JP5691679B2 - Laminated body and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、電子デバイス作成などに使用される積層体であって、線膨張係数が低めの特定範囲にある、耐熱性と絶縁性に優れた無機層の上に電気回路および、半導体素子を形成した後その面をそれとほぼ同程度の線膨張係数を有するポリイミド層および電気回路層を積層された寸法安定性と耐熱性と絶縁性に優れた積層体およびこれを利用した、半導体素子が形成された半導体付加積層体に関する。   The present invention is a laminate used for electronic device creation, etc., and an electric circuit and a semiconductor element are formed on an inorganic layer having a low linear expansion coefficient in a specific range and excellent in heat resistance and insulation. After that, a polyimide layer having an approximately the same linear expansion coefficient as that surface and an electric circuit layer are laminated, and a laminate excellent in dimensional stability, heat resistance and insulation, and a semiconductor element using the laminate are formed. The present invention relates to a semiconductor additional laminate.

電力分野を中心として、耐熱性の要求される回路基板として、無機層、特にセラミックス基板は用いられてきた。セラミックスを使うことで、従来のガラス繊維補強エポキシ基板に比べて格段の耐熱性、機械強度、を持ち、さらには熱伝導性も良好な為、発熱の大きい素子用の絶縁基板としても有効であった。しかし、セラミックス上での微細回路の形成、異種材料特にポリマー材料との組み合わせにおいては、セラミックスの線膨張係数が低い事が却って、線膨張係数の違いによる、温度による応力発生の原因となり素子への応力付加や、基板の反り発生による素子や配線のダメージの発生の原因となる事が考えられてきた。
そして、セラミックスが耐熱性あることを有効に利用する為には、組み合わせる材料も耐熱性に優れているものとしないと全体の基板としての耐熱性を維持できないことになってしまい、使用できる材料は限られてきた。
また、セラミックスとポリマーでは、接着性が悪いことも多くあり、必ずしも良い組み合わせとして使用する事が出来なかった。
もう一つ、セラミックスの問題点として、配線の微細化が困難であることが挙げられる。配線微細化を推し進める為には、表面の粗さを低減する事が必要になってくるが、セラミックスの表面粗さを研磨などの工程で低減することは時間とコストのかかる事が知られている。
高い温度が加わるプロセスを通過させる必要があるときや、発熱する素子を使うことや、エンジンルーム内や、直射日光の当たる場所での使用などの高温環境で使用される場合、加熱と冷却が繰り返されるときに、半導体素子、電気回路に加わる応力を小さくする為には線膨張係数を合わせた材料で構成する事で熱による応力を小さく出来ることは周知の事実である。特に線膨張係数が小さい組合せとすることで、温度変化のある製造プロセスにその後通過させる場合および、使用中に温度を加える事がある場合でも、伸び縮みが少ない為、電気回路、半導体素子に応力が加わる事が少なく、このため、反りも生じにくいことからが安定な電気配線および電気素子をつくることができる。 しかしながらこれらの組み合わせで積層板を作る為には、接着性が良好でなければならないが、必ずしもこれらの低線膨張係数の材料のみで構成させる場合、接着性が良くない為、現実には積層体を作成する事が困難であった。
接着性を向上させる手段として、アルカリ処理を挙げられることはこれまでもあったが(特許文献1参照)、無機のアルカリ処理では、塩を形成する為、金属イオンがポリイミドフィルム中に残ることになりその後の加熱などで、悪影響をおよぼし、却ってこの処理によって脆弱になる事があった。特に表面を化学的に十分改質する事が困難である3,3′,4,4′-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を主成分とする芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とから得られる芳香族ポリイミドおよび、芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドフィルムにおいては、アルカリ処理全般では加熱後、加熱加湿後の接着力の維持は困難であった。
また、無機アルカリKOHによる改質処理でポリイミド分子中のイミド環の加水分解が行なわれ、ポリイミド表面の改質層には、カルボキシル基にカリウムイオンが配位したカルボン酸カリウム塩を形成その後に金属イオンを吸着させる方法も提案されるが(特許文献1、2参照)、これらは、あくまでも金属層を形成する手段であり、ポリイミド上にポリイミドを密着する方法とは容易に変換しうるものではない。
In the electric power field, inorganic layers, particularly ceramic substrates, have been used as circuit boards that require heat resistance. By using ceramics, it has much higher heat resistance and mechanical strength than conventional glass fiber reinforced epoxy substrates, and also has good thermal conductivity. It was. However, in the formation of microcircuits on ceramics, in combination with different materials, especially polymer materials, the low coefficient of linear expansion of ceramics causes stress generation due to temperature due to the difference in coefficient of linear expansion. It has been considered that this may cause damage to elements and wiring due to the application of stress and warpage of the substrate.
And in order to effectively use the heat resistance of ceramics, the combined materials cannot be maintained unless the combined materials are also excellent in heat resistance. Limited.
In addition, ceramics and polymers often have poor adhesion and cannot always be used as a good combination.
Another problem with ceramics is that it is difficult to miniaturize wiring. It is necessary to reduce the surface roughness in order to promote finer wiring, but it is known that reducing the surface roughness of ceramics in processes such as polishing is time-consuming and expensive. Yes.
Heating and cooling are repeated when it is necessary to pass through a process where high temperature is applied, when using elements that generate heat, or when used in a high temperature environment such as in an engine room or in direct sunlight. In order to reduce the stress applied to the semiconductor element and the electric circuit, it is a well-known fact that the stress due to heat can be reduced by using a material with a combined linear expansion coefficient. In particular, by using a combination with a small coefficient of linear expansion, even if it is subsequently passed through a manufacturing process with temperature changes and even when temperature is applied during use, there is little expansion and contraction, so stress is applied to electric circuits and semiconductor elements. Therefore, stable electrical wiring and electrical elements can be produced because warpage is unlikely to occur. However, in order to make a laminated board with these combinations, the adhesiveness must be good. However, in the case where only a material having these low linear expansion coefficients is used, the adhesiveness is not good. It was difficult to create.
Alkaline treatment has been mentioned as a means for improving adhesiveness (see Patent Document 1), but in the case of inorganic alkali treatment, a salt is formed, so that metal ions remain in the polyimide film. After that, it was adversely affected by heating, etc., and on the contrary, this treatment sometimes made it vulnerable. Especially from aromatic tetracarboxylic acid component and aromatic diamine component mainly composed of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, whose surface is difficult to chemically modify sufficiently In the polyimide film obtained by the reaction of the aromatic polyimide obtained and the aromatic tetracarboxylic acid and the aromatic diamine having a benzoxazole structure (skeleton), in general alkali treatment, the adhesive strength after heating and humidification after heating Maintenance was difficult.
In addition, the imide ring in the polyimide molecule is hydrolyzed by the modification treatment with inorganic alkali KOH, and a potassium carboxylate salt in which potassium ions are coordinated to carboxyl groups is formed on the modified layer on the polyimide surface. Although a method for adsorbing ions is also proposed (see Patent Documents 1 and 2), these are merely means for forming a metal layer and cannot be easily converted from a method for closely attaching polyimide onto polyimide. .

特開平5−283858号公報JP-A-5-283858 特開2008−34430号公報JP 2008-34430 A

無機基板上に絶縁性で、耐熱性を兼ね備えた線膨張係数が無機層とも半導体素子とも近い値を持った薄いポリイミドに回路などを形成した、高い温度が加わるプロセスを通過させる必要がある場合や、発熱する素子を使う場合や、エンジンルーム内や、直射日光の当たる場所での使用などの高温環境でも良好に使用される電子デバイス作成用の積層体および積層体回路板を提供する。 When it is necessary to pass a process in which a high temperature is applied, such as a circuit formed on thin polyimide with a linear expansion coefficient that is insulating and heat resistant on an inorganic substrate and has a value close to that of both an inorganic layer and a semiconductor element The present invention provides a laminate and a laminate circuit board for producing an electronic device that can be used well even in a high temperature environment such as when an element that generates heat is used, in an engine room, or in a place exposed to direct sunlight.

本発明者らは鋭意検討した結果、無機層上のポリイミド層Aと少なくとももう一つのポリイミド層Bとの間に少なくとも電気回路を有する積層体であって、該ポリイミド層A・Bが芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドからなり、該積層体の無機層の線膨張係数が、直交する2方向で測っていずれも−3pm/℃〜+10ppm/℃であり、該積層体のポリイミド層A・Bの線膨張係数が、直交する2方向で測っていずれも−5pm/℃〜+8ppm/℃であり、電気回路加工をしたポリイミド層Aの電気回路が在る側を、アルカリ処理全般ではなく、特に有機アルカリ溶液処理をした後に、ポリアミック酸ワニスを塗布して、焼成によってポリイミド層とすることを特徴とする耐熱性と絶縁性とに優れた、表面粗さの小さいポリイミド層をもつ積層体とが、電子デバイス作成などに使用される際に極めて有意義であることを見出した。
すなわち、本発明は以下の構成からなる。
1.無機層、電気回路、ポリイミド層、及びシランカップリング剤層を有する積層体の製造方法であって、 無機層の片面上に少なくとも電気回路配線を形成し、次いで該電気回路が形成された面側にシランカップリング剤処理を行った後に、該シランカップリング剤処理面上にポリアミック酸溶液を塗布後、乾燥し次いで熱処理をして前記ポリイミド層Aを形成し、該ポリイミド層A上に少なくとも電気回路配線を形成し、次いで該電気回路が形成された面側に有機アルカリ溶液処理を施し、次いで該有機アルカリ溶液処理面上にポリアミック酸溶液を塗布後、乾燥し次いで熱処理をして前記ポリイミド層Bを形成する 積層体の製造方法。
2.前記ポリイミド層Aと前記ポリイミド層Bがいずれも主に芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドからなることを特徴とする1.に記載の積層体の製造方法。
3.前記各ポリイミド層の厚さが0.5μm〜50μmであり、各ポリイミド層の面内直交2方向のいずれもの線膨張係数が、−5ppm/℃〜+8ppm/℃である1.又は2.に記載の積層体の製造方法。
4.前記電気回路に半導体素子が形成されてなる1.〜3.のいずれかに記載の積層体の製造方法。
5.前記半導体素子が電力用半導体素子、薄膜トランジスター、センサー、MEMS、太陽電池或は論理回路のいずれかを含むことを特徴とする4.に記載の積層体の製造方法。
6.前記有機アルカリ溶液処理がテトラメチルアンモニウムヒドロキシドのジメチルスルホキシド溶液による処理であることを特徴とする、1.〜5.のいずれかに記載の積層体の製造方法。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that a laminate having at least an electric circuit between a polyimide layer A on an inorganic layer and at least another polyimide layer B, wherein the polyimide layers A and B are aromatic tetra It consists of a polyimide obtained by the reaction of carboxylic acids and aromatic diamines having a benzoxazole structure (skeleton), and the linear expansion coefficient of the inorganic layer of the laminate is -3 pm / ° C as measured in two orthogonal directions. ~ + 10ppm / ° C, and the linear expansion coefficient of the polyimide layers A and B of the laminate is -5pm / ° C to + 8ppm / ° C when measured in two orthogonal directions, and the polyimide layer A is subjected to electric circuit processing. The side on which the electrical circuit is located is not treated in general with alkali treatment, but in particular after treatment with organic alkali solution, polyamic acid varnish is applied, and polyimide is baked And it has excellent heat resistance and insulation properties, characterized in that, the laminate with small polyimide layer having a surface roughness has been found to be quite significant when used for electronic device fabrication.
That is, the present invention has the following configuration.
1. A method for producing a laminate having an inorganic layer, an electric circuit, a polyimide layer, and a silane coupling agent layer, wherein at least an electric circuit wiring is formed on one side of the inorganic layer, and then the surface side on which the electric circuit is formed After the silane coupling agent treatment, the polyamic acid solution is coated on the silane coupling agent treated surface, dried and then heat treated to form the polyimide layer A, and at least the polyimide layer A is electrically The polyimide layer is formed by forming a circuit wiring, and then applying an organic alkali solution treatment to the surface side on which the electric circuit is formed, then applying a polyamic acid solution on the organic alkali solution treatment surface, drying and then heat-treating. A method for producing a laminate that forms B.
2. Both the polyimide layer A and the polyimide layer B are mainly composed of polyimide obtained by a reaction between an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine having a benzoxazole structure (skeleton). The manufacturing method of the laminated body as described in 2.
3. 1. Each polyimide layer has a thickness of 0.5 μm to 50 μm, and each polyimide layer has a linear expansion coefficient in the in-plane orthogonal two directions of −5 ppm / ° C. to +8 ppm / ° C. Or 2. The manufacturing method of the laminated body as described in any one of.
4). 1. A semiconductor element is formed in the electric circuit. ~ 3. The manufacturing method of the laminated body in any one of.
5. 3. The semiconductor element includes any one of a power semiconductor element, a thin film transistor, a sensor, a MEMS, a solar cell, and a logic circuit. The manufacturing method of the laminated body as described in 2.
6). The organic alkali solution treatment is treatment with a dimethylsulfoxide solution of tetramethylammonium hydroxide. ~ 5. The manufacturing method of the laminated body in any one of.

本発明の積層体は、温度が変化する環境におかれても、伸び縮みが少ない為、電気回路、半導体素子に応力が加わる事が少なく、また、無機基板との線膨張係数に差が少ないことから、反りも生じにくいことからが安定な電気配線および電気素子をつくることができ、また、無機層に比べ、平坦で表面粗さの小さい表面を容易に作れることから、微細配線を作成しやすい、絶縁性で可撓性、耐熱性を兼ね備えた薄いポリイミド層上に回路などを形成した電子デバイス作成などに極めて有意義である。 The laminate of the present invention has little expansion or contraction even in an environment where the temperature changes, so that stress is hardly applied to the electric circuit and semiconductor element, and there is little difference in the coefficient of linear expansion from the inorganic substrate. Therefore, it is possible to produce stable electrical wiring and electrical elements because warpage is unlikely to occur, and because it is easy to create a surface that is flat and has a small surface roughness compared to inorganic layers, fine wiring can be created. This is extremely useful for making an electronic device in which a circuit or the like is formed on a thin polyimide layer that is easy to be insulated, flexible, and heat resistant.

無機層の上にポリイミド層更にその上に電気回路を作成してその上にポリイミド層を作成した積層体例の断面図。Sectional drawing of the laminated body example which created the polyimide layer on the polyimide layer further on the polyimide layer further on the inorganic layer. ポリイミド層の上に電気回路および半導体素子を作成した場合の無機層上のポリイミド層とポリイミド層積層体例の断面図。Sectional drawing of the polyimide layer on an inorganic layer at the time of creating an electrical circuit and a semiconductor element on a polyimide layer, and a polyimide layer laminated body example. ポリイミド層の上に電気回路および半導体素子を作成した場合の無機層上のポリイミド層とポリイミド層積層体例の断面図例示。Sectional drawing illustration of the polyimide layer on an inorganic layer at the time of creating an electrical circuit and a semiconductor element on a polyimide layer, and a polyimide layer laminated body example.

本発明の積層体におけるポリイミド層とは、少なくともポリイミド層A・Bを有しそのいずれもが、自己支持性のポリイミドであることが好ましく、ポリイミドの種類は、芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドのフィルムの線膨張係数(フィルムの長さ方向と幅方向でいずれも)が−3ppm/℃〜+20ppm/℃となるポリイミドであれば特に限定されないが、芳香族テトラカルボン酸類(無水物、酸、およびアミド結合性誘導体を総称して類という、以下同)と芳香族ジアミン類(アミン、およびアミド結合性誘導体を総称して類という、以下同)とを反応させて得られるポリアミド酸溶液を流延、乾燥、熱処理(イミド化)してフィルム形状となす方法で得られるポリイミドであることが好ましい。これらの溶液に用いられる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。 The polyimide layer in the laminate of the present invention has at least polyimide layers A and B, both of which are preferably self-supporting polyimides, and the types of polyimide are aromatic tetracarboxylic acids and aromatic diamines. There is no particular limitation as long as the polyimide has a linear expansion coefficient (both in the film length direction and width direction) of −3 ppm / ° C. to +20 ppm / ° C. Carboxylic acids (anhydrides, acids, and amide bond derivatives are collectively referred to as classes) and aromatic diamines (amines and amide bond derivatives are collectively referred to as classes) are reacted. It is a polyimide obtained by casting, drying, and heat treatment (imidization) to obtain a film shape Preferred. Examples of the solvent used in these solutions include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.


本発明に用いるベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類の分子構造は特に限定されるものではなく、具体的には以下のものが挙げられる。

The molecular structure of aromatic diamines having a benzoxazole structure used in the present invention is not particularly limited, and specific examples include the following.

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これらの中でも、合成のし易さの観点から、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールの各異性体が好ましく、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールがより好ましい。ここで、「各異性体」とは、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールが有する2つアミノ基が配位位置に応じて定められる各異性体である(例;上記「化1」〜「化4」に記載の各化合物)。これらのジアミンは、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   Among these, from the viewpoint of easy synthesis, each isomer of amino (aminophenyl) benzoxazole is preferable, and 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole is more preferable. Here, “each isomer” refers to each isomer in which two amino groups of amino (aminophenyl) benzoxazole are determined according to the coordination position (eg, the above “formula 1” to “formula 4”). Each compound described in the above. These diamines may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、全ジアミンの30モル%以下であれば下記に例示されるジアミン類を一種または二種以上を併用しても構わない。そのようなジアミン類としては、例えば、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−トリフルオロメチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−フルオロフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−メチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−シアノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−ビフェノキシベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、2,6−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾニトリル、1、3−(3−アミノプロピル)―1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンおよび上記芳香族ジアミンの芳香環上の水素原子の一部もしくは全てがハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基またはアルコキシル基、シアノ基、またはアルキル基またはアルコキシル基の水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基またはアルコキシル基で置換された芳香族ジアミン等が挙げられる。 In the present invention, one or two or more diamines exemplified below may be used in combination as long as they are 30 mol% or less of the total diamine. Examples of such diamines include 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, and bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl]. Sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 3,3′-diamino Diphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-dia Nodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4 , 4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 4, 4′-diaminodiphenylmethane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- 4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, , 4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl ] Butane, 2- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-a Minophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2- Bis [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4 -Aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-amino) Enoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1, 3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] Benzene, 4,4′-bis [(3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) ) Phenyl] propane, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1 , 2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, 4,4′-bis [3- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [3- (3-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-Amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, bis [4- {4- (4-aminophenoxy) phenoxy} fe Sulfone, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethyl Benzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-trifluoromethylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-fluoro) Phenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-methylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4 -Amino-6-cyanophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5,5′-dipheno Cibenzophenone, 3,4'-diamino-4,5'-diphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino- 4-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5'-phenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4,5′-dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5-biphenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4 -Biphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5'-biphenoxybenzophenone 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) Benzene, 1,4-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-bi) Phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 2,6-bis [4- ( 4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzonitrile, 1,3- (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and And some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the aromatic diamine are halogen atoms, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms or alkoxyl groups, cyano groups, or some or all hydrogen atoms of alkyl groups or alkoxyl groups. Are aromatic diamines substituted with a halogenated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with a halogen atom or an alkoxyl group.

<芳香族テトラカルボン酸無水物類>
本発明で用いられる芳香族テトラカルボン酸無水物類としては、具体的には、以下のものが挙げられる。
<Aromatic tetracarboxylic acid anhydrides>
Specific examples of the aromatic tetracarboxylic acid anhydrides used in the present invention include the following.

Figure 0005691679
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これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.

芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とを反応(重合)させてポリアミド酸を得るときに用いる溶媒は、原料となるモノマーおよび生成するポリアミド酸のいずれをも溶解するものであれば特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックアミド、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、ハロゲン化フェノール類等があげられる。これらの溶媒は、単独あるいは混合して使用することができる。溶媒の使用量は、原料となるモノマーを溶解するのに十分な量であればよく、具体的な使用量としては、モノマーを溶解した溶液に占めるモノマーの重量が、通常5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%となるような量が挙げられる。   The solvent used when the polyamic acid is obtained by reacting (polymerizing) the aromatic tetracarboxylic acid and the aromatic diamine is not particularly limited as long as it dissolves both the raw material monomer and the produced polyamic acid. Is preferably a polar organic solvent, such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, Examples include hexamethylphosphoric amide, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, sulfolane, and halogenated phenols. These solvents can be used alone or in combination. The amount of the solvent used may be an amount sufficient to dissolve the monomer as a raw material. As a specific amount used, the weight of the monomer in the solution in which the monomer is dissolved is usually 5 to 40% by weight, The amount is preferably 10 to 30% by weight.

ポリアミド酸を得るための重合反応(以下、単に「重合反応」ともいう)の条件は従来公知の条件を適用すればよく、具体例として、有機溶媒中、0〜80℃の温度範囲で、10分〜30時間連続して撹拌および/または混合することが挙げられる。必要により重合反応を分割したり、温度を上下させてもかまわない。この場合に、両モノマーの添加順序には特に制限はないが、芳香族ジアミン類の溶液中に芳香族テトラカルボン酸無水物類を添加するのが好ましい。重合反応によって得られるポリアミド酸溶液に占めるポリアミド酸の重量は、好ましくは5〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%であり、前記溶液の粘度はブルックフィールド粘度計による測定(25℃)で、前記ポリイミド層を得るためのものでは、凹凸の埋め込み性から、0.1〜1000Pa・sであり、より好ましくは0.5〜500Pa・sであり、前記ポリイミド層を得るためのものでは、送液の安定性の点から、好ましくは10〜2000Pa・sであり、より好ましくは100〜1000Pa・sである。   Conventionally known conditions may be applied for the polymerization reaction for obtaining the polyamic acid (hereinafter also simply referred to as “polymerization reaction”). As a specific example, in a temperature range of 0 to 80 ° C., 10 Stirring and / or mixing continuously for minutes to 30 hours. If necessary, the polymerization reaction may be divided or the temperature may be increased or decreased. In this case, the order of adding both monomers is not particularly limited, but it is preferable to add aromatic tetracarboxylic acid anhydrides to the solution of aromatic diamines. The weight of the polyamic acid in the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight, and the viscosity of the solution is measured with a Brookfield viscometer (25 ° C.). In order to obtain the polyimide layer, it is 0.1 to 1000 Pa · s, more preferably 0.5 to 500 Pa · s from the embedding property of the unevenness. From the viewpoint of liquid feeding stability, it is preferably 10 to 2000 Pa · s, more preferably 100 to 1000 Pa · s.

重合反応中に真空脱泡することは、良質なポリアミド酸溶液を製造するのに有効である。また、重合反応の前に芳香族ジアミン類に少量の末端封止剤を添加して重合を制御することを行ってもよい。末端封止剤としては、無水マレイン酸等といった炭素−炭素二重結合を有する化合物が挙げられる。無水マレイン酸を使用する場合の使用量は、芳香族ジアミン類1モル当たり好ましくは0.001〜1.0モルである。
重合反応により得られるポリアミド酸溶液から、ポリイミドフィルムを形成するためには、ポリアミド酸溶液を支持体上に塗布して乾燥することによりグリーンフィルム(自己支持性の前駆体フィルム)を得て、次いで、グリーンフィルムを熱処理に供することでイミド化反応させる方法が挙げられる。支持体へのポリアミド酸溶液の塗布は、スリット付き口金からの流延、押出機による押出し、等を含むが、これらに限られず、従来公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。
Vacuum defoaming during the polymerization reaction is effective for producing a good quality polyamic acid solution. Moreover, you may perform superposition | polymerization by adding a small amount of terminal blockers to aromatic diamines before a polymerization reaction. Examples of the end capping agent include compounds having a carbon-carbon double bond such as maleic anhydride. The amount of maleic anhydride used is preferably 0.001 to 1.0 mol per mol of aromatic diamine.
In order to form a polyimide film from the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction, a green film (self-supporting precursor film) is obtained by applying the polyamic acid solution on a support and drying, and then There is a method of imidizing the green film by subjecting it to a heat treatment. Application of the polyamic acid solution to the support includes, for example, casting from a die with a slit and extrusion by an extruder, but is not limited thereto, and conventionally known solution application means can be appropriately used.

本発明において、ポリイミド樹脂溶液を基材上に塗布する方法は、特に限定しないが、例えば、スピンコートなど回転塗布する方法、ドクターブレードやアプリケーター、バーコーター、ベーカー式アプリケーター、マイクロメーター付フィルムアプリケーター、コンマコーターなどスキージを利用する方法、スクリーン印刷法などが挙げられる。
本発明において、基材上に塗布されたポリイミド樹脂溶液から溶媒を除去するための乾燥温度条件は、溶媒を除去できる温度であれば特に限定されるものではないが、350℃以下が好ましく、300℃以下がさらに好ましく、250℃以下がことさらに好ましい。乾燥温度が350℃より高くなると、熱劣化によりシリコンウエハや機能素揮散に時間がかかるため、概ね80℃以上であることが好ましい。
フィルムを接着剤で貼り付けた場合には、接着剤層の耐熱性がポリイミド層より劣る場合に席相対全体の耐熱性がその接着剤層の耐熱性で制限されることになるが、ポリイミド層より高い耐熱性を持つ接着剤は事実上ない。接着剤を使わない本方式ならば、高分子中で最高レベルであるポリイミドの耐熱性を持つことになる。
In the present invention, the method for applying the polyimide resin solution on the substrate is not particularly limited, but for example, a spin coating method such as spin coating, a doctor blade or applicator, a bar coater, a baker type applicator, a film applicator with a micrometer, Examples include a method using a squeegee such as a comma coater, and a screen printing method.
In the present invention, the drying temperature condition for removing the solvent from the polyimide resin solution applied on the substrate is not particularly limited as long as it is a temperature at which the solvent can be removed. More preferably, it is not more than 250 ° C., more preferably not more than 250 ° C. When the drying temperature is higher than 350 ° C., it takes about time to volatilize the silicon wafer and the functional element due to thermal deterioration, and therefore it is preferably approximately 80 ° C. or higher.
When the film is attached with an adhesive, if the heat resistance of the adhesive layer is inferior to that of the polyimide layer, the heat resistance of the seat relative to the whole is limited by the heat resistance of the adhesive layer. There is virtually no adhesive with higher heat resistance. If this system does not use an adhesive, it will have the highest heat resistance of polyimide, which is the highest level among polymers.

本発明におけるポリイミド層においては、そのポリイミド中に滑剤を添加・含有せしめて、層(フィルム)表面に微細な凹凸を付与し層(フィルム)の接着性などを改善することが好ましい。滑剤としては、無機や有機の0.03μm〜0.8μm程度の平均粒子径を有する微粒子が使用でき、具体例として、酸化チタン、アルミナ、シリカ、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、燐酸水素カルシウム、ピロ燐酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、粘土鉱物などが挙げられる。
これらの微粒子はポリイミドに対して好ましくは、0.20〜2.0質量%の範囲で含有させることが必要である。微粒子の含有量が0.20質量%未満であるときは、接着性の向上がそれほどなく好ましくない。一方2.0質量%を超えると表面凹凸が大きくなり過ぎ接着性の向上が見られても平滑性の低下を招くなどによる課題を残し好ましくない。
電気回路の配線幅が微細になってきた場合、滑材の粒子径は配線幅に比べ十分小さい事が望ましい。このため、電気回路を形成する側のポリイミド層厚さ方向少なくとも3μmの部分には20nm以上長径を持つ粒子は入っていないものも望まれる。このことにより、電気回路層と接している側の高分子層は平滑となり、平滑な電気回路層との原子レベルで見た接触確率が上がり、接着に好適となる。また好ましくは、電気回路層と接している側の高分子層の5μm以上の部分が20nm以上長径を持つ粒子は入っていない事が好ましい。
In the polyimide layer in the present invention, it is preferable to add and contain a lubricant in the polyimide to give fine irregularities on the surface of the layer (film) to improve the adhesiveness of the layer (film). As the lubricant, inorganic or organic fine particles having an average particle diameter of about 0.03 μm to 0.8 μm can be used. Specific examples include titanium oxide, alumina, silica, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, pyrophosphoric acid. Examples include calcium, magnesium oxide, calcium oxide, and clay minerals.
These fine particles are preferably contained in the range of 0.20 to 2.0% by mass with respect to the polyimide. When the content of the fine particles is less than 0.20% by mass, there is not so much improvement in adhesion, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 2.0% by mass, the surface unevenness becomes too large, and even if the adhesiveness is improved, problems such as a decrease in smoothness remain, which is not preferable.
When the wiring width of the electric circuit becomes finer, it is desirable that the particle diameter of the lubricant is sufficiently smaller than the wiring width. For this reason, what does not contain particles having a major axis of 20 nm or more in the portion of the polyimide layer thickness direction at least 3 μm on the side where the electric circuit is formed is also desired. As a result, the polymer layer on the side in contact with the electric circuit layer becomes smooth, and the probability of contact with the smooth electric circuit layer at the atomic level increases, making it suitable for bonding. Preferably, the polymer layer on the side in contact with the electric circuit layer does not contain particles having a major axis of 20 nm or more in a portion of 5 μm or more.

本発明におけるポリイミド層A・Bの厚さは、充分な絶縁性を持ち、電気特性その他の特性を維持する以上に厚いと、乾燥肯定に時間がかかり作成は困難であり、膜形成にコストと時間がかかり望ましくない、このため、実現範囲としては、0.5μm〜50μmであり、より好ましくは1μmから15μmの範囲である。 In the present invention, the thickness of the polyimide layers A and B has sufficient insulating properties, and if it is thicker than maintaining the electrical characteristics and other characteristics, it takes time for drying affirmation and is difficult to create, and the cost for film formation is high. This is time consuming and undesirable. For this reason, the realization range is 0.5 μm to 50 μm, and more preferably 1 μm to 15 μm.

本発明の積層体における無機層とは、セラミックおよびガラスの層、および、これらガラス板、セラミック板の複合体として、これらを積層したもの、これらが分散されているもの、これらの繊維が含有しているものなどが上げられる。 The inorganic layer in the laminate of the present invention includes a ceramic and glass layer, a glass plate, a composite of the ceramic plate, a laminate of these, a dispersion of these, and a fiber thereof. The things that are being raised are raised.

本発明の積層体におけるセラミック層とはAL、Mullite、AlN、SiC、Si4、結晶化ガラス、Cordierite、Spodumene、Pb-BSG+CaZrO3+Al2O3、 Crystallized glass+Al2O3、 Crystallized Ca-BSG, BSG+Quartz、 BSG+ Quartz, BSG+ Al2O3、 Pb-BSG+Al2O3、 Glass−ceramic、ゼロデュア材などの 基盤用セラミックス、TiO2、、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム。アルミナ、MgO、ステアタイト、BaTi4O9、BaTi03、BaTi03+CaZrO3、BaSrCaZrTio3、Ba(TiZr)O3、PMN-PT PFN-PFWなどのキャパシター材料、PbNb2O6、Pb0.5Be0.5Nb2O6, PbTiO3, BaTiO3, PZT, 0.855PZT-.95PT-0.5BT, 0.873PZT-0.97PT-0.3BT, PLZTなどの圧電材料が含まれる。 The ceramic layer in the laminate of the present invention is AL 2 O 3 , Mullite, AlN, SiC, Si 3 N 4, crystallized glass, Cordierite, Spodumene, Pb-BSG + CaZrO3 + Al2O3, Crystallized glass + Al2O3, Crystallized Ca-BSG, BSG + Quartz, BSG + Quartz, BSG + Al2O3, Pb-BSG + Al2O3, Glass-ceramic, Zero-dura materials, etc., TiO2, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate. Capacitor materials such as alumina, MgO, steatite, BaTi4O9, BaTi03, BaTi03 + CaZrO3, BaSrCaZrTio3, Ba (TiZr) O3, PMN-PT PFN-PFW, PbNb2O6, Pb0.5Be0.5Nb2O6, PbTiO3, BaTiO3, PZT. This includes piezoelectric materials such as 95PT-0.5BT, 0.873PZT-0.97PT-0.3BT, PLZT.

本発明の積層体におけるガラス層とは石英ガラス、高ケイ酸ガラス(96%シリカ)、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標))、ホウケイ酸ガラス(無アルカリ)、ホウケイ酸ガラス(マイクロシート)、アルミノケイ酸塩ガラスが含まれる。中でも線膨張係数が5ppm/℃以下のものが望ましく、液晶用ガラスのコーニング1753、イーグルXG、日本電気硝子 OA-10G、旭硝子AN100などが望ましい。 The glass layer in the laminate of the present invention is quartz glass, high silicate glass (96% silica), soda lime glass, lead glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass (Pyrex (registered trademark)), borosilicate glass ( Alkali-free), borosilicate glass (microsheet), and aluminosilicate glass. Among them, those having a linear expansion coefficient of 5 ppm / ° C. or less are desirable, and liquid crystal glass Corning 1753, Eagle XG, Nippon Electric Glass OA-10G, Asahi Glass AN100, and the like are desirable.

本発明における線膨張係数とは、30から300℃の間で測った平均値をCTEとして算出している。金属やセラミックスではこの温度範囲で変化がない事が多いが、ポリイミド層ではこの温度範囲で、CTEが変化する事があるが、測定下限を0℃、30℃、50℃といったものに置き換えてもよく、測定上限を200℃、300℃、400℃に置き換えることも可能である。 With the linear expansion coefficient in this invention, the average value measured between 30 to 300 degreeC is computed as CTE. Metals and ceramics often do not change within this temperature range, but polyimide layers may change CTE within this temperature range, but the lower limit of measurement can be replaced with 0 ° C, 30 ° C, or 50 ° C. It is possible to replace the upper limit of measurement with 200 ° C, 300 ° C, or 400 ° C.

本発明の積層体における無機層の線膨張係数とは、−3ppm/℃〜+10ppm/℃であり、より好ましくは−2ppm/℃〜+8ppm/℃である。これより大きいものでは、熱履歴により部分的に応力が加わる事があり、反りの発生やポリイミド層の剥離がおき易くなる。 The linear expansion coefficient of the inorganic layer in the laminate of the present invention is −3 ppm / ° C. to +10 ppm / ° C., more preferably −2 ppm / ° C. to +8 ppm / ° C. If it is larger than this, a stress may be partially applied due to the thermal history, and the occurrence of warping and the peeling of the polyimide layer are likely to occur.

本発明の積層体におけるポリイミド層の線膨張係数とは、−5ppm/℃〜+8ppm/℃であり、より好ましくは−2ppm/℃〜+3ppm/℃である。線膨張係数の無機層との差が大きいと、熱がかかった場合に応力が発生して、回路に欠陥が発生し易くなる。 The linear expansion coefficient of the polyimide layer in the laminate of the present invention is −5 ppm / ° C. to +8 ppm / ° C., more preferably −2 ppm / ° C. to +3 ppm / ° C. When the difference between the linear expansion coefficient and the inorganic layer is large, a stress is generated when heat is applied, and defects are easily generated in the circuit.

本発明における180度剥離強度とは、1.5N/cm以上18N/cm以下であり、より好ましくは3N/cm以上 8N/cm以下である。1.5N/cm以下では実用的デバイスとしての利用が困難であり、18N/cm以上の実現は技術的に困難である。 The 180 degree peel strength in the present invention is 1.5 N / cm or more and 18 N / cm or less, more preferably 3 N / cm or more and 8 N / cm or less. If it is 1.5 N / cm or less, it is difficult to use it as a practical device, and it is technically difficult to realize 18 N / cm or more.

本発明におけるシランカップリング剤層とは、シランカップリング剤を使った処理によって出来た層を指し、シランカップリング剤の溶液を無機層に塗布乾燥し熱処理する方法、シランカップリング剤の溶液中にポリイミド層を浸漬した後に乾燥し熱処理する方法、ポリイミド層の作成時に添加し、フィルム作成と同時にカップリング剤処理する方法を例示出来る。また、処理中のpHが性能に大きく影響する事が知られており、適宜pHを調整すればよい。
本発明の無機層とポリイミド層Aの間には有機高分子からなる接着剤層が介在しない。ここで本発明でいう有機高分子からなる接着剤層はSiの成分重量比10%未満のものをさす。あるのはシランカップリング剤に由来するSiを10重量%以上多く含むもののみである。シランカップリング剤層を用いることで中間層を薄くできるので加熱中の脱ガス成分が少なく、ウェットプロセスにおいても溶出しにくく、仮に溶出が起きても微量にとどまるという効果が出る。
In the present invention, the silane coupling agent layer refers to a layer formed by a treatment using a silane coupling agent, a method of applying and drying a solution of a silane coupling agent on an inorganic layer, and heat treatment, and a solution of the silane coupling agent. Examples include a method in which the polyimide layer is immersed in the substrate and dried and heat-treated, and a method in which the polyimide layer is added at the time of forming the polyimide layer and treated with a coupling agent simultaneously with the film formation. In addition, it is known that the pH during the treatment greatly affects the performance, and the pH may be adjusted as appropriate.
No adhesive layer made of an organic polymer is interposed between the inorganic layer of the present invention and the polyimide layer A. Here, the adhesive layer made of an organic polymer referred to in the present invention refers to an Si component having a weight ratio of less than 10%. There are only those containing 10% by weight or more of Si derived from the silane coupling agent. By using the silane coupling agent layer, the intermediate layer can be made thin, so that there are few degassing components during heating, it is difficult to elute even in the wet process, and even if the elution occurs, there is an effect that it remains in a very small amount.

本発明におけるシランカップリング剤層の厚さは50nm以下であり、より好ましくは20nm以下である。これより厚いと、ポリイミド層を変質させる事があり、また、粗な膜になりやすいために、剥離強度を落とす原因となる。しかし5nm以下では、密着させる為に有効量以下となって、剥離強度を向上させる効果が少なくなる。 The thickness of the silane coupling agent layer in the present invention is 50 nm or less, more preferably 20 nm or less. If it is thicker than this, the polyimide layer may be altered, and a rough film is likely to be formed, which causes a drop in peel strength. However, if the thickness is 5 nm or less, the amount is less than the effective amount for adhesion, and the effect of improving the peel strength is reduced.

本発明における有機アルカリ溶液処理とは、エチレンジアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、などアミン類から選択される有機化合物の有機溶媒溶液、およびまたは水溶液中に電気回路を有するポリイミド層を浸漬する処理が挙げられる。浸漬の変形として、有機アルカリ溶液をコーティングしても良い。これらの有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックアミド、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、ハロゲン化フェノール類等があげられる。これらの溶媒は、単独あるいは混合して更には水とも混合して使用することができる。望ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドのジメチルスルホキシド溶液が上げられる。溶媒の使用量は、アミン類を溶解するのに十分な量であればよく、具体的な使用量としては、モノマーを溶解した溶液に占めるモノマーの重量が、通常0.01〜40重量%、好ましくは0.5〜10重量%となるような量が挙げられる。処理温度としては、室温付近で行なえる。処理時間としては、0.1minから20minより望ましくは、0.3minから5min程度が上げられる。これより長いと、プロセスコストが上昇し、これより短い場合、時間コントロールが、難しくなる。また、有機溶媒を使わない、水溶液やエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール溶液などを利用することもできるが、この場合、バッチ処理で数時間から数十時間液に浸漬する処理とすることで同様の効果を得られる。
この処理を行わず、ポリイミド層にポリアミック酸溶液を塗布後、乾燥し次いで熱処理をして前記ポリイミド層を形成した場合、ポリイミド層とポリイミド層の180度剥離強度は1N/cm以下となり、容易に剥離するが、上記処理を行うことによって5N/cm以上の180度剥離強度が得られ、この剥離強度は、PCT処理を行うことによっての低減も少なく、PCT処理後も4N/cm以上の180度剥離強度が得られる。ポリイミド層にプラズマ処理を行った後に、ポリアミック酸溶液を塗布後、乾燥し次いで熱処理をして前記ポリイミド層を形成した場合、初期の180度剥離強度は5N/cm以上となるが、このサンプルのPCT処理後の180度剥離強度は、1N/cm以下となる。180度剥離強度1N/cm以下では容易に剥離し、実用上問題がある。4N/cm以上あれば通常の取り扱い上問題がない。またこの処理を適正に行えば10N/cm以上の180度剥離強度も得られ、この場合殆どの電気回路用途で全く問題なく使用する事が出来る。この有機アルカリ処理と併用して、補助的に別の表面処理としてプラズマ処理、UV処理、シランカップリング剤処理、グラフト化処理などを行っても良い。
The organic alkali solution treatment in the present invention is a treatment of immersing a polyimide layer having an electric circuit in an organic solvent solution of an organic compound selected from amines such as ethylenediamine and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and / or an aqueous solution. Is mentioned. As a deformation of immersion, an organic alkali solution may be coated. Examples of these organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexa Examples include methylphosphoric amide, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, sulfolane, and halogenated phenols. These solvents can be used alone or mixed and further mixed with water. Desirably, a dimethyl sulfoxide solution of tetramethylammonium hydroxide is raised. The amount of the solvent used may be an amount sufficient to dissolve the amines. As a specific amount used, the weight of the monomer in the solution in which the monomer is dissolved is usually 0.01 to 40% by weight, The amount is preferably 0.5 to 10% by weight. The treatment temperature can be around room temperature. The processing time is preferably about 0.1 min to 20 min, more preferably about 0.3 min to 5 min. If it is longer than this, the process cost increases, and if it is shorter than this, time control becomes difficult. In addition, it is possible to use an aqueous solution, ethanol, methanol, isopropyl alcohol solution, or the like that does not use an organic solvent, but in this case, the same effect can be obtained by immersing in the solution for several hours to several tens of hours in batch processing. Can be obtained.
If this polyimide layer is formed by applying a polyamic acid solution to the polyimide layer without performing this treatment, followed by heat treatment and then forming the polyimide layer, the 180 degree peel strength between the polyimide layer and the polyimide layer is 1 N / cm or less, Although it peels off, a 180 degree peel strength of 5 N / cm or more is obtained by performing the above treatment, and this peel strength is little reduced by performing the PCT process, and after the PCT process is 180 degrees of 4 N / cm or more. Peel strength is obtained. When the polyimide layer is formed by applying a polyamic acid solution after the plasma treatment to the polyimide layer and then drying and then heat-treating, the initial 180 degree peel strength is 5 N / cm or more. The 180 degree peel strength after the PCT treatment is 1 N / cm or less. When the 180 degree peel strength is 1 N / cm or less, it peels easily and there is a problem in practical use. If it is 4 N / cm or more, there is no problem in normal handling. Moreover, if this treatment is properly performed, a 180 degree peel strength of 10 N / cm or more can be obtained, and in this case, it can be used without any problem in most electric circuit applications. In combination with this organic alkali treatment, plasma treatment, UV treatment, silane coupling agent treatment, grafting treatment and the like may be carried out as auxiliary surface treatments.

本発明におけるプラズマ処理は、特に限定されるものではないが、真空中でのRFプラズマ処理、マイクロ波プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理などがあり、フッ素を含むガス処理、イオン源を使ったイオン打ち込み処理、PBII法を使った処理、フレーム処理、イトロ処理なども含める。これらの中でも真空中でのRFプラズマ処理、マイクロ波プラズマ処理、大気圧プラズマ処理が好ましい。 The plasma treatment in the present invention is not particularly limited, and includes RF plasma treatment in a vacuum, microwave plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, corona treatment, etc., using fluorine-containing gas treatment, an ion source Includes ion implantation treatment, treatment using PBII method, frame treatment, intro treatment, etc. Among these, RF plasma treatment, microwave plasma treatment, and atmospheric pressure plasma treatment in vacuum are preferable.

本発明における電気回路とは、銅、Al、Ni、Au、Ag、Cr、Mo、Tiなどを主成分とする。金属配線のことを言う。望ましくは銅配線にポリイミドフィルムとの間にバリア層として、NiCr合金やTi合金が入っている物が挙げられる。 The electric circuit in the present invention is mainly composed of copper, Al, Ni, Au, Ag, Cr, Mo, Ti and the like. This refers to metal wiring. Desirably, the thing which contains NiCr alloy and Ti alloy as a barrier layer between a copper wiring and a polyimide film is mentioned.

本発明における半導体素子とは、電力用半導体素子、薄膜トランジスター、センサー、太陽電池或は論理回路、MEMS素子、発光素子、受光素子、アクチュエーター素子、および、市販の半導体素子チップを貼り付けるものも含む。 The semiconductor element in the present invention includes a power semiconductor element, a thin film transistor, a sensor, a solar cell or a logic circuit, a MEMS element, a light emitting element, a light receiving element, an actuator element, and a device to which a commercially available semiconductor element chip is attached. .

本発明における電力用半導体素子とは、電力の変換や制御用に最適化された半導体で、通常の半導体素子に比べて高耐圧化、大電流化、高速・高周波化されているものをいう。整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーMOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT)、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ (GTO)、トライアックなどを含む。 The power semiconductor element in the present invention is a semiconductor optimized for power conversion and control, and has a higher breakdown voltage, higher current, higher speed and higher frequency than a normal semiconductor element. Includes rectifier diodes, power transistors, power MOSFETs, insulated gate bipolar transistors (IGBT), thyristors, gate turn-off thyristors (GTO), and triacs.

本発明における薄膜トランジスターとは、トランジスターを構成する半導体層および素子を構成する絶縁膜、電極、保護絶縁膜などが、薄膜を堆積させて作製されているものをいう。通常シリコンウェハーのシリコンを半導体層として使用するものとは、区別する。通常薄膜を真空蒸着などのPVD(物理的蒸着)、プラズマCVDなどのCVD(化学的蒸着)といった、真空を利用する手法によって作製する。このため、シリコンウェハーのように単結晶ではないものを含む。Siを使っても、微結晶シリコンTFT、高温ポリシリコンTFT、低温ポリシリコンTFT、そして酸化物半導体TFT、有機半導体TFTなどを含む。 The thin film transistor in the present invention refers to a semiconductor layer in which a transistor and an insulating film, an electrode, a protective insulating film, and the like constituting an element are formed by depositing a thin film. It is usually distinguished from silicon wafers that use silicon as the semiconductor layer. Usually, a thin film is produced by a method using a vacuum such as PVD (physical vapor deposition) such as vacuum vapor deposition or CVD (chemical vapor deposition) such as plasma CVD. For this reason, what is not a single crystal like a silicon wafer is included. Even if Si is used, it includes microcrystalline silicon TFT, high-temperature polysilicon TFT, low-temperature polysilicon TFT, oxide semiconductor TFT, organic semiconductor TFT, and so on.

本発明におけるセンサーとは、ストレインゲージ(ひずみゲージ) , ロードセル, 半導体圧力センサー , 光センサー , 光電素子 , フォトダイオード , 磁気センサー , 接触式温度センサー , サーミスタ温度センサー , 抵抗測温体温度センサー , 熱電対温度センサー , 非接触式温度センサー , 放射温度計 , マイクロフォン , イオン濃度センサー , ガス濃度センサー , 変位 センサー, ポテンショメータ , 差動トランス変位 センサー , 回転角センサー , リニアエンコーダ , タコジェネレータ , ロータリエンコーダ , 光位置センサー (PSD) , 超音波距離計 , 静電容量変位計 , レーザードップラー振動速度計 , レーザドップラー流速計 , ジャイロセンサー , 加速度センサー, 地震センサー, 一次元画像, リニアイメージセンサー, 二次元画像, CCDイメージセンサー, CMOSイメージセンサー, 液, 漏液センサー(リークセンサー), 液検知センサー(レベルセンサー), 硬度センサー, 電場センサー, 電流センサー, 電圧センサー, 電力センサー, 赤外線センサー, 放射線センサー, 湿度センサー, においセンサー, 流量センサー, 傾斜センサー, 振動センサー, 時間センサーおよび、これらのセンサーを複合した複合センサーや、これらのセンサーで検出した値から何らかの計算式に基づき別の物理量や感性値などを出力するセンサーなどがを含む。 The sensor in the present invention is a strain gauge, a load cell, a semiconductor pressure sensor, an optical sensor, a photoelectric element, a photodiode, a magnetic sensor, a contact temperature sensor, a thermistor temperature sensor, a resistance temperature sensor temperature sensor, a thermocouple Temperature sensor, non-contact temperature sensor, radiation thermometer, microphone, ion concentration sensor, gas concentration sensor, displacement sensor, potentiometer, differential transformer displacement sensor, rotation angle sensor, linear encoder, tachometer, rotary encoder, optical position sensor (PSD), ultrasonic distance meter, capacitance displacement meter, laser Doppler vibration velocity meter, laser Doppler velocimeter, gyro sensor, acceleration sensor, earthquake sensor, one-dimensional image, linear image sensor, two-dimensional image, CCD image sensorー, CMOS image sensor, Liquid, Leak sensor (Leak sensor), Liquid sensor (Level sensor), Hardness sensor, Electric field sensor, Current sensor, Voltage sensor, Power sensor, Infrared sensor, Radiation sensor, Humidity sensor, Smell sensor , Flow sensors, tilt sensors, vibration sensors, time sensors, combined sensors that combine these sensors, and sensors that output other physical quantities or sensitivity values based on some calculation formula from the values detected by these sensors including.

本発明におけるMEMSとは、MEMS技術を利用して作成した物をさし、インクシ゛ェットプリンターヘッド、走査型プローブ顕微鏡用プローブ、 LSIフ゜ローバー用コンタクタ、マスクレス露光用光空間変調器、 光集積化素子、 赤外線センサー、 流量センサー、加速度センサー、MEMSジャイロセンサー、RF MEMS スイッチ、 体内、体外血圧センサーそして、グレーティングライトバルブ、デジタルマイクロミラーデバイスなどを使ったビデオプロジェクター、などを含む。 The MEMS in the present invention refers to an object created using MEMS technology, such as an inkjet printer head, a probe for a scanning probe microscope, a contactor for an LSI floating bar, an optical spatial modulator for maskless exposure, an optical integrated device, Infrared sensors, flow sensors, acceleration sensors, MEMS gyro sensors, RF MEMS switches, internal and external blood pressure sensors, and video projectors using grating light valves, digital micromirror devices, etc.

本発明における太陽電池とは、上述した積層体のポリイミド層上に半導体からなる光電変換層を含む積層体が形成されてなる。この場合ポリイミド層は可視光を透過するものが望ましい。前記積層体は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層を必須の構成として有し、通常、得られた電気エネルギーを取出すための電極層などをさらに有するものである。
以下、フィルム状太陽電池を構成するよう形成される上記積層体の典型例として、光電変換層を一対の電極層で挟んでなる積層構造を説明する。しかし光電変換層を何層か積み重ねた構成なども、PVD,CVDでの作製ならば、本発明の太陽電池といえる。本発明で形成される積層構造は以下に記載される態様に限定されず、従来技術の太陽電池が有する積層体の構成を適宜参照してよく、保護層や公知補助手段を付加してもよいものである。
上記一対の電極層における一方の電極層(以下、裏面電極層とも記載する)は、好ましくは、フィルム基材の一主面上に形成される。裏面電極層は自体公知の方法、例えばCVD(ケミカル・ベ−パ−・デポジション)法やスパッタ法によって、導電性無機材料を積層することによって得られる。導電性無機材料としては、Al、Au、Ag、Cu、Ni、ステンレス鋼などの金属薄膜や、In23、SnO2、ZnO、Cd2SnO4、ITO(In23 にSnを添加したもの)などの酸化物半導体系の導電材料などが挙げられる。裏面電極層の厚さは特に限定はなく、通常、30〜1000nm程度である。好ましくは、裏面電極層は金属薄膜である。また、一部の電極引き出しで、Agペーストといった真空を利用しない膜形成を使用しても、本発明の太陽電池といえる。
The solar cell in the present invention is formed by forming a laminate including a photoelectric conversion layer made of a semiconductor on the polyimide layer of the laminate described above. In this case, it is desirable for the polyimide layer to transmit visible light. The said laminated body has a photoelectric converting layer which converts the energy of sunlight into an electrical energy as an essential structure, and usually further has an electrode layer etc. for taking out the obtained electrical energy.
Hereinafter, a laminated structure in which a photoelectric conversion layer is sandwiched between a pair of electrode layers will be described as a typical example of the laminated body formed so as to constitute a film-like solar cell. However, a structure in which several photoelectric conversion layers are stacked can be regarded as the solar cell of the present invention if it is fabricated by PVD or CVD. The laminated structure formed in the present invention is not limited to the embodiment described below, and the structure of the laminated body of the solar cell of the prior art may be referred to as appropriate, and a protective layer and known auxiliary means may be added. Is.
One electrode layer (hereinafter also referred to as a back electrode layer) of the pair of electrode layers is preferably formed on one main surface of the film substrate. The back electrode layer is obtained by laminating a conductive inorganic material by a method known per se, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method. Examples of conductive inorganic materials include metal thin films such as Al, Au, Ag, Cu, Ni, and stainless steel, and In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, Cd 2 SnO 4 , ITO (adding Sn to In 2 O 3 Oxide semiconductor-based conductive materials and the like. The thickness of the back electrode layer is not particularly limited, and is usually about 30 to 1000 nm. Preferably, the back electrode layer is a metal thin film. Further, even if a film formation that does not use a vacuum such as Ag paste is used for extracting some electrodes, it can be said to be the solar cell of the present invention.

太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層は、半導体からなる層であり、I族元素とIII族元素とVI族元素とからなる化合物半導体薄膜(カルコパイライト構造半導体薄膜)であるCuInSe2(CIS)膜、またはこれにGaを固溶したCu(In,Ga)Se(CIGS)膜(以下、両者をまとめてCIS系膜ともいう)、シリコン系半導体からなる層である。シリコン系半導体には、薄膜シリコン層、無定形シリコン層、多結晶シリコン層などが挙げられる。光電変換層は、異なる半導体からなる複数の層を有する積層体であってもよい。また、色素を用いた光電変換層であっても良い。
薄膜シリコン層は、プラズマCVD法、熱CVD法、スパッタリング法、クラスタイオンビーム法、蒸着法などによって得られるシリコン層である。
無定形シリコン層は、実質的に結晶性をもたないシリコンからなる層である。実質的に結晶性をもたないことは、X線を照射しても回折ピークを与えないことによって確かめることができる。無定形シリコン層を得る手段は公知であり、そのような手段には、例えば、プラズマCVD法や熱CVD法などが含まれる。
多結晶シリコン層は、シリコンからなる微小結晶の集合体からなる層である。上述の無定形シリコン層とは、X線の照射により回折ピークを与えることによって区別される。多結晶シリコン層を得る手段は公知であり、そのような手段には、無定形シリコンを熱処理する手段などが含まれる。
本発明で用いる光電変換層は、シリコン系半導体層に限られず、例えば、厚膜半導体層であってもよい。厚膜半導体層とは酸化チタン、酸化亜鉛、ヨウ化銅などのペーストから形成される半導体層である。
半導体材料を光電変換層として構成する手段は公知の方法を適宜参照してよい。例えば、200〜500℃の温度下で、SiHにフォスフィン(PH)を添加したガス中で高周波プラズマ放電を行うことで約20nmのa−Si(n層)を形成し、続いてSiHガスのみで約500nmのa−Si(i層)を形成し、続いてSiHにジボラン(B)を添加して、約10nmのp−Si(p層)を形成することができる。
The photoelectric conversion layer for converting the energy of sunlight into electrical energy is a layer made of a semiconductor, and a compound semiconductor thin film (chalcopyrite structure semiconductor thin film) made of a group I element, a group III element, and a group VI element, CuInSe2 ( CIS) film, or a Cu (In, Ga) Se 2 (CIGS) film in which Ga is dissolved in the same (hereinafter, both are collectively referred to as a CIS film), and a layer made of a silicon-based semiconductor. Examples of the silicon-based semiconductor include a thin film silicon layer, an amorphous silicon layer, and a polycrystalline silicon layer. The photoelectric conversion layer may be a laminate having a plurality of layers made of different semiconductors. Moreover, the photoelectric converting layer using a pigment | dye may be sufficient.
The thin film silicon layer is a silicon layer obtained by a plasma CVD method, a thermal CVD method, a sputtering method, a cluster ion beam method, a vapor deposition method, or the like.
The amorphous silicon layer is a layer made of silicon having substantially no crystallinity. The lack of crystallinity can be confirmed by not giving a diffraction peak even when irradiated with X-rays. Means for obtaining an amorphous silicon layer are known, and examples of such means include a plasma CVD method and a thermal CVD method.
The polycrystalline silicon layer is a layer made of an aggregate of microcrystals made of silicon. The above amorphous silicon layer is distinguished by giving a diffraction peak by irradiation with X-rays. Means for obtaining a polycrystalline silicon layer are known, and such means include means for heat-treating amorphous silicon.
The photoelectric conversion layer used in the present invention is not limited to a silicon-based semiconductor layer, and may be, for example, a thick film semiconductor layer. The thick film semiconductor layer is a semiconductor layer formed from a paste of titanium oxide, zinc oxide, copper iodide or the like.
The means for constituting the semiconductor material as the photoelectric conversion layer may refer to a known method as appropriate. For example, an about 20 nm a-Si (n layer) is formed by performing high-frequency plasma discharge in a gas in which phosphine (PH 3 ) is added to SiH 4 at a temperature of 200 to 500 ° C., and then SiH 4. An a-Si (i layer) of about 500 nm can be formed only with gas, and then diborane (B 2 H 6 ) can be added to SiH 4 to form a p-Si (p layer) of about 10 nm. .

光電変換層を挟む一対の電極層のうち、フィルム基材とは反対側に設けられる電極層(以下、集電電極層ともいう)は、導電フィラーとバインダー樹脂を含む導電性ペーストを固めてなる電極層であったり、透明電極層であったりしてもよい。透明電極層としては、In、SnO、ZnO、CdSnO、ITO(InにSnを添加したもの)などの酸化物半導体系の材料を好ましく用いることができる。
かくして、本発明の好適な態様例である、透明電極/p型a−Si/i型a−Si/n型a−Si/金属電極/ポリイミドフィルム層の順で積層されてなるフィルム状太陽電池が得られる。
また、p層をa−Si、n層を多結晶シリコンとして、両者の間に薄いアンド−プa−Si層を挿入した構造にしてもよい。特に、a−Si/多結晶シリコン系のハイブリッド型にすると、太陽光スペクトルに対する感度が改善される。
太陽電池の作成においては、上記構成に加えて、反射防止層、表面保護層などを付加せしめてもよい。
Of the pair of electrode layers sandwiching the photoelectric conversion layer, an electrode layer (hereinafter also referred to as a current collecting electrode layer) provided on the side opposite to the film substrate is formed by solidifying a conductive paste containing a conductive filler and a binder resin. It may be an electrode layer or a transparent electrode layer. As the transparent electrode layer, an oxide semiconductor material such as In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, Cd 2 SnO 4 , ITO (In 2 O 3 added with Sn) can be preferably used.
Thus, a film-like solar cell in which transparent electrode / p-type a-Si / i-type a-Si / n-type a-Si / metal electrode / polyimide film layer is laminated in this order, which is a preferred embodiment of the present invention. Is obtained.
Alternatively, the p layer may be a-Si, the n layer may be polycrystalline silicon, and a thin and doped a-Si layer may be inserted between them. In particular, when an a-Si / polycrystalline silicon hybrid type is used, the sensitivity to the sunlight spectrum is improved.
In the production of a solar cell, an antireflection layer, a surface protective layer, or the like may be added in addition to the above structure.

本発明における論理回路とは、NAND、ORを基本とした論理回路および、クロックにより、同期が取られたものも含む。 The logic circuit in the present invention includes a logic circuit based on NAND and OR and a circuit synchronized by a clock.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例における物性の評価方法は以下の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited by a following example. In addition, the evaluation method of the physical property in the following examples is as follows.

1.ポリアミド酸の還元粘度(ηsp/C)
ポリマー濃度が0.2g/dlとなるようにN−メチル−2−ピロリドン(又は、N,N−ジメチルアセトアミド)に溶解した溶液をウベローデ型の粘度管により30℃で測定した。(ポリアミド酸溶液の調製に使用した溶媒がN,N−ジメチルアセトアミドの場合は、N,N−ジメチルアセトアミドを使用してポリマーを溶解し、測定した。)
2.ポリイミド層などの厚さ
マイクロメーター(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定した。
3.ポリイミド層の引張弾性率、引張破断強度および引張破断伸度
上記力学特性測定用サンプルは、8インチのシリコンウェハー上に、シランカップリング剤を塗布する事無く、ワニスを塗布した。 塗布はスピンコーターにて、焼成後膜厚が5μmとなるように調整した。 100℃にて乾燥を10分行なった後に、N2を流しているマッフル炉に入れて、3℃/minの昇温速度で室温から350℃に昇温して、350℃で、1時間温度を維持してワニスを焼成した。この後にポリイミド層を剥がしたものを使い、測定した。 塗布および焼成条件は、測定対象のポリイミド層を、100mm×10mmの短冊状に切り出したものを試験片とした。引張試験機(島津製作所製、オートグラフ(R) 機種名AG−5000A)を用い、引張速度50mm/分、チャック間距離40mmの条件で、引張弾性率、引張破断強度及び引張破断伸度を測定した。
1. Reduced viscosity of polyamic acid (ηsp / C)
A solution dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (or N, N-dimethylacetamide) so that the polymer concentration was 0.2 g / dl was measured at 30 ° C. with an Ubbelohde type viscosity tube. (When the solvent used for preparing the polyamic acid solution was N, N-dimethylacetamide, the polymer was dissolved using N, N-dimethylacetamide and measured.)
2. Thickness of polyimide layer, etc. Measured using a micrometer (Finereuf, Millitron 1245D).
3. The tensile elastic modulus, tensile breaking strength, and tensile breaking elongation of the polyimide layer were applied to a varnish without applying a silane coupling agent on the 8-inch silicon wafer. The coating was adjusted with a spin coater so that the film thickness after firing was 5 μm. After drying at 100 ° C. for 10 minutes, the sample is put in a muffle furnace in which N 2 is flowing, and the temperature is raised from room temperature to 350 ° C. at a rate of 3 ° C./min. The varnish was fired while maintaining. This was measured using a stripped polyimide layer. As the coating and firing conditions, a test piece was prepared by cutting a polyimide layer to be measured into a strip of 100 mm × 10 mm. Using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, Autograph (R) model name AG-5000A), the tensile modulus, tensile breaking strength, and tensile breaking elongation were measured under the conditions of a tensile speed of 50 mm / min and a distance between chucks of 40 mm. did.

4.180度剥離強度
JIS C6471 の180度剥離法に従って、試料の剥離強度は下記条件で180度剥離試験を行うことで求めた。剥離強度測定用サンプルは、パターンをつける前の無機層にポリイミド層を実施例1と同様にしてつけたもので測定した。具体的にはポリイミド層Bを付けた後にニッカン工業製SAFWと更にその上に、大き目の市販ポリイミドフィルム25μm厚のものを100℃にてロールラミネート後に、160℃1時間のプレスを行い、室温冷却の後にSAFWを挟んだ両側の市販ポリイミドフィルムと無機層ポリイミド層積層体とを市販ポリイミドフィルムが180度折れ曲がる側として、N=5の測定を行い平均値を測定値とした。
装置名 ; 島津製作所社製 オートグラフAG−IS
測定温度 ; 室温
剥離速度 ; 50mm/min
雰囲気 ; 大気
測定サンプル幅 ; 1cm

8N/cm付近でポリイミド層BとSAFWの界面剥離或は、SAFWの材料破壊との混合破壊が起きる為、無機層とポリイミド層の剥離強度はそれ以上とのみ推定できる。
4. 180 degree peel strength
According to the 180 degree peeling method of JIS C6471, the peeling strength of the sample was determined by performing a 180 degree peeling test under the following conditions. The peel strength measurement sample was measured by applying a polyimide layer to the inorganic layer before patterning in the same manner as in Example 1. Specifically, after attaching polyimide layer B, Nikkan Kogyo SAFW and further, a large commercial polyimide film 25 μm thick is roll-laminated at 100 ° C., then pressed at 160 ° C. for 1 hour, and cooled at room temperature After that, N = 5 was measured and the average value was taken as the measured value, with the commercially available polyimide film and the inorganic layer polyimide layer laminate on both sides sandwiching SAFW as the side where the commercially available polyimide film was bent 180 degrees.
Device name: Autograph AG-IS, manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement temperature; Room temperature Peeling speed; 50mm / min
Atmosphere: Air Measurement sample width: 1cm

Since the interfacial peeling between the polyimide layer B and SAFW or the mixed destruction with the SAFW material destruction occurs at around 8 N / cm, the peeling strength between the inorganic layer and the polyimide layer can only be estimated to be higher.

5.線膨張係数(CTE)
測定対象のポリイミド層を、直交する2方向において、下記条件にて伸縮率を測定し、30℃〜45℃、45℃〜60℃、…と15℃の間隔での伸縮率/温度を測定し、この測定を300℃まで行い、全測定値の平均値をCTEとして算出した。試料は前記3.ポリイミド層の引張弾性率、引張破断強度および引張破断伸度の測定用試料を用いた。
機器名 ; MACサイエンス社製TMA4000S
試料長さ ; 20mm
試料幅 ; 2mm
昇温開始温度 ; 25℃
昇温終了温度 ; 400℃
昇温速度 ; 5℃/min
雰囲気 ; アルゴン
荷重 ;35g/mm
6.シランカップリング剤層厚さの測定法
シランカップリング層厚さはSiウェハーに作成した膜厚を測定した。
膜厚測定法は、エリプソメトリーにて行い、測定器はPhotal社製FE-5000を使用した。この測定器のハード仕様は以下の通りである。
反射角度範囲 45から80°、波長範囲 250から800nm、波長分解能1.25nm、スポット径 1mm、tanΨ 測定精度±0.01、cosΔ 測定精度±0.01、方式回転検光子法。
測定は偏向子角度 45°、入射 70°固定、検光子は11.25°刻みで0〜360°、250〜800nmの測定を行った。
非線形最小2乗法によるフィッティングで、膜厚を求めた。このとき、モデルとしては、Air/薄膜/Siのモデルで、
n=C3/λ+C2/λ2+C1
k=C6/λ+C5/λ2+C4
の式で波長依存C1〜C6を求めた。
実施例、比較例共に塗布条件は実施例1と同じであり、この条件での塗布量は15nmであった。
5. Linear expansion coefficient (CTE)
The stretch rate of the polyimide layer to be measured is measured under the following conditions in two orthogonal directions, and the stretch rate / temperature at intervals of 30 ° C. to 45 ° C., 45 ° C. to 60 ° C.,. This measurement was performed up to 300 ° C., and the average value of all measured values was calculated as CTE. The sample is the above-mentioned 3. A sample for measuring the tensile elastic modulus, tensile breaking strength and tensile breaking elongation of the polyimide layer was used.
Device name: TMA4000S manufactured by MAC Science
Sample length; 20mm
Sample width: 2 mm
Temperature rise start temperature: 25 ° C
Temperature rising end temperature: 400 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C / min
Atmosphere; Argon load; 35 g / mm 2
6). Measuring method of silane coupling agent layer thickness The silane coupling layer thickness was determined by measuring the thickness of a Si wafer.
The film thickness was measured by ellipsometry, and the measuring instrument used was FE-5000 manufactured by Hottal. The hardware specifications of this measuring instrument are as follows.
Reflection angle range 45 to 80 °, wavelength range 250 to 800 nm, wavelength resolution 1.25 nm, spot diameter 1 mm, tan Ψ measurement accuracy ± 0.01, cosΔ measurement accuracy ± 0.01, system rotation analyzer method.
Measurement was performed at a deflector angle of 45 ° and an incident angle of 70 °, and the analyzer was measured at 0 to 360 ° and 250 to 800 nm in 11.25 ° increments.
The film thickness was obtained by fitting by a non-linear least square method. At this time, the model is Air / thin film / Si model,
n = C 3 / λ 4 + C 2 / λ 2 + C 1
k = C 6 / λ 4 + C 5 / λ 2 + C 4
The wavelength dependence C 1 to C 6 was determined by the following formula.
The coating conditions in both the examples and comparative examples were the same as those in Example 1, and the coating amount under these conditions was 15 nm.

〔ワニス製造例1〕
窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール22.53質量、N―メチルー2−ピロリドン176.44質量部を導入し、完全に溶解させた後、ピロメリット酸二無水物19.62質量部、マレイン酸無水物1.96質量部を導入し、25℃の反応温度で24時間攪拌すると、黄色で粘調なポリアミド酸溶液Aが得られた。これをワニスAと呼ぶ。このワニスの測定結果とこのワニスからポリイミド層を作ったときの機械特性を表1にまとめた。
[Varnish production example 1]
The inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, and then 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole 22.53 mass, N-methyl-2-pyrrolidone 176.44 mass And then completely dissolved, and then introduced 19.62 parts by mass of pyromellitic dianhydride and 1.96 parts by mass of maleic anhydride and stirred at a reaction temperature of 25 ° C. for 24 hours. A viscous polyamic acid solution A was obtained. This is called varnish A. Table 1 summarizes the measurement results of this varnish and the mechanical properties when a polyimide layer was formed from this varnish.

〔ワニス製造例2〕
(ポリアミド酸溶液Bの作成)
窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール20.27質量部、1、3−(3−アミノプロピル)―1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン2.63質量部、N―メチルー2−ピロリドン178.16質量部を導入し、完全に溶解させた後、ピロメリット酸二無水物20.07質量部、マレイン酸無水物1.57質量部を導入し、25℃の反応温度で24時間攪拌すると、黄色で粘調なポリアミド酸溶液Bが得られた。これをワニスBと呼ぶ。このワニスの測定結果とこのワニスからポリイミド層を作ったときの機械特性を表1にまとめた。
[Varnish production example 2]
(Preparation of polyamic acid solution B)
The inside of a reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, and then 20.27 parts by mass of 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole, 1,3- (3-aminopropyl) ) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane 2.63 parts by mass and N-methyl-2-pyrrolidone 178.16 parts by mass were introduced and completely dissolved, and then pyromellitic dianhydride 20. When 07 parts by mass and 1.57 parts by mass of maleic anhydride were introduced and stirred for 24 hours at a reaction temperature of 25 ° C., a yellow and viscous polyamide acid solution B was obtained. This is called Varnish B. Table 1 summarizes the measurement results of this varnish and the mechanical properties when a polyimide layer was formed from this varnish.

〔ワニス製造例3〕
窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル20.02質量部、N―メチルー2−ピロリドン166.40質量部を導入し、完全に溶解させた後、ピロメリット酸二無水物19.62質量部、マレイン酸無水物1.96質量部を導入し、25℃の反応温度で24時間攪拌すると、黄色で粘調なポリアミド酸溶液Cが得られた。これをワニスCと呼ぶ。このワニスの測定結果とこのワニスからポリイミド層を作ったときの機械特性を表1にまとめた。
[Varnish production example 3]
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 20.02 parts by mass of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 166.40 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone were introduced to completely Then, 19.62 parts by mass of pyromellitic dianhydride and 1.96 parts by mass of maleic anhydride are introduced and stirred at a reaction temperature of 25 ° C. for 24 hours. C was obtained. This is called Varnish C. Table 1 summarizes the measurement results of this varnish and the mechanical properties when a polyimide layer was formed from this varnish.

Figure 0005691679
Figure 0005691679

実施例1
あらかじめ配線のテストハ゜ターンを導電ペーストにて印刷焼成したAl基板を入手して、これに、1wt%のシランカップリング剤(3−アミノプロピルトリメトキシシラン:商品名KBM903信越シリコーン)を2プロパノールにて希釈した液をスピンコーターにて塗布して100℃のホットプレートに1分間置いた。この後ワニスAを塗布した。塗布はスピンコーターにて、焼成後膜厚が5μmとなるように調整した。 100℃にて乾燥を10分行なった後に、炉内雰囲気を窒素に置換したマッフル炉に入れて、3℃/minの昇温速度で室温から350℃に昇温して、350℃で、1時間温度を維持してワニスを焼成したポリイミド層Aを形成した。この後に膜厚を測定すると5μm厚であった。次いで、このワニス膜にCO2レーザーを電流値12A、周波数200Hz、ON時間24μsec、ショット回数4回にて、照射して、Φ80μmの穴を開けた。
この後に、Al2O3基板をワニス膜側をスパッタ薄膜堆積側として、スパッタリング装置内の基板ホルダーに固定した。基板ホルダーと、Al2O3は密着するように固定する。基板ホルダー内に冷媒を流すことによってAl2O3の温度を設定できる。基板温度を2℃に設定した。次いでワニス膜表面のプラズマ処理を行った。プラズマ処理条件はアルゴンガス中で、周波数13.56MHz、出力200W、ガス圧1×10−3Torrの条件であり、処理時の温度は2℃、処理時間は2分間であった。次いで、周波数13.56MHz、出力450W、ガス圧3×10−3Torrの条件、ニッケル−クロム(クロム10wt%)合金のターゲットを用い、アルゴン雰囲気下にてDCマグネトロンスパッタリング法により、1nm/秒のレートで厚さ7nmのニッケル−クロム合金被膜(下地層)を形成し、次いで、基板の温度を2℃に設定するよう、基板のスパッタ面の裏面を2℃に温度コントロールした冷媒を中に流した、基板ホルダーのSUSプレートと接する状態でスパッタリングを行った。10nm/秒のレートで銅を蒸着し、厚さ0.25μmの銅薄膜を形成させた。銅およびNiCr層の厚さは蛍光X線法によって確認した。

ワニス膜上にCu薄膜をつけたものに、硫酸銅めっき浴をもちいて、10μm厚さの厚付銅層を形成した。電解めっき条件は電解めっき液(硫酸銅80g/l、硫酸210g/l、HCl、光沢剤少量)に浸漬、電気を1.5Adm流した。これにより厚さ4μmの厚付け銅メッキ層(厚付け層)を形成し引き続き120℃で10分間熱処理乾燥し、金属膜付きワニス膜をつけたAl2O3を得た。
得られた試料を使用し、フォトレジスト:FR−200、シプレー社製を塗布・乾燥後にガラスフォトマスクで密着露光し、さらに1.2質量%KOH水溶液にて現像した。次に、HClと過酸化水素を含む塩化第二銅のエッチングラインで、40℃、2kgf/cm2のスプレー圧でエッチングし、ライン/スペース=50μm/50μmのライン列をテストパターンとして形成を行った。光学顕微鏡で観察して、だれ、パターン残りの無い良好なパターンが得られた。
次いでTMAH(2.5wt%)、水(7.5wt%)、 DMSO(90wt%)混合溶液200ccを作成し、パッドに入れ、この中に上記のパターンを作成した積層体を1分浸漬後に取り出して、液を切ってから、メチルアルコールを入れたパッドに1分浸漬、取り出して液を切ってから、純水を入れたパッドに1分浸漬した後に乾燥させた。この積層体の銅配線のある側を上にしてガラス板にカプトンテープで固定後に、アプリケーターを使ってワニスXAを塗布した。塗布厚は、焼成した後に5μm厚となるように、ポリイミド層Bの厚さを調整した。 今回アプリケーターギャップは50μmであった。その後にガラス板と共に、マッフル炉に100℃20分入れ乾燥させる。これを取り出し、ガラス板からこの積層体を取り外し、次に再度マッフル炉にいれて、室温から350℃に3℃/分の昇温速度で、80分かけ昇温後に350℃で1時間保持した。 この後にマッフル炉から取り出し、積層体を得た。評価結果などを表2に示す。
Example 1
Obtain an Al 2 O 3 substrate in which a wiring test pattern is printed and baked with a conductive paste in advance, and add 1 wt% of a silane coupling agent (3-aminopropyltrimethoxysilane: trade name KBM903 Shin-Etsu Silicone) 2 The solution diluted with propanol was applied with a spin coater and placed on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute. Thereafter, varnish A was applied. The coating was adjusted with a spin coater so that the film thickness after firing was 5 μm. After drying at 100 ° C. for 10 minutes, the atmosphere in the furnace was put into a muffle furnace substituted with nitrogen, and the temperature was raised from room temperature to 350 ° C. at a rate of 3 ° C./min. A polyimide layer A obtained by firing the varnish while maintaining the temperature for a time was formed. When the film thickness was measured after this, it was 5 μm thick. Next, this varnish film was irradiated with a CO 2 laser at a current value of 12 A, a frequency of 200 Hz, an ON time of 24 μsec, and the number of shots of 4 times to form a hole of Φ80 μm.
Thereafter, the Al2O3 substrate was fixed to the substrate holder in the sputtering apparatus with the varnish film side as the sputtered thin film deposition side. The substrate holder and Al 2 O 3 are fixed so as to be in close contact with each other. The temperature of Al 2 O 3 can be set by flowing a coolant through the substrate holder. The substrate temperature was set at 2 ° C. Next, plasma treatment of the varnish film surface was performed. The plasma treatment conditions were as follows: argon gas, frequency 13.56 MHz, output 200 W, gas pressure 1 × 10 −3 Torr, treatment temperature 2 ° C., treatment time 2 minutes. Next, a frequency of 13.56 MHz, an output of 450 W, a gas pressure of 3 × 10 −3 Torr, a nickel-chromium (chromium 10 wt%) alloy target, and a DC magnetron sputtering method in an argon atmosphere at 1 nm / second. A nickel-chromium alloy film (underlayer) having a thickness of 7 nm is formed at a rate, and then a coolant whose temperature is controlled to 2 ° C. on the back side of the sputter surface of the substrate is flown into the substrate so that the substrate temperature is set to 2 ° C. Sputtering was performed in contact with the SUS plate of the substrate holder. Copper was deposited at a rate of 10 nm / second to form a copper thin film having a thickness of 0.25 μm. The thickness of the copper and NiCr layers was confirmed by the fluorescent X-ray method.

A thick copper layer having a thickness of 10 μm was formed using a copper sulfate plating bath on a varnish film with a Cu thin film. The electrolytic plating conditions were immersion in an electrolytic plating solution (copper sulfate 80 g / l, sulfuric acid 210 g / l, HCl, a small amount of brightener), and electricity was passed through 1.5 Adm 2 . As a result, a thick copper plating layer (thickening layer) having a thickness of 4 μm was formed, followed by heat treatment and drying at 120 ° C. for 10 minutes to obtain Al 2 O 3 with a varnish film with a metal film.
Using the obtained sample, photoresist: FR-200, manufactured by Shipley Co., Ltd. was applied and dried, and then closely exposed with a glass photomask, and further developed with a 1.2 mass% KOH aqueous solution. Next, etching was performed with a cupric chloride etching line containing HCl and hydrogen peroxide at 40 ° C. and a spray pressure of 2 kgf / cm 2, and a line row of lines / spaces = 50 μm / 50 μm was formed as a test pattern. . When observed with an optical microscope, a good pattern with no pattern residue was obtained.
Next, 200 cc of a mixed solution of TMAH (2.5 wt%), water (7.5 wt%) and DMSO (90 wt%) is prepared, put in a pad, and the laminate having the above pattern formed therein is taken out after being immersed for 1 minute. After the liquid was drained, it was immersed in a pad containing methyl alcohol for 1 minute, taken out, drained, and then immersed in a pad containing pure water for 1 minute, followed by drying. The laminate was fixed to a glass plate with Kapton tape with the copper wiring side up, and varnish XA was applied using an applicator. The thickness of the polyimide layer B was adjusted so that the coating thickness became 5 μm after firing. This time, the applicator gap was 50 μm. Thereafter, the glass plate is put into a muffle furnace at 100 ° C. for 20 minutes and dried. This was taken out, this laminate was removed from the glass plate, then placed in a muffle furnace again, heated from room temperature to 350 ° C. at a rate of 3 ° C./min, held at 350 ° C. for 1 hour after heating over 80 minutes. . After that, the laminate was taken out from the muffle furnace. The evaluation results are shown in Table 2.

実施例2
使用するワニスをワニスAからワニスBに変えた以外は実施例1と同じとして積層板2を得た。
Example 2
Laminate 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the varnish used was changed from varnish A to varnish B.

実施例3
使用する基板をAl2O3からSi3N4に変えた以外は実施例1と同じとして積層板3を得た。
Example 3
A laminate 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the substrate used was changed from Al2O3 to Si3N4.

実施例4
使用する基板をAl2O3からSi3N4に変えた以外は実施例2と同じとして積層板4を得た。
Example 4
A laminate 4 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the substrate used was changed from Al2O3 to Si3N4.

実施例5
使用する基板をAl2O3から青板カ゛ラスに変えた以外は実施例1と同じとして積層板5を得た。
Example 5
A laminated plate 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the substrate used was changed from Al2O3 to blue plate glass.

比較例1
使用するワニスをワニスAからワニスCに変えた以外は実施例1と同じとして積層板6を得た。
Comparative Example 1
Laminate 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the varnish used was changed from varnish A to varnish C.

比較例2
使用する基板をAl2O3からSi3N4に変えた以外は実施例3と同じとして積層板7を得た。
Comparative Example 2
A laminate 7 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the substrate to be used was changed from Al2O3 to Si3N4.

比較例3
ワニス塗布前にシランカップリング剤処理を行わないように変えた以外は実施例1と同じとして積層板8を得た。
Comparative Example 3
A laminate 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent treatment was not performed before the varnish application.

比較例4
ワニス塗布前にTMAHを含む溶液による処理を行わないように変えた以外は実施例3と同じとして積層板9を得た。
Comparative Example 4
A laminate 9 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the treatment with the solution containing TMAH was not performed before the varnish application.

Figure 0005691679

上段、下段は直交2方向の測定値
(*)はSAFWとポリイミド層Bの界面剥離
Figure 0005691679

Upper row and lower row are measured in two orthogonal directions (*) is the interface peeling between SAFW and polyimide layer B

Figure 0005691679

上段、下段は直交2方向の測定値
(*)はSAFWとポリイミド層Bの界面剥離
Figure 0005691679

Upper row and lower row are measured in two orthogonal directions (*) is the interface peeling between SAFW and polyimide layer B

本発明の多層積層体は、特定物性の耐熱性ポリイミド層とセラミック層とが積層された多層基板であって、前記セラミック層にはインピーダンス素子などが形成されるとともに、前記耐熱性ポリイミド層には導体回路や電子部品が装着される多層基板であり、セラミック層にインピーダンス素子などが形成されているので、温度変化に対して安定するとともに正確な値を維持することができ、ポリイミド層に導体回路が形成できるため細密回路が形成できるので、基板の実装密度が向上し小型化が可能となり、セラミック層をその内部に有しているため多層基板としての湾曲が抑えられかつ、セラミック層とポリイミド層との線膨張係数の乖離がなくそのために多層基板の反りや基板内での剥がれなどが少ないため多層基板として極めて有用である。
さらに温度サイクルが加えられた後も良好な高温高湿度下での接着信頼性を兼ね備え、さらにセラミック層との線膨張係数差が小さく、ベアチップ実装時の接続信頼性が高いインターポーザ用多層基板を作製することが可能であり、産業上極めて有意義な物である。
The multilayer laminate of the present invention is a multilayer substrate in which a heat-resistant polyimide layer having specific physical properties and a ceramic layer are laminated, and an impedance element or the like is formed on the ceramic layer, and the heat-resistant polyimide layer includes A multilayer circuit board on which conductor circuits and electronic components are mounted. Since impedance elements are formed on the ceramic layer, it is stable against temperature changes and can maintain accurate values. Since a fine circuit can be formed, the mounting density of the substrate can be improved and downsizing is possible, and since the ceramic layer is included therein, the bending as a multilayer substrate can be suppressed, and the ceramic layer and the polyimide layer can be suppressed. Is very useful as a multilayer board because there is no deviation in the linear expansion coefficient from the A.
Produces a multilayer substrate for interposers that has good adhesion reliability under high temperature and high humidity even after a temperature cycle is applied, and has a small difference in linear expansion coefficient from the ceramic layer and high connection reliability when mounting bare chips. It is possible to do, and it is a very meaningful thing in the industry.

(図1)
1:無機層
2:電気回路部
3:ポリイミド層
4:ポリイミド層
5:電気回路部
(図2)
1:無機層
2:無機層上の電気回路部
3:貫通電極
4:ポリイミド層
5:電気回路部
6:半導体素子
7:ポリイミド層
(図3)
1:無機層
2:無機層上の電気回路部
3:貫通電極
4:ポリイミド層
5:電気回路部
6:半導体素子
7:ポリイミド層
(Figure 1)
1: Inorganic layer 2: Electric circuit part 3: Polyimide layer 4: Polyimide layer 5: Electric circuit part (FIG. 2)
1: Inorganic layer 2: Electric circuit portion 3 on the inorganic layer 3: Through electrode 4: Polyimide layer 5: Electric circuit portion 6: Semiconductor element 7: Polyimide layer (FIG. 3)
1: Inorganic layer 2: Electric circuit part 3 on the inorganic layer 3: Through electrode 4: Polyimide layer 5: Electric circuit part 6: Semiconductor element 7: Polyimide layer

Claims (6)

無機層、電気回路、ポリイミド層、及びシランカップリング剤層を有する積層体の製造方法であって、 無機層の片面上に少なくとも電気回路配線を形成し、次いで該電気回路が形成された面側にシランカップリング剤処理を行った後に、該シランカップリング剤処理面上にポリアミック酸溶液を塗布後、乾燥し次いで熱処理をして前記ポリイミド層Aを形成し、該ポリイミド層A上に少なくとも電気回路配線を形成し、次いで該電気回路が形成された面側に有機アルカリ溶液処理を施し、次いで該有機アルカリ溶液処理面上にポリアミック酸溶液を塗布後、乾燥し次いで熱処理をして前記ポリイミド層Bを形成する 積層体の製造方法。 A method for producing a laminate having an inorganic layer, an electric circuit, a polyimide layer, and a silane coupling agent layer, wherein at least an electric circuit wiring is formed on one side of the inorganic layer, and then the surface side on which the electric circuit is formed After the silane coupling agent treatment, the polyamic acid solution is coated on the silane coupling agent treated surface, dried and then heat treated to form the polyimide layer A, and at least the polyimide layer A is electrically The polyimide layer is formed by forming a circuit wiring, and then applying an organic alkali solution treatment to the surface side on which the electric circuit is formed, then applying a polyamic acid solution on the organic alkali solution treatment surface, drying and then heat-treating. Form B A manufacturing method of a layered product. 前記ポリイミド層Aと前記ポリイミド層Bがいずれも主に芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドからなることを特徴とする請求項1に記載の積層体の製造方法。The polyimide layer A and the polyimide layer B are both made of polyimide obtained mainly by a reaction between an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine having a benzoxazole structure (skeleton). The manufacturing method of the laminated body of description. 前記各ポリイミド層の厚さが0.5μm〜50μmであり、各ポリイミド層の面内直交2方向のいずれもの線膨張係数が、−5ppm/℃〜+8ppm/℃である請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。3. The thickness of each polyimide layer is 0.5 μm to 50 μm, and the linear expansion coefficient in each of the two in-plane orthogonal directions of each polyimide layer is −5 ppm / ° C. to +8 ppm / ° C. 3. The manufacturing method of the laminated body. 前記電気回路に半導体素子が形成されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の積層体の製造方法。The manufacturing method of the laminated body in any one of Claims 1-3 by which a semiconductor element is formed in the said electric circuit. 前記半導体素子が電力用半導体素子、薄膜トランジスター、センサー、MEMS、太陽電池或は論理回路のいずれかを含むことを特徴とする請求項4に記載の積層体の製造方法The method for producing a laminate according to claim 4, wherein the semiconductor element includes any one of a power semiconductor element, a thin film transistor, a sensor, a MEMS, a solar cell, and a logic circuit. 前記有機アルカリ溶液処理がテトラメチルアンモニウムヒドロキシドのジメチルスルホキシド溶液による処理であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の積層体の製造方法The method for producing a laminate according to any one of claims 1 to 5, wherein the organic alkali solution treatment is treatment with a dimethyl sulfoxide solution of tetramethylammonium hydroxide.
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