JP2025138045A - Resin films, metal-clad laminates, circuit boards, electronic devices and electronic equipment - Google Patents
Resin films, metal-clad laminates, circuit boards, electronic devices and electronic equipmentInfo
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Abstract
【課題】透明性、耐熱性、寸法安定性に優れる単層のポリイミド層からなる樹脂フィルムを提供すると共に、単層であっても金属層に直接積層する絶縁樹脂層に用いることが可能であり、しかも絶縁樹脂層と金属層との接着性に優れた金属張積層体を提供する。
【解決手段】単層のポリイミド樹脂フィルムであって、下記条件a~c;a)厚みが5μm以上100μm以下の範囲内;b)全光線透過率が80%以上;c)厚み25μmでの黄色度YIが30以下;を満たし、前記ポリイミド層を構成するポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物残基及びジアミン残基を含有しており、全ジアミン残基に対し、下記の一般式(1);
で表される第一芳香族ジアミンからなる残基を60モル%以上99モル%以下、及び1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン等の第二芳香族ジアミンからなるジアミン残基を1モル%以上40モル%以下含有する単層ポリイミド樹脂フィルム。
【選択図】なし[Problem] To provide a resin film consisting of a single polyimide layer that has excellent transparency, heat resistance, and dimensional stability, and to provide a metal clad laminate that can be used as an insulating resin layer that is directly laminated to a metal layer, even though it is a single layer, and that has excellent adhesion between the insulating resin layer and the metal layer.
[Solution] A single-layer polyimide resin film satisfies the following conditions a to c: a) a thickness within the range of 5 μm or more and 100 μm or less; b) a total light transmittance of 80% or more; and c) a yellowness index YI at a thickness of 25 μm of 30 or less, wherein the polyimide constituting the polyimide layer contains an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue and a diamine residue, and the polyimide contains a polyimide represented by the following general formula (1) with respect to all the diamine residues:
and 1 mol % to 40 mol % of diamine residues consisting of a secondary aromatic diamine such as 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene.
[Selection diagram] None
Description
本発明は、耐熱性、接着性、柔軟性に優れ、かつ高透明性の樹脂フィルム(絶縁樹脂層)及びこれを積層してなる金属張積層板、並びに、それらを利用する回路基板、電子デバイス及び電子機器に関する。 The present invention relates to a highly transparent resin film (insulating resin layer) that has excellent heat resistance, adhesiveness, and flexibility, a metal-clad laminate obtained by laminating the same, and circuit boards, electronic devices, and electronic equipment that utilize them.
ポリイミドは、テトラカルボン酸無水物とジアミンを原料とし、これらの縮合反応により合成されるポリアミド酸を閉環反応して得られる耐熱性の樹脂で、分子鎖の剛直性、共鳴安定化、強い化学結合により熱分解に優れた抵抗を有し、酸化又は加水分解のような化学変化に対して高い耐久性を持ち、柔軟性、機械的特性及び電気的特性に優れている。一般的に電子機器に使用されるフレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuit Board;FPC)の絶縁樹脂層には、ポリイミドが広く用いられている。 Polyimide is a heat-resistant resin obtained by ring-closing polyamic acid, which is synthesized by a condensation reaction of tetracarboxylic acid anhydrides and diamines. Its molecular chain rigidity, resonance stabilization, and strong chemical bonds give it excellent resistance to thermal decomposition, high durability against chemical changes such as oxidation and hydrolysis, and excellent flexibility, mechanical properties, and electrical properties. Polyimide is widely used in the insulating resin layers of flexible printed circuit boards (FPCs), which are commonly used in electronic devices.
一般に、FPCに用いられる市販の銅張積層板(Copper Clad Laminate;CCL)におけるポリイミド絶縁樹脂層は、黄褐色を示し、これを透明性が要求されるFPCに適用することは困難であった。透明性に優れたCCLは、配線基板に半導体素子を実装する際、絶縁樹脂層側からの視認性に優れることから、FPCに光硬化性樹脂を介して半導体素子を接合する場合において、絶縁樹脂層側からの光照射に有利であり、透明FPC用途への使用が期待できる。 Generally, the polyimide insulating resin layer in commercially available copper clad laminate (CCL) used in FPCs is yellowish-brown, making it difficult to apply to FPCs that require transparency. However, CCL's excellent transparency allows for excellent visibility from the insulating resin layer side when mounting semiconductor elements on a wiring board. Therefore, when bonding semiconductor elements to FPCs via a photocurable resin, CCL is advantageous for light irradiation from the insulating resin layer side, making it promising for use in transparent FPCs.
そのため、ポリイミドを無色透明性化する目的で、ジアミン成分として脂環族ジアミンや脂環族酸無水物を用いることにより分子内及び分子間での電荷移動錯体の形成を抑制することが検討されている。例えば、特許文献1では、脂環族ジアミンと芳香族酸二無水物とから形成される無色透明性の半脂環族ポリイミドが提案され、また特許文献2では、脂環族ジアミンと脂環族酸無水物とからなる無色透明の全脂環族ポリイミドが提案されている。しかし、得られるポリイミドのガラス転移温度はいずれも約280℃以下であり、耐熱性が不十分であり、FPCの絶縁層として主要構成部分に適用することは困難である。 Therefore, in order to make polyimides colorless and transparent, studies have been conducted to suppress the formation of intramolecular and intermolecular charge-transfer complexes by using alicyclic diamines or alicyclic acid anhydrides as diamine components. For example, Patent Document 1 proposes a colorless and transparent semi-alicyclic polyimide formed from an alicyclic diamine and an aromatic acid dianhydride, while Patent Document 2 proposes a colorless and transparent fully alicyclic polyimide composed of an alicyclic diamine and an alicyclic acid anhydride. However, the glass transition temperatures of the resulting polyimides are all approximately 280°C or below, and their heat resistance is insufficient, making them difficult to use as a major component such as an insulating layer in an FPC.
特許文献3や特許文献4には、フッ素化ポリイミドを絶縁樹脂層とした金属とポリイミドとの積層体が提案されている。しかし、透明性が優れる反面、絶縁層の熱膨張係数と他の特性との制御が不十分であり、平滑な金属層との接着力が低く、FPC用途に適した配線基板用積層体としての特性を十分満足するものではなかった。 Patent Documents 3 and 4 propose a laminate of metal and polyimide using a fluorinated polyimide as an insulating resin layer. However, while the resulting laminate has excellent transparency, it lacks sufficient control of the thermal expansion coefficient and other properties of the insulating layer, and has low adhesive strength with the smooth metal layer, meaning it does not fully satisfy the properties required for a wiring board laminate suitable for FPC applications.
そのため、本出願人は、特許文献5において、非熱可塑性ポリイミド層と、熱可塑性ポリイミド層とを有する複数層のポリイミド層とすることで、耐熱性、接着性、柔軟性に優れ、かつ高透明性の樹脂フィルムを提案した。しかし、キャスト法による逐次塗工によって複数層のポリイミド層を形成することから、製造時間(塗工時間)が長く、歩留まり悪化の懸念がある。さらに、特許文献6では、透明ポリイミドで構成される単層のポリイミド層を積層した金属張積層板を提案した。しかし、ポリイミドフィルムにスパッタリングによって金属層を形成するものであり、金属層との接着性に懸念がある。 For this reason, in Patent Document 5, the applicant proposed a resin film with excellent heat resistance, adhesiveness, flexibility, and high transparency, which was achieved by using multiple polyimide layers, including a non-thermoplastic polyimide layer and a thermoplastic polyimide layer. However, because multiple polyimide layers are formed by sequential coating using a casting method, the manufacturing time (coating time) is long, raising concerns about reduced yield. Furthermore, in Patent Document 6, a metal-clad laminate was proposed in which a single polyimide layer made of transparent polyimide was laminated. However, because the metal layer is formed on the polyimide film by sputtering, there are concerns about adhesion to the metal layer.
本発明の目的は、上記のような問題を解決するために、透明性、耐熱性、寸法安定性に優れる単層のポリイミド層からなる樹脂フィルムを提供すると共に、単層であっても金属層に直接積層する絶縁樹脂層に用いることが可能であり、しかも絶縁樹脂層と金属層との接着性に優れた金属張積層体を提供することである。 In order to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a resin film consisting of a single polyimide layer that has excellent transparency, heat resistance, and dimensional stability, and to provide a metal clad laminate that can be used as an insulating resin layer that is directly laminated to a metal layer, even though it is a single layer, and that has excellent adhesion between the insulating resin layer and the metal layer.
本発明者等は上記課題を解決するために検討を重ねた結果、配線基板用積層体又はFPCの絶縁樹脂層に特定のポリイミドを用いると共に、ポリイミド層の厚みと特定の物性を制御することによって上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 After extensive research into resolving the above-mentioned issues, the inventors discovered that the above-mentioned issues could be resolved by using a specific polyimide in the insulating resin layer of a wiring board laminate or FPC, and by controlling the thickness and specific physical properties of the polyimide layer, leading to the completion of the present invention.
すなわち、本発明は、単層のポリイミド層からなる樹脂フィルムであって、
下記の条件a~c;
a)厚みが5μm以上100μm以下の範囲内であること;
b)全光線透過率が80%以上であること;
c)厚みが25μmでの黄色度YIが30以下であること;
を満たし、
前記ポリイミド層を構成するポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分から誘導される芳香族テトラカルボン酸二無水物残基及びジアミン成分から誘導されるジアミン残基を含有しており、
全ジアミン残基に対し、下記の一般式(1);
で表される第一の芳香族ジアミンから誘導されるジアミン残基を60モル%以上99モル%以下の範囲内、及び下記の一般式(2);
で表される第二の芳香族ジアミンから誘導されるジアミン残基を1モル%以上40モル%以下の範囲内で含有することを特徴とする樹脂フィルムである。
That is, the present invention provides a resin film comprising a single polyimide layer,
The following conditions a to c:
a) the thickness is in the range of 5 μm or more and 100 μm or less;
b) total light transmittance is 80% or more;
c) Yellowness index YI at a thickness of 25 μm is 30 or less;
Fulfilling
the polyimide constituting the polyimide layer contains an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride component and a diamine residue derived from a diamine component;
With respect to all diamine residues, the following general formula (1):
and a diamine residue derived from a first aromatic diamine represented by the following general formula (2):
The resin film is characterized by containing 1 mol % or more and 40 mol % or less of a diamine residue derived from a second aromatic diamine represented by the following formula:
本発明の樹脂フィルムは、ポリイミドが、全芳香族テトラカルボン酸二無水物残基に対し、下記式(3);
下記の一般式(4);
で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導される酸二無水物残基を10モル%以上50モル%以下の範囲内で含有することを特徴とする。
In the resin film of the present invention, the polyimide is a wholly aromatic tetracarboxylic acid dianhydride residue represented by the following formula (3):
The present invention is characterized in that the aromatic tetracarboxylic acid dianhydride of the present invention contains 10 mol % or more and 50 mol % or less of an acid dianhydride residue derived from an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula:
本発明の樹脂フィルムは、前記条件a~cに加え、更に、下記の条件d;
d)熱膨張係数が10ppm/K以上40ppm/K以下の範囲内であること;
を満たすことを特徴とする。
本発明の樹脂フィルムは、前記条件a~cに加え、更に、下記の条件e;
e)HAZEが5%以下であること;
を満たすことを特徴とする。
The resin film of the present invention further satisfies the following condition d in addition to the above conditions a to c:
d) a thermal expansion coefficient in the range of 10 ppm/K or more and 40 ppm/K or less;
The present invention is characterized in that:
The resin film of the present invention further satisfies the following condition e in addition to the above conditions a to c:
e) HAZE is 5% or less;
The present invention is characterized in that:
本発明は、絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の片面もしくは両面に積層されている金属層と、を備えている金属張積層板であって、前記絶縁樹脂層が、上記樹脂フィルムからなることを特徴とする金属張積層板、さらには回路基板、電子デバイス、又は電子機器である。 The present invention relates to a metal-clad laminate comprising an insulating resin layer and a metal layer laminated on one or both sides of the insulating resin layer, wherein the insulating resin layer is made of the resin film described above, and also to a circuit board, electronic device, or electronic equipment.
本発明の樹脂フィルムは、優れた寸法安定性、接着性、高透明性を有するため、特にFPC等の電子部品の絶縁材料として、特に無色透明性が要求される透明FPCに好適に用いられる。また、単層であることから、複数層のポリイミド樹脂フィルムに比べて、製造時間を大幅に短縮でき、歩留まりも向上し、さらに省エネルギーや二酸化炭素排出削減(カーボンニュートラル)の観点からも望ましい。
本発明の樹脂フィルム及び金属張積層体は、液晶表示装置、有機EL表示装置、タッチパネル、カラーフィルター、電子ペーパー等の表示装置及びこれらの構成部品にも適用可能である。
The resin film of the present invention has excellent dimensional stability, adhesiveness, and high transparency, and is therefore particularly suitable for use as an insulating material for electronic components such as FPCs, particularly for transparent FPCs that require colorless transparency. Furthermore, since it is a single layer, it can significantly reduce production time and improve yield compared to multi-layer polyimide resin films, and is also desirable from the standpoints of energy conservation and carbon dioxide emission reduction (carbon neutrality).
The resin film and metal clad laminate of the present invention can also be applied to display devices such as liquid crystal display devices, organic EL display devices, touch panels, color filters, and electronic paper, as well as their component parts.
以下、本発明の樹脂フィルムについて、説明する。
本発明の樹脂フィルムは、透明性の観点から、厚みが5μm以上100μm以下の範囲内にあり、可視領域の全光線透過率が80%以上であり、厚みが25μmでの黄色度YIが30以下であることを満たす必要がある。
本発明の樹脂フィルムは、単層のポリイミド層にすることによって、透明性のみならず、耐熱性、寸法安定性などの各物性に優れた樹脂フィルムを提供できる。
The resin film of the present invention will be described below.
From the viewpoint of transparency, the resin film of the present invention must have a thickness in the range of 5 μm or more and 100 μm or less, a total light transmittance in the visible region of 80% or more, and a yellowness index YI at a thickness of 25 μm of 30 or less.
The resin film of the present invention is a single polyimide layer, which makes it possible to provide a resin film that is excellent not only in transparency but also in physical properties such as heat resistance and dimensional stability.
本発明の樹脂フィルムは、加熱しても軟化しない非熱可塑性ポリイミドであり、寸法安定性に優れ、熱膨張係数(CTE)が好ましくは1ppm/K以上50ppm/K以下の範囲である。より好ましくは10ppm/K以上40ppm/K以下である。
本発明の樹脂フィルムは、透明性の観点から、可視領域の全光線透過率が80%以上である。例えば、樹脂フィルムの厚さが25μmにおいて、それを満足することが好ましい。より好ましくは、全光線透過率が85%以上である。このような範囲に制御することで、樹脂フィルムにおける光の反射、散乱による白濁が抑制され、優れた透明性を有するものとなる。また、絶縁樹脂層を介して金属層の位置を認識・視認できるものとなる。
本発明の樹脂フィルムは、HAZE(濁度)が好ましくは5%以下、より好ましくは2%以下であることがよい。HAZEが5%を超えると、例えば視認性や光透過性が低下しやすくなる。
本発明の樹脂フィルムは、YI(黄色度)が、厚みが25μmであるとき30以下である。より好ましくは20以下である。このような範囲に制御することで、樹脂フィルムをほぼ無色に近づけることができる。
The resin film of the present invention is a non-thermoplastic polyimide that does not soften even when heated, has excellent dimensional stability, and has a coefficient of thermal expansion (CTE) of preferably 1 ppm/K or more and 50 ppm/K or less, more preferably 10 ppm/K or more and 40 ppm/K or less.
From the viewpoint of transparency, the resin film of the present invention has a total light transmittance in the visible region of 80% or more. For example, it is preferable that this is satisfied when the resin film has a thickness of 25 μm. More preferably, the total light transmittance is 85% or more. By controlling the total light transmittance within this range, cloudiness due to light reflection and scattering in the resin film is suppressed, resulting in excellent transparency. In addition, the position of the metal layer can be recognized and viewed through the insulating resin layer.
The resin film of the present invention preferably has a haze (turbidity) of 5% or less, more preferably 2% or less. If the haze exceeds 5%, for example, visibility and light transmittance tend to decrease.
The resin film of the present invention has a YI (yellowness index) of 30 or less when the thickness is 25 μm, and more preferably 20 or less. By controlling the YI within such a range, the resin film can be made almost colorless.
本発明の樹脂フィルムは、単層のポリイミド層からなり、該ポリイミド層を構成するポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分から誘導される芳香族テトラカルボン酸二無水物残基及びジアミン成分から誘導されるジアミン残基を含有する。 The resin film of the present invention consists of a single polyimide layer, and the polyimide constituting the polyimide layer contains aromatic tetracarboxylic dianhydride residues derived from the aromatic tetracarboxylic dianhydride component and diamine residues derived from the diamine component.
ポリイミドは、ジアミン成分として、一般式(1)で表される第一の芳香族ジアミンから誘導される芳香族ジアミン残基(以下、第一芳香族ジアミン残基ともいう。)、及び一般式(2)で表される第二の芳香族ジアミンから誘導される芳香族ジアミン残基(以下、第二芳香族ジアミン残基ともいう、)を含有する。 The polyimide contains, as diamine components, an aromatic diamine residue (hereinafter also referred to as the first aromatic diamine residue) derived from a first aromatic diamine represented by general formula (1) and an aromatic diamine residue (hereinafter also referred to as the second aromatic diamine residue) derived from a second aromatic diamine represented by general formula (2).
第一芳香族ジアミン残基は、下記の一般式(1);
で表される芳香族ジアミンから誘導されるジアミン残基である。
置換基Xは、好ましくはトリフルオロメチル基であり、m、nは好ましくは1又は2である。
第一芳香族ジアミン残基を、全ジアミン残基に対し、60モル%以上99モル%以下の範囲内で含有する。好ましくは95モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。
The primary aromatic diamine residue is represented by the following general formula (1):
It is a diamine residue derived from an aromatic diamine represented by the formula:
The substituent X is preferably a trifluoromethyl group, and m and n are preferably 1 or 2.
The content of primary aromatic diamine residues is in the range of 60 mol % to 99 mol %, preferably 95 mol % or less, more preferably 90 mol % or less, based on the total diamine residues.
第一芳香族ジアミン残基を所定量含有することにより、樹脂フィルムを無色透明にでき、熱膨張係数(CTE)の増加を抑制し、寸法安定性を高めることができる。
第一芳香族ジアミンとしては、例えば、下記構造式のジアミンが好ましく挙げられる。
Preferred examples of the primary aromatic diamine include diamines represented by the following structural formula:
第二芳香族ジアミン残基は、下記の一般式(2);
で表される第二の芳香族ジアミンから誘導されるジアミン残基である。
第二芳香族ジアミン残基を、全ジアミン残基に対し、1モル%以上40モル%以下の範囲内で含有する。好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上である。
The secondary aromatic diamine residue is represented by the following general formula (2):
is a diamine residue derived from a second aromatic diamine represented by the formula:
The secondary aromatic diamine residue is contained in an amount of 1 mol % to 40 mol % of the total diamine residues, preferably 5 mol % or more, and more preferably 10 mol % or more.
第二芳香族ジアミンは、一般式(2)で表され、主骨格に連結基Yとしてヘテロ原子(-О-、-S-)を有することで分子鎖が自由に回転することができ柔軟性に富む。柔軟性の高い分子鎖を有することから、分子鎖同士が非平面構造になりやすく、電子雲が重ならないため芳香族テトラカルボン酸残基と芳香族ジアミン残基との間の電荷移動(CT)が起こりにくくなり、ポリイミドを無色透明に近づけることができる。柔軟性の高い分子鎖を有するポリイミドは分子鎖同士の絡み合いの観点から、金属層などの支持体と高い接着性を生じる。一般式(2)において、主骨格に連結基Yや連結基X(x1~3)を有する分子鎖、さらに式(x3)構造の場合には連結基Zを有する分子鎖は、金属や金属の表面処理剤等と化学結合等の相互作用が高く接着しやすい。以上のような理由から、ポリイミドの透明化と寸法安定性の向上に優れる一般式(1)で表される第一芳香族ジアミンに対して、ポリイミドの透明化と金属層などの支持体との接着性に優れる一般式(2)で表される第二芳香族ジアミンを所定量配合することによって、透明性、高寸法安定性、接着性に優れるポリイミドフィルムを得ることができる。
第二芳香族ジアミンとしては、例えば、下記構造式のジアミンが好ましく挙げられる。
Preferred examples of the secondary aromatic diamine include diamines represented by the following structural formula:
本発明の樹脂フィルムは、本発明の目的を阻害しない限り、他のジアミンから誘導されるジアミン残基を含有してもよい。ただし、他のジアミン残基を含む場合は、全ジアミン残基に対し、好ましくは30モル%未満、より好ましくは10モル%未満である。 The resin film of the present invention may contain diamine residues derived from other diamines, as long as the purpose of the present invention is not impaired. However, if other diamine residues are contained, the amount of such residues is preferably less than 30 mol %, more preferably less than 10 mol %, of the total diamine residues.
他のジアミンとしては、ポリイミド、特に透明ポリイミドのジアミン成分として公知のものを全て使用できる。具体的には、以下のものを例示できるが、この限りでない。
ポリイミドは、酸二無水物成分として、式(3)で表されるピロメリット酸無水物から誘導される酸二無水物残基、及び一般式(4)で表される芳香族テトラカルボン酸無水物から誘導される酸二無水物残基を所定量含有することが望ましい。 The polyimide preferably contains, as its acid dianhydride components, predetermined amounts of acid dianhydride residues derived from pyromellitic anhydride represented by formula (3) and acid dianhydride residues derived from aromatic tetracarboxylic acid anhydride represented by general formula (4).
ピロメリット酸残基は、式(3);
ピロメリット酸残基を、全酸二無水物残基に対し、好ましくは50モル%以上95モル%以下の範囲内で含有するとよい。下限が、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上であり、上限が、より好ましくは90モル%以下である。
The pyromellitic acid residue is represented by formula (3);
The content of pyromellitic acid residues is preferably in the range of 50 mol % to 95 mol % based on the total acid dianhydride residues, with the lower limit being more preferably 70 mol % or more, and even more preferably 80 mol % or more, and the upper limit being more preferably 90 mol % or less.
ピロメリット酸残基を所定量含有することにより、単層ポリイミドの耐熱性(Tg)を高め、熱膨張係数(CTE)を適切に制御し、寸法安定性を高めることができる。 By containing a certain amount of pyromellitic acid residues, the heat resistance (Tg) of the single-layer polyimide can be increased, the coefficient of thermal expansion (CTE) can be appropriately controlled, and dimensional stability can be improved.
ピロメリット酸残基と共に併存することが望ましい芳香族テトラカルボン酸二無水物残基は、一般式(4);
で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導される酸二無水物残基である。
式(4)の芳香族テトラカルボン酸二無水物残基を、好ましくは5モル%以上50モル%以下の範囲内で含有するとよい。下限は、より好ましくは10モル%以上であり、上限は、より好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは20モル%以下である。
The aromatic tetracarboxylic dianhydride residue that is preferably present together with the pyromellitic acid residue is represented by the general formula (4):
It is an acid dianhydride residue derived from an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following formula:
The aromatic tetracarboxylic dianhydride residue of formula (4) is preferably contained in an amount of 5 mol % to 50 mol %. The lower limit is more preferably 10 mol % or more, and the upper limit is more preferably 30 mol % or less, and even more preferably 20 mol % or less.
式(4)の芳香族テトラカルボン酸二無水物残基を所定量含有することにより、単層ポリイミドに、強度と柔軟性を与えることが可能であり、耐熱性、透明性に優れ、CTEを適切な範囲に制御できる。
式(4)の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、下記構造式の酸二無水物が好ましく挙げられる。
Preferred examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride of formula (4) include acid dianhydrides of the following structural formula:
本発明の樹脂フィルムは、本発明の目的を阻害しない限り、他の酸無水物残基を含有してもよい。ただし、他の酸二無水物残基を含む場合は、全酸二無水物残基に対し、好ましくは30モル%未満、より好ましくは10モル%未満である。 The resin film of the present invention may contain other acid anhydride residues as long as the purpose of the present invention is not impaired. However, if other acid dianhydride residues are contained, the amount of such residues is preferably less than 30 mol %, more preferably less than 10 mol %, of the total acid dianhydride residues.
他の酸二無水物としては、ポリイミド、特に透明ポリイミドの酸二無水物成分として公知のものを全て使用できる。具体的には、以下のものを例示できるが、この限りでない。
本発明の樹脂フィルムを構成するポリイミドにおいて、ジアミン及び酸二無水物の種類やモル比を選定することにより、透明性、耐熱性、寸法安定性、接着性等の諸物性を制御することができる。 In the polyimide that constitutes the resin film of the present invention, various physical properties such as transparency, heat resistance, dimensional stability, and adhesiveness can be controlled by selecting the type and molar ratio of the diamine and acid dianhydride.
次に、本発明の樹脂フィルムを構成するポリイミド(以下、単層ポリイミドともいう。)の合成方法について説明する。
本発明の単層ポリイミドは、上述したジアミン及び酸二無水物を溶媒中で反応させ、ポリアミド酸を生成したのち加熱閉環させることにより製造できる。例えば、ジアミンと酸二無水物とをほぼ等モルで有機溶媒中に溶解させて、0℃以上100℃以下の範囲内の温度で30分乃至24時間撹拌し重合反応させることでポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が得られる。重合反応に用いる有機溶媒としては、例えば、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、2-ブタノン、ジメチルスホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム、γ‐プチロラクト等が挙げられる。これらの溶媒を2種以上併用して使用することもでき、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の併用も可能である。
有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応によって得られるポリアミド酸溶液(ポリイミド前駆体溶液)の濃度が5重量%乃至30重量%程度になるように調整して用いることが好ましい。
本発明の単層ポリイミドは、末端封止剤を用いてもよい。末端封止剤としてはモノアミン類あるいはジカルボン酸類が好ましい。導入される末端封止剤の仕込み量としては、酸無水物成分1モルに対して0.0001モル以上0.1モル以下の範囲内が好ましい。
Next, a method for synthesizing the polyimide constituting the resin film of the present invention (hereinafter also referred to as single-layer polyimide) will be described.
The single-layer polyimide of the present invention can be produced by reacting the diamine and acid dianhydride described above in a solvent to form a polyamic acid, followed by heating and ring-closure. For example, approximately equimolar amounts of the diamine and acid dianhydride are dissolved in an organic solvent and the resulting mixture is stirred at a temperature ranging from 0°C to 100°C for 30 minutes to 24 hours to polymerize the polyamic acid, which serves as the polyimide precursor. Examples of organic solvents used in the polymerization reaction include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-butanone, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfate, cyclohexanone, dioxane, tetrahydrofuran, diglyme, triglyme, and γ-butyrolactone. Two or more of these solvents can also be used in combination, and aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene can also be used in combination.
The amount of organic solvent used is not particularly limited, but it is preferable to adjust the concentration of the polyamic acid solution (polyimide precursor solution) obtained by the polymerization reaction to about 5 to 30% by weight.
The single-layer polyimide of the present invention may contain an end-capping agent. The end-capping agent is preferably a monoamine or a dicarboxylic acid. The amount of the end-capping agent to be introduced is preferably in the range of 0.0001 mol to 0.1 mol per mol of the acid anhydride component.
合成されたポリアミド酸は、通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。ポリアミド酸をイミド化させる方法は、特に制限されず、例えば、溶媒中にて80℃以上400℃以下の温度条件で1時間乃至24時間かけて加熱処理される。 The synthesized polyamic acid is usually advantageously used as a reaction solvent solution, but it can be concentrated, diluted, or substituted with another organic solvent if necessary. The method for imidizing the polyamic acid is not particularly limited; for example, it can be heat-treated in a solvent at a temperature of 80°C to 400°C for 1 to 24 hours.
ポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)は、例えば10,000以上400,000以下の範囲内が好ましく、50,000以上350,000以下の範囲内がより好ましい。重量平均分子量が10,000未満であると、フィルムの強度が低下して脆化しやすい傾向となる。一方、重量平均分子量が400,000を超えると、過度に粘度が増加して塗工作業の際にフィルム厚みムラ、スジ等の不良が発生しやすい傾向になる。 The weight-average molecular weight (Mw) of the polyamic acid is preferably in the range of 10,000 to 400,000, and more preferably in the range of 50,000 to 350,000. If the weight-average molecular weight is less than 10,000, the film tends to have reduced strength and become brittle. On the other hand, if the weight-average molecular weight exceeds 400,000, the viscosity increases excessively, making the film more susceptible to defects such as uneven thickness and streaks during coating.
本発明の単層ポリイミド樹脂フィルムは、単体の絶縁樹脂フィルム(シート)の他、銅箔、ガラス板、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルムなどの樹脂シート等の基材に積層された状態の絶縁樹脂フィルムであってもよい。
本発明の樹脂フィルムの調製方法については、例えば、支持基材に、ポリアミド酸の溶液を塗布・乾燥した後、イミド化して樹脂フィルムを製造する方法、又は支持基材に、ポリアミド酸の溶液を塗布・乾燥した後、ポリアミド酸のゲルフィルムを支持基材から剥がし、イミド化して樹脂フィルムを製造する方法などが挙げられる。ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を基材上に塗布する方法としては特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。
The monolayer polyimide resin film of the present invention may be a single insulating resin film (sheet), or may be an insulating resin film laminated on a substrate such as a resin sheet, such as a copper foil, a glass plate, a polyimide film, a polyamide film, or a polyester film.
Examples of methods for preparing the resin film of the present invention include a method in which a polyamic acid solution is applied to a support substrate, dried, and then imidized to produce a resin film, or a method in which a polyamic acid solution is applied to a support substrate, dried, and then the polyamic acid gel film is peeled off from the support substrate and imidized to produce a resin film. The method for applying the polyimide solution (or polyamic acid solution) to the substrate is not particularly limited, and it can be applied using, for example, a coater such as a comma, die, knife, or lip coater.
以下に、本発明の金属張積層板について説明する。
本発明の金属張積層板は、本発明の樹脂フィルムを絶縁樹脂層として使用し、絶縁樹脂層の少なくとも一方の面、すなわち、片面又は両面に金属層を有する。
The metal-clad laminate of the present invention will be described below.
The metal-clad laminate of the present invention uses the resin film of the present invention as an insulating resin layer, and has a metal layer on at least one side of the insulating resin layer, i.e., on one or both sides.
絶縁樹脂層の厚みは、5μm以上100μm以下の範囲内である。下限未満では、電気絶縁性が担保できず、ハンドリング性の低下が懸念される。上限を超えると、エッチング前後の寸法変化が大きくなり、視認性が低下する傾向となる。好ましくは10μm以上50μm以下の範囲である。 The thickness of the insulating resin layer is in the range of 5 μm to 100 μm. If it is less than the lower limit, electrical insulation cannot be ensured, and there is a concern that handling may be impaired. If it exceeds the upper limit, dimensional changes before and after etching will be significant, and visibility will tend to be impaired. The preferred range is 10 μm to 50 μm.
絶縁樹脂層は、ガラス転移温度(Tg)が270℃以上であることが望ましい。より好ましくは300℃以上、さらに好ましくは350℃以上である。熱分解温度(1%重量減少温度、Td1)としては、好ましくは500℃以上、熱分解温度(5%重量減少温度、Td5)としては、好ましくは550℃以上である。
絶縁樹脂層は、熱膨張係数(CTE)が10ppm/K以上50ppm/K以下の範囲内であることが望ましい。
絶縁樹脂層は、透明性や視認性の観点から、可視領域の全光線透過率(T.T)が80%以上であることが望ましい。例えば、絶縁樹脂層の厚み20μmにおいて、それを満足することが好ましい。より好ましくは、全光線透過率が85%以上である。
絶縁樹脂層は、黄色度(YI)が30以下であることが望ましい。例えば、絶縁樹脂層の厚み25μmにおいて、それを満足することが好ましい。
絶縁樹脂層は、濁度(HAZE)が5%以下であることが望ましい。より好ましくは3%以下である。
絶縁樹脂層は、弾性率が10GPa以下、最大点強度が130MPa以上、最大点伸度が5%以上であることが望ましい。
The insulating resin layer preferably has a glass transition temperature (Tg) of 270° C. or higher, more preferably 300° C. or higher, and even more preferably 350° C. or higher. The thermal decomposition temperature (1% weight loss temperature, Td1) is preferably 500° C. or higher, and the thermal decomposition temperature (5% weight loss temperature, Td5) is preferably 550° C. or higher.
The insulating resin layer preferably has a coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of 10 ppm/K to 50 ppm/K.
From the viewpoint of transparency and visibility, the insulating resin layer preferably has a total light transmittance (TT) in the visible region of 80% or more. For example, it is preferable that this is satisfied when the insulating resin layer has a thickness of 20 μm. More preferably, the total light transmittance is 85% or more.
The insulating resin layer preferably has a yellowness index (YI) of 30 or less. For example, it is preferable that this is satisfied when the insulating resin layer has a thickness of 25 μm.
The insulating resin layer preferably has a haze of 5% or less, more preferably 3% or less.
The insulating resin layer preferably has an elastic modulus of 10 GPa or less, a maximum strength of 130 MPa or more, and a maximum elongation of 5% or more.
本発明の金属張積層板において、絶縁樹脂層の形成方法は、例えば、金属層(金属箔)に、ポリアミド酸の溶液を塗布・乾燥した後、イミド化して樹脂フィルムを製造する方法(キャスト法)、予め形成された樹脂フィルムと金属箔とを熱圧着する方法(ラミネート法)、予め形成された樹脂フィルムに金属をスパッタリングする方法(スパッタリング法)が挙げられる。特に、本発明の樹脂フィルムは、キャスト法によって絶縁樹脂層を形成する場合に、金属層との接着性に優れた金属張積層板を製造できる。 In the metal-clad laminate of the present invention, methods for forming the insulating resin layer include, for example, a method (casting method) in which a polyamic acid solution is applied to a metal layer (metal foil), dried, and then imidized to produce a resin film; a method (lamination method) in which a pre-formed resin film and metal foil are thermocompression-bonded; and a method (sputtering method) in which metal is sputtered onto a pre-formed resin film. In particular, when the resin film of the present invention is used to form the insulating resin layer by a casting method, a metal-clad laminate with excellent adhesion to the metal layer can be produced.
絶縁樹脂層は、必要に応じて無機フィラーを含有してもよい。無機フィラーとしては、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム等が挙げられる。 The insulating resin layer may contain an inorganic filler as needed. Examples of inorganic fillers include silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, beryllium oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum fluoride, and calcium fluoride.
金属張積層板において、金属層の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、銅、ステンレス、鉄、ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム、銀、金、スズ、ジルコニウム、タンタル、チタン、鉛、マグネシウム、マンガン及びこれらの合金等が挙げられる。特に、銅、鉄又はニッケルが好ましい。 In metal-clad laminates, the material of the metal layer is not particularly limited, but examples include copper, stainless steel, iron, nickel, beryllium, aluminum, zinc, indium, silver, gold, tin, zirconium, tantalum, titanium, lead, magnesium, manganese, and alloys thereof. Copper, iron, or nickel is particularly preferred.
金属層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは100μm以下である。より好ましくは1μm以上20μm以下の範囲である。 The thickness of the metal layer is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less, and more preferably in the range of 1 μm to 20 μm.
両面に金属層を有する金属張積層板を製造する場合、例えば、上述したキャスト法などにより得られた片面金属張積層板の絶縁樹脂層側に、直接、金属層を加熱圧着等の手段で積層することにより得ることができる。加熱圧着の熱プレス温度は、単層ポリイミドのガラス転移温度以上であることが望ましい。熱プレス圧力は、例えば、1kg/m2以上500kg/m2以下の範囲である。 When manufacturing a metal-clad laminate having metal layers on both sides, it can be obtained, for example, by laminating a metal layer directly onto the insulating resin layer side of a single-sided metal-clad laminate obtained by the casting method described above, using a method such as thermocompression bonding. The heat-pressing temperature for thermocompression bonding is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the single-layer polyimide. The heat-pressing pressure is, for example, in the range of 1 kg/m2 to 500 kg/m2.
本発明の樹脂フィルムは、金属層との接着性に優れることから、金属層について、必ずしも、表面粗化処理を要しない。ただし、表面粗化処理する場合、表面の十点平均粗さRzjisは0.5μm以下にするとよい。
本発明の金属張積層板において、絶縁樹脂層と金属層とのピール強度は0.5kN/m以上であることが望ましい。
Since the resin film of the present invention has excellent adhesion to a metal layer, the metal layer does not necessarily require surface roughening treatment. However, if the surface is roughened, it is preferable that the ten-point average roughness Rzjis of the surface is 0.5 μm or less.
In the metal-clad laminate of the present invention, the peel strength between the insulating resin layer and the metal layer is preferably 0.5 kN/m or more.
本発明の金属張積層板は、FPCなどの回路基板材料などと好適に使用できる。例えば、FPCに代表される回路基板、トランジスタ、ダイオードなどの能動素子、抵抗、キャパシタ、インダクタなどの受動デバイスを含む電子回路などの他、圧力、温度、光、湿度などをセンシングするセンサー素子、発光素子、液晶表示、電気泳動表示、自発光表示などの画像表示素子、無線、有線による通信素子、演算素子、記憶素子、MEMS素子、太陽電池、薄膜トランジスタなどとして有用である。 The metal-clad laminate of the present invention can be suitably used as a circuit board material such as an FPC. For example, it is useful as a circuit board such as an FPC, an electronic circuit including active elements such as transistors and diodes, and passive devices such as resistors, capacitors, and inductors, as well as a sensor element for sensing pressure, temperature, light, humidity, etc., a light-emitting element, an image display element such as a liquid crystal display, an electrophoretic display, or a self-luminous display, a wireless or wired communication element, an arithmetic element, a memory element, a MEMS element, a solar cell, a thin-film transistor, etc.
[電子デバイス・電子機器]
本発明の実施の形態にかかる電子デバイス及び電子機器は、上記回路基板を備えるものである。本実施の形態の電子デバイスとしては、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電子ペーパー等の表示装置、有機EL照明、太陽電池、タッチパネル、カメラモジュール、インバーター、コンバーター及びその構成部材等を挙げることができる。また、電子機器としては、例えば、HDD、DVD、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、自動車の電子制御ユニット(ECU)、パワーコントロールユニット(PCU)等を挙げることができる。回路基板はこれらの電子デバイスや電子機器において、例えば可動部分の配線や、ケーブル、コネクター等の部品として好ましく使用される。
[Electronic Devices and Electronic Equipment]
The electronic devices and electronic equipment according to the embodiments of the present invention include the circuit board. Examples of the electronic devices according to the present embodiments include display devices such as liquid crystal displays, organic EL displays, and electronic paper, as well as organic EL lighting, solar cells, touch panels, camera modules, inverters, converters, and components thereof. Examples of the electronic equipment include HDDs, DVDs, mobile phones, smartphones, tablet devices, automotive electronic control units (ECUs), power control units (PCUs), and the like. In these electronic devices and electronic equipment, the circuit board is preferably used as a component, such as wiring for moving parts, cables, and connectors.
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、諸物性の測定、評価は下記によるものである。 The present invention will be explained in detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Physical properties were measured and evaluated as follows:
[ポリアミド酸の粘度]
恒温水槽付のコーンプレート式粘度計(トキメック社製)にて、合成例で得られたポリアミド酸溶液について25℃で測定した。
[数平均分子量(Mn)重量平均分子量(Mw)]
ゲル浸透クロマトグラフィー(東ソー株式会社製、商品名;HLC-8220GPC)により測定した。標準物質としてポリスチレンを用い、展開溶媒にはN,N-ジメチルアセトアミドを用いた。
[Viscosity of Polyamic Acid]
The polyamic acid solutions obtained in the synthesis examples were measured at 25° C. using a cone-plate viscometer equipped with a thermostatic water bath (manufactured by Tokimec Co., Ltd.).
[Number average molecular weight (Mn) Weight average molecular weight (Mw)]
Measurement was performed by gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, trade name: HLC-8220GPC). Polystyrene was used as a standard substance, and N,N-dimethylacetamide was used as a developing solvent.
[黄色度(YI)の算出]
ポリイミドフィルム(50mm×50mm)を、島津製作所社製のUV-3600分光光度計にて黄色度(YI)を測定した。ここで、YIはJIS Z 8722に準拠して、下記式(1)で表される計算式に基づいて算出した。
YI=100×(1.2879X-1.0592Z)/Y ・・・(1)
X、Y及びZ:試験片の三刺激値
厚みが20μmにおけるポリイミドフィルムのYI(25)は、上記式(1)で算出されたYIの値を下記式(2)に代入して算出した。
YI(25)=YI/L×25 ・・・(2)
L:ポリイミドフィルムの厚み(μm)
[HAZE(濁度)、全光線透過率(T.T.)の測定]
ポリイミドフィルム(50mm×50mm)を、日本電色工業社製のHAZE METER NDH5000にて、HAZE(濁度)及び全光線透過率(T.T.)をJIS K7136に準拠して測定した。
[Calculation of Yellowness Index (YI)]
The yellowness index (YI) of a polyimide film (50 mm x 50 mm) was measured using a UV-3600 spectrophotometer manufactured by Shimadzu Corporation. Here, YI was calculated based on the following formula (1) in accordance with JIS Z 8722.
YI=100×(1.2879X-1.0592Z)/Y...(1)
X, Y, and Z: Tristimulus values of test piece The YI(25) of a polyimide film having a thickness of 20 μm was calculated by substituting the YI value calculated by the above formula (1) into the following formula (2).
YI(25)=YI/L×25...(2)
L: Thickness of polyimide film (μm)
[Measurement of haze (turbidity) and total light transmittance (T.T.)]
The haze (turbidity) and total light transmittance (TT) of the polyimide film (50 mm x 50 mm) were measured using a HAZE METER NDH5000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. in accordance with JIS K7136.
[熱膨張係数(CTE)の測定]
ポリイミドフィルム(3mm×15mm)を、熱機械分析(TMA)装置にて5.0gの荷重を加えながら10℃/minの昇温速度で30℃から280℃まで昇温し、次いで、250℃から100℃までの降温し、降温時におけるポリイミドフィルムの伸び量(線膨張)から熱膨張係数を測定した。
[ガラス転移温度(Tg)の測定]
ポリイミド層(5mm×22.6mm)を動的熱機械分析装置にて30℃から400℃まで10℃/分で昇温させたときの動的粘弾性を測定し、ガラス転移温度(Tanδ極大値:℃)を求めた。
[熱分解温度(Td1、Td5)の算出]
窒素雰囲気下で10~20mgの重さのポリイミドフィルムを、SEIKO社製の熱重量分析(TG)装置TG/DTASTA200にて一定の速度で30℃から550℃まで昇温させたときの重量変化を測定し、200℃での重量をゼロとし、重量減少率が1%の時の温度を熱分解温度(Td1)、重量減少率が5%の時の温度を熱分解温度(Td5)とした。
[Measurement of coefficient of thermal expansion (CTE)]
A polyimide film (3 mm × 15 mm) was heated from 30°C to 280°C at a heating rate of 10°C/min while applying a load of 5.0 g in a thermomechanical analysis (TMA) device, and then cooled from 250°C to 100°C. The thermal expansion coefficient was measured from the elongation (linear expansion) of the polyimide film during cooling.
[Measurement of Glass Transition Temperature (Tg)]
The polyimide layer (5 mm x 22.6 mm) was heated from 30°C to 400°C at a rate of 10°C/min using a dynamic thermomechanical analyzer, and the dynamic viscoelasticity was measured to determine the glass transition temperature (Tan δ maximum value: °C).
[Calculation of thermal decomposition temperatures (Td1, Td5)]
A polyimide film weighing 10 to 20 mg was heated at a constant rate from 30°C to 550°C in a nitrogen atmosphere using a thermogravimetric analyzer (TG) TG/DTASTA200 manufactured by Seiko Corporation, and the change in weight was measured. The weight at 200°C was set to zero, and the temperature at which the weight loss rate was 1% was defined as the thermal decomposition temperature (Td1), and the temperature at which the weight loss rate was 5% was defined as the thermal decomposition temperature (Td5).
[引張強度の測定]
引張装置ストログラフVG1F(TOYOSEIKI製)を用い、保護フィルムの試験サンプル(大きさ10mm×110mm)を100Nの荷重をかけて10mm/minの速度で引張試験を行い、弾性率、最大点強度、最大点伸度を求めた。
[Measurement of tensile strength]
Using a tensile tester Strograph VG1F (manufactured by TOYOSEIKI), a tensile test was performed on a test sample of the protective film (size 10 mm x 110 mm) at a speed of 10 mm/min under a load of 100 N to determine the elastic modulus, maximum point strength, and maximum point elongation.
[ピール強度の測定](銅張積層板)
テンションテスターを用い、支持体である銅箔とポリイミド層との積層板(銅張積層板)から得られた幅1mmの回路を有する試験サンプルのポリイミド層側を両面テープによりアルミ板に固定し、銅を180°方向に50mm/minの速度で剥離して、銅箔とポリイミド層の間のピール強度を求めた。
[Peel strength measurement] (copper clad laminate)
Using a tension tester, the polyimide layer side of a test sample having a 1 mm-wide circuit obtained from a laminate (copper-clad laminate) of copper foil and a polyimide layer serving as a support was fixed to an aluminum plate with double-sided tape, and the copper was peeled off in a 180° direction at a rate of 50 mm/min to determine the peel strength between the copper foil and the polyimide layer.
実施例等に用いた略号は、以下の化合物を示す。
PMDA:ピロメリット酸二無水物
PMDA: pyromellitic dianhydride
合成例1
ポリアミド酸溶液Aを合成するため、窒素気流下で、500mlのセパラブルフラスコの中に、15wt%固形分濃度となるように溶剤のDMAcを加え、表1に示したジアミン成分及び酸無水物成分を40℃で攪拌しながら添加し溶解させた。その後、溶液を室温で1日間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸の粘稠な溶液Aを調製した。粘度は27940cPであった。
Synthesis Example 1
To synthesize polyamic acid solution A, DMAc solvent was added to a 500 ml separable flask under a nitrogen stream to a solids concentration of 15 wt %, and the diamine and acid anhydride components shown in Table 1 were added and dissolved with stirring at 40°C. The solution was then stirred at room temperature for one day to carry out a polymerization reaction, producing a viscous polyamic acid solution A. The viscosity was 27,940 cP.
合成例2
ポリアミド酸溶液Bを合成するため、窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中に、15wt%固形分濃度となるように溶剤のDMAcを加え、表1に示したジアミン成分及び酸無水物成分を40℃で攪拌しながら添加し溶解させた。その後、溶液を室温で2日間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸の粘稠な溶液Bを調製した。粘度は4310cPであった。
Synthesis Example 2
To synthesize polyamic acid solution B, DMAc solvent was added to a 300 ml separable flask under a nitrogen stream to a solids concentration of 15 wt %, and the diamine component and acid anhydride component shown in Table 1 were added and dissolved with stirring at 40°C. The solution was then stirred at room temperature for two days to carry out a polymerization reaction, producing a viscous polyamic acid solution B. The viscosity was 4310 cP.
合成例3
ポリアミド酸溶液Cを合成するため、窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中に、15wt%固形分濃度となるように溶剤のDMAcを加え、表1に示したジアミン成分及び酸無水物成分を40℃で攪拌しながら添加し溶解させた。その後、溶液を室温で1日間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸の粘稠な溶液Cを調製した。粘度は6279cPであった。
Synthesis Example 3
To synthesize polyamic acid solution C, DMAc solvent was added to a 300 ml separable flask under a nitrogen stream to a solids concentration of 15 wt %, and the diamine component and acid anhydride component shown in Table 1 were added and dissolved with stirring at 40°C. The solution was then stirred at room temperature for one day to carry out a polymerization reaction, producing a viscous polyamic acid solution C. The viscosity was 6279 cP.
合成例4
ポリアミド酸溶液Dは、モノマー種類を表1に示したように変更し、合成例3と同様な方法で重合を行った。ポリアミド酸の粘稠な溶液Dを調製した。粘度は2913cPであった。
Synthesis Example 4
Polyamic acid solution D was prepared by changing the type of monomer as shown in Table 1 and carrying out polymerization in the same manner as in Synthesis Example 3. A viscous polyamic acid solution D was prepared. The viscosity was 2913 cP.
合成例5
ポリアミド酸溶液Eは、モノマー種類を表1に示したように変更し、合成例3と同様な方法で重合を行った。ポリアミド酸の粘稠な溶液Eを調製した。粘度は1945cPであった。
Synthesis Example 5
Polyamic acid solution E was prepared by changing the type of monomer as shown in Table 1 and carrying out polymerization in the same manner as in Synthesis Example 3. A viscous polyamic acid solution E was prepared. The viscosity was 1945 cP.
合成例6
ポリアミド酸溶液Fは、モノマー種類を表1に示したように変更し、合成例1と同様な方法で重合を行った。ポリアミド酸の粘稠な溶液Fを調製した。粘度は32385cPであった。
Synthesis Example 6
Polyamic acid solution F was prepared by changing the type of monomer as shown in Table 1 and carrying out polymerization in the same manner as in Synthesis Example 1. A viscous polyamic acid solution F was prepared. The viscosity was 32,385 cP.
合成例7
ポリアミド酸溶液Gは、モノマー種類を表1に示したように変更し、合成例2と同様な方法で重合を行った。ポリアミド酸の粘稠な溶液Gを調製した。粘度は3802cPであった。
Synthesis Example 7
Polyamic acid solution G was prepared by changing the type of monomer as shown in Table 1 and carrying out polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2. A viscous polyamic acid solution G was prepared. The viscosity was 3802 cP.
合成例8
ポリアミド酸溶液Hを合成するため、窒素気流下で、500mlのセパラブルフラスコの中に、15wt%固形分濃度となるように溶剤のDMAcを加え、表1に示したジアミン成分及び酸無水物成分を40℃で攪拌しながら添加し溶解させた。その後、溶液を室温で2日間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸の粘稠な溶液Hを調製した。粘度は26950cPであった。
Synthesis Example 8
To synthesize polyamic acid solution H, DMAc solvent was added to a 500 ml separable flask under a nitrogen stream to a solids concentration of 15 wt %, and the diamine and acid anhydride components shown in Table 1 were added and dissolved with stirring at 40°C. The solution was then stirred at room temperature for two days to carry out a polymerization reaction, producing a viscous polyamic acid solution H. The viscosity was 26,950 cP.
実施例1
銅箔(電解銅箔、福田金属箔粉工業株式会社製、商品名;CF-T9DA-SV18、厚み;18μm)の上に、ポリアミド酸溶液Aの溶液を硬化後の厚みが19μmとなるように均一に塗布した後、120℃までの温度範囲で段階加熱乾燥し溶媒を除去した。このようにして、単層のポリアミド酸層を形成した後、130℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結し、単層ポリイミドAからなる厚みが19μmの絶縁樹脂層を形成し、金属張積層板1Aを調製した。
得られた片面金属張積層板1Aを、塩化第二鉄水溶液を用いて、銅箔をエッチング除去して、単層ポリイミド樹脂フィルム1aを調製した。単層ポリイミド樹脂フィルム1aについて、YI、T.T.、HAZE、CTE、Td1、Td5、弾性率、最大点強度、及び最大点伸度を測定した。これらの結果を表2に示す。
また、得られた片面金属張積層板1Aについて、1mmに配線加工した場合のポリアミド酸塗布面のピール強度の測定結果を表3に示す。
Example 1
A solution of polyamic acid solution A was uniformly applied onto copper foil (electrolytic copper foil, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd., product name: CF-T9DA-SV18, thickness: 18 μm) so that the thickness after curing would be 19 μm, and then the solution was dried by stepwise heating in a temperature range up to 120° C. to remove the solvent. After forming a single-layer polyamic acid layer in this way, stepwise heat treatment was performed from 130° C. to 360° C. to complete imidization, forming an insulating resin layer composed of a single layer of polyimide A and having a thickness of 19 μm, and a metal-clad laminate 1A was prepared.
The copper foil was removed from the resulting single-sided metal-clad laminate 1A by etching using an aqueous ferric chloride solution to prepare a single-layer polyimide resin film 1a. The single-layer polyimide resin film 1a was measured for YI, T.T., haze, CTE, Td1, Td5, modulus of elasticity, maximum strength, and maximum elongation. The results are shown in Table 2.
Table 3 also shows the results of measuring the peel strength of the polyamic acid-coated surface of the obtained single-sided metal-clad laminate 1A when wiring was processed to 1 mm.
実施例2~10
実施例1と同様にして、銅箔(同上)の上に、表1記載の樹脂A~Gを塗布することで片面金属張積層板2A~10Gを調製し、ポリイミドフィルム2a~10gを調製した。ポリイミドフィルム2a~10gについて、YI、T.T.、HAZE、CTE、Td1、Td5、弾性率、最大点強度、及び最大点伸度を測定した。これらの結果を表2に示す。
また、片面金属張積層板2A~10Gについて、実施例1と同様にして、ピール強度を測定した結果を表3に示す。
Examples 2 to 10
In the same manner as in Example 1, single-sided metal-clad laminates 2A to 10G were prepared by applying resins A to G listed in Table 1 to copper foil (same as above), and polyimide films 2a to 10g were prepared. Polyimide films 2a to 10g were measured for YI, T.T., haze, CTE, Td1, Td5, modulus of elasticity, maximum strength, and maximum elongation. The results are shown in Table 2.
Furthermore, the peel strength of the single-sided metal-clad laminates 2A to 10G was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
比較例1、2
表1記載の単層ポリイミドHを使用した他は、実施例1と同様にして、片面金属張積層板1H、2Hを調製し、単層ポリイミド樹脂フィルム1h、2hを調製した。これら単層ポリイミド樹脂フィルム1h、2h、片面金属張積層板1H、2Hについて、実施例と同様に評価した。これらの測定結果も表2、表3に示す。
Comparative Examples 1 and 2
Single-sided metal-clad laminates 1H and 2H and single-layer polyimide resin films 1h and 2h were prepared in the same manner as in Example 1, except that single-layer polyimide H shown in Table 1 was used. These single-layer polyimide resin films 1h and 2h and single-sided metal-clad laminates 1H and 2H were evaluated in the same manner as in Examples 1 and 2. The measurement results are also shown in Tables 2 and 3.
Claims (9)
下記の条件a~c;
a)厚みが5μm以上100μm以下の範囲内であること;
b)全光線透過率が80%以上であること;
c)厚みが25μmでの黄色度YIが30以下であること;
を満たし、
前記ポリイミド層を構成するポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分から誘導される芳香族テトラカルボン酸二無水物残基及びジアミン成分から誘導されるジアミン残基を含有しており、
全ジアミン残基に対し、下記の一般式(1);
で表される第一の芳香族ジアミンから誘導されるジアミン残基を60モル%以上99モル%以下の範囲内、及び下記の一般式(2);
で表される第二の芳香族ジアミンから誘導されるジアミン残基を1モル%以上40モル%以下の範囲内で含有することを特徴とする樹脂フィルム。 A resin film consisting of a single polyimide layer,
The following conditions a to c:
a) the thickness is in the range of 5 μm or more and 100 μm or less;
b) total light transmittance is 80% or more;
c) Yellowness index YI at a thickness of 25 μm is 30 or less;
Fulfilling
the polyimide constituting the polyimide layer contains an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride component and a diamine residue derived from a diamine component;
With respect to all diamine residues, the following general formula (1):
and a diamine residue derived from a first aromatic diamine represented by the following general formula (2):
A resin film characterized by containing 1 mol % or more and 40 mol % or less of a diamine residue derived from a second aromatic diamine represented by the following formula:
下記の一般式(4);
で表される芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導される酸二無水物残基を10モル%以上50モル%以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項1に記載の樹脂フィルム。 The polyimide is a compound represented by the following formula (3):
2. The resin film according to claim 1, wherein the resin film contains 10 mol % or more and 50 mol % or less of an acid dianhydride residue derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula:
d)熱膨張係数が10ppm/K以上40ppm/K以下の範囲内であること;
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の樹脂フィルム。 In addition to the above conditions a to c, the following condition d is further met:
d) a thermal expansion coefficient in the range of 10 ppm/K or more and 40 ppm/K or less;
2. The resin film according to claim 1, wherein the above formula (1) is satisfied.
e)HAZEが5%以下であること;
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の樹脂フィルム。 In addition to the above conditions a to c, the following condition e is further satisfied:
e) HAZE is 5% or less;
2. The resin film according to claim 1, wherein the above formula (1) is satisfied.
An electronic device comprising the electronic device according to claim 8.
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