－新製品紹介－●ノンハロゲン難燃型ソルダーレジストフィルム「SRF SS-9000シリーズ」
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機能化学品研究所

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はじめに平川 真

信頼性に悪影響を及ぼす場合も多い。
そこで、FPC分野向けノンハロ難燃型ソルダーレジストのプリント配線板では各種部品がはんだ(solder)付けにより設計においては、１）難燃成分を効率的に機能させることに実装されるが、その際はんだ付けをする場所以外を絶縁膜でよる難燃成分量の低減、２）難燃成分の他性能への悪影響の覆い回路を保護する必要がある。この絶縁膜がソルダーレジ

抑制、３）従来以上の柔軟性や解像性を有する樹脂設計、のスト(solder resist)である。このソルダーレジストをフィル３点に特に着目して開発を行った。

ム状に加工したものがソルダーレジストフィルム(SRF)であ

３ 「SRF SS-9000シリーズ」

る。
近年、環境問題に対する意識の向上から、電子機器等に用いられる材料のノンハロゲン化が進められており、ソルダー３.１ 構成レジストについてもノンハロゲン化が求められている。従来、製品の構成を図１、外観を写真１に示す。

ソルダーレジストでは電子機器材料に要求される難燃性を付製品はレジストの表面を使用時まで保護する保護フィルム与する為に、主に臭素系難燃成分が使用されてきた。と、ソルダーレジストとなるレジスト層、そして露光後に剥そこでノンハロゲン化の要請に応えるために、ハロゲン成すベースフィルムにより構成される。レジスト層は用途によ分を使用せず、難燃性能を備えたソルダーレジストフィルム

り数種類の厚みグレードがある。の開発を行い、特に難燃性に対する要求が厳しいフレキシブルプリント配線板(FPC)分野向けのソルダーレジストフィル
ム「SS-9000シリーズ」を開発したので紹介する。

２

開発の課題

電子機器では火災防止の観点から、一定の難燃性の規格を満たすことが製品への搭載の必須条件とされる場合が多い。
写真１

レジストの難燃性は基板と組み合わせた状態で評価される為、製品外観レジスト自体の難燃性に加え、基板の放熱効果、燃焼抑制効果が影響する。FPCはリジッド基板(ガラスエポキシ基板)と保護フィルム：25μm比較して基板自体の燃焼抑制効果が小さい。更にFPCは薄膜レジスト層：25～50μm化が年々進行している。FPCが薄くなる程、ソルダーレジス

ベースフィルム：25μm

ト自体が高い難燃性を有することが必要となる。
図１

ノンハロ難燃化に際して課題となるのは、難燃効果の面で構成優れた臭素を他の難燃成分で代替した場合の、その成分によ10％含有のソルダーレジストフィルムと同等の難燃性を得よ

３.２ 特長(１) ノンハロ難燃うとした場合、代表的なノンハロ難燃剤の一つである水酸化FPCとの組み合わせによる難燃性試験では、FPCに銅配線る他性能への悪影響である。例えば、モデル試験で臭素成分マグネシウムでは50％以上の添加が必要となった。

部分が多いほど、燃えにくく有利となる。このため、ポリイ

このように難燃成分量が多くなると、樹脂成分により発現ミドフィルム単体(銅配線がない状態)との組み合わせは最もしていた解像性やFPC用途で特に重要になる低反り性、耐折厳しい条件の試験となる。

性といった性能が大きく損なわれる。

「SS-9000」は高い難燃性を有しており、FPCで一般的にまた、難燃成分は着火時の熱により何らかの反応(脱水反用いられる厚みより薄いハーフミル(12.5μm厚)のポリイミ応等)をする事で消火作用を発現するものが一般的である為

ドフィルム単体との組合せで、この分野での一般的な難燃規に、ソルダーレジストの必須の要求特性である耐熱性や長期格であるUL94 VTM-0相当の難燃性を示す。これは銅箔部分

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くし型パターン(L/S=50μm/50μm)を用いた耐湿負荷試験の厚みや配線パターンの影響を受けずに難燃性を確保できる(85℃/85％RH/1000hr 50V負荷)を行なった際の線間絶縁抵事を示している。
また、電子機器等におけるノンハロゲン(ハロゲンフリー)抗値変化(槽内測定)を図２に示す。顕著な抵抗値の低下や短の規格としては、JPCA規格がある。これによると、塩素、絡は発生せず、1000時間経過後でも1.0×107Ω以上の抵抗値臭素がそれぞれ0.09％以下である(JPCA-ES01-2003)。「SS-を維持している。

9000」は難燃成分等に塩素、臭素等を使用しておらず、またまた、耐湿負荷試験後の電極観察においても、電極先端のこの規格をクリアしている。

膨れやマイグレーションは発生していない(写真４)。

(２) 低反り性、耐折性

絶縁抵抗：耐湿負荷試験

難燃成分を多く含むと、樹脂が固くなったり、脆くなった

1.00E+10絶縁抵抗(Ω)りする場合が多いが、「SS-9000」では柔軟性の高い樹脂設計と難燃成分のバランスによりFPCに要求される低反り性、可撓性を維持している。
ポリイミドフィルム(カプトン、25μm)に「SS-9000」を1.00E+08
1.00E+06
1.00E+040

ラミネート、加工したサンプルを観察した写真２を示す。基

250

板が薄いFPCではキュア時の熱収縮により基板が大きく反っ図２てしまう事が懸念されるが、基板反りは殆んど発生していな

500
時間(h)

750

1000

耐湿負荷試験：線間抵抗値

い(写真２、レジスト面が上側)。
また、FPCの配線パターン(L/S=100μm/100μm)に「SS9000」をラミネート、加工したサンプルを用いたハゼ折り試
験(180°折り曲げ試験)において、レジスト表面にクラックは発生せず、高い可撓性を有していることが示された(写真３、試験後のレジスト表面)。
写真４

耐湿負荷試験：試験後電極観察(透過法)(左：陽極先端部、右：陰極先端部)(４) その他の特性「SS-9000」はこれまで挙げた特性以外の主要な必要特性(半田耐熱、解像性等)についても、FPCにおける一般的なスペックを満たしている(表１)。また、「SS-9000」は10℃で３
写真２

基板反りの評価表１
特性項目
線間絶縁抵抗

写真３

耐電圧
はんだ
耐熱解像度
反り

ハゼ折り試験

SS-9000(レジスト厚み35μm)の特性表
試験条件
初期耐湿負荷 50V負荷
85℃/85％RH/1000h
500V

絶縁破壊なし280℃/10sec

３回以上

150mJ/cm2PI25μm ５cm角常態
はんだ浸漬後（260℃/30se）
UL94 PI 12.5μm
10％NaOH 10min
10％HCl10min
10％H2SO4 10min
IPA10min

L/S=50μm/100μm<1.0mm
３回良好

耐ハゼ折り(３) 長期絶縁信頼性
配線の狭ピッチ化が進み、また安定的な製品品質が強く求難燃性められる近年において、長期絶縁信頼性はソルダーレジストにおける最も重要な要求特性の一つである。本製品において

耐薬品性
（常温）

は、耐加水分解性の高い樹脂設計とイオン性不純物の抑制により高い絶縁信頼性を確保した。

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SS-9000>1.0x1010Ω>1.0x107Ω

３回良好
VTM-0相当
異常なし
異常なし
異常なし
異常なし

２) 宇都宮久修，“プリント配線板技術ロードマップと最新ヵ月経過後でも初期性能をほぼ維持しており、保存安定性が技術動向”JPCA News, November, pp.4 (2009).

良好で冷凍保存が不要であるという特長をもつ。

３.３ 黒色タイプのソルダーレジストフィルム(開発品)
近年使用が急拡大しているLED搭載のFPCでは、LEDの発光をより鮮やかにする為に、その表面のソルダーレジストが黒色である事が求められるようになっている。また、配線パターンの隠蔽性確保や意匠性の目的から、黒色のソルダーレジストが求められる場合も増えている。
そこで、「SS-9000」の基本的特性を維持した黒色タイプのソルダーレジストフィルムを開発した。この製品の特徴としては、表面をマット化することにより光の反射を抑制し、かつ高い隠蔽性を示す。写真５はFPC(PI厚25μm厚)に35μm厚のSRFをラミネートし、ライトテーブル上(FPC背面より光照射)で配線の隠蔽性を比較したものである。また、黒色タイプでは一般的に困難である露光現像によりパターン形成が可能である(400mJ/cm2 L/S=80μm/160μm)。

写真５

配線隠蔽性(左：一般品

４

右：黒色品)

まとめ

今回紹介した「SS-9000シリーズ」はハロゲン成分を使用せず、難燃特性及びFPCにおける代表的要求特性を達成することができた。これにより現在進められている電子製品等のノンハロ化に寄与でき得るものと考えている。
一方、製品の薄型化、小型化、高集積化、又製造工程における歩留まり向上といった従来から求められている高機能化をさらに高めていくことが環境負荷低減のために求められている。また、LED等の省エネに寄与できる新規用途や技術に対応していくことも重要となっている。
したがって、ハロゲン成分等の環境負荷物質を使用しないことを前提として、更にこれらの高いレベルの要求特性に応えられる製品開発を行っていきたい。

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引用文献

１) 西沢仁，武田邦彦，難燃材料活用便覧 (2002).

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