CN115141560A - 粘合层、使用所述粘合层的电路基板及带状线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够使低介电损耗角正切化与尺寸稳定性并存的粘合层、使用所述粘合层的电路基板及带状线。一种粘合层,包括第一粘接剂层、聚酰亚胺层以及第二粘接剂层,且满足:a)粘合层整体的厚度为50μm以上且300μm以下的范围内,聚酰亚胺层的厚度相对于粘合层整体的厚度的比率为0.2以上且0.9以下的范围内;b)在80℃下干燥1小时后,在23℃、50%RH的恒温恒湿下调湿24小时后测定的吸湿率为0.4重量%以下;c)第一粘接剂层及第二粘接剂层在50℃下的存储弹性模量分别独立地为1800MPa以下,180℃~260℃下的存储弹性模量的最大值分别独立地为800MPa以下。

Description

粘合层、使用所述粘合层的电路基板及带状线
技术领域
本发明涉及一种有效用作电子零件材料的粘合层、使用所述粘合层的电路基板及带状线。
背景技术
近年来,伴随电子设备的小型化、轻量化、省空间化的进展,薄且轻量、具有可挠性并且即便反复弯曲也具有优异耐久性的柔性印刷布线板(Flexible Printed Circuits,FPC)的需要增大。FPC即便在有限的空间中也可实现立体且高密度的安装,因此,例如在硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)、数字视频光盘(Digital Video Disk,DVD)、智能手机等电子设备的可动部分的布线或电缆、连接器等零件中其用途正逐渐扩大。
除高密度化以外,设备的高性能化得到推进,因此也必须应对传输信号的高频化。在传输高频信号时,在传输路径中的传输损耗大的情况下,产生电信号的损失或信号的延迟时间变长等不良情况。因此,提出了使用介电损耗角正切低的聚酰亚胺作为FPC中使用的多个树脂层的材料(例如,专利文献1、专利文献2)。
为了能够应对第五代移动通信系统(fifth-generation,5G),针对为FPC的一个形态、且用作射频(radio frequency,RF)电缆等传输路径的带状线(strip line),也强烈要求抑制GHz频带的频率中的传输损耗。为了抑制带状线的传输损耗,有效的是:i)实现树脂材料的低介电损耗角正切化;ii)增大树脂层整体的厚度。关于ii),有效的是增大内装于带状线中的粘合片所形成的层(粘接性树脂层)的厚度的途径。但是,在粘合片中使用柔软、玻璃化转变温度低、热膨胀系数大的树脂材料,因此若增大其厚度,则担心尺寸稳定性降低,进而存在因通过激光加工形成通孔(贯通孔)等的工序而在粘接性树脂层中产生切削、凹沟等损伤,或者在焊接工序等中因热而发生树脂的流出等问题。因此,在增大粘合片的厚度的途径中存在极限。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2018-170417号公报
[专利文献2]日本专利特开2020-55186号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
作为弥补粘合片的上述缺点的手段,使用在粘接性树脂层之间夹入耐热性较高的树脂层的粘合层(boding ply)。但是,关于粘合层中使用的树脂材料,至今几乎未进行为了实现低介电损耗角正切化与尺寸稳定性的并存的研究。
本发明的目的在于:第一,提供一种能够使低介电损耗角正切化与尺寸稳定性并存的粘合层,第二,通过使用所述粘合层,提供一种高频信号的传输损耗小、尺寸稳定性优异、可靠性高的带状线等电路基板。
[解决问题的技术手段]
本发明人等人进行了努力研究,结果发现,通过在粘接性树脂层之间夹入聚酰亚胺层而成的结构的粘合层中,使用存储弹性模量低的树脂作为粘接性树脂层,并且考虑各层的厚度比率与整体的吸湿率,可解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明的粘合层是包括下述的层的粘合层:
聚酰亚胺层;
第一粘接剂层,层叠于所述聚酰亚胺层的单侧;以及
第二粘接剂层,层叠于所述聚酰亚胺层的与所述第一粘接剂层相反的一侧。
而且,本发明的粘合层的特征在于满足下述的条件a~条件c:
a)粘合层整体的厚度为50μm以上且300μm以下的范围内,所述聚酰亚胺层的厚度相对于粘合层整体的厚度的比率为0.2以上且0.9以下的范围内;
b)在80℃下干燥1小时后,在23℃、50%RH的恒温恒湿下调湿24小时后测定的吸湿率为0.4重量%以下;
c)所述第一粘接剂层及所述第二粘接剂层在50℃下的存储弹性模量分别独立地为1800MPa以下,180℃~260℃下的存储弹性模量的最大值分别独立地为800MPa以下。
本发明的粘合层可还满足下述条件d:
d)在23℃、50%RH的恒温恒湿条件(常态)下调湿24小时后,利用分离柱电介质谐振器(split post dielectric resonator,SPDR)测定的10GHz下的介电损耗角正切为0.004以下。
在本发明的粘合层中,所述第一粘接剂层与所述第二粘接剂层的玻璃化转变温度(Tg)可分别为180℃以下。
本发明的粘合层中,所述第一粘接剂层及所述第二粘接剂层含有聚酰亚胺作为树脂成分,
所述聚酰亚胺可含有自四羧酸酐成分衍生的酸酐残基及自二胺成分衍生的二胺残基,且可含有50摩尔%以上的源自二聚物二胺组合物的二胺残基,所述二聚物二胺组合物以二聚酸的两个末端羧酸基被取代为一级氨基甲基或氨基而成的二聚物二胺为主成分。
本发明的粘合层中,所述聚酰亚胺层的热膨胀系数可为1ppm/K以上且30ppm/K以下的范围内。
本发明的粘合层中,所述聚酰亚胺层在23℃、50%RH的恒温恒湿条件(常态)下调湿24小时后利用分离柱电介质谐振器(SPDR)测定的10GHz下的介电损耗角正切可为0.006以下。
本发明的粘合层中,构成所述聚酰亚胺层的聚酰亚胺可包含四羧酸残基及二胺残基,相对于全部二胺残基,自下述通式(A1)所表示的二胺化合物衍生的二胺残基的含量可为50摩尔%以上,
[化1]
Figure BDA0003564666870000031
[在式(A1)中,连结基Z表示单键或-COO-,Y独立地表示可经卤素原子或苯基取代的碳数1~3的一价烃、或者碳数1~3的烷氧基或碳数1~3的全氟烷基或烯基,n表示0~2的整数,p及q独立地表示0~4的整数。]
本发明的电路基板包含上述任一粘合层。
本发明的带状线包括:
第一金属层;
第一绝缘树脂层,包含层叠于所述第一金属层的单侧的面的单层或多层;
布线层,与所述第一绝缘树脂层相接地设置;
第二金属层;
第二绝缘树脂层,包含层叠于所述第二金属层的单侧的面的单层或多层;以及
中间树脂层,介隔存在于所述第一绝缘树脂层与所述第二绝缘树脂层之间而层叠,
所述中间树脂层包含上述任一粘合层,并且所述布线层由所述第一粘接剂层或所述第二粘接剂层覆盖。
[发明的效果]
本发明的粘合层由于实现了低介电损耗角正切化与尺寸稳定性的并存,因此在应用于传输GHz频带(例如,1GHz~50GHz)的高频信号的带状线等电路基板的情况下,可有效地减少高频信号的传输损耗,并且可通过优异的尺寸稳定性来实现可靠性与良率的提高。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的粘合层的剖面结构的示意图。
图2是表示本发明优选实施方式的带状线的结构的示意性剖面图。
[符号的说明]
10:聚酰亚胺层
20A:第一粘接剂层
20B:第二粘接剂层
30A:第一金属层
30B:第二金属层
40A:第一绝缘树脂层
40B:第二绝缘树脂层
50:布线层
60A:第一层叠体
60B:第二层叠体
100:粘合层
101:中间树脂层
200:带状线
T1、T2:厚度
具体实施方式
适宜参照附图来对本发明的实施方式进行说明。
[粘合层]
图1是表示本发明一实施方式的粘合层的剖面的结构的示意图。本实施方式的粘合层100包括聚酰亚胺层10、层叠于所述聚酰亚胺层10的单侧的第一粘接剂层20A、以及层叠于聚酰亚胺层10的与第一粘接剂层20A相反的一侧的第二粘接剂层20B。即,粘合层100具有第一粘接剂层20A、聚酰亚胺层10以及第二粘接剂层20B依此顺序层叠而成的结构。
本实施方式的粘合层100满足下述的条件a~条件c。
条件a)粘合层100整体的厚度T1为50μm以上且300μm以下的范围内,聚酰亚胺层10的厚度T2相对于粘合层100整体的厚度T1的比率(T2/T1)为0.2以上且0.9以下的范围内。
当粘合层100整体的厚度T1未满50μm时,在应用于带状线的情况下无法增大树脂层整体的厚度,因此降低传输损耗的效果变得不充分,若超过300μm,则有无法保证作为FPC所需要的弯曲性的担忧。就此观点而言,粘合层100整体的厚度T1为50μm以上且300μm以下的范围内,更优选为50μm以上且150μm以下的范围内。
另外,当聚酰亚胺层10的厚度T2相对于粘合层100整体的厚度T1的比率(T2/T1)未满0.2时,尺寸稳定性降低,若超过0.9,则第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B变得过薄,难以保证作为粘合片所需要的粘接性或电路填充性。就此观点而言,厚度比率(T2/T1)优选为0.2~0.9的范围内。
条件b)在80℃下干燥1小时后,在23℃、50%RH的恒温恒湿下调湿24小时后测定的吸湿率为0.4重量%以下。
若所述吸湿率超过0.4重量%,则粘合层100整体的介电损耗角正切变大,在应用于带状线的情况下传输损耗增大。就此观点而言,吸湿率优选为0.4重量%以下。再者,粘合层100整体的吸湿率可利用聚酰亚胺层10、第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B各自的吸湿率及厚度比率来调整。
条件c)第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B在50℃下的存储弹性模量分别独立地为1800MPa以下,180℃~260℃下的存储弹性模量的最大值分别独立地为800MPa以下。
通过第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B具有此种存储弹性模量,可缓和对粘合层100进行热压接时的内部应力,从而保持应用于带状线后的尺寸稳定性。若第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B在50℃下的存储弹性模量超过1800MPa,则尺寸稳定性受损。就此观点而言,第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B在50℃下的存储弹性模量优选为1800MPa以下。
另外,通过第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B在180℃~260℃的温度区域中的存储弹性模量的最大值分别为800MPa以下,在实施了电路加工后的焊料回流工序之后,也不易产生翘曲。第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B在180℃~260℃的温度区域中的存储弹性模量的最大值优选分别为800MPa以下。
本实施方式的粘合层100优选为还满足下述的条件d。
条件d)在23℃、50%RH的恒温恒湿条件(常态)下调湿24小时后,利用分离柱电介质谐振器(SPDR)测定的10GHz下的介电损耗角正切为0.004以下。
若粘合层100整体在10GHz下的介电损耗角正切超过0.004,则在应用于带状线的情况下,在高频信号的传输路径上容易产生电信号的损失。就此观点而言,粘合层100整体在10GHz下的介电损耗角正切更优选为0.003以下。再者,粘合层100整体在10GHz下的介电损耗角正切的下限值并无特别限制。
本实施方式的粘合层100优选为还满足下述的条件e。
e)聚酰亚胺层10的拉伸弹性模量为5.0GPa以上。
通过聚酰亚胺层10具有此种拉伸弹性模量,可抑制第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的热膨胀系数的影响,可进一步提高应用于带状线后的尺寸稳定性。另外,通过将聚酰亚胺层10的拉伸弹性模量设为所述范围内,可相对地减小聚酰亚胺层10的厚度比率,从而增大第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的厚度比率,因此就确保粘接性的观点而言有利。聚酰亚胺层10的拉伸弹性模量更优选为7.0GPa以上。
(聚酰亚胺层)
聚酰亚胺层10含有非热塑性聚酰亚胺优选为作为树脂成分的主成分、更优选为树脂成分的70重量%以上、进而优选为树脂成分的90重量%以上、最优选为作为树脂成分的全部。所谓树脂成分的主成分是指相对于全部树脂成分而以超过50重量%的量含有的成分。再者,所谓“非热塑性聚酰亚胺”,一般是即便加热也不显示出软化、粘接性的聚酰亚胺,但在本发明中是指使用动态粘弹性测定装置(动态机械分析仪(dynamic mechanicalanalyzer,DMA))所测定的、30℃下的存储弹性模量为1.0×109Pa以上且350℃下的存储弹性模量为1.0×108Pa以上的聚酰亚胺。另外,所谓“热塑性聚酰亚胺”,一般是可明确地确认到玻璃化转变温度(Tg)的聚酰亚胺,但在本发明中是指使用DMA所测定的、30℃下的存储弹性模量为1.0×109Pa以上且350℃下的存储弹性模量未满1.0×108Pa的聚酰亚胺。另外,当在本发明中称为聚酰亚胺时,除聚酰亚胺以外,还指代聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚硅氧烷酰亚胺、聚苯并咪唑酰亚胺等包含分子结构中具有酰亚胺基的聚合物的树脂。
构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺包含四羧酸残基及二胺残基。在本发明中,所谓四羧酸残基表示自四羧酸二酐衍生的四价基,所谓二胺残基表示自二胺化合物衍生的二价基。在使作为原料的四羧酸二酐及二胺化合物以大致等摩尔反应的情况下,可使聚酰亚胺中所含的四羧酸残基及二胺残基的种类与摩尔比和原料的种类与摩尔比大致对应。
(四羧酸残基)
构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺优选为含有自3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(3,3',4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride,BPDA)及1,4-亚苯基双(偏苯三甲酸单酯)二酐(1,4-phenylene bis(trimellitic acid monoester)dianhydride,TAHQ)的至少一种衍生的四羧酸残基以及自均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride,PMDA)及2,3,6,7-萘四羧酸二酐(2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride,NTCDA)的至少一种衍生的四羧酸残基作为四羧酸残基。
自BPDA衍生的四羧酸残基(以下,也称为“BPDA残基”)及自TAHQ衍生的四羧酸残基(以下,也称为“TAHQ残基”)容易形成聚合物的有序结构,可通过抑制分子的运动而使介电损耗角正切或吸湿性降低。BPDA残基可赋予作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的凝胶膜的自支持性,但另一方面,有使酰亚胺化后的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)增大,并且使玻璃化转变温度降低而使耐热性降低的倾向。根据此种观点,宜以构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺相对于全部四羧酸残基而在合计优选为20摩尔%以上且60摩尔%以下的范围内、更优选为40摩尔%以上且50摩尔%以下的范围内含有BPDA残基及TAHQ残基的方式进行控制。在BPDA残基及TAHQ残基的合计未满20摩尔%时,聚合物的有序结构的形成变得不充分,耐吸湿性降低,或者介电损耗角正切的减少变得不充分,若超过60摩尔%,则除CTE的增加或面内延迟(RO)的变化量的增大以外,还有耐热性降低的担忧。
另外,自均苯四甲酸二酐衍生的四羧酸残基(以下,也称为“PMDA残基”)及自2,3,6,7-萘四羧酸二酐衍生的四羧酸残基(以下,也称为“NTCDA残基”)由于具有刚直性,因此是提高面内取向性、将CTE抑制得低并且承担控制面内延迟(RO)或者控制玻璃化转变温度的作用的残基。另一方面,PMDA残基由于分子量小,因此若其量变得过多,则聚合物的酰亚胺基浓度变高,极性基增加而吸湿性变大,因分子链内部的水分的影响而介电损耗角正切增加。另外,NTCDA残基存在因刚直性高的萘骨架而膜容易变脆且使弹性模量增大的倾向。因此,以构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺相对于全部四羧酸残基而在合计优选为40摩尔%以上且80摩尔%以下的范围内、更优选为50摩尔%以上且60摩尔%以下的范围内、进而优选为50摩尔%~55摩尔%的范围内含有PMDA残基及NTCDA残基为宜。在PMDA残基及NTCDA残基的合计未满40摩尔%时,有CTE增加或者耐热性降低的担忧,若超过80摩尔%,则有聚合物的酰亚胺基浓度变高,极性基增加而低吸湿性受损,介电损耗角正切增加的担忧;或者膜变脆而膜的自支持性降低的担忧。
另外,以BPDA残基及TAHQ残基的至少一种以及PMDA残基及NTCDA残基的至少一种的合计相对于全部四羧酸残基而为80摩尔%以上、优选为90摩尔%以上为宜。
作为构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺中所含的所述BPDA残基、TAHQ残基、PMDA残基、NTCDA残基以外的四羧酸残基,例如可列举自3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐、4,4'-氧基二邻苯二甲酸酐、2,3',3,4'-联苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯甲酮四羧酸二酐或3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3',3,4'-二苯基醚四羧酸二酐、双(2,3-二羧基苯基)醚二酐、3,3”,4,4”-对三联苯四羧酸二酐、2,3,3”,4”-对三联苯四羧酸二酐或2,2”,3,3”-对三联苯四羧酸二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)-丙烷二酐或2,2-双(3,4-二羧基苯基)-丙烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐或双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)砜二酐或双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐或1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2,7,8-菲-四羧酸二酐、1,2,6,7-菲-四羧酸二酐或1,2,9,10-菲-四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽四羧酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)四氟丙烷二酐、2,3,5,6-环己烷二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氢萘-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐或2,7-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,3,6,7-(或1,4,5,8-)四氯萘-1,4,5,8-(或2,3,6,7-)四羧酸二酐、2,3,8,9-苝-四羧酸二酐、3,4,9,10-苝-四羧酸二酐、4,5,10,11-苝-四羧酸二酐或5,6,11,12-苝-四羧酸二酐、环戊烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐、吡咯烷-2,3,4,5-四羧酸二酐、噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐、4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯基甲烷二酐、乙二醇双偏苯三酸酐等芳香族四羧酸二酐衍生的四羧酸残基。
(二胺残基)
作为构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺中所含的二胺残基,优选为自通式(A1)所表示的二胺化合物衍生的二胺残基。
[化2]
Figure BDA0003564666870000071
在式(A1)中,连结基Z表示单键或-COO-,Y独立地表示可经卤素原子或苯基取代的碳数1~3的一价烃基、或者碳数1~3的烷氧基或碳数1~3的全氟烷基或烯基,n表示0~2的整数,p及q独立地表示0~4的整数。此处,所谓“独立地”,是指在所述式(A1)中多个取代基Y、以及整数p、整数q可相同也可不同。再者,在所述式(A1)中,末端的两个氨基中的氢原子可经取代,例如也可为-NR2R3(此处,R2、R3独立地指代烷基等任意的取代基)。
通式(A1)所表示的二胺化合物(以下,有时记作“二胺(A1)”)为具有一个乃至三个苯环的芳香族二胺。二胺(A1)由于具有刚直结构,因此具有对聚合物整体赋予有序结构的作用。因此,可获得透气性低、低吸湿性的聚酰亚胺,可减少分子链内部的水分,因此可降低介电损耗角正切。此处,作为连结基Z,优选为单键。
作为二胺(A1),例如可列举:1,4-二氨基苯(p-PDA(p-phenylenediamine);对苯二胺)、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯(2,2'-dimethyl-4,4'-diamino biphenyl,m-TB)、2,2'-正丙基-4,4'-二氨基联苯(2,2'-n-propyl-4,4'-diamino biphenyl,m-NPB)、4-氨基苯基-4'-氨基苯甲酸酯(4-amino phenyl-4'-amino benzoate,APAB)等。这些中,最优选为2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯(m-TB)。
构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺以相对于全部二胺残基而含有优选为50摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进而优选为85摩尔%以上的自二胺(A1)衍生的二胺残基为宜。通过以所述范围内的量使用二胺(A1),并利用源自单体的刚直结构而容易在聚合物整体中形成有序结构,容易获得透气性低、低吸湿性且低介电损耗角正切的非热塑性聚酰亚胺。就此观点而言,最优选为相对于全部二胺残基而在90摩尔%~100摩尔%的范围内含有自2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯(m-TB)衍生的残基。
作为构成聚酰亚胺层10的非热塑性聚酰亚胺中所含的其他二胺残基,若为自用作聚酰亚胺的原料的二胺化合物衍生的残基,则并无特别限制,例如可列举:自1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene,TPE-R)、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene,APB)、4,4'-[2-甲基-(1,3-亚苯基)双氧基]双苯胺、4,4'-[4-甲基-(1,3-亚苯基)双氧基]双苯胺、4,4'-[5-甲基-(1,3-亚苯基)双氧基]双苯胺、2,2-双-[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)]联苯、双[1-(3-氨基苯氧基)]联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]醚、双[4-(3-氨基苯氧基)]二苯甲酮、9,9-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]芴、2,2-双-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双-[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、4,4'-亚甲基二-邻甲苯胺、4,4'-亚甲基二-2,6-二甲苯胺、4,4'-亚甲基-2,6-二乙基苯胺、3,3'-二氨基二苯基乙烷、3,3'-二氨基联苯、3,3'-二甲氧基联苯胺、3,3”-二氨基-对三联苯、4,4'-[1,4-亚苯基双(1-甲基亚乙基)]双苯胺、4,4'-[1,3-亚苯基双(1-甲基亚乙基)]双苯胺、双(对氨基环己基)甲烷、双(对-β-氨基-叔丁基苯基)醚、双(对-β-甲基-δ-氨基戊基)苯、对-双(2-甲基-4-氨基戊基)苯、对-双(1,1-二甲基-5-氨基戊基)苯、1,5-二氨基萘、2,6-二氨基萘、2,4-双(β-氨基-叔丁基)甲苯、2,4-二氨基甲苯、间二甲苯-2,5-二胺、对二甲苯-2,5-二胺、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、2,6-二氨基吡啶、2,5-二氨基吡啶、2,5-二氨基-1,3,4-噁二唑、哌嗪、2'-甲氧基-4,4'-二氨基苯甲酰苯胺、4,4'-二氨基苯甲酰苯胺、1,3-双[2-(4-氨基苯基)-2-丙基]苯、6-氨基-2-(4-氨基苯氧基)苯并噁唑等芳香族二胺化合物衍生的二胺残基;自二聚酸的两个末端羧酸基被取代为一级氨基甲基或氨基而成的二聚酸型二胺等脂肪族二胺化合物衍生的二胺残基。
通过在非热塑性聚酰亚胺中选定所述四羧酸残基及二胺残基的种类、或应用两种以上的四羧酸残基或二胺残基时的各自的摩尔比,可控制热膨胀系数、存储弹性模量、拉伸弹性模量等。另外,当在非热塑性聚酰亚胺中具有多个聚酰亚胺的结构单元时,可以嵌段的形式存在,也可无规地存在,优选为无规地存在。
再者,通过将非热塑性聚酰亚胺中所含的四羧酸残基及二胺残基均设为芳香族基,可提高聚酰亚胺膜的高温环境下的尺寸精度,因此优选。
(聚酰亚胺的合成)
非热塑性聚酰亚胺可通过使所述酸酐及二胺在溶媒中反应,生成前体树脂后使其加热闭环来制造。例如,通过使酸酐成分与二胺成分以大致等摩尔溶解于有机溶媒中,在0℃~100℃的范围内的温度下搅拌30分钟~24小时来进行聚合反应,由此获得作为聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸。在反应时,以要生成的前体在有机溶媒中成为5重量%~30重量%的范围内、优选为成为10重量%~20重量%的范围内的方式溶解反应成分。作为聚合反应中使用的有机溶媒,例如可列举:N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethylacetamide,DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁酮、二甲基亚砜、硫酸二甲酯、环己酮、二噁烷、四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等。也可将这些溶媒并用两种以上来使用,也可进而并用二甲苯、甲苯之类的芳香族烃。另外,此种有机溶媒的使用量并无特别限制,优选为调整为通过聚合反应而获得的聚酰胺酸溶液(聚酰亚胺前体溶液)的浓度成为5重量%~30重量%左右的使用量来使用。
在聚酰亚胺的合成中,所述酸酐及二胺可分别仅使用其中的一种,也可并用两种以上。通过选定酸酐及二胺的种类、使用两种以上的酸酐或二胺时的各自的摩尔比,可控制介电特性、热膨胀性、玻璃化转变温度等。
所合成的前体通常有利地用作反应溶媒溶液,但视需要可进行浓缩、稀释或者置换为其他有机溶媒。另外,前体一般而言溶媒可溶性优异,因此可有利地使用。使前体酰亚胺化的方法并无特别限制,例如可优选地采用如下的热处理:在所述溶媒中,在80℃~400℃的范围内的温度条件下历时1小时~24小时进行加热。
非热塑性聚酰亚胺的酰亚胺基浓度优选为37重量%以下,更优选为33重量%以下,进而优选为32重量%以下。此处,“酰亚胺基浓度”是指聚酰亚胺中的酰亚胺基部(-(CO)2-N-)的分子量除以聚酰亚胺的结构整体的分子量而得的值。若酰亚胺基浓度超过37重量%,则树脂自身的分子量变小,并且因极性基的增加而低吸湿性也劣化。通过选择所述酸酐与二胺化合物的组合来控制非热塑性聚酰亚胺中的分子的取向性,由此抑制伴随酰亚胺基浓度降低的CTE的增加,保证了低吸湿性。
非热塑性聚酰亚胺的重量平均分子量例如优选为10,000~400,000的范围内,更优选为50,000~350,000的范围内。若重量平均分子量未满10,000,则存在粘合层100的强度容易降低的倾向。另一方面,若重量平均分子量超过400,000,则存在粘度过度增加而在涂敷作业时容易产生膜厚度不均、条纹等不良的倾向。
就作为粘合层100中的基底层而保证绝缘性、机械强度维持等功能且制造粘合层100时的搬运性的观点而言,聚酰亚胺层10的厚度优选为10μm以上且135μm以下的范围内,更优选为12μm以上且50μm以下的范围内。在聚酰亚胺层10的厚度未满所述下限值的情况下,电绝缘性或处理性变得不充分,若超过上限值,则生产性降低。
就耐热性的观点而言,聚酰亚胺层10的玻璃化转变温度(Tg)优选为280℃以上。通过聚酰亚胺层10的玻璃化转变温度(Tg)为280℃以上,可在焊接工序等中的加热时维持尺寸稳定性。
就提高粘合层100的尺寸稳定性并且抑制翘曲的观点而言,聚酰亚胺层10的热膨胀系数以处于优选为1ppm/K以上且30ppm/K以下的范围内、更优选为1ppm/K以上且25ppm/K以下的范围内、进而优选为15ppm/K以上且25ppm/K以下的范围内为宜。
聚酰亚胺层10优选为在23℃、50%RH的恒温恒湿条件(常态)下调湿24小时后,利用分离柱电介质谐振器(SPDR)测定的10GHz下的介电损耗角正切为0.006以下。通过聚酰亚胺层10在10GHz下的介电损耗角正切为0.006以下,可降低粘合层100整体的介电损耗角正切。若聚酰亚胺层10在10GHz下的介电损耗角正切超过0.006,则难以将粘合层100整体的介电损耗角正切抑制得低。
在聚酰亚胺层10中,可适宜调配例如增塑剂、环氧树脂等其他硬化树脂成分、硬化剂、硬化促进剂、偶合剂、填充剂、阻燃剂等作为任意成分。
(第一粘接剂层/第二粘接剂层)
第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B只要满足条件c,则其材质并无特别限制,可分别独立地由热塑性树脂或热硬化性树脂构成。作为此种树脂,例如可列举:聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、苯氧基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂(包含液晶聚酯树脂)、酚树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅酮树脂、聚醚酮树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯乙烯-马来酰亚胺共聚体、马来酰亚胺-乙烯基化合物共聚体、或(甲基)丙烯酸共聚体、苯并噁嗪树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等树脂。可自这些中选择满足条件c的树脂、或者以满足条件c的方式进行设计,来用作第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B。在第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B为热硬化性树脂的情况下,可含有有机过氧化物、硬化剂、硬化促进剂等,视需要也可并用硬化剂与硬化促进剂、或者催化剂与助催化剂。只要在可满足条件c的范围内判断硬化剂、硬化促进剂、催化剂、助催化剂、及有机过氧化物的添加量、以及是否添加即可。
作为构成第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的树脂,优选为含有聚酰亚胺作为树脂成分的主成分的树脂,以含有聚酰亚胺作为更优选为树脂成分的70重量%以上、进而优选为树脂成分的90重量%以上、最优选为树脂成分的全部为宜。再者,所谓树脂成分的主成分是指相对于全部树脂成分而以超过50重量%的量含有的成分。作为在满足条件c的基础上用于形成第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的优选的聚酰亚胺,以下述的聚酰亚胺(以下,有时记为“粘接性聚酰亚胺”)为宜:所述聚酰亚胺含有自四羧酸酐成分衍生的酸酐残基及自二胺成分衍生的二胺残基,并且相对于全部二胺残基而含有50摩尔%以上的源自二聚物二胺组合物的二胺残基,所述二聚物二胺组合物以二聚酸的两个末端羧酸基被取代为一级氨基甲基或氨基而成的二聚物二胺为主成分。换句话说,粘接性聚酰亚胺是通过使用相对于全部二胺成分而含有50摩尔%以上的、以二聚酸的两个末端羧酸基被取代为一级氨基甲基或氨基而成的二聚物二胺为主成分的二聚物二胺组合物的原料来获得。通过相对于全部二胺残基而将源自二聚物二胺组合物的二胺残基的含量设为优选为50摩尔%以上、更优选为70摩尔%以上,进而优选为80摩尔%~99摩尔%的范围内,可满足条件c并且使相对介电常数及介电损耗角正切降低。即,通过以所述量含有源自二聚物二胺组合物的二胺残基,可通过聚酰亚胺的玻璃化转变温度的低温化(低Tg化)来改善热压接特性及通过低弹性模量化来缓和内部应力。另外,当源自二聚物二胺组合物的二胺残基的含量未满50摩尔%时,聚酰亚胺中所含的极性基相对地增加,由此相对介电常数及介电损耗角正切容易上升。
二聚物二胺组合物是含有下述成分(a)作为主成分、并且成分(b)及成分(c)的量受到了控制的精制物。
(a)二聚物二胺;
所谓(a)成分的二聚物二胺,是指二聚酸的两个末端羧酸基(-COOH)被取代为一级氨基甲基(-CH2-NH2)或氨基(-NH2)而成的二胺。二聚酸是通过不饱和脂肪酸的分子间聚合反应而获得的已知的二元酸,其工业制造工艺在业界已大致标准化,且可利用粘土催化剂等对碳数为11~22的不饱和脂肪酸进行二聚化而获得。关于工业上所获得的二聚酸,主成分是通过对油酸或亚油酸、亚麻酸等碳数18的不饱和脂肪酸进行二聚化而获得的碳数36的二元酸,但根据精制的程度而含有任意量的单体酸(碳数18)、三聚酸(碳数54)、碳数20~54的其他聚合脂肪酸。另外,在二聚化反应后残存双键,但在本发明中,设为二聚酸中也包含进而进行氢化反应而使不饱和度降低的化合物。(a)成分的二聚物二胺可定义为将碳数处于18~54的范围内、优选为22~44的范围内的二元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的二胺化合物。
作为二聚物二胺的特征,可赋予源自二聚酸的骨架的特性。即,二聚物二胺是分子量约560~620的大分子的脂肪族,因此可增大分子的摩尔体积,并相对减少聚酰亚胺的极性基。认为此种二聚酸型二胺的特征有助于抑制聚酰亚胺的耐热性的降低,同时减小相对介电常数与介电损耗角正切而提高介电特性。另外,由于含有两个自由移动的碳数7~9的疏水链、与具有接近碳数18的长度的两个链状脂肪族氨基,因此不仅可对聚酰亚胺赋予柔软性,而且也可将聚酰亚胺设为非对称性化学结构或非平面性化学结构,因此认为可实现聚酰亚胺的低介电常数化。
二聚物二胺组合物以使用如下二聚物二胺组合物为宜:通过分子蒸馏等精制方法而将(a)成分的二聚物二胺含量提高至96重量%以上、优选为97重量%以上、更优选为98重量%以上。通过将(a)成分的二聚物二胺含量设为96重量%以上,可抑制聚酰亚胺的分子量分布的扩大。再者,若技术上可行,则以二聚物二胺组合物全部(100重量%)由(a)成分的二聚物二胺构成为最优。
(b)将碳数处于10~40的范围内的一元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的单胺化合物;
碳数处于10~40的范围内的一元酸化合物是源自二聚酸的原料的碳数处于10~20的范围内的一元不饱和脂肪酸及制造二聚酸时的副产物即碳数处于21~40的范围内的一元酸化合物的混合物。单胺化合物是将这些一元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的化合物。
(b)成分的单胺化合物是抑制聚酰亚胺的分子量增加的成分。在聚酰胺酸或聚酰亚胺的聚合时,所述单胺化合物的单官能氨基与聚酰胺酸或聚酰亚胺的末端酸酐基反应,由此将末端酸酐基密封,从而抑制聚酰胺酸或聚酰亚胺的分子量增加。
(c)将碳数处于41~80的范围内的具有烃基的多元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的胺化合物(其中,所述二聚物二胺除外);
碳数处于41~80的范围内的具有烃基的多元酸化合物是以制造二聚酸时的副产物即碳数处于41~80的范围内的三元酸化合物为主成分的多元酸化合物。另外,也可包含碳数41~80的二聚酸以外的聚合脂肪酸。胺化合物是将这些多元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的化合物。
(c)成分的胺化合物是助长聚酰亚胺的分子量增加的成分。将以三聚酸为来源的三胺体作为主成分的三官能以上的氨基与聚酰胺酸或聚酰亚胺的末端酸酐基反应,使聚酰亚胺的分子量急剧增加。另外,由碳数41~80的二聚酸以外的聚合脂肪酸衍生的胺化合物也使聚酰亚胺的分子量增加而成为聚酰胺酸或聚酰亚胺凝胶化的原因。
在通过使用凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography,GPC)的测定来进行各成分的定量的情况下,为了容易确认二聚物二胺组合物的各成分的峰起点(peakstart)、峰顶(peak top)及峰终点(peak end),使用利用乙酸酐及吡啶对二聚物二胺组合物进行处理而得的样品,且使用环己酮作为内部标准物质。使用如上所述那样制备的样品,利用GPC的色谱图的面积百分率对各成分进行定量。各成分的峰起点及峰终点设为各峰值曲线的极小值,可以其为基准来进行色谱图的面积百分率的算出。
另外,二聚物二胺组合物以通过GPC测定而得的色谱图的面积百分率计,以成分(b)及成分(c)的合计为4%以下、优选为未满4%为宜。通过将成分(b)及成分(c)的合计设为4%以下,可抑制聚酰亚胺的分子量分布的扩大。
另外,(b)成分的色谱图的面积百分率以优选为3%以下、更优选为2%以下、进而优选为1%以下为宜。通过设为此种范围,可抑制聚酰亚胺的分子量的降低,进而可扩大四羧酸酐成分及二胺成分的投入的摩尔比的范围。再者,(b)成分也可不包含于二聚物二胺组合物中。
另外,(c)成分的色谱图的面积百分率为2%以下,且以优选为1.8%以下、更优选为1.5%以下为宜。通过设为此种范围,可抑制聚酰亚胺的分子量的急剧增加,进而可抑制树脂膜的广域频率下的介电损耗角正切的上升。再者,(c)成分也可不包含于二聚物二胺组合物中。
另外,在成分(b)及成分(c)的色谱图的面积百分率的比率(b/c)为1以上的情况下,四羧酸酐成分及二胺成分的摩尔比(四羧酸酐成分/二胺成分)以优选为设为0.97以上且未满1.0为宜,通过设为此种摩尔比,更容易控制聚酰亚胺的分子量。
另外,在成分(b)及成分(c)的所述色谱图的面积百分率的比率(b/c)未满1的情况下,四羧酸酐成分及二胺成分的摩尔比(四羧酸酐成分/二胺成分)以优选为设为0.97以上且1.1以下为宜,通过设为此种摩尔比,更容易控制聚酰亚胺的分子量。
二聚物二胺组合物能利用市售品,优选为出于减少(a)成分的二聚物二胺以外的成分的目的进行精制,例如优选为将(a)成分设为96面积%以上。精制方法并无特别限制,优选为蒸馏法或沉淀精制等已知的方法。作为二聚物二胺组合物的市售品,例如可列举:日本禾大(Croda Japan)公司制造的普利阿敏(PRIAMINE)1073(商品名)、日本禾大(CrodaJapan)公司制造的普利阿敏(PRIAMINE)1074(商品名)、日本禾大(Croda Japan)公司制造的普利阿敏(PRIAMINE)1075(商品名)等。
粘接性聚酰亚胺的合成可依据所述非热塑性聚酰亚胺中说明的方法来实施。
当粘接性聚酰亚胺在分子内具有酮基时,使所述酮基与具有至少两个一级氨基作为官能基的氨基化合物(以下,有时记为“交联形成用氨基化合物”)的氨基反应而形成C=N键,由此可形成交联结构。此种形成有交联结构的聚酰亚胺(以下有时记为“交联聚酰亚胺”)是粘接性聚酰亚胺的应用例,且成为优选形态。通过形成交联结构,可提高粘接性聚酰亚胺的耐热性。作为为了形成具有酮基的粘接性聚酰亚胺而优选的四羧酸二酐,例如可列举3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA),作为二胺化合物,例如可列举4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮(4,4'-bis(3-aminophenoxy)benzophenone,BABP)、1,3-双[4-(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯(1,3-bis[4-(3-aminophenoxy)benzoyl]benzene,BABB)等芳香族二胺。在形成交联结构的目的中,特别优选为使交联形成用氨基化合物作用于相对于全部四羧酸残基而含有优选为50摩尔%以上、更优选为60摩尔%以上的自BTDA衍生的BTDA残基的所述粘接性聚酰亚胺。再者,在本发明中,所谓“BTDA残基”,是指自BTDA衍生的四价基。
作为交联形成用氨基化合物,可例示:(I)二酰肼化合物、(II)芳香族二胺、(III)脂肪族胺等。这些中,优选为二酰肼化合物。二酰肼化合物以外的脂肪族胺即便在室温下也容易形成交联结构,担心清漆的保存稳定性,另一方面,芳香族二胺为了形成交联结构而需要设为高温。如上所述,在使用二酰肼化合物的情况下,可使清漆的保存稳定性与硬化时间的缩短化并存。作为二酰肼化合物,例如优选为乙二酸二酰肼、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼、庚二酸二酰肼、辛二酸二酰肼、壬二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、十二烷二酸二酰肼、马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、二甘醇酸二酰肼、酒石酸二酰肼、苹果酸二酰肼、邻苯二甲酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、对苯二甲酸二酰肼、2,6-萘甲酸二酰肼、4,4-双苯二酰肼、1,4-萘甲酸二酰肼、2,6-吡啶二酸二酰肼、衣康酸二酰肼等二酰肼化合物。以上的二酰肼化合物可单独使用,也可将两种以上混合使用。
另外,所述(I)二酰肼化合物、(II)芳香族二胺、(III)脂肪族胺等氨基化合物例如也可如(I)与(II)的组合、(I)与(III)的组合、(I)与(II)及(III)的组合那样,超范畴地将两种以上组合使用。
另外,就使通过利用交联形成用氨基化合物进行的交联而形成的网状结构更致密的观点而言,本发明中所使用的交联形成用氨基化合物的分子量(在交联形成用氨基化合物是寡聚物的情况下为重量平均分子量)优选为5,000以下,以更优选为90~2,000、进而优选为100~1,500为宜。其中,特别优选为具有100~1,000的分子量的交联形成用氨基化合物。若交联形成用氨基化合物的分子量未满90,则交联形成用氨基化合物的一个氨基限于与粘接性聚酰亚胺的酮基形成C=N键,剩余的氨基的周边立体地体积变大,因此存在剩余的氨基难以形成C=N键的倾向。
在使粘接性聚酰亚胺中的酮基与交联形成用氨基化合物进行交联形成的情况下,在包含粘接性聚酰亚胺的树脂溶液中加入所述交联形成用氨基化合物,使粘接性聚酰亚胺中的酮基与交联形成用氨基化合物的一级氨基进行缩合反应。通过所述缩合反应,树脂溶液进行硬化而成为硬化物。此情况下,交联形成用氨基化合物的添加量可设为:相对于酮基1摩尔,一级氨基合计为0.004摩尔~1.5摩尔,优选为0.005摩尔~1.2摩尔,更优选为0.03摩尔~0.9摩尔,最优选为0.04摩尔~0.6摩尔。在相对于酮基1摩尔而一级氨基合计未满0.004摩尔那样的交联形成用氨基化合物的添加量下,利用交联形成用氨基化合物进行的交联不充分,因此存在硬化后难以表现出耐热性的倾向,若交联形成用氨基化合物的添加量超过1.5摩尔,则未反应的交联形成用氨基化合物作为热增塑剂发挥作用,有使作为粘接剂层的耐热性降低的倾向。
用以进行交联形成的缩合反应的条件若为粘接性聚酰亚胺中的酮基与所述交联形成用氨基化合物的一级氨基发生反应而形成亚胺键(C=N键)的条件,则并无特别限制。关于加热缩合的温度,出于为了将因缩合而生成的水放出至系统外、或为了当在粘接性聚酰亚胺的合成后继而进行加热缩合反应时使所述缩合工序简化等理由,例如优选为120℃~220℃的范围内,更优选为140℃~200℃的范围内。反应时间优选为30分钟~24小时左右。反应的终点例如可通过使用傅里叶变换红外分光光度计(市售品:日本分光制造的FT/IR620)对红外线吸收光谱进行测定,并利用1670cm-1附近的源自聚酰亚胺树脂中的酮基的吸收峰的减少或消失、及1635cm-1附近的源自亚胺基的吸收峰的出现来确认。
粘接性聚酰亚胺的酮基与所述交联形成用氨基化合物的一级氨基的加热缩合例如可利用如下方法等进行:
(1)紧接着粘接性聚酰亚胺的合成(酰亚胺化)而添加交联形成用氨基化合物并进行加热的方法;
(2)预先投入过量的氨基化合物作为二胺成分,紧接着粘接性聚酰亚胺的合成(酰亚胺化),而将不参与酰亚胺化或酰胺化的剩余的氨基化合物用作交联形成用氨基化合物并与粘接性聚酰亚胺一起加热的方法;
或者
(3)在将添加有所述交联形成用氨基化合物的粘接性聚酰亚胺的组合物加工为规定的形状后(例如,在涂布于任意的基材上后或形成为膜状后)进行加热的方法。
为了对粘接性聚酰亚胺赋予耐热性,列举通过形成亚胺键而形成交联结构的交联聚酰亚胺的例子进行了说明,但并不限定于此,作为聚酰亚胺的硬化方法,例如也能调配环氧树脂、环氧树脂硬化剂、马来酰亚胺、活性化酯树脂、具有苯乙烯骨架的树脂等具有不饱和键的化合物等来进行硬化。
第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的玻璃化转变温度(Tg)分别为180℃以下,以优选为160℃以下的范围内为宜。通过将第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的Tg设为180℃以下,可进行低温下的热压接,因此可缓和层叠时产生的内部应力,抑制电路加工后的尺寸变化。若第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的Tg超过180℃,则为了应用于带状线而介隔存在于绝缘树脂层之间来进行粘接时的温度变高,有损害带状线的尺寸稳定性的担忧。
第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B优选为在23℃、50%RH的恒温恒湿条件(常态)下调湿24小时后利用分离柱电介质谐振器(SPDR)测定的10GHz下的介电损耗角正切为0.004以下。通过第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B在10GHz下的介电损耗角正切为0.004以下,可降低粘合层100整体的介电损耗角正切。若聚酰亚胺层10在10GHz下的介电损耗角正切超过0.004,则难以将粘合层100整体的介电损耗角正切抑制得低。
在第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B中,可适宜调配例如增塑剂、环氧树脂等其他硬化树脂成分、硬化剂、硬化促进剂、偶合剂、填充剂、阻燃剂等作为任意成分。
粘合层100例如可通过以下的方法1或方法2制造。
[方法1]
分别单独地准备相当于构成粘合层100的聚酰亚胺层10的聚酰亚胺膜、与相当于第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的粘接剂膜。接着,以在两片粘接剂膜之间夹入聚酰亚胺膜的方式配置,并在例如超过构成第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的树脂的玻璃化转变温度的温度下进行热压接,由此,可制造层叠有三层的结构的粘合层100。
[方法2]
首先,通过常规方法制备相当于聚酰亚胺层10的聚酰亚胺膜,在其单侧的面以规定的厚度涂布构成第一粘接剂层20A的树脂溶液后,对涂布膜进行加热,由此形成第一粘接剂层20A。接着,在聚酰亚胺膜的另一个面以规定的厚度涂布构成第二粘接剂层20B的树脂溶液后,对涂布膜进行加热干燥而形成第二粘接剂层20B,由此,可制造层叠有三层的结构的粘合层100。
所述方法1、方法2中使用的聚酰亚胺膜或粘接剂膜例如可通过在任意的支撑基材涂布树脂溶液并加以干燥后,自支撑基材剥下而进行膜化来制造。另外,作为将树脂溶液涂布于支撑基材或聚酰亚胺膜上的方法并无特别限制,例如可利用缺角轮涂布机、模涂机、刮刀涂布机、模唇涂布机等进行涂布。
[电路基板]
粘合层100主要有效用作FPC、刚性/柔性电路基板等电路基板材料。例如,准备具有绝缘树脂层以及金属层的金属包覆层叠板、或将所述金属包覆层叠板的金属层通过常规方法加工成图案状而形成了布线层的电路基板,在两个以上的金属包覆层叠板和/或电路基板之间,夹入粘合层100进行热压接而加以一体化,由此,可制造多层结构的电路基板。作为此种电路基板的一例,可列举用作高频传输路径的带状线。
(带状线)
图2是说明作为本发明电路基板的优选形态的带状线的剖面结构的示意图。图2所示的带状线200包括:第一金属层30A;第一绝缘树脂层40A,包含层叠于所述第一金属层30A的单侧的面的单层或多层;以及布线层50,与第一绝缘树脂层40A相接地设置。此处,第一金属层30A、第一绝缘树脂层40A以及布线层50形成了第一层叠体60A。
另外,带状线200包括第二金属层30B以及第二绝缘树脂层40B,所述第二绝缘树脂层40B包含层叠于第二金属层30B的单侧的面的单层或多层。此处,第二金属层30B与第二绝缘树脂层40B形成了第二层叠体60B。
进而,带状线200包括介隔存在于第一绝缘树脂层40A与第二绝缘树脂层40B之间而层叠的中间树脂层101。
带状线200的中间树脂层101由粘合层100形成。即,在第一层叠体60A与第二层叠体60B之间介隔存在有包含粘合层100的中间树脂层101,且以粘合层100的第一粘接剂层20A与第一层叠体60A的第一绝缘树脂层40A及布线层50相接、粘合层100的第二粘接剂层20B与第二层叠体60B的第二绝缘树脂层40B相接的方式层叠。粘合层100的第一粘接剂层20A覆盖布线层50。即,在第一绝缘树脂层40A上突出形成的布线层50插入第一粘接剂层20A中而被埋入。
在带状线200中,第一金属层30A及第二金属层30B作为接地层或屏蔽层发挥功能。另外,在带状线200中,布线层50进行了图案形成,从而作为信号线发挥功能。作为第一金属层30A、第二金属层30B及布线层50的材质,并无特别限制,例如可列举:铜、不锈钢、铁、镍、铍、铝、锌、铟、银、金、锡、锆、钽、钛、铅、镁、锰及这些的合金等。其中,特别优选为铜或铜合金。再者,在使用铜箔的情况下,可为压延铜箔,也可为电解铜箔。
在带状线200中,作为第一绝缘树脂层40A及第二绝缘树脂层40B,若由具有电绝缘性的树脂构成,则并无特别限定,可分别独立地由热塑性树脂或热硬化性树脂构成。作为此种树脂,例如可列举:聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、苯氧基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂(包含液晶聚酯树脂)、酚树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅酮树脂、聚醚酮树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯乙烯-马来酰亚胺共聚体、马来酰亚胺-乙烯基化合物共聚体、或(甲基)丙烯酸共聚体、苯并噁嗪树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等树脂。
另外,第一绝缘树脂层40A及第二绝缘树脂层40B并不限于单层,也可层叠有多个树脂层。
构成带状线200的各层的厚度或厚度比率可根据目的适宜设定,但通过包含尺寸稳定性优异、低吸湿性且低介电损耗角正切的粘合层100,可提高基于高尺寸稳定性的可靠性,并且可抑制高频信号的传输损耗。特别是在带状线200中,以覆盖布线层50的周围的方式填充有第一粘接剂层20A,利用此种特征性结构,在使用介电损耗角正切低的树脂材料(例如,所述粘接性聚酰亚胺等)作为第一粘接剂层20A的情况下,可期待优异的传输损耗减少效果。进而,通过带状线200包含粘合层100,与使用粘合片的情况不同,也可避免在激光加工时产生切削、凹沟等损伤、或者在焊接工序等中发生树脂的流出的问题。
带状线200可通过利用常规方法分别制造第一层叠体60A与第二层叠体60B,并使用另行准备的粘合层100予以贴合来制造。即,可通过以下方式制造:以第一层叠体60A的第一绝缘树脂层40A及布线层50与粘合层100的第一粘接剂层20A相向、第二层叠体60B的第二绝缘树脂层40B与粘合层100的第二粘接剂层20B相向的方式配置,并在例如超过构成粘合层100的第一粘接剂层20A及第二粘接剂层20B的树脂的玻璃化转变温度下进行热压接。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明不受这些实施例的任何限定。再者,在以下的实施例中,只要并无特别说明,则各种测定、评价基于下述内容。
[胺值的测定方法]
将约2g的二聚物二胺组合物秤量至200mL~250mL的三角烧瓶中,使用酚酞作为指示剂,滴加0.1mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液直至溶液呈浅粉色,使其溶解于进行了中和的丁醇约100mL中。在其中加入3滴~7滴酚酞溶液,利用0.1mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液一边搅拌一边进行滴定,直至样品的溶液变为浅粉色。向其中加入5滴溴酚蓝溶液,利用0.2mol/L的盐酸/异丙醇溶液一边搅拌一边进行滴定,直至样品溶液变为黄色。
胺值是通过以下的式(1)而算出。
胺值={(V2×C2)-(V1×C1)}×MKOH/m…(1)
此处,胺值是mg-KOH/g所表示的值,MKOH是氢氧化钾的分子量56.1。另外,V、C分别是滴定中所使用的溶液的体积与浓度,下标的1、2分别表示0.1mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液、0.2mol/L的盐酸/异丙醇溶液。进而,m是以克(gram)表示的样品重量。
[GPC及色谱图的面积百分率的算出]
(a)二聚物二胺
(b)将碳数处于10~40的范围内的一元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的单胺化合物
(c)将碳数处于41~80的范围内的具有烃基的多元酸化合物的末端羧酸基取代为一级氨基甲基或氨基而得的胺化合物(其中,所述二聚物二胺除外)
关于GPC,针对利用200μL的乙酸酐、200μL的吡啶及2mL的四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)将20mg的二聚物二胺组合物进行前处理而得的100mg的溶液,利用10mL的THF(含有1000ppm的环己酮)进行稀释,制备样品。针对所制备的样品,使用东曹(TOSOH)股份有限公司制造的商品名:HLC-8220GPC在管柱:TSK-gel G2000HXL、G1000HXL、流量:1mL/min、管柱(烘箱)温度:40℃、注入量:50μL的条件下进行测定。再者,环己酮是为了修正流出时间而作为标准物质来处理。
此时,以环己酮的主峰的峰顶自保留时间(retention time)27分钟变为31分钟的方式、且以所述环己酮的主峰的峰起点至峰终点成为2分钟的方式进行调整,并以将环己酮的峰除外的主峰的峰顶自18分钟变为19分钟的方式、且在将所述环己酮的峰除外的主峰的峰起点至峰终点为止自2分钟变为4分钟30秒的条件下,作为所述各成分(a)~成分(c)而对以下成分进行检测:
(a)主峰所表示的成分;
(b)以主峰中的保留时间迟的时间侧的极小值为基准,在比其迟的时间检测出的GPC峰所表示的成分;
(c)以主峰中的保留时间早的时间侧的极小值为基准,在比其早的时间检测出的GPC峰所表示的成分。
[重量平均分子量(Mw)的测定]
重量平均分子量是利用凝胶渗透色谱仪(gel permeation chromatograph)(使用东曹(TOSOH)股份有限公司制造的HLC-8220GPC)来测定。使用聚苯乙烯作为标准物质,展开溶媒使用四氢呋喃(THF)。
[粘度的测定]
使用E型粘度计(博勒菲(Brookfield)公司制造,商品名:DV-II+Pro)对25℃下的粘度进行测定。以扭矩(torque)成为10%~90%的方式设定转速,自测定开始起经过2分钟后,读取粘度稳定时的值。
[热膨胀系数(CTE)的测定]
针对3mm×20mm尺寸的聚酰亚胺膜,使用热机械分析仪(布鲁克(Bruker)公司制造,商品名:4000SA),一边施加5.0g的负荷一边以一定的升温速度、即20℃/分钟的速度自30℃升温至265℃,进而在所述温度下保持10分钟后,以5℃/分钟的速度进行冷却,求出自250℃至100℃为止的平均热膨胀系数(热膨胀系数)。
[相对介电常数(Dk)及介电损耗角正切(Df)的测定]
使用矢量网络分析仪(vector network analyzer)(安捷伦(Agilent)公司制造,商品名:E8363C)以及SPDR谐振器,测定10GHz下的树脂片(粘接剂膜、树脂层叠体)的相对介电常数及介电损耗角正切。再者,测定中所使用的材料是在温度:20℃~26℃、湿度:45%~55%RH的条件下放置24小时后的材料。
[存储弹性模量及玻璃化转变温度(Tg)的测定]
将样品切成5mm×20mm,使用动态粘弹性装置(DMA:UBM公司制造,商品名:E4000F),自30℃至400℃为止以升温速度4℃/分钟进行阶段性加热,在频率11Hz下进行测定。另外,将测定中的Tanδ的值变得最大时的最大温度定义为Tg。
[吸湿率的测定]
将A4尺寸(横向(transverse direction,TD):210mm×纵向(machine direction,MD):297mm)的试样(聚酰亚胺膜或粘合层)在80℃的热风烘箱中干燥1小时,测定干燥后的重量,将其作为干燥重量(W1)。使测定干燥重量后的试样在23℃、50%RH的恒温恒湿下吸湿24小时后,测定其重量作为吸湿后的重量(W2)。基于所测定的重量代入下述式来计算吸湿率。
吸湿率(重量%)=[(W2-W1)/W1]×100
[尺寸变化率的测定]
在粘合层的两面重叠电解铜箔(福田金属箔粉工业公司制造,商品名:T49A-DS-HD2,厚度:12μm),针对玻璃化转变温度未满160℃的粘接剂膜,在温度:160℃、压力:4MPa的条件下进行40分钟热压制,针对玻璃化转变温度为300℃以上的粘接剂膜,在温度:390℃、压力:4MPa的条件下进行40分钟热压制,获得带铜箔的粘合层后,使用切断为150mm见方的试验片,以100mm间隔对干膜抗蚀剂进行曝光、显影,由此形成位置测定用靶材。在温度23±2℃、相对湿度50±5%的环境中测定蚀刻前(常态)的尺寸后,通过蚀刻(液温40℃以下、时间10分钟以内)将试验片的靶材以外的铜去除。在温度23±2℃、相对湿度50±5%的环境中静置24±4小时后,测定蚀刻后的尺寸。算出MD方向(长度方向)及TD方向(宽度方向)上的各三处相对于常态的尺寸变化率,以各自的平均值作为蚀刻后的尺寸变化率。蚀刻后尺寸变化率通过下述数式来算出。
蚀刻后尺寸变化率(%)=[(B-A)/A]×100
A:蚀刻前的靶材间距离
B:蚀刻后的靶材间距离
本实施例中使用的代号表示以下的化合物。
PMDA:均苯四甲酸二酐
BPDA:3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐
BTDA:3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐
m-TB:2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯
TPE-R:1,3-双(4-氨基苯氧基)苯
p-PDA:对苯二胺
BAPP:2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷
APB:1,3-双(3-氨基苯氧基)苯
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
DMAc:N,N-二甲基乙酰胺
DDA:碳数36的脂肪族二胺(对日本禾大(Croda Japan)股份有限公司制造的商品名:普利阿敏(PRIAMINE)1074进行蒸馏精制而成,胺值:210mgKOH/g,环状结构及链状结构的二聚物二胺的混合物,成分(a):97.9%,成分(b):0.3%,成分(c):1.8%)
N-12:十二烷二酸二酰肼
OP935:有机次膦酸铝盐(日本科莱恩(Clariant Japan)公司制造,商品名:艾克索利特(Exolit)OP935)
再者,在所述DDA中,成分(a)、成分(b)、成分(c)的“%”是指GPC测定中色谱图的面积百分率。另外,所述DDA的分子量是通过下式而算出。
分子量=56.1×2×1000/胺值
(合成例1)
在氮气气流下,在反应层中投入12.745g的m-TB(0.0599摩尔)及1.947g的TPE-R(0.0066摩尔)以及聚合后的固体成分浓度成为15重量%的量的DMAc,在室温下搅拌使其溶解。接着,添加11.447g的PMDA(0.0525摩尔)及3.86g的BPDA(0.0131摩尔)后,在室温下继续搅拌3小时进行聚合反应,制备聚酰胺酸溶液1(粘度:16,500cps)。
(合成例2)
在氮气气流下,在反应层中投入13.780g的m-TB(0.0643摩尔)以及聚合后的固体成分浓度成为15重量%的量的DMAc,在室温下搅拌使其溶解。接着,添加6.903g的PMDA(0.0317摩尔)及9.317g的BPDA(0.0317摩尔)后,在室温下继续搅拌3小时进行聚合反应,制备聚酰胺酸溶液2(粘度:12,500cps)。
(合成例3)
在氮气气流下,在反应层中添加7.715g的m-TB(0.0363摩尔)、3.694g的p-PDA(0.0363摩尔)、聚合后的固体成分浓度成为15重量%的量的DMAc、7.797g的PMDA(0.0375摩尔)及10.524g的BPDA(0.0375摩尔)后,在室温下继续搅拌3小时进行聚合反应,制备聚酰胺酸溶液3(粘度:9,600cps)。
(合成例4)
在氮气气流下,在反应层中投入9.061g的p-PDA(0.0830摩尔)与聚合后的固体成分浓度成为15重量%的量的DMAc,在室温下搅拌使其溶解。接着,添加8.9112g的PMDA(0.0409摩尔)及12.0275g的BPDA(0.0409摩尔)后,在室温下继续搅拌3小时进行聚合反应,制备聚酰胺酸溶液4(粘度;11,000cps)。
(合成例5)
在附有氮气导入管、搅拌机、热电偶、迪安-斯塔克捕集器(Dean-Stark trap)、冷却管的500mL四口烧瓶中,装入44.92g的BTDA(0.139摩尔)、75.08g的DDA(0.141摩尔)、168g的NMP及112g的二甲苯,在40℃下混合30分钟,制备聚酰胺酸溶液。将所述聚酰胺酸溶液升温至190℃并加热、搅拌4小时,将馏出的水及二甲苯去除至体系外。然后,冷却至100℃,加入112g的二甲苯进行搅拌,进而冷却至30℃,由此制备完成了酰亚胺化的聚酰亚胺溶液5(固体成分:29.5重量%,重量平均分子量:75,700)。
(合成例6)
在附有氮气导入管、搅拌机、热电偶、迪安-斯塔克捕集器、冷却管的500mL四口烧瓶中,装入47.67g的BTDA(0.148摩尔)、46.3969g的DDA(0.085摩尔)、16.601g的APB(0.05679摩尔)、155g的NMP及103g的二甲苯,在40℃下混合30分钟,制备聚酰胺酸溶液。将所述聚酰胺酸溶液升温至190℃并加热、搅拌4小时,将馏出的水及二甲苯去除至体系外。然后,冷却至100℃,加入112g的二甲苯进行搅拌,进而冷却至30℃,由此制备完成了酰亚胺化的聚酰亚胺溶液6(固体成分:29.5重量%,重量平均分子量:85,200)。
(合成例7)
在氮气气流下,在反应层中添加18.574g的BAPP(0.0453摩尔)与聚合后的固体成分浓度成为15重量%的量的DMAc、9.7354g的PMDA(0.0446摩尔)后,在室温下继续搅拌3小时进行聚合反应,制备聚酰胺酸溶液7(粘度:5,300cps)。
(制作例1)
在铜箔1(电解铜箔,厚度:12μm,树脂层侧的表面粗糙度Rz:0.6μm)上,以硬化后的厚度成为约50μm的方式均匀地涂布聚酰胺酸溶液1后,在120℃下进行加热干燥而去除溶媒。然后,自120℃至360℃进行阶段性热处理,完成酰亚胺化,制备单面金属包覆层叠板1。使用氯化铁水溶液,将单面金属包覆层叠板1的铜箔1蚀刻去除,制备聚酰亚胺膜1(厚度:50μm,CTE:12ppm/K,Dk:3.3,Df:0.0056,吸湿率:0.77重量%,Tg:378℃)。
(制作例2)
除了使用聚酰胺酸溶液2以外,与制作例1同样地制备聚酰亚胺膜2(厚度:50μm,CTE:16.4ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0036,吸湿率:0.63重量%,Tg:332℃)。
(制作例3)
除了使用聚酰胺酸溶液3以外,与制作例1同样地制备聚酰亚胺膜3(厚度:50μm,CTE:22.4ppm/K,Dk:3.6,Df:0.0051,吸湿率:0.65重量%)。
(制作例4)
除了使用聚酰胺酸溶液4以外,与制作例1同样地制备聚酰亚胺膜4(厚度:50μm,CTE:15.8ppm/K,Dk:3.8,Df:0.0122,吸湿率:1.66重量%,Tg>400℃)。
(制作例5)
除了使用聚酰胺酸溶液2且使硬化后的厚度成为约25μm以外,与制作例1同样地制备聚酰亚胺膜5(厚度:25μm,CTE:11.4ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0038,吸湿率:0.64重量%)。
(制作例6)
在聚酰亚胺溶液5的169.49g(以固体成分计为50g)中调配1.8g的N-12(0.0036摩尔)及12.5g的OP935,加入6.485g的NMP与19.345g的二甲苯进行稀释,制备聚酰亚胺清漆1。
将聚酰亚胺清漆1以干燥后厚度成为50μm的方式涂敷于脱模基材1(纵×横×厚度=320mm×240mm×25μm)的硅酮处理面后,在80℃下进行15分钟加热干燥,并自脱模基材1剥离,由此制备粘接剂膜1(厚度:50μm,CTE:113ppm/K,Dk:2.7,Df:0.0024)。再者,粘接剂膜1硬化后的50℃下的存储弹性模量及陡梯度温度范围180℃~260℃的存储弹性模量的最大值分别为5.0×102MPa、3.0MPa。另外,粘接剂膜1的玻璃化转变温度为54℃。
(制作例7)
在聚酰亚胺溶液6的169.49g(以固体成分计为50g)中调配1.8g的N-12(0.0036摩尔)及12.5g的OP935,加入6.485g的NMP与19.345g的二甲苯进行稀释,制备聚酰亚胺清漆2。
除了使用聚酰亚胺清漆2以外,与制作例6同样地制备粘接剂膜2(厚度:50μm,CTE:78ppm/K,Dk:2.7,Df:0.0028)。再者,粘接剂膜2硬化后的50℃下的存储弹性模量及陡梯度温度范围180℃~260℃的存储弹性模量的最大值分别为15.0×102MPa、12.0MPa。另外,粘接剂膜2的玻璃化转变温度为120℃。
(制作例8)
在铜箔1上,以硬化后的厚度成为约50μm的方式均匀地涂布聚酰胺酸溶液7后,在120℃下进行加热干燥而去除溶媒。然后,自120℃至360℃进行阶段性的热处理,完成酰亚胺化,制备单面金属包覆层叠板2。使用氯化铁水溶液,将单面金属包覆层叠板2的铜箔1蚀刻去除,制备粘接剂膜3(厚度:50μm,CTE:58ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0059)。再者,粘接剂膜3硬化后的50℃下的存储弹性模量及陡梯度温度范围180℃~260℃的存储弹性模量的最大值分别为29.0×102MPa、21.0×102MPa。另外,粘接剂膜3的玻璃化转变温度为326℃。
(制作例9)
除了使用聚酰胺酸溶液2且使硬化后的厚度成为约12μm以外,与制作例1同样地制备聚酰亚胺膜6(厚度:12μm,CTE:28.6ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0038,吸湿率:0.6重量%)。
[实施例1]
将聚酰亚胺清漆1以干燥后厚度成为25μm的方式涂布于聚酰亚胺膜2上后,在80℃下进行15分钟加热干燥。继而,在涂布后的相反面,也同样地以干燥后厚度成为25μm的方式涂布聚酰亚胺清漆1,进行80℃、15分钟加热干燥,获得粘合层1。将粘合层1的评价结果示于表1。
[实施例2]
除了将聚酰亚胺清漆1的干燥后厚度设为50μm以外,与实施例1同样地制作,获得粘合层2。将粘合层2的评价结果示于表1。
[实施例3]
除了使用聚酰亚胺膜5代替聚酰亚胺膜2以外,与实施例2同样地制作,获得粘合层3。将粘合层3的评价结果示于表1。
[实施例4]
除了使用聚酰亚胺膜1代替聚酰亚胺膜2以外,与实施例2同样地制作,获得粘合层4。将粘合层4的评价结果示于表1。
[实施例5]
除了使用聚酰亚胺膜3代替聚酰亚胺膜2以外,与实施例2同样地制作,获得粘合层5。将粘合层5的评价结果示于表1。
比较例1
除了使用聚酰亚胺膜4代替聚酰亚胺膜2以外,与实施例2同样地制作,获得粘合层6。将粘合层6的评价结果示于表1。
[实施例6]
除了使用聚酰亚胺清漆2代替聚酰亚胺清漆1以外,与实施例4同样地制作,获得粘合层7。将粘合层7的评价结果示于表1。
比较例2
在聚酰亚胺膜2上,以硬化后的厚度成为约50μm的方式均匀地涂布聚酰胺酸溶液7后,在120℃下进行加热干燥而去除溶媒。然后,在聚酰亚胺膜2的相反面,也同样地以硬化后的厚度成为约50μm的方式均匀地涂布聚酰胺酸溶液7后,在120℃下进行加热干燥而去除溶媒。自120℃至360℃进行阶段性的热处理,完成酰亚胺化,获得粘合层8。将粘合层8的评价结果示于表1。
比较例3
除了使用聚酰亚胺膜6代替聚酰亚胺膜2以外,与实施例2同样地制作,获得粘合层9。将粘合层9的评价结果示于表1。
[实施例7]
在聚酰亚胺膜2的两面重叠粘接剂片(尼关工业(Nikkan Industries)公司制造,商品名:尼卡福莱克斯萨菲(NIKAFLEX SAFY),厚度:50μm),在温度:160℃、压力:4MPa的条件下进行40分钟热压制,获得粘合层10。将粘合层10的评价结果示于表1。
将以上结果汇总示于表1。
[表1]
Figure BDA0003564666870000211
如表1所示,实施例1~实施例7的粘合层实现了低介电损耗角正切化与尺寸稳定性的并存。因此,在应用于传输GHz频带(例如,1GHz~50GHz)的高频信号的带状线等电路基板的情况下,可有效地减少高频信号的传输损耗,并且,可期待通过优异的尺寸稳定性来实现可靠性与良率的提高。
[实施例8]
在单面铜包覆层叠板(日铁化学&材料(NIPPON STEEL Chemical&Material)公司制造,商品名:爱斯派耐克斯(ESPANEX)M系列)的铜箔,通过利用减去(subtractive)法的蚀刻加工而形成多个直线导体图案(电路导体宽度/空间宽度=100μm/100μm),制作布线基板1。
准备两片所述布线基板1。在布线基板1的电路加工面配置粘合层2,进而在其上以另一片布线基板1的电路加工面成为外侧的方式进行配置,在温度:160℃、压力:4MPa的条件下进行40分钟热压制,获得多层电路基板1{层叠结构:布线基板1(电路面为内侧)/粘合层2/布线基板1(电路面为外侧)}。
[实施例9]
以两个布线基板1的电路加工面成为外侧的方式进行配置,进而以在所述两个布线基板1之间夹入粘合层2的方式进行层叠,除此以外,与实施例8同样地获得多层电路基板2{层叠结构:布线基板1(电路面为外侧)/粘合层2/布线基板1(电路面为外侧)}。
[实施例10]
在两面铜包覆层叠板(日铁化学&材料(NIPPON STEEL Chemical&Material)公司制造,商品名:爱斯派耐克斯(ESPANEX)M系列)的单侧的铜箔,通过利用减去法的蚀刻加工,形成多个直线导体图案(电路导体宽度/空间宽度=100μm/100μm),制作布线基板2。
在布线基板2的电路加工面配置粘合层2,进而在其上以单面铜包覆层叠板的铜箔的面成为外侧的方式进行配置,除此以外,与实施例8同样地获得多层电路基板3{层叠结构:布线基板2(铜箔面为外侧、电路面为内侧)/粘合层2/单面铜包覆层叠板(铜箔面为外侧)}。
[实施例11]
在两面铜包覆层叠板的两侧的铜箔,通过利用减去法的蚀刻加工,形成多个直线导体图案(电路导体宽度/空间宽度=100μm/100μm),制作布线基板3。
除了使用布线基板3代替布线基板2以外,与实施例10同样地获得多层电路基板4{层叠结构:布线基板3/粘合层2/单面铜包覆层叠板(铜箔面为外侧)}。
[实施例12]
除了使用布线基板1代替单面铜包覆层叠板、且以布线基板1的电路加工面成为外侧的方式进行配置以外,与实施例10同样地获得多层电路基板5{层叠结构:布线基板2(铜箔面为外侧、电路面为内侧)/粘合层2/布线基板1(电路面为外侧)}。
[实施例13]
除了使用布线基板3来代替布线基板2以外,与实施例12同样地获得多层电路基板6{层叠结构:布线基板3/粘合层2/布线基板1(电路面为外侧)}。
[实施例14]
准备两片单面铜包覆层叠板、两片粘合层2及布线基板1,以层叠结构成为单面铜包覆层叠板(铜箔面为外侧)/粘合层2/布线基板1(电路面的朝向未指定)/粘合层2/单面铜包覆层叠板(铜箔面为外侧)的方式进行层叠,在温度:160℃、压力:4MPa的条件下进行40分钟热压制,获得多层电路基板7。
以上,出于例示的目的而对本发明的实施方式进行了详细说明,但本发明不受所述实施方式的制约,可进行各种变形。

Claims (9)

1.一种粘合层,包括:聚酰亚胺层;
第一粘接剂层,层叠于所述聚酰亚胺层的单侧;以及
第二粘接剂层,层叠于所述聚酰亚胺层的与所述第一粘接剂层相反的一侧,
所述粘合层的特征在于满足下述的条件a~条件c:
a)粘合层整体的厚度为50μm以上且300μm以下的范围内,所述聚酰亚胺层的厚度相对于粘合层整体的厚度的比率为0.2以上且0.9以下的范围内;
b)在80℃下干燥1小时后,在23℃、50%RH的恒温恒湿下调湿24小时后测定的吸湿率为0.4重量%以下;
c)所述第一粘接剂层及所述第二粘接剂层在50℃下的存储弹性模量分别独立地为1800MPa以下,180℃~260℃下的存储弹性模量的最大值分别独立地为800MPa以下。
2.根据权利要求1所述的粘合层,还满足下述条件d:
d)在23℃、50%RH的恒温恒湿常态条件下调湿24小时后,利用分离柱电介质谐振器测定的10GHz下的介电损耗角正切为0.004以下。
3.根据权利要求1或2所述的粘合层,其中,所述第一粘接剂层与所述第二粘接剂层的玻璃化转变温度(Tg)分别为180℃以下。
4.根据权利要求1或2所述的粘合层,其中,所述第一粘接剂层及所述第二粘接剂层含有聚酰亚胺作为树脂成分,
所述聚酰亚胺含有自四羧酸酐成分衍生的酸酐残基及自二胺成分衍生的二胺残基,并且含有50摩尔%以上的源自二聚物二胺组合物的二胺残基,所述二聚物二胺组合物以二聚酸的两个末端羧酸基被取代为一级氨基甲基或氨基而成的二聚物二胺为主成分。
5.根据权利要求1或2所述的粘合层,其中,所述聚酰亚胺层的热膨胀系数为1ppm/K以上且30ppm/K以下的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的粘合层,其中,所述聚酰亚胺层在23℃、50%RH的恒温恒湿常态条件下调湿24小时后利用分离柱电介质谐振器(SPDR)测定的10GHz下的介电损耗角正切为0.006以下。
7.根据权利要求1或2所述的粘合层,其特征在于,构成所述聚酰亚胺层的聚酰亚胺包含四羧酸残基及二胺残基,相对于全部二胺残基,自下述通式(A1)所表示的二胺化合物衍生的二胺残基的含量为50摩尔%以上,
Figure FDA0003564666860000011
在式(A1)中,连结基Z表示单键或-COO-,Y独立地表示可经卤素原子或苯基取代的碳数1~3的一价烃、或者碳数1~3的烷氧基或碳数1~3的全氟烷基或烯基,n表示0~2的整数,p及q独立地表示0~4的整数。
8.一种电路基板,包含如权利要求1至7中任一项所述的粘合层。
9.一种带状线,包括:
第一金属层;
第一绝缘树脂层,包含层叠于所述第一金属层的单侧的面的单层或多层;
布线层,与所述第一绝缘树脂层相接地设置;
第二金属层;
第二绝缘树脂层,包含层叠于所述第二金属层的单侧的面的单层或多层;以及
中间树脂层,介隔存在于所述第一绝缘树脂层与所述第二绝缘树脂层之间而层叠,
所述中间树脂层包含如权利要求1至7中任一项所述的粘合层,并且所述布线层由所述第一粘接剂层或所述第二粘接剂层覆盖。
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