JP2024070321A - Copper-clad laminates, printed wiring boards, and copper-clad laminates - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた密着性を示し、高い信頼性を要求される用途に対応できる銅張積層板、および前記銅張積層板を用いたプリント配線板を提供する。【解決手段】耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されており、前記層Aは、フュームド金属酸化物および熱可塑性ポリイミド樹脂を含み、熱可塑性ポリイミド樹脂100重量部に対するフュームド金属酸化物の重量部数が10重量部から60重量部であり、前記金属箔が電解銅箔または圧延銅箔であり、前記耐熱性絶縁基材層Xは、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、液晶ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ基材、ガラス基材から選択される銅張積層板、とすることにより上記課題を解決することができる。【選択図】なし[Problem] To provide a copper-clad laminate that exhibits excellent adhesion and is suitable for applications requiring high reliability, and a printed wiring board using said copper-clad laminate. [Solution] The above problem can be solved by providing a copper-clad laminate laminated in the order of heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil, said layer A containing a fumed metal oxide and a thermoplastic polyimide resin, the number of parts by weight of the fumed metal oxide per 100 parts by weight of the thermoplastic polyimide resin being 10 to 60 parts by weight, said metal foil being an electrolytic copper foil or a rolled copper foil, and said heat-resistant insulating substrate layer X being selected from a non-thermoplastic polyimide resin film, a liquid crystal polyester film, a glass epoxy substrate, and a glass substrate. [Selected Figure] None

Description

本発明は、銅張積層板、プリント配線板、および銅張積層板に関する。 The present invention relates to a copper-clad laminate, a printed wiring board, and a copper-clad laminate.

絶縁基板上に金属導体からなる回路を備えるプリント配線板は、プリント配線板上に各種電子部品が実装され、電子機器の機能を発現させる部品として広く使用されている。中でも可撓性のあるフィルム部分に回路形成がなされたプリント配線板、具体的には、(a)フレキシブルプリント配線板、(b)リジッドフレックス基板、(c)多層フレキシブル基板、および(d)COF(チップオンフィルム)等は電子機器の内部にコンパクトに折り曲げて収納できる利点から小型軽量化、薄型化が求められる携帯端末用途に広く使われている。一方、自動車用途においても、環境対応の視点からの軽量化、車載機器への搭載性の良さから、前述の(a)、(b)、(c)、(d)等のプリント配線が利用されつつある。車載用途では携帯端末等の民生用途と比較し、使用される環境が厳しく、より高い信頼性が求められる。高い信頼性を得るためには金属導体と絶縁基板の密着性が高いことが求められる。 Printed wiring boards, which have circuits made of metal conductors on an insulating substrate, are widely used as components that realize the functions of electronic devices, with various electronic components mounted on the printed wiring board. Among them, printed wiring boards with circuits formed on a flexible film portion, specifically (a) flexible printed wiring boards, (b) rigid-flex boards, (c) multilayer flexible boards, and (d) COF (chip-on-film), etc., are widely used in mobile terminal applications, which require small size, weight, and thinness, because they can be folded compactly and stored inside electronic devices. On the other hand, printed wiring such as (a), (b), (c), and (d) are also being used in automotive applications because of their light weight from the perspective of environmental friendliness and their ease of installation in in-vehicle devices. In-vehicle applications are used in harsh environments compared to consumer applications such as mobile terminals, and higher reliability is required. In order to obtain high reliability, high adhesion between the metal conductor and the insulating substrate is required.

金属導体と絶縁基板の密着性を向上させる方法として、特許文献1では、酸化銅及び亜酸化銅を含む針状結晶で構成される微細凹凸を備えた粗化処理面を少なくとも一方の側に有する粗化処理銅箔の粗化処理面に、シート状の熱可塑性樹脂を貼り付けて銅張積層板を得る方法が開示されている。 As a method for improving the adhesion between a metal conductor and an insulating substrate, Patent Document 1 discloses a method for obtaining a copper-clad laminate by attaching a sheet-like thermoplastic resin to the roughened surface of a roughened copper foil, at least one side of which has a roughened surface with fine irregularities composed of needle-like crystals containing copper oxide and cuprous oxide.

特許第6178035号Patent No. 6178035

しかしながら、本発明者が鋭意検討した結果、上述のような従来技術は一長一短であり、以下に示すような改善の余地または問題点があることを見出した。 However, after extensive research, the inventors have found that the above-mentioned conventional techniques have both advantages and disadvantages, and that there is room for improvement or problems as described below.

例えば、特許文献1では、絶縁基材と銅箔との密着性を確保するために意図的に銅箔表面に凹凸が形成されており、良好な密着性を示す。しかし、電気信号の損失を防ぐという面からは、銅箔にはより小さな凹凸であることが求められているが、銅箔を小さな凹凸のものにすれば、密着性が低下する傾向にある。そこで、密着性向上の為の別のアプローチとして絶縁基材材料側を改良することが求められている。 For example, in Patent Document 1, unevenness is intentionally formed on the copper foil surface to ensure adhesion between the insulating substrate and the copper foil, and good adhesion is achieved. However, in order to prevent loss of electrical signals, the copper foil is required to have smaller unevenness, but if the copper foil has smaller unevenness, adhesion tends to decrease. Therefore, there is a demand for an alternative approach to improve adhesion, which is to improve the insulating substrate material.

本発明は、本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属箔と絶縁基材との密着性が良好な銅張積層板、プリント配線板、および銅張積層板を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a copper-clad laminate, a printed wiring board, and a copper-clad laminate that have good adhesion between the metal foil and the insulating substrate.

本発明者は、鋭意検討の結果、上記課題を下記構成により克服できることを見出した。 After extensive research, the inventors discovered that the above problems can be overcome by using the following configuration.

1).耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されており、前記層Aは、フュームド金属酸化物および熱可塑性ポリイミド樹脂を含み、熱可塑性ポリイミド樹脂100重量部に対するフュームド金属酸化物の重量部数が10重量部から60重量部であり、前記金属箔が電解銅箔または圧延銅箔であり、前記耐熱性絶縁基材層Xは、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、液晶ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ基材、ガラス基材から選択されることを特徴とする銅張積層板。 1) A copper-clad laminate laminated in the order of heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil, wherein layer A contains fumed metal oxide and thermoplastic polyimide resin, the number of parts by weight of the fumed metal oxide per 100 parts by weight of the thermoplastic polyimide resin is 10 to 60 parts by weight, the metal foil is electrolytic copper foil or rolled copper foil, and the heat-resistant insulating substrate layer X is selected from a non-thermoplastic polyimide resin film, a liquid crystal polyester film, a glass epoxy substrate, and a glass substrate.

2).前記層Aをさらにもう1層有し、層A/耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されていることを特徴とする1)に記載の銅張積層板。 2) The copper-clad laminate described in 1) above, characterized in that it further has one more layer A and is laminated in the following order: layer A/heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil.

3).金属箔をさらにもう1層有し、金属箔/層A/耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されていることを特徴とする2)に記載の銅張積層板。 3) The copper-clad laminate described in 2) above, characterized in that it further has one more layer of metal foil and is laminated in the following order: metal foil/layer A/heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil.

4).前記耐熱性絶縁基材層Xが、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムである1)~3)のいずれかに記載の銅張積層板。 4) A copper-clad laminate according to any one of 1) to 3), in which the heat-resistant insulating substrate layer X is a non-thermoplastic polyimide resin film.

5).1)~4)のいずれかに記載の銅張積層板を用いたプリント配線板。 5) A printed wiring board using the copper-clad laminate described in any one of 1) to 4).

本発明によれば、金属箔と絶縁基材との密着性が良好な銅張積層板、プリント配線板、および銅張積層板を提供することができる。 The present invention can provide a copper-clad laminate, a printed wiring board, and a copper-clad laminate that have good adhesion between the metal foil and the insulating substrate.

〔銅張積層板〕
本発明の一実施形態に係る銅張積層板は、耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されており、前記層Aは、フュームド金属酸化物および熱可塑性ポリイミド樹脂を含み、熱可塑性ポリイミド樹脂100重量部に対するフュームド金属酸化物の重量部数が10重量部から60重量部であり、前記金属箔が電解銅箔または圧延銅箔であり、前記耐熱性絶縁基材層Xは、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、液晶ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ基材、ガラス基材から選択されることを特徴とする。
[Copper-clad laminate]
A copper-clad laminate according to one embodiment of the present invention is characterized in that a heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil are laminated in this order, the layer A contains a fumed metal oxide and a thermoplastic polyimide resin, the number of parts by weight of the fumed metal oxide per 100 parts by weight of the thermoplastic polyimide resin is 10 to 60 parts by weight, the metal foil is an electrolytic copper foil or a rolled copper foil, and the heat-resistant insulating substrate layer X is selected from a non-thermoplastic polyimide resin film, a liquid crystal polyester film, a glass epoxy substrate, and a glass substrate.

本発明の一実施形態に係る銅張積層板は、前記構成を有することにより、高い密着性を発現する。本明細書では、密着性はピール強度(N/cm)により評価している。 The copper-clad laminate according to one embodiment of the present invention has the above-mentioned configuration, and thus exhibits high adhesion. In this specification, adhesion is evaluated by peel strength (N/cm).

本発明の銅張積層板は、熱可塑性ポリイミド樹脂およびフュームド金属酸化物を含む層Aと、金属箔、即ち電解銅箔または圧延銅箔が積層されており、この構成により層A/金属箔界面を強固に密着することができ、本発明の密着性に優れる銅張積層板を得ることできる。 The copper-clad laminate of the present invention is formed by laminating a layer A containing a thermoplastic polyimide resin and a fumed metal oxide with a metal foil, i.e., an electrolytic copper foil or a rolled copper foil. This configuration allows for strong adhesion at the layer A/metal foil interface, and the copper-clad laminate of the present invention with excellent adhesion can be obtained.

<金属箔>
金属箔につき説明する。金属箔は電解銅箔または圧延銅箔を指す。絶縁基材の表面に直接金属箔を析出させる方法である、物理的蒸着法(乾式めっき法)や無電解めっき(湿式めっき)により得られる金属箔は本発明には含まれない。本発明に係る金属箔は、プリント配線板用途で一般に用いられている、電解銅箔または圧延銅箔を好ましく使用可能である。金属箔の厚みは特に制約はなく、各種厚みの金属箔を本発明に用いることが可能であり、例えば1ミクロンから70ミクロン厚みの金属箔が工業的に入手可能であり、好ましく使用可能である。また、金属箔の表面が粗化処理や防錆処理がなされている金属箔も好ましく使用可能である。尚、金属箔の厚みが薄くなると取扱い性が悪くなり、取扱い性を改良したキャリア付き銅箔も好ましく使用可能である。
<Metal foil>
The metal foil will be described. The metal foil refers to electrolytic copper foil or rolled copper foil. Metal foils obtained by physical vapor deposition (dry plating) or electroless plating (wet plating), which are methods for directly depositing metal foil on the surface of an insulating substrate, are not included in the present invention. As the metal foil according to the present invention, electrolytic copper foil or rolled copper foil, which is generally used for printed wiring board applications, can be preferably used. There is no particular restriction on the thickness of the metal foil, and metal foils of various thicknesses can be used in the present invention. For example, metal foils with a thickness of 1 micron to 70 microns are industrially available and can be preferably used. In addition, metal foils whose surfaces have been roughened or rust-proofed can also be preferably used. In addition, as the thickness of the metal foil becomes thinner, the handling becomes poor, and copper foils with carriers that have improved handling can also be preferably used.

<耐熱性絶縁基材層X>
本発明の銅張積層板をプリント配線板用途に用いる場合の寸法安定性の視点より、層Xの線膨張係数は20ppm/℃以下であることが好ましい。本発明の層Xに好ましく用いられる、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、液晶ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ基材、ガラス基材はいずれも、化学構造の制御や、ガラス繊維等無機材料と樹脂の複合化、無機材料単体材料技術等の技術の活用により、線膨張係数を20ppm/℃以下に制御可能である。

これら耐熱性絶縁基材の選択肢の内、耐熱性、屈曲性、耐熱性等の観点より、層Xは非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムであることがさらに好ましい。尚、本発明における非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムとは、フィルムの状態で金属製の固定枠に固定して加熱温度450℃の条件で2分間加熱した際に、シワが入ったり伸びたりせず、フィルム形状(平坦な膜形状)を保持しているポリイミドを非熱可塑性ポリイミド(樹脂)とし、シワが入ったり伸びたり、フィルム形状(平坦な膜形状)を保持していないポリイミドを熱可塑性ポリイミド(樹脂)という。
<Heat-resistant insulating substrate layer X>
From the viewpoint of dimensional stability when the copper-clad laminate of the present invention is used for printed wiring board applications, the linear expansion coefficient of layer X is preferably 20 ppm/° C. or less. The linear expansion coefficient of any of the non-thermoplastic polyimide resin film, liquid crystal polyester film, glass epoxy substrate, and glass substrate preferably used for layer X of the present invention can be controlled to 20 ppm/° C. or less by controlling the chemical structure, by compounding an inorganic material such as glass fiber with a resin, or by utilizing techniques such as inorganic material technology.

Among these options for the heat-resistant insulating substrate, it is more preferable that the layer X is a non-thermoplastic polyimide resin film from the viewpoints of heat resistance, flexibility, heat resistance, etc. In the present invention, the non-thermoplastic polyimide resin film refers to a polyimide that, when fixed in a film state on a metal fixing frame and heated for 2 minutes under a heating temperature condition of 450° C., does not wrinkle or stretch and maintains a film shape (flat film shape), and a polyimide that does not wrinkle, stretch, or maintain a film shape (flat film shape) is called a thermoplastic polyimide (resin).

<耐熱性絶縁基材層X-非熱可塑性ポリイミドフィルム>
次に、耐熱性絶縁基材層Xに用いる非熱可塑性ポリイミドフィルムについて説明する。 本発明の一実施形態の耐熱性絶縁基材層である層Xはその片面または両面に層Aが形成され、更にその片面または両面に金属箔が積層されている。
<Heat-resistant insulating substrate layer X: non-thermoplastic polyimide film>
Next, a description will be given of the non-thermoplastic polyimide film used in the heat-resistant insulating substrate layer X. The layer X, which is a heat-resistant insulating substrate layer according to one embodiment of the present invention, has the layer A formed on one or both sides thereof, and further has a metal foil laminated on one or both sides thereof.

ポリイミド樹脂フィルムの線膨張係数は使用するモノマー種により制御することができることが知られている。ポリイミド樹脂フィルムの線膨張係数を小さくするためには、剛直な化学構造を有するモノマーを使用し、その組成比を高くすることが有効である。剛直な化学構造を有するモノマーを使用し、その組成比を高くすることにより、フィルム状に成型(加工)した際に面方向にポリイミド分子鎖が配向し、さらに厚み方向に分子鎖が堆積した状態が形成され得る。逆に、ポリイミド樹脂フィルムの線膨張係数を大きくするためには、柔軟な化学構造を有するモノマーを使用し、その組成比を高くすることが有効である。柔軟な化学構造を有するモノマーを使用し、その組成比を高くすることにより、フィルム状に成型した際にポリイミド分子鎖は面方向に配向するだけではなく、厚み方向にも配向する、つまりランダム配向を示す傾向がある。層Bに非熱可塑性ポリイミドフィルムを用いる場合、非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造に使用するジアミンについては特に限定されるものではないが、最終的に得られるポリイミドフィルムの線膨張係数を20ppm/℃以下にすることが好ましい。そのため、非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造において、酸二無水物の構造に合わせて剛直構造のジアミンと柔軟構造のジアミンとを適切に組み合わせて使用することが好ましい。 It is known that the linear expansion coefficient of a polyimide resin film can be controlled by the type of monomer used. In order to reduce the linear expansion coefficient of a polyimide resin film, it is effective to use a monomer having a rigid chemical structure and increase its composition ratio. By using a monomer having a rigid chemical structure and increasing its composition ratio, when the film is molded (processed) into a film, the polyimide molecular chains are oriented in the plane direction, and further, a state in which the molecular chains are accumulated in the thickness direction can be formed. Conversely, in order to increase the linear expansion coefficient of a polyimide resin film, it is effective to use a monomer having a flexible chemical structure and increase its composition ratio. By using a monomer having a flexible chemical structure and increasing its composition ratio, when the film is molded into a film, the polyimide molecular chains are not only oriented in the plane direction, but also in the thickness direction, that is, they tend to show random orientation. When a non-thermoplastic polyimide film is used for layer B, the diamine used in the production of the non-thermoplastic polyimide film is not particularly limited, but it is preferable to make the linear expansion coefficient of the polyimide film finally obtained 20 ppm/°C or less. Therefore, in the production of non-thermoplastic polyimide films, it is preferable to use an appropriate combination of a diamine with a rigid structure and a diamine with a flexible structure in accordance with the structure of the acid dianhydride.

非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造に好適に用いられる、剛直構造を有するジアミンは例えば、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、1,4-ジアミノベンゼン、1,3-ジアミノベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル4,4’-ジアミノベンズアニリドなどが挙げられる。 Examples of diamines having a rigid structure that are suitable for use in the production of non-thermoplastic polyimide films include 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, and 4,4'-diaminobenzanilide.

非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造に好適に用いられる、柔軟構造を有するジアミンは例えば、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}プロパン、1,3-ビス(4-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、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンなどが挙げられる。非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造において、層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の説明に記載するジアミン類を適宜用いることも可能である。 Examples of diamines having a flexible structure that are suitable for use in the production of non-thermoplastic polyimide films include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, and 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene. In the production of non-thermoplastic polyimide films, it is also possible to use the diamines described in the description of the thermoplastic polyimide resin of layer A as appropriate.

層Xに非熱可塑性ポリイミドフィルムを用いる場合、非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造に使用する酸二無水物についても特に限定されるものではないが、最終的に得られるポリイミドの線膨張係数が20ppm/℃以下にすることが好ましい。そのため、非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造において、ジアミンの構造に合わせて剛直構造の酸二無水物と柔軟構造の酸二無水物とを適切に組み合わせて使用することが好ましい。非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造に好適に用いられる、具体的な剛直構造を有する酸二無水物としては、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などが挙げられる。非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造に好適に用いられる、柔軟構造を有する酸二無水物は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’-オキシジフタル酸二無水物などが挙げられる。非熱可塑性ポリイミドフィルムの製造において、層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の説明に記載する酸二無水物類を適宜用いることも可能である。 When a non-thermoplastic polyimide film is used for the layer X, the acid dianhydride used for the production of the non-thermoplastic polyimide film is not particularly limited, but it is preferable that the linear expansion coefficient of the polyimide finally obtained is 20 ppm/°C or less. Therefore, in the production of the non-thermoplastic polyimide film, it is preferable to use an appropriate combination of an acid dianhydride having a rigid structure and an acid dianhydride having a flexible structure in accordance with the structure of the diamine. Specific examples of acid dianhydrides having a rigid structure that are preferably used in the production of the non-thermoplastic polyimide film include 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride. Examples of acid dianhydrides having a flexible structure that are preferably used in the production of the non-thermoplastic polyimide film include 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 4,4'-oxydiphthalic dianhydride. In the production of the non-thermoplastic polyimide film, it is also possible to appropriately use the acid dianhydrides described in the description of the thermoplastic polyimide resin of the layer A.

ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸は、前記ジアミンと酸二無水物とを有機溶媒中で実質的に等モルまたは略等モルになるように混合し、これらを反応させることにより得られる。使用する有機溶媒は、ポリアミド酸を溶解できる溶媒であればいかなるものも用いることができる。前記有機溶媒としては、アミド系溶媒すなわち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-メチル-2-ピロリドンなどが好ましく、N,N-ジメチルホルムアミドおよびN,N-ジメチルアセトアミドの少なくとも一方が特に好ましく用いられ得る。ポリアミド酸の固形分濃度は特に限定されず、5重量%~35重量%の範囲内であればポリイミドとした際に十分な機械強度を有するポリアミド酸が得られる。 Polyamic acid, which is a precursor of polyimide, is obtained by mixing the diamine and the acid dianhydride in an organic solvent so that they are substantially equimolar or approximately equimolar, and reacting them. Any organic solvent can be used as long as it can dissolve polyamic acid. As the organic solvent, amide-based solvents, i.e., N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. are preferred, and at least one of N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide is particularly preferred. There are no particular limitations on the solids concentration of polyamic acid, and if it is within the range of 5% by weight to 35% by weight, a polyamic acid having sufficient mechanical strength when made into polyimide can be obtained.

原料であるジアミンおよび酸二無水物の添加順序についても特に限定されない。原料であるジアミンおよび酸二無水物の化学構造だけでなく、これらの添加順序を制御することによっても、得られるポリイミドの特性を制御することが可能である。 There are no particular limitations on the order in which the diamine and dianhydride raw materials are added. It is possible to control the properties of the resulting polyimide not only by controlling the chemical structures of the diamine and dianhydride raw materials, but also by controlling the order in which they are added.

前記ポリアミド酸には、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フィルムの諸特性を改善する目的でフィラーを添加することもできる。フィラーとしては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、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。 A filler can be added to the polyamic acid to improve the film's properties, such as sliding properties, thermal conductivity, electrical conductivity, corona resistance, and loop stiffness. Any filler can be used, but preferred examples include silica, titanium oxide, alumina, silicon nitride, boron nitride, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, and mica.

また、得られる樹脂層全体としての特性を損なわない範囲で、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂を使用しても良い。これら樹脂の添加方法としては、溶剤に可溶のものであれば前記ポリアミド酸に添加する方法が挙げられる。ポリイミドも可溶性のポリイミドであるなら、ポリイミド溶液に添加しても良い。溶剤に不溶のポリイミドであれば、前記ポリアミド酸を先にイミド化した後、イミド化により得られたポリイミドと、さらに添加する溶剤に不溶のポリイミドとを、溶融混練で複合化する方法が挙げられる。但し、得られるフレキシブル金属張積層体の半田耐熱性および/または加熱収縮率などが悪化する可能性があるため、本発明の一実施形態では溶融性のあるポリイミドは使用しないことが望ましい。従って、ポリイミドと混合する樹脂は可溶性のものを用いることが望ましい。 In addition, thermosetting resins such as epoxy resins and phenoxy resins, and thermoplastic resins such as polyether ketone and polyether ether ketone may be used within a range that does not impair the properties of the resulting resin layer as a whole. As a method for adding these resins, if they are soluble in a solvent, they may be added to the polyamic acid. If the polyimide is also soluble, they may be added to a polyimide solution. If the polyimide is insoluble in a solvent, the polyamic acid may be imidized first, and then the polyimide obtained by imidization and the polyimide insoluble in the solvent to be added are compounded by melt kneading. However, since the solder heat resistance and/or heat shrinkage rate of the resulting flexible metal-clad laminate may be deteriorated, it is preferable not to use a meltable polyimide in one embodiment of the present invention. Therefore, it is preferable to use a soluble resin to be mixed with the polyimide.

本発明の一実施形態の層Xに好ましく用いられる非熱可塑性ポリイミドフィルムを得る方法は、以下の工程(i)~(iv)を含むことが好ましい。
(i)有機溶剤中で芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物とを反応させてポリアミド酸溶液を得る工程、
(ii)前記ポリアミド酸溶液を含む製膜ドープを支持体上に流延する工程、
(iii)支持体上で前記製膜ドープを加熱した後、支持体から得られたゲルフィルムを引き剥がす工程、
(iv)ゲルフィルムを更に加熱して、ゲルフィルム中に残ったポリアミド酸をイミド化し、かつ乾燥させる工程。
A method for obtaining a non-thermoplastic polyimide film preferably used for the layer X in one embodiment of the present invention preferably includes the following steps (i) to (iv).
(i) reacting an aromatic diamine with an aromatic tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution;
(ii) casting a membrane-forming dope containing the polyamic acid solution onto a support;
(iii) heating the film-forming dope on the support and then peeling off the gel film obtained from the support;
(iv) further heating the gel film to imidize the polyamic acid remaining in the gel film and to dry it.

(ii)以降の工程の方法は、熱イミド化法と化学イミド化法とに大別される。熱イミド化法は、脱水閉環剤等を使用せず、ポリアミド酸溶液を製膜ドープとして支持体に流延、加熱だけでイミド化を進める方法である。一方の化学イミド化法は、ポリアミド酸溶液に、イミド化促進剤として脱水閉環剤及び触媒の少なくともいずれかを添加したものを製膜ドープとして使用し、イミド化を促進する方法である。どちらの方法を用いても構わないが、化学イミド化法の方が生産性に優れる。 (ii) The methods for the steps after this can be broadly divided into thermal imidization and chemical imidization. Thermal imidization is a method in which a polyamic acid solution is cast onto a support as a film-forming dope without using a dehydrating ring-closing agent, and imidization is promoted by simply heating. On the other hand, chemical imidization is a method in which at least one of a dehydrating ring-closing agent and a catalyst is added to a polyamic acid solution as an imidization promoter, and the resulting solution is used as a film-forming dope to promote imidization. Either method can be used, but chemical imidization is more productive.

脱水閉環剤としては、無水酢酸に代表される酸無水物が好適に用いられ得る。触媒としては、脂肪族第三級アミン、芳香族第三級アミン、複素環式第三級アミン等の三級アミンが好適に用いられ得る。 As the dehydration ring-closing agent, an acid anhydride such as acetic anhydride can be preferably used. As the catalyst, a tertiary amine such as an aliphatic tertiary amine, an aromatic tertiary amine, or a heterocyclic tertiary amine can be preferably used.

製膜ドープを流延する支持体としては、ガラス板、アルミ箔、エンドレスステンレスベルト、ステンレスドラム等が好適に用いられ得る。最終的に得られるフィルムの厚みおよび/または生産速度に応じて加熱条件を設定し、製膜ドープについて部分的にイミド化または乾燥のいずれか一方を行った後、支持体からイミド化物を剥離してポリアミド酸フィルム(以下、ゲルフィルムという)を得る。 As a support for casting the film-forming dope, a glass plate, aluminum foil, an endless stainless steel belt, a stainless steel drum, etc. can be suitably used. The heating conditions are set according to the thickness of the final film to be obtained and/or the production speed, and the film-forming dope is either partially imidized or dried, and then the imidized product is peeled off from the support to obtain a polyamic acid film (hereinafter referred to as a gel film).

前記ゲルフィルムの端部を固定して硬化時の収縮を回避しながらゲルフィルムを乾燥し、ゲルフィルムから、水、残留溶媒、イミド化促進剤を除去する。そうして、ゲルフィルム中に残ったアミド酸を完全にイミド化して、ポリイミドを含有するフィルムが得られる。加熱条件については、最終的に得られるフィルムの厚みおよび/または生産速度に応じて適宜設定すれば良い。 The gel film is dried while fixing the ends of the gel film to avoid shrinkage during curing, and water, residual solvent, and imidization accelerator are removed from the gel film. The amide acid remaining in the gel film is then completely imidized to obtain a film containing polyimide. Heating conditions can be set appropriately depending on the thickness of the final film to be obtained and/or the production speed.

また、本発明の一実施形態の層Bとして工業的に入手可能なポリイミドフィルムを使用することが好ましく使用可能である。市販されている層Bとして利用可能なポリイミドフィルムの例としては、例えば、「アピカル」(カネカ製)、「カプトン」(デュポン、東レ・デュポン製)、「ユーピレックス」(宇部興産製)などが挙げられる。 In addition, it is preferable to use an industrially available polyimide film as layer B of one embodiment of the present invention. Examples of commercially available polyimide films that can be used as layer B include "Apical" (manufactured by Kaneka), "Kapton" (manufactured by DuPont and Toray DuPont), and "Upilex" (manufactured by Ube Industries).

<層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂>
層Aは熱可塑性ポリイミド樹脂およびフュームド金属酸化物を含み、層Aは金属箔と強固に密着することが特徴である。層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂につき説明する。本発明の一実施形態の銅張積層板をプリント配線板用に使うことを想定した場合、層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂がその加工プロセス中の高温プロセスの温度、および部品実装される際の高温にも耐えることが好ましい。それ故、層Aに用いる熱可塑性ポリイミド樹脂はガラス転移温度が高いことが好ましく、また高温での弾性率が高い方が好ましい。これらが高いことにより、高温時における層Aと金属箔との密着性を高く保つことができ、高温プロセスの温度、および部品実装工程に耐えることが可能になる。またこれらが高すぎると金属箔と熱ラミネートする際の加工温度が高くなり、工業的に不利になる。以上より、耐熱性の視点からは、熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度は、できるだけ高いことが好ましく、例えば好ましくは180℃以上であり、更に好ましくは210℃以上、特に好ましくは230℃以上である。一方、加工温度の視点からは、300℃以下であることが好ましい。また、良好な半田耐熱性発現のためには層Aに用いる熱可塑性ポリイミド樹脂は半田の融点近傍においても一定以上の弾性率を有していることが好ましい。具体的に、層A中に含まれる熱可塑性ポリイミド樹脂は300℃における貯蔵弾性率が0.02×10Pa以上であり、0.05×10Pa以上であることが好ましく、0.08×10Pa以上であることがより好ましく、0.1×10Pa以上であることがさらに好ましい。
<Thermoplastic polyimide resin of layer A>
Layer A contains a thermoplastic polyimide resin and a fumed metal oxide, and is characterized by its strong adhesion to the metal foil. The thermoplastic polyimide resin of layer A will be described. When it is assumed that the copper-clad laminate of one embodiment of the present invention is used for a printed wiring board, it is preferable that the thermoplastic polyimide resin of layer A withstands the high temperature process temperature during the processing process and the high temperature when components are mounted. Therefore, the thermoplastic polyimide resin used in layer A preferably has a high glass transition temperature and a high elastic modulus at high temperatures. By having these high, the adhesion between layer A and the metal foil at high temperatures can be maintained high, and it becomes possible to withstand the high temperature process temperature and the component mounting process. In addition, if these are too high, the processing temperature when thermally laminating with the metal foil becomes high, which is industrially disadvantageous. From the above, from the viewpoint of heat resistance, it is preferable that the glass transition temperature of the thermoplastic polyimide resin is as high as possible, for example, preferably 180°C or higher, more preferably 210°C or higher, and particularly preferably 230°C or higher. On the other hand, from the viewpoint of processing temperature, it is preferable that it is 300°C or lower. In order to achieve good solder heat resistance, the thermoplastic polyimide resin used in Layer A preferably has a certain elastic modulus or more even near the melting point of solder. Specifically, the thermoplastic polyimide resin contained in Layer A has a storage elastic modulus at 300° C. of 0.02×10 9 Pa or more, preferably 0.05×10 9 Pa or more, more preferably 0.08×10 9 Pa or more, and even more preferably 0.1×10 9 Pa or more.

<層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の処方>
次に層Aに用いるポリイミド樹脂に用いるモノマー種、重合方法等につき説明する。ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度、高温時の貯蔵弾性率等の物性を適切に制御することが好ましい。これら物性を適切な範囲に制御する手段としては、使用する原料モノマーの選定が挙げられる。ポリイミド樹脂の原料モノマーとしては柔軟な骨格を有するモノマーと剛直な骨格を有するモノマーと、があり、これらを適宜選択し、更に配合比を調整することにより、所望の物性を実現することが可能となる。
<Formulation of Thermoplastic Polyimide Resin for Layer A>
Next, the monomer species and polymerization method used for the polyimide resin used in Layer A will be described. It is preferable that the physical properties of the polyimide resin, such as the glass transition temperature and the storage modulus at high temperatures, are appropriately controlled. As a means for controlling these physical properties within an appropriate range, the selection of the raw material monomers to be used can be mentioned. The raw material monomers for polyimide resin include monomers having a flexible skeleton and monomers having a rigid skeleton, and by appropriately selecting these and further adjusting the compounding ratio, it is possible to realize the desired physical properties.

柔軟な骨格を有するジアミンとしては、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、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、2,2’-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’-ジアミノジフェニルエーテル、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エーテル、4,4’-ジアミノジフェニルチオエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルチオエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルチオエーテル、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、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プロパン、3,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-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、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、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’-ジアミノベンゾフェノン、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、1,4-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、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、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、2,2-ビス[3-(3-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、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、などが挙げられる。 Diamines with flexible skeletons include 4,4'-oxydianiline, 3,3'-oxydianiline, 3,4'-oxydianiline, bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}sulfone, 2,2'-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane, bis{4-(3-aminophenoxy)phenyl}sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodi Phenyl thioether, 3,4'-diaminodiphenyl thioether, 3,3'-diaminodiphenyl thioether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 3,4'-diaminodiphenylpropane, 3,3'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl Nilsulfone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminobenzophenone, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-( 3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, etc.

一方、剛直な骨格を有するジアミンとしては、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、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、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、1,5-ジアミノナフタレン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、3,4’-ジアミノベンズアニリド、3,3’-ジアミノベンズアニリド、などが挙げられる。 On the other hand, examples of diamines with a rigid skeleton include 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), 1,3-diaminobenzene, 1,2-diaminobenzene, benzidine, 3,3'-dichlorobenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 2,2'-dimethoxybenzidine, 3,3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,4'-diaminobenzanilide, and 3,3'-diaminobenzanilide.

これらのうち、熱特性の制御ならびに工業的に入手しやすい点から、柔軟な骨格を有するジアミンとして、4,4’-オキシジアニリン、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、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、3,3’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、2,2’-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、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および4,4'-ジアミノベンゾフェノンからなる群から選択される1種以上が好ましく用いられ得る。特に、4,4'-オキシジアニリン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンおよび2,2’-ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}プロパンからなる群から選択される1種以上が好ましく用いられ得る。 Among these, from the viewpoints of control of thermal properties and ease of industrial availability, one or more diamines having a flexible skeleton selected from the group consisting of 4,4'-oxydianiline, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-oxydianiline, 3,4'-oxydianiline, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}sulfone, 2,2'-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane, bis{4-(3-aminophenoxy)phenyl}sulfone, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 3,3'-diaminobenzophenone, and 4,4'-diaminobenzophenone can be preferably used. In particular, one or more selected from the group consisting of 4,4'-oxydianiline, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, and 2,2'-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane can be preferably used.

剛直な骨格を有するジアミンとしては、比較的少量で高分子鎖を固くする効果を発現する点、および工業的に入手しやすい点から、1,4-ジアミノベンゼン(p-フェニレンジアミン)、1,3-ジアミノベンゼンおよび2,2’-ジメチルベンジジンからなる群から選択される1種以上が好ましく用いられ得る。特に、1,4-ジアミノベンゼン(p-フェニレンジアミン)および2,2’-ジメチルベンジジンの少なくとも一方が好ましく用いられ得る。これらのジアミンは一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して(組み合わせて)用いても良い。 As the diamine having a rigid skeleton, one or more selected from the group consisting of 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), 1,3-diaminobenzene, and 2,2'-dimethylbenzidine can be preferably used because they have the effect of stiffening the polymer chain with a relatively small amount and are easily available industrially. In particular, at least one of 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine) and 2,2'-dimethylbenzidine can be preferably used. These diamines may be used alone or in a mixture (combination) of two or more.

柔軟な骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、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、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,4’-オキシジフタル酸無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)フタル酸無水物、4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ジフタル酸無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、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、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)などが挙げられる。 Tetracarboxylic dianhydrides with a flexible skeleton include 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,4'-oxydiphthalic anhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)phthalic anhydride, 4,4'-(4,4'-isopropylidenediphenoxy)diphthalic anhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane, and 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane. Examples include propane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, p-phenylene bis(trimellitic acid monoester anhydride), ethylene bis(trimellitic acid monoester anhydride), and bisphenol A bis(trimellitic acid monoester anhydride).

一方、剛直な骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、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、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。 On the other hand, examples of tetracarboxylic dianhydrides with a rigid skeleton include pyromellitic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, and 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride.

これらのうち、熱特性の制御ならびに工業的に入手しやすい点から、柔軟な骨格を有するテトラカルボン酸二無水物として、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、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物および4,4’-オキシジフタル酸無水物からなる群から選択される1種以上が好ましく用いられ得る。中でも、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物がより好ましく、本発明の好ましい一実施形態で所望される各種物性、即ち金属箔との密着性、高温時の弾性率、ガラス転移温度等をバランスよく発現させるために有効に用いることができる。 Among these, from the viewpoints of control of thermal properties and ease of industrial availability, one or more tetracarboxylic dianhydrides having a flexible skeleton selected from the group consisting of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and 4,4'-oxydiphthalic anhydride can be preferably used. Among these, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride is more preferable, and can be effectively used to achieve a good balance of various physical properties desired in a preferred embodiment of the present invention, i.e., adhesion to metal foil, elastic modulus at high temperatures, glass transition temperature, etc.

剛直な骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、比較的少量で高分子鎖を固くする効果を発現する点、および工業的に入手しやすい点から、ピロメリット酸二無水物が好ましく用いられ得る。これらのテトラカルボン酸二無水物は二種以上を混合して用いても良い。 As a tetracarboxylic dianhydride having a rigid skeleton, pyromellitic dianhydride is preferably used because it exerts the effect of stiffening the polymer chain with a relatively small amount and is easily available industrially. Two or more of these tetracarboxylic dianhydrides may be mixed and used.

上述の原料モノマー類を適宜選択し、更に配合比を調整し、更にフュームド金属酸化物を適切な種類と配合量で組み合わせることにより、本発明の一実施形態の金属箔との密着性を向上することができ、好ましい。尚、高温時の弾性率、ガラス転移温度等をバランスよく発現させるために、上述した好ましいジアミンおよび酸二無水物と共に、その他のジアミンおよび酸二無水物を併用することも好ましく実施可能である。 By appropriately selecting the above-mentioned raw material monomers, adjusting the compounding ratio, and further combining the appropriate type and amount of fumed metal oxide, it is possible to improve the adhesion to the metal foil of one embodiment of the present invention, which is preferable. In order to achieve a good balance between the elastic modulus at high temperatures and the glass transition temperature, it is also possible to preferably use other diamines and acid dianhydrides in combination with the above-mentioned preferable diamines and acid dianhydrides.

層Aのポリイミドの前駆体であるポリアミド酸は、前記ジアミンと酸二無水物とを有機溶媒中で実質的に等モルまたは略等モルになるように混合し、これらを反応させることにより得られる。使用する有機溶媒は、ポリアミド酸を溶解できる溶媒であればいかなるものも用いることができる。前記有機溶媒としては、アミド系溶媒すなわち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-メチル-2-ピロリドンなどが好ましく、N,N-ジメチルホルムアミドおよびN,N-ジメチルアセトアミドの少なくとも一方が特に好ましく用いられ得る。ポリアミド酸の固形分濃度は特に限定されず、5重量%~35重量%の範囲内であればポリイミドとした際に十分な機械強度を有するポリアミド酸が得られる。 The polyamic acid, which is the precursor of the polyimide of layer A, is obtained by mixing the diamine and the acid dianhydride in an organic solvent in a substantially equimolar or nearly equimolar amount and reacting them. Any organic solvent can be used as long as it can dissolve the polyamic acid. As the organic solvent, amide-based solvents, i.e., N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc., are preferred, and at least one of N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide is particularly preferred. The solids concentration of the polyamic acid is not particularly limited, and if it is within the range of 5% by weight to 35% by weight, a polyamic acid having sufficient mechanical strength when made into a polyimide can be obtained.

原料であるジアミンおよび酸二無水物の添加順序についても特に限定されない。原料であるジアミンおよび酸二無水物の化学構造だけでなく、これらの添加順序を制御することによっても、得られるポリイミドの特性を制御することが可能である。 There are no particular limitations on the order in which the diamine and dianhydride raw materials are added. It is possible to control the properties of the resulting polyimide not only by controlling the chemical structures of the diamine and dianhydride raw materials, but also by controlling the order in which they are added.

また、原料として1,4-ジアミノベンゼンおよびピロメリット酸二無水物を用いる場合、両者が結合して得られるポリイミド構造はデスミア液に対する耐久性が低いため、1,4-ジアミノベンゼンおよびピロメリット酸二無水物の添加順序を調整して両者が直接結合した構造を形成しないようにすることが好ましい。 When 1,4-diaminobenzene and pyromellitic dianhydride are used as raw materials, the polyimide structure obtained by combining the two has low durability against the desmear solution, so it is preferable to adjust the order of addition of 1,4-diaminobenzene and pyromellitic dianhydride so as not to form a structure in which the two are directly combined.

層Aは、樹脂成分として、上述したポリイミド樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。層Aに含まれる樹脂成分中のポリイミド樹脂の含有比率は、多いことが好ましい。例えば、層Aに含まれている樹脂成分100重量%中、ポリイミド樹脂が50重量%以上であることが好ましく、60重量%以上であることがより好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、80重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることが更に好ましく、95重量%以上であることがより特に好ましい。層Aに含まれている樹脂成分100重量%中、ポリイミド樹脂が100重量%であることが最も好ましく、換言すれば、層Aは、樹脂成分としてポリイミド樹脂のみを含むことが最も好ましい。 Layer A may contain a resin other than the polyimide resin described above as a resin component. The content ratio of polyimide resin in the resin component contained in layer A is preferably high. For example, of 100% by weight of the resin component contained in layer A, the polyimide resin is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, even more preferably 90% by weight or more, and even more preferably 95% by weight or more. Of 100% by weight of the resin component contained in layer A, the polyimide resin is most preferably 100% by weight. In other words, it is most preferable that layer A contains only polyimide resin as a resin component.

ジアミン類と酸二無水物類の組合せとしては、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンと3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の組合せを含むものが好ましく、更にモノマー種を一部を別のモノマー類に置き換えた組み合わせも好ましい。具体的には、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンの一部を、4,4'-オキシジアニリン、2,2’-ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}プロパン、1,4-ジアミノベンゼン(p-フェニレンジアミン)、2,2’-ジメチルベンジジンに置き換えた組み合わせも好ましい。更には、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の一部を、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、4,4’-オキシジフタル酸無水物、ピロメリット酸二無水物に置き換えた組み合わせも好ましい。これらの組合せ以外にも2,2’-ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}プロパンとピロメリット酸二無水物の組合せも好ましく、更にモノマー種を一部を別のモノマー類に置き換えた組み合わせも好ましい。具体的には、2,2’-ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}プロパンの一部を、4,4'-オキシジアニリン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ジアミノベンゼン(p-フェニレンジアミン)、2,2’-ジメチルベンジジンに置き換えた組み合わせも好ましい。更には、ピロメリット酸二無水物の一部を、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、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’-オキシジフタル酸無水物に置き換えた組み合わせも好ましい。 As a combination of diamines and acid dianhydrides, a combination including 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene and 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride is preferred, and further, a combination in which a part of the monomer species is replaced with another monomer is also preferred. Specifically, a combination in which a part of 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene is replaced with 4,4'-oxydianiline, 2,2'-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane, 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), or 2,2'-dimethylbenzidine is also preferred. Furthermore, a combination in which a part of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride is replaced with 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, or pyromellitic dianhydride is also preferred. In addition to these combinations, a combination of 2,2'-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane and pyromellitic dianhydride is also preferred, and further combinations in which a part of the monomer species is replaced with another monomer are also preferred. Specifically, combinations in which a part of 2,2'-bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane is replaced with 4,4'-oxydianiline, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-diaminobenzene (p-phenylenediamine), or 2,2'-dimethylbenzidine are also preferred. Furthermore, combinations in which a part of pyromellitic dianhydride is replaced with 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, or 4,4'-oxydiphthalic anhydride are also preferred.

<層Aのフュームド金属酸化物>
層Aは熱可塑性ポリイミド樹脂およびフュームド金属酸化物を含み、層Aは金属箔と強固に密着することが特徴である。層Aのフュームド金属酸化物につき説明する。本発明のフュームド金属酸化物はシリカ、アルミナ、チタニア、銅、鉄、ジルコニア、マグネシウム、バリウム等を主成分とする金属酸化物である。
<Layer A Fumed Metal Oxide>
Layer A contains a thermoplastic polyimide resin and a fumed metal oxide, and is characterized by its strong adhesion to the metal foil. The fumed metal oxide of Layer A will be described. The fumed metal oxide of the present invention is a metal oxide mainly composed of silica, alumina, titania, copper, iron, zirconia, magnesium, barium, etc.

本発明のフュームド金属酸化物は、気相合成により得られる。気相合成の製法上の特徴から、得られるフュームド金属酸化物は、一次粒子が凝集した構造体が構造単位となっているという特徴がある。換言すれば、フュームド金属酸化物は、一次粒子が凝集した構造体が構造単位となっている(例えば、ブドウの房のような凝集構造を有する)ことが好ましい。フュームド金属酸化物は熱可塑性ポリイミド樹脂と混合され本発明の層Aを構成する。本発明者の種々検討の結果、層Aは、(i)空隙が低い状態でフュームド金属酸化物の構造単位が熱可塑性ポリイミド樹脂中に埋没しており、(ii)当該構造単位が層Aの表面および/または表面近傍からバルク方向にかけて存在し、かつ(iii)当該構造単位が層A中に均等に存在および分散している状態、であることが好ましく、そのような状態が本発明の目的である金属箔との密着性発現に有効であると考えている。 The fumed metal oxide of the present invention is obtained by gas phase synthesis. Due to the characteristics of the gas phase synthesis process, the obtained fumed metal oxide has a feature that the structural unit is a structure in which primary particles are aggregated. In other words, it is preferable that the structural unit of the fumed metal oxide is a structure in which primary particles are aggregated (for example, it has an aggregate structure like a bunch of grapes). The fumed metal oxide is mixed with a thermoplastic polyimide resin to form layer A of the present invention. As a result of various studies by the inventor, it is preferable that layer A is in a state in which (i) the structural unit of the fumed metal oxide is embedded in the thermoplastic polyimide resin with low voids, (ii) the structural unit is present on the surface and/or near the surface of layer A in the bulk direction, and (iii) the structural unit is evenly present and dispersed in layer A, and it is believed that such a state is effective in expressing adhesion to metal foil, which is the object of the present invention.

熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物との配合において、フュームド金属酸化物の配合比率を高くすると層A中の空隙率があがる傾向がある。層A中の空隙率が高すぎない場合、熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物との結着力が低下することが無く、層A自体の強度が良好となる傾向を示し、結果として金属箔との密着性が良好となる傾向がある。そのため、熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物と配合において、フュームド金属酸化物の配合比率は、高すぎないことが好ましい。熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物と配合において、逆にフュームド金属酸化物の配合比率が低くなると空隙率は低くなる傾向がある。層A中の空隙率が低すぎない場合、金属箔との十分な密着性を発現し易くなり好ましい。 In the blending of thermoplastic polyimide resin and fumed metal oxide, increasing the blending ratio of fumed metal oxide tends to increase the porosity in layer A. If the porosity in layer A is not too high, the binding strength between the thermoplastic polyimide resin and the fumed metal oxide does not decrease, and the strength of layer A itself tends to be good, and as a result, the adhesion to the metal foil tends to be good. Therefore, in the blending of thermoplastic polyimide resin and fumed metal oxide, it is preferable that the blending ratio of fumed metal oxide is not too high. Conversely, in the blending of thermoplastic polyimide resin and fumed metal oxide, if the blending ratio of fumed metal oxide is low, the porosity tends to be low. If the porosity in layer A is not too low, it is preferable because it is easy to exhibit sufficient adhesion to the metal foil.

以上より、良好な密着性発現の為には熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物との配合比率を適切な範囲に制御することが好ましい。一方、フュームド金属酸化物には一次粒子径、一次粒子が凝集した構造体の構造および表面処理種が異なる各種グレードがあり、これらも影響した適切な配合比率が存在すると考えている。 In view of the above, in order to achieve good adhesion, it is preferable to control the blending ratio of thermoplastic polyimide resin to fumed metal oxide within an appropriate range. On the other hand, there are various grades of fumed metal oxide that differ in primary particle size, structure of the structure formed by agglomeration of primary particles, and type of surface treatment, and it is believed that there is an appropriate blending ratio that is influenced by these factors.

<フュームド金属酸化物の一次粒子径および比表面積>
フュームド金属酸化物の一次粒子径は特に制約はなく、好ましくは5ナノメートル以上1,000ナノメートル以下、より好ましくは5ナノメートル以上100ナノメートル以下、更に好ましくは5ナノメートル以上50ナノメートル以下、更に好ましくは10ナノメートル以上20ナノメートル以下である。また、フュームド金属酸化物の比表面積も一次粒子径を表現する物性値であり、一次粒子径が大きいほど比表面積は小さくなる。フュームド金属酸化物の比表面積は30平方メートル/グラム以上400平方メートル/グラム以下であることが好ましく、より好ましくは100平方メートル/グラム以上250平方メートル/グラム以下である。
<Primary particle size and specific surface area of fumed metal oxide>
The primary particle size of the fumed metal oxide is not particularly limited, and is preferably 5 nanometers to 1,000 nanometers, more preferably 5 nanometers to 100 nanometers, even more preferably 5 nanometers to 50 nanometers, and even more preferably 10 nanometers to 20 nanometers. The specific surface area of the fumed metal oxide is also a physical property value that expresses the primary particle size, and the larger the primary particle size, the smaller the specific surface area. The specific surface area of the fumed metal oxide is preferably 30 square meters/gram to 400 square meters/gram, more preferably 100 square meters/gram to 250 square meters/gram.

<フュームド金属酸化物の見掛比重>
フュームド金属酸化物は一次粒子径が凝集した構造体であり、フュームド金属酸化物の構造の状態を表す指標として見掛比重を用いることができる。フュームド金属酸化物の見掛比重が小さければ、フュームド金属酸化物の構造体は嵩張った構造を有しており、空隙が大きいことを表す。逆に、フュームド金属酸化物の見掛比重が大きければ、フュームド金属酸化物の構造体は嵩張りの程度が低い構造を有しており、空隙は小さいことを表す。
<Apparent density of fumed metal oxides>
Fumed metal oxides are structures in which the primary particle size is aggregated, and the apparent density can be used as an index of the state of the structure of the fumed metal oxide. If the apparent density of the fumed metal oxide is low, the fumed metal oxide structure has a bulky structure and has large voids. Conversely, if the apparent density of the fumed metal oxide is high, the fumed metal oxide structure has a less bulky structure and has small voids.

フュームド金属酸化物の一次粒子径が凝集した構造体が有する空隙を熱可塑性ポリイミド樹脂成分で満たすことにより、空隙率の小さい層Aを作製することができる。フュームド金属酸化物の見掛比重が小さいなるほど、フュームド金属酸化物の構造体の空隙が多く、多くの熱可塑性ポリイミド樹脂成分を使用することで当該空隙を満たすことが可能となる。フュームド金属酸化物の見掛比重が大きくなるほど、少量の熱可塑性ポリイミド樹脂成分でもフュームド金属酸化物の構造体の空隙を満たすことが可能となる。逆に表現すると、ある一定量の熱可塑性ポリイミド樹脂にフュームド金属酸化物を配合して空隙率の小さい層Aを作製するにあたり、(i)見掛比重が小さいフュームド金属酸化物の場合、フュームド金属酸化物の配合量の上限は低くなり、逆に(ii)見掛比重が大きいフュームド金属酸化物の場合、多くのフュームド金属酸化物を配合することができ、すなわちフュームド金属酸化物の配合量の上限は高くなる。先にも記載したがフュームド金属酸化物の配合量が多すぎない場合、層A中に過剰な空隙が発生する虞がない。その結果、熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物との結着力が低下することが無く、層A自体の強度が良好となる傾向を示し、結果として金属箔との密着性も良好となる傾向がある。そのため、熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物と配合において、フュームド金属酸化物の配合比率は、高すぎないことが好ましい。逆にフュームド金属酸化物の比率が低すぎない場合、金属箔との十分な密着性を発現し易い。つまり、熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物と配合において、フュームド金属酸化物を配合量の上限付近で配合することが、良好な密着性の発現に効果的である。 By filling the voids in the structure formed by agglomeration of the primary particle diameter of the fumed metal oxide with a thermoplastic polyimide resin component, a layer A having a low porosity can be produced. The smaller the apparent specific gravity of the fumed metal oxide, the more voids there are in the fumed metal oxide structure, and the more thermoplastic polyimide resin components can be used to fill the voids. The larger the apparent specific gravity of the fumed metal oxide, the more the voids in the fumed metal oxide structure can be filled with a small amount of thermoplastic polyimide resin components. In other words, when a certain amount of thermoplastic polyimide resin is mixed with a fumed metal oxide to produce a layer A having a low porosity, (i) in the case of a fumed metal oxide having a small apparent specific gravity, the upper limit of the amount of the fumed metal oxide to be mixed is low, and conversely, (ii) in the case of a fumed metal oxide having a large apparent specific gravity, a large amount of the fumed metal oxide can be mixed, that is, the upper limit of the amount of the fumed metal oxide to be mixed is high. As mentioned above, if the amount of fumed metal oxide is not too large, there is no risk of excessive voids occurring in layer A. As a result, the binding strength between the thermoplastic polyimide resin and the fumed metal oxide is not reduced, and the strength of layer A itself tends to be good, and as a result, the adhesion to the metal foil also tends to be good. Therefore, in the blending of the thermoplastic polyimide resin and the fumed metal oxide, it is preferable that the blending ratio of the fumed metal oxide is not too high. Conversely, if the ratio of the fumed metal oxide is not too low, sufficient adhesion to the metal foil is likely to be exhibited. In other words, in the blending of the thermoplastic polyimide resin and the fumed metal oxide, blending the fumed metal oxide near the upper limit of the blending amount is effective in exhibiting good adhesion.

空隙率の小さい層Aを作るための、ある一定量の熱可塑性ポリイミド樹脂に対するフュームド金属酸化物の配合量の上限は、フュームド金属酸化物の見掛比重および表面処理種により変わる。つまり、フュームド金属酸化物の見掛比重および表面処理種に応じて、ある一定量の熱可塑性ポリイミド樹脂に対するフュームド金属酸化物の配合量を調節することにより、密着性をさらに向上させることができる。本発明の一実施形態において、フュームド金属酸化物の見掛比重は20グラム/リットル以上250グラム/リットル以下であることが好ましく、20グラム/リットル以上220グラム/リットル以下であることがより好ましい。また、フュームド金属酸化物の見掛比重が大きいほど、フュームド金属酸化物の配合量の上限があがり、密着性もより改善される傾向がある。その為、フュームド金属酸化物の見掛比重が50グラム/リットルより大きく250グラム/リットル以下であることがより好ましく、60グラム/リットル以上250グラム/リットル以下であることがより好ましく、70グラム/リットル以上250グラム/リットル以下であることが更に好ましく、70グラム/リットル以上220グラム/リットル以下であることがより更に好ましい。尚、フュームド金属酸化物の見掛比重は、フュームド金属酸化物に対して機械的にせん断等の応力を加えることによるフュームド金属酸化物の構造改質により、変化させることも可能である。 The upper limit of the amount of fumed metal oxide to be mixed with a certain amount of thermoplastic polyimide resin to produce a layer A with a small porosity varies depending on the apparent specific gravity of the fumed metal oxide and the type of surface treatment. In other words, the adhesion can be further improved by adjusting the amount of fumed metal oxide to be mixed with a certain amount of thermoplastic polyimide resin according to the apparent specific gravity and surface treatment type of the fumed metal oxide. In one embodiment of the present invention, the apparent specific gravity of the fumed metal oxide is preferably 20 g/L or more and 250 g/L or less, and more preferably 20 g/L or more and 220 g/L or less. In addition, the higher the apparent specific gravity of the fumed metal oxide, the higher the upper limit of the amount of fumed metal oxide to be mixed with, and the adhesion tends to be improved. Therefore, the apparent density of the fumed metal oxide is preferably greater than 50 g/L and less than 250 g/L, more preferably greater than 60 g/L and less than 250 g/L, even more preferably greater than 70 g/L and less than 250 g/L, and even more preferably greater than 70 g/L and less than 220 g/L. The apparent density of the fumed metal oxide can also be changed by modifying the structure of the fumed metal oxide by mechanically applying a stress such as shear to the fumed metal oxide.

フュームド金属酸化物に対し、各種表面処理が可能である。フュームド金属酸化物の表面状態としてシラノール(未処理)、ジメチルシリル、オクチルシリル、トリメチルシリル、ジメチルシロキサン、ジメチルポリシロキサン、アミノアルキルシリル、メタクリルシリル等があり、いずれも工業的に入手可能である。フュームド金属酸化物の表面処理種とポリイミド樹脂成分の極性とが近い場合、フュームド金属酸化物の配合量の上限は高くなる傾向がある。層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂との相性も考慮し、適切な選択をすることが好ましい。尚、フュームド金属酸化物の見掛比重はISO787/XIにより測定することが可能である。 Various surface treatments are possible for fumed metal oxides. Surface states of fumed metal oxides include silanol (untreated), dimethylsilyl, octylsilyl, trimethylsilyl, dimethylsiloxane, dimethylpolysiloxane, aminoalkylsilyl, methacrylsilyl, etc., all of which are commercially available. When the polarity of the surface treatment type of the fumed metal oxide is similar to that of the polyimide resin component, the upper limit of the amount of fumed metal oxide to be blended tends to be high. It is preferable to make an appropriate selection, taking into consideration the compatibility with the thermoplastic polyimide resin of layer A. The apparent specific gravity of the fumed metal oxide can be measured according to ISO 787/XI.

<フュームド金属酸化物の具体例>
以下、本発明の一実施形態において好ましく使用可能なフュームド金属酸化物について具体例を示すが、これらに限らない。見掛比重を含む各種特性の要件を満たすフュームド金属酸化物が、本発明の一実施形態においてより好適に使用可能である。一次粒子径、比表面積、表面処理種、見掛比重および金属酸化物種の異なる各種グレードのフュームド金属酸化物を日本アエロジル社、旭化成ワッカーシリコーン社およびキャボット社から入手可能であり、好ましく使用可能である。以下日本アエロジル社製品のフュームド金属酸化物を例として具体的に説明する。見掛比重以外は略同等であるアエロジルR972、R972CF、R972Vなどを好ましく使用可能であり、この中で見掛比重の高いR972(50グラム/リットル)をより好ましく使用可能である。同様に、見掛比重以外は同等であるアエロジルR974、R9200、VP RS920などを好ましく使用可能であり、この中で見掛比重の高いアエロジルR9200(200グラム/リットル)およびアエロジルVP RS920(80グラム/リットル以上120グラム/リットル以下)をより好ましく使用可能である。また、これら以外にも本発明の一実施形態の好ましい物性の一つである見掛比重が比較的低く、70グラム/リットル以下の日本アエロジル社製フュームド金属酸化物として、アエロジルNX130、RY200S、R976、NAX50、NX90G、NX90S、RX200、RX300、R812、R812S等を好ましく使用可能である。また、見掛比重が比較的高く、70グラム/リットル以上の日本アエロジル社製フュームド金属酸化物として、アエロジル200V、AEROIDE TiO2 P90、AEROIDE TiO2 NKT90、OX50、RY50、RY51、AEROIDE TiO2 P25、R8200、RM50、RX50、AEROIDE TiO2 T805、R7200等も好ましく使用可能である。尚、アエロジルVP RS920は、2021年11月以降、「アエロジルE9200」という名称で販売されている。
<Specific examples of fumed metal oxides>
Specific examples of fumed metal oxides that can be preferably used in one embodiment of the present invention are shown below, but are not limited to these. Fumed metal oxides that satisfy the requirements of various properties including apparent specific gravity can be more preferably used in one embodiment of the present invention. Various grades of fumed metal oxides with different primary particle size, specific surface area, surface treatment type, apparent specific gravity, and metal oxide type are available from Nippon Aerosil Co., Ltd., Wacker Asahi Kasei Silicone Co., Ltd., and Cabot Corporation, and can be preferably used. The following is a specific explanation using fumed metal oxides produced by Nippon Aerosil Co., Ltd. as an example. Aerosil R972, R972CF, R972V, etc., which are approximately the same except for the apparent specific gravity, can be preferably used, and among these, R972 (50 grams/liter) with a high apparent specific gravity can be more preferably used. Similarly, Aerosil R974, R9200, VP RS920, etc., which are equivalent except for the apparent density, can be preferably used, and among these, Aerosil R9200 (200 g/L) and Aerosil VP RS920 (80 g/L or more and 120 g/L or less), which have a high apparent density, can be more preferably used. In addition to these, Aerosil NX130, RY200S, R976, NAX50, NX90G, NX90S, RX200, RX300, R812, R812S, etc. can be preferably used as fumed metal oxides manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., which have a relatively low apparent density of 70 g/L or less, which is one of the preferred physical properties of one embodiment of the present invention. In addition, as fumed metal oxides manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. having a relatively high apparent specific gravity of 70 grams / liter or more, Aerosil 200V, AEROIDE TiO2 P90, AEROIDE TiO2 NKT90, OX50, RY50, RY51, AEROIDE TiO2 P25, R8200, RM50, RX50, AEROIDE TiO2 T805, R7200, etc. can also be preferably used. In addition, Aerosil VP RS920 has been sold under the name "Aerosil E9200" since November 2021.

また、「アエロジル」または「AEROSIL」は、エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハーの登録商標である。また、フュームド金属酸化物としては、気相合成で合成されたものであり、それにより一次粒子径が凝集した構造体を有するフュームド金属酸化物が、好ましく使用可能である。 "Aerosil" or "AEROSIL" is a registered trademark of Evonik Operations GmbH. As the fumed metal oxide, a fumed metal oxide that is synthesized by gas phase synthesis and has a structure in which the primary particle size is aggregated can be preferably used.

これらのフュームド金属酸化物の中でも、アエロジルR972、972V、NX130、R9200、VP RS920、R974,R976、R8200等のフュームドシリカが、アルカリ性環境での溶解により形成される層Aの表面形状が良好で、表面粗度も適切な範囲となる点で好ましい。 Among these fumed metal oxides, fumed silica such as Aerosil R972, 972V, NX130, R9200, VP RS920, R974, R976, and R8200 are preferred because the surface shape of layer A formed by dissolution in an alkaline environment is good and the surface roughness is within an appropriate range.

<フュームド金属酸化物の配合部数>
層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂100重量部に対し、フュームド金属酸化物の配合部数が、10重量部から60重量部であり、15重量部から55重量部であることが好ましく、20重量部から50重量部であることがより好ましい。(ここで、10重量部から60重量部とは、10重量部以上60重量部以下を意味する。)尚、この配合部数は本発明者が検討した結果、導いた好ましい配合部数の範囲であり、フュームド金属酸化物を添加しなかった場合に比べ、20%以上改善することができる。
<Parts of fumed metal oxide>
The amount of the fumed metal oxide blended is 10 to 60 parts by weight, preferably 15 to 55 parts by weight, and more preferably 20 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the thermoplastic polyimide resin in Layer A. (Here, 10 to 60 parts by weight means 10 to 60 parts by weight.) This amount is a preferred amount range that the present inventors arrived at through their studies, and it is possible to achieve an improvement of 20% or more compared to the case where the fumed metal oxide is not added.

<熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物の混合方法、層Aの作製方法>
層Aの製造方法は、熱可塑性ポリイミド樹脂の特徴に応じて適切な方法を選択することができる。
i)層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の溶液をフュームド金属酸化物と混合・分散せしめた層A分散液を得、次いで支持体に塗布・加熱することでポリアミド酸をポリイミド樹脂にイミド化し、層Aを得ることも好ましく実施可能である。
ii)熱可塑性ポリイミド樹脂が溶媒可溶性を示す場合、フュームド金属酸化物を有機溶媒に分散させ、同分散液を熱可塑性ポリイミド樹脂の溶液に添加した層A分散液を得たのち、適当な支持体上に層A分散液を塗工し、乾燥し、層Aを得ることも好ましく実施可能である。
iii)フュームド金属酸化物を熱可塑性ポリイミドの融点以上の温度で混錬し、層A樹脂バルクを得、加熱・加圧しながら、または溶融押出機を用い、支持体を用いる方法、または用いない方法でフィルム状に成型し、層Aを得る方法があげられる。
<Method of mixing thermoplastic polyimide resin and fumed metal oxide, and method of producing layer A>
As the method for producing the layer A, an appropriate method can be selected depending on the characteristics of the thermoplastic polyimide resin.
i) It is also possible to preferably obtain Layer A by mixing and dispersing a solution of polyamic acid, which is a precursor of the thermoplastic polyimide resin of Layer A, with a fumed metal oxide to obtain a Layer A dispersion, which is then applied to a support and heated to imidize the polyamic acid into a polyimide resin, thereby obtaining Layer A.
ii) When the thermoplastic polyimide resin is soluble in a solvent, it is also possible to preferably disperse a fumed metal oxide in an organic solvent, add the dispersion to a solution of a thermoplastic polyimide resin to obtain a layer A dispersion, and then coat the layer A dispersion on a suitable support and dry it to obtain layer A.
iii) A method in which a fumed metal oxide is kneaded at a temperature equal to or higher than the melting point of a thermoplastic polyimide to obtain a layer A resin bulk, and then molded into a film while being heated and pressurized or using a melt extruder, with or without the use of a support, to obtain layer A.

高密着強度を発現させるためにフュームド金属酸化物は均一に分散していることが好ましく、一次粒子が凝集した構造体の構造単位まで分散させることが好ましく、用いる熱可塑性ポリイミド樹脂、フュームド金属酸化物の種類・性状に合わせ適切な分散方法を選択することが好ましい。 To achieve high adhesion strength, it is preferable that the fumed metal oxide is uniformly dispersed, and it is preferable to disperse it down to the structural unit of the structure in which the primary particles are aggregated. It is preferable to select an appropriate dispersion method according to the type and properties of the thermoplastic polyimide resin and fumed metal oxide used.

i)およびii)の方法の場合、分散の方法はディスパー、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ビーズミル、自転公転ミキサー、ロール、ニーダー、高圧分散機、超音波、レゾルバ等が挙げられる。iii)の方法の場合、スクリュ押出機、溶融混錬機等の装置を挙げることができる。 In the case of methods i) and ii), examples of the dispersion method include a disperser, homogenizer, planetary mixer, bead mill, centrifugal mixer, roll, kneader, high-pressure disperser, ultrasonic wave, resolver, etc. In the case of method iii), examples of the device include a screw extruder, melt kneader, etc.

尚、本発明の効果が得られる限り、フュームド金属酸化物を前記構造単位まで分散しなくても構わない。また、フュームド金属酸化物の構造単位をさらに小さくする条件で分散および粉砕することも可能である。有機溶媒はポリアミド酸の重合に用いる溶媒などを用いることができアミド系溶媒すなわち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-メチル-2-ピロリドンなどが好ましく用いられ得るが、これに限定されない。 As long as the effects of the present invention can be obtained, the fumed metal oxide does not have to be dispersed to the structural unit. It is also possible to disperse and pulverize the fumed metal oxide under conditions that make the structural unit of the fumed metal oxide even smaller. The organic solvent may be a solvent used in the polymerization of polyamic acid, and amide-based solvents, such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone, are preferably used, but are not limited to these.

本発明の銅張積層板は、熱可塑性ポリイミド樹脂およびフュームド金属酸化物を含む層Aと、その表面に形成した金属箔と、また層Aのもう一つの面が、別の耐熱性絶縁基材層Xと接していることを必須とする。予め層Aと層Xが積層された層X/層Aなる構成体または層A/層X/層Aなる構成体を作っておき、次いで金属箔を積層することにより、層X/層A/金属箔なる構成体、または、層A/層X/層A/金属箔なる構成体、または、金属箔/層A/層X/層A/金属箔なる構成体、即ち銅張積層板を得てもよい。耐熱性絶縁基材層Xにはポリイミド樹脂フィルム、液晶ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ基材、ガラス基材などを好ましく使用可能である。本発明の銅張積層板が両面フレキシブルプリント配線板に使用されることを想定すると金属箔/層A/層X/層A/金属箔なる順に構成された銅張積層板であることが好ましい。また、耐熱性絶縁基材層Xにガラス基材を用いた場合、ガラス基材が有する低粗度の表面性、高寸法安定性等の利点より、半導体実装用のプリント配線板、ガラスインターポーザにも本発明の銅張積層板は好ましく利用可能である。 The copper-clad laminate of the present invention must be in contact with another heat-resistant insulating substrate layer X, with the layer A containing a thermoplastic polyimide resin and a fumed metal oxide, the metal foil formed on the surface of the layer A, and the other surface of the layer A. A layer X/layer A structure or a layer A/layer X/layer A structure in which the layers A and X are laminated in advance may be prepared, and then a metal foil may be laminated to obtain a layer X/layer A/metal foil structure, a layer A/layer X/layer A/metal foil structure, or a metal foil/layer A/layer X/layer A/metal foil structure, i.e., a copper-clad laminate. For the heat-resistant insulating substrate layer X, a polyimide resin film, a liquid crystal polyester film, a glass epoxy substrate, a glass substrate, or the like can be preferably used. Assuming that the copper-clad laminate of the present invention is used for a double-sided flexible printed wiring board, it is preferable that the copper-clad laminate is configured in the order of metal foil/layer A/layer X/layer A/metal foil. In addition, when a glass substrate is used for the heat-resistant insulating substrate layer X, the copper-clad laminate of the present invention can be preferably used for printed wiring boards and glass interposers for semiconductor mounting due to the advantages of the glass substrate, such as low surface roughness and high dimensional stability.

尚、前記の層Aの作製方法のi)、ii)、iii)で記載した支持体に層Xを用いることで、層X/層A/なる構成体または層A/層X/層Aなる構成体を得、更に金属箔と積層することで本発明の銅張積層板を得ることも好ましく実施可能である。 It is also possible to obtain a structure of Layer X/Layer A or a structure of Layer A/Layer X/Layer A by using Layer X as the support described in i), ii), and iii) of the method for producing Layer A above, and to obtain the copper-clad laminate of the present invention by further laminating it with a metal foil.

また、層Xが非熱可塑ポリイミド樹脂フィルムの場合、層Xのポリイミド樹脂の前駆体である層Xのポリアミド酸樹脂溶液と、前記の層Aの作製方法のi)で記載した、層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の溶液をフュームド金属酸化物と混合・分散せしめた層A分散液を共押出しし、得られた押出物を乾燥し、層Xおよび層Aの両ポリイミド樹脂の前駆体をイミド化し、層Aと層Xが積層された層X/層Aなる構成体または層A/層X/層Aなる構成体を得ることも好ましく実施可能である。 In addition, when Layer X is a non-thermoplastic polyimide resin film, it is also possible to co-extrude a dispersion of Layer A in which a polyamic acid resin solution of Layer X, which is a precursor of the polyimide resin of Layer X, and a solution of polyamic acid, which is a precursor of the thermoplastic polyimide resin of Layer A described in i) of the method for producing Layer A, are mixed and dispersed with a fumed metal oxide, and the resulting extrudate is dried to imidize the precursors of both the polyimide resins of Layer X and Layer A, thereby obtaining a structure of Layer X/Layer A in which Layer A and Layer X are laminated, or a structure of Layer A/Layer X/Layer A.

層Aの厚みは特に制約はないが、表面が粗化されている金属箔と積層する場合、表面粗度Rz以上の厚みである事が好ましく、これにより本発明の効果を発揮する。 There are no particular restrictions on the thickness of Layer A, but when layering with a metal foil with a roughened surface, it is preferable for the thickness to be equal to or greater than the surface roughness Rz, which will ensure the effects of the present invention.

<積層>
本発明の銅張積層板は層Aと層Xと金属箔が積層されている。金属箔は前記の通り、電解銅箔または圧延銅箔であり、層Aと金属箔が対向した状態で貼り合わせることにより、本発明の銅張積層板を得ることができる。貼り合わせの方法は特に限定されるものではなく、一対以上の金属ロールを有する熱ロールラミネート装置或いはダブルベルトプレス(DBP)による連続処理により行うことが好ましく実施可能である。また熱プレス装置による積層も好ましく実施可能である。
<Lamination>
The copper-clad laminate of the present invention is a laminate of layer A, layer X, and metal foil. As described above, the metal foil is electrolytic copper foil or rolled copper foil, and the copper-clad laminate of the present invention can be obtained by laminating layer A and the metal foil in a facing state. The lamination method is not particularly limited, and is preferably carried out by continuous processing using a hot roll laminating device having one or more pairs of metal rolls or a double belt press (DBP). Lamination using a hot press device is also preferably carried out.

金属層との張り合わせは、装置構成が単純であり保守コストの面で有利であるという点から、一対以上の金属ロールを有する熱ロールラミネート装置を用いることが好ましい。ここでいう「一対以上の金属ロールを有する熱ロールラミネート装置」とは、材料を加熱加圧するための金属ロールを有している装置であればよく、その具体的な装置構成は特に限定されるものではない。 For lamination with a metal layer, it is preferable to use a hot roll laminating device having one or more pairs of metal rolls, because the device configuration is simple and has advantages in terms of maintenance costs. The "hot roll laminating device having one or more pairs of metal rolls" referred to here is any device that has metal rolls for heating and pressurizing the material, and the specific device configuration is not particularly limited.

上記熱ロールラミネートを実施する手段の具体的な構成は特に限定されるものではないが、得られる銅張積層板の外観を良好なものとするために、加圧面と金属箔との間に保護材料を配置することが好ましい。保護材料としては、熱ラミネート工程の加熱温度に耐えうるものであれば特に限定されず、非熱可塑性ポリイミドフィルム等の耐熱性プラスチック、銅箔、アルミニウム箔、SUS箔等の金属箔等を好適に用いることができる。中でも、耐熱性、再利用性等のバランスが優れる点から、非熱可塑性ポリイミドフィルムがより好ましく用いられる。また、厚みが薄いとラミネート時の緩衝並びに保護の役目を十分に果たさなくなるため、非熱可塑性ポリイミドフィルムの厚みは75μm以上であることが好ましい。 The specific configuration of the means for carrying out the above-mentioned hot roll lamination is not particularly limited, but in order to improve the appearance of the obtained copper-clad laminate, it is preferable to place a protective material between the pressure surface and the metal foil. The protective material is not particularly limited as long as it can withstand the heating temperature of the hot lamination process, and heat-resistant plastics such as non-thermoplastic polyimide films, and metal foils such as copper foil, aluminum foil, and SUS foil can be suitably used. Among them, non-thermoplastic polyimide films are more preferably used because they have an excellent balance of heat resistance, reusability, and the like. In addition, if the thickness is too thin, it will not be able to fully perform the role of cushioning and protection during lamination, so the thickness of the non-thermoplastic polyimide film is preferably 75 μm or more.

また、この保護材料は必ずしも1層である必要はなく、異なる特性を有する2層以上の多層構造でも良い。 In addition, this protective material does not necessarily have to be a single layer, but may be a multi-layer structure of two or more layers with different properties.

上記熱ラミネート手段における、層X/層Aなる構成体または層A/層X/層Aなる構成体および金属箔(以下、被積層材料ということもある)の加熱方式は特に限定されるものではなく、例えば、熱循環方式、熱風加熱方式、誘導加熱方式等、所定の温度で加熱し得る従来公知の方式を採用した加熱手段を用いることができる。同様に、上記熱ラミネート手段における被積層材料の加圧方式も特に限定されるものではなく、例えば、油圧方式、空気圧方式、ギャップ間圧力方式等、所定の圧力を加えることができる従来公知の方式を採用した加圧手段を用いることができる。 In the above thermal lamination means, the heating method for the layer X/layer A structure or the layer A/layer X/layer A structure and the metal foil (hereinafter sometimes referred to as the laminated material) is not particularly limited, and for example, a heating means employing a conventionally known method capable of heating at a predetermined temperature, such as a heat circulation method, a hot air heating method, or an induction heating method, can be used. Similarly, the pressurization method for the laminated material in the above thermal lamination means is not particularly limited, and for example, a pressurization means employing a conventionally known method capable of applying a predetermined pressure, such as a hydraulic method, an air pressure method, or a gap pressure method, can be used.

上記熱ラミネート工程における加熱温度、すなわちラミネート温度は、層Aに用いる熱可塑性ポリイミド樹脂のガラス転移温度(Tg)+50℃以上の温度であることが好ましく、同Tg+100℃以上がより好ましい。Tg+50℃以上の温度であれば、層Aと金属箔とを良好に熱ラミネートすることができる。またTg+100℃以上であれば、ラミネート速度を上昇させてその生産性をより向上させることができる。 The heating temperature in the above thermal lamination process, i.e., the lamination temperature, is preferably a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic polyimide resin used in layer A + 50°C, and more preferably equal to or higher than Tg + 100°C. A temperature of Tg + 50°C or higher allows for good thermal lamination of layer A and the metal foil. Furthermore, a temperature of Tg + 100°C or higher allows for increased lamination speed, further improving productivity.

上記熱ラミネート工程におけるラミネート速度は、0.5m/分以上であることが好ましく、1.0m/分以上であることがより好ましい。0.5m/分以上であれば十分な熱ラミネートが可能になり、1.0m/分以上であれば生産性をより一層向上することができる。 The lamination speed in the above thermal lamination process is preferably 0.5 m/min or more, and more preferably 1.0 m/min or more. A speed of 0.5 m/min or more allows for sufficient thermal lamination, and a speed of 1.0 m/min or more can further improve productivity.

上記熱ラミネート工程における圧力、すなわちラミネート圧力は、高ければ高いほどラミネート温度を低く、かつラミネート速度を速くすることができる利点があるが、一般にラミネート圧力が高すぎると得られる積層板の寸法変化が悪化する傾向がある。また、逆にラミネート圧力が低すぎると得られる積層板の金属箔の接着強度が低くなる。そのためラミネート圧力は、49~490N/cm(5~50kgf/cm)の範囲内であることが好ましく、98~294N/cm(10~30kgf/cm)の範囲内であることがより好ましい。この範囲内であれば、ラミネート温度、ラミネート速度およびラミネート圧力の三条件を良好なものにすることができ、生産性をより一層向上することができる。 The higher the pressure in the above thermal lamination process, i.e., the lamination pressure, the lower the lamination temperature and the faster the lamination speed can be. However, generally, if the lamination pressure is too high, the dimensional change of the resulting laminate tends to worsen. Conversely, if the lamination pressure is too low, the adhesive strength of the metal foil in the resulting laminate decreases. For this reason, the lamination pressure is preferably within the range of 49 to 490 N/cm (5 to 50 kgf/cm), and more preferably within the range of 98 to 294 N/cm (10 to 30 kgf/cm). Within this range, the three conditions of lamination temperature, lamination speed, and lamination pressure can be improved, and productivity can be further improved.

上記ラミネート工程における接着フィルム張力は、0.01~4N/cm、さらには0.02~2.5N/cm、特には0.05~1.5N/cmが好ましい。張力が上記範囲を下回ると、ラミネートの搬送時にたるみや蛇行が生じ、均一に加熱ロールに送り込まれないために外観の良好な銅張積層板を得ることが困難となることがある。逆に、上記範囲を上回ると、接着層のTgと貯蔵弾性率の制御では緩和できないほど張力の影響が強くなり、寸法安定性が劣ることがある。 The tension of the adhesive film in the lamination process is preferably 0.01 to 4 N/cm, more preferably 0.02 to 2.5 N/cm, and particularly preferably 0.05 to 1.5 N/cm. If the tension is below this range, sagging or meandering may occur during transport of the laminate, and it may not be fed uniformly to the heating rolls, making it difficult to obtain a copper-clad laminate with a good appearance. Conversely, if the tension is above this range, the effect of the tension becomes so strong that it cannot be alleviated by controlling the Tg and storage modulus of the adhesive layer, and dimensional stability may be poor.

本発明にかかる銅張積層板を得るためには、連続的に被積層材料を加熱しながら圧着する熱ラミネート装置を用いることが好ましいが、この熱ラミネート装置では、熱ラミネート手段の前段に、被積層材料を繰り出す被積層材料繰出手段を設けてもよいし、熱ラミネート手段の後段に、被積層材料を巻き取る被積層材料巻取手段を設けてもよい。これらの手段を設けることで、上記熱ラミネート装置の生産性をより一層向上させることができる。上記被積層材料繰出手段および被積層材料巻取手段の具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば、接着フィルムや金属箔、あるいは得られる積層板を巻き取ることのできる公知のロール状巻取機等を挙げることができる。 In order to obtain the copper-clad laminate of the present invention, it is preferable to use a thermal lamination device that continuously heats and presses the laminated material. In this thermal lamination device, a laminated material unwinding means for unwinding the laminated material may be provided in the stage before the thermal lamination means, and a laminated material winding means for winding the laminated material may be provided in the stage after the thermal lamination means. By providing these means, the productivity of the thermal lamination device can be further improved. The specific configurations of the laminated material unwinding means and laminated material winding means are not particularly limited, and examples include known roll-shaped winders that can wind up adhesive films, metal foils, or the resulting laminated board.

また、別の積層の方法として、金属箔の表面に前記の層Aの作製方法で記載した、層A分散液を塗布する方法[i)、ii)の場合]、またはiii)の場合は層A樹脂バルクを溶融させた状態で金属箔に塗布する方法も好ましく実施可能である。 As another preferred lamination method, the layer A dispersion liquid described in the method for preparing layer A above is applied to the surface of the metal foil [in the cases of i) and ii)], or in the case of iii), the layer A resin bulk is applied in a molten state to the metal foil.

<プリント配線板>
本発明の銅張積層板を用いたプリント配線板もまた、本発明の一実施形態である。本発明の銅張積層板は層Aと金属箔が強固に密着していることが特徴であり、車載用途等厳しい信頼性を要求される用途に好ましく使用可能である。
<Printed Wiring Board>
A printed wiring board using the copper-clad laminate of the present invention is also one embodiment of the present invention. The copper-clad laminate of the present invention is characterized in that Layer A and the metal foil are firmly attached to each other, and is suitable for use in applications requiring strict reliability, such as in-vehicle applications.

ピール強度はプリント配線板用途で求められる信頼性の観点からはできるだけ高いことが好ましい。具体的には、4N/cm以上が好ましく、より好ましくは6N/cm以上、更に好ましくは9N/cm以上である。本発明ではフュームド金属酸化物および熱可塑性ポリイミド樹脂を含む層Aと、金属箔が強固に密着することが特徴であるが、熱可塑性ポリイミド樹脂100重量部に対するフュームド金属酸化物の重量部数が10部2から60部の場合、フュームド金属酸化物を添加しなかった場合に比べ、20%以上改善することができる。 From the viewpoint of reliability required for printed wiring board applications, it is preferable that the peel strength is as high as possible. Specifically, it is preferably 4 N/cm or more, more preferably 6 N/cm or more, and even more preferably 9 N/cm or more. The present invention is characterized by strong adhesion between layer A containing fumed metal oxide and thermoplastic polyimide resin and metal foil, and when the number of parts by weight of fumed metal oxide per 100 parts by weight of thermoplastic polyimide resin is 102 to 60 parts, it is possible to improve by 20% or more compared to the case where no fumed metal oxide is added.

以下、実施例及び比較例に基づき、本発明の一実施形態について更に具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
<層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の単層フィルムの作製>
合成例で得られたポリアミド酸溶液をアルミ箔に塗工し、当該ポリアミド酸溶液を120℃で360秒、200℃で60秒、350℃で200秒、および450℃で30秒、順次加熱し、イミド化を行った。次いでエッチング液を用いてアルミ箔の溶解および除去を行い、層Aのポリイミド樹脂の単層フィルムを得た。当該単層フィルムを用い、貯蔵弾性率、ガラス転移温度の評価を行った。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
<Preparation of Monolayer Film of Thermoplastic Polyimide Resin for Layer A>
The polyamic acid solution obtained in the synthesis example was applied to an aluminum foil, and the polyamic acid solution was heated at 120° C. for 360 seconds, at 200° C. for 60 seconds, at 350° C. for 200 seconds, and at 450° C. for 30 seconds, successively, to carry out imidization. The aluminum foil was then dissolved and removed using an etching solution, to obtain a monolayer film of polyimide resin of Layer A. The monolayer film was used to evaluate the storage modulus and glass transition temperature.

<層Aの熱可塑性ポリイミド樹脂の貯蔵弾性率およびガラス転移温度の測定>
前記<層Aのポリイミド樹脂の単層フィルムの作製>の項で得られた単層フィルムを試料(サンプル)として、セイコー電子(株)社製のDMS6100を用いて貯蔵弾性率およびガラス転移温度の測定を行った。サンプルサイズは、幅9mmおよび長さ50mmとした。周波数は1、5および10Hzで、昇温速度3℃/minで20℃から400℃までの温度範囲で測定し、300℃の貯蔵弾性率の値を読み取った。ガラス転移温度(以下、「Tg」という)は貯蔵弾性率の変曲点の値によりもとめた。
<Measurement of storage modulus and glass transition temperature of thermoplastic polyimide resin of layer A>
The monolayer film obtained in the above section <Preparation of monolayer film of polyimide resin of layer A> was used as a sample, and the storage modulus and glass transition temperature were measured using a DMS6100 manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd. The sample size was 9 mm in width and 50 mm in length. The measurement was performed at frequencies of 1, 5 and 10 Hz, at a temperature rise rate of 3°C/min in the temperature range from 20°C to 400°C, and the value of the storage modulus at 300°C was read. The glass transition temperature (hereinafter referred to as "Tg") was determined from the value of the inflection point of the storage modulus.

<銅張積層板の作製>
実施例ならびに比較例で得られた樹脂フィルムの両側に12μm電解銅箔(3EC-HTE,三井金属鉱業社製)を、さらに銅箔の両側に保護材料(アピカル125NPI;株式会社カネカ製)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/分の条件で熱ラミネートを行い、本発明にかかる両面銅張積層板を作製した。
<Preparation of copper-clad laminate>
A 12 μm electrolytic copper foil (3EC-HTE, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) was attached to both sides of the resin film obtained in the Examples and Comparative Examples, and a protective material (Apical 125NPI, manufactured by Kaneka Corporation) was attached to both sides of the copper foil. Thermal lamination was performed under the conditions of a polyimide film tension of 0.4 N/cm, a lamination temperature of 380° C., a lamination pressure of 196 N/cm (20 kgf/cm), and a lamination speed of 1.5 m/min to produce a double-sided copper-clad laminate according to the present invention.

<ピール強度>
本発明の一実施形態では、銅張積層板における樹脂フィルムと金属箔との十分な密着性を発現することができる。これにより、回路形成工程で回路が樹脂フィルム基材から剥離する等の信頼性低下の問題を回避することができ、信頼性の高いプリント配線板を得ることができる。以上を鑑み、密着性の評価のため、以下の手順でピール強度の測定を行った。
<Peel strength>
In one embodiment of the present invention, sufficient adhesion between the resin film and the metal foil in the copper-clad laminate can be achieved. This makes it possible to avoid problems of reduced reliability, such as the circuit peeling off from the resin film substrate during the circuit formation process, and to obtain a highly reliable printed wiring board. In view of the above, in order to evaluate the adhesion, the peel strength was measured according to the following procedure.

(ピール強度測定用サンプル作製)
実施例ならびに比較例で得られた樹脂フィルムから作製した両面銅張積層板の片方の面の銅層に対しマスキングテープを用いたエッチング法で1mm幅の銅パターンを作製し、その裏面には全面に銅層がある状態の評価用パターンを作製した。次に示す手順でピール強度を測定した。
(Preparation of samples for measuring peel strength)
A 1 mm wide copper pattern was made on the copper layer on one side of the double-sided copper-clad laminate made from the resin film obtained in the Examples and Comparative Examples by etching using masking tape, and an evaluation pattern was made on the back side of the copper layer covering the entire surface. The peel strength was measured according to the following procedure.

(ピール強度測定)
一つの両面銅張積層板に対し、ピール強度の測定を行った。クロスヘッドスピード50mm/分および剥離角度180°で剥離し、その荷重を測定した。
(Peel strength measurement)
The peel strength of one double-sided copper-clad laminate was measured by peeling at a crosshead speed of 50 mm/min and a peel angle of 180°, and the load was measured.

(合成例1;層Aのポリイミド樹脂前駆体の合成)
容量2000mlのガラス製フラスコにN,N-ジメチルホルムアミド(以下、DMFともいう)を322.3gおよび1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(以下、TPE-Rと称することもある)を33.9g加えた。次いで、フラスコ内の溶液を、窒素雰囲気下で撹拌しながら、フラスコ内に3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、BPDAと称することもある)33.6gを添加し、フラスコ内の溶液を25℃で1時間撹拌した。0.51gのBPDAを9.7gのDMFに溶解させた溶液(以下、BPDA溶液(1)と称することもある)を別途調製した。BPDA溶液(1)を前記反応溶液に、粘度に注意しながら徐々に添加し、フラスコ内の反応溶液の撹拌を行った。反応溶液の粘度が1000poiseに達したところでBPDA溶液(1)の添加および反応溶液の撹拌をやめた。かかる操作により、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸溶液を得た。
(Synthesis Example 1: Synthesis of polyimide resin precursor of layer A)
322.3 g of N,N-dimethylformamide (hereinafter also referred to as DMF) and 33.9 g of 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (hereinafter also referred to as TPE-R) were added to a glass flask with a capacity of 2000 ml. Next, while stirring the solution in the flask under a nitrogen atmosphere, 33.6 g of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (hereinafter also referred to as BPDA) was added to the flask, and the solution in the flask was stirred at 25°C for 1 hour. A solution in which 0.51 g of BPDA was dissolved in 9.7 g of DMF (hereinafter also referred to as BPDA solution (1)) was separately prepared. The BPDA solution (1) was gradually added to the reaction solution while paying attention to the viscosity, and the reaction solution in the flask was stirred. When the viscosity of the reaction solution reached 1000 poise, the addition of the BPDA solution (1) and the stirring of the reaction solution were stopped. By this operation, a polyamic acid solution, which is a polyimide precursor, was obtained.

(調合例1;層A用のフュームド金属酸化物の分散液)
日本アエロジル株式会社製アエロジルE9200を20gとDMF80gとを混合した。得られた混合物を、回転刃式ホモジナイザー(回転刃直径は20mm)にて回転数10,000rpmで5分間攪拌を行いフュームド金属酸化物の分散液を得た。
Formulation Example 1: Dispersion of Fumed Metal Oxide for Layer A
20 g of Aerosil E9200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was mixed with 80 g of DMF. The resulting mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm using a rotary blade homogenizer (rotary blade diameter: 20 mm) to obtain a dispersion of fumed metal oxide.

(調合例2;層A用のフュームド金属酸化物の分散液)
日本アエロジル株式会社製アエロジルR9200を20gとDMF80gとを混合した。得られた混合物を、回転刃式ホモジナイザー(回転刃直径は20mm)にて回転数10,000rpmで5分間攪拌を行いフュームド金属酸化物の分散液を得た。
Formulation Example 2: Dispersion of Fumed Metal Oxide for Layer A
20 g of Aerosil R9200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was mixed with 80 g of DMF. The resulting mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a rotary blade homogenizer (rotary blade diameter: 20 mm) to obtain a dispersion of fumed metal oxide.

(調合例3;層A用のフュームド金属酸化物の分散液)
日本アエロジル株式会社製アエロジルNX130を20gとDMF80gとを混合した。得られた混合物を、回転刃式ホモジナイザー(回転刃直径は20mm)にて回転数10,000rpmで5分間攪拌を行いフュームド金属酸化物の分散液を得た。
Formulation Example 3: Dispersion of Fumed Metal Oxide for Layer A
20 g of Aerosil NX130 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was mixed with 80 g of DMF. The resulting mixture was stirred for 5 minutes at 10,000 rpm with a rotary blade homogenizer (rotary blade diameter: 20 mm) to obtain a dispersion of fumed metal oxide.

(実施例1)
合成例1のポリアミド酸溶液40.0gと調合例1の分散液3.4gとを混合し、得られた混合物に更にDMF40gおよびルチジン2.0gを混合し、層A分散液を得た。当該層A分散液を非熱可塑性ポリイミドフィルム(アピカルFP、厚み17ミクロン、株式会社カネカ製)の片面に最終の片面の層Aの厚みが4ミクロンとなるように塗布し、120℃×2分の条件で層A分散液の乾燥を行い、次いで残る面にも同様の手順で前記層A分散液を塗布および乾燥した。続いて、層A分散液が塗布された非熱可塑性ポリイミドフィルムを450℃で12秒間加熱して層Aのポリアミド酸をイミド化させ、層A(熱可塑性ポリイミド樹脂とフュームド金属酸化物とを含む)/層X(非熱可塑性ポリイミドフィルム)/層Aがこの順で積層してなる構成の樹脂フィルムを得た。尚、非熱可塑性ポリイミドフィルム(アピカルFP)は層Xに相当する。すなわち、実施例1において、層Xはポリイミド樹脂からなり、具体的に非熱可塑性ポリイミドフィルムのみから構成されている。また、当該アピカルFPの線膨張係数は12ppm/℃であった。
Example 1
40.0g of the polyamic acid solution of Synthesis Example 1 and 3.4g of the dispersion of Preparation Example 1 were mixed, and 40g of DMF and 2.0g of lutidine were further mixed into the resulting mixture to obtain a layer A dispersion. The layer A dispersion was applied to one side of a non-thermoplastic polyimide film (Apical FP, thickness 17 microns, manufactured by Kaneka Corporation) so that the thickness of the final layer A on one side was 4 microns, and the layer A dispersion was dried under conditions of 120°C x 2 minutes, and then the layer A dispersion was applied and dried on the remaining side in the same manner. Subsequently, the non-thermoplastic polyimide film to which the layer A dispersion was applied was heated at 450°C for 12 seconds to imidize the polyamic acid of layer A, and a resin film having a configuration in which layer A (containing thermoplastic polyimide resin and fumed metal oxide)/layer X (non-thermoplastic polyimide film)/layer A were laminated in this order was obtained. The non-thermoplastic polyimide film (Apical FP) corresponds to layer X. That is, in Example 1, the layer X is made of a polyimide resin, specifically, made of only a non-thermoplastic polyimide film. The linear expansion coefficient of the Apical FP was 12 ppm/°C.

前記樹脂フィルムを、前記<銅張積層板の作製>で記載した条件で銅箔を熱ラミネートし、両面銅張積層板を作製し、ピール強度を評価した。組成および結果を表1に示す。 The resin film was thermally laminated to copper foil under the conditions described above in <Preparation of copper-clad laminate> to prepare a double-sided copper-clad laminate, and the peel strength was evaluated. The composition and results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1で用いた調合例1の分散液の添加量を8.5gに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。
Example 2
A copper-clad laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of the dispersion liquid of Preparation Example 1 used in Example 1 was changed to 8.5 g, and the same evaluation was performed. The composition and results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例1で用いた調合例1の分散液の添加量を17gに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。
Example 3
A copper-clad laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of the dispersion liquid of Preparation Example 1 used in Example 1 was changed to 17 g, and the same evaluation was performed. The composition and results are shown in Table 1.

(実施例4)
実施例1で用いた調合例1の分散液の添加量を20.4gに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。
Example 4
A copper-clad laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of the dispersion liquid of Preparation Example 1 used in Example 1 was changed to 20.4 g, and the same evaluation was performed. The composition and results are shown in Table 1.

(実施例5)
実施例3で用いた調合例1の分散液を調合例2の分散液に変更した以外は実施例3と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。
Example 5
A copper-clad laminate was obtained and evaluated in the same manner as in Example 3, except that the dispersion of Preparation Example 1 used in Example 3 was changed to the dispersion of Preparation Example 2. The composition and results are shown in Table 1.

(実施例6)
実施例3で用いた調合例1の分散液を調合例3の分散液に変更した以外は実施例3と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。
Example 6
A copper-clad laminate was obtained and evaluated in the same manner as in Example 3, except that the dispersion of Preparation Example 1 used in Example 3 was changed to the dispersion of Preparation Example 3. The composition and results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1で用いた調合例1の分散液を用いなかった以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the dispersion liquid of Preparation Example 1 used in Example 1 was not used, to obtain a copper-clad laminate, which was then similarly evaluated. The composition and results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例1で用いた調合例1の分散液の添加量を1.7gに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。フュームド金属酸化物を添加したが十分なピール強度改善の効果は観られなかった。
(Comparative Example 2)
A copper-clad laminate was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of the dispersion of Preparation Example 1 used in Example 1 was changed to 1.7 g. The composition and results are shown in Table 1. Although fumed metal oxide was added, a sufficient effect of improving the peel strength was not observed.

(比較例3)
実施例1で用いた調合例1の分散液の添加量を23.8gに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。フュームド金属酸化物を添加した効果は観られず、逆に無添加系(比較例1)よりも低いピール強度を示した。
(Comparative Example 3)
A copper-clad laminate was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of the dispersion of Preparation Example 1 used in Example 1 was changed to 23.8 g. The composition and results are shown in Table 1. No effect of adding the fumed metal oxide was observed, and instead the peel strength was lower than that of the additive-free system (Comparative Example 1).

(比較例4)
実施例1で用いた調合例1の分散液の添加量を34.0gに変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、銅張積層板を得、同様の評価を行った。組成および結果を表1に示す。フュームド金属酸化物を添加した効果は観られず、逆に無添加系(比較例1)よりも低いピール強度を示した。
(Comparative Example 4)
A copper-clad laminate was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of the dispersion of Preparation Example 1 used in Example 1 was changed to 34.0 g. The composition and results are shown in Table 1. No effect of adding the fumed metal oxide was observed, and instead the peel strength was lower than that of the additive-free system (Comparative Example 1).

Claims (5)

耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されており、前記層Aは、フュームド金属酸化物および熱可塑性ポリイミド樹脂を含み、熱可塑性ポリイミド樹脂100重量部に対するフュームド金属酸化物の重量部数が10重量部から60重量部であり、前記金属箔が電解銅箔または圧延銅箔であり、前記耐熱性絶縁基材層Xは、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム、液晶ポリエステルフィルム、ガラスエポキシ基材、ガラス基材から選択されることを特徴とする銅張積層板。 A copper-clad laminate laminated in the order of heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil, wherein layer A contains fumed metal oxide and thermoplastic polyimide resin, the weight ratio of the fumed metal oxide to 100 parts by weight of thermoplastic polyimide resin is 10 to 60 parts by weight, the metal foil is electrolytic copper foil or rolled copper foil, and the heat-resistant insulating substrate layer X is selected from a non-thermoplastic polyimide resin film, a liquid crystal polyester film, a glass epoxy substrate, and a glass substrate. 前記層Aをさらにもう1層有し、層A/耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の銅張積層板。 The copper-clad laminate according to claim 1, characterized in that it further comprises one more layer A, and is laminated in the following order: layer A/heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil. 金属箔をさらにもう1層有し、金属箔/層A/耐熱性絶縁基材層X/層A/金属箔の順に積層されていることを特徴とする請求項2に記載の銅張積層板。 The copper-clad laminate according to claim 2, characterized in that it further has one more layer of metal foil and is laminated in the following order: metal foil/layer A/heat-resistant insulating substrate layer X/layer A/metal foil. 前記耐熱性絶縁基材層Xが、非熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムである請求項1~3のいずれかに記載の銅張積層板。 The copper-clad laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat-resistant insulating substrate layer X is a non-thermoplastic polyimide resin film. 請求項1~3のいずれかに記載の銅張積層板を用いたプリント配線板。 A printed wiring board using the copper-clad laminate according to any one of claims 1 to 3.
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