JP5405273B2 - Polyimide resin, and dry film, metal laminate and adhesive sheet using the same - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミド樹脂、および該樹脂を用いたドライフィルム、金属積層体や接着シートなどに関する。 The present invention relates to a polyimide resin, a dry film using the resin, a metal laminate, an adhesive sheet, and the like.
ポリイミドは、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、電気特性等に優れていることから、航空機の構造材やケーブル被覆材料などに用いられている。ポリイミドは、さらに、フレキシブルプリント基板や半導体パッケージ等の電子分野における耐熱性接着剤としても多く用いられている。 Polyimide is excellent in heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, electrical characteristics, and the like, and is therefore used in aircraft structural materials and cable coating materials. Polyimide is also often used as a heat-resistant adhesive in the electronic field such as flexible printed circuit boards and semiconductor packages.
このようなポリイミド系耐熱性接着剤には、加工上、耐熱性に加えて、低温接着性が要求されている。低温接着性に優れた樹脂組成物として、シロキサンユニットを有するポリイミド樹脂とエポキシ樹脂とリン酸エステル系可塑剤とからなる樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。しかしながら、ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂と可塑剤等の成分が脂肪族ユニットを含むため、熱分解温度が低いという問題があった。 Such polyimide heat-resistant adhesives are required to have low-temperature adhesiveness in addition to heat resistance in processing. As a resin composition excellent in low-temperature adhesiveness, a resin composition composed of a polyimide resin having a siloxane unit, an epoxy resin, and a phosphate ester plasticizer has been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, since components such as polyimide resin, epoxy resin, and plasticizer include aliphatic units, there is a problem that the thermal decomposition temperature is low.
一方、十分な接着強度と耐熱性を有する樹脂組成物として、特定のポリアミド酸とビスマレイミド化合物とを含有する組成物が提案されている(例えば、特許文献2〜4を参照)。しかしながら、接着性を得るには300℃以上の温度を要することがあり、十分な低温接着性を有していない。 On the other hand, a composition containing a specific polyamic acid and a bismaleimide compound has been proposed as a resin composition having sufficient adhesive strength and heat resistance (see, for example, Patent Documents 2 to 4). However, in order to obtain adhesiveness, a temperature of 300 ° C. or higher may be required, and it does not have sufficient low-temperature adhesiveness.
一方、マレイミド基などの架橋性基を分子鎖中に複数有するイミド化合物として、ベンゼン環同士がメチレン基にて結合された骨格を有する化合物が提案されている(例えば、特許文献5,6を参照)。しかしながら、これらの架橋性基含有イミド化合物は、金属と金属との接着用途、もしくは金属と樹脂との接着用途として用いられるが、他のポリイミド樹脂と組み合わせて用いられていない。 On the other hand, as an imide compound having a plurality of crosslinkable groups such as maleimide groups in a molecular chain, a compound having a skeleton in which benzene rings are bonded to each other with a methylene group has been proposed (see, for example, Patent Documents 5 and 6). ). However, these crosslinkable group-containing imide compounds are used for bonding metal to metal or bonding metal to resin, but are not used in combination with other polyimide resins.
低温接着性を改善するポリイミド樹脂として、特定のビスマレイミド化合物とポリアミド酸から構成される樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献7を参照)。しかしながら、ポリアミド酸とビスマレイミド化合物から構成されるポリイミド樹脂組成物では、ビスマレイミド化合物は架橋して熱硬化するが、ポリイミド自体は架橋しないため、熱硬化後の弾性率の上昇や線膨張係数(CTE)の低下が十分ではなかった。一方で、近年、金属積層体の樹脂層は、さらに高い半田耐熱性、寸法安定性を有することが求められている。 A resin composition composed of a specific bismaleimide compound and a polyamic acid has been proposed as a polyimide resin that improves low-temperature adhesion (see, for example, Patent Document 7). However, in a polyimide resin composition composed of a polyamic acid and a bismaleimide compound, the bismaleimide compound is crosslinked and thermally cured, but the polyimide itself is not crosslinked, so the increase in elastic modulus and linear expansion coefficient ( The reduction in CTE) was not sufficient. On the other hand, in recent years, the resin layer of the metal laminate is required to have higher solder heat resistance and dimensional stability.
すなわち、近年、電子部品実装においては、従来よりも高融点の鉛フリー半田が用いられている。このため、基板は、高い半田耐熱性を有することが求められている。特に、リジットフレックスやフレキシブル多層基板等は、従来の半田耐熱温度では信頼性が不十分であることから、より高温での半田耐熱性が求められている。 That is, in recent years, lead-free solder having a higher melting point than that in the past has been used in electronic component mounting. For this reason, the substrate is required to have high solder heat resistance. In particular, rigid flex, flexible multilayer substrates, and the like are insufficient in reliability at conventional solder heat resistance temperatures, and therefore are required to have solder heat resistance at higher temperatures.
また、フレキシブル基板をチップ・オン・フィルム(COF)に用いる場合、インナーリードボンダまたはフリップチップボンダを用いて、チップと金属配線とを、300℃以上の高温でAu−Au接合またはAu−Sn接合する。このため、COFに用いられるフレキシブル基板は、高温でも変形を生じない、高い半田耐熱性を有することが求められる。また、フレキシブル基板の薄型化に加えて、配線の高密度化が進んでおり、金属配線間距離が小さくなっている。このため、フレキシブル基板が高温で加工(接合等)される際に、樹脂層の変形等により金属配線同士が接触する等の不具合が生じ易い。このため、フレキシブル基板は、高い寸法安定性を有することが求められる。 When a flexible substrate is used for a chip-on-film (COF), an inner lead bonder or a flip chip bonder is used to connect the chip and the metal wiring at a high temperature of 300 ° C. or higher by Au—Au bonding or Au—Sn bonding. To do. For this reason, the flexible substrate used for COF is required to have high solder heat resistance that does not deform even at high temperatures. Further, in addition to the thinning of the flexible substrate, the density of the wiring has been increased, and the distance between the metal wirings has been reduced. For this reason, when the flexible substrate is processed (joined or the like) at a high temperature, problems such as contact between metal wirings due to deformation of the resin layer or the like are likely to occur. For this reason, the flexible substrate is required to have high dimensional stability.
また、このようなフレキシブル基板の樹脂層は、接着性や寸法精度など多機能を持たせるために積層構造となっているが、そのために煩雑な製造プロセスが必要であり、基材構成の簡略化が可能なポリイミド樹脂が求められている。 In addition, the resin layer of such a flexible substrate has a laminated structure in order to have multiple functions such as adhesiveness and dimensional accuracy, but this requires a complicated manufacturing process and simplifies the base material configuration. There is a demand for polyimide resins that can be used.
しかしながら、低温接着性を有しつつ、前述の要求を満足するような半田耐熱性や寸法安定性を有し、さらに基材構成の簡略化を達成できる樹脂組成物は、未だ提案されていない。本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、比較的低温の熱圧着条件での接着性を保持しつつ(低温接着性を有し)、かつ高い半田耐熱性、寸法安定性を有するポリイミド樹脂組成物を提供することを目的とする。 However, a resin composition that has solder heat resistance and dimensional stability that satisfies the above-mentioned requirements while having low-temperature adhesiveness, and that can achieve a simplified base material configuration has not yet been proposed. The present invention has been made in view of such circumstances, while maintaining adhesiveness under relatively low temperature thermocompression bonding conditions (having low temperature adhesiveness), and having high solder heat resistance and dimensional stability. It aims at providing the polyimide resin composition which has this.
本発明の第一は、以下のポリイミド樹脂に関する。
[1] 下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリイミド樹脂。
式(1)におけるX1、X2、X3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、直結、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−NHCO−から選ばれ;
式(1)におけるB1は、
[1] A polyimide resin having a structural unit represented by the following general formula (1).
X 1 , X 2 and X 3 in the formula (1) may be the same or different, and are directly connected, —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, —SO 2 —, —NHCO—;
B 1 in the formula (1) is
[2] 前記構成単位は、下記一般式(2)で表される構成単位である、[1]に記載のポリイミド樹脂。
式(2)におけるB1は、式(1)におけるB1と同様に定義される)
[2] The polyimide resin according to [1], wherein the structural unit is a structural unit represented by the following general formula (2).
B 1 in formula (2) is defined in the same manner as B 1 in formula (1))
[3] 前記構成単位は、下記一般式(3)で表される構成単位である、[2]に記載のポリイミド樹脂。
式(3)におけるB2は、
B 2 in the formula (3) is
[4]ガラス転移温度が、100℃以上300℃以下の範囲である[1]〜[3]のいずれかに記載のポリイミド樹脂。 [4] The polyimide resin according to any one of [1] to [3], wherein the glass transition temperature is in the range of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
本発明の第2は、以下に示すポリアミド酸に関する。
[5]下記一般式(4)で表される構成単位を有するポリアミド酸。
式(4)におけるX1、X2、X3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、直結、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−NHCO−から選ばれ;
式(4)におけるB1は、
[5] A polyamic acid having a structural unit represented by the following general formula (4).
X 1 , X 2 and X 3 in the formula (4) may be the same or different, and are directly connected, —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, —SO 2 —, —NHCO—;
B 1 in the formula (4) is
[6] 前記構成単位は、下記一般式(5)で表される構成単位である、[5]に記載のポリアミド酸。
式(5)におけるB1は、式(1)におけるB1と同様に定義される)
[6] The polyamic acid according to [5], wherein the structural unit is a structural unit represented by the following general formula (5).
B 1 in formula (5) is defined in the same manner as B 1 in formula (1))
[7] 前記構成単位は、下記一般式(6)で表される構成単位である、[6]に記載のポリアミド酸。
式(6)におけるB2は、
B 2 in the formula (6) is
本発明の第3は、以下に示すドライフィルム、金属積層体または接着シートに関する。
[8] 前記[1]〜[4]いずれか一項に記載のポリイミド樹脂から得られるドライフィルム。
[9] 金属層と樹脂層とを有する金属積層体であって:前記樹脂層は、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂の硬化物を含む層を少なくとも一層有する、金属積層体。
[10] 前記金属積層体の樹脂層は、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂の硬化物を含む単層である。[9]に記載の金属積層体。
[11] 前記金属積層体が、ポリイミドフィルムと、前記ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に形成されたポリイミド層と、前記片面または両面に形成されたポリイミド層に積層された金属層を有し:前記金属層に接するポリイミド層が、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂の硬化物を含む層である、[9]に記載の金属積層体。
[12] 前記金属積層体の樹脂層が、ガラスクロスに含浸させた[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂の硬化物を含む層を有する、[9]〜[11]に記載の金属積層体。
[13] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂を含む接着層を少なくとも一層有する接着シート。
[14] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂を含む単層からなる、[13]に記載の接着シート。
[15] ガラスクロスに含浸させた[1]〜[4]のいずれかに記載のポリイミド樹脂を含む接着層を有する、[13]または[14]に記載の接着シート。
The third of the present invention relates to the following dry film, metal laminate or adhesive sheet.
[8] A dry film obtained from the polyimide resin according to any one of [1] to [4].
[9] A metal laminate having a metal layer and a resin layer, wherein the resin layer has at least one layer containing a cured product of the polyimide resin according to any one of [1] to [4]. Laminated body.
[10] The resin layer of the metal laminate is a single layer containing a cured product of the polyimide resin according to any one of [1] to [4]. [9] The metal laminate according to [9].
[11] The metal laminate includes a polyimide film, a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film, and a metal layer laminated on the polyimide layer formed on one or both sides: the metal The metal laminate according to [9], wherein the polyimide layer in contact with the layer is a layer containing a cured product of the polyimide resin according to any one of [1] to [4].
[12] In [9] to [11], the resin layer of the metal laminate includes a layer containing a cured product of the polyimide resin according to any one of [1] to [4] impregnated in a glass cloth. The metal laminate according to the description.
[13] An adhesive sheet having at least one adhesive layer containing the polyimide resin according to any one of [1] to [4].
[14] The adhesive sheet according to [13], comprising a single layer containing the polyimide resin according to any one of [1] to [4].
[15] The adhesive sheet according to [13] or [14], having an adhesive layer containing the polyimide resin according to any one of [1] to [4] impregnated in a glass cloth.
本発明によれば、比較的低温の熱圧着条件で接着でき(低温接着能を有し)、かつ硬化後には高い半田耐熱性、寸法安定性を有するポリイミド樹脂組成物を提供できる。このため、ポリイミド樹脂組成物を、例えば、フレキシブルプリント基板用接着剤として好ましく適用できる。 According to the present invention, it is possible to provide a polyimide resin composition that can be bonded under relatively low temperature thermocompression bonding conditions (having low temperature bonding ability) and has high solder heat resistance and dimensional stability after curing. For this reason, a polyimide resin composition is preferably applicable as an adhesive for flexible printed circuit boards, for example.
1.ポリイミド樹脂
本発明のポリイミド樹脂は、比較的低温の接着温度領域では、低い弾性率を有することで良好な接着性を発現するとともに;高温領域で硬化した後には高い弾性率を有することで、優れた半田耐熱性、寸法安定性を発現する。
1. Polyimide resin The polyimide resin of the present invention exhibits good adhesiveness by having a low elastic modulus in a relatively low bonding temperature region; it has an excellent elastic modulus after being cured in a high temperature region. Excellent solder heat resistance and dimensional stability.
本発明のポリイミド樹脂は、少なくとも一般式(1)で表される構成単位(繰り返し単位)を有する。
一般式(1)で表される繰り返し単位は、一般式(7)で表されるジアミンと一般式(8)で表されるテトラカルボン酸二無水物から誘導される基で構成されている。
一般式(1)および(7)におけるX1〜X3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、直結、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、または−NHCO−を示し;得られるポリイミドに低温接着性を付与する点などから、−O−、−S−、−CO−であることが好ましい。非対称な連結基である−COO−や−NHCO−は、−C(=O)O−および−OC(=O)−、ならびに−NHC(=O)−および−C(=O)NH−を意味する。 X 1 to X 3 in the general formulas (1) and (7) may be the same as or different from each other, and are directly connected, —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C ( CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, —SO 2 —, or —NHCO— is shown; from the viewpoint of imparting low-temperature adhesion to the resulting polyimide, etc., —O—, —S—, — CO- is preferred. The asymmetrical linking group —COO— or —NHCO— represents —C (═O) O— and —OC (═O) —, and —NHC (═O) — and —C (═O) NH—. means.
一般式(1)および(7)におけるA1を含むイミド基は、フェニル環のいずれの炭素に結合していてもよいが;好ましくは、X2の結合位置に対して、パラ位またはメタ位に結合している。 The imide group containing A 1 in the general formulas (1) and (7) may be bonded to any carbon of the phenyl ring; however, preferably, the para position or the meta position with respect to the bonding position of X 2 Is bound to.
一般式(1)で表される繰り返し単位のB1を含むイミド基は、フェニル環のいずれの炭素に結合していてもよいが;好ましくは、X1またはX3の結合位置に対して、メタ位またはパラ位に結合している。 The imide group containing B 1 of the repeating unit represented by the general formula (1) may be bonded to any carbon of the phenyl ring; however, preferably, with respect to the bonding position of X 1 or X 3 Bonded to the meta or para position.
例えば、一般式(1)で表される繰り返し単位は、一般式(9)で示されるジアミンから合成される単位であることが好ましい。
一般式(1)、(7)および(9)におけるA1は、下記式で表される2価の基でありうる。
ここで、R1〜4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく;水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基から選ばれる。R5は、−O−、−S−、−CH2−、−C(CH3)2−、−CO−から選ばれる。R6は、水素原子、フェニル基から選ばれる。式(1−1)で示される基は、好ましくはR1およびR2が水素原子である式(1−4)で表され;式(1−2)で示される基は、好ましくはR3およびR4が水素原子であり、かつR5がメチレンである式(1−5)で表され;式(1−3)で示される基は、好ましくはR6が水素原子またはフェニル基である式(1−6)または式(1−7)で表される。
このように、一般式(1)におけるA1には、熱架橋性基が含まれることを特徴とする。一般式(1)におけるA1は、本発明のポリイミドに求められる物性によって、適宜選択されうる。例えば本発明のポリイミド樹脂には、溶媒への溶解性や、樹脂の加工条件に適した架橋性能が求められることがある。特に、樹脂の加工条件に合わせて適切な温度で架橋する基を選択する必要がある。例えば、式(1−4)で示される基の場合には、低温条件で架橋するポリイミドとなるため、低温加工しやすく;式(1−7)で示される基の場合には、高温条件で架橋するポリイミドとなるため、高温加工しやすい。 Thus, A 1 in the general formula (1) is characterized by containing a thermally crosslinkable group. A 1 in the general formula (1) can be appropriately selected depending on the physical properties required for the polyimide of the present invention. For example, the polyimide resin of the present invention may be required to have solubility in a solvent and crosslinking performance suitable for the processing conditions of the resin. In particular, it is necessary to select a group that crosslinks at an appropriate temperature according to the processing conditions of the resin. For example, in the case of the group represented by the formula (1-4), since it becomes a polyimide that crosslinks at low temperature conditions, it is easy to process at low temperature; in the case of the group represented by the formula (1-7), Since it becomes a cross-linked polyimide, it is easy to process at high temperature.
一方、一般式(1)および(8)におけるB1は、下記式で表される4価の基から選ばれる。下記式におけるY1〜Y6はそれぞれ、単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−または−NHCO−である。非対称な連結基である−COO−や−NHCO−は、−C(=O)O−および−OC(=O)−、ならびに−NHC(=O)−および−C(=O)NH−を意味する。
一般式(1)におけるB1は、一般式(8)で表されるテトラカルボン酸二無水物から誘導される4価の基でありうる。一般式(8)で表されるテトラカルボン酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2-ビス〔(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物などが含まれる。なかでも、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物などであることが好ましい。 B 1 in the general formula (1) may be a tetravalent group derived from a tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (8). Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (8) include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, bis (3,4-di Carboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3, 4-Dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-Dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-di Carboxymethyl aminophenoxy) biphenyl dianhydride, and the like 2,2-bis [(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride. Of these, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride and the like are preferable.
ポリイミド樹脂における一般式(1)で表される構成単位のうちの一部の構成単位におけるテトラカルボン酸ユニットは、一般式(8)で表されるテトラカルボン酸二無水物以外の他のテトラカルボン酸二無水物から誘導されるユニットであってもよい。ポリイミド樹脂には、他のテトラカルボン酸二無水物から誘導されるユニットが、一種以上または二種以上含まれていてもよい。それにより、ポリイミド樹脂の性能の改良や改質をすることができる。 The tetracarboxylic acid unit in a part of the structural units represented by the general formula (1) in the polyimide resin is a tetracarboxylic acid other than the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (8). It may be a unit derived from an acid dianhydride. One or more or two or more units derived from other tetracarboxylic dianhydrides may be contained in the polyimide resin. Thereby, the performance of polyimide resin can be improved or modified.
他のテトラカルボン酸二無水物の例には、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、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、1,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、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、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が含まれる。これらの他のテトラカルボン酸二無水物は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの他のテトラカルボン酸二無水物の芳香環上の水素原子の一部または全てを、フルオロ基またはトリフルオロメチル基からなる群から選ばれる基で置換したテトラカルボン酸二無水物であってもよい。 Examples of other tetracarboxylic dianhydrides include ethylenetetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyl Phenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3, 6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like are included. These other tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more. In addition, a tetracarboxylic dianhydride in which some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of these other tetracarboxylic dianhydrides are substituted with a group selected from the group consisting of a fluoro group or a trifluoromethyl group. There may be.
また、一般式(1)で表される繰り返し単位を有するポリイミドには、所望の物理的性質等を損なわない範囲で、一般式(1)で表される繰り返し単位以外の繰り返し単位が一種以上含まれていてもよい。それにより、ポリイミド樹脂の性能の改良や改質をすることができる。他のポリイミド単位は、共重合成分として含まれていてもよく、ブレンドされた他のポリイミドとして含まれていてもよい。 In addition, the polyimide having the repeating unit represented by the general formula (1) includes one or more repeating units other than the repeating unit represented by the general formula (1) as long as desired physical properties and the like are not impaired. It may be. Thereby, the performance of polyimide resin can be improved or modified. Other polyimide units may be included as a copolymerization component or may be included as other blended polyimides.
ポリイミド樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリイミド以外の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含んでもよい。 The polyimide resin may contain a thermoplastic resin or a thermosetting resin other than polyimide as long as the object of the present invention is not impaired.
熱可塑性樹脂の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、PTFE、セルロイド、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、変性ポリフェニレンオキシドおよびポリイミドなどが含まれる。熱硬化性樹脂の例には、熱硬化性ポリブタジエン、ホルムアルデヒド樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン、シリコン樹脂、SBR、NBR、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリシアネート、フェノール樹脂およびポリビスマレイミドなどが含まれる。これらの樹脂を、目的に応じて単独または二種以上をブレンドまたはアロイ化して用いてもよい。複数種の樹脂をブレンドまたはアロイ化する方法は、特に限定されず、公知の方法を適用できる。 Examples of thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polybutadiene, polystyrene, polyvinyl acetate, ABS resin, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene oxide, polycarbonate, PTFE, celluloid, polyarylate, Examples include polyether nitrile, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ketone, polyphenylene sulfide, polyamide imide, polyether imide, modified polyphenylene oxide, and polyimide. Examples of the thermosetting resin include thermosetting polybutadiene, formaldehyde resin, amino resin, polyurethane, silicone resin, SBR, NBR, unsaturated polyester, epoxy resin, polycyanate, phenol resin, and polybismaleimide. These resins may be used alone or in combination of two or more according to the purpose. A method of blending or alloying a plurality of types of resins is not particularly limited, and a known method can be applied.
ポリイミド樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに他の成分を含んでもよい。たとえば、熱処理により進行するポリイミド樹脂の架橋反応速度を制御する(促進または抑制する)ため、ガリウム、ゲルマニウム、インジウムまたは鉛を含有する金属触媒;モリブデン、マンガン、ニッケル、カドミウム、コバルト、クロム、鉄、銅、錫または白金等を含む遷移金属触媒;リン化合物、珪素化合物、窒素化合物、硫黄化合物などを含んでもよい。また、架橋反応速度を制御するため、ポリイミド樹脂に、赤外線や紫外線、α、βおよびγ線等の放射線、電子線またはX線等を照射したり、プラズマ処理、ドーピング処理等を施したりしてもよい。 The polyimide resin may further contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. For example, a metal catalyst containing gallium, germanium, indium or lead to control (accelerate or suppress) the crosslinking reaction rate of the polyimide resin that proceeds by heat treatment; molybdenum, manganese, nickel, cadmium, cobalt, chromium, iron, Transition metal catalysts containing copper, tin, platinum or the like; phosphorus compounds, silicon compounds, nitrogen compounds, sulfur compounds and the like may also be included. In addition, in order to control the crosslinking reaction rate, the polyimide resin is irradiated with radiation such as infrared rays, ultraviolet rays, α, β and γ rays, electron beams or X-rays, plasma treatment, doping treatment, etc. Also good.
ポリイミド樹脂は、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに充填剤や添加剤を含んでもよい。充填剤または添加剤の例には、グラファイト、カーボランダム、ケイ石粉、二硫化モリブデン、フッ素系樹脂などの耐摩耗性向上剤;三酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の難燃性向上剤;クレー、マイカ等の電気的特性向上剤;アスベスト、シリカ、グラファイト等の耐トラッキング向上剤;硫酸バリウム、シリカ、メタケイ酸カルシウム等の耐酸性向上剤;鉄粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、銅粉等の熱伝導度向上剤;その他ガラスビーズ、ガラス球、タルク、ケイ藻土、アルミナ、シラスバルン、水和アルミナ、金属酸化物、着色料及び顔料等が含まれる。これらの充填剤または添加剤は、単独または二種以上を組み合わせて用いてもよい。 The polyimide resin may further contain a filler or an additive as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of fillers or additives include wear resistance improvers such as graphite, carborundum, silica stone powder, molybdenum disulfide, and fluorine resins; flame retardant improvers such as antimony trioxide, magnesium carbonate, and calcium carbonate; Electrical property improvers such as clay and mica; Tracking resistance improvers such as asbestos, silica and graphite; Acid resistance improvers such as barium sulfate, silica and calcium metasilicate; Iron powder, zinc powder, aluminum powder, copper powder, etc. In addition, glass beads, glass spheres, talc, diatomaceous earth, alumina, shirasu balun, hydrated alumina, metal oxides, colorants and pigments are included. These fillers or additives may be used alone or in combination of two or more.
ポリイミド樹脂組成物を、フレキシブル回路基板用の積層体の接着層として、または接着シートの接着樹脂層として用いる場合には、ポリイミド樹脂組成物のガラス転移温度を100℃以上300℃以下とすることが好ましい。特に、低温接着性を高めるには、ポリイミド樹脂組成物のガラス転移温度を、100℃以上240℃以下とすることがより好ましく、100℃以上200℃以下とすることがさらに好ましい。 When the polyimide resin composition is used as an adhesive layer of a laminate for a flexible circuit board or an adhesive resin layer of an adhesive sheet, the glass transition temperature of the polyimide resin composition may be 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. preferable. In particular, in order to improve low temperature adhesiveness, the glass transition temperature of the polyimide resin composition is more preferably 100 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and further preferably 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
ポリイミド樹脂組成物の可塑化時弾性率は、1×103Pa以上1×107Pa以下であることが好ましく;さらには、被着体に対する埋め込み性を高めて、良好な接着性を得るために、1×104Pa以上1×106Pa以下であることがより好ましい。 The elastic modulus at the time of plasticization of the polyimide resin composition is preferably 1 × 10 3 Pa or more and 1 × 10 7 Pa or less; moreover, to improve the embeddability to the adherend and obtain good adhesiveness More preferably, the pressure is 1 × 10 4 Pa or more and 1 × 10 6 Pa or less.
可塑化時弾性率は、例えば以下のように測定される。ポリイミド樹脂組成物の前駆体ワニスをフィルムキャスト後、240℃で30分焼成することにより未架橋フィルムを得る。得られた未架橋フィルムの弾性率を、ティー・エイ・インスツルメント社製RSA−IIIを用いて、窒素雰囲気下、引張モード、1Hzにて、400℃まで測定する。この温度範囲で観測した弾性率の最低値を、可塑化時弾性率(E’min)とする。 The elastic modulus at the time of plasticization is measured as follows, for example. An uncrosslinked film is obtained by baking the precursor varnish of the polyimide resin composition at 240 ° C. for 30 minutes after film casting. The elastic modulus of the obtained uncrosslinked film is measured up to 400 ° C. in a tensile mode and 1 Hz in a nitrogen atmosphere using RSA-III manufactured by TA Instruments. The minimum value of the elastic modulus observed in this temperature range is defined as the elastic modulus during plasticization (E'min).
従来のポリイミド樹脂組成物、例えばポリイミドとビスマレイミド化合物とを含む樹脂組成物では、比較的低温の温度領域において低弾性率を示すとともに、加熱されて架橋することである程度の弾性率の向上が達成されていた。しかしながら、ビスマレイミド化合物を組み合わせた場合には、ビスマレイミド化合物同士が架橋し、ポリイミド自体は架橋しない。これに対して、本発明のポリイミド樹脂では、ポリイミド同士が架橋構造を形成するために、効率的に弾性率やCTE、架橋後のガラス転移温度などの物性が変化しうる。 Conventional polyimide resin compositions, for example, resin compositions containing polyimide and a bismaleimide compound, exhibit a low elastic modulus in a relatively low temperature range, and achieve a certain degree of elastic modulus improvement by heating and crosslinking. It had been. However, when a bismaleimide compound is combined, the bismaleimide compounds are cross-linked and the polyimide itself is not cross-linked. On the other hand, in the polyimide resin of the present invention, since polyimides form a crosslinked structure, physical properties such as elastic modulus, CTE, and glass transition temperature after crosslinking can be changed efficiently.
また、本発明のポリイミド樹脂のポリイミドは、繰り返し単位に熱架橋性基を含むので、分子末端だけに架橋性基を導入した場合に比べて、導入された架橋性基の数が多い。よって、非常に高い架橋密度を達成しうる。 Moreover, since the polyimide of the polyimide resin of the present invention contains a thermally crosslinkable group in the repeating unit, the number of introduced crosslinkable groups is larger than when a crosslinkable group is introduced only at the molecular end. Thus, a very high crosslink density can be achieved.
さらには、ビスマレイミド化合物のような低分子化合物を含まないために、高温での製造プロセスにおける低分子化合物の揮発による製造ラインの汚染が生じない。 Furthermore, since it does not contain a low molecular compound such as a bismaleimide compound, the production line is not contaminated by the volatilization of the low molecular compound in the manufacturing process at a high temperature.
これらの結果、本発明のポリイミド樹脂を金属積層体の金属層と接する樹脂層に適用すると、樹脂層と金属層とを比較的低温で良好に接着でき;かつ高温で接着させて硬化した後の樹脂層の変形や寸法変化が、効果的に抑制される。 As a result, when the polyimide resin of the present invention is applied to the resin layer in contact with the metal layer of the metal laminate, the resin layer and the metal layer can be bonded well at a relatively low temperature; The deformation and dimensional change of the resin layer are effectively suppressed.
2.ポリアミド酸ワニス
本発明のポリアミド酸ワニスは、前記ポリイミド樹脂の前駆体を含むワニスである。ポリアミド酸ワニスは、一般式(4)で表される構成単位(繰り返し単位)を含むポリアミド酸と、必要に応じて溶媒とを含む。
一般式(4)におけるA1、B1及びX1〜X3は、一般式(1)におけるA1、B1及びX1〜X3と同様に定義される。 Formula A 1 in (4), B 1 and X 1 to X 3 are defined as in A 1, B 1 and X 1 to X 3 in the general formula (1).
0.5g/dlの濃度のポリアミド酸を含むN,N-ジメチルアセトアミド溶液の対数粘度ηinhは、0.2〜2.0dl/gであることが好ましく;0.3〜1.0dl/gであることがより好ましく;0.4〜0.9dl/gであることがさらに好ましい。対数粘度ηinhは、例えば、ウベローデ粘度管を用いて測定できる。 The logarithmic viscosity ηinh of the N, N-dimethylacetamide solution containing polyamic acid at a concentration of 0.5 g / dl is preferably 0.2 to 2.0 dl / g; 0.3 to 1.0 dl / g More preferably, it is more preferably 0.4 to 0.9 dl / g. The logarithmic viscosity ηinh can be measured using, for example, an Ubbelohde viscosity tube.
ポリアミド酸の対数粘度が上記範囲内であると、フィルムや金属積層体の製造する際のポリアミド酸ワニスの塗布工程において、塗膜厚みを均一にし易くなる。また、ポリアミド酸ワニスの塗膜をイミド化して得られる樹脂組成物の強度を高めることができ、フィルムや金属積層体として成形し易くなる。 When the logarithmic viscosity of the polyamic acid is within the above range, it becomes easy to make the thickness of the coating film uniform in the polyamic acid varnish coating process when a film or a metal laminate is produced. Moreover, the intensity | strength of the resin composition obtained by imidating the coating film of a polyamic-acid varnish can be raised, and it becomes easy to shape | mold as a film or a metal laminated body.
ポリアミド酸ワニスは、ポリアミド酸と他の成分とを均一に混合したり、適切な粘度に調整したりするため、溶媒を含むことが好ましい場合がある。溶媒は、特に制限されないが、非プロトン性極性溶媒であることが好ましく、非プロトン性アミド系溶媒であることがより好ましい。非プロトン性アミド系溶媒の例には、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンなどが含まれる。 The polyamic acid varnish may preferably contain a solvent in order to uniformly mix the polyamic acid and other components or to adjust the viscosity to an appropriate viscosity. The solvent is not particularly limited, but is preferably an aprotic polar solvent, and more preferably an aprotic amide solvent. Examples of aprotic amide solvents include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1, 3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like are included.
ポリアミド酸ワニスは、必要に応じて、さらに他の溶媒を含んでもよい。このような他の溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、o-クロロトルエン、m-クロロトルエン、p-クロロトルエン、o-ブロモトルエン、m-ブロモトルエン、p-ブロモトルエン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン等が含まれる。これらの他の溶媒は、単独で含まれてもよいし、2種以上含まれてもよい。 The polyamic acid varnish may further contain another solvent as necessary. Examples of such other solvents include benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromo. Toluene, p-bromotoluene, chlorobenzene, bromobenzene and the like are included. These other solvents may be contained alone or in combination of two or more.
本発明のポリアミド酸ワニスの、E型粘度計により測定された25℃での粘度は、特に制限されないが、塗布厚みを制御し易い等の点から、100〜20000mPa・Sの範囲であることが好ましい。 The viscosity of the polyamic acid varnish of the present invention at 25 ° C. measured with an E-type viscometer is not particularly limited, but it should be in the range of 100 to 20000 mPa · S from the viewpoint of easy control of the coating thickness. preferable.
ポリアミド酸ワニスは、前記ポリイミド樹脂と同様に、必要に応じて、他の任意成分を含んでもよい。 The polyamic acid varnish may contain other optional components as necessary, like the polyimide resin.
3.ポリイミド樹脂組成物の製造方法
ポリイミド樹脂組成物の製造方法は、一般式(4)で表される繰り返し単位を含むポリアミド酸を加熱してイミド化して得られうる。一般式(4)で表される繰り返し単位を含むポリアミド酸は、例えば上記一般式(7)で表されるジアミンと、上記一般式(8)で表されるテトラカルボン酸二無水物とを、重縮合反応させることにより得られる。重縮合反応におけるジアミンとテトラカルボン酸二無水物との仕込み比は、下記式(A)を満たすことが好ましい。
M1:M2=0.900〜1.00:1.00 …式(A)
(M1:テトラカルボン酸二無水物のモル数、M2:ジアミンのモル数)
3. The manufacturing method of a polyimide resin composition The manufacturing method of a polyimide resin composition may be obtained by heating and imidizing the polyamic acid containing the repeating unit represented by General formula (4). The polyamic acid containing the repeating unit represented by the general formula (4) includes, for example, a diamine represented by the general formula (7) and a tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (8). It can be obtained by polycondensation reaction. The charge ratio of diamine to tetracarboxylic dianhydride in the polycondensation reaction preferably satisfies the following formula (A).
M1: M2 = 0.000 to 1.00: 1.00 Formula (A)
(M1: number of moles of tetracarboxylic dianhydride, M2: number of moles of diamine)
M1:M2は、0.92〜1.00:1.00であることが好ましく;0.95〜1.00:1.00であることがより好ましく;0.97〜1.00:1.00であることがさらに好ましい。前記仕込み比を、このような範囲にすることで分子量を調整し、ポリイミドの特性を十分に引き出すことができ、また取扱いも容易になる。 M1: M2 is preferably 0.92 to 1.00: 1.00; more preferably 0.95 to 1.00: 1.00; 0.97 to 1.00: 1. More preferably, it is 00. By adjusting the charging ratio in such a range, the molecular weight can be adjusted, the characteristics of the polyimide can be sufficiently extracted, and the handling becomes easy.
また、M1:M2=1の場合を除いて、仕込み比を上記範囲に設定すると、酸無水物基が完全に消費されて、ポリイミドの分子末端がアミノ基となる。この分子末端のアミノ基は、一般式(10)で示される化合物との反応により、末端封止されていることが好ましい。
一般式(10)におけるDは、特に制限されないが、下記式で表される基から選ばれることが好ましい。
ここで、R1〜4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基から選ばれる。R5は、−O−、−S−、−CH2−、−C(CH3)2−、−CO−から選ばれる。R6は水素原子、フェニル基から選ばれる。 Here, R1-4 are each independently selected from a hydrogen atom, a halogen atom, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 5 is selected from —O—, —S—, —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, and —CO—. R 6 is selected from a hydrogen atom and a phenyl group.
ポリアミド酸の分子末端が封止されていると、脱水閉環して得られるポリイミドの末端基(特に、末端アミノ基)とポリイミド分子構造中のカルボニル基との反応を抑制することができる。当該反応を抑制することで、ポリイミド樹脂を加熱して可塑化するとき(つまり、低温時)の樹脂の弾性率を、十分に下げることができる。そのため例えば、ポリイミド樹脂組成物を金属箔に積層して金属積層板を得るために加熱すると、加熱されたポリイミド樹脂組成物が金属箔の凹凸に効率よく埋め込まれ、高い接着性を得ることができる。また、上記の末端基は架橋反応性も有している。そのため、ポリイミド樹脂組成物の硬化物の弾性率を高めて、かつ線膨張係数を低減させることもできる。 When the molecular terminal of the polyamic acid is sealed, the reaction between the terminal group (especially terminal amino group) of the polyimide obtained by dehydration and ring closure and the carbonyl group in the polyimide molecular structure can be suppressed. By suppressing the reaction, the elastic modulus of the resin when the polyimide resin is heated and plasticized (that is, at a low temperature) can be sufficiently lowered. Therefore, for example, when a polyimide resin composition is laminated on a metal foil and heated to obtain a metal laminate, the heated polyimide resin composition is efficiently embedded in the irregularities of the metal foil, and high adhesion can be obtained. . Moreover, said terminal group also has crosslinking reactivity. Therefore, the elastic modulus of the cured product of the polyimide resin composition can be increased and the linear expansion coefficient can be reduced.
ポリアミド酸を加熱してイミド化するには、まず、一般式(4)で表される構成単位(繰り返し単位)に含まれる熱架橋性基の架橋反応が生じない程度の温度で溶媒を除去し;さらに、ポリアミド酸をイミド化(閉環)させる。イミド化のための加熱温度は、例えば100〜300℃程度であり、加熱時間は、例えば3分〜12時間程度である。イミド化は、通常、大気圧で十分で行うが、加圧下で行なってもよい。イミド化させるときの雰囲気は、特に制限されないが、通常、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等であり、不活性気体である窒素やアルゴンであることが好ましい。 To imidize by heating the polyamic acid, first, the solvent is removed at a temperature at which the crosslinking reaction of the thermally crosslinkable group contained in the structural unit (repeating unit) represented by the general formula (4) does not occur. Further, the polyamic acid is imidized (ring closure). The heating temperature for imidization is, for example, about 100 to 300 ° C., and the heating time is, for example, about 3 minutes to 12 hours. The imidization is usually performed at atmospheric pressure, but may be performed under pressure. The atmosphere when imidizing is not particularly limited, but is usually air, nitrogen, helium, neon, argon, or the like, preferably nitrogen or argon which is an inert gas.
4.ポリイミド樹脂の用途
本発明のポリイミド樹脂は、種々の用途に用いられるが、低温接着性や高温加工時の寸法安定性が求められる用途、例えばドライフィルム、接着シート、金属積層体等に好適に適用されうる。
4). Use of polyimide resin The polyimide resin of the present invention is used in various applications, but is suitably applied to applications requiring low temperature adhesion and dimensional stability during high temperature processing, such as dry films, adhesive sheets, metal laminates, etc. Can be done.
1)ドライフィルム
本発明のドライフィルムは、本発明のポリイミド樹脂を含む。ドライフィルムは、例えば基板上に前記ポリアミド酸ワニスを塗布し、脱溶媒およびイミド化した後、得られたフィルムを基板から剥離することにより得られる。ポリアミド酸ワニスの脱溶媒およびイミド化は、特に制限はないが、減圧下あるいは窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
1) Dry film The dry film of the present invention contains the polyimide resin of the present invention. The dry film can be obtained, for example, by applying the polyamic acid varnish on a substrate, removing the solvent and imidizing, and then peeling the obtained film from the substrate. Solvent removal and imidation of the polyamic acid varnish are not particularly limited, but are preferably performed under reduced pressure or in an inert atmosphere such as nitrogen, helium, or argon.
加熱温度は、前述の通り、ポリアミド酸の繰り返し単位に含まれる熱架橋性基が架橋反応しない温度であって、溶媒の沸点以上かつイミド化反応が進行する温度であればよい。例えば、非プロトン系アミド溶媒中で合成されたポリアミド酸である場合、脱溶媒およびイミド化させる際の加熱温度は、100〜300℃程度であればよく、加熱時間は、特に制限はないが、通常3分〜12時間程度であればよい。 As described above, the heating temperature is a temperature at which the thermally crosslinkable group contained in the repeating unit of the polyamic acid does not undergo a crosslinking reaction, and may be a temperature at which the imidization reaction proceeds at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent. For example, in the case of a polyamic acid synthesized in an aprotic amide solvent, the heating temperature for desolvation and imidization may be about 100 to 300 ° C., and the heating time is not particularly limited, Usually, it may be about 3 minutes to 12 hours.
ポリアミド酸ワニスを塗布する基板の例には、金属箔、ガラス等の無機基板;各種樹脂フィルムなどが含まれる。ポリアミド酸ワニスの塗膜の厚みは、ポリアミド酸ワニスの固形分濃度にもよるが、脱溶媒、イミド化後のフィルム厚みが1mm以下となるように調整されることが好ましい。 Examples of the substrate on which the polyamic acid varnish is applied include inorganic substrates such as metal foil and glass; various resin films and the like. The thickness of the coating film of the polyamic acid varnish is preferably adjusted so that the film thickness after solvent removal and imidization is 1 mm or less, although it depends on the solid content concentration of the polyamic acid varnish.
ポリアミド酸ワニスの塗布手段の例には、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター、ディップコーター、スプレーコーター、コンマコーター、カーテンコーター、バーコーター等の一般的な塗布手段が含まれる。これらの塗布手段は、ポリアミド酸ワニスの粘度や塗膜厚さに応じて、適宜選択される。 Examples of the means for applying the polyamic acid varnish include general application means such as a roll coater, a die coater, a gravure coater, a dip coater, a spray coater, a comma coater, a curtain coater, and a bar coater. These application means are appropriately selected depending on the viscosity of the polyamic acid varnish and the coating film thickness.
ポリアミド酸ワニスの乾燥手段の例には、電気加熱あるいはオイル加熱した熱風、赤外線等を熱源としたロールサポート、エアーフロート方式の乾燥炉などが含まれる。ポリイミド樹脂の変質や、金属箔の酸化による変色などを防止するため、乾燥雰囲気を空気以外の窒素、アルゴン、水素等のガスで置換してもよい。 Examples of the means for drying the polyamic acid varnish include electric heating or oil heated hot air, a roll support using infrared rays as a heat source, an air float type drying furnace, and the like. In order to prevent deterioration of the polyimide resin or discoloration due to oxidation of the metal foil, the dry atmosphere may be replaced with a gas other than air, such as nitrogen, argon, or hydrogen.
2)接着シート
本発明の接着シートは、本発明のポリイミド樹脂を含む接着層を有する。さらに、接着シートは、基材樹脂フィルムと、その片面または両面に形成された接着層とを有し、接着層に本発明のポリイミド樹脂が含まれることが好ましい。
2) Adhesive sheet The adhesive sheet of this invention has the contact bonding layer containing the polyimide resin of this invention. Furthermore, the adhesive sheet preferably has a base resin film and an adhesive layer formed on one or both sides thereof, and the adhesive layer preferably contains the polyimide resin of the present invention.
基材樹脂フィルムは特に制限されないが、ポリイミドフィルムであることが好ましい。ポリイミドフィルムの例には、非熱可塑性ポリイミドの前駆体ワニスを塗布、乾燥して得られるフィルム、市販の非熱可塑性ポリイミドフィルムなどが含まれる。具体的には、ユーピレックスS、ユーピレックスSGA、ユーピレックスSN(宇部興産株式会社製、登録商標/商品名)、カプトンH、カプトンV、カプトンEN(東レ・デュポン株式会社製、登録商標/商品名)、アピカルAH、アピカルNPI、アピカルHP((株)カネカ製、登録商標/商品名)などが含まれる。 The base resin film is not particularly limited, but is preferably a polyimide film. Examples of the polyimide film include a film obtained by applying and drying a non-thermoplastic polyimide precursor varnish, a commercially available non-thermoplastic polyimide film, and the like. Specifically, Upilex S, Upilex SGA, Upilex SN (manufactured by Ube Industries, registered trademark / product name), Kapton H, Kapton V, Kapton EN (manufactured by Toray DuPont, registered trademark / product name), Apical AH, Apical NPI, Apical HP (manufactured by Kaneka Corporation, registered trademark / trade name) and the like are included.
接着シートは、例えば、基材樹脂フィルム上に、ポリアミド酸ワニスを塗布・乾燥および必要に応じてイミド化することにより得られる。塗布、乾燥の手法は、ドライフィルムの場合と同様にして行うことができる。接着層の厚みは、1mm以下であることが好ましい。 The adhesive sheet is obtained, for example, by applying a polyamic acid varnish on a base resin film, drying, and imidizing as necessary. The method of application | coating and drying can be performed similarly to the case of a dry film. The thickness of the adhesive layer is preferably 1 mm or less.
本発明の接着シートは、本発明のポリイミド樹脂を含む単層からなるドライフィルムをであってもよい。単層の接着シートは、製造コストが低減されうる。 The adhesive sheet of the present invention may be a dry film composed of a single layer containing the polyimide resin of the present invention. The manufacturing cost of the single-layer adhesive sheet can be reduced.
本発明の接着シートは、ガラスクロスに含浸されたポリイミド樹脂を含む層を有していてもよい。ガラスクロスにポリイミド樹脂を含浸させることで、より高い弾性率やより低いCTEが得られる。 The adhesive sheet of the present invention may have a layer containing a polyimide resin impregnated in a glass cloth. By impregnating a glass cloth with a polyimide resin, a higher elastic modulus and a lower CTE can be obtained.
3)金属積層体
本発明の金属積層体は、金属層と樹脂層とを有し;樹脂層の少なくとも一層が、本発明のポリイミド樹脂の硬化物を含む層である。
3) Metal laminate The metal laminate of the present invention has a metal layer and a resin layer; at least one layer of the resin layer is a layer containing a cured product of the polyimide resin of the present invention.
金属積層体の金属層は、特に限定されないが、銅、銅合金、ステンレス鋼、ステンレス鋼の合金、ニッケル、ニッケル合金(42合金も含む)、アルミニウムおよびアルミニウム合金等から選ばれる金属であることが好ましい。なかでも、金属層は、銅、銅合金、またはステンレス箔であることがより好ましい。金属層は、金属箔であってもよいし、スパッタ法等により樹脂層上に形成されたものであってもよい。 The metal layer of the metal laminate is not particularly limited, but may be a metal selected from copper, copper alloy, stainless steel, stainless steel alloy, nickel, nickel alloy (including 42 alloy), aluminum, aluminum alloy, and the like. preferable. Especially, it is more preferable that a metal layer is copper, a copper alloy, or stainless steel foil. The metal layer may be a metal foil or may be formed on the resin layer by a sputtering method or the like.
金属積層体の金属層の厚みは、リール状で使用できる厚みであれば特に制限はないが、0.1μm以上150μm以下であることが好ましく;2μm以上150μm以下であることがより好ましく;3μm以上50μm以下であることがさらに好ましく;3μm以上35μm以下であることがよりさらに好ましく;3μm以上12μm以下であることが最も好ましい。 The thickness of the metal layer of the metal laminate is not particularly limited as long as it can be used in a reel shape, but is preferably 0.1 μm or more and 150 μm or less; more preferably 2 μm or more and 150 μm or less; 3 μm or more More preferably, it is 50 μm or less; more preferably 3 μm or more and 35 μm or less; and most preferably 3 μm or more and 12 μm or less.
金属積層体の樹脂層は、ポリイミド層であることが好ましい。樹脂層は、単層であってもよいし、多層であってもよい。樹脂層が多層のポリイミド層である場合、隣接するポリイミド層の成分は、互いに異なることが好ましい。隣接するポリイミド層の成分が互いに異なるとは、具体的には、モノマーの成分や組成が異なることをいう。また、単層のポリイミド層、または多層のポリイミド層のうちの少なくとも一層は、2種以上の異なるポリイミドからなる樹脂組成物(混合物)を含んでもよい。 The resin layer of the metal laminate is preferably a polyimide layer. The resin layer may be a single layer or a multilayer. When the resin layer is a multilayer polyimide layer, the components of the adjacent polyimide layers are preferably different from each other. That the components of the adjacent polyimide layers are different from each other specifically means that the components and compositions of the monomers are different. In addition, at least one of the single-layer polyimide layer or the multilayer polyimide layer may include a resin composition (mixture) made of two or more different polyimides.
金属積層体の樹脂層が多層のポリイミド層である場合には、例えば、ポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルムの片面または両面に形成されたポリイミド層とを有する。このうち金属層と接するポリイミド層が、本発明のポリイミド樹脂の硬化物を含む層であることが好ましい。本発明のポリイミド樹脂の硬化物とは、具体的には、ポリイミド樹脂の一般式(1)で表される構成単位に含まれる熱架橋性基を架橋反応させて得られる硬化物であることが好ましい。本発明のポリイミド樹脂の硬化物を含む層は、金属層との密着性に優れる。 When the resin layer of the metal laminate is a multilayer polyimide layer, for example, it has a polyimide film and a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film. Of these, the polyimide layer in contact with the metal layer is preferably a layer containing a cured product of the polyimide resin of the present invention. Specifically, the cured product of the polyimide resin of the present invention is a cured product obtained by crosslinking reaction of the thermally crosslinkable group contained in the structural unit represented by the general formula (1) of the polyimide resin. preferable. The layer containing the cured product of the polyimide resin of the present invention is excellent in adhesion to the metal layer.
金属層に接するポリイミド層の厚さは、0.1μm以上20μm以下であることが好ましく;0.1μm以上10μm以下であることがより好ましく;0.1μm以上5μm以下であることがさらに好ましい。ポリイミド層の総厚みが大きくなりすぎると、剛性が高くなるため、耐折性などが要求される用途には適さず;一方、薄すぎると絶縁性やハンドリング性が低下する。このため、金属積層体の樹脂層の総厚みは、3μm以上75μm以下であることが好ましく、10μm以上45μm以下であることがより好ましい。ポリイミド層の厚みが上記範囲内にあると、金属積層体は、絶縁性、柔軟性、作業性に優れ、かつ低コストである傾向がある。 The thickness of the polyimide layer in contact with the metal layer is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less; more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less; and further preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less. If the total thickness of the polyimide layer becomes too large, the rigidity becomes high, so that it is not suitable for applications requiring folding resistance and the like; on the other hand, if it is too thin, the insulating properties and handling properties are lowered. For this reason, the total thickness of the resin layer of the metal laminate is preferably 3 μm or more and 75 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 45 μm or less. When the thickness of the polyimide layer is within the above range, the metal laminate tends to be excellent in insulation, flexibility and workability and at low cost.
金属積層体の樹脂層におけるポリイミドフィルムは、前述のポリイミドフィルムと同様のものが用いられる。ポリイミドフィルムとして、市販の非熱可塑性ポリイミドフィルムを用いる場合、フィルム厚さは通常3μm以上75μm以下であり、好ましくは7.5μm以上40μm以下である。ポリイミドフィルムとして、非熱可塑性ポリイミドの前駆体ワニスを塗布乾燥させて得られるフィルムを用いる場合には、フィルム厚さは0.1μm以上40μm以下;好ましくは0.5μm以上25μm以下;さらに好ましくは0.5μm以上16μm以下である。これらのポリイミドフィルムの表面には、プラズマ処理、コロナ放電処理等を施してもよい。 The polyimide film in the resin layer of the metal laminate is the same as the polyimide film described above. When a commercially available non-thermoplastic polyimide film is used as the polyimide film, the film thickness is usually 3 μm or more and 75 μm or less, preferably 7.5 μm or more and 40 μm or less. When a film obtained by applying and drying a precursor varnish of non-thermoplastic polyimide is used as the polyimide film, the film thickness is 0.1 μm or more and 40 μm or less; preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less; more preferably 0 .5 μm or more and 16 μm or less. The surface of these polyimide films may be subjected to plasma treatment, corona discharge treatment or the like.
金属積層体の樹脂層は、本発明のポリイミド樹脂からなる単層であってもよい。樹脂層が単層であれば、製造コストが大幅に低減される。また、金属積層体の樹脂層は、ガラスクロスに含浸させた本発明のポリイミド樹脂の硬化物を含む層を有していてもよい。 The resin layer of the metal laminate may be a single layer made of the polyimide resin of the present invention. If the resin layer is a single layer, the manufacturing cost is greatly reduced. Moreover, the resin layer of a metal laminated body may have a layer containing the hardened | cured material of the polyimide resin of this invention which impregnated the glass cloth.
本発明のポリイミド金属積層体は、特に制限されないが、例えば以下の方法により製造されうる。
(1)本発明のポリイミド樹脂を含むドライフィルムと金属箔とを加熱圧着する方法。
(2)本発明のポリアミド酸ワニス(ポリイミド前駆体ワニス)を金属箔上に塗布・乾燥し、さらにイミド化する方法。
Although the polyimide metal laminated body of this invention is not restrict | limited in particular, For example, it can be manufactured with the following method.
(1) A method of thermocompression bonding a dry film containing the polyimide resin of the present invention and a metal foil.
(2) A method of applying and drying the polyamic acid varnish (polyimide precursor varnish) of the present invention on a metal foil and further imidizing.
(1)で用いられるドライフィルムは、単層のポリイミド層を有していても、多層のポリイミド層を有していてもよい。ドライフィルムが多層のポリイミド層を有する場合、少なくとも金属箔と接するポリイミド層が、本発明のポリイミド樹脂を含んでいればよい。 The dry film used in (1) may have a single-layer polyimide layer or a multilayer polyimide layer. When the dry film has a multilayer polyimide layer, at least the polyimide layer in contact with the metal foil only needs to contain the polyimide resin of the present invention.
(1)の方法における、加熱圧着の方法の例には、オイル等を熱媒とした加熱または誘電加熱により熱せられた金属ロール、またはその金属ロール表面をゴム等でライニングしたロール同士の間で、ラミネートする方法;熱プレスする方法などが含まれる。ラミネートする方法は、連続したロール品の製造に適しており;熱プレスする方法は、カットシート状の枚葉品の製造に適しており、用途に応じて適宜選択されうる。 Examples of the method of thermocompression bonding in the method of (1) include a metal roll heated by heating or dielectric heating using oil or the like, or between rolls whose surfaces are lined with rubber or the like. And laminating method; hot pressing method and the like. The method of laminating is suitable for the production of continuous roll products; the method of hot pressing is suitable for the production of cut sheet-like single sheets, and can be appropriately selected depending on the application.
加熱圧着時の雰囲気ガスは、例えば、空気、窒素、アルゴン等である。加熱温度は、熱可塑ポリイミドの、主にガラス転移温度に応じた温度であり、通常100〜400℃であり、150〜300℃であることが好ましい。加熱時間は、例えば0.01秒〜15時間である。加熱圧力は、例えば0.1〜30MPaであればよく、0.5〜10MPaであることが好ましい。 The atmosphere gas at the time of thermocompression bonding is, for example, air, nitrogen, argon or the like. The heating temperature is a temperature mainly corresponding to the glass transition temperature of the thermoplastic polyimide, and is usually 100 to 400 ° C, preferably 150 to 300 ° C. The heating time is, for example, 0.01 seconds to 15 hours. The heating pressure may be, for example, 0.1 to 30 MPa, and preferably 0.5 to 10 MPa.
金属箔とポリイミド層との密着力をさらに高めるため、オートクレーブなどを用いて後処理してもよい。後処理温度は、通常150〜400℃、好ましくは200〜350℃であり;後処理時間は1分〜50時間であり;処理圧力は常圧〜3MPaである。金属箔の酸化を防止する上で、オートクレーブ装置内を、真空、または窒素、アルゴンなどの不活性ガスで置換しておくことが好ましい。 In order to further enhance the adhesion between the metal foil and the polyimide layer, post-treatment may be performed using an autoclave or the like. The post-treatment temperature is usually 150 to 400 ° C., preferably 200 to 350 ° C .; the post-treatment time is 1 minute to 50 hours; the treatment pressure is normal pressure to 3 MPa. In order to prevent oxidation of the metal foil, it is preferable to replace the inside of the autoclave apparatus with a vacuum or an inert gas such as nitrogen or argon.
(2)の方法における、ポリアミド酸ワニスの塗膜の乾燥温度は、60〜600℃の温度範囲であればよいが、段階的に昇温することが好ましい。塗膜温度を段階的に昇温して乾燥することで、発泡やユズ肌の形成などの不具合を生じることなく、膜厚が均一で、かつ寸法安定性にも優れるポリイミド層を得ることができる。乾燥時間は、0.05〜500分の範囲で、適宜設定されればよい。ポリアミド酸ワニスの塗布・乾燥手段は、前述と同様のものを用いることができる。 The drying temperature of the polyamic acid varnish coating film in the method (2) may be in the temperature range of 60 to 600 ° C., but it is preferable to raise the temperature stepwise. By raising the coating temperature stepwise and drying, it is possible to obtain a polyimide layer having a uniform film thickness and excellent dimensional stability without causing problems such as foaming or formation of crushed skin. . The drying time may be appropriately set in the range of 0.05 to 500 minutes. As the means for applying and drying the polyamide acid varnish, the same ones as described above can be used.
樹脂層の両面に金属箔が積層された両面金属積層体は、(1)または(2)のいずれの方法によっても製造され、(1)と(2)を組み合わせた方法によっても製造されうる。たとえば、(1)の方法に準じてドライフィルムと金属箔とを加熱圧着して得られる片面金属積層体(i)を用意し;(2)の方法に準じてポリアミド酸ワニスを金属箔に塗布、乾燥およびイミド化して得られる片面金属積層体(ii)を用意する。そして、片面金属積層体(i)のドライフィルム面と、片面金属積層体(ii)のポリイミド面とを加熱圧着して積層することで、両面金属積層体を得ることができる。 The double-sided metal laminate in which the metal foil is laminated on both sides of the resin layer can be produced by either method (1) or (2), and can also be produced by a method combining (1) and (2). For example, a single-sided metal laminate (i) obtained by thermocompression bonding a dry film and a metal foil according to the method (1) is prepared; a polyamic acid varnish is applied to the metal foil according to the method (2) A single-sided metal laminate (ii) obtained by drying and imidization is prepared. And a double-sided metal laminated body can be obtained by heat-pressing and laminating the dry film surface of a single-sided metal laminated body (i), and the polyimide surface of a single-sided metal laminated body (ii).
このように、金属積層体における金属層に接するポリイミド層を、本発明のポリイミド樹脂を含む層にすることで、比較的低温で金属層とポリイミド層とを良好に接着させることができる。このため、高い加工温度にしなくても金属層とポリイミド層との界面にボイドが残存することなく、高い接着強度を有する積層板を得ることができる。 Thus, by making the polyimide layer in contact with the metal layer in the metal laminate into a layer containing the polyimide resin of the present invention, the metal layer and the polyimide layer can be favorably bonded at a relatively low temperature. For this reason, even if it does not become high processing temperature, a laminated board which has high adhesive strength can be obtained, without a void remaining in the interface of a metal layer and a polyimide layer.
さらに、本発明のポリイミド樹脂の硬化物の弾性率が高い。したがって、本発明のポリイミド樹脂の硬化物を含む層を有する金属積層体は、使用温度条件が厳しいLSIチップや部品実装工程、それらリペア工程等において電気配線板として使用されても、半田膨れなどが抑制される。さらに、前記ポリイミド樹脂の硬化物を含む層を有する金属積層体は、高温時の変形や寸法変化が少ないので、電気配線板の基板の薄型化や、配線の高密度化に伴って発生する配線ショート等を抑制することができる。 Furthermore, the elastic modulus of the cured product of the polyimide resin of the present invention is high. Therefore, the metal laminate having a layer containing a cured product of the polyimide resin of the present invention may cause solder blistering even when used as an electric wiring board in an LSI chip or a component mounting process, a repair process, etc., where the operating temperature conditions are severe. It is suppressed. Furthermore, the metal laminate having a layer containing a cured product of the polyimide resin is less susceptible to deformation and dimensional change at high temperatures, so that the wiring generated as the electric wiring board becomes thinner and the wiring density increases. Short circuit etc. can be suppressed.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これにより何ら限定されるものではない。実施例および比較例で用いた化合物の略称は、以下の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this. Abbreviations of compounds used in Examples and Comparative Examples are as follows.
[溶媒]
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
[ジアミン]
TrisAPB:1,3,5-トリ(3-アミノフェノキシ)ベンゼン
APB:1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン
[テトラカルボン酸二無水物]
BTDA:3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
PEPA:4-フェニルエチニル無水フタル酸
[solvent]
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone DMAc: N, N-dimethylacetamide [diamine]
TrisAPB: 1,3,5-tri (3-aminophenoxy) benzene APB: 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene [tetracarboxylic dianhydride]
BTDA: 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride PEPA: 4-phenylethynyl phthalic anhydride
(合成例1)
熱架橋性基導入ジアミンの合成
撹拌機、ディーンスタークトラップおよび窒素導入管を備えた容器に、溶媒としてNMP150gを入れ、続いてTrisAPB30.0gを装入し、室温で撹拌して溶解させた。この溶液に、PEPA18.6gを装入し、室温で1時間撹拌した。続いて、キシレン150gを加え、180℃のオイルバスで加熱して共沸脱水しながらさらに6時間反応した。その後、キシレンを加熱除去し、得られたNMP溶液を水に投入した。析出物をろ別し、アセトンに溶解して再度水に投入し洗浄した。析出物をろ別、減圧乾燥して、目的物を含む混合物を得た。得られた粗生成物をアセトニトリルに溶解し、不溶部を除去後、カラムクロマトグラフィー(溶離液:クロロホルム⇒クロロホルム/酢酸エチル)により精製を行い、下記式に示す構造の目的物(TrisAPB−mPEPI)を収率29%(対TrisAPB換算)で得た。HPLCにより単一化合物であることを確認し、1H−NMRにより、構造確認を行った。
Synthesis of Thermally Crosslinkable Group-Introduced Diamine In a vessel equipped with a stirrer, Dean-Stark trap and nitrogen introduction tube, 150 g of NMP was charged as a solvent, and subsequently 30.0 g of TrisAPB was charged and stirred at room temperature for dissolution. To this solution, 18.6 g of PEPA was charged and stirred at room temperature for 1 hour. Subsequently, 150 g of xylene was added, and the mixture was further heated for 6 hours while being azeotropically dehydrated by heating in an oil bath at 180 ° C. Thereafter, xylene was removed by heating, and the obtained NMP solution was poured into water. The precipitate was separated by filtration, dissolved in acetone, poured into water again and washed. The precipitate was filtered and dried under reduced pressure to obtain a mixture containing the target product. The obtained crude product was dissolved in acetonitrile, the insoluble part was removed, and the residue was purified by column chromatography (eluent: chloroform → chloroform / ethyl acetate). Was obtained in a yield of 29% (vs. TrisAPB). It confirmed that it was a single compound by HPLC, and confirmed the structure by < 1 > H-NMR.
1H−NMR(DMSO):δ= 5.23(s, 4H)、6.14−6.95(m, 9H)、6.98(t, 2H)、7.10−7.29(m, 3H)、7.38−7.73(m, 6H)、7.93−8.10(m, 3H) 1 H-NMR (DMSO): δ = 5.23 (s, 4H), 6.14-6.95 (m, 9H), 6.98 (t, 2H), 7.10-7.29 (m , 3H), 7.38-7.73 (m, 6H), 7.93-8.10 (m, 3H)
(合成例2)
ポリアミド酸の合成
撹拌機および窒素導入管を備えた容器に、合成例1で得られたTrisAPB−mPEPIを5.92g入れ、溶媒としてDMAcを16.6g加えて室温にて攪拌し溶解させた。この溶液に、BTDA3.03gを装入し、室温で12時間反応することによりポリアミド酸を合成した。続いて、DMAc8.22gを更に加えてしばらく攪拌し、ポリアミド酸固形分の含有率が25重量%のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの対数粘度は0.51dl/gであり、25℃でのE型粘度は1100mPa・Sであった。
(Synthesis Example 2)
Synthesis of Polyamic Acid In a container equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, 5.92 g of TrisAPB-mPEPI obtained in Synthesis Example 1 was added, 16.6 g of DMAc was added as a solvent, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature. The solution was charged with 3.03 g of BTDA and reacted at room temperature for 12 hours to synthesize polyamic acid. Subsequently, 8.22 g of DMAc was further added and stirred for a while to obtain a polyamic acid varnish having a polyamic acid solid content of 25% by weight. The obtained polyamic acid varnish had a logarithmic viscosity of 0.51 dl / g and an E-type viscosity at 25 ° C. of 1100 mPa · S.
(実施例1)
合成例2で得たポリアミド酸ワニスをガラス板にキャストし、キャスト膜を焼成して得られた未架橋フィルム(ドライフィルム)または架橋後フィルムについて、以下の試験を行い、未架橋ガラス転移温度(Tg1)、可塑化時弾性率(E’min)、線膨張係数(CTE)、架橋後ガラス転移温度(Tg2)、および架橋後弾性率(E’@300℃)をそれぞれ測定した。これらの結果を表1に示す。
Example 1
The polyamic acid varnish obtained in Synthesis Example 2 was cast on a glass plate, the uncrosslinked film (dry film) or the crosslinked film obtained by firing the cast film was subjected to the following test, and the uncrosslinked glass transition temperature ( Tg1), elastic modulus during plasticization (E′min), coefficient of linear expansion (CTE), post-crosslinking glass transition temperature (Tg2), and post-crosslinking elastic modulus (E ′ @ 300 ° C.) were measured. These results are shown in Table 1.
1)未架橋ガラス転移温度(Tg1)
上記ポリアミド酸ワニスのキャスト膜を、窒素雰囲気下、240℃で30分焼成し、未架橋ポリイミドフィルム(ドライフィルム)(50μm)を作製した。このドライフィルムを、ティー・エイ・インスツルメント社製RSA−IIIを用いて、窒素雰囲気下、引張モード、1Hzにて400℃まで弾性率を測定し、この温度範囲において損失弾性率(E’’)がピークトップを示す温度を未架橋ガラス転移温度(Tg1)とした。
1) Uncrosslinked glass transition temperature (Tg1)
The cast film of polyamic acid varnish was baked at 240 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to produce an uncrosslinked polyimide film (dry film) (50 μm). This dry film was measured for elastic modulus up to 400 ° C. in a tensile mode at 1 Hz under a nitrogen atmosphere using RSA-III manufactured by TA Instruments Inc., and the loss elastic modulus (E ′ The temperature at which ') shows the peak top was defined as the uncrosslinked glass transition temperature (Tg1).
2)可塑化時弾性率(E’min)
1)で得られたドライフィルムを、ティー・エイ・インスツルメント社製RSA−IIIを用い、窒素雰囲気下、引張モード、1Hzにて400℃まで弾性率を測定した。そして、この範囲で測定した貯蔵弾性率の最低値を、可塑化時弾性率(E’min)とした。
2) Elastic modulus during plasticization (E'min)
The elastic modulus of the dry film obtained in 1) was measured up to 400 ° C. in a tensile mode and 1 Hz in a nitrogen atmosphere using RSA-III manufactured by TA Instruments. And the minimum value of the storage elastic modulus measured in this range was made into the elastic modulus at the time of plasticization (E'min).
3)線膨張係数(CTE)
上記ポリアミド酸ワニスのキャスト膜を、窒素雰囲気下、350℃で2時間焼成し、架橋後フィルム(厚み50μm)を作製した。この架橋後フィルムを、島津製作所(株)社製熱分析装置TMA50シリーズを用いて、乾燥空気雰囲気下、100℃〜200℃の範囲の線膨張係数を測定した。
3) Linear expansion coefficient (CTE)
The cast film of the polyamic acid varnish was baked at 350 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere to produce a crosslinked film (thickness 50 μm). The crosslinked film was measured for a linear expansion coefficient in a range of 100 ° C. to 200 ° C. in a dry air atmosphere using a thermal analyzer TMA50 series manufactured by Shimadzu Corporation.
4)架橋後ガラス転移温度(Tg2)
3)で得られた架橋後フィルムを、ティー・エイ・インスツルメント社製RSA−IIIを用いて、窒素雰囲気下、引張モード、1Hzにて400℃まで弾性率を測定し、この温度範囲において損失弾性率(E’’)がピークトップを示す温度を架橋後ガラス転移温度(Tg2)とした。
4) Glass transition temperature after crosslinking (Tg2)
The elastic modulus of the post-crosslinked film obtained in 3) was measured up to 400 ° C. in a tensile mode and 1 Hz in a nitrogen atmosphere using RSA-III manufactured by TA Instruments Inc. in this temperature range. The temperature at which the loss elastic modulus (E ″) showed the peak top was defined as the glass transition temperature (Tg2) after crosslinking.
5)弾性率(E’@300℃)
上記と同様にして測定した固体粘弾性測定において、350℃での貯蔵弾性率を架橋後弾性率(E’@300℃)とした。
5) Elastic modulus (E '@ 300 ° C)
In the solid viscoelasticity measurement measured in the same manner as described above, the storage elastic modulus at 350 ° C. was defined as the post-crosslinking elastic modulus (E ′ @ 300 ° C.).
市販のポリイミドフィルム(東レ・デュポン(株)製、商品名:カプトン80EN)の両面に、上記ポリアミド酸ワニス(ポリイミド樹脂組成物の前駆体ワニス)を、グラビアコーターにより乾燥後の厚さが2.5μmになるように塗工した。この塗膜を、70℃で5分、100℃で2分、140℃で2分、180℃で2分、220℃で10分乾燥することにより、ポリイミドフィルムの両面に未架橋の熱可塑性ポリイミド層を有するポリイミド絶縁フィルム(樹脂層)を得た。 The thickness after drying the above polyamic acid varnish (precursor varnish of polyimide resin composition) on a commercially available polyimide film (trade name: Kapton 80EN, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) with a gravure coater is 2. Coating was carried out to 5 μm. The coating film is dried at 70 ° C. for 5 minutes, at 100 ° C. for 2 minutes, at 140 ° C. for 2 minutes, at 180 ° C. for 2 minutes, and at 220 ° C. for 10 minutes, so that uncrosslinked thermoplastic polyimide is formed on both sides of the polyimide film. A polyimide insulating film (resin layer) having a layer was obtained.
上記ポリイミド絶縁フィルムと、市販の銅箔(古河サーキットフォイル(株)製、商品名:F1−WS、厚さ18μm)とを、ハンドプレスを用いて、以下の条件で加熱圧着した。ポリイミド絶縁フィルムの熱可塑性ポリイミド層と、銅箔とをそれぞれはり合わせて、8MPaで圧着しながら、2℃/分の速度で360℃まで昇温し、そのまま4時間保持して接着させた。これにより、ポリイミド金属積層体(両面金属積層板)を得た。得られたポリイミド金属積層体の接着性および寸法精度を評価した。これらの結果を、表1に示す。 The polyimide insulating film and a commercially available copper foil (manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd., trade name: F1-WS, thickness 18 μm) were thermocompression bonded under the following conditions using a hand press. The thermoplastic polyimide layer of the polyimide insulating film and the copper foil were bonded to each other, heated to 360 ° C. at a rate of 2 ° C./min while being pressure-bonded at 8 MPa, and held for 4 hours for adhesion. Thereby, a polyimide metal laminate (double-sided metal laminate) was obtained. The adhesion and dimensional accuracy of the obtained polyimide metal laminate were evaluated. These results are shown in Table 1.
6) 接着性
上記両面金属積層板サンプル(10cm×10cm)を作製し、このサンプルの断面を透過型電子顕微鏡により観察した。銅箔の接着面は粗面になっており、ポリイミド層がこの粗面に隙間無く埋め込まれている場合を○、銅箔との間に隙間が存在する場合を×として、接着性(密着性)の評価とした。
6) Adhesiveness The said double-sided metal laminated plate sample (10 cm x 10 cm) was produced, and the cross section of this sample was observed with the transmission electron microscope. The adhesive surface of the copper foil is a rough surface, and when the polyimide layer is embedded in the rough surface without a gap, ○, and when the gap exists between the copper foil, the adhesiveness (adhesion) ).
7)寸法変化率
上記の両面金属積層板サンプル(10cm×10cm)を用意し、この基材の四方に孔を空けた後、両面の銅箔をエッチング除去した。この両面金属積層板サンプルを、湿度50%、23℃の雰囲気にて24時間放置した。その後、形成した孔の孔間距離変化率を測定した。銅箔の搬送方向およびそれに対して垂直方向の平均値から、寸法変化を算出した。算出結果を表1に示す。
7) Dimensional change rate The above-mentioned double-sided metal laminate sample (10 cm × 10 cm) was prepared, and after making holes in the four sides of this substrate, the copper foils on both sides were removed by etching. This double-sided metal laminate sample was left for 24 hours in an atmosphere of 50% humidity and 23 ° C. Thereafter, the rate of change in the distance between the formed holes was measured. The dimensional change was calculated from the average value of the copper foil conveyance direction and the direction perpendicular thereto. The calculation results are shown in Table 1.
(比較例1)
PEPA末端ポリアミド酸
撹拌機および窒素導入管を備えた容器に、溶媒としてDMAc 1375gを装入後、これにAPB 351gを装入、溶解するまで室温にて撹拌した。次に、BTDA 381g、PEPA8.94gを装入、室温において12時間撹拌して、ポリアミド酸を合成した。続いて、DMAc848gを更に加えてしばらく攪拌し、ポリアミド酸固形分の含有率が25重量%のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの対数粘度は0.64dl/g、25℃でのE型粘度は3000mPa・Sであった。
(Comparative Example 1)
A container equipped with a PEPA-terminated polyamic acid stirrer and a nitrogen introduction tube was charged with 1375 g of DMAc as a solvent, and 351 g of APB was charged and stirred at room temperature until dissolved. Next, 381 g of BTDA and 8.94 g of PEPA were charged and stirred at room temperature for 12 hours to synthesize polyamic acid. Subsequently, 848 g of DMAc was further added and stirred for a while to obtain a polyamic acid varnish having a polyamic acid solid content of 25% by weight. The obtained polyamic acid varnish had a logarithmic viscosity of 0.64 dl / g and an E-type viscosity at 25 ° C. of 3000 mPa · S.
得られたポリアミド酸ワニスをガラス板にキャスト後、焼成して得られる未架橋フィルム(ドライフィルム)または架橋後フィルムについて、実施例1と同様に試験を行った。これらの結果を表1に示す。 The obtained polyamic acid varnish was cast on a glass plate and then fired, and an uncrosslinked film (dry film) or a crosslinked film was tested in the same manner as in Example 1. These results are shown in Table 1.
(比較例2)
特許文献7の記載を参考にして、従来のポリイミド樹脂組成物を調整した。撹拌機および窒素導入管を備えた容器に、溶媒としてDMAc793gを装入した後、APB205gを装入し、室温で撹拌して溶解させた。この溶液に、BTDA222gを装入し、室温で12時間撹拌することによりポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの対数粘度は0.76dl/gであった。
(Comparative Example 2)
With reference to the description in Patent Document 7, a conventional polyimide resin composition was prepared. In a vessel equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, 793 g of DMAc was charged as a solvent, and then 205 g of APB was charged and stirred at room temperature for dissolution. To this solution, 222 g of BTDA was charged and stirred at room temperature for 12 hours to obtain a polyamic acid varnish. The logarithmic viscosity of the obtained polyamic acid varnish was 0.76 dl / g.
得られたポリアミド酸ワニスと、下記式で表されるAPB−BMIを、混練機用ボトルに装入した。このとき、ポリアミド酸ワニス中のポリアミド酸固形分100重量部に対して、APB−BMIが18重量部となるように調製した。
得られた溶液を、混練機にて混合および溶解させ、全固形分の濃度が25wt%になるようにDMAcを加えることにより、淡褐色透明なポリアミド酸ワニス(ポリイミド樹脂組成物の前駆体ワニス)を得た。得られたポリアミド酸ワニスのE型粘度は1160mPa・Sであった。 The obtained solution was mixed and dissolved in a kneader, and DMAc was added so that the total solid concentration was 25 wt%, thereby preparing a light brown transparent polyamic acid varnish (precursor varnish of polyimide resin composition). Got. The obtained polyamide acid varnish had an E-type viscosity of 1160 mPa · S.
得られたポリアミド酸ワニスをガラス板にキャスト後、焼成して得られる未架橋フィルム(ドライフィルム)または架橋後フィルムについて、実施例1と同様に試験を行った。これらの結果を、表1に示す。
本発明のポリイミド樹脂を接着剤として用いれば、低温による接着が実現でき、かつ接着物の変形が抑制される。よって、特に好ましくは、フレキシブル電気配線版用の金属積層体の製造に適用される。
If the polyimide resin of the present invention is used as an adhesive, adhesion at a low temperature can be realized, and deformation of the adhesive can be suppressed. Therefore, it is particularly preferably applied to the production of a metal laminate for a flexible electrical wiring plate.
Claims (14)
式(1)におけるB1は、
B 1 in the formula (1) is
式(2)におけるB1は、一般式(1)におけるB1と同様に定義される) The said structural unit is a polyimide resin of Claim 1 which is a structural unit represented by following General formula (2).
B 1 in formula (2) is defined in the same manner as B 1 in general formula (1))
式(3)におけるB2は、
B 2 in the formula (3) is
式(4)におけるB1は、
B 1 in the formula (4) is
式(5)におけるB1は、一般式(4)におけるB1と同様に定義される) The said structural unit is a polyamic acid of Claim 4 which is a structural unit represented by following General formula (5).
B 1 in formula (5) is defined in the same manner as B 1 in general formula (4))
式(6)におけるB2は、
B 2 in the formula (6) is
前記樹脂層は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリイミド樹脂の硬化物を含む層を少なくとも一層有する、金属積層体。 A metal laminate having a metal layer and a resin layer,
The said resin layer is a metal laminated body which has at least one layer containing the hardened | cured material of the polyimide resin as described in any one of Claims 1-3 .
前記金属層に接するポリイミド層が、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリイミド樹脂の硬化物を含む層である、請求項8記載の金属積層体。 The metal laminate has a polyimide film, a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film, and a metal layer laminated on the polyimide layer formed on the one or both sides,
The polyimide layer in contact with the metal layer, a layer containing a cured product of the polyimide resin according to any one of claims 1 to 3 metal laminate according to claim 8.
The adhesive sheet according to claim 12 or 13 , comprising an adhesive layer containing the polyimide resin according to any one of claims 1 to 3 impregnated in a glass cloth.
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