JP2006199871A - Adhesive film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高耐熱性ポリイミド層の少なくとも片面に熱可塑性ポリイミドを含有する接着層を設けた接着フィルムに関する。 The present invention relates to an adhesive film in which an adhesive layer containing a thermoplastic polyimide is provided on at least one surface of a high heat resistant polyimide layer.
近年、エレクトロニクス製品の軽量化、小型化、高密度化にともない、各種プリント基板の需要が伸びているが、中でも、フレキシブル積層板(フレキシブルプリント配線板(FPC)等とも称する)の需要が特に伸びている。フレキシブル積層板は、絶縁性フィルム上に金属箔からなる回路が形成された構造を有している。 In recent years, the demand for various printed circuit boards has increased along with the reduction in weight, size and density of electronic products. In particular, the demand for flexible laminates (also referred to as flexible printed circuit boards (FPCs), etc.) has increased. ing. The flexible laminate has a structure in which a circuit made of a metal foil is formed on an insulating film.
上記フレキシブル積層板は、一般に、各種絶縁材料により形成され、柔軟性を有する絶縁性フィルムを基板とし、この基板の表面に、各種接着材料を介して金属箔を加熱・圧着することにより貼り合わせる方法により製造される。上記絶縁性フィルムとしては、ポリイミドフィルム等が好ましく用いられている。上記接着材料としては、エポキシ系、アクリル系等の熱硬化性接着剤が一般的に用いられている(これら熱硬化性接着剤を用いたFPCを以下、三層FPCともいう)。 The flexible laminate is generally formed of various insulating materials, a flexible insulating film is used as a substrate, and a metal foil is bonded to the surface of the substrate by heating and pressure bonding via various adhesive materials. Manufactured by. A polyimide film or the like is preferably used as the insulating film. As the adhesive material, a thermosetting adhesive such as epoxy or acrylic is generally used (FPC using these thermosetting adhesives is hereinafter also referred to as three-layer FPC).
熱硬化性接着剤は比較的低温での接着が可能であるという利点がある。しかし今後、耐熱性、屈曲性、電気的信頼性といった要求特性が厳しくなるに従い、熱硬化性接着剤を用いた三層FPCでは対応が困難になると考えられる。これに対し、絶縁性フィルムに直接金属層を積層させた素材や、接着層に熱可塑性ポリイミド系化合物を使用したFPC(以下、二層FPCともいう)が提案されている。この二層FPCは、三層FPCより優れた特性を有しており、産業上有用な製品となることが期待される。 Thermosetting adhesives have the advantage that they can be bonded at relatively low temperatures. However, in the future, as required characteristics such as heat resistance, flexibility, and electrical reliability become stricter, it is considered that it is difficult to cope with a three-layer FPC using a thermosetting adhesive. On the other hand, a material in which a metal layer is directly laminated on an insulating film and an FPC using a thermoplastic polyimide compound for an adhesive layer (hereinafter also referred to as a two-layer FPC) have been proposed. This two-layer FPC has characteristics superior to those of the three-layer FPC, and is expected to be an industrially useful product.
二層FPCに用いるフレキシブル金属張積層板の作製方法としては、金属箔上にポリイミド系化合物の前駆体であるポリアミド酸を流延、塗布した後イミド化するキャスト法、スパッタ、メッキによりポリイミドフィルム上に直接金属層を設けるメタライジング法、熱可塑性ポリイミド系化合物を介してポリイミドフィルムと金属箔とを貼り合わせるラミネート法が挙げられる。この中で、ラミネート法は、対応できる金属箔の厚み範囲がキャスト法よりも広く、装置コストがメタライジング法よりも低いという点で優れている。ラミネートを行う装置としては、ロール状の材料を繰り出しながら連続的にラミネートする熱ロールラミネート装置またはダブルベルトプレス装置等が用いられている。 As a method for producing a flexible metal-clad laminate for use in a two-layer FPC, a polyamic acid, which is a precursor of a polyimide compound, is cast on a metal foil, applied and then imidized, and then on a polyimide film by sputtering or plating. Examples thereof include a metalizing method in which a metal layer is directly provided on the substrate, and a laminating method in which a polyimide film and a metal foil are bonded via a thermoplastic polyimide compound. Among these, the lamination method is superior in that the thickness range of the metal foil that can be handled is wider than that of the casting method, and the apparatus cost is lower than that of the metalizing method. As a device for laminating, a hot roll laminating device or a double belt press device for continuously laminating a roll-shaped material is used.
ここで、ラミネート法に用いられる基板材料としては、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に熱可塑性ポリイミド系化合物を有する接着層を設けた接着フィルムが広く用いられている。 Here, as a substrate material used for the laminating method, an adhesive film in which an adhesive layer having a thermoplastic polyimide compound is provided on at least one surface of a polyimide film is widely used.
接着フィルムに求められる特性としては、金属箔を接着フィルムから引き剥がす際の強度、即ちピール強度と、吸湿条件の厳しい環境下でのはんだ付けやリフローに耐える耐熱性が挙げられる。しかしながら、上記2つの特性は一般に相反するものであり、密着性が上がると、吸湿条件下での耐熱性が落ちるという問題があった。 Properties required for the adhesive film include strength when the metal foil is peeled off from the adhesive film, that is, peel strength, and heat resistance that can withstand soldering and reflow in an environment with severe moisture absorption conditions. However, the above two characteristics are generally contradictory, and there is a problem that heat resistance under hygroscopic conditions decreases when adhesion increases.
特許文献1には、水酸基あるいはカルボキシル基を有するジアミンを用いた特定の熱可塑性ポリイミド樹脂が開示され、このポリイミド樹脂を非熱可塑性ポリイミドフィルムの片面または両面に塗布することにより得られるボンドプライは、接着性やはんだ耐熱性に優れることが記載されている。しかし、特許文献1に記載されているのは、熱可塑性ポリイミド樹脂の構造を工夫することにより、接着性やはんだ耐熱性を向上させるものであり、接着層に非熱可塑性ポリイミド樹脂を含有させることについては記載がない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、FPC基板として良好に使用可能な接着フィルムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of said subject, Comprising: It is providing the adhesive film which can be used favorably as a FPC board | substrate.
本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討した結果、以下の新規な接着フィルムにより密な回路パターンを作成した際にも、FPC基板として良好に使用可能な接着フィルムの構成要件を独自に見出し、本発明を完成させるに至った。
1)高耐熱性ポリイミド層と、当該高耐熱性ポリイミド層の少なくとも一方の表面に形成される熱可塑性ポリイミドを含有する接着層とを有した接着フィルムであって、前記接着層に、高耐熱性ポリイミド層を構成する非熱可塑性ポリイミド樹脂を0.5〜30wt%含有することを特徴とする、接着フィルム。
2)前記接着層に含まれる非熱可塑性ポリイミド樹脂が、高耐熱性ポリイミド層に含まれる非熱可塑性ポリイミド樹脂と同一のポリイミド樹脂である請求項1記載の接着フィルム。
3)共押出−流延塗布法により、高耐熱性ポリイミド層の少なくとも片面に熱可塑性ポリイミドを含有する接着層を積層して製造されることを特徴とする、1)または2)記載の接着フィルム。
4)共押出−流延塗布法に用いる溶液の少なくとも1つの溶液には化学脱水剤及び触媒を含有し、化学脱水剤及び触媒を含有せしめる溶液に含まれるポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して0.5〜4.0モルの化学脱水剤と0.05〜2.0モルの触媒を用いることを特徴とする、3)記載の接着フィルム。
As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems, the present inventors have uniquely defined the constituent requirements of an adhesive film that can be used favorably as an FPC board even when a dense circuit pattern is created using the following new adhesive film. The headline and the present invention have been completed.
1) An adhesive film having a high heat resistant polyimide layer and an adhesive layer containing a thermoplastic polyimide formed on at least one surface of the high heat resistant polyimide layer, wherein the adhesive layer has a high heat resistance. An adhesive film comprising 0.5 to 30 wt% of a non-thermoplastic polyimide resin constituting the polyimide layer.
2) The adhesive film according to claim 1, wherein the non-thermoplastic polyimide resin contained in the adhesive layer is the same polyimide resin as the non-thermoplastic polyimide resin contained in the high heat-resistant polyimide layer.
3) The adhesive film according to 1) or 2), wherein the adhesive film is produced by laminating an adhesive layer containing a thermoplastic polyimide on at least one surface of the high heat-resistant polyimide layer by a coextrusion-casting method. .
4) At least one of the solutions used in the coextrusion-cast coating method contains a chemical dehydrating agent and a catalyst, and 1 mol of amic acid unit in the polyamic acid contained in the solution containing the chemical dehydrating agent and the catalyst. The adhesive film according to 3), wherein 0.5 to 4.0 moles of chemical dehydrating agent and 0.05 to 2.0 moles of catalyst are used.
本発明によると、接着フィルム−金属箔間の密着性を確保したまま、吸湿条件の厳しい環境下でのはんだ付けやリフローに耐えることが可能な、FPC基板として良好に使用可能な接着フィルムを提供できる。 According to the present invention, there is provided an adhesive film that can be used satisfactorily as an FPC board, capable of withstanding soldering and reflow in an environment where moisture absorption conditions are severe, while ensuring adhesion between the adhesive film and the metal foil. it can.
本発明の実施の形態について、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の接着フィルムは、高耐熱性ポリイミド層と、当該高耐熱性ポリイミド層の少なくとも一方の表面に形成される熱可塑性ポリイミドを含有する接着層とを有した接着フィルムであって、前記接着層に、非熱可塑性ポリイミド樹脂を0.5〜30wt%含有することを特徴としている。 The adhesive film of the present invention is an adhesive film having a high heat resistant polyimide layer and an adhesive layer containing a thermoplastic polyimide formed on at least one surface of the high heat resistant polyimide layer, the adhesive layer Further, it is characterized by containing 0.5-30 wt% of non-thermoplastic polyimide resin.
高耐熱性ポリイミド層を形成している非熱可塑性ポリイミド樹脂は、熱可塑性ポリイミドよりも吸湿条件下での耐熱性に優る。本発明においては、接着層に非熱可塑性ポリイミド樹脂を適量含有せしめることで、接着層の吸湿条件下での耐熱性が向上する。さらに、接着層に含有せしめる非熱可塑性ポリイミド樹脂を、高耐熱性ポリイミド層を構成する非熱可塑性ポリイミド樹脂と同一樹脂とすることで、両層間の密着性も向上させ、金属箔とのピール強度も増大させることが可能となる。 The non-thermoplastic polyimide resin forming the high heat-resistant polyimide layer is superior in heat resistance under hygroscopic conditions than the thermoplastic polyimide. In the present invention, the heat resistance of the adhesive layer under the moisture absorption condition is improved by adding an appropriate amount of non-thermoplastic polyimide resin to the adhesive layer. Furthermore, by making the non-thermoplastic polyimide resin to be included in the adhesive layer the same resin as the non-thermoplastic polyimide resin constituting the high heat-resistant polyimide layer, the adhesion between both layers is also improved, and the peel strength with the metal foil Can also be increased.
接着層に含有せしめる非熱可塑性ポリイミド樹脂が0.5wt%未満の場合、本発明の効果を十分に発揮できないことがあり、30wt%を超えると、接着層と金属箔との密着力が不十分になることがある。 When the non-thermoplastic polyimide resin contained in the adhesive layer is less than 0.5 wt%, the effects of the present invention may not be sufficiently exerted. When the content exceeds 30 wt%, the adhesion between the adhesive layer and the metal foil is insufficient. May be.
以下、高耐熱性ポリイミド層、接着層および接着フィルムの製造の順で説明する。 Hereinafter, it demonstrates in order of manufacture of a high heat resistant polyimide layer, an adhesive layer, and an adhesive film.
<高耐熱性ポリイミド層>
本発明に係る高耐熱性ポリイミド層とは、非熱可塑性ポリイミド樹脂を90wt%以上含有すれば、その分子構造、厚みは特に限定されない。高耐熱性ポリイミド層に用いられる非熱可塑性ポリイミドは、ポリアミド酸を前駆体として用いて製造される。ポリアミド酸の製造方法としては公知のあらゆる方法を用いることができ、通常、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを、実質的等モル量を有機溶媒中に溶解させて、制御された温度条件下で、上記酸二無水物とジアミンの重合が完了するまで攪拌することによって製造される。これらのポリアミド酸溶液は通常5〜35wt%、好ましくは10〜30wt%の濃度で得られる。この範囲の濃度である場合に適当な分子量と溶液粘度を得る。
<High heat resistant polyimide layer>
The high heat resistant polyimide layer according to the present invention is not particularly limited in its molecular structure and thickness as long as it contains 90 wt% or more of a non-thermoplastic polyimide resin. The non-thermoplastic polyimide used for the high heat resistant polyimide layer is manufactured using polyamic acid as a precursor. Any known method can be used as a method for producing the polyamic acid, and usually, the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine are controlled by dissolving substantially equimolar amounts in an organic solvent. It is produced by stirring under temperature conditions until the polymerization of the acid dianhydride and diamine is completed. These polyamic acid solutions are usually obtained at a concentration of 5 to 35 wt%, preferably 10 to 30 wt%. When the concentration is in this range, an appropriate molecular weight and solution viscosity are obtained.
重合方法としてはあらゆる公知の方法およびそれらを組み合わせた方法を用いることができる。ポリアミド酸の重合における重合方法の特徴はそのモノマーの添加順序にあり、このモノマー添加順序を制御することにより得られるポリイミドの諸物性を制御することができる。従い、本発明においてポリアミド酸の重合にはいかなるモノマーの添加方法を用いても良い。代表的な重合方法として次のような方法が挙げられる。すなわち、
1)芳香族ジアミンを有機極性溶媒中に溶解し、これと実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させて重合する方法。
2)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過小モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端に酸無水物基を有するプレポリマーを得る。続いて、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
3)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過剰モル量の芳香族ジアミン化合物とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端にアミノ基を有するプレポリマーを得る。続いてここに芳香族ジアミン化合物を追加添加後、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いて重合する方法。
4)芳香族テトラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中に溶解及び/または分散させた後、実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
5)実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの混合物を有機極性溶媒中で反応させて重合する方法。
などのような方法である。これら方法を単独で用いても良いし、部分的に組み合わせて用いることもできる。
As the polymerization method, any known method and a combination thereof can be used. The characteristic of the polymerization method in the polymerization of polyamic acid is the order of addition of the monomers, and the physical properties of the polyimide obtained can be controlled by controlling the order of addition of the monomers. Therefore, in the present invention, any method of adding monomers may be used for the polymerization of polyamic acid. The following method is mentioned as a typical polymerization method. That is,
1) A method in which an aromatic diamine is dissolved in an organic polar solvent and this is reacted with a substantially equimolar amount of an aromatic tetracarboxylic dianhydride for polymerization.
2) An aromatic tetracarboxylic dianhydride is reacted with a small molar amount of an aromatic diamine compound in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having acid anhydride groups at both ends. Then, the method of superposing | polymerizing using an aromatic diamine compound so that an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine compound may become substantially equimolar in all the processes.
3) An aromatic tetracarboxylic dianhydride is reacted with an excess molar amount of an aromatic diamine compound in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having amino groups at both ends. Subsequently, after adding an aromatic diamine compound here, using the aromatic tetracarboxylic dianhydride so that the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine compound are substantially equimolar in all steps. How to polymerize.
4) A method in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride is dissolved and / or dispersed in an organic polar solvent and then polymerized using an aromatic diamine compound so as to be substantially equimolar.
5) A method in which a substantially equimolar mixture of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine is reacted in an organic polar solvent for polymerization.
And so on. These methods may be used singly or in combination.
本発明において、上記のいかなる重合方法を用いて得られたポリアミド酸を用いても良く、重合方法は特に限定されるのもではない。 In the present invention, the polyamic acid obtained by using any of the above polymerization methods may be used, and the polymerization method is not particularly limited.
本発明において、後述する剛直構造を有するジアミン成分を用いてプレポリマーを得る重合方法を用いることも好ましい。本方法を用いることにより、弾性率が高く、吸湿膨張係数が小さいポリイミドフィルムが得やすくなる傾向にある。本方法においてプレポリマー調製時に用いる剛直構造を有するジアミンと酸二無水物のモル比は100:70〜100:99もしくは70:100〜99:100、さらには100:75〜100:90もしくは75:100〜90:100が好ましい。この比が上記範囲を下回ると弾性率および吸湿膨張係数の改善効果が得られにくく、上記範囲を上回ると線膨張係数が小さくなりすぎたり、引張伸びが小さくなるなどの弊害が生じることがある。 In this invention, it is also preferable to use the polymerization method which obtains a prepolymer using the diamine component which has a rigid structure mentioned later. By using this method, a polyimide film having a high elastic modulus and a small hygroscopic expansion coefficient tends to be easily obtained. The molar ratio of the diamine having a rigid structure and the acid dianhydride used in preparing the prepolymer in the present method is 100: 70 to 100: 99 or 70: 100 to 99: 100, and further 100: 75 to 100: 90 or 75: 100-90: 100 is preferable. When this ratio is less than the above range, it is difficult to obtain the effect of improving the elastic modulus and the hygroscopic expansion coefficient, and when it exceeds the above range, there are cases where the linear expansion coefficient becomes too small or the tensile elongation becomes small.
ここで、本発明にかかるポリアミド酸組成物に用いられる材料について説明する。 Here, the material used for the polyamic acid composition concerning this invention is demonstrated.
本発明において用いうる適当なテトラカルボン酸二無水物は、ピロメリット酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、オキシジフタル酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、ビスフェノールAビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)及びそれらの類似物を含み、これらを単独または、任意の割合の混合物が好ましく用い得る。 Suitable tetracarboxylic dianhydrides that can be used in the present invention are pyromellitic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra. Carboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′- Benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxyphthalic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid Dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) eta Dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, oxydiphthalic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) Sulfone dianhydride, p-phenylenebis (trimellitic acid monoester acid anhydride), ethylene bis (trimellitic acid monoester acid anhydride), bisphenol A bis (trimellitic acid monoester acid anhydride) and the like These can be used alone or in a mixture of any proportion.
これら酸二無水物の中で特にはピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。 Among these acid dianhydrides, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxyphthalic dianhydride, 3,3 ′ It is preferable to use at least one selected from 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
またこれら酸二無水物の中で3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から選択される少なくとも一種を用いる場合の好ましい使用量は、全酸二無水物に対して、60mol%以下、好ましくは55mol%以下、更に好ましくは50mol%以下である。3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から選択される少なくとも一種を用いる場合、その使用量がこの範囲を上回るとポリイミドフィルムのガラス転移温度が低くなりすぎたり、熱時の貯蔵弾性率が低くなりすぎて製膜そのものが困難になったりすることがあるため好ましくない。 Among these acid dianhydrides, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxyphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra The preferred amount of use in the case of using at least one selected from carboxylic dianhydrides is 60 mol% or less, preferably 55 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, based on the total acid dianhydrides. 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxyphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride When using at least one kind, if the amount used exceeds this range, the glass transition temperature of the polyimide film may become too low, or the storage elastic modulus at the time of heating may become too low, making film formation itself difficult. Therefore, it is not preferable.
また、ピロメリット酸二無水物を用いる場合、好ましい使用量は40〜100mol%、更に好ましくは45〜100mol%、特に好ましくは50〜100mol%である。ピロメリット酸二無水物をこの範囲で用いることによりガラス転移温度および熱時の貯蔵弾性率を使用または製膜に好適な範囲に保ちやすくなる。 Moreover, when using pyromellitic dianhydride, the preferable usage-amount is 40-100 mol%, More preferably, it is 45-100 mol%, Most preferably, it is 50-100 mol%. By using pyromellitic dianhydride in this range, the glass transition temperature and the storage elastic modulus at the time of heating can be easily maintained in a range suitable for use or film formation.
本発明にかかる非熱可塑性ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸組成物において使用し得る適当なジアミンとしては、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3‘−ジメチルベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、2,2’−ジメトキシベンジジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、4,4’−ジアミノジフェニルN−メチルアミン、4,4’−ジアミノジフェニル N−フェニルアミン、1,4−ジアミノベンゼン(p−フェニレンジアミン)、1,3−ジアミノベンゼン、1,2−ジアミノベンゼン、ビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、ビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}プロパン、ビス{4−(3−アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン及びそれらの類似物などが挙げられる。 Suitable diamines that can be used in the polyamic acid composition that is a precursor of the non-thermoplastic polyimide according to the present invention include 4,4′-diaminodiphenylpropane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, benzidine, and 3,3 ′. -Dichlorobenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 2,2'-dimethoxybenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'- Diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-oxydianiline, 3,3′-oxydianiline, 3,4′-oxydianiline, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4 '-Diaminodiphenyldiethylsilane, 4,4'-diaminodiphenylsilane, 4,4'- Aminodiphenylethylphosphine oxide, 4,4′-diaminodiphenyl N-methylamine, 4,4′-diaminodiphenyl N-phenylamine, 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), 1,3-diaminobenzene, 1,2-diaminobenzene, bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} sulfone, bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} propane, bis {4- (3-aminophenoxy) phenyl} sulfone, 4 , 4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) ) Benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-amino) Phenoxy) benzene, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone and the like.
ジアミン成分として、剛直構造を有するジアミンと柔構造を有するジアミンを併用することもでき、その場合の好ましい使用比率はモル比で80/20〜20/80、さらには70/30〜30/70、特には60/40〜30/70である。剛構造のジアミンの使用比率が上記範囲を上回ると得られるフィルムの引張伸びが小さくなる傾向にあり、またこの範囲を下回るとガラス転移温度が低くなりすぎたり、熱時の貯蔵弾性率が低くなりすぎて製膜が困難になるなどの弊害を伴う場合がある。 As the diamine component, a diamine having a rigid structure and a diamine having a flexible structure can be used in combination, and the preferred use ratio in that case is 80/20 to 20/80, more preferably 70/30 to 30/70, Particularly, it is 60/40 to 30/70. If the use ratio of the rigid diamine exceeds the above range, the tensile elongation of the resulting film tends to be small, and if it falls below this range, the glass transition temperature becomes too low or the storage modulus during heat decreases. In some cases, the film formation is difficult, and it may be harmful.
本発明において、剛直構造を有するジアミンとは、 In the present invention, the diamine having a rigid structure is
で表されるものをいう。
The one represented by
また、柔構造を有するジアミンとは、エーテル基、スルホン基、ケトン基、スルフィド基などの柔構造を有するジアミンであり、好ましくは、下記一般式(2)で表されるものである。 The diamine having a flexible structure is a diamine having a flexible structure such as an ether group, a sulfone group, a ketone group, or a sulfide group, and is preferably represented by the following general formula (2).
本発明において用いられるポリイミドフィルムは、上記の範囲の中で所望の特性を有するフィルムとなるように適宜芳香族酸二無水物および芳香族ジアミンの種類、配合比を決定して用いることにより得ることができる。
The polyimide film used in the present invention is obtained by appropriately determining the type and blending ratio of the aromatic dianhydride and aromatic diamine so as to be a film having desired characteristics within the above range. Can do.
ポリアミド酸を合成するための好ましい溶媒は、ポリアミド酸を溶解する溶媒であればいかなるものも用いることができるが、アミド系溶媒すなわちN,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどであり、N,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが特に好ましく用い得る。 As the preferred solvent for synthesizing the polyamic acid, any solvent can be used as long as it dissolves the polyamic acid. However, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples thereof include methyl-2-pyrrolidone, and N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide can be particularly preferably used.
また、本発明では、易滑性を付与する目的で、フィラーを添加することが必須である。本発明に係るフィラーとは、一般に無機フィラーと呼ばれるものであればいかなるものを用いても良いが、好ましい例としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、雲母などが挙げられる。また、摺動性、熱伝導性、導電性、耐コロナ性、ループスティフネス等のその他特性を制御する目的で、各種フィラーを添加してもよい。 In the present invention, it is essential to add a filler for the purpose of imparting slipperiness. The filler according to the present invention may be any filler as long as it is generally called an inorganic filler. Preferred examples include silica, titanium oxide, alumina, silicon nitride, boron nitride, calcium carbonate, and hydrogen phosphate. Examples include calcium, calcium phosphate, and mica. Various fillers may be added for the purpose of controlling other characteristics such as slidability, thermal conductivity, conductivity, corona resistance, and loop stiffness.
また、フィラーの添加量は、高耐熱性ポリイミド100重量部に対して0.01〜100重量部、好ましくは0.01〜90重量部、更に好ましくは0.02〜80重量部である。フィラー添加量がこの範囲を下回るとフィラーによる改質効果が現れにくく、この範囲を上回るとフィルムの機械的特性が大きく損なわれる可能性がある。フィラーの添加は、
1.重合前または途中に重合反応液に添加する方法
2.重合完了後、3本ロールなどを用いてフィラーを混錬する方法
3.フィラーを含む分散液を用意し、これをポリアミド酸有機溶媒溶液に混合する方法
などいかなる方法を用いてもよいが、フィラーを含む分散液をポリアミド酸溶液に混合する方法、特に製膜直前に混合する方法が製造ラインのフィラーによる汚染が最も少なくすむため、好ましい。フィラーを含む分散液を用意する場合、ポリアミド酸の重合溶媒と同じ溶媒を用いるのが好ましい。また、フィラーを良好に分散させ、また分散状態を安定化させるために分散剤、増粘剤等をフィルム物性に影響を及ぼさない範囲内で用いることもできる。
Moreover, the addition amount of a filler is 0.01-100 weight part with respect to 100 weight part of high heat resistant polyimides, Preferably it is 0.01-90 weight part, More preferably, it is 0.02-80 weight part. If the amount of filler added is less than this range, the effect of modification by the filler hardly appears, and if it exceeds this range, the mechanical properties of the film may be greatly impaired. Addition of filler
1. 1. A method of adding to a polymerization reaction solution before or during polymerization 2. A method of kneading fillers using three rolls after the completion of polymerization. Any method such as preparing a dispersion containing filler and mixing it with a polyamic acid organic solvent solution may be used, but a method of mixing a dispersion containing filler with a polyamic acid solution, particularly immediately before film formation. This method is preferable because the contamination by the filler in the production line is minimized. When preparing a dispersion containing a filler, it is preferable to use the same solvent as the polymerization solvent for the polyamic acid. Further, in order to disperse the filler satisfactorily and stabilize the dispersion state, a dispersant, a thickener and the like can be used within a range not affecting the film physical properties.
本発明において、非熱可塑性ポリイミド樹脂とは、熱を加えても溶融したり変形したりしないポリイミド樹脂であり、具体的には、非熱可塑性ポリイミドであるか否かの確認は、ポリイミド樹脂からなるフィルムを作製し金属枠で固定し、450℃で1分間加熱処理した後、その外観により判定でき、溶融したり、シワが入ったりせず、外観を保持していることで確認できる。 In the present invention, the non-thermoplastic polyimide resin is a polyimide resin that does not melt or deform even when heat is applied. Specifically, whether or not it is a non-thermoplastic polyimide is determined from the polyimide resin. After the film is prepared and fixed with a metal frame and heat-treated at 450 ° C. for 1 minute, it can be determined by its appearance, and it can be confirmed by maintaining the appearance without melting or wrinkling.
<接着層>
本発明に係る接着層は、ラミネート法により有為な接着力が発現されれば、当該層に含まれる熱可塑性ポリイミド樹脂の含有量、分子構造、厚みは特に限定されない。しかしながら、有為な接着力を発現せしめるためには、実質的には熱可塑性ポリイミド樹脂を50wt%以上含有することが好ましい。
<Adhesive layer>
In the adhesive layer according to the present invention, the content, molecular structure, and thickness of the thermoplastic polyimide resin contained in the layer are not particularly limited as long as a significant adhesive force is expressed by a laminating method. However, in order to develop a significant adhesive force, it is preferable that the thermoplastic polyimide resin is substantially contained in an amount of 50 wt% or more.
また、本発明に係る接着層には、前述のように、非熱可塑性ポリイミド樹脂を0.5〜30wt%含有せしめることが必須である。 Further, as described above, it is essential that the adhesive layer according to the present invention contains 0.5 to 30 wt% of a non-thermoplastic polyimide resin.
本発明においては、接着層に非熱可塑性ポリイミド樹脂と熱可塑性ポリイミド樹脂がともに含まれることが、金属箔との密着性および吸湿下での耐熱性を両立させることができる点から重要である。接着層に含まれる熱可塑性ポリイミド樹脂は、熱を加えた場合に溶融するような樹脂をいい、具体的には、フィルム状にし、225〜500℃程度に加熱した際に熔融し、フィルムの形状を保持しないようなものを指す。 In the present invention, it is important that both the non-thermoplastic polyimide resin and the thermoplastic polyimide resin are contained in the adhesive layer because both the adhesion to the metal foil and the heat resistance under moisture absorption can be achieved. The thermoplastic polyimide resin contained in the adhesive layer is a resin that melts when heat is applied. Specifically, the resin is melted when heated to about 225 to 500 ° C. Refers to something that does not hold
接着層に含まれる非熱可塑性ポリイミド樹脂とは、高耐熱性ポリイミド層で説明した非熱可塑性ポリイミド樹脂と同じである。接着層に含まれる非熱可塑性ポリイミド樹脂は、高耐熱性ポリイミド層に含まれる非熱可塑性ポリイミド樹脂の組成や分子量が近いほど、より発明の効果を発現しやすく、従って、構成するモノマー成分の90モル%以上が同一であることがより好ましく、高耐熱性ポリイミド層に含まれる非熱可塑性ポリイミド樹脂と同一であることが最も好ましい。 The non-thermoplastic polyimide resin contained in the adhesive layer is the same as the non-thermoplastic polyimide resin described in the high heat-resistant polyimide layer. As the non-thermoplastic polyimide resin contained in the adhesive layer is closer to the composition and molecular weight of the non-thermoplastic polyimide resin contained in the high heat-resistant polyimide layer, the effect of the invention is more easily exhibited. More preferably, the mol% or more is the same, and most preferably the same as the non-thermoplastic polyimide resin contained in the high heat-resistant polyimide layer.
熱可塑性ポリイミド層に含有される熱可塑性ポリイミドとしては、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミドイミド、熱可塑性ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリエステルイミド等を好適に用いることができる。中でも、低吸湿特性の点から、熱可塑性ポリエステルイミドが特に好適に用いられる。 As the thermoplastic polyimide contained in the thermoplastic polyimide layer, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyamideimide, thermoplastic polyetherimide, thermoplastic polyesterimide and the like can be suitably used. Among these, thermoplastic polyesterimide is particularly preferably used from the viewpoint of low moisture absorption characteristics.
本発明に係る熱可塑性ポリイミド層に含有される熱可塑性ポリイミドは、その前駆体のポリアミド酸からの転化反応により得られる。該ポリアミド酸の製造方法としては、高耐熱性ポリイミド層の前駆体と同様、公知のあらゆる方法を用いることができる。 The thermoplastic polyimide contained in the thermoplastic polyimide layer according to the present invention is obtained by a conversion reaction from the precursor polyamic acid. As the method for producing the polyamic acid, any known method can be used as in the precursor of the high heat resistant polyimide layer.
また、既存の装置でラミネートが可能であり、かつ得られる金属張積層板の耐熱性を損なわないという点から考えると、本発明における熱可塑性ポリイミドは、150〜300℃の範囲にガラス転移温度(Tg)を有していることが好ましい。なお、Tgは動的粘弾性測定装置(DMA)により測定した貯蔵弾性率の変曲点の値により求めることができる。 In view of the fact that lamination with an existing apparatus is possible and the heat resistance of the resulting metal-clad laminate is not impaired, the thermoplastic polyimide in the present invention has a glass transition temperature (150 to 300 ° C.). Tg) is preferred. In addition, Tg can be calculated | required from the value of the inflexion point of the storage elastic modulus measured with the dynamic viscoelasticity measuring apparatus (DMA).
本発明に用いられる熱可塑性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸についても、特に限定されるわけではなく、公知のあらゆるポリアミド酸を用いることができる。ポリアミド酸溶液の製造に関しても、前記原料および前記製造条件等を全く同様に用いることができる。 The polyamic acid that is a precursor of the thermoplastic polyimide used in the present invention is not particularly limited, and any known polyamic acid can be used. Regarding the production of the polyamic acid solution, the raw materials and the production conditions can be used in exactly the same manner.
なお、熱可塑性ポリイミドは、使用する原料を種々組み合わせることにより、諸特性を調節することができるが、一般に剛直構造のジアミン使用比率が大きくなるとガラス転移温度が高くなる及び/又は熱時の貯蔵弾性率が大きくなり接着性・加工性が低くなるため好ましくない。剛直構造のジアミン比率は好ましくは40mol%以下、さらに好ましくは30mol%以下、特に好ましくは20mol%以下である。 The properties of thermoplastic polyimide can be adjusted by combining various raw materials to be used, but generally the glass transition temperature becomes higher and / or the storage elasticity when heated when the proportion of rigid diamine used is increased. This is not preferable because the rate increases and the adhesiveness and workability decrease. The diamine ratio of the rigid structure is preferably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, and particularly preferably 20 mol% or less.
好ましい熱可塑性ポリイミド樹脂の具体例としては、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物類を含む酸二無水物とアミノフェノキシ基を有するジアミンを重合反応せしめたものが挙げられる。 Specific examples of preferable thermoplastic polyimide resins include those obtained by polymerization reaction of acid dianhydrides including biphenyltetracarboxylic dianhydrides and diamines having aminophenoxy groups.
本発明に係る接着フィルムは、接着層表面に無機フィラーが存在しないことが必須である。ただし、回路形成性を妨げない程度の微細な粒子なら表層に含有していてもよく、本発明では、接着層の表層には、メジアン平均径1μm以上の無機フィラーが存在しないことを規定している。また、接着層の特性を制御する目的で、各種有機フィラーやその他樹脂は添加してもよい。 In the adhesive film according to the present invention, it is essential that no inorganic filler is present on the surface of the adhesive layer. However, fine particles that do not interfere with the circuit formability may be contained in the surface layer. In the present invention, the surface layer of the adhesive layer specifies that there is no inorganic filler having a median average diameter of 1 μm or more. Yes. Various organic fillers and other resins may be added for the purpose of controlling the properties of the adhesive layer.
接着層に、熱可塑性ポリイミド樹脂と非熱可塑性ポリイミド樹脂を含有させる方法としては、熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体を含む溶液と、非熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体を含む溶液をブレンドする工程を経て接着層を製造する方法、熱可塑性ポリイミド樹脂の溶液と、非熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体を含む溶液をブレンドする工程を経て接着層を製造する方法等が挙げられる。 As a method of causing the adhesive layer to contain a thermoplastic polyimide resin and a non-thermoplastic polyimide resin, a process of blending a solution containing a precursor of a thermoplastic polyimide resin and a solution containing a precursor of a non-thermoplastic polyimide resin is performed. Examples thereof include a method for producing an adhesive layer, a method for producing an adhesive layer through a step of blending a solution of a thermoplastic polyimide resin and a solution containing a precursor of a non-thermoplastic polyimide resin.
<接着フィルムの製造>
本発明に係る接着フィルムを得る方法を、以下に説明する。
<Manufacture of adhesive film>
A method for obtaining the adhesive film according to the present invention will be described below.
本発明の接着フィルムを得る方法は特に限定はされないが、ポリイミド樹脂を含有する溶液及び/又はその前駆体を含有する二種類以上の溶液を用いて複数層の液膜を支持体上に形成させ、しかる後に乾燥及びイミド化を進行せしめる工程を含む製造方法によって製造することが好ましい。支持体の上に複数層の液膜を形成せしめる方法は、多層ダイを用いる方法、スライドダイを用いる方法、単層ダイを複数並べる方法、単層ダイとスプレー塗布やグラビアコーティングを組み合わせる方法など、従来既知の方法が使用可能である。しかしながら、生産性、メンテナンス性等を考慮すると、多層ダイ用いた共押出−流延塗布法が特に好ましい。以下、多層ダイを例に挙げて説明する。 The method for obtaining the adhesive film of the present invention is not particularly limited, but a multi-layer liquid film is formed on a support using a solution containing a polyimide resin and / or two or more kinds of solutions containing a precursor thereof. Then, it is preferably produced by a production method including a step of allowing drying and imidization to proceed thereafter. The method of forming multiple layers of liquid film on the support is a method using a multilayer die, a method using a slide die, a method of arranging a plurality of single layer dies, a method of combining a single layer die and spray coating or gravure coating, etc. Conventionally known methods can be used. However, in consideration of productivity, maintainability, etc., a coextrusion-cast coating method using a multilayer die is particularly preferred. Hereinafter, a multilayer die will be described as an example.
先ず、高耐熱性ポリイミドの前駆体を含む溶液と、接着層を形成する成分を含む溶液若しくは熱可塑性ポリイミドの前駆体を含む溶液とを、二層以上の多層ダイに供給し、前記多層ダイの吐出口から両溶液を複数層の液膜として押出す。次いで、多層ダイから押出された複数層の液膜を、平滑な支持体上に流延し、前記支持体上の複数層の液膜の溶媒の少なくとも一部を揮散せしめることで、自己支持性を有する多層フィルムが得られる。さらに、当該多層フィルムを前記支持体上から剥離し、最後に、当該多層フィルムを高温(250−600℃)で充分に加熱処理することによって、溶媒を実質的に除去すると共にイミド化を進行させることで、目的の接着フィルムが得られる。また、接着層の熔融流動性を改善する目的で、意図的にイミド化率を低くする及び/又は溶媒を残留させてもよい。 First, a solution containing a precursor of a high heat resistant polyimide and a solution containing a component for forming an adhesive layer or a solution containing a precursor of a thermoplastic polyimide are supplied to a multilayer die having two or more layers, Both solutions are extruded from the discharge port as a liquid film having a plurality of layers. Next, a plurality of liquid films extruded from the multilayer die are cast on a smooth support, and at least a part of the solvent of the plurality of liquid films on the support is volatilized, thereby providing a self-supporting property. A multilayer film having is obtained. Further, the multilayer film is peeled off from the support, and finally the multilayer film is sufficiently heated at a high temperature (250-600 ° C.) to substantially remove the solvent and advance imidization. Thereby, the target adhesive film is obtained. Further, for the purpose of improving the melt fluidity of the adhesive layer, the imidization rate may be intentionally lowered and / or the solvent may be left.
一般的にポリイミドは、ポリイミドの前駆体、即ちポリアミド酸からの脱水転化反応により得られ、当該転化反応を行う方法としては、熱によってのみ行う熱キュア法と、化学硬化剤を使用する化学キュア法の2法が最も広く知られている。しかしながら、製造効率を考慮すると、化学キュア法がより好ましい。 In general, polyimide is obtained by a dehydration conversion reaction from a polyimide precursor, that is, a polyamic acid. As a method for performing the conversion reaction, a thermal curing method performed only by heat and a chemical curing method using a chemical curing agent are used. The two methods are most widely known. However, considering the production efficiency, the chemical curing method is more preferable.
多層ダイには、マルチマニホールド方式、フィードブロック方式、両者の混合などが知られているが、どれを採用しても良い。 As the multi-layer die, a multi-manifold system, a feed block system, a mixture of both, and the like are known, but any of them may be adopted.
前記支持体としては、最終的に得られる接着フィルムの用途を考慮すると、可能な限り平滑な表面であることが好ましく、さらに生産性を考慮すると、エンドレスベルトやドラム状であることが好ましい。 The support is preferably as smooth as possible in consideration of the application of the finally obtained adhesive film, and is preferably in the form of an endless belt or drum in consideration of productivity.
ここで、化学硬化剤とは、脱水剤及び触媒を含むものである。ここでいう脱水剤とは、ポリアミック酸に対する脱水閉環剤であり、その主成分として、脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、N,N′−ジアルキルカルボジイミド、低級脂肪族ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪族酸無水物、アリールスルホン酸ジハロゲン化物、チオニルハロゲン化物またはそれら2種以上の混合物を好ましく用いることができる。その中でも特に、脂肪族酸無水物及び芳香族酸無水物が良好に作用する。また、触媒とは硬化剤のポリアミック酸に対する脱水閉環作用を促進する効果を有する成分であるが、例えば、脂肪族3級アミン、芳香族3級アミン、複素環式3級アミンを用いることができる。そのうち、イミダゾ−ル、ベンズイミダゾ−ル、イソキノリン、キノリン、またはβ−ピコリンなどの含窒素複素環化合物であることが好ましい。さらに、脱水剤及び触媒からなる溶液中に、有機極性溶媒を導入することも適宜選択されうる。 Here, the chemical curing agent includes a dehydrating agent and a catalyst. The dehydrating agent here is a dehydrating ring-closing agent for polyamic acid, and as its main component, aliphatic acid anhydride, aromatic acid anhydride, N, N'-dialkylcarbodiimide, lower aliphatic halide, halogenated Lower aliphatic acid anhydrides, aryl sulfonic acid dihalides, thionyl halides or mixtures of two or more thereof can be preferably used. Of these, aliphatic acid anhydrides and aromatic acid anhydrides work particularly well. The catalyst is a component having an effect of accelerating the dehydration ring-closing action of the curing agent on the polyamic acid. For example, an aliphatic tertiary amine, an aromatic tertiary amine, or a heterocyclic tertiary amine can be used. . Of these, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as imidazole, benzimidazole, isoquinoline, quinoline, or β-picoline are preferred. Furthermore, introduction of an organic polar solvent into a solution composed of a dehydrating agent and a catalyst can be appropriately selected.
共押出−流延塗布法を採用する場合、同法に用いる溶液の少なくとも1つの溶液には化学脱水剤及び触媒を含有することが好ましく、高耐熱性ポリイミド層を形成するために用いる溶液に化学脱水剤及び触媒を含有することがさらに好ましい。 When the coextrusion-cast coating method is employed, it is preferable that at least one solution used in the method contains a chemical dehydrating agent and a catalyst, and the solution used for forming the high heat resistant polyimide layer is chemically More preferably, it contains a dehydrating agent and a catalyst.
化学脱水剤及び触媒の量は、化学脱水剤及び触媒を含有せしめる溶液に含まれるポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して0.5〜4.0モルの化学脱水剤と0.05〜2.0モルの触媒を用いることが好ましい。化学脱水剤がポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して0.5モル未満の場合、若しくは、触媒がポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して0.05モル未満の場合、十分な製造効率を得ることが難しくなる場合がある。化学脱水剤がポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して4.0モルを超える場合、若しくは、触媒がポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して2.0モルを超える場合、高耐熱性ポリイミド層と接着層が剥離し、外観良好な接着フィルムが得られない場合がある。 The amount of the chemical dehydrating agent and the catalyst is 0.5 to 4.0 mol of the chemical dehydrating agent and 0.05 to 4.0 mol per 1 mol of the amic acid unit in the polyamic acid contained in the solution containing the chemical dehydrating agent and the catalyst. It is preferred to use 2.0 moles of catalyst. If the chemical dehydrating agent is less than 0.5 moles per mole of amic acid units in the polyamic acid, or if the catalyst is less than 0.05 moles per mole of amic acid units in the polyamic acid, sufficient It may be difficult to obtain manufacturing efficiency. When the chemical dehydrating agent exceeds 4.0 moles with respect to 1 mole of amic acid units in the polyamic acid, or when the catalyst exceeds 2.0 moles with respect to 1 mole of amic acid units in the polyamic acid, high heat resistance The adhesive polyimide layer and the adhesive layer are peeled off, and an adhesive film having a good appearance may not be obtained.
高耐熱性ポリイミドの前駆体溶液と、接着層を形成する成分を含む溶液(熱可塑性ポリイミドを含有する溶液若しくは熱可塑性ポリイミドの前駆体を含有する溶液)中の溶媒の揮散方法に関しては特に限定されないが、加熱かつ/または送風による方法が最も簡易な方法である。上記加熱の際の温度は、高すぎると溶媒が急激に揮散し、当該揮散の痕が最終的に得られる接着フィルム中に微小欠陥を形成せしめる要因となるため、用いる溶媒の沸点+50℃未満であることが好ましい。 There is no particular limitation on the method of volatilization of the solvent in the precursor solution of the high heat resistant polyimide and the solution containing the component forming the adhesive layer (solution containing the thermoplastic polyimide or solution containing the precursor of the thermoplastic polyimide). However, the method by heating and / or blowing is the simplest method. When the temperature at the time of heating is too high, the solvent is volatilized rapidly, and the trace of the volatilization causes a micro defect to be formed in the finally obtained adhesive film. Preferably there is.
イミド化時間に関しては、実質的にイミド化および乾燥が完結するに十分な時間を取ればよく、一義的に限定されるものではないが、一般的には1〜600秒程度の範囲で適宜設定される。 As for the imidization time, it suffices to take a sufficient time for the imidization and drying to be substantially completed, and although it is not uniquely limited, generally it is appropriately set within a range of about 1 to 600 seconds. Is done.
イミド化する際にかける張力としては、1kg/m〜15kg/mの範囲内とすることが好ましく、5kg/m〜10kg/mの範囲内とすることが特に好ましい。張力が上記範囲より小さい場合、フィルム搬送時にたるみや蛇行が生じ、巻取り時にシワが入ったり、均一に巻き取れない等の問題が生じる可能性がある。逆に上記範囲よりも大きい場合、強い張力がかかった状態で高温加熱されるため、得られるフレキシブル金属張積層板の寸法特性が悪化することがある。 The tension applied during imidization is preferably in the range of 1 kg / m to 15 kg / m, and particularly preferably in the range of 5 kg / m to 10 kg / m. If the tension is smaller than the above range, sagging or meandering may occur during film conveyance, which may cause problems such as wrinkling during winding or inability to uniformly wind. On the other hand, when it is larger than the above range, since it is heated at a high temperature in a state where a strong tension is applied, the dimensional characteristics of the obtained flexible metal-clad laminate may be deteriorated.
以下に、本発明の方法の実施例をあげて具体的に説明するが、本実施例は本発明を限定するものではない。尚、本発明に係る各物性値の測定法は以下の通りである。
[ピール強度]
JIS C6471の「6.5 引きはがし強さ」に従って、サンプルを作製し、5mm幅の金属箔部分を、180度の剥離角度、200mm/分の条件で剥離し、その荷重を測定することでピール強度を算出した。ピール強度が13N/cm以上の場合○、それ未満を×とした。
[半田耐熱性]
JIS C6471に従ってサンプルを作成し、40℃、90%RH、96時間吸湿後、280℃ 10秒間浸漬の条件で、試験を行った。試験後、試験片の銅層と熱可塑性ポリイミド層が剥離していないかの形態観察と、銅層をエッチングし接着層の白濁の有無確認を行った。銅層と接着層が剥離せず、白濁もない場合を○、剥離するか、白濁した場合を×とした。
(合成例1:非熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体の合成)
10℃に冷却したN,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFともいう)239kgに4,4’−オキシジアニリン(以下、ODAともいう)6.9kg、p−フェニレンジアミン(以下、p−PDAともいう)6.2kg、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン(以下、BAPPともいう)9.4kgを溶解した後、ピロメリット酸二無水物(以下、PMDAともいう)10.4kgを添加し1時間撹拌して溶解させた。ここに、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下、BTDAともいう)20.3kgを添加し1時間撹拌させて溶解させた。
Examples of the method of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the measuring method of each physical-property value based on this invention is as follows.
[Peel strength]
In accordance with JIS C6471, “6.5 Peel Strength”, a sample was prepared, a 5 mm wide metal foil part was peeled off at 180 ° peeling angle and 200 mm / minute, and the load was measured to peel. Intensity was calculated. In the case where the peel strength was 13 N / cm or more, “◯”, and less than “X”.
[Solder heat resistance]
A sample was prepared according to JIS C6471, and the test was performed under conditions of 40 ° C., 90% RH, moisture absorption for 96 hours, and immersion at 280 ° C. for 10 seconds. After the test, the morphology of the copper layer of the test piece and the thermoplastic polyimide layer was observed, and the copper layer was etched to check whether the adhesive layer was cloudy. The case where the copper layer and the adhesive layer were not peeled off and there was no white turbidity was rated as “◯”, and the case where the copper layer was peeled off or white turbid was marked as “X”.
(Synthesis Example 1: Synthesis of a precursor of a non-thermoplastic polyimide resin)
239 kg of N, N-dimethylformamide (hereinafter also referred to as DMF) cooled to 10 ° C., 6.9 kg of 4,4′-oxydianiline (hereinafter also referred to as ODA), p-phenylenediamine (hereinafter also referred to as p-PDA) After dissolving 9.4 kg of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (hereinafter also referred to as BAPP) 6.2 kg, pyromellitic dianhydride (hereinafter also referred to as PMDA). ) 10.4 kg was added and dissolved by stirring for 1 hour. To this, 20.3 kg of benzophenone tetracarboxylic dianhydride (hereinafter also referred to as BTDA) was added and dissolved by stirring for 1 hour.
別途調製しておいたPMDAのDMF溶液(PMDA:DMF=0.9kg:7.0kg)を上記反応液に徐々に添加し、粘度が3500ポイズ程度に達したところで添加を止めた。1時間撹拌を行って固形分濃度18重量%、23℃での回転粘度が3500ポイズの、高耐熱性ポリイミド系化合物の前駆体のポリアミド酸溶液を得た。 A separately prepared DMF solution of PMDA (PMDA: DMF = 0.9 kg: 7.0 kg) was gradually added to the reaction solution, and the addition was stopped when the viscosity reached about 3500 poise. Stirring was performed for 1 hour to obtain a polyamic acid solution of a precursor of a high heat resistant polyimide compound having a solid content concentration of 18% by weight and a rotational viscosity at 23 ° C. of 3500 poise.
前記ポリアミド酸溶液を、最終厚み20μmとなるよう、コーターを使用してガラス板上に均一に塗布し、90℃×30分加熱した。次いで、ガラス板から塗布膜を取り外し、金属枠に固定して250℃×10分、450℃×10分加熱してポリイミドフィルムを作製した。このフィルムを金属枠に固定した状態で更に450℃で1分間加熱処理した後、溶融したり、シワが入ったりしていなかったため、非熱可塑性ポリイミドと判断した。
(合成例2:熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体の合成)
10℃に冷却したDMFを78kg、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン(BAPP)を11.56kg加え、窒素雰囲気下で攪拌しながら、3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)を7.87kg徐々に添加した。続いて、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(TMEG)を380g添加し、30分間撹拌した。300gのTMEGを3kgのDMFに溶解させた溶液を別途調製し、これを上記反応溶液に、粘度に注意しながら徐々に添加、撹拌を行った。粘度が3000poiseに達したところで添加、撹拌をやめ、固形分濃度18重量%の、熱可塑性ポリイミド系化合物の前駆体のポリアミド酸溶液を得た。
The polyamic acid solution was uniformly coated on a glass plate using a coater so as to have a final thickness of 20 μm, and heated at 90 ° C. for 30 minutes. Next, the coating film was removed from the glass plate, fixed to a metal frame, and heated at 250 ° C. for 10 minutes and 450 ° C. for 10 minutes to produce a polyimide film. This film was fixed to a metal frame and further heat-treated at 450 ° C. for 1 minute, and was not melted or wrinkled. Therefore, it was judged as a non-thermoplastic polyimide.
(Synthesis Example 2: Synthesis of precursor of thermoplastic polyimide resin)
78 kg of DMF cooled to 10 ° C. and 11.56 kg of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP) were added, and while stirring under a nitrogen atmosphere, 3,3′4,4 7.87 kg of '-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) was gradually added. Subsequently, 380 g of ethylene bis (trimellitic acid monoester acid anhydride) (TMEG) was added and stirred for 30 minutes. A solution in which 300 g of TMEG was dissolved in 3 kg of DMF was separately prepared, and this was gradually added to the above reaction solution while paying attention to the viscosity and stirred. When the viscosity reached 3000 poise, addition and stirring were stopped to obtain a polyamic acid solution of a precursor of a thermoplastic polyimide compound having a solid concentration of 18% by weight.
前記ポリアミド酸溶液を、最終厚み20μmとなるよう、コーターを使用してガラス板上に均一に塗布し、90℃×30分加熱した。次いで、ガラス板から塗布膜を取り外し、金属枠に固定して250℃×10分、450℃×10分加熱してポリイミドフィルムを作製した。このフィルムを金属枠に固定した状態で更に450℃で1分間加熱処理した後、溶融し、変形していたため、熱可塑性ポリイミドと判断した。
(実施例1)
合成例1で得た高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液に、以下の化学脱水剤及び触媒を含有せしめた。
化学脱水剤:無水酢酸を高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸のアミド酸ユニット1モルに対して2.0モル
触媒:イソキノリンを高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸のアミド酸ユニット1モルに対して0.5モル
合成例2で得られた熱可塑性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液と、合成例1で得られた高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液を、5.1:1.0の割合で混合し、最終的に得られる接着フィルムの接着層に、非熱可塑性ポリイミド樹脂が15wt%含有する接着層用ポリアミド酸溶液を得た。
The polyamic acid solution was uniformly coated on a glass plate using a coater so as to have a final thickness of 20 μm, and heated at 90 ° C. for 30 minutes. Next, the coating film was removed from the glass plate, fixed to a metal frame, and heated at 250 ° C. for 10 minutes and 450 ° C. for 10 minutes to produce a polyimide film. This film was fixed to a metal frame and further heat-treated at 450 ° C. for 1 minute, and then melted and deformed. Therefore, it was judged as a thermoplastic polyimide.
Example 1
The following chemical dehydrating agent and catalyst were contained in the polyamic acid solution of the precursor of the high heat resistant polyimide obtained in Synthesis Example 1.
Chemical dehydrating agent: 2.0 mol per 1 mol of polyamic acid amic acid unit of acetic anhydride as precursor of high heat resistant polyimide Catalyst: 1 mol of amic acid unit of polyamic acid as precursor of high heat resistant polyimide 0.5 mol of the polyamic acid solution of the precursor of the thermoplastic polyimide obtained in Synthesis Example 2 and the polyamic acid solution of the precursor of the high heat-resistant polyimide obtained in Synthesis Example 1 are 5.1: Mixing at a ratio of 1.0, an adhesive layer polyamic acid solution containing 15 wt% of non-thermoplastic polyimide resin in the adhesive layer of the adhesive film finally obtained was obtained.
次いで、リップ幅650mmのマルチマニホールド式の3層共押出多層ダイから、外層が上記の接着層用ポリアミド酸溶液、内層が上記の高耐熱性ポリイミド溶液の前駆体のポリアミド酸溶液となる順番で形成された多層膜を連続的に押出して、当該Tダイスの下20mmを走行しているステンレス製のエンドレスベルト上に流延した。次いで、この多層膜を130℃×100秒で加熱することで、自己支持性のゲル膜へと転化せしめた。さらに、エンドレスベルトから自己支持性のゲル膜を引き剥がしてテンタークリップに固定し、300℃×30秒、400℃×50秒、450℃×10秒で乾燥・イミド化させ、接着フィルムを得た。 Next, a multi-manifold three-layer coextrusion multi-layer die having a lip width of 650 mm is formed in the order in which the outer layer is the above polyamic acid solution for the adhesive layer and the inner layer is the polyamic acid solution that is a precursor of the above high heat-resistant polyimide solution. The multilayer film thus formed was continuously extruded and cast on a stainless steel endless belt running 20 mm below the T die. Next, the multilayer film was heated at 130 ° C. for 100 seconds to be converted into a self-supporting gel film. Further, the self-supporting gel film was peeled off from the endless belt and fixed to the tenter clip, and dried and imidized at 300 ° C. × 30 seconds, 400 ° C. × 50 seconds, 450 ° C. × 10 seconds to obtain an adhesive film. .
得られた接着フィルムの両側に18μm圧延銅箔(BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)を、さらに銅箔の両側に保護材料(アピカル125NPI;鐘淵化学工業株式会社製)を用いて、ポリイミドフィルムの張力0.4N/cm、ラミネート温度380℃、ラミネート圧力196N/cm(20kgf/cm)、ラミネート速度1.5m/分の条件で連続的に熱ラミネートを行い、フレキシブル金属張積層板を作製し、ピール強度測定及び半田耐熱性評価を行った。 By using 18 μm rolled copper foil (BHY-22B-T, manufactured by Japan Energy Co., Ltd.) on both sides of the obtained adhesive film, and further using a protective material (Apical 125 NPI; manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd.) on both sides of the copper foil, A flexible metal-clad laminate is obtained by continuously laminating a polyimide film with a tension of 0.4 N / cm, a laminating temperature of 380 ° C., a laminating pressure of 196 N / cm (20 kgf / cm), and a laminating speed of 1.5 m / min. Fabricated, peel strength measurement and solder heat resistance evaluation.
その結果、ピール強度は15N/cmであったので○、半田耐熱性は○であった。
(実施例2)
合成例2で得られた熱可塑性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液と、合成例1で得られた高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液を、3.6:1.0の割合で混合し、最終的に得られる接着フィルムの接着層に、非熱可塑性ポリイミド樹脂が25wt%含有する接着層用ポリアミド酸溶液を得たことを除いて、実施例1と同様に接着フィルム及びフレキシブル金属張積層板を作製し、ピール強度測定及び半田耐熱性評価を行った。
その結果、ピール強度は13N/cmであったので○、半田耐熱性は○であった。
(参考例1)
合成例2で得られた熱可塑性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液に、高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液を混合しないことを除いて、実施例1と同様に接着フィルム及びフレキシブル金属張積層板を作製し、ピール強度測定及び半田耐熱性評価を行った。
As a result, the peel strength was 15 N / cm, so that the solder heat resistance was good.
(Example 2)
The polyamic acid solution of the precursor of the thermoplastic polyimide obtained in Synthesis Example 2 and the polyamic acid solution of the precursor of the high heat-resistant polyimide obtained in Synthesis Example 1 were mixed at a ratio of 3.6: 1.0. Then, the adhesive film and the flexible metal tension were the same as in Example 1, except that the polyamic acid solution for the adhesive layer containing 25 wt% of the non-thermoplastic polyimide resin was obtained in the adhesive layer of the adhesive film finally obtained. A laminate was prepared, and peel strength measurement and solder heat resistance evaluation were performed.
As a result, the peel strength was 13 N / cm, so that the solder heat resistance was good.
(Reference Example 1)
The adhesive film and flexible metal-clad as in Example 1 except that the polyamic acid solution of the precursor of thermoplastic polyimide obtained in Synthesis Example 2 is not mixed with the polyamic acid solution of the precursor of high heat-resistant polyimide. A laminate was prepared, and peel strength measurement and solder heat resistance evaluation were performed.
その結果、ピール強度は16N/cmであったので○、半田耐熱性は×であった。
(参考例2)
合成例2で得られた熱可塑性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液と、合成例1で得られた高耐熱性ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液を、1.67:1.0の割合で混合し、最終的に得られる接着フィルムの接着層に、非熱可塑性ポリイミド樹脂が35wt%含有する接着層用ポリアミド酸溶液を得たことを除いて、実施例1と同様に接着フィルム及びフレキシブル金属張積層板を作製し、ピール強度測定及び半田耐熱性評価を行った。
その結果、ピール強度は7N/cmであったので×、半田耐熱性は○であった。
As a result, the peel strength was 16 N / cm, so that the solder heat resistance was x.
(Reference Example 2)
The polyamic acid solution of the precursor of the thermoplastic polyimide obtained in Synthesis Example 2 and the polyamic acid solution of the precursor of the high heat-resistant polyimide obtained in Synthesis Example 1 were mixed at a ratio of 1.67: 1.0. Then, the adhesive film and the flexible metal tension were the same as in Example 1 except that a polyamic acid solution for an adhesive layer containing 35 wt% non-thermoplastic polyimide resin was obtained in the adhesive layer of the adhesive film finally obtained. A laminate was prepared, and peel strength measurement and solder heat resistance evaluation were performed.
As a result, the peel strength was 7 N / cm, and the solder heat resistance was ◯.
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