JP2010234556A - Graphite-polyimide laminate - Google Patents

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JP2010234556A JP2009082539A JP2009082539A JP2010234556A JP 2010234556 A JP2010234556 A JP 2010234556A JP 2009082539 A JP2009082539 A JP 2009082539A JP 2009082539 A JP2009082539 A JP 2009082539A JP 2010234556 A JP2010234556 A JP 2010234556A
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Takashi Okuno
崇 奥野
Nobuo Oya
修生 大矢
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Ube Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel laminate by imparting various functions of a graphite sheet to a flexible polyimide film. <P>SOLUTION: The laminate 101 is manufactured by laminating the graphite sheet 3 directly on the polyimide film 2 having at least one thermocompression bondable surface through thermocompression bonding. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、グラファイトシートとポリイミドフィルムの積層体に関する。   The present invention relates to a laminate of a graphite sheet and a polyimide film.

グラファイトは抜群の耐熱性、耐薬品性、高電気伝導性等を有するため、工業材料として重要な地位を占め、ガスケット、電極、発熱体、構造材として広く使用されている。なかでも、高配向グラファイト層状シート物は、電気伝導体としてあるいは熱伝導体としての優れた特性を示し、膜厚が薄く、加工および取り扱いが容易であるため、放熱材、均熱材に好適に利用される。   Graphite occupies an important position as an industrial material because it has outstanding heat resistance, chemical resistance, high electrical conductivity, etc., and is widely used as a gasket, electrode, heating element, and structural material. Among them, the highly oriented graphite layered sheet material has excellent characteristics as an electric conductor or a heat conductor, has a thin film thickness, and is easy to process and handle. Used.

特許文献1には、弾性を有する樹脂層に導電層を積層したフレキシブル基板の前記樹脂層の表面に高分子フィルムをグラファイト化し熱伝導性を発現したグラファイト層を積層した複合回路基板が開示されている。   Patent Document 1 discloses a composite circuit board in which a polymer film is graphitized on a surface of a resin layer of a flexible substrate in which a conductive layer is laminated on an elastic resin layer, and a graphite layer that exhibits thermal conductivity is laminated. Yes.

特許文献2には、高分子フィルムを2000℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムの少なくとも片面に、粘着層、絶縁層、導電層のいずれかの層が形成されているグラファイト複合フィルムであって、該グラファイトフィルムの密度が1.3g/cm以上であることを特徴とするグラファイト複合フィルムが開示されている。 Patent Document 2 discloses a graphite composite film in which any one of an adhesive layer, an insulating layer, and a conductive layer is formed on at least one surface of a graphite film obtained by heat-treating a polymer film at a temperature of 2000 ° C. or higher. A graphite composite film characterized in that the density of the graphite film is 1.3 g / cm 3 or more is disclosed.

特許文献3には、複数のリボン状のカーボングラファイト薄膜が所定間隔おきに一方向に沿って並設されたモニタターゲットを備えている量子ビームモニタ用電極に関する発明で、グラファイトがレーザーを用いて加工できることが記載されている。   Patent Document 3 discloses an invention relating to an electrode for a quantum beam monitor having a monitor target in which a plurality of ribbon-like carbon graphite thin films are arranged in parallel in one direction at predetermined intervals. Graphite is processed using a laser. It describes what you can do.

特開2002−344095号公報JP 2002-344095 A 特開2007−261087号公報JP 2007-261087 A 特開2007−101367号公報JP 2007-101367 A

本発明は、粘着層がなくグラファイトシートとポリイミドフィルムとを直接積層した新規な積層体、およびさらに金属層と複合化した新規な積層体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel laminate in which a graphite sheet and a polyimide film are directly laminated without an adhesive layer, and a novel laminate in which a metal layer is combined.

本発明は、以下の事項に関する。   The present invention relates to the following matters.

1. 少なくとも片面が熱圧着性を有するポリイミドフィルム、および
前記ポリイミドフィルムの熱圧着性を有する面の一部または全部に、熱圧着により直接はり合わされたグラファイトシート
を有する積層体。
1. A laminate having a polyimide film having at least one surface having thermocompression bonding, and a graphite sheet directly bonded to a part or all of the surface having thermocompression bonding of the polyimide film by thermocompression bonding.

2. 前記ポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面の一部または全部に金属層が積層されている上記1記載の積層体。   2. The said polyimide film is a laminated body of said 1 with which the metal layer is laminated | stacked on the one part or all part of at least single side | surface of a polyimide film.

3. ポリイミドフィルムは、グラファイトシートの張り合わせと反対側の面に金属層が積層されている上記2記載の積層体。   3. 3. The laminate according to 2 above, wherein the polyimide film has a metal layer laminated on the surface on the opposite side to the bonding of the graphite sheet.

4. 前記グラファイトシートおよび前記金属層の少なくと一方と、前記ポリイミドフィルムを貫通しているビアホールを有する上記3記載の積層体。   4). 4. The laminate according to 3 above, comprising at least one of the graphite sheet and the metal layer, and a via hole penetrating the polyimide film.

5. 前記ビアホール内に伝導層が形成され、前記グラファイトシートと前記金属層が電気的および/または熱的に結合している上記4記載の積層体。   5. 5. The laminate according to 4 above, wherein a conductive layer is formed in the via hole, and the graphite sheet and the metal layer are electrically and / or thermally coupled.

6. グラファイトシートの外側の一部または全部に金属めっき層が形成されている上記4または5に記載の積層体。   6). 6. The laminate according to 4 or 5 above, wherein a metal plating layer is formed on a part or all of the outside of the graphite sheet.

7. 前記グラファイトシートの厚さが、0.2〜50μmである上記1〜6のいずれかに記載の積層体。   7). The laminate according to any one of 1 to 6 above, wherein the graphite sheet has a thickness of 0.2 to 50 µm.

本発明によれば、グラファイトシートとポリイミドフィルムとの新規な積層体、およびさらに金属層と複合化した新規な積層体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel laminated body of a graphite sheet and a polyimide film, and also the novel laminated body compounded with the metal layer can be provided.

本発明の積層体は、種々の形態が可能であり、それにより種々の用途で使用することができる。特に、グラファイトシートの耐熱性、耐薬品性、高電気伝導性、高熱伝導性、耐光性、耐候性、耐放射線性、およびその他の機能を、フレキシブルなポリイミドフィルムに付与することができる。   The laminate of the present invention can have various forms, and can be used in various applications. In particular, the heat resistance, chemical resistance, high electrical conductivity, high thermal conductivity, light resistance, weather resistance, radiation resistance, and other functions of the graphite sheet can be imparted to the flexible polyimide film.

本発明の積層体の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the laminated body of this invention.

初めに、本発明に使用されるグラファイトシートおよびポリイミドフィルムについて説明し、その後に本発明の積層体を説明する。   First, the graphite sheet and polyimide film used in the present invention will be described, and then the laminate of the present invention will be described.

<<グラファイトシート>>
本発明に使用されるグラファイトシートは、特に制限は無い。しかし、ポリイミドフィルムに対して、ポリイミドフィルムのフレキシブル性、耐熱性を損なうことなく、グラファイトの高度な機能を付与するためには、グラファイトシートが、脆性的ではなく柔軟性および靭性を有し、適度な薄さを有していることが好ましい
グラファイトシートの厚さは、例えば0.2μm〜50μm、より好ましくは0.5μm〜20μmである。また、折り曲げても割れない程度の柔軟性および靭性を有していることが好ましい。
<< Graphite sheet >>
The graphite sheet used in the present invention is not particularly limited. However, in order to impart the advanced functions of graphite to the polyimide film without impairing the flexibility and heat resistance of the polyimide film, the graphite sheet is not brittle and has flexibility and toughness. The thickness of the graphite sheet is, for example, 0.2 μm to 50 μm, more preferably 0.5 μm to 20 μm. Moreover, it is preferable that it has the softness | flexibility and toughness of a grade which is not cracked even if it bends.

グラファイトシートとしては、グラファイト層状構造が高度に発達し、結晶化度が高く、グラファイトの結晶子サイズが大きいものが好ましい。特に、グラファイト網面が、シート面となるように高配向している構造が好ましい。好適には(002)面方向についての結晶子サイズが9nm以上、特に10〜100nmであり、特にC軸格子定数が0.68nm以下、特に0.67nm以下である。また、結晶化度は、好ましくは75%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。   As the graphite sheet, a sheet having a highly developed graphite layer structure, a high crystallinity, and a large crystallite size of graphite is preferable. In particular, a structure in which the graphite network surface is highly oriented so as to be a sheet surface is preferable. Preferably, the crystallite size in the (002) plane direction is 9 nm or more, particularly 10 to 100 nm, and the C-axis lattice constant is 0.68 nm or less, particularly 0.67 nm or less. The crystallinity is preferably 75% or more, more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.

このようなグラファイトシートの製造方法は、特に制限はないが、好ましくは特開2002−274827号公報、特開2002−308611号公報および特開2007−101367号公報に記載された方法であり、この方法では、高配向性を付与する成分を存在させたポリイミドフィルム炭素化物またはそれ自体が高配向性であるポリイミドフィルム炭素化物を、不活性雰囲気中で高温熱処理(2600℃〜3000℃)によりグラファイト化を行うことで、高配向グラファイト層状シート物を得ることができる。また、このときに加熱と同時に圧力を加えながら処理することが特に好ましい。尚、ポリイミドフィルム炭素化物は、ポリイミドフィルムを不活性雰囲気で、1000℃〜2000℃で焼成して得られる。   The method for producing such a graphite sheet is not particularly limited, but is preferably a method described in JP-A No. 2002-274827, JP-A No. 2002-308611 and JP-A No. 2007-101367. In the method, a polyimide film carbonized product in which a component imparting high orientation is present or a polyimide film carbonized product having high orientation per se is graphitized by high-temperature heat treatment (2600 ° C. to 3000 ° C.) in an inert atmosphere. By performing this, a highly oriented graphite layered sheet can be obtained. At this time, it is particularly preferable to perform the treatment while applying pressure simultaneously with heating. In addition, a polyimide film carbonized material is obtained by baking a polyimide film at 1000 ° C. to 2000 ° C. in an inert atmosphere.

この方法で得られるグラファイトシートは、しなやかで強くしかも柔軟性を有する層構造であるため、横方向への電気伝導性および熱伝導性に優れ、電気伝導体としてあるいは熱伝導体として好適である。   Since the graphite sheet obtained by this method has a flexible, strong and flexible layer structure, it has excellent lateral and thermal conductivity, and is suitable as an electrical conductor or a thermal conductor.

本発明において、グラファイトシートは、ポリイミドフィルムと貼り合わせてから形状を加工してもよいが、グラファイトシートは容易にカットできるので、予め所定の形状、所定のパターンにカットして貼り合わせることが好ましい。   In the present invention, the graphite sheet may be processed after being bonded to the polyimide film, but since the graphite sheet can be easily cut, it is preferable that the graphite sheet is previously cut into a predetermined shape and a predetermined pattern and bonded. .

<<ポリイミドフィルム>>   << Polyimide film >>

ポリイミドフィルムの厚みは、特に限定されないが、好ましくは1〜500μm、より好ましくは2〜300μm、さらに好ましくは5〜200μm、より好ましくは7〜175μm、特に好ましくは8〜100μmのものを用いることが好ましい。ポリイミドフィルムは、少なくとも片面がコロナ放電処理、プラズマ処理、化学的粗面化処理、物理的粗面化処理などの表面処理されていてもよい。   Although the thickness of a polyimide film is not specifically limited, Preferably it is 1-500 micrometers, More preferably, it is 2-300 micrometers, More preferably, it is 5-200 micrometers, More preferably, it is 7-175 micrometers, Most preferably, it uses 8-100 micrometers. preferable. At least one surface of the polyimide film may be subjected to a surface treatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, chemical roughening treatment, or physical roughening treatment.

本発明において使用するポリイミドフィルムは、グラファイトシートと積層する面が、熱圧着性を有する。好ましくは、ポリイミドフィルムは、耐熱性のポリイミド層(b)の片面又は両面に、グラファイトシートと加圧又は加圧加熱することにより直接積層することができる熱圧着性ポリイミド層(a)を有する少なくとも2層以上の多層のポリイミドフィルムである。   As for the polyimide film used in this invention, the surface laminated | stacked with a graphite sheet has thermocompression bonding property. Preferably, the polyimide film has at least a thermocompression bonding polyimide layer (a) that can be directly laminated by pressurizing or heating under pressure with a graphite sheet on one or both sides of the heat-resistant polyimide layer (b). A multilayer polyimide film having two or more layers.

ポリイミドフィルムは、共押出のダイを用いて、熱圧着性ポリイミド層(a)と耐熱性のポリイミド層(b)とが直接積層一体化されている少なくとも2層以上の多層のポリイミドフィルムであることが好ましい。   The polyimide film is a multilayer polyimide film having at least two layers in which a thermocompression bonding polyimide layer (a) and a heat-resistant polyimide layer (b) are directly laminated and integrated using a coextrusion die. Is preferred.

耐熱性ポリイミド層(b)は、プリント配線板、フレキシブルプリント回路基板、TABテープ、COFの基板等の電子部品のテープ素材として用いることができるベースフィルムを構成する耐熱性ポリイミドを用いることが好ましい。具体例としては、商品名「ユーピレックス(S、又はR)」(宇部興産社製)、商品名「カプトン」(東レ・デュポン社製、デュポン社製)、商品名「アピカル」(カネカ社製)などのポリイミドフィルムを構成する酸成分とジアミン成分とから得られるポリイミドを挙げる事ができる。   As the heat-resistant polyimide layer (b), it is preferable to use a heat-resistant polyimide constituting a base film that can be used as a tape material for electronic components such as a printed wiring board, a flexible printed circuit board, a TAB tape, and a COF board. As a specific example, the brand name “UPILEX (S or R)” (manufactured by Ube Industries), the brand name “Kapton” (manufactured by Toray DuPont and DuPont), and the brand name “Apical” (manufactured by Kaneka) The polyimide obtained from the acid component and diamine component which comprise a polyimide film, such as, can be mentioned.

熱圧着性ポリイミドフィルムにおいて、耐熱性ポリイミド層(b層)の耐熱性ポリイミドとしては、下記の特徴を少なくとも1つ有するもの、下記の特徴を少なくとも2つ有するもの[ 1)と2)、1)と3)、2)と3)の組合せ]、特に下記の特徴を全て有するものを用いることができる。
1)単独のポリイミドフィルムとして、ガラス転移温度が300℃以上、好ましくはガラス転移温度が330℃以上、さらに好ましくは確認不可能であるもの。
2)単独のポリイミドフィルムとして、線膨張係数(50〜200℃)(MD)が、耐熱性樹脂基板に積層する銅箔などの金属層の熱膨張係数に近いことが好ましく、金属層として銅箔を用いる場合耐熱性樹脂基板の熱膨張係数は5×10−6〜28×10−6cm/cm/℃であることが好ましく、9×10−6〜20×10−6cm/cm/℃であることが好ましく、さらに12×10−6〜18×10−6cm/cm/℃であることが好ましい。
3)単独のポリイミドフィルムとして、引張弾性率(MD、ASTM−D882)は300kg/mm以上、好ましくは500kg/mm以上、さらに700kg/mm以上であるもの。
In the thermocompression bonding polyimide film, the heat-resistant polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b layer) has at least one of the following characteristics, and has at least two of the following characteristics [1) and 2), 1) And 3), 2) and 3)], particularly those having all of the following characteristics can be used.
1) A single polyimide film having a glass transition temperature of 300 ° C. or higher, preferably a glass transition temperature of 330 ° C. or higher, more preferably unidentifiable.
2) As a single polyimide film, the linear expansion coefficient (50 to 200 ° C.) (MD) is preferably close to the thermal expansion coefficient of a metal layer such as a copper foil laminated on a heat-resistant resin substrate. Is preferably 5 × 10 −6 to 28 × 10 −6 cm / cm / ° C., preferably 9 × 10 −6 to 20 × 10 −6 cm / cm / ° C. is preferably is preferably further 12 × 10 -6 ~18 × 10 -6 cm / cm / ℃.
3) As a single polyimide film, a tensile elastic modulus (MD, ASTM-D882) is 300 kg / mm 2 or more, preferably 500 kg / mm 2 or more, and further 700 kg / mm 2 or more.

耐熱性ポリイミド層(b)の耐熱性ポリイミドとしては、
(1)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物及び1,4−ヒドロキノンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物より選ばれる成分を少なくとも1種含む酸成分、好ましくはこれらの酸成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含む酸成分と、
(2)ジアミン成分としてp−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、m−トリジン及び4,4’−ジアミノベンズアニリドより選ばれる成分を少なくとも1種含むジアミン、好ましくはこれらのジアミン成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含むジアミン成分とから得られるポリイミドなどを用いることができる。
As the heat-resistant polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b),
(1) 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride and 1,4-hydroquinone dibenzoate-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic acid bis An acid component containing at least one component selected from anhydrides, preferably an acid component containing at least 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more of these acid components;
(2) As a diamine component, a diamine containing at least one component selected from p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, m-tolidine and 4,4′-diaminobenzanilide, preferably at least these diamine components A polyimide obtained from a diamine component containing 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and more preferably 90 mol% or more can be used.

耐熱性ポリイミド層(b)を構成する酸成分とジアミン成分との組合せの一例としては、
1)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、p−フェニレンジアミン或いはp−フェニレンジアミン及び4,4−ジアミノジフェニルエーテル、
2)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及びピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミン或いはp−フェニレンジアミン及び4,4−ジアミノジフェニルエーテル、
3)ピロメリット酸二無水物と、p−フェニレンジアミン及び4,4−ジアミノジフェニルエーテル、
4)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンとを主成分(合計100モル%中の50モル%以上)として得られるものを挙げることができる。これらのものは、プリント配線板、フレキシブルプリント回路基板、TABテープ等の電子部品の素材として用いられ、広い温度範囲にわたって優れた機械的特性を有し、長期耐熱性を有し、耐加水分解性に優れ、熱分解開始温度が高く、加熱収縮率と線膨張係数が小さい、難燃性に優れるために好ましい。
As an example of a combination of an acid component and a diamine component constituting the heat-resistant polyimide layer (b),
1) 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine or p-phenylenediamine and 4,4-diaminodiphenyl ether,
2) 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride, p-phenylenediamine or p-phenylenediamine and 4,4-diaminodiphenyl ether,
3) pyromellitic dianhydride, p-phenylenediamine and 4,4-diaminodiphenyl ether,
4) What is obtained by using 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine as main components (50 mol% or more in a total of 100 mol%) can be mentioned. These are used as materials for electronic components such as printed wiring boards, flexible printed circuit boards, TAB tapes, etc., have excellent mechanical properties over a wide temperature range, have long-term heat resistance, and hydrolysis resistance It is preferable because it has excellent heat resistance, a high thermal decomposition starting temperature, a small heat shrinkage rate and a small linear expansion coefficient, and excellent flame retardancy.

耐熱性ポリイミド層(b)の耐熱性ポリイミドを得ることができる酸成分として、上記に示す酸成分の他に本発明の特性を損なわない範囲で、2,3,3’,4’−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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス[(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、などの酸二無水物成分を用いることができる。   As an acid component capable of obtaining the heat-resistant polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b), 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetra is not limited to the above-described acid component as long as the characteristics of the present invention are not impaired. Carboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide Dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane Anhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis [(3,4-dicarboxy Feno ) Phenyl] propane dianhydride, it is possible to use an acid dianhydride component, such as.

耐熱性ポリイミド層(b)の耐熱性ポリイミドを得ることができるジアミン成分として、上記に示すジアミン成分の他に本発明の特性を損なわない範囲で、m−フェニレンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、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、3,4’−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、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、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)プロパン、などのジアミン成分を用いることができる。   As a diamine component capable of obtaining the heat-resistant polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b), m-phenylene diamine, 3,4′-diaminodiphenyl ether, as long as the characteristics of the present invention are not impaired in addition to the diamine component shown above. 3,3′-diaminodiphenylsulfide, 3,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4 ′ -Diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'- Diaminodiphenylmethane, 2,2-di (3-amino Phenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, can be used diamine component, such as.

熱圧着性ポリイミド層(a層)は、銅箔と熱圧着できる性質を有するか、又は加圧下熱圧着できる性質を有する公知のポリイミドであれば、本発明において、グラファイトシートとの熱圧着に用いることができる。   If the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) is a known polyimide having a property capable of thermocompression bonding with a copper foil or a property capable of thermocompression bonding under pressure, it is used for thermocompression bonding with a graphite sheet in the present invention. be able to.

熱圧着性ポリイミド層(a層)の熱圧着性ポリイミドは、好ましくは熱圧着性ポリイミドのガラス転移温度以上から400℃以下の温度でグラファイト及び銅箔とはり合せることができる熱圧着性を有するポリイミドである。   The thermocompression bonding polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) is preferably a polyimide having thermocompression bonding that can be bonded to graphite and copper foil at a temperature of not less than the glass transition temperature of the thermocompression bonding polyimide and not more than 400 ° C. It is.

熱圧着性ポリイミドフィルムの熱圧着性ポリイミド層(a層)の熱圧着性ポリイミドは、さらに、以下の特徴を少なくとも1つ有するもの、下記の特徴を少なくとも2つ有するもの[ 1)と2)、1)と3)、2)と3)の組合せ]、下記の特徴を少なくとも3つ有するもの[ 1)と2)と3)、1)と3)と4)、2)と3)と4)、1)と2)と4)などの組合せ]、特に下記の特徴を全て有するものを用いることができる。
1)熱圧着性ポリイミド層(a層)は、銅箔とa層、又は銅箔と熱圧着性ポリイミドフィルムとのピール強度が0.7N/mm以上で、150℃で168時間加熱処理後でもピール強度の保持率が90%以上、さらに95%以上、特に100%以上であるポリイミドであること。
2)ガラス転移温度が130〜330℃であること。
3)引張弾性率が100〜700Kg/mmであること。
4)線膨張係数(50〜200℃)(MD)が13〜30×10−6cm/cm/℃であること。
The thermocompression bonding polyimide layer (a layer) of the thermocompression bonding polyimide film further has at least one of the following characteristics, at least two of the following characteristics [1) and 2), 1) and 3), 2) and 3)], having at least three of the following characteristics [1), 2), 3), 1), 3), 4), 2), 3) and 4 ), 1), 2), 4), etc.], particularly those having all the following characteristics can be used.
1) The thermocompression bonding polyimide layer (a layer) has a peel strength of 0.7 N / mm or more between copper foil and a layer, or copper foil and thermocompression bonding polyimide film, and after heat treatment at 150 ° C. for 168 hours. A polyimide having a peel strength retention of 90% or more, more preferably 95% or more, particularly 100% or more.
2) The glass transition temperature is 130 to 330 ° C.
3) The tensile elastic modulus is 100 to 700 Kg / mm 2 .
4) The linear expansion coefficient (50 to 200 ° C.) (MD) is 13 to 30 × 10 −6 cm / cm / ° C.

熱圧着性ポリイミド層(a層)の熱圧着性ポリイミドは、
(1)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物及び1,4−ヒドロキノンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物などの酸二無水物より選ばれる成分を少なくとも1種含む酸成分、好ましくはこれらの酸成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含む酸成分と、
(2)ジアミン成分としては、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、1,4−ビス(4−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’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−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]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンなどのジアミンより選ばれる成分を少なくとも1種含むジアミン、好ましくはこれらのジアミン成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含むジアミン成分とから得られるポリイミドなどを用いることができる。
The thermocompression bonding polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer)
(1) 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′ , 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, bis (3,4- Dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride and 1,4-hydroquinone dibenzoate An acid component containing at least one component selected from acid dianhydrides such as −3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride, preferably at least 70 mol% of these acid components; Preferably 80 mol% or more, more preferably an acid component comprising 90 mol% or more,
(2) As the diamine component, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 3,3 '-Diaminobenzophenone, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4 -(4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl Sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Ter, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] It is obtained from a diamine containing at least one component selected from diamines such as propane, preferably a diamine component containing these diamine components at least 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more. Polyimide or the like can be used.

熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドを得ることができる酸成分とジアミン成分との組合せの一例としては、
(1)3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及び2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の酸二無水物より選ばれる成分を少なくとも1種含む酸成分、好ましくはこれらの酸成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含む酸成分と、
(2)ジアミン成分としては、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4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンなどのジアミンより選ばれる成分を少なくとも1種含むジアミン、好ましくはこれらのジアミン成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含むジアミン成分とから得られるポリイミドなどを用いることができる。
As an example of a combination of an acid component and a diamine component that can obtain a polyimide of a thermocompression bonding polyimide layer (a layer),
(1) At least one component selected from 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride acid dianhydride An acid component containing seeds, preferably an acid component containing at least 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more of these acid components;
(2) As the diamine component, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4 -(3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4 A diamine containing at least one component selected from diamines such as-(4-aminophenoxy) phenyl] propane, preferably at least 70 mol%, more preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol, of these diamine components. The polyimide etc. which are obtained from the diamine component which contains% or more can be used.

熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドを得ることができるジアミン成分として、上記に示すジアミン成分の他に本発明の特性を損なわない範囲で、m−フェニレンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、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、3,4’−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、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、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)プロパン、などのジアミン成分を用いることができる。   As a diamine component capable of obtaining a polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer), m-phenylenediamine and 3,4′-diaminodiphenyl ether are used as long as the properties of the present invention are not impaired in addition to the diamine component shown above. 3,3′-diaminodiphenylsulfide, 3,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4 ′ -Diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'- Diaminodiphenylmethane, 2,2-di (3-amino Eniru) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, can be used diamine component, such as.

耐熱性ポリイミド層(b層)のポリイミド及び熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドは、公知の方法で合成することができ、ランダム重合、ブロック重合、或いはあらかじめ複数のポリイミド前駆体溶液或いはポリイミド溶液を合成しておき、その複数の溶液を混合後反応条件下で混合して均一溶液とする、いずれの方法によっても達成される。   The polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b layer) and the polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) can be synthesized by a known method, such as random polymerization, block polymerization, or a plurality of polyimide precursor solutions or polyimides in advance. This is achieved by any method in which a solution is synthesized and the plurality of solutions are mixed and then mixed under reaction conditions to obtain a homogeneous solution.

耐熱性ポリイミド層(b層)のポリイミド及び熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドは、酸成分とジアミン成分とを、有機溶媒中、約100℃以下、さらに80℃以下、さらに0〜60℃の温度で、特に20〜60℃の温度で、約0.2〜60時間反応させてポリイミド前駆体の溶液とし、このポリイミド前駆体溶液をドープ液として使用し、そのドープ液の薄膜を形成し、その薄膜から溶媒を蒸発させ除去すると共にポリイミド前駆体をイミド化することにより製造することができる。   The polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b layer) and the polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) have an acid component and a diamine component in an organic solvent of about 100 ° C. or lower, further 80 ° C. or lower, and further 0 to 60 A polyimide precursor solution is prepared by reacting at a temperature of 20 ° C., particularly at a temperature of 20 to 60 ° C. for about 0.2 to 60 hours, and this polyimide precursor solution is used as a dope solution to form a thin film of the dope solution And it can manufacture by evaporating and removing a solvent from the thin film, and imidating a polyimide precursor.

また溶解性に優れるポリイミドでは、ポリイミド前駆体溶液を150〜250℃に加熱するか、またはイミド化剤を添加して150℃以下、特に15〜50℃の温度で反応させて、イミド環化した後溶媒を蒸発させる、もしくは貧溶媒中に析出させて粉末とする。その後、該粉末を有機溶液に溶解してポリイミドの有機溶媒溶液を得ることができる。   Moreover, in the polyimide which is excellent in solubility, the polyimide precursor solution is heated to 150 to 250 ° C., or an imidizing agent is added and reacted at a temperature of 150 ° C. or less, particularly 15 to 50 ° C., to imide cyclization. Thereafter, the solvent is evaporated or precipitated in a poor solvent to obtain a powder. Thereafter, the powder can be dissolved in an organic solution to obtain an organic solvent solution of polyimide.

ポリイミド前駆体溶液の重合反応を実施するに際して、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度は、使用する目的や製造する目的に応じて適宜選択すればよく、例えば耐熱性ポリイミド層(b層)のポリイミド前駆体溶液は、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度が、好ましくは5〜40質量%、さらに好ましくは6〜35質量%、特に好ましくは10〜30質量%であることが好ましい。熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミド前駆体溶液は、有機極性溶媒中の全モノマーの濃度が1〜15質量%、特に2〜8質量%となる割合であることが好ましい。   In carrying out the polymerization reaction of the polyimide precursor solution, the concentration of all monomers in the organic polar solvent may be appropriately selected according to the purpose of use or the purpose of production. For example, the polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b layer) In the precursor solution, the concentration of all monomers in the organic polar solvent is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 6 to 35% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass. It is preferable that the polyimide precursor solution of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) has a ratio in which the concentration of all monomers in the organic polar solvent is 1 to 15% by mass, particularly 2 to 8% by mass.

ポリイミド前駆体溶液の重合反応を実施するに際して、溶液粘度は、使用する目的(塗布、流延など)や製造する目的に応じて適宜選択すればよく、ポリアミック(ポリイミド前駆体)酸溶液は、30℃で測定した回転粘度が、約0.1〜5000ポイズ、特に0.5〜2000ポイズ、さらに好ましくは1〜2000ポイズ程度のものであることが、このポリアミック酸溶液を取り扱う作業性の面から好ましい。したがって、前記の重合反応は、生成するポリアミック酸が上記のような粘度を示す程度にまで実施することが望ましい。   In carrying out the polymerization reaction of the polyimide precursor solution, the solution viscosity may be appropriately selected according to the purpose of use (coating, casting, etc.) and the purpose of production. The polyamic (polyimide precursor) acid solution is 30 From the viewpoint of workability in handling this polyamic acid solution, the rotational viscosity measured at ° C is about 0.1 to 5000 poise, particularly 0.5 to 2000 poise, more preferably about 1 to 2000 poise. preferable. Therefore, it is desirable to carry out the polymerization reaction to such an extent that the produced polyamic acid exhibits the above viscosity.

熱圧着性ポリイミド層(a層)は、上記の方法でポリイミド前駆体溶液を製造し、それに新たに有機溶媒を加え、希釈して用いることができる。   The thermocompression bonding polyimide layer (a layer) can be used by producing a polyimide precursor solution by the above-described method, newly adding an organic solvent, and diluting it.

耐熱性ポリイミド層(b層)のポリイミド及び熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドは、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物の略等モル量、ジアミン成分が少し過剰な量或いは酸成分が少し過剰な量を、有機溶媒中で反応させてポリイミド前駆体の溶液(均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい)を得ることができる。   The polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b layer) and the polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) are approximately equimolar amounts of the diamine component and tetracarboxylic dianhydride, the diamine component is in a slightly excessive amount, or the acid component. A slightly excessive amount can be reacted in an organic solvent to obtain a polyimide precursor solution (which may be partially imidized as long as a uniform solution state is maintained).

耐熱性ポリイミド層(b層)のポリイミド及び熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドは、アミン末端を封止するためにジカルボン酸無水物、例えば、無水フタル酸およびその置換体、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびその置換体、無水コハク酸およびその置換体など、特に、無水フタル酸を添加して合成することができる。   The polyimide of the heat-resistant polyimide layer (b layer) and the polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) are dicarboxylic anhydrides, for example, phthalic anhydride and its substitutes, hexahydrophthalic anhydride to seal the amine terminal. In particular, it can be synthesized by adding phthalic anhydride, such as an acid and a substituted product thereof, succinic anhydride and a substituted product thereof.

耐熱性ポリイミド層(b層)のポリイミド及び熱圧着性ポリイミド層(a層)のポリイミドは、有機溶媒中、ジアミン(アミノ基のモル数として)の使用量が酸無水物の全モル数(テトラ酸二無水物とジカルボン酸無水物の酸無水物基としての総モルとして)に対する比として、0.95〜1.05、特に0.98〜1.02、そのなかでも特に0.99〜1.01であることが好ましい。ジカルボン酸無水物を使用する場合の使用量はテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基モル量に対する比として、0.05以下であるような割合の各成分を反応させることができる。   The polyimide of the heat resistant polyimide layer (b layer) and the polyimide of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) are used in an organic solvent in which the amount of diamine (as the number of moles of amino group) is the total number of moles of acid anhydride (tetra Ratio of acid dianhydride and dicarboxylic acid anhydride as the total moles as acid anhydride groups) of 0.95 to 1.05, especially 0.98 to 1.02, of which 0.99 to 1 in particular .01 is preferred. When the dicarboxylic acid anhydride is used, each component can be reacted at a ratio of 0.05 or less as a ratio of the tetracarboxylic dianhydride to the molar amount of the acid anhydride group.

ポリイミド前駆体のゲル化を制限する目的でリン系安定剤、例えば亜リン酸トリフェニル、リン酸トリフェニル等をポリアミック酸重合時に固形分(ポリマー)濃度に対して0.01〜1%の範囲で添加することができる。   For the purpose of limiting the gelation of the polyimide precursor, a phosphorus stabilizer such as triphenyl phosphite, triphenyl phosphate, etc. is in the range of 0.01 to 1% with respect to the solid content (polymer) concentration during polyamic acid polymerization. Can be added.

また、イミド化促進の目的で、ドープ液中に塩基性有機化合物を添加することができる。例えば、イミダゾール、2−イミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、イソキノリン、置換ピリジンなどもイミド化促進剤をポリアミック酸に対して0.05〜10重量%、特に0.1〜2重量%の割合で使用することができる。これらは比較的低温でポリイミドフィルムを形成するため、イミド化が不十分となることを避けるために使用することができる。   For the purpose of promoting imidization, a basic organic compound can be added to the dope solution. For example, imidazole, 2-imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-phenylimidazole, benzimidazole, isoquinoline, substituted pyridine and the like also use 0.05 to 10% by weight, particularly 0. It can be used at a ratio of 1 to 2% by weight. Since these form a polyimide film at a relatively low temperature, they can be used to avoid insufficient imidization.

また、接着強度の安定化の目的で、特に熱圧着性ポリイミド用ポリアミック酸溶液に有機アルミニウム化合物、無機アルミニウム化合物または有機錫化合物を添加してもよい。例えば水酸化アルミニウム、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどをポリアミック酸に対してアルミニウム金属として1ppm以上、特に1〜1000ppmの割合で添加することができる。   For the purpose of stabilizing the adhesive strength, an organoaluminum compound, an inorganic aluminum compound, or an organotin compound may be added to the polyamic acid solution for thermocompression bonding polyimide. For example, aluminum hydroxide, aluminum triacetylacetonate or the like can be added in an amount of 1 ppm or more, particularly 1 to 1000 ppm as an aluminum metal with respect to the polyamic acid.

ポリアミック酸製造に使用する有機溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、N−メチルカプロラクタム、クレゾール類などが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Organic solvents used for the production of polyamic acid are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, N- Examples include methyl caprolactam and cresols. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

熱圧着性を有するポリイミドフィルムは、好適には(i)共押出し−流延製膜法(単に、多層押出法ともいう。)によって、耐熱性ポリイミド層(b層)のドープ液と熱圧着性ポリイミド層(a層)のドープ液とを積層、乾燥、イミド化して多層ポリイミドフィルムを得る方法、(ii)或いは耐熱性ポリイミド層(b層)のドープ液を支持体上に流延塗布し、乾燥した自己支持性フィルム(ゲルフィルム)の片面或いは両面に熱圧着性ポリイミド層(a層)のドープ液を塗布し、乾燥、イミド化して多層ポリイミドフィルムを得る方法によって得ることができる。   The polyimide film having thermocompression bonding property is preferably formed by (i) coextrusion-casting film forming method (also simply referred to as multilayer extrusion method) and heat-resistant polyimide layer (b layer) dope solution and thermocompression bonding property. A method of obtaining a multilayer polyimide film by laminating a dope solution of a polyimide layer (a layer), drying and imidizing, (ii) or applying a dope solution of a heat-resistant polyimide layer (b layer) on a support, The dry self-supporting film (gel film) can be obtained by applying a dope solution of a thermocompression bonding polyimide layer (a layer) on one side or both sides and drying and imidizing to obtain a multilayer polyimide film.

共押出法は、公知の方法で行なうことが出来、例えば特開平3−180343号公報(特公平7−102661号公報)に記載されている方法などを用いることができる。   The coextrusion method can be performed by a known method, and for example, a method described in JP-A-3-180343 (Japanese Patent Publication No. 7-102661) can be used.

両面に熱圧着性を有する3層の熱圧着性ポリイミドフィルムの製造の一例を示す。   An example of the production of a three-layer thermocompression bonding polyimide film having thermocompression bonding on both sides is shown.

耐熱性ポリイミド層(b層)用のポリアミック酸溶液と熱圧着性ポリイミド層(a層)用のポリアミック酸溶液とを三層共押出法によって、耐熱性ポリイミド層(b層)の厚みが4〜45μmで両側の熱圧着性ポリイミド層(a層)の厚みの合計が3〜10μmとなるように三層押出し成形用ダイスに供給し、支持体上にキャストしてこれをステンレス鏡面、ベルト面等の支持体面上に流延塗布し、100〜200℃で半硬化状態またはそれ以前の乾燥状態とする自己支持性フィルムのポリイミドフィルムAを得ることができる。   The heat-resistant polyimide layer (b layer) has a thickness of 4 to 3 by co-extrusion of a polyamic acid solution for the heat-resistant polyimide layer (b layer) and a polyamic acid solution for the thermocompression bonding polyimide layer (a layer). Supply to a three-layer extrusion die so that the total thickness of thermocompression-bondable polyimide layers (a layer) on both sides is 3 to 10 μm at 45 μm, cast on a support, and this is stainless steel mirror surface, belt surface, etc. It is possible to obtain a polyimide film A which is a self-supporting film which is cast-coated on the surface of the substrate and made into a semi-cured state or a dried state before 100 to 200 ° C.

自己支持性フィルムのポリイミドフィルムAは、200℃を越えた高い温度で流延フィルムを処理すると、熱圧着性を有するポリイミドフィルムの製造において、接着性の低下などの欠陥を来す傾向にある。この半硬化状態またはそれ以前の状態とは、加熱および/または化学イミド化によって自己支持性の状態にあることを意味する。   When the cast film is processed at a high temperature exceeding 200 ° C., the self-supporting polyimide film A tends to cause defects such as a decrease in adhesiveness in the production of a polyimide film having thermocompression bonding. This semi-cured state or an earlier state means that it is in a self-supporting state by heating and / or chemical imidization.

得られた自己支持性フィルムのポリイミドフィルムAは、熱圧着性ポリイミド層(a層)のガラス転移温度(Tg)以上で劣化が生じる温度以下の温度、好適には250〜420℃の温度(表面温度計で測定した表面温度)まで加熱して(好適にはこの温度で0.1〜60分間加熱して)、乾燥及びイミド化して、耐熱性ポリイミド層(b層)の両面に熱圧着性ポリイミド層(a層)を有する耐熱性ポリイミド層(b層)と熱圧着性ポリイミド層(a層)とが積層一体化されているポリイミドフィルムを製造することができる。   The resulting self-supporting polyimide film A has a temperature not higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermocompression bonding polyimide layer (a layer) and lower than the temperature at which deterioration occurs, preferably a temperature of 250 to 420 ° C. (surface (Surface temperature measured with a thermometer) (preferably heated at this temperature for 0.1 to 60 minutes), dried and imidized, and thermocompression-bonded on both sides of the heat-resistant polyimide layer (b layer) A polyimide film in which a heat-resistant polyimide layer (b layer) having a polyimide layer (a layer) and a thermocompression bonding polyimide layer (a layer) are laminated and integrated can be produced.

得られた自己支持性フィルムのポリイミドフィルムAは、溶媒及び生成水分が好ましくは約20〜60質量%、特に好ましくは30〜50質量%残存しており、この自己支持性フィルムを乾燥温度に昇温する際には、比較的短時間内に昇温することが好ましく、例えば、10℃/分以上の昇温速度であることが好適である。乾燥する際に自己支持性フィルムに対して加えられる張力を増大することによって、最終的に得られるポリイミドフィルムAの線膨張係数を小さくすることができる。   The polyimide film A of the obtained self-supporting film preferably has about 20 to 60% by mass, particularly preferably 30 to 50% by mass of the solvent and generated water remaining, and the self-supporting film is heated to the drying temperature. When heating, it is preferable to raise the temperature within a relatively short time, for example, a temperature increase rate of 10 ° C./min or more is suitable. By increasing the tension applied to the self-supporting film at the time of drying, the linear expansion coefficient of the finally obtained polyimide film A can be reduced.

そして、前述の乾燥工程に続いて、連続的または断続的に前記自己支持性フィルムの少なくとも一対の両端縁を連続的または断続的に前記自己支持性フィルムと共に移動可能な固定装置などで固定した状態で、前記の乾燥温度より高く、しかも好ましくは200〜550℃の範囲内、特に好ましくは300〜500℃の範囲内の高温度で、好ましくは1〜100分間、特に1〜10分間、前記自己支持性フィルムを乾燥および熱処理して、好ましくは最終的に得られるポリイミドフィルム中の有機溶媒および生成水等からなる揮発物の含有量が1重量%以下になるように、自己支持性フィルムから溶媒などを充分に除去するとともに前記フィルムを構成しているポリマーのイミド化を充分に行って、両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムを形成することができる。   Then, following the above-described drying step, at least a pair of both end edges of the self-supporting film is continuously or intermittently fixed with a fixing device or the like that can be moved together with the self-supporting film. Higher than the above drying temperature, and preferably at a high temperature in the range of 200 to 550 ° C., particularly preferably in the range of 300 to 500 ° C., preferably 1 to 100 minutes, in particular 1 to 10 minutes. The support film is dried and heat-treated, and the solvent is preferably removed from the self-support film so that the content of volatile substances composed of an organic solvent and product water in the finally obtained polyimide film is 1% by weight or less. The polyimide film which has the thermocompression bonding on both sides by sufficiently imidizing the polymer constituting the film It can be formed.

前記の自己支持性フィルムの固定装置としては、例えば、多数のピンまたは把持具などを等間隔で備えたベルト状またはチェーン状のものを、連続的または断続的に供給される前記固化フィルムの長手方向の両側縁に沿って一対設置し、そのフィルムの移動と共に連続的または断続的に移動させながら前記フィルムを固定できる装置が好適である。また、前記の固化フィルムの固定装置は、熱処理中のフィルムを幅方向または長手方向に適当な伸び率または収縮率(特に好ましくは0.5〜5%程度の伸縮倍率)で伸縮することができる装置であってもよい。   Examples of the fixing device for the self-supporting film include, for example, a belt-like or chain-like one provided with a large number of pins or gripping tools at equal intervals, and the length of the solidified film supplied continuously or intermittently. A device that can be installed in a pair along both side edges in the direction and can fix the film while moving the film continuously or intermittently with the movement of the film is suitable. The solidified film fixing device can stretch or shrink the film being heat-treated in the width direction or the longitudinal direction at an appropriate elongation or contraction rate (particularly preferably about 0.5 to 5%). It may be a device.

なお、前記の工程において製造された両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムを、再び好ましくは4N以下、特に好ましくは3N以下の低張力下あるいは無張力下に、100〜400℃の温度で、好ましくは0.1〜30分間熱処理すると、特に寸法安定性が優れた両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムとすることができる。また、製造された長尺の両面に熱圧着性を有するポリイミドフィルムは、適当な公知の方法でロール状に巻き取ることができる。   The polyimide film having thermocompression bonding on both sides produced in the above step is preferably at a temperature of 100 to 400 ° C. under a low tension or no tension of preferably 4N or less, particularly preferably 3N or less. Can be made into a polyimide film having thermocompression bonding on both surfaces particularly excellent in dimensional stability when heat-treated for 0.1 to 30 minutes. Moreover, the manufactured polyimide film which has thermocompression bonding on both surfaces can be wound up in a roll shape by an appropriate known method.

なお、上記の自己支持性フィルムの加熱減量とは、測定対象のフィルムを420℃で20分間乾燥し、乾燥前の重量W1と乾燥後の重量W2とから次式によって求めた値である。   The loss on heating of the self-supporting film is a value obtained by drying the film to be measured at 420 ° C. for 20 minutes and calculating from the following formula from the weight W1 before drying and the weight W2 after drying.

加熱減量(質量%)={(W1−W2)/W1}×100
また、上記の自己支持性フィルムのイミド化率は、特開平9−316199記載のカールフィッシャー水分計を用いる手法で求めることができる。
Heat loss (mass%) = {(W1-W2) / W1} × 100
Moreover, the imidation ratio of said self-supporting film can be calculated | required by the method using the Karl Fischer moisture meter of Unexamined-Japanese-Patent No. 9-316199.

自己支持性フィルムには、必要であれば、内部または表面層に微細な無機あるいは有機の添加剤を配合することができる。無機の添加剤としては,粒子状あるいは偏平状の無機フィラーを挙げることができる。有機の添加剤としてはポリイミド粒子、熱硬化性樹脂の粒子などを挙げる事ができる。使用量および形状(大きさ,アスペクト比)については、使用目的に応じて選択することが好ましい。   In the self-supporting film, if necessary, fine inorganic or organic additives can be blended in the inside or the surface layer. Examples of inorganic additives include particulate or flat inorganic fillers. Examples of the organic additive include polyimide particles and thermosetting resin particles. The usage amount and shape (size, aspect ratio) are preferably selected according to the purpose of use.

加熱処理は、熱風炉、赤外線加熱炉などの公知の種々の装置を使用して行うことができる。   The heat treatment can be performed using various known devices such as a hot stove and an infrared heating furnace.

以上のようにして、本発明に好適なポリイミドフィルムを製造することができる。   As described above, a polyimide film suitable for the present invention can be produced.

<<グラファイト・ポリイミド・(金属層)積層体>>
本発明の積層体は、図1に示すように、グラファイトシート3とポリイミドフィルム2が、直接貼り合わせられて積層体101が構成される。
<< Graphite, polyimide, (metal layer) laminate >>
In the laminate of the present invention, as shown in FIG. 1, a graphite sheet 3 and a polyimide film 2 are directly bonded to form a laminate 101.

図1では、グラファイトシート3が、ポリイミドフィルム2の片面に貼り合わされているが、両面に貼り合わされていてもよい。また、グラファイトシートが、ポリイミドフィルムの片側または両側の全面に貼り合わされていても、片面または両面の一部を覆って貼り合わされていてもよい。一般的には、図1に示すように目的に合わせて所定の形状にカットされたグラファイトシートを、ポリイミドフィルムの所定箇所に貼り合わせる。尚、ポリイミドフィルムは、グラファイトシートが貼り合わされる面は、前述のとおり熱圧着ポリイミド層となっている。   In FIG. 1, the graphite sheet 3 is bonded to one side of the polyimide film 2, but may be bonded to both sides. Further, the graphite sheet may be bonded to the entire surface of one side or both sides of the polyimide film, or may be bonded to cover a part of one side or both sides. In general, as shown in FIG. 1, a graphite sheet cut into a predetermined shape according to the purpose is bonded to a predetermined portion of a polyimide film. The surface of the polyimide film to which the graphite sheet is bonded is a thermocompression bonding polyimide layer as described above.

グラファイトシートとポリイミドフィルムの貼り合わせは、具体的には、加熱加圧装置を用いることができ、加熱条件、加圧条件は用いる材料により適宜選択して行うことが好ましく、連続またはバッチでラミネートできれば特に限定されない。   Specifically, the bonding of the graphite sheet and the polyimide film can be performed by using a heating and pressing apparatus, and the heating conditions and pressing conditions are preferably selected appropriately depending on the materials used, and can be laminated continuously or batchwise. There is no particular limitation.

ポリイミドフィルムを構成する熱圧着性ポリイミドのガラス転移温度より20℃以上高い温度から400℃の温度範囲で、特にガラス転移温度より30℃以上高い温度から400℃の温度範囲で、加圧下に熱圧着することが好ましい。   Thermocompression bonding under pressure in a temperature range from 20 ° C to 400 ° C higher than the glass transition temperature of the thermocompression bonding polyimide constituting the polyimide film, particularly in a temperature range from 30 ° C higher than the glass transition temperature to 400 ° C. It is preferable to do.

熱圧着前にポリイミドフィルムを予熱してもよい。予熱する場合、熱風供給装置や赤外線加熱機などの予熱器を用いてもよい。グラファイトシートとポリイミドフィルムの積層体を連続シートとして作成する場合、ロールラミネート装置、ダブルベルトプレス装置等を使用することもできる。   The polyimide film may be preheated before thermocompression bonding. When preheating, a preheater such as a hot air supply device or an infrared heater may be used. When creating a laminate of a graphite sheet and a polyimide film as a continuous sheet, a roll laminating apparatus, a double belt press apparatus, or the like can also be used.

また、積層の際には、加圧装置のプレス面とポリイミドフィルムおよびグラファイトシートの間に、保護材(つまり保護材2枚)を介在させてもよい。保護材としては、非熱圧着性で表面平滑性が良いものが好ましく、例えば金属箔、特に銅箔、ステンレス箔、アルミニウム箔や、高耐熱性ポリイミドフィルム(宇部興産社製、ユーピレックスS)などが好適に挙げられる。   Moreover, in the case of lamination | stacking, you may interpose a protective material (namely, two protective materials) between the press surface of a pressurization apparatus, a polyimide film, and a graphite sheet. The protective material is preferably non-thermocompressible and has good surface smoothness, such as metal foil, particularly copper foil, stainless steel foil, aluminum foil, high heat-resistant polyimide film (Ube Industries, Upilex S), etc. Preferably mentioned.

本発明の積層体は、ポリイミドフィルムの少なくとも片面の一部に金属層が積層されていてもよい。金属層は、目的に合わせて材料および形状を選ぶことができる。金属層は、代表的な例としては、配線として使用される銅層である。金属層の厚さは特に制限はないが、銅層の場合、例えば厚さは1〜100μm程度である。金属層は、ポリイミドフィルムのグラファイトシートと同じ面上、または反対側の面上のどちらにあってもよい。   In the laminate of the present invention, a metal layer may be laminated on a part of at least one surface of the polyimide film. The material and shape of the metal layer can be selected according to the purpose. A metal layer is a copper layer used as wiring as a typical example. Although the thickness of a metal layer does not have a restriction | limiting in particular, In the case of a copper layer, thickness is about 1-100 micrometers, for example. The metal layer may be on the same side as the graphite sheet of the polyimide film or on the opposite side.

一つの代表的な応用例では、図2に示すように、ポリイミドフィルム2の片面にグラファイトシート3が貼り合わされ、反対面に金属層(特に銅層4)が設けられている。   In one typical application example, as shown in FIG. 2, a graphite sheet 3 is bonded to one side of a polyimide film 2 and a metal layer (especially a copper layer 4) is provided on the opposite side.

このような、ポリイミドフィルムの表面上に、グラファイトシートと金属層を有する積層体の製造方法は、種々の方法が採用され得るが、ポリイミドフィルムの片面または両面に銅層が積層された銅張積層基板が容易に入手可能であることから、銅張積層基板を利用するのが簡便である。   Various methods can be adopted as a method for producing a laminate having a graphite sheet and a metal layer on the surface of the polyimide film, but a copper-clad laminate in which a copper layer is laminated on one side or both sides of a polyimide film. Since the substrate is readily available, it is convenient to use a copper clad laminate substrate.

例えば、ポリイミドフィルムがその両面に熱圧着ポリイミド層を有し、片面に銅層が積層されている場合には、銅層と反対面にグラファイトシートを熱圧着により積層することができる。また、ポリイミドフィルムがその両面が熱圧着ポリイミド層を有し、両面に銅層が積層されている場合には(両面銅張基板)、少なくとも片面の少なくとも一部の銅層をエッチングにより除去し、露出したポリイミドフィルム表面に、グラファイトシートを熱圧着により積層することができる。   For example, when a polyimide film has thermocompression polyimide layers on both sides and a copper layer is laminated on one side, a graphite sheet can be laminated on the opposite side of the copper layer by thermocompression. Also, when the polyimide film has a thermocompression-bonded polyimide layer on both sides and a copper layer is laminated on both sides (double-sided copper-clad substrate), at least a part of the copper layer on one side is removed by etching, A graphite sheet can be laminated on the exposed polyimide film surface by thermocompression bonding.

本発明の積層体は、ビアホールを有していてもよい。ビアホールは、貫通孔(through hole)および貫通していない孔(blind hole またはrecess)のどちらでもよい。またビアホール内に伝導層(例えばめっき層)が形成されてポリイミドフィルムの両面が導通してもよい。   The laminate of the present invention may have a via hole. The via hole may be either a through hole or a non-through hole (blind hole or recess). A conductive layer (for example, a plating layer) may be formed in the via hole so that both surfaces of the polyimide film are conductive.

図3にビアホールを有する積層体の1例を示す。この図の積層体103では、ポリイミドフィルム2の片面にグラファイトシート3が貼り合わされ、反対面に金属層4(例えば銅箔)が設けられている。ビアホール10aは、ブラインドホールであり、グラファイトシート3を貫通し、ポリイミドフィルム2を貫通して金属層4に到達している。ビアホール10bも、ブラインドホールであり、金属層4側から金属層4を貫通し、ポリイミドフィルム2を貫通してグラファイトシート3に到達している。ビアホール10cは、スルーホールであり、グラファイトシート3、ポリイミドフィルム2および金属層4を貫通して形成されている。   FIG. 3 shows an example of a stacked body having a via hole. In the laminated body 103 of this figure, the graphite sheet 3 is bonded together on one side of the polyimide film 2, and the metal layer 4 (for example, copper foil) is provided on the opposite side. The via hole 10 a is a blind hole, penetrates the graphite sheet 3, penetrates the polyimide film 2, and reaches the metal layer 4. The via hole 10b is also a blind hole, penetrates the metal layer 4 from the metal layer 4 side, penetrates the polyimide film 2 and reaches the graphite sheet 3. The via hole 10 c is a through hole, and is formed through the graphite sheet 3, the polyimide film 2 and the metal layer 4.

図4にビアホール内に伝導層が形成された積層体の1例を示す。この図の積層体104は、図3に示した積層体の各ビアホール10a、10b、10cの内部に伝導層5を形成し、ポリイミドフィルムの両面の導体を結合させた例である。伝導層5は、電気的および/または熱的伝導性に優れる材料で形成される。電気的に結合する場合は、金属と同程度の電気導電性を有するものが選ばれ、好ましくは金属層(例えば公知の銅めっき層)で形成することができる。また、伝導層5により熱的な結合を目的とするときは、少なくともポリイミドよりも熱伝導率の大きい材料で形成される。伝導層を金属で形成すると、電気的結合および熱的結合の両方が達成される。   FIG. 4 shows an example of a laminate in which a conductive layer is formed in a via hole. The laminated body 104 in this figure is an example in which the conductive layer 5 is formed inside each via hole 10a, 10b, 10c of the laminated body shown in FIG. 3 and the conductors on both sides of the polyimide film are bonded. The conductive layer 5 is formed of a material having excellent electrical and / or thermal conductivity. In the case of electrical coupling, a material having the same electrical conductivity as that of a metal is selected, and a metal layer (for example, a known copper plating layer) is preferably used. When the conductive layer 5 is intended to be thermally coupled, it is formed of a material having a thermal conductivity higher than that of at least polyimide. When the conductive layer is formed of metal, both electrical and thermal coupling is achieved.

また、伝導層5は、ビアホールを埋めて形成されてもよい。伝導層5が銅めっき層であるとき、図5に示す積層体105のように、金属層4の表面および/またはグラファイトシート3の表面の一部または全部をめっきしてもよい。   The conductive layer 5 may be formed by filling a via hole. When the conductive layer 5 is a copper plating layer, a part or all of the surface of the metal layer 4 and / or the surface of the graphite sheet 3 may be plated like a laminated body 105 shown in FIG.

また、金属層4およびグラファイトシートは、種々のパターンが可能であり、グラファイトシート3の部分に特に柔軟性が求められる場合には、図6に示す積層体106のように、グラファイトシート3のポリイミドフィルム裏側部分6に、金属層4が存在しない部分がある形態も好ましい。   In addition, the metal layer 4 and the graphite sheet can have various patterns, and when flexibility is particularly required for the graphite sheet 3 portion, the polyimide of the graphite sheet 3 can be obtained as a laminate 106 shown in FIG. It is also preferable that the film backside portion 6 has a portion where the metal layer 4 is not present.

ビアホールの形成は、公知の方法を採用することができる。ポリイミドフィルムおよびグラファイトシートが極めて薄いことから、レーザー加工が好ましい。レーザーとしては、例えばUV−YAGレーザー(例えば、波長355nm)、エキシマーレーザー、赤外域のYAGレーザー(例えば、波長1.1μm)が挙げられる。   A known method can be employed for forming the via hole. Laser processing is preferred because the polyimide film and the graphite sheet are extremely thin. Examples of the laser include a UV-YAG laser (for example, wavelength 355 nm), an excimer laser, and an infrared YAG laser (for example, wavelength 1.1 μm).

また、レーザーの出力と加工時間を制御することにより、図3に示した3種類のビアホール10a、10bおよび10cのいずれの形態も作成可能である。ビアホールの径は、適宜設定することができるが、一般に5〜500μm、好ましくは20〜60μm程度である。   Also, any of the three types of via holes 10a, 10b, and 10c shown in FIG. 3 can be created by controlling the laser output and the processing time. The diameter of the via hole can be set as appropriate, but is generally about 5 to 500 μm, preferably about 20 to 60 μm.

ビアホール内の伝導層5の形成も公知方法を採用することができる。例えば、荏原ユージライト社のライザトロンDSPプロセスにより、ビアホール内に導電化皮膜を形成し、脱脂・洗浄後、硫酸銅めっき浴中で、電解銅めっきを例えば2〜30μm厚程度まで行う。   A known method can also be adopted for forming the conductive layer 5 in the via hole. For example, a conductive film is formed in the via hole by the risertron DSP process of Ebara Eugene, and after degreasing and washing, electrolytic copper plating is performed to a thickness of about 2 to 30 μm, for example, in a copper sulfate plating bath.

金属層(および電解めっきで形成した層)は、配線等の種々のパターンが可能であり、公知のエッチング技術により形成することができる。また、グラファイトシート上にもめっき層を形成することができる。グラファイトシート上のめっき層は、グラファイトシートにダメージを与えることなく、例えばエッチングにより除去したり、パターニングしたりすることができる。   The metal layer (and the layer formed by electrolytic plating) can have various patterns such as wiring, and can be formed by a known etching technique. Also, a plating layer can be formed on the graphite sheet. The plating layer on the graphite sheet can be removed, for example, by etching or patterning without damaging the graphite sheet.

本発明の積層体は、種々の形態が可能であり、それにより種々の用途で使用することができる。特に、グラファイトシートの耐熱性、耐薬品性、高電気伝導性、高熱伝導性、耐光性、耐候性、耐放射線性、およびその他の機能を、フレキシブルなポリイミドフィルムに付与することができる。   The laminate of the present invention can have various forms, and can be used in various applications. In particular, the heat resistance, chemical resistance, high electrical conductivity, high thermal conductivity, light resistance, weather resistance, radiation resistance, and other functions of the graphite sheet can be imparted to the flexible polyimide film.

従って、ポリイミドフィルムとグラファイトシートが単に積層された積層体は、耐熱性シート、耐薬品性シート、電気伝導性シート、熱伝導性シート、耐光性シート、耐候性シート、耐放射線性シート、およびその他の目的のシートとして使用できる。   Therefore, a laminate in which a polyimide film and a graphite sheet are simply laminated includes a heat resistant sheet, a chemical resistant sheet, an electrically conductive sheet, a thermally conductive sheet, a light resistant sheet, a weather resistant sheet, a radiation resistant sheet, and others. Can be used as a target sheet.

また、さらに金属層、特に銅層を有する積層体は、電気・電子分野において、例えばフレキシブル配線基板、フレキキシブルな電極として使用できる。その際に、グラファイトシート部分を、例えば放熱板または放熱経路として、導電体または導電経路として、またはその他の機能を担う部分として使用することができる。   Further, a laminate having a metal layer, particularly a copper layer, can be used as, for example, a flexible wiring board or a flexible electrode in the electric / electronic field. In that case, a graphite sheet part can be used, for example as a heat sink or a heat dissipation path, as a conductor or a conductive path, or as a part having other functions.

また、金属層には種々の電子・電気素子、電子・電気装置を搭載することができる。そして、1例として、上述のように金属層(銅層)とグラファイトシートが伝導層で結合されているとき、グラファイトシートを放熱板または放熱経路として機能させ、金属層側の電気・電気素子の発熱をフィルム裏側から放熱させることができる。グラファイトシートおよびポリイミドフィルムが極めて薄く、柔軟であるために、狭い複雑なスペースへの組込が可能になる。   Various electronic / electrical elements and electronic / electrical devices can be mounted on the metal layer. As an example, when the metal layer (copper layer) and the graphite sheet are bonded by the conductive layer as described above, the graphite sheet functions as a heat dissipation plate or a heat dissipation path, Heat generation can be dissipated from the back side of the film. The graphite sheet and the polyimide film are extremely thin and flexible, so that they can be incorporated into a narrow and complicated space.

さらに、ポリイミドフィルム上には、金属層以外にも、半導体材料、有機または無機機能材料等を種々の目的で、単層もしくは多層構造(それぞれの層は、全面をカバーする層であっても、一部のみをカバーするパターン形状でもよい)で形成することができる。そして、グラファイトシートの機能と合わせて、新規な構造の材料またはデバイスが実現される。   Furthermore, on the polyimide film, in addition to the metal layer, a semiconductor layer, an organic or inorganic functional material, etc., for various purposes, a single layer or a multilayer structure (each layer is a layer covering the entire surface, It may be formed in a pattern shape that covers only a part). A material or device having a novel structure is realized in combination with the function of the graphite sheet.

以下に、実施例を示して本発明の積層体を具体的に説明する。   Hereinafter, the laminate of the present invention will be specifically described with reference to examples.

〔参考例1〕(グラファイトシートの作製)
宇部興産株式会社製のポリイミドフィルム(品名:UPILEX7.5SN,フィルム厚み7.5μm)を、窒素ガス気流中で、通気性の炭素シ−トで両面を挟んで、10℃/分の速度で20℃から1400℃まで昇温し、1400℃で120分保持した。得られた炭素化フィルムを一軸加圧が可能な黒鉛化ホットプレス中に通気性の炭素シートで一枚一枚挟んで積層してセットした。アルゴンガス雰囲気中で10〜20℃/分の速度で昇温し、3000度で3MPaの加圧処理条件で90分間保持し、その後は徐々に減圧しながら炉冷した。得られたフィルムの外観は平滑で灰色がかった光沢を呈していた。このグラファイトフィルムは脆性的ではなく、柔軟性を有していた。
[Reference Example 1] (Production of graphite sheet)
A polyimide film manufactured by Ube Industries, Ltd. (product name: UPILEX 7.5SN, film thickness 7.5 μm) is sandwiched between air-permeable carbon sheets in a nitrogen gas stream at a rate of 10 ° C./min. The temperature was raised from 1 ° C. to 1400 ° C. and held at 1400 ° C. for 120 minutes. The obtained carbonized film was laminated and set one by one with a breathable carbon sheet in a graphitization hot press capable of uniaxial pressing. The temperature was raised at a rate of 10 to 20 ° C./min in an argon gas atmosphere, maintained at 3000 ° C. under a pressure treatment condition of 3 MPa for 90 minutes, and then cooled in the furnace while gradually reducing the pressure. The appearance of the obtained film was smooth and grayish. This graphite film was not brittle and had flexibility.

厚みは2.2μmであり、X線広角散乱を透過、反射の両モードで測定したところ、グラファイト結晶がフィルム面方向に配向成長していることを確認した。また、グラファイト結晶のC軸格子定数は0.6698nm、結晶化度は90%以上であった。また、X線散乱の解析より結晶子サイズは結晶のa軸、c軸方向とも10nm以上であった。   The thickness was 2.2 μm, and X-ray wide angle scattering was measured in both transmission and reflection modes. As a result, it was confirmed that the graphite crystals were oriented and grown in the film surface direction. The graphite crystal had a C-axis lattice constant of 0.6698 nm and a crystallinity of 90% or more. From the analysis of X-ray scattering, the crystallite size was 10 nm or more in both the a-axis and c-axis directions of the crystal.

上記グラファイトシートの測定は次の方法に従った。
(1)フィルムの厚み
フィルム厚みは、市販の接触式マイクロメ−タ−及び走査型電子顕微鏡による断面観察によって測定した。
(2)C軸格子定数
(002)面の面間隔より、グラファイト結晶のC軸格子定数を求めた。
(3)結晶化度
グラファイト膜の結晶化度は、グラファイト膜を粉にして、X線回折を測定し、Ruland法により測定した。
(4)結晶子サイズ
(002)面、(101)面のピ−クの半値幅より、Shellerの式に従って求めた。
The graphite sheet was measured according to the following method.
(1) Film thickness The film thickness was measured by cross-sectional observation with a commercially available contact micrometer and a scanning electron microscope.
(2) C-axis lattice constant The C-axis lattice constant of the graphite crystal was determined from the spacing of the (002) plane.
(3) Crystallinity The crystallinity of the graphite film was measured by the Rrand method by measuring the X-ray diffraction using the graphite film as a powder.
(4) Crystallite size The crystallite size was determined from the half width of the peaks on the (002) plane and the (101) plane according to the Sheller formula.

〔実施例1〕
厚み25μmのポリイミドフィルムの片面に、厚み9μmの銅箔が積層された片面銅張積層基板(宇部日東化成社製、ユピセルN)を用意した。このポリイミドフィルムは、耐熱性ポリイミド層の両面に熱圧着性ポリイミド層を有している。
[Example 1]
A single-sided copper-clad laminate (Upicel N, manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.) in which a 9 μm-thick copper foil was laminated on one side of a polyimide film with a thickness of 25 μm was prepared. This polyimide film has a thermocompression bonding polyimide layer on both sides of a heat resistant polyimide layer.

参考例1で作製したグラファイトシートを1cm×5cmにカットし、それを銅張積層基板のポリイミド面に重ね合わせ、真空下において圧力5.0MPa、温度330℃で5分間保持した。室温まで下げて観察したところ、グラファイトシートがポリイミドフィルム表面に強く貼り付いていた。得られた積層体は、柔軟性があった。   The graphite sheet produced in Reference Example 1 was cut into 1 cm × 5 cm, and was overlaid on the polyimide surface of the copper-clad laminate, and kept under vacuum at a pressure of 5.0 MPa and a temperature of 330 ° C. for 5 minutes. When observed down to room temperature, the graphite sheet was strongly adhered to the polyimide film surface. The obtained laminate was flexible.

〔実施例2〕
厚み25μmのポリイミドフィルムの両面に、それぞれ厚み9μmの銅箔が積層された両面銅張積層基板(宇部日東化成社製、ユピセルN)を用意した。このポリイミドフィルムは、耐熱性ポリイミド層の両面に熱圧着性ポリイミド層を有している。
[Example 2]
A double-sided copper-clad laminate (manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd., Yupicel N) in which a 9 μm thick copper foil was laminated on both sides of a 25 μm thick polyimide film was prepared. This polyimide film has a thermocompression bonding polyimide layer on both sides of a heat resistant polyimide layer.

この両面銅張積層基板の片面の銅層をエッチングにより除去し、ポリイミド面を露出させた。露出したポリイミドフィルム面にグラファイトシート(1cm×5cm)を重ね合わせ、実施例1と同様にして貼り合わせた。得られた積層体では、グラファイトシートがポリイミドフィルム表面に強く貼り付いていた。得られた積層体は、柔軟性があった。   The copper layer on one side of the double-sided copper-clad laminate was removed by etching to expose the polyimide surface. A graphite sheet (1 cm × 5 cm) was superposed on the exposed polyimide film surface and bonded in the same manner as in Example 1. In the obtained laminate, the graphite sheet was strongly adhered to the polyimide film surface. The obtained laminate was flexible.

〔実施例3〕
実施例1で作製した積層体に、UV−YAGレーザー(波長355nm)を用いて、グラファイトシートから銅箔表面に達するブラインド・ビアホール(図3の10a)、銅箔からグラファイトシート表面に達するブラインド・ビアホール(図3の10b)およびグラファイトシート、ポリイミドフィルムおよび銅箔を全て貫通するスルーホール・ビアホールの3種類のビアホールを形成した。孔径は、約30μmに形成した。
Example 3
Using the UV-YAG laser (wavelength 355 nm), the blind via hole (10a in FIG. 3) reaching the copper foil surface from the graphite sheet, and the blind reaching the graphite sheet surface from the copper foil to the laminate produced in Example 1 Three types of via holes (through holes 10b in FIG. 3) and through holes / via holes penetrating all of the graphite sheet, polyimide film and copper foil were formed. The pore diameter was about 30 μm.

各ビアホールを顕微鏡で観察したところ、いずれも目的のビアホールが形成されており、グラファイトシートとポリイミドフィルムの界面、およびポリイミドフィルムと銅箔の界面のどちらにも剥離は生じていなかった。   When each via hole was observed with a microscope, the target via hole was formed, and no peeling occurred at either the interface between the graphite sheet and the polyimide film or the interface between the polyimide film and the copper foil.

〔実施例4〕
実施例3でレーザー加工によりビアホールを作製した積層体に、次のようにめっき形成を行った。まず、荏原ユージライト社製のライザトロンDPS(ダイレクトプレーティングシステム)プロセスにより導電化皮膜を形成し、孔内、グラファイトシート上および銅箔上に導電化皮膜を形成した。脱脂・酸洗後、硫酸銅めっき浴中で薄銅箔をカソード電極として2A/dmの電流密度で25℃、30分間、積層体の銅箔側から給電して電解銅めっきを行った。
Example 4
The laminate in which via holes were produced by laser processing in Example 3 was plated as follows. First, a conductive film was formed by a risertron DPS (direct plating system) process manufactured by Ebara Eugene, and a conductive film was formed in the hole, on the graphite sheet, and on the copper foil. After degreasing and pickling, electrolytic copper plating was performed by feeding power from the copper foil side of the laminate at a current density of 2 A / dm 2 at 25 ° C. for 30 minutes using a thin copper foil as a cathode electrode in a copper sulfate plating bath.

その結果、グラファイトシート上に20μmの銅めっき層が形成された。ビアホール内にも銅めっき層が形成され、かつポリイミドフィルムの両側の銅箔とグラファイトシートが電気的に導通し、かつ熱的にも結合されたことになった。   As a result, a 20 μm copper plating layer was formed on the graphite sheet. A copper plating layer was also formed in the via hole, and the copper foil and the graphite sheet on both sides of the polyimide film were electrically connected and were also thermally coupled.

本発明によれば、グラファイトシートとポリイミドフィルムとの新規な積層体、およびさらに金属層と複合化した新規な積層体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel laminated body of a graphite sheet and a polyimide film, and also the novel laminated body compounded with the metal layer can be provided.

2 ポリイミドフィルム
3 グラファイトシート
4 金属層(銅層)
5 伝導層
6 金属層が存在しないポリイミドフィルム裏側部分
10a、10b、10c ビアホール
101、102、103、104、105、106 積層体
2 Polyimide film 3 Graphite sheet 4 Metal layer (copper layer)
5 Conductive layer 6 Polyimide film back side portion 10a, 10b, 10c without metal layer Via hole 101, 102, 103, 104, 105, 106 Laminate

Claims (7)

少なくとも片面が熱圧着性を有するポリイミドフィルム、および
前記ポリイミドフィルムの熱圧着性を有する面の一部または全部に、熱圧着により直接はり合わされたグラファイトシート
を有する積層体。
A laminate having a polyimide film having at least one surface having thermocompression bonding, and a graphite sheet directly bonded to a part or all of the surface having thermocompression bonding of the polyimide film by thermocompression bonding.
前記ポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルムの少なくとも片面の一部または全部に金属層が積層されている請求項1記載の積層体。   The said polyimide film is a laminated body of Claim 1 by which the metal layer is laminated | stacked on the one part or all part of the polyimide film at least. ポリイミドフィルムは、グラファイトシートの張り合わせと反対側の面に金属層が積層されている請求項2記載の積層体。   The laminate according to claim 2, wherein the polyimide film has a metal layer laminated on the surface opposite to the side where the graphite sheets are bonded. 前記グラファイトシートおよび前記金属層の少なくと一方と、前記ポリイミドフィルムを貫通しているビアホールを有する請求項3記載の積層体。   The laminate according to claim 3, further comprising at least one of the graphite sheet and the metal layer, and a via hole penetrating the polyimide film. 前記ビアホール内に伝導層が形成され、前記グラファイトシートと前記金属層が電気的および/または熱的に結合している請求項4記載の積層体。   The laminate according to claim 4, wherein a conductive layer is formed in the via hole, and the graphite sheet and the metal layer are electrically and / or thermally coupled. グラファイトシートの外側の一部または全部に金属めっき層が形成されている請求項4または5に記載の積層体。   The laminate according to claim 4 or 5, wherein a metal plating layer is formed on a part or all of the outside of the graphite sheet. 前記グラファイトシートの厚さが、0.2〜50μmである請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。   The laminate according to any one of claims 1 to 6, wherein the graphite sheet has a thickness of 0.2 to 50 µm.
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