発明に係る積層体の好ましい一実施態様として、シールドフィルムが挙げられる。
シールドフィルムは、コンピュータや携帯電話や分析機器等の各種電子機器に影響し誤作動の原因となる電磁波ノイズをカットするために、各種電子機器にシールドするためのフィルムである。電磁波シールドフィルムともいう。
電磁波シールドフィルムは、例えば、絶縁樹脂層、金属層、及び本発明に係る接着層をこの順で積層してなる。
本発明に係るシールドフィルムは、低誘電な本発明の接着剤組成物を使用しているため、電子機器の高速伝送が可能であり、さらに電子機器との接着安定性にも優れたものとなる。
本発明に係る積層体の好ましい一実施態様として、シールドフィルム付プリント配線板が挙げられる。
シールドフィルム付プリント配線板は、基板の少なくとも片面にプリント回路が設けられたプリント配線板上に、上記電磁波シールドフィルムが貼付されたものである。
シールドフィルム付プリント配線板は、例えば、プリント配線板と、プリント配線板のプリント回路が設けられた側の面に隣接する絶縁フィルムと、上記電磁波シールドフィルムとを有する。
本発明に係るシールドフィルム付プリント配線板は、低誘電な本発明の接着剤組成物を使用しているため、電子機器の高速伝送を可能とし、かつ接着安定性に優れたものとなる。
旭化成株式会社製の商品名「タフテックM1911」(マレイン酸変性スチレン-エチレンブチレン-スチレンブロック共重合体)を用いた。この共重合体の酸価は2mgKOH/gであり、スチレン/エチレンブチレン比は30/70であり、重量平均分子量は69,000である。
(カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマー)
旭化成株式会社製の商品名「タフテックM1913」(マレイン酸変性スチレン-エチレンブチレン-スチレンブロック共重合体)を用いた。この共重合体の酸価は10mgKOH/gであり、スチレン/エチレンブチレン比は30/70であり、重量平均分子量は67,000である。
(カルボキシ基を含有するスチレン系エラストマー)
クレイトン社製の商品名「クレイトンFG1901」(マレイン酸変性スチレン-エチレンブチレン-スチレンブロック共重合体)を用いた。この共重合体の酸価は19mgKOH/gであり、スチレン/エチレンブチレン比は30/70であり、重量平均分子量は81,000である。
(カルボキシ基を含有しないスチレン系エラストマー)
旭化成株式会社製の商品名「タフテックP1500」(水添スチレン系エラストマー)を用いた。この共重合体の酸価は0mgKOH/gであり、スチレン/エチレンブチレン比は30/70であり、重量平均分子量は67,000である。
(変性されていないスチレン系エラストマー)
クレイトン社製の商品名「クレイトンG1651」(スチレン-エチレンブチレン-スチレンブロック共重合体)を用いた。この共重合体の酸価は0mgKOH/gであり、スチレン/エチレンブチレン比は33/67であり、重量平均分子量は136,700である。
(アミノ基を含有するスチレン系エラストマー)
旭化成株式会社製の商品名「タフテックMP10」(アミン変性スチレン-エチレンブチレン-スチレン共重合体)を用いた。この共重合体のスチレン/エチレンブチレン比は30/70であり、重量平均分子量は78,000である。この共重合体に含有されている全窒素量は、430ppm(μg/g)であった。
(エポキシ変性樹脂)
株式会社ダイセル製の商品名「エポフレンドAT501」(スチレン-ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化物)を用いた。この共重合体のスチレン/エチレンブチレン比は40/60であり、重量平均分子量は92,000であり、エポキシ当量は1055g/eq.である。
(エポキシ変性樹脂)
株式会社ダイセル製の商品名「エポフレンドCT310」(スチレン-ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化物)を用いた。この共重合体のスチレン/エチレンブチレン比は40/60であり、重量平均分子量は93,000であり、エポキシ当量は2125g/eq.である。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂として、ノボラック型エポキシ樹脂である三菱ケミカル株式会社製の商品名「YX7700」(軟化点65℃)を用いた。エポキシ当量は270g/eq.である。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂として、ノボラック型エポキシ樹脂であるDIC株式会社製の商品名「HP-7200」(エポキシ樹脂、軟化点56-66℃)を用いた。エポキシ当量は259g/eq.である。
(パーブチルE)
有機過酸化物として、日油株式会社製のパーオキシエステルである商品名「パーブチルE」を用いた。
(MK-100DS)
片倉コープアグリ株式会社製の平均粒子径3μmのマイカである商品名「MK-100DS」を用いた。
(UHP-S2)
昭和電工株式会社製の平均粒子径0.7μmの鱗片状窒化ホウ素である商品名「UHP-S2」を用いた。
(OP935)
クラリアントケミカルズ株式会社製の難燃剤である商品名「OP935」を用いた。
(溶剤)
トルエン及びメチルエチルケトンからなる混合溶媒(質量比=90:10)を用いた。
(基材フィルム)
基材フィルムとして、信越ポリマー社製の「Shin-Etsu Sepla Film PEEK」(ポリエーテルエーテルケトン、厚さ50μm)を用いた。
(電解銅箔)
電解銅箔として、三井金属鉱業製の「TQ-M7-VSP」(電解銅箔、厚さ12μm、光沢面Rz1.27μm、光沢面Ra0.197μm、光沢面Rsm12.95μm)を用いた。光沢面の表面粗さは、レーザー顕微鏡を用いて粗さ曲線を測定し、この粗さ曲線から、JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997 Amd.1:2009)に基づいて求めた値である。
(離型フィルム)
離型フィルムとして、パナック社製NP75SA(シリコーン離型PETフィルム、75μm)を用いた。
実施例で使用した上記アミノ基を含有するスチレン系エラストマー中に含有されている全窒素量は以下の方法により求めた。
<測定方法>
微量窒素分析装置ND―100型(三菱化学株式会社製)を使用して、JIS-K2609に従い求めた。
表1に示す接着剤層を構成する各成分を表1に示す割合で含有し、これら成分を溶剤に溶かし、固形分濃度が20質量%の樹脂ワニスを作製した。
基材フィルムの表面にコロナ処理を行った。
該樹脂ワニスを基材フィルムの表面に塗布し、110℃のオーブンで4分間乾燥させ、トルエンを揮発させることで接着剤層を形成し、接着剤付き基材フィルムを得た。接着剤積層体の接着剤層が電解銅箔の光沢面と接する様に重ね、120℃で熱ラミネートを行い、硬化前接着剤積層体を得た。硬化前接着剤積層体をアフターキュアを行うことにより接着剤層を硬化し、硬化後接着剤積層体を得た。
実施例1の硬化後接着剤積層体の電解銅箔と基材フィルムとの密着力(N/cm)を測定した。
密着力は、硬化後接着剤積層体をカットして幅25mmの試験体とし、JIS Z0237:2009(粘着テープ・粘着シート試験方法)に準拠して、剥離速度0.3m/分、剥離角180°にて支持体に固定した接着剤付き基材フィルムから電解銅箔を剥がす際の剥離強度を測定することにより、密着力を測定した。
接着剤層の比誘電率及び誘電正接は、ネットワークアナライザーMS46122B(Anritsu社製)と開放型共振器ファブリペローDPS-03(KEYCOM社製)とを使用し、開放型共振器法で、温度23℃、周波数28GHzの条件で測定した。測定試料は、離型フィルム上に樹脂ワニスを、ロ-ル塗布し、次いで、この塗膜付きフィルムをオーブン内に静置して、110℃で4分間乾燥させてBステージ状の接着剤層(厚さ50μm)を形成した。次に、この接着剤層を接着面同士が接する様に120℃で熱ラミネートして硬化前接着剤フィルム(厚さ100μm)を形成した。この硬化前接着剤フィルム(厚さ100μm)をオーブン内に静置して、150℃で60分間加熱硬化処理をして、硬化後接着剤フィルム(100mm×100mm)を作製した。硬化後接着剤フィルムから離型フィルムを剥離して接着剤層の比誘電率及び誘電正接を測定した。
はんだ耐熱試験は基材フィルム面を上にして、硬化後接着剤積層体を288℃のはんだ浴に10秒間×3回浮かべ、接着剤層の膨れ、剥がれ等の外観異常を確認した。
以下の評価基準により、積層体の耐熱性を評価した。
◎ 異常なし(溶解もなし)。
○ 最終的に異常はないが、試験中に接着剤層の軟化がみられる。
△ 剥離はしていないが、接着剤層の軟化がみられ「シミ模様」ができている。
× 剥離している。
実施例1において、接着剤層を構成する成分の種類及び配合量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2~実施例15の積層体を作製した。
作製した積層体に対して、実施例1と同様の評価を行った。
結果を表3に示す。
実施例1において、接着剤層を構成する成分の種類及び配合量を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1~比較例11の積層体を作製した。
作製した積層体に対して、実施例1と同様の評価を行った。
結果を表4に示す。
Claims (10)
- アミノ基を含有するスチレン系エラストマーとエポキシ変性樹脂とを含有する接着剤組成物であって、
前記エポキシ変性樹脂の含有量は、前記接着剤組成物100質量部に対して0.5~50質量部であり、
前記エポキシ変性樹脂は、下記式(2)で表される構造と、下記式(3)で表される構造とを有し、
前記エポキシ変性樹脂は、脂環式エポキシ化合物、エポキシ化ポリブタジエン、及びスチレン-ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化合物の中から選ばれるいずれかであり、
前記エポキシ変性樹脂のエポキシ当量は、200g/eq.以上20,000g/eq.以下である、接着剤組成物。
(R 5 とR 6 とは、それぞれ独立に水素、又は炭素数が10以下のアルキル基を表す。前記エポキシ変性樹脂中に前記式(2)で表される構造が複数存在する場合、それぞれの式(2)におけるR 5 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、それぞれの式(2)におけるR 6 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。*は結合基を表す。)
(R 7 とR 8 とは、それぞれ独立に水素、又は炭素数が10以下のアルキル基を表す。前記エポキシ変性樹脂中に前記式(3)で表される構造が複数存在する場合、それぞれの式(3)におけるR 7 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、それぞれの式(3)におけるR 8 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。*は結合基を表す。) - 前記エポキシ変性樹脂の含有量が、前記接着剤組成物100質量部に対して1~50質量部である、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記式(2)中のR5とR6が、ともに水素である、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記エポキシ変性樹脂が、スチレン-ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化合物である、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記エポキシ変性樹脂が、さらに下記式(5)で表される構造を有する、請求項1に記載の接着剤組成物。
(R 11 とR 12 とは、それぞれ独立に水素、又は炭素数が10以下のアルキル基を表す。
前記エポキシ変性樹脂中に前記式(5)で表される構造が複数存在する場合、それぞれの式(5)におけるR 11 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、それぞれの式(5)におけるR 12 は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。*は結合基を表す。) - 前記エポキシ変性樹脂の重量平均分子量(Mw)が、30,000以上200,000以下である、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記接着剤組成物が、ラジカル重合開始剤を含有する、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の接着剤組成物を硬化させてなる接着剤層に対し、周波数28GHzで測定した前記接着剤層の比誘電率が3以下であり、かつ誘電正接が0.004以下である、接着剤層。
- 基材フィルムと、
請求項1~7のいずれか一項に記載の接着剤組成物からなる接着剤層、又は請求項8に記載の接着剤層と、を有する積層体。 - 前記基材フィルムが、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂を含有する、請求項9に記載の積層体。
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