JP6422437B2 - ポリイミド、樹脂フィルム及び金属張積層体 - Google Patents

ポリイミド、樹脂フィルム及び金属張積層体 Download PDF

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Description

本発明は、ポリイミド、並びにこのポリイミドを利用した樹脂フィルム及び金属張積層体に関する。
近年、電子機器の小型化、軽量化、省スペース化の進展に伴い、薄く軽量で、可撓性を有し、屈曲を繰り返しても優れた耐久性を持つフレキシブルプリント配線板(FPC;Flexible Printed Circuits)の需要が増大している。FPCは、限られたスペースでも立体的かつ高密度の実装が可能であるため、例えば、HDD、DVD、携帯電話等の電子機器の可動部分の配線や、ケーブル、コネクター等の部品にその用途が拡大しつつある。
上述した高密度化に加えて、機器の高性能化が進んだことから、伝送信号の高周波化への対応も必要とされている。高周波信号を伝送する際に、信号の伝送経路にインピーダンスが変化する点があると、その点で電磁波の反射が生じ、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じる。そのため、FPCのインピーダンス整合性は重要な特性となる。高周波化に対応するために、低誘電率、低誘電正接を特徴とした液晶ポリマーを誘電体層としたFPCが用いられている。しかしながら、液晶ポリマーは、誘電特性に優れているものの、耐熱性や金属箔との接着性に改善の余地がある。
耐熱性や接着性を改善するため、ポリイミドを絶縁層にした金属張積層体が提案されている(特許文献1)。特許文献1によると、一般的に高分子材料をモノマーに脂肪族系のものを用いることにより誘電率が低下することが知られており、脂肪族(鎖状)テトラカルボン酸二無水物を用いて得られたポリイミドの耐熱性は著しく低いために、はんだ付けなどの加工に供する事が不可能となり実用上問題があるが、脂肪族テトラカルボン酸二無水物を用いると鎖状のものに比べて耐熱性が向上したポリイミドが得られるとしている。しかしながら、このようなポリイミドフィルムは、10GHzにおける誘電率が3.2以下であるものの、誘電正接は0.01を超えるものであり、誘電特性は未だ十分ではなかった。
特開2004−358961号公報
本発明は、電子機器の小型化・高性能化に伴う高周波化への対応を可能とするポリイミド、樹脂フィルム及び金属張積層体を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明者らは、特定のジアミン構造を有するポリイミドは低い誘電正接を有しており、このポリイミドを絶縁樹脂層に使用することによって、高周波領域におけるインピーダンス整合性に優れたFPC等の回路基板が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の観点の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、前記ポリイミド層の少なくとも1層が、熱線膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内にある非熱可塑性ポリイミド層である。そして、本発明の第1の観点の樹脂フィルムは、前記非熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むとともに、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されていることを特徴とする。
本発明の第1の観点の樹脂フィルムは、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、4〜15モル%の範囲内にあってもよい。
本発明の第1の観点の樹脂フィルムは、前記芳香族テトラカルボン酸無水物が、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)及び3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)からなる群より選ばれる1種以上であってもよい。
本発明の第1の観点の樹脂フィルムは、前記芳香族ジアミンが、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル及び9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンからなる群より選ばれる1種以上であってもよい。
本発明の第1の観点の樹脂フィルムは、前記非熱可塑性ポリイミド層がベースフィルム層であってもよく、該ベースフィルム層に積層された熱可塑性ポリイミド層を有していてもよい。この場合、前記熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含んでいてもよく、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されていてもよい。
本発明の第2の観点の金属張積層体は、絶縁樹脂層と金属層とを備えた金属張積層体であって、前記絶縁樹脂層が、ベースフィルム層を含む複数層のポリイミド層を有し、前記ベースフィルム層が、熱線膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内にある非熱可塑性ポリイミド層である。そして、本発明の第2の観点の金属張積層体は、前記非熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むとともに、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されていることを特徴とする。
本発明の第2の観点の金属張積層体は、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、4〜15モル%の範囲内にあってもよい。
本発明の第2の観点の金属張積層体は、前記芳香族テトラカルボン酸無水物が、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)及び3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)からなる群より選ばれる1種以上であってもよい。
本発明の第2の観点の金属張積層体は、前記芳香族ジアミンが、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル及び9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンからなる群より選ばれる1種以上であってもよい。
本発明の第2の観点の金属張積層体は、前記絶縁樹脂層における前記金属層に接する層として、前記金属層と前記ベースフィルム層との間に積層された熱可塑性ポリイミド層を備えていてもよい。この場合、前記熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含んでいてもよく、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されていてもよい。
本発明の第2の観点の金属張積層体は、前記金属層の前記絶縁樹脂層に接する面の表面粗度Rzが1.5μm以下であってもよく、かつ、Raが0.2μm以下であってもよい。
本発明の第3の観点のポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸無水物成分を含む酸無水物成分と、芳香族ジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミドであって、前記酸無水物成分が、無水ピロメリット酸及び1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれた芳香族テトラカルボン酸無水物を、全酸無水物成分に対し、40モル%以上含有する。そして、本発明の第3の観点のポリイミドは、前記ジアミン成分が、下記の一般式で表される芳香族ジアミンを、全ジアミン成分に対し、40〜99モル%の範囲内で含有し、かつダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基若しくはアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミンを、全ジアミン成分に対し、1〜4モル%の範囲内で含有する。
Figure 0006422437
[式中、R11、R12は、独立して、水素原子、又は、ハロゲン原子もしくはフェニル基で置換されていてもよいアルキル基を示すが、R11、R12の少なくとも2つは、ハロゲン原子もしくはフェニル基で置換されていてもよいアルキル基を示し、n2は1〜4の整数を示す]
本発明の第3の観点のポリイミドは、イミド基濃度が33%以下であってもよく、また、前記酸無水物成分が、無水ピロメリット酸を、全酸無水物成分に対し80モル%以上含有するものであってもよい。
本発明の第4の観点の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、前記ポリイミド層の少なくとも1層が、上記本発明の第3の観点のポリイミドを用いて形成されたものである。
本発明の第5の観点の金属張積層体は、絶縁樹脂層と金属層を備えた金属張積層体であって、前記絶縁樹脂層が、単層又は複数層のポリイミド層を有し、前記ポリイミド層の少なくとも1層が、上記本発明の第3の観点のポリイミドを用いて形成されたものである。
本発明の樹脂フィルムは、特定構造の脂肪族ジアミンを原料として形成されているので、視認性に優れるほか、低い誘電正接を有し、高速信号伝送を必要とする電子材料として好適に用いることができる。従って、本発明のポリイミドを用いて樹脂基材を形成することによって、その目的に応じて、樹脂フィルムや金属張積層体への幅広い適用が可能となる。
試験例1における誘電率の測定結果を示すグラフである。 試験例1における誘電正接の測定結果を示すグラフである。 試験例2における粘度の測定結果を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態で好ましく使用可能なポリイミド(以下、「第1の実施の形態のポリイミド」と記すことがある)について説明する。
[第1の実施の形態のポリイミド]
第1の実施の形態のポリイミドは、下記の一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有することが好ましい。
Figure 0006422437
[式中、Arは芳香族テトラカルボン酸無水物から誘導される4価の芳香族基、Rはダイマー酸型ジアミンから誘導される2価のダイマー酸型ジアミン残基、Rは芳香族ジアミンから誘導される2価の芳香族ジアミン残基をそれぞれ表し、m、nは各構成単位の存在モル比を示し、mは0.01〜0.15の範囲内、nは0.85〜0.99の範囲内である]
基Arは、例えば下記の式(3)又は式(4)で表されるものを挙げることができる。
Figure 0006422437
[式中、Wは単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−、−NH−若しくは−CONH−から選ばれる2価の基を示す]
特に、ポリイミドの極性基を減らし、誘電特性を向上させるという観点から、基Arとしては、式(3)、又は式(4)中のWが単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、−O−、−S−、−CO−で表されるものが好ましく、式(3)、又は式(4)中のWが単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、−CO−で表されるものがより好ましい。
なお、上記一般式(1)及び(2)で表される構成単位は、単独重合体中に存在しても、共重合体の構成単位として存在してもよい。構成単位を複数有する共重合体である場合は、ブロック共重合体として存在しても、ランダム共重合体として存在してもよい。
ポリイミドは、一般に、酸無水物とジアミンとを反応させて製造されるので、酸無水物とジアミンを説明することにより、第1の実施の形態のポリイミドの具体例が理解される。上記一般式(1)及び(2)において、基Arは酸無水物の残基ということができ、基R及び基Rはジアミンの残基ということができるので、好ましいポリイミドを酸無水物とジアミンにより説明する。
基Arを残基として有する酸無水物としては、例えば無水ピロメリット酸、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’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物が好ましく例示される。また、酸無水物として、2,2',3,3'-、2,3,3',4'-又は3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、3,3'',4,4''-、2,3,3'',4''-又は2,2'',3,3''-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-又は3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、例えば1,2,7,8-、1,2,6,7-又は1,2,9,10-フェナンスレン-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、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)テトラフルオロプロパン二無水物、2,3,5,6-シクロヘキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,6-又は2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-(又は1,4,5,8-)テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-(又は2,3,6,7-)テトラカルボン酸二無水物、2,3,8,9-、3,4,9,10-、4,5,10,11-又は5,6,11,12-ペリレン-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。
基Rはダイマー酸型ジアミンから誘導される2価のダイマー酸型ジアミン残基である。ダイマー酸型ジアミンとは、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基(‐COOH)が、1級のアミノメチル基(‐CH‐NH)又はアミノ基(‐NH)に置換されてなるジアミンを意味する。
ダイマー酸は、不飽和脂肪酸の分子間重合反応によって得られる既知の二塩基酸であり、その工業的製造プロセスは業界でほぼ標準化されており、炭素数が11〜22の不飽和脂肪酸を粘土触媒等にて二量化して得られる。工業的に得られるダイマー酸は、オレイン酸やリノール酸などの炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化することによって得られる炭素数36の二塩基酸が主成分であるが、精製の度合いに応じ、任意量のモノマー酸(炭素数18)、トリマー酸(炭素数54)、炭素数20〜54の他の重合脂肪酸を含有する。第1の実施の形態では、ダイマー酸は分子蒸留によってダイマー酸含有量を90重量%以上にまで高めたものを使用することが好ましい。また、ダイマー化反応後には二重結合が残存するが、第1の実施の形態では、更に水素添加反応して不飽和度を低下させたものもダイマー酸に含めるものとする。
ダイマー酸型ジアミンの特徴として、ダイマー酸の骨格に由来する特性を付与することができる。すなわち、ダイマー酸型ジアミンは、分子量約560〜620の巨大分子の脂肪族であるので、分子のモル体積を大きくし、ポリイミドの極性基を相対的に減らすことができる。このようなダイマー酸型ジアミンの特徴は、ポリイミドの耐熱性の低下を抑制しつつ、誘電特性を向上させることに寄与すると考えられる。また、2つの自由に動く炭素数7〜9の疎水鎖と、炭素数18に近い長さを持つ2つの鎖状の脂肪族アミノ基とを有するので、ポリイミドに柔軟性を与えるのみならず、ポリイミドを非対象的な化学構造や非平面的な化学構造とすることができるので、ポリイミドの低誘電率化を図ることができると考えられる。
ダイマー酸型ジアミンの仕込み量は、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内、好ましくは4〜15モル%の範囲内がよい。ダイマー酸型ジアミンが1モル%未満であると、ポリイミドの誘電特性が低下する傾向になり、15モル%を超えると、ポリイミドのガラス転移温度の低下によって耐熱性が悪化する傾向となる。
ダイマー酸型ジアミンは、市販品が入手可能であり、例えばクローダジャパン社製のPRIAMINE1073(商品名)、同PRIAMINE1074(商品名)、コグニスジャパン社製のバーサミン551(商品名)、同バーサミン552(商品名)等が挙げられる。
また、基Rは、例えば下記の式(5)〜式(7)で表されるものを挙げることができる。
Figure 0006422437
[式(5)〜式(7)において、Rは独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、Zは単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−、−NH−若しくは−CONH−から選ばれる2価の基を示し、nは独立に0〜4の整数を示す]
特に、ポリイミドの極性基を減らし、誘電特性を向上させるという観点から、基Rとしては、式(5)〜式(7)中のZが単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、Rが炭素数1〜6の1価の炭化水素基、nが0〜4の整数であることが好ましい。
基Rを残基として有するジアミンとしては、例えば4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[1-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[1-(3-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]メタン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、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)]ベンゾフェノン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4,4'-(4-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、ビス[4,4'-(3-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、9,9-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、2,2−ビス-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-メチレンジ-o-トルイジン、4,4’-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、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、ベンジジン、3,3’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシベンジジン、4,4''-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3''-ジアミノ-p-テルフェニル、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4'-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス(p-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン等が挙げられる。
ポリイミドの誘電特性を踏まえ、第1の実施の形態のポリイミドの前駆体の調製に好適に用いられる芳香族テトラカルボン酸無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)等を挙げることができる。その中でも、特に好ましい酸無水物としては、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)等を挙げることができる。これらの芳香族テトラカルボン酸無水物は、2種以上を組み合わせて配合することもできる。
また、ポリイミドの誘電特性を踏まえ、第1の実施の形態のポリイミドの前駆体の調製に好適に用いられる芳香族ジアミンとしては、例えば、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン等を挙げることができる。その中でも、特に好ましいジアミン成分としては、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)等を挙げることができる。これらの芳香族ジアミンは、2種以上を組み合わせて配合することもできる。
上記酸無水物及びジアミンはそれぞれ、その1種のみを使用してもよく2種以上を併用して使用することもできる。また、上記一般式(1)及び(2)に含まれないその他のジアミン及び酸無水物を上記の酸無水物又はジアミンと共に使用することもでき、この場合、その他の酸無水物又はジアミンの使用割合は好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下とすることがよい。酸無水物及びジアミンの種類や、2種以上の酸無水物又はジアミンを使用する場合のそれぞれのモル比を選定することにより、熱膨張性、接着性、ガラス転移温度等を制御することができる。
一般式(1)及び(2)で表わされる構成単位を有するポリイミドは、上記芳香族テトラカルボン酸無水物、ダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを溶媒中で反応させ、前駆体樹脂を生成したのち加熱閉環させることにより製造できる。例えば、酸無水物成分とジアミン成分をほぼ等モルで有機溶媒中に溶解させて、0〜100℃の範囲内の温度で30分〜24時間撹拌し重合反応させることでポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が得られる。反応にあたっては、生成する前駆体が有機溶媒中に5〜30重量%の範囲内、好ましくは10〜20重量%の範囲内となるように反応成分を溶解する。重合反応に用いる有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、N−メチル−2−ピロリドン、2−ブタノン、ジメチルスホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム等が挙げられる。これらの溶媒を2種以上併用して使用することもでき、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の併用も可能である。また、このような有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応によって得られるポリアミド酸溶液(ポリイミド前駆体溶液)の濃度が5〜30重量%程度になるような使用量に調整して用いることが好ましい。
合成された前駆体は、通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。また、前駆体は一般に溶媒可溶性に優れるので、有利に使用される。前駆体をイミド化させる方法は、特に制限されず、例えば前記溶媒中で、80〜400℃の範囲内の温度条件で1〜24時間かけて加熱するといった熱処理が好適に採用される。
[樹脂フィルム]
第1の実施の形態の樹脂フィルムは、第1の実施の形態のポリイミドから形成されるポリイミド層を含む絶縁樹脂のフィルムであれば特に限定されるものではなく、絶縁樹脂からなるフィルム(シート)であってもよく、銅箔、ガラス板、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルムなどの樹脂シート等の基材に積層された状態の絶縁樹脂のフィルムであってもよい。また、第1の実施の形態の樹脂フィルムの厚みは、好ましくは3〜100μmの範囲内、より好ましくは3〜75μmの範囲にある。
第1の実施の形態の樹脂フィルムは、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、10GHzにおける誘電率が3.0以下であることが好ましい。樹脂フィルムの10GHzにおける誘電率が3.0を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
また、第1の実施の形態の樹脂フィルムは、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、10GHzにおける誘電正接が0.005以下であることが好ましい。樹脂フィルムの10GHzにおける誘電正接が0.005を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
上記の第1の実施の形態のポリイミドから形成されるポリイミド層の中でも、低接着性であって、低熱膨張性のポリイミド層は、ベースフィルム層(絶縁樹脂層の主層)としての適用が好適である。具体的には、熱線膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内、好ましくは1×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内、より好ましくは15×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内にある低熱膨張性のポリイミド層をベースフィルム層に適用すると大きな効果が得られる。一方、上記熱線膨張係数を超えるポリイミド層も、例えば金属層や他の樹脂層などの基材との接着層としての適用が好適である。このような接着性ポリイミド層として好適に用いることができるポリイミドとして、そのガラス転移温度が、例えば350℃以下であるものが好ましく、200〜320℃の範囲内にあるものがより好ましい。
低熱膨張性ポリイミド層を形成するポリイミドとしては、一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有するポリイミドが好ましい。一般式(1)及び(2)において、基Arは式(3)又は式(4)で表される4価の芳香族基を示し、基Rはダイマー酸型ジアミンから誘導される2価のダイマー酸型ジアミン残基、基Rは式(5)又は式(7)で表される2価の芳香族基を示し、Rは独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、W又はZは独立に単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−SO−、−NH−若しくは−CONH−から選ばれる2価の基を示し、nは独立に0〜4の整数を示す。このような構造単位を有する低熱膨張性ポリイミドの中で、好適に利用できるポリイミドは、非熱可塑性のポリイミドである。
上記一般式(1)及び(2)において、基Arは酸無水物の残基、基Rはダイマー酸型ジアミン残基、基Rはジアミンの残基ということができるので、好ましい非熱可塑性のポリイミドをジアミンと酸無水物により説明する。しかし、ポリイミドは、ここで説明するジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。
非熱可塑性のポリイミドの形成の好適に用いられる酸無水物としては、上記のポリイミドの説明で挙げた酸無水物を挙げることができる。この中でも、特に好ましい酸無水物としては、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)から選ばれる1種以上の酸無水物が挙げられる。
非熱可塑性のポリイミドの形成に好適に用いられる芳香族ジアミンとしては、上記のポリイミドの説明で挙げたジアミンを挙げることができる。この中でも、特に好ましいジアミンとしては、耐熱性及び寸法安定性の観点から、分子内にフェニレン基又はビフェニレン基を有するものが好ましく、例えば、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンから選ばれる1種以上のジアミンが挙げられる。
接着性ポリイミド層を形成するポリイミドとしては、一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有するポリイミドが好ましい。一般式(1)及び(2)において、基Arは、式(3)又は式(4)で表される4価の芳香族基を示し、基Rは、式(5)、式(6)又は式(7)で表される2価の芳香族基を示し、Rは独立に炭素数1〜6の1価の炭化水素基又はアルコキシ基を示し、W及びZは独立に単結合、炭素数1〜15の2価の炭化水素基、−O−、−S−、−CO−、−SO−若しくはCONHから選ばれる2価の基を示し、nは独立に0〜4の整数を示す。このような構造単位を有する接着性ポリイミドの中で、好適に利用できるポリイミドは、熱可塑性のポリイミドである。
上記一般式(1)及び(2)において、基Arは酸無水物の残基、基Rはダイマー酸型ジアミン残基、基Rはジアミンの残基ということができるので、好ましい熱可塑性のポリイミドをジアミンと酸無水物により説明する。しかし、ポリイミドは、ここで説明するジアミンと酸無水物から得られるものに限定されることはない。
熱可塑性のポリイミドの形成に好適に用いられる酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、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’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物等が挙げられる。その他、上記のポリイミドの説明で挙げた酸無水物を挙げることができる。この中でも、特に好ましい酸無水物としては、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)から選ばれる1種以上の酸無水物が挙げられる。
熱可塑性のポリイミドの形成に好適に用いられる芳香族ジアミンとしては、耐熱性及び接着性の観点から、分子内にフェニレン基又はビフェニレン基を有するもの、あるいは、分子内に酸素元素又は硫黄元素を含む2価の連結基を有するものが好ましく、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。その他、上記のポリイミドの説明で挙げたジアミンを挙げることができる。この中でも、特に好ましいジアミン成分としては、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-2,2-ジメチルプロパン(DANPG)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、パラフェニレンジアミン(p−PDA)、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DAPE34)、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DAPE44)から選ばれる1種以上のジアミンを挙げることができる。
第1の実施の形態の樹脂フィルムとしてのポリイミドフィルムの形成方法については特に限定されないが、例えば、ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を任意の基材上に塗布した後に熱処理(乾燥、硬化)を施して基材上にポリイミド層(又はポリアミド酸層)を形成した後、剥離してポリイミドフィルムとする方法を挙げることができる。ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を基材上に塗布する方法としては特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。多層のポリイミド層の形成に際しては、ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を基材に塗布、乾燥する操作を繰り返す方法が好ましい。
第1の実施の形態の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を含むことができる。この場合、ポリイミド層の少なくとも1層(好ましくはベースフィルム層)が、第1の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されていればよく、ポリイミド層の全部が、第1の実施の形態のポリイミド(非熱可塑性ポリイミド及び熱可塑性ポリイミド)を用いて形成されていることが好ましい。例えば、非熱可塑性ポリイミド層をP1、熱可塑性ポリイミド層をP2とすると、樹脂フィルムを2層とする場合にはP2/P1の組み合わせで積層することが好ましく、樹脂フィルムを3層とする場合にはP2/P1/P2の順、又は、P2/P1/P1の順に積層することが好ましい。ここで、P1が第1の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されたベースフィルム層となる。なお、P2は、第1の実施の形態のポリイミド以外のポリイミドによって構成されていてもよい。
第1の実施の形態の樹脂フィルムは、必要に応じて、ポリイミド層中に無機フィラーを含有してもよい。具体的には、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を混合して用いることができる。
第1の実施の形態の樹脂フィルムを低熱膨張性のポリイミドフィルムとして適用したものは、例えばカバーレイフィルムにおけるカバーレイ用フィルム材として適用することができる。第1の実施の形態の樹脂フィルムに、任意の接着剤層を積層してカバーレイフィルムを形成することができる。カバーレイ用フィルム材層の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば5μm以上100μm以下が好ましい。また、接着剤層の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば25μm以上50μm以下が好ましい。
第1の実施の形態の樹脂フィルムを接着性のポリイミドフィルムとして適用したものは、例えば多層FPCのボンディングシートとしても利用することができる。ボンディングシートとして用いる場合、任意の基材フィルム上に、第1の実施の形態の樹脂フィルムをそのままボンディングシートとして使用してもよいし、この樹脂フィルムを任意の基材フィルムと積層した状態で使用してもよい。
[金属張積層体]
第1の実施の形態の金属張積層体は、絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の少なくとも片側の面に積層された金属層と、を有する。金属張積層体の好ましい具体例としては、例えば銅張積層体(CCL)などを挙げることができる。
<絶縁樹脂層>
第1の実施の形態の金属張積層体において、絶縁樹脂層は、単層又は複数層のポリイミド層を有する。この場合、金属張積層体に優れた高周波特性を付与するためには、ポリイミド層の少なくとも1層(好ましくはベースフィルム層)が、第1の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されていればよく、ポリイミド層の全部が、第1の実施の形態のポリイミド(非熱可塑性ポリイミド及び熱可塑性ポリイミド)を用いて形成されていることが好ましい。また、絶縁樹脂層と金属層との接着性を高めるため、絶縁樹脂層における金属層に接する層は、第1の実施の形態のポリイミドを用いて形成された熱可塑性ポリイミド層であることが好ましい。例えば、絶縁樹脂層を2層とする場合において、非熱可塑性ポリイミド層をP1、熱可塑性ポリイミド層をP2、金属層をM1とすると、P1/P2/M1の順に積層することが好ましい。ここで、P1が第1の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されたベースフィルム層となる。なお、P2は、第1の実施の形態のポリイミド以外のポリイミドによって構成されていてもよい。
第1の実施の形態の金属張積層体において、絶縁樹脂層は、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、10GHzにおける誘電率が3.0以下であることが好ましい。絶縁樹脂層の10GHzにおける誘電率が3.0を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
また、第1の実施の形態の金属張積層体において、絶縁樹脂層は、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、10GHzにおける誘電正接が0.005以下であることが好ましい。絶縁樹脂層の10GHzにおける誘電正接が0.005を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
<金属層>
第1の実施の形態の金属張積層体における金属層の材質としては、特に制限はないが、例えば、銅、ステンレス、鉄、ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム、銀、金、スズ、ジルコニウム、タンタル、チタン、鉛、マグネシウム、マンガン及びこれらの合金等が挙げられる。この中でも、特に銅又は銅合金が好ましい。なお、後述する第1の実施の形態の回路基板における配線層の材質も金属層と同様である。
信号配線に高周波信号が供給されている状態では、その信号配線の表面にしか電流が流れず、電流が流れる有効断面積が少なくなって直流抵抗が大きくなり信号が減衰する問題(表皮効果)がある。金属層の絶縁樹脂層に接する面の表面粗度を下げることで、この表皮効果による信号配線の抵抗増大を抑制できる。しかし、電気性能要求基準を満足させるために表面粗度を下げると、銅箔と誘電体基板との接着力(剥離強度)が弱くなる。そこで、電気性能要求を満足可能であり、絶縁樹脂層との接着性を確保しつつ金属張積層体の視認性を向上させるという観点から、金属層の絶縁樹脂層に接する面の表面粗度は、十点平均粗さRzが1.5μm以下であることが好ましく、かつ、算術平均粗さRaが0.2μm以下であることが好ましい。
金属張積層体は、例えば第1の実施の形態のポリイミドを含んで構成される樹脂フィルムを用意し、これに金属をスパッタリングしてシード層を形成した後、例えばメッキによって金属層を形成することによって調製してもよい。
また、金属張積層体は、第1の実施の形態のポリイミドを含んで構成される樹脂フィルムを用意し、これに金属箔を熱圧着などの方法でラミネートすることによって調製してもよい。
さらに、金属張積層体は、金属箔の上に第1の実施の形態のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を含有する塗布液をキャストし、乾燥して塗布膜とした後、熱処理してイミド化し、ポリイミド層を形成することによって調製してもよい。
[回路基板]
第1の実施の形態の回路基板は、絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層上に形成された配線層と、を有する。第1の実施の形態の回路基板において、絶縁樹脂層は、単層又は複数層のポリイミド層を有することができる。この場合、回路基板に優れた高周波特性を付与するためには、ポリイミド層の少なくとも1層(好ましくはベースフィルム層)が、第1の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されていればよく、ポリイミド層の全部が、第1の実施の形態のポリイミド(非熱可塑性ポリイミド及び熱可塑性ポリイミド)を用いて形成されていることが好ましい。また、絶縁樹脂層と配線層との接着性を高めるため、絶縁樹脂層における配線層に接する層が、第1の実施の形態のポリイミドを用いて形成された熱可塑性ポリイミド層であることが好ましい。例えば、絶縁樹脂層を2層とする場合において、非熱可塑性ポリイミド層をP1、熱可塑性ポリイミド層をP2、配線層をM2とすると、P1/P2/M2の順に積層することが好ましい。ここで、P1が第1の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されたベースフィルム層となる。なお、P2は、第1の実施の形態以外のポリイミドによって構成されていてもよい。
本実施の形態において、第1の実施の形態のポリイミドを使用する以外、回路基板を作成する方法は問われない。例えば、第1の実施の形態のポリイミドを含む絶縁樹脂層と金属層で構成される金属張積層体を用意し、金属層をエッチングして配線を形成するサブトラクティブ法でもよい。また、第1の実施の形態のポリイミド層上にシード層を形成した後、レジストをパターン形成し、さらに金属をパターンメッキすることにより配線形成を行うセミアディティブ法でもよい。
以下、代表的にキャスト法とサブトラクティブ法との組み合わせの場合を例に挙げて本実施の形態の回路基板の製造方法について、具体的に説明する。
まず、第1の実施の形態の金属張積層体の製造方法は、以下の工程(1)〜(3)を含むことができる。
工程(1):
工程(1)は、第1の実施の形態のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の樹脂溶液を得る工程である。この工程は、上記のとおり、原料のダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むジアミン成分と酸無水物成分を適宜の溶媒中で反応させることにより行うことができる。
工程(2):
工程(2)は、金属層となる金属箔上に、ポリアミド酸の樹脂溶液を塗布し、塗布膜を形成する工程である。金属箔は、カットシート状、ロール状のもの、又はエンドレスベルト状などの形状で使用できる。生産性を得るためには、ロール状又はエンドレスベルト状の形態とし、連続生産可能な形式とすることが効率的である。さらに、回路基板における配線パターン精度の改善効果をより大きく発現させる観点から、銅箔は長尺に形成されたロール状のものが好ましい。
塗布膜を形成する方法は、ポリアミド酸の樹脂溶液を金属箔の上に直接塗布するか、又は金属箔に支持されたポリイミド層の上に塗布した後に乾燥することで形成できる。塗布する方法は特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。
ポリイミド層は、単層でもよいし、複数層からなるものでもよい。ポリイミド層を複数層とする場合、異なる構成成分からなる前駆体の層の上に他の前駆体を順次塗布して形成することができる。前駆体の層が3層以上からなる場合、同一の構成の前駆体を2回以上使用してもよい。層構造が簡単である2層又は単層は、工業的に有利に得ることができるので好ましい。また、前駆体の層の厚み(乾燥後)は、例えば、3〜100μmの範囲内、好ましくは3〜50μmの範囲内にあることがよい。
ポリイミド層を複数層とする場合、ベースフィルム層が第1の実施の形態のポリイミドからなる非熱可塑性ポリイミド層であり、金属層に接するポリイミド層が熱可塑性ポリイミド層となるように前駆体の層を形成することが好ましい。熱可塑性ポリイミドを用いることで、金属層との密着性を向上させることができる。このような熱可塑性ポリイミドは、ガラス転移温度(Tg)が360℃以下であるものが好ましく、より好ましくは200〜320℃である。
また、単層又は複数層の前駆体の層を一旦イミド化して単層又は複数層のポリイミド層とした後に、更にその上に前駆体の層を形成することも可能である。
工程(3):
工程(3)は、塗布膜を熱処理してイミド化し、絶縁樹脂層を形成する工程である。イミド化の方法は、特に制限されず、例えば、80〜400℃の範囲内の温度条件で1〜60分間の範囲内の時間加熱するといった熱処理が好適に採用される。金属層の酸化を抑制するため、低酸素雰囲気下での熱処理が好ましく、具体的には、窒素又は希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、水素などの還元ガス雰囲気下、あるいは真空中で行うことが好ましい。熱処理により、塗布膜中のポリアミド酸がイミド化し、ポリイミドが形成される。
以上のようにして、ポリイミド層(単層又は複数層)と金属層とを有する金属張積層体を製造することができる。
また、第1の実施の形態の回路基板の製造方法は、上記(1)〜(3)の工程に加え、さらに、以下の工程(4)を含むことができる。
工程(4):
工程(4)は、金属張積層体の金属箔をパターニングして配線層を形成する工程である。本工程では、金属層を所定形状にエッチングすることによってパターン形成し、配線層に加工することによって回路基板を得る。エッチングは、例えばフォトリソグラフィー技術などを利用する任意の方法で行うことができる。
なお、以上の説明では、回路基板の製造方法の特徴的工程のみを説明した。すなわち、回路基板を製造する際に、通常行われる上記以外の工程、例えば前工程でのスルーホール加工や、後工程の端子メッキ、外形加工などの工程は、常法に従い行うことができる。
以上のように、第1の実施の形態のポリイミドを使用することによって、インピーダンス整合性に優れた金属張積層体を形成することができる。また、第1の実施の形態のポリイミドを用いることにより、FPCに代表される回路基板において、電気信号の伝送特性を改善し、信頼性を向上させることができる。
[第2の実施の形態]
近年、安全面から材料の難燃性に対する要求が高まってきている。さらには、RoHS指令、WEEE指令に代表される環境面から、従来用いられてきたハロゲンを含む難燃剤を含有しないノンハロゲン化が要求されるようになっている。FPCに代表される回路基板の絶縁樹脂層に難燃剤を配合する場合、難燃成分によって、絶縁樹脂層の物性が変化することが懸念される。例えば、難燃剤を配合することによって絶縁樹脂層の熱膨張係数が大きく変化すると、絶縁樹脂層の寸法安定性が損なわれる。その結果、回路基板を使用した電子機器の信頼性が低下する、という問題が生じる場合がある。
本発明の第2の実施の形態は、電子機器の小型化・高性能化に伴う高周波化への対応が可能であり、かつ、寸法安定性と難燃性に優れたポリイミド、樹脂フィルム及び金属張積層体に関する。
[第2の実施の形態のポリイミド]
第2の実施の形態のポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸無水物成分を含む酸無水物成分と、芳香族ジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られる低接着性かつ低熱膨張性を有する非熱可塑性のポリイミドである。ポリイミドは、一般に、酸無水物とジアミンとを反応させて製造されるので、酸無水物とジアミンを説明することにより、ポリイミドの具体例が理解される。以下、好ましいポリイミドを酸無水物とジアミンにより説明する。
<酸無水物>
第2の実施の形態のポリイミドは、原料の酸無水物成分として、少なくとも、無水ピロメリット酸及び1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれた芳香族テトラカルボン酸無水物(以下、「酸無水物(I)」と記すことがある)を使用する。酸無水物(I)は、難燃性を向上させるとともに、ポリイミド中の分子の配向性を制御することで、イミド基濃度低下に伴う熱線膨張係数(CTE)の増加を抑制することができるので、誘電特性の改善にも寄与するとともに、低CTE化の両立が可能となる。このような観点から、酸無水物(I)は、原料の全酸無水物成分に対し、40モル%以上、好ましくは80モル%以上、最も好ましくは100モル%で使用する。原料の全酸無水物成分に対し、酸無水物(I)の仕込み量が40モル%未満であると、分子の配向性が低下し、低CTE化が困難となるため、低誘電化との両立が困難となる。また、第2の実施の形態では、難燃性と寸法安定性を両立させる観点から、酸無水物(I)として、特に、無水ピロメリット酸を、原料の全酸無水物成分に対し、40モル%以上、好ましくは80モル%以上、最も好ましくは100モル%で使用することがよい。
酸無水物としては、上記酸無水物(I)以外に、例えば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’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物が好ましく例示される。また、酸無水物として、2,2',3,3'-、2,3,3',4'-又は3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、3,3'',4,4''-、2,3,3'',4''-又は2,2'',3,3''-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-又は3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,7,8-、1,2,6,7-又は1,2,9,10-フェナンスレン-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、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)テトラフルオロプロパン二無水物、2,3,5,6-シクロヘキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,6-又は2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-(又は1,4,5,8-)テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-(又は2,3,6,7-)テトラカルボン酸二無水物、2,3,8,9-、3,4,9,10-、4,5,10,11-又は5,6,11,12-ペリレン-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。
<ジアミン>
第2の実施の形態のポリイミドは、原料のジアミン成分として、少なくとも、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基若しくはアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン(以下、「ジアミン(IIa)」と記すことがある)、並びに、下記の一般式(8)で表される芳香族ジアミン(以下、「ジアミン(IIb)」と記すことがある)を使用する。
Figure 0006422437
[式中、R11、R12は、独立して、水素原子、又は、ハロゲン原子もしくはフェニル基で置換されていてもよいアルキル基を示すが、R11、R12の少なくとも2つは、ハロゲン原子もしくはフェニル基で置換されていてもよいアルキル基を示し、n2は1〜4の整数を示す]
ジアミン(IIa):
ジアミン(IIa)は、ダイマー酸型ジアミンであり、誘電特性の改善に大きく寄与する。第2の実施の形態のポリイミドは、原料のジアミン成分として、ジアミン(IIa)を1〜4モル%の範囲内で使用する。ここで、「ダイマー酸型ジアミン」とは、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基(‐COOH)が、1級のアミノメチル基(‐CH‐NH)又はアミノ基(‐NH)に置換されてなるジアミンを意味する。
ダイマー酸は、不飽和脂肪酸の分子間重合反応によって得られる既知の二塩基酸であり、その工業的製造プロセスは業界でほぼ標準化されており、炭素数が11〜22の不飽和脂肪酸を粘土触媒等にて二量化して得られる。工業的に得られるダイマー酸は、オレイン酸やリノール酸などの炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化することによって得られる炭素数36の二塩基酸が主成分であるが、精製の度合いに応じ、任意量のモノマー酸(炭素数18)、トリマー酸(炭素数54)、炭素数20〜54の他の重合脂肪酸を含有する。第2の実施の形態では、ダイマー酸は分子蒸留によってダイマー酸含有量を90重量%以上にまで高めたものを使用することが好ましい。また、ダイマー化反応後には二重結合が残存するが、第2の実施の形態では、更に水素添加反応して不飽和度を低下させたものもダイマー酸に含めるものとする。
ダイマー酸型ジアミンの特徴として、ダイマー酸の骨格に由来する特性を付与することができる。すなわち、ダイマー酸型ジアミンは、分子量約560〜620の巨大分子の脂肪族であるので、分子のモル体積を大きくし、ポリイミドの極性基を相対的に減らすことができる。このようなダイマー酸型ジアミンの特徴は、ポリイミドの耐熱性の低下を抑制しつつ、誘電特性を向上させることに寄与すると考えられる。また、2つの自由に動く炭素数7〜9の疎水鎖と、炭素数18に近い長さを持つ2つの鎖状の脂肪族アミノ基とを有するので、ポリイミドに柔軟性を与えるのみならず、ポリイミドを非対象的な化学構造や非平面的な化学構造とすることができるので、ポリイミドの低誘電率化を図ることができると考えられる。
ジアミン(IIa)の仕込み量は、原料の全ジアミン成分に対し、1〜4モル%の範囲内、好ましくは1.5〜3.5モル%の範囲内がよい。ダイマー酸型ジアミンが1モル%未満であると、ポリイミドの誘電特性の改善効果が得られず、4モル%を超えると、ポリイミドの耐熱性と難燃性が低下する傾向となる。
ダイマー酸型ジアミンは、市販品が入手可能であり、例えばクローダジャパン社製のPRIAMINE1073(商品名)、同PRIAMINE1074(商品名)、コグニスジャパン社製のバーサミン551(商品名)、同バーサミン552(商品名)等が挙げられる。
ジアミン(IIb):
ジアミン(IIb)は、芳香族ジアミンであり、ポリイミド中のイミド基濃度を抑制し、難燃性を向上させるとともに、低CTE化や誘電特性の改善にも寄与する。このような観点から、ジアミン(IIb)は、原料の全ジアミン成分に対し、40〜99モル%の範囲内、好ましくは40〜80モル%の範囲内で使用する。原料の全ジアミン成分に対するジアミン(IIb)の仕込み量が40モル%未満であると、分子の配向性が低下し、低CTE化が困難となる。また、原料の全ジアミン成分に対するジアミン(IIb)の仕込み量が99モル%を超えると、相対的にジアミン(IIa)の配合比率が低くなり過ぎるため、得られるポリイミドの誘電特性を改善する効果が十分に得られない。
ジアミン(IIb)の具体例としては、2,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、3,3’,5-トリメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2’,5,5'-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、3,3’,5,5'-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,3’,5,5'-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2’,3,5-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2’,3,3’,5,5'-ヘキサメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2’,3,3’,5,5',6,6’-オクタメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,5-ジメチルメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,3,5,6-テトラメチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2'-ジエチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2'-プロピル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2'-ビス(1-メチルエチル)-4,4'-ジアミノジフェニル、5,5’ジメチル-2,2’−ビス(1-メチルエチル)-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2'-ジオクチル-4,4'-ジアミノジフェニル、2,2’−ビス(フェニルメチル)-4,4'-ジアミノジフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル等を挙げることができる。
ジアミン(IIb)の中でも、上記一般式(8)において、R11、R12が炭素数1〜3のアルキル基であるものが好ましく、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルジフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルがより好ましい。
上記ジアミン(IIa)、ジアミン(IIb)以外のジアミンとしては、例えば4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[1-(4-アミノフェノキシ)]ビフェニル、ビス[1-(3-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]メタン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、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)]ベンゾフェノン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)]ベンゾフェノン、ビス[4,4'-(4-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、ビス[4,4'-(3-アミノフェノキシ)]ベンズアニリド、9,9-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]フルオレン、2,2−ビス-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-メチレンジ-o-トルイジン、4,4’-メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、3,3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、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、ベンジジン、3,3’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシベンジジン、4,4''-ジアミノ-p-テルフェニル、3,3''-ジアミノ-p-テルフェニル、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4'-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス(p-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、2,6-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノピリジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、ピペラジン等が挙げられる。
上記酸無水物及びジアミンはそれぞれ、その1種のみを使用してもよく2種以上を併用して使用することもできる。また、上記以外のジアミン及び酸無水物を上記の酸無水物又はジアミンと共に使用することもできる。酸無水物及びジアミンの種類や、2種以上の酸無水物又はジアミンを使用する場合のそれぞれのモル比を選定することにより、熱膨張性、接着性、ガラス転移温度等を制御することができる。
第2の実施の形態のポリイミドは、イミド基濃度が33%以下であることが好ましく、32%以下であることがより好ましい。ここで、「イミド基濃度」は、ポリイミド中のイミド基部(−(CO)−N−)の分子量を、ポリイミドの構造全体の分子量で除した値を意味する。イミド基濃度が33%を超えると、ポリイミドの難燃性が低下するとともに、極性基の増加によって誘電特性も悪化する。第2の実施の形態のポリイミドでは、上記ジアミン(IIa)によって誘電特性を改善するとともに、上記酸無水物(I)とジアミン(IIb)の組み合わせを選択することによって、ポリイミド中の分子の配向性を制御することで、イミド基濃度低下に伴うCTEの増加を抑制し、低い誘電特性と難燃性とを両立させている。
第2の実施の形態のポリイミドは、上記酸無水物(I)を含む酸無水物成分、並びに、ジアミン(IIa)及びジアミン(IIb)を含むジアミン成分を溶媒中で反応させ、前駆体樹脂を生成したのち加熱閉環させることにより製造できる。例えば、酸無水物成分とジアミン成分をほぼ等モルで有機溶媒中に溶解させて、0〜100℃の範囲内の温度で30分〜24時間撹拌し重合反応させることでポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が得られる。反応にあたっては、生成する前駆体が有機溶媒中に5〜30重量%の範囲内、好ましくは10〜20重量%の範囲内となるように反応成分を溶解する。重合反応に用いる有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、N−メチル−2−ピロリドン、2−ブタノン、ジメチルスホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム等が挙げられる。これらの溶媒を2種以上併用して使用することもでき、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の併用も可能である。また、このような有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応によって得られるポリアミド酸溶液(ポリイミド前駆体溶液)の濃度が5〜30重量%程度になるような使用量に調整して用いることが好ましい。
合成された前駆体は、通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。また、前駆体は一般に溶媒可溶性に優れるので、有利に使用される。前駆体をイミド化させる方法は、特に制限されず、例えば前記溶媒中で、80〜400℃の範囲内の温度条件で1〜24時間かけて加熱するといった熱処理が好適に採用される。
[樹脂フィルム]
第2の実施の形態の樹脂フィルムは、上記の第2の実施の形態のポリイミドから形成されるポリイミド層を含む絶縁樹脂のフィルムであれば特に限定されるものではなく、絶縁樹脂からなるフィルム(シート)であってもよく、銅箔、ガラス板、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルムなどの樹脂シート等の基材に積層された状態の絶縁樹脂のフィルムであってもよい。また、第2の実施の形態の樹脂フィルムの厚みは、好ましくは3〜100μmの範囲内、より好ましくは3〜75μmの範囲にある。
第2の実施の形態の樹脂フィルムは、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、3GHzにおける誘電率が3.3以下であることが好ましい。樹脂フィルムの3GHzにおける誘電率が3.3を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
また、第2の実施の形態の樹脂フィルムは、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、3GHzにおける誘電正接が0.005以下であることが好ましく、0.004以下がより好ましい。樹脂フィルムの3GHzにおける誘電正接が0.005を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
第2の実施の形態のポリイミドは、低接着性であって、低熱膨張性を有することから、樹脂フィルムにおけるベースフィルム層(絶縁樹脂層の主層)としての適用が好適である。具体的には、第2の実施の形態のポリイミドは、熱線膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内、好ましくは1×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内、より好ましくは15×10−6 〜25×10−6(1/K)の範囲内にある。従って、第2の実施の形態のポリイミドをベースフィルム層に適用すると優れた寸法安定性が得られる。
一方、第2の実施の形態の樹脂フィルムは、上記熱線膨張係数を超えるポリイミド層を含有することができる。このようなポリイミド層は、例えば金属層や他の樹脂層などの基材との接着層としての適用が好適である。このような接着性ポリイミド層として好適に用いることができる熱可塑性のポリイミドとして、そのガラス転移温度が、例えば330℃以下であるものが好ましく、200〜320℃の範囲内にあるものがより好ましい。
熱可塑性のポリイミドの形成に好適に用いられる酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、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’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物等が挙げられる。その他、上記の第2の実施の形態のポリイミドの説明で挙げた酸無水物を挙げることができる。この中でも、特に好ましい酸無水物としては、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)から選ばれる1種以上の酸無水物が挙げられる。
熱可塑性のポリイミドの形成に好適に用いられる芳香族ジアミンとしては、耐熱性及び接着性の観点から、分子内にフェニレン基又はビフェニレン基を有するもの、あるいは、分子内に酸素元素又は硫黄元素を含む2価の連結基を有するものが好ましく、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2’-メトキシ-4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。その他、上記の第2の実施の形態のポリイミドの説明で挙げたジアミンを挙げることができる。この中でも、特に好ましいジアミン成分としては、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-2,2-ジメチルプロパン(DANPG)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、パラフェニレンジアミン(p−PDA)、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DAPE34)、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DAPE44)から選ばれる1種以上のジアミンを挙げることができる。
第2の実施の形態の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を含むことができる。この場合、優れた高周波特性と難燃性、寸法安定性を付与するためには、ポリイミド層の少なくとも1層が、第2の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されていればよい。例えば、第2の実施の形態のポリイミドによる非熱可塑性ポリイミド層をP1、第2の実施の形態のポリイミド以外の熱可塑性ポリイミド層をP2とすると、樹脂フィルムを2層とする場合にはP2/P1の組み合わせで積層することが好ましく、樹脂フィルムを3層とする場合にはP2/P1/P2の順、又は、P2/P1/P1の順に積層することが好ましい。
第2の実施の形態の樹脂フィルムとしてのポリイミドフィルムの形成方法については特に限定されないが、例えば、ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を任意の基材上に塗布した後に熱処理(乾燥、硬化)を施して基材上にポリイミド層(又はポリアミド酸層)を形成した後、剥離してポリイミドフィルムとする方法を挙げることができる。ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を基材上に塗布する方法としては特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。多層のポリイミド層の形成に際しては、ポリイミド溶液(又はポリアミド酸溶液)を基材に塗布、乾燥する操作を繰り返す方法が好ましい。
第2の実施の形態の樹脂フィルムは、必要に応じて、ポリイミド層中に無機フィラーを含有してもよい。具体的には、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を混合して用いることができる。
第2の実施の形態の樹脂フィルムを低熱膨張性のポリイミドフィルムとして適用したものは、例えばカバーレイフィルムにおけるカバーレイ用フィルム材として適用することができる。第2の実施の形態の樹脂フィルムに、任意の接着剤層を積層してカバーレイフィルムを形成することができる。カバーレイ用フィルム材層の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば5μm以上100μm以下が好ましい。また、接着剤層の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば25μm以上50μm以下が好ましい。
第2の実施の形態の樹脂フィルムを接着性のポリイミドフィルムとして適用したものは、例えば多層FPCのボンディングシートとしても利用することができる。ボンディングシートとして用いる場合、任意の基材フィルム上に、第2の実施の形態の樹脂フィルムをそのままボンディングシートとして使用してもよいし、この樹脂フィルムを任意の基材フィルムと積層した状態で使用してもよい。
[金属張積層体]
第2の実施の形態の金属張積層体は、絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の少なくとも片側の面に積層された金属層と、を有する。金属張積層体の好ましい具体例としては、例えば銅張積層体(CCL)などを挙げることができる。
<絶縁樹脂層>
第2の実施の形態の金属張積層体において、絶縁樹脂層は、単層又は複数層のポリイミド層を有する。この場合、優れた高周波特性と難燃性、寸法安定性を付与するためには、ポリイミド層の少なくとも1層が、第2の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されていればよい。また、絶縁樹脂層と金属層との接着性を高めるため、絶縁樹脂層における金属層に接する層は、第2の実施の形態のポリイミド以外のポリイミドを用いて形成された熱可塑性ポリイミド層であることが好ましい。例えば、絶縁樹脂層を2層とする場合において、第2の実施の形態のポリイミドによる非熱可塑性ポリイミド層をP1、第2の実施の形態のポリイミド以外の熱可塑性ポリイミド層をP2、金属層をM1とすると、P1/P2/M1の順に積層することが好ましい。
第2の実施の形態の金属張積層体において、絶縁樹脂層は、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、3GHzにおける誘電率が3.3以下であることが好ましい。絶縁樹脂層の3GHzにおける誘電率が3.3を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
また、第2の実施の形態の金属張積層体において、絶縁樹脂層は、FPC等の回路基板に使用した際のインピーダンス整合性を確保するために、3GHzにおける誘電正接が0.005以下であることが好ましく、0.004以下がより好ましい。絶縁樹脂層の3GHzにおける誘電正接が0.005を超えると、FPC等の回路基板に使用した際に、高周波信号の伝送経路上でインピーダンスが変化しやすくなり、電磁波の反射が生じて、電気信号のロスや信号波形の乱れなどの不都合が生じやすくなる。
<金属層>
第2の実施の形態の金属張積層体における金属層の材質としては、特に制限はないが、例えば、銅、ステンレス、鉄、ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム、銀、金、スズ、ジルコニウム、タンタル、チタン、鉛、マグネシウム、マンガン及びこれらの合金等が挙げられる。この中でも、特に銅又は銅合金が好ましい。なお、後述する第2の実施の形態の回路基板における配線層の材質も金属層と同様である。
信号配線に高周波信号が供給されている状態では、その信号配線の表面にしか電流が流れず、電流が流れる有効断面積が少なくなって直流抵抗が大きくなり信号が減衰する問題(表皮効果)がある。金属層の絶縁樹脂層に接する面の表面粗度を下げることで、この表皮効果による信号配線の抵抗増大を抑制できる。しかし、電気性能要求基準を満足させるために表面粗度を下げると、銅箔と誘電体基板との接着力(剥離強度)が弱くなる。そこで、電気性能要求を満足可能であり、絶縁樹脂層との接着性を確保しつつ金属張積層体の視認性を向上させるという観点から、金属層の絶縁樹脂層に接する面の表面粗度は、十点平均粗さRzが1.5μm以下であることが好ましく、かつ、算術平均粗さRaが0.2μm以下であることが好ましい。
第2の実施の形態の金属張積層体は、例えば第2の実施の形態のポリイミドを含んで構成される樹脂フィルムを用意し、これに金属をスパッタリングしてシード層を形成した後、例えばメッキによって金属層を形成することによって調製してもよい。
また、第2の実施の形態の金属張積層体は、第2の実施の形態のポリイミドを含んで構成される樹脂フィルムを用意し、これに金属箔を熱圧着などの方法でラミネートすることによって調製してもよい。
さらに、第2の実施の形態の金属張積層体は、金属箔の上に第2の実施の形態のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を含有する塗布液をキャストし、乾燥して塗布膜とした後、熱処理してイミド化し、ポリイミド層を形成することによって調製してもよい。
[回路基板]
第2の実施の形態の回路基板は、絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層上に形成された配線層と、を有する。第2の実施の形態の回路基板において、絶縁樹脂層は、単層又は複数層のポリイミド層を有することができる。この場合、回路基板に優れた高周波特性を付与するためには、ポリイミド層の少なくとも1層が、第2の実施の形態の非熱可塑性ポリイミドを用いて形成されていればよい。また、絶縁樹脂層と配線層との接着性を高めるため、絶縁樹脂層における配線層に接する層が、第2の実施の形態のポリイミド以外のポリイミドを用いて形成された熱可塑性ポリイミド層であることが好ましい。例えば、絶縁樹脂層を2層とする場合において、第2の実施の形態のポリイミドによる非熱可塑性ポリイミド層をP1、第2の実施の形態のポリイミド以外の熱可塑性ポリイミド層をP2、配線層をM2とすると、P1/P2/M2の順に積層することが好ましい。
本実施の形態において、第2の実施の形態のポリイミドを使用する以外、回路基板を作成する方法は問われない。例えば、第2の実施の形態のポリイミドを含む絶縁樹脂層と金属層で構成される金属張積層体を用意し、金属層をエッチングして配線を形成するサブトラクティブ法でもよい。また、第2の実施の形態のポリイミド層上にシード層を形成した後、レジストをパターン形成し、さらに金属をパターンメッキすることにより配線形成を行うセミアディティブ法でもよい。
以下、代表的にキャスト法とサブトラクティブ法との組み合わせの場合を例に挙げて本実施の形態の回路基板の製造方法について、具体的に説明する。
まず、第2の実施の形態の金属張積層体の製造方法は、以下の工程(1)〜(3)を含むことができる。
工程(1):
工程(1)は、第2の実施の形態のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の樹脂溶液を得る工程である。この工程は、上記のとおり、原料のダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むジアミン成分と酸無水物成分を適宜の溶媒中で反応させることにより行うことができる。
工程(2):
工程(2)は、金属層となる金属箔上に、ポリアミド酸の樹脂溶液を塗布し、塗布膜を形成する工程である。金属箔は、カットシート状、ロール状のもの、又はエンドレスベルト状などの形状で使用できる。生産性を得るためには、ロール状又はエンドレスベルト状の形態とし、連続生産可能な形式とすることが効率的である。さらに、回路基板における配線パターン精度の改善効果をより大きく発現させる観点から、銅箔は長尺に形成されたロール状のものが好ましい。
塗布膜を形成する方法は、ポリアミド酸の樹脂溶液を金属箔の上に直接塗布するか、又は金属箔に支持されたポリイミド層の上に塗布した後に乾燥することで形成できる。塗布する方法は特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。
ポリイミド層は、単層でもよいし、複数層からなるものでもよい。ポリイミド層を複数層とする場合、異なる構成成分からなる前駆体の層の上に他の前駆体を順次塗布して形成することができる。前駆体の層が3層以上からなる場合、同一の構成の前駆体を2回以上使用してもよい。層構造が簡単である2層又は単層は、工業的に有利に得ることができるので好ましい。また、前駆体の層の厚み(乾燥後)は、例えば、3〜100μmの範囲内、好ましくは3〜50μmの範囲内にあることがよい。
ポリイミド層を複数層とする場合、ベースフィルム層が第2の実施の形態のポリイミドからなる非熱可塑性ポリイミド層であり、金属層に接するポリイミド層が熱可塑性ポリイミド層となるように前駆体の層を形成することが好ましい。熱可塑性ポリイミドを用いることで、金属層との密着性を向上させることができる。このような熱可塑性ポリイミドは、ガラス転移温度(Tg)が330℃以下であるものが好ましく、より好ましくは200〜320℃である。
また、単層又は複数層の前駆体の層を一旦イミド化して単層又は複数層のポリイミド層とした後に、更にその上に前駆体の層を形成することも可能である。
工程(3):
工程(3)は、塗布膜を熱処理してイミド化し、絶縁樹脂層を形成する工程である。イミド化の方法は、特に制限されず、例えば、80〜400℃の範囲内の温度条件で1〜60分間の範囲内の時間加熱するといった熱処理が好適に採用される。金属層の酸化を抑制するため、低酸素雰囲気下での熱処理が好ましく、具体的には、窒素又は希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、水素などの還元ガス雰囲気下、あるいは真空中で行うことが好ましい。熱処理により、塗布膜中のポリアミド酸がイミド化し、ポリイミドが形成される。
以上のようにして、ポリイミド層(単層又は複数層)と金属層とを有する金属張積層体を製造することができる。
また、第2の実施の形態の回路基板の製造方法は、上記(1)〜(3)の工程に加え、さらに、以下の工程(4)を含むことができる。
工程(4):
工程(4)は、金属張積層体の金属箔をパターニングして配線層を形成する工程である。本工程では、金属層を所定形状にエッチングすることによってパターン形成し、配線層に加工することによって回路基板を得る。エッチングは、例えばフォトリソグラフィー技術などを利用する任意の方法で行うことができる。
なお、以上の説明では、回路基板の製造方法の特徴的工程のみを説明した。すなわち、回路基板を製造する際に、通常行われる上記以外の工程、例えば前工程でのスルーホール加工や、後工程の端子メッキ、外形加工などの工程は、常法に従い行うことができる。
以上のように、第2の実施の形態のポリイミドを使用することによって、インピーダンス整合性と難燃性に優れた金属張積層体を形成することができる。また、第2の実施の形態のポリイミドを用いることにより、FPCに代表される回路基板において、電気信号の伝送特性の改善による信頼性の向上と、難燃性の付与による安全性の向上を図ることができる。
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。
[熱膨張係数(CTE)の測定]
熱膨張係数は、3mm×20mmのサイズのポリイミドフィルムを、サーモメカニカルアナライザー(Bruker社製、商品名;4000SA)を用い、5.0gの荷重を加えながら一定の昇温速度で30℃から250℃まで昇温させ、更にその温度で10分保持した後、5℃/分の速度で冷却し、240℃から100℃までの平均熱膨張係数(線熱膨張係数)を求めた。
[ガラス転移温度(Tg)の測定]
ガラス転移温度は、5mm×20mmのサイズのポリイミドフィルムを、粘弾性測定装置(DMA:TAインスツルメント社製、商品名;RSA3)を用いて、30℃から400℃まで昇温速度4℃/分、周波数1Hzで行い、弾性率変化が最大となる(tanδ変化率が最も大きい)温度をガラス転移温度として評価した。
[ピール強度の測定]
ピール強度は、テンシロンテスター(東洋精機製作所社製、商品名;ストログラフVE−10)を用いて、幅1mmのサンプル(基材/樹脂層で構成された積層体)の樹脂層側を両面テープによりアルミ板に固定し、基材を180°方向に50mm/分の速度で、樹脂層と基材を剥離するときの力を求めた。
[誘電率及び誘電正接の測定]
誘電率及び誘電正接は、以下の方法1(空洞共振器摂動法)又は方法2(平行平板法)により求めた。
方法1)空洞共振器摂動法誘電率評価装置(Agilent社製、商品名;ベクトルネットワークアナライザE8363B)を用い、所定の周波数における樹脂シート(硬化後の樹脂シート)の誘電率および誘電正接を測定した。なお、測定に使用した樹脂シートは、温度;24〜26℃、湿度;45〜55%の条件下で、24時間放置したものである。
方法2)平行平板法誘電率評価装置(Agilent社製、商品名;マテリアルアナライザーE4991A)を用い、所定の周波数における樹脂シート(硬化後の樹脂シート)の誘電率および誘電正接を測定した。なお、測定に使用した樹脂シートは、温度;30〜85℃、湿度;30〜85%の条件下で、1時間放置したものである。
[視認性の評価]
視認性の評価は、全光線透過率及びヘーズ(HAZE)を測定することにより行った。全光線透過率及びヘーズの測定は、ヘーズ測定装置(濁度計:日本電色工業社製、商品名;NDH5000)を用い、5cm×5cmのサイズのポリイミドフィルムについて、JIS K 7136に記載の測定方法により行った。
実施例及び比較例に用いた略号は、以下の化合物を示す。
DDA:ダイマー酸型ジアミン(クローダジャパン株式会社製、商品名;PRIAMINE1074、炭素数;36、アミン価;205mgKOH/g、ダイマー成分の含有量;95重量%以上)
m‐TB:2,2’‐ジメチル‐4,4’‐ジアミノビフェニル
BAPP:2,2‐ビス(4‐アミノフェノキシフェニル)プロパン
TPE‐R:1,3‐ビス(4‐アミノフェノキシ)ベンゼン
ワンダミン:4,4’‐ジアミノジシクロヘキシルメタン
BAFL:9,9‐ビス(4‐アミノフェニル)フルオレン
TFMB:2,2’‐ビス(トリフルオロメチル)‐4,4’‐ジアミノビフェニル
PMDA:ピロメリット酸二無水物
BPDA:3,3’,4,4’ ‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
DMAc:N,N‐ジメチルアセトアミド
[合成例A−1]
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコに、2.196gのDDA(0.0041モル)、16.367gのm‐TB(0.0771モル)及び212.5gのDMAcを投入し、室温で撹拌して溶解させた。次に、4.776gのBPDA(0.0162モル)及び14.161gのPMDA(0.0649モル)を添加した後、室温で3時間撹拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸溶液A−aを得た。ポリアミド酸溶液A−aの溶液粘度は26,000cpsであった。
[合成例A−2〜A−13]
表1及び表2に示す原料組成とした他は、合成例A−1と同様にしてポリアミド酸溶液A−b〜A−mを調製した。
Figure 0006422437
Figure 0006422437
[実施例A−1]
厚さ18μmの電解銅箔の片面(表面粗さRz;2.1μm)に、合成例A−1で調製したポリアミド酸溶液A−aを硬化後の厚みが約25μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結した。得られた金属張積層体について、塩化第二鉄水溶液を用いて銅箔をエッチング除去して、樹脂フィルムA−1を得た。なお、樹脂フィルムA−1を構成するポリイミドは、非熱可塑性であった。
樹脂フィルムA−1の熱膨張係数、ガラス転移温度、誘電率及び誘電正接を求めた。各測定結果を表3に示す。
[実施例A−2、参考例A−1〜A−4]
表3に示すポリアミド酸溶液を使用した他は、実施例A−1と同様にして、実施例A−2及び参考例A−1〜A−4の樹脂フィルムA−2〜A−6を得た。得られた樹脂フィルムA−2〜A−6の熱膨張係数、ガラス転移温度、誘電率及び誘電正接を求めた。各測定結果を表3に示す。
[比較例A−1〜A−5]
表4に示すポリアミド酸溶液を使用した他は、実施例A−1と同様にして、比較例A−1〜A−5の樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの熱膨張係数、ガラス転移温度、誘電率及び誘電正接を求めた。各測定結果を表4に示す。
実施例A−1〜A−2、参考例A−1〜A−4及び比較例A−1〜A−5の結果をまとめて表3、表4に示す。なお、表3、表4中の誘電率1及び誘電正接1は、方法1による誘電率及び誘電正接の測定結果を意味し、誘電率2及び誘電正接2は、方法2による誘電率及び誘電正接の測定結果を意味する。
Figure 0006422437
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[実施例A−3]
実施例A−1におけるポリアミド酸溶液A−aの代わりに、ポリアミド酸溶液A−kを使用したこと以外は、実施例A−1と同様にして、樹脂フィルムA−7を得た。得られた樹脂フィルムA−7の10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ2.97、0.0025であった。
[比較例A−6]
実施例A−1におけるポリアミド酸溶液A−aの代わりに、ポリアミド酸溶液A−lを使用したこと以外、実施例A−1と同様にして、樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ3.28、0.0102であった。
[実施例A−4]
基材としてポリイミドフィルムA−1(東レ・デュポン社製、商品名;カプトンEN、厚さ;25μm)を準備し、この上にポリアミド酸溶液A−bを硬化後の厚みが約25μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、樹脂フィルムA−8を得た。得られた樹脂フィルムA−8について、ピール強度を測定したが、全く剥離しなかった。
[参考例A−5]
実施例A−4におけるポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−cを使用したこと以外、実施例A−4と同様にして、樹脂フィルムA−9を得た。得られた樹脂フィルムA−9のピール強度は、0.09kN/mであった。
[参考例A−6]
基材としてポリイミドフィルムA−1を準備し、この上にポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。次に、その上にポリアミド酸溶液A−dを硬化後の厚みが、約25μmとなるように均一に塗布し、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、樹脂フィルムA−10を得た。得られた樹脂フィルムA−10について、ピール強度を測定したが、全く剥離しなかった。
[参考例A−7]
参考例A−6におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−cを使用したこと以外、参考例A−6と同様にして、樹脂フィルムA−11を得た。得られた樹脂フィルムA−11について、ピール強度を測定したが、全く剥離しなかった。
[参考例A−8]
厚さ12μmの電解銅箔の片面(表面粗さRz;1.39μm)に、ポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。次に、その上にポリアミド酸溶液A−dを硬化後の厚みが、約25μmとなるように均一に塗布し、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、その上にポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。このようにして、3層のポリアミド酸層を形成した後、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体A−12を得た。得られた金属張積層体A−12について、塩化第二鉄水溶液を用いて銅箔をエッチング除去して、厚さが約30μmの樹脂フィルムA−12を得た。得られた樹脂フィルムA−12の熱膨張係数は21ppmであり、ガラス転移温度は358℃であり、10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ3.00、0.0066であった。
[参考例A−9]
参考例A−8におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−iを使用したこと以外、参考例A−8と同様にして、樹脂フィルムA−13を得た。得られた樹脂フィルムA−13の10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ3.01、0.0061であった。
[比較例A−7]
参考例A−8におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−jを使用したこと以外、参考例A−8と同様にして、樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの熱膨張係数は17ppmであり、ガラス転移温度は359℃であり、10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ3.07、0.0068であった。
[実施例A−5]
参考例A−8におけるポリアミド酸溶液A−dの代わりに、ポリアミド酸溶液A−bを使用したこと以外、参考例A−8と同様にして、樹脂フィルムA−14を得た。得られた樹脂フィルムA−14の熱膨張係数は24ppmであり、ガラス転移温度は326℃であり、10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ2.83、0.0031であった。
[実施例A−6]
厚さ12μmの電解銅箔の片面(表面粗さRz;1.39μm)に、ポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて乾燥し溶媒を除去した。次に、その上にポリアミド酸溶液A−bを硬化後の厚みが、約42〜46μmとなるように均一に塗布し、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。更に、その上にポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。このようにして、3層のポリアミド酸層を形成した後、120℃から320℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体A−15を得た。得られた金属張積層体A−15について、塩化第二鉄水溶液を用いて銅箔をエッチング除去して、厚さが約50μmの樹脂フィルムA−15を得た。得られた樹脂フィルムA−15の10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ2.86、0.0036であった。また、樹脂フィルムA−15の全光線透過率及びヘーズは、それぞれ60.6%、96.8%であり、視認性は良好であった。このときの樹脂フィルムA−15への光入射は、銅箔のエッチング除去面とは反対側の面より行った。
[参考例A−10]
実施例A−6におけるポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−dを使用したこと以外、実施例A−6と同様にして、樹脂フィルムA−16を得た。得られた樹脂フィルムA−16の10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ3.00、0.0073であった。
[実施例A−7]
実施例A−6におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−mを使用し、ポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−aを使用したこと以外、実施例A−6と同様にして、樹脂フィルムA−17を得た。樹脂フィルムA−17の全光線透過率及びヘーズは、それぞれ59.9%、97.4%であり、視認性は良好であった。このときの樹脂フィルムA−17への光入射は、銅箔のエッチング除去面とは反対側の面より行った。なお、樹脂フィルムA−17の銅箔のエッチング除去面より光を入射して測定した全光線透過率及びヘーズは、それぞれ64.7%、97.3%であった。
[比較例A−8]
実施例A−6におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−jを使用し、ポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−dを使用したこと以外、実施例A−6と同様にして、樹脂フィルムを得た。得られた樹脂フィルムの10GHzにおける誘電率及び誘電正接は、それぞれ2.97、0.0088であった。
[実施例A−8]
基材として銅箔A−1(JX日鉱日石社製、商品名;AMFN、電解銅箔、厚さ;12μm、樹脂積層側の表面粗度Rz;2.22μm、Ra;0.38μm)を準備し、この上にポリアミド酸溶液A−bを硬化後の厚みが約28μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体A−18を得た。得られた金属張積層体A−18のピール強度は、0.80kN/mであった。
[参考例A−11]
実施例A−8におけるポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−cを使用したこと以外、実施例A−8と同様にして、金属張積層体A−19を得た。得られた金属張積層体A−19のピール強度は、0.74kN/mであった。
[比較例A−9]
実施例A−8におけるポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−dを使用したこと以外、実施例A−8と同様にして、金属張積層体を得た。得られた金属張積層体のピール強度は、0.28kN/mであった。
[参考例A−12]
基材として銅箔A−1を準備し、この上にポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。次に、その上にポリアミド酸溶液A−dを硬化後の厚みが、約27〜28μmとなるように均一に塗布し、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体A−20を得た。得られた金属張積層体A−20のピール強度は、1.44kN/mであった。
[参考例A−13]
参考例A−12におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−cを使用したこと以外、参考例A−12と同様にして、金属張積層体A−21を得た。得られた金属張積層体A−21のピール強度は、1.49kN/mであった。
[参考例A−14]
基材として銅箔A−2(日本電解社製、商品名;HLB、電解銅箔、厚さ;12μm、樹脂積層側の表面粗度Rz;1.39μm、Ra;0.20μm)を準備した。参考例A−12における銅箔A−1の代わりに、銅箔A−2を使用したこと以外、参考例A−12と同様にして、金属張積層体A−22を得た。得られた金属張積層体A−22のピール強度は、1.19kN/mであった。
[参考例A−15]
基材として銅箔A−3(日本電解社製、商品名;HLS―Type2、電解銅箔、厚さ;9μm、樹脂積層側の表面粗度Rz;1.06μm、Ra;0.16μm)を準備した。参考例A−12における銅箔A−1の代わりに、銅箔A−3を使用したこと以外、参考例A−12と同様にして、金属張積層体A−23を得た。得られた金属張積層体A−23のピール強度は、0.92kN/mであった。
[比較例A−10]
参考例A−12におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−jを使用したこと以外、参考例A−12と同様にして、金属張積層体を得た。得られた金属張積層体のピール強度は、1.18kN/mであった。
[実施例A−9]
第1及び第2の基材として銅箔A−1をそれぞれ準備した。まず、第1の基材に、ポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。次に、その上にポリアミド酸溶液A−bを硬化後の厚みが、約19〜21μmとなるように均一に塗布し、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、その上にポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。このようにして、3層のポリアミド酸層を形成した後、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体A−24’を得た。得られた金属張積層体A−24’の樹脂層側に、第2の基材を重ね合わせ、温度380℃、圧力6.7MPaの条件で15分間熱圧着して、金属張積層体A−24を得た。得られた金属張積層体A−24における第2の基材と樹脂層のピール強度は、0.96kN/mであった。
[実施例A−10]
第1の基材として銅箔A−1を準備し、第2の基材として銅箔A−2を準備した。実施例A−9における第2の基材として銅箔A−1の代わりに、銅箔A−2を使用したこと以外、実施例A−9と同様にして、金属張積層体A−25を得た。得られた金属張積層体A−25における第2の基材と樹脂層のピール強度は、0.80kN/mであった。
[実施例A−11]
第1の基材として銅箔A−1を準備し、第2の基材として銅箔A−4(古河電工社製、商品名;U−WZ、電解銅箔、厚さ;12μm、樹脂積層側の表面粗度Rz;0.70μm、Ra;0.12μm)を準備した。実施例A−9における第2の基材として銅箔A−1の代わりに、銅箔A−4を使用したこと以外、実施例A−9と同様にして、金属張積層体A−26を得た。得られた金属張積層体A−26における第2の基材と樹脂層のピール強度は、0.79kN/mであった。
[実施例A−12]
第1の基材として銅箔A−1を準備し、第2の基材として銅箔A−5(日本電解社製、商品名;HLS、電解銅箔、厚さ;12μm、樹脂積層側の表面粗度Rz;1.00μm、Ra;0.10μm)を準備した。実施例A−9における第2の基材として銅箔A−1の代わりに、銅箔A−5を使用したこと以外、実施例A−9と同様にして、金属張積層体A−27を得た。得られた金属張積層体A−27における第2の基材と樹脂層のピール強度は、1.32kN/mであった。
[実施例A−13]
第1の基材として銅箔A−2を準備し、第2の基材として銅箔A−5をそれぞれ準備した。まず、第1の基材に、ポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。次に、その上にポリアミド酸溶液A−bを硬化後の厚みが、約42〜46μmとなるように均一に塗布し、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。更に、その上にポリアミド酸溶液A−hを硬化後の厚みが約2〜3μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。このようにして、3層のポリアミド酸層を形成した後、120℃から320℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体A−28’を得た。得られた金属張積層体A−28’の樹脂層側に、第2の基材を重ね合わせ、温度330℃、圧力6.7MPaの条件で15分間熱圧着して、金属張積層体A−28を得た。得られた金属張積層体A−28における第2の基材と樹脂層のピール強度は、0.96kN/mであった。
[実施例A−14]
第1の基材として銅箔A−2を準備し、第2の基材として銅箔A−3’(日本電解社製、商品名;HLS―Type2、電解銅箔、厚さ;12μm、樹脂積層側の表面粗度Rz;1.06μm、Ra;0.16μm)を準備した。実施例A−13における第2の基材として銅箔A−5の代わりに、銅箔A−3’を使用したこと以外、実施例A−13と同様にして、金属張積層体A−29を得た。得られた金属張積層体A−29における第2の基材と樹脂層のピール強度は、1.04kN/mであった。
[参考例A−16]
実施例A−13におけるポリアミド酸溶液A−bの代わりに、ポリアミド酸溶液A−dを使用したこと以外、実施例A−13と同様にして、金属張積層体A−30’を得た。得られた金属張積層体A−30’の樹脂層側に、第2の基材を重ね合わせ、温度330℃、圧力6.7MPaの条件で15分間熱圧着して、金属張積層体A−30を得た。得られた金属張積層体A−30における第2の基材と樹脂層のピール強度は、0.82kN/mであった。
[比較例A−11]
実施例A−13におけるポリアミド酸溶液A−hの代わりに、ポリアミド酸溶液A−jを使用し、ポリアミド酸溶液A−bの代わりにポリアミド酸溶液A−dを使用したこと以外、実施例A−13と同様にして、金属張積層体を得た。得られた金属張積層体の樹脂層側に、第2の基材を重ね合わせ、温度380℃、圧力6.7MPaの条件で15分間熱圧着して、金属張積層体を得た。得られた金属張積層体における第2の基材と樹脂層のピール強度は、1.28kN/mであった。
[試験例1]
DDAの配合量の検討(1):
以下の2通りの組成で、ジアミン成分中のDDAの配合比率を変えてポリアミド酸を合成し、実施例A−1と同様にして樹脂フィルムを作製した。DDAの配合比率Xは、0モル%、2.4モル%、4.9モル%、7.3モル%、又は、9.8モル%とした。
<ポリアミド酸溶液A/樹脂フィルムA>
酸無水物成分:PMDA(80モル%)、BPDA(20モル%)
ジアミン成分:m−TB(100−Xモル%)、DDA(Xモル%)
溶媒:DMAc
<ポリアミド酸溶液B/樹脂フィルムB>
酸無水物成分:PMDA(95モル%)、BPDA(5モル%)
ジアミン成分:BAPP(100−Xモル%)、DDA(Xモル%)
溶媒:DMAc
得られた樹脂フィルムA及び樹脂フィルムBについて、方法1に従い、3GHzにおける誘電率及び誘電正接を測定した。誘電率の測定結果を図1に、誘電正接の測定結果を図2に示した。図1及び図2より、樹脂フィルムAの誘電率及び誘電正接は、ジアミン成分中のDDAの配合比率が4モル%以上で急激に減少している。また、樹脂フィルムBについては、ジアミン成分中のDDAの配合比率が4モル%以上であれば、実用上、十分に低い値となっていた。
[試験例2]
DDAの配合量の検討(2):
試験例1で合成したポリアミド酸溶液A及びポリアミド酸溶液Bについて、粘度を測定した。その結果を図3に示した。図3より、DDAの配合比率が4モル%以上では、ポリアミド酸溶液A、ポリアミド酸溶液Bともに、粘度が安定していることがわかる。なお、別の試験結果では、DDAの配合比率が40モル%を超えると、ポリアミド酸の粘度が急激に低下し、キャスト法による塗布膜の形成が困難になるという結果が得られた(結果は省略)。
以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。
[誘電率及び誘電正接の測定]
上記方法1によって実施した。
[難燃性の評価方法]
難燃性の評価は、ポリイミドフィルムを125±5mm×13±0.5mmにサンプルカットし、UL94V規格に準拠した試験片を作製及び燃焼試験を行い、V−0の判定基準を合格した場合を「◎」、不合格を「×」とした。
[吸湿率の測定]
吸湿率は、以下の手順で測定した。熱膨張係数(CTE)の評価と同様にして調製したフィルム状のサンプルから、試験片(幅4cm×長さ25cm)を2枚用意し、80℃で1時間乾燥した。乾燥後直ちに23℃/50%RHの恒温恒湿室に入れ、24時間以上静置し、その前後の重量変化から次式により求めた。
吸湿率(質量%)=[(吸湿後重量−乾燥後重量)/乾燥後重量]×100
[イミド基濃度の計算]
イミド基部(−(CO)−N−)の分子量をポリイミドの構造全体の分子量で除した値をイミド基濃度とした。
以下の実施例及び比較例に用いた略号は、以下の化合物を示す。
DDA:ダイマー酸型ジアミン(クローダジャパン株式会社製、商品名;PRIAMINE1074、炭素数;36、アミン価;210mgKOH/g、ダイマー成分の含有量;95重量%以上)
m‐TB:2,2’‐ジメチル‐4,4’‐ジアミノビフェニル
BAPP:2,2‐ビス(4‐アミノフェノキシフェニル)プロパン
TPE−R:1,3‐ビス(4‐アミノフェノキシ)ベンゼン
o−トリジン:4,4’‐ジアミノ-3,3’‐ジメチルビフェニル
TFMB:4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル
PMDA:ピロメリット酸二無水物
BPDA:3,3’,4,4’ ‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
NTCDA:1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
DMAc:N,N‐ジメチルアセトアミド
[合成例B−1]
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコに、0.63gのDDA(0.0012モル)、16.42gのm‐TB(0.077モル)及び212.5gのDMAcを投入し、室温で撹拌して溶解させた。次に、13.68gのBPDA(0.046モル)及び6.77gのPMDA(0.031モル)を添加した後、室温で3時間撹拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸溶液B−aを得た。ポリアミド酸溶液B−aの溶液粘度は49500cpsであった。
[合成例B−2〜B−18]
表5及び表6に示す原料組成とした他は、合成例B−1と同様にしてポリアミド酸溶液B−b〜B−rを調製した。
Figure 0006422437
Figure 0006422437
[実施例B−1]
合成例B−1で得られたポリアミド酸溶液B−aを厚さ12μmの電解銅箔の片面(表面粗さRz;1.5μm)に、硬化後の厚みが約42〜46μmとなるように均一に塗布した後、120℃で加熱乾燥し溶媒を除去した。更に、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結した。このときのイミド基濃度は、31.5%である。得られた金属張積層体について、塩化第二鉄水溶液を用いて銅箔をエッチング除去して、樹脂フィルムB−1を得た。樹脂フィルムB−1の熱膨張係数、ガラス転移温度、吸湿率、誘電率、誘電正接、及び難燃性の評価結果を表7に示す。
[実施例B−2〜B−6]
表7に記載のポリアミド酸溶液を用いて、実施例B−1と同様にして、樹脂フィルムB−2〜B−6を調製した。各樹脂フィルムのイミド基濃度、熱膨張係数、ガラス転移温度、吸湿率、誘電率、誘電正接及び難燃性の各評価結果を表7に示す。
[実施例B−7〜B−12]
表8に記載のポリアミド酸溶液を用いて、実施例B−1と同様にして、樹脂フィルムB−7〜B−12を調製した。各樹脂フィルムのイミド基濃度、熱膨張係数、ガラス転移温度、吸湿率、誘電率、誘電正接及び難燃性の各評価結果を表8に示す。
[比較例B−1〜B−2]
表9に記載のポリアミド酸溶液を用いて、実施例B−1と同様にして、樹脂フィルムB−C1、B−C2を調製した。各樹脂フィルムのイミド基濃度、熱膨張係数、ガラス転移温度、吸湿率、誘電率、誘電正接及び難燃性の各評価結果を表9に示す。
[参考例B−1〜B−3]
表9に記載のポリアミド酸溶液を用いて、実施例B−1と同様にして、樹脂フィルムB−R1〜B−R3を調製した。各樹脂フィルムのイミド基濃度、熱膨張係数、ガラス転移温度、吸湿率、誘電率、誘電正接及び難燃性の評価結果を表9に示す。
実施例B−1〜B−12、比較例B−1〜B−2及び参考例B−1〜B−3の結果をまとめて表7〜9に示す。
Figure 0006422437
Figure 0006422437
Figure 0006422437
[実施例B−13]
<金属張積層体の調製>
銅箔B−13(電解銅箔、厚さ12μm、樹脂層側の表面粗さRz;1.39μm)に、ポリアミド酸溶液B−rを硬化後の厚みが約2〜4μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。次に、その上に、実施例B−1で使用したポリアミド酸溶液B−aを硬化後の厚みが、約42〜46μmとなるように均一に塗布し、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。更に、その上に、ポリアミド酸溶液B−rを硬化後の厚みが約2〜4μmとなるように均一に塗布した後、85℃〜110℃まで段階的な加熱処理にて溶媒を除去した。このようにして、3層のポリアミド酸層を形成した後、120℃から360℃まで段階的な熱処理を行い、イミド化を完結して、金属張積層体B−13’を得た。得られた金属張積層体の樹脂層側に、銅箔B−13を重ね合わせ、温度340℃、圧力6.7MPaの条件で15分間熱圧着して、金属張積層体B−13を得た。得られた金属張積層体B−13について、塩化第二鉄水溶液を用いて銅箔をエッチング除去して、樹脂フィルムB−13を得た。
[実施例B−14]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−bを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−14’、金属張積層体B−14及び樹脂フィルムB−14を得た。
[実施例B−15]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−cを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−15’、金属張積層体B−15及び樹脂フィルムB−15を得た。
[実施例B−16]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−dを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−16’、金属張積層体B−16及び樹脂フィルムB−16を得た。
[実施例B−17]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−eを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−17’、金属張積層体B−17及び樹脂フィルムB−17を得た。
[実施例B−18]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−fを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−18’、金属張積層体B−18及び樹脂フィルムB−18を得た。
[実施例B−19]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−gを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−19’、金属張積層体B−19及び樹脂フィルムB−19を得た。
[実施例B−20]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−hを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−20’、金属張積層体B−20及び樹脂フィルムB−20を得た。
[実施例B−21]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−iを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−21’、金属張積層体B−21及び樹脂フィルムB−21を得た。
[実施例B−22]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−jを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−22’、金属張積層体B−22及び樹脂フィルムB−22を得た。
[実施例B−23]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−kを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−23’、金属張積層体B−23及び樹脂フィルムB−23を得た。
[実施例B−24]
実施例B−13におけるポリアミド酸溶液B−aの代わりに、ポリアミド酸溶液B−lを使用したこと以外、実施例B−13と同様にして、金属張積層体B−24’、金属張積層体B−24及び樹脂フィルムB−24を得た。
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
本国際出願は、2013年6月28日に出願された日本国特許出願2013−137129号及び2014年3月28日に出願された日本国特許出願2014−69005号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容をここに援用する。

Claims (18)

  1. 単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、
    前記ポリイミド層の少なくとも1層が、熱線膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内にある非熱可塑性ポリイミド層であり、
    前記非熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むとともに、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されていることを特徴とする樹脂フィルム。
  2. 前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、4〜15モル%の範囲内にある請求項1に記載の樹脂フィルム。
  3. 前記芳香族テトラカルボン酸無水物が、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)及び3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)からなる群より選ばれる1種以上である請求項1又は2に記載の樹脂フィルム。
  4. 前記芳香族ジアミンが、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル及び9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンからなる群より選ばれる1種以上である請求項1から3のいずれか1項に記載の樹脂フィルム。
  5. 前記非熱可塑性ポリイミド層がベースフィルム層であり、該ベースフィルム層に積層された熱可塑性ポリイミド層を有している請求項1から4のいずれか1項に記載の樹脂フィルム。
  6. 前記熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むとともに、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されている請求項5に記載の樹脂フィルム。
  7. 絶縁樹脂層と金属層とを備えた金属張積層体であって、
    前記絶縁樹脂層が、ベースフィルム層を含む複数層のポリイミド層を有し、
    前記ベースフィルム層が、熱線膨張係数が1×10−6 〜30×10−6(1/K)の範囲内にある非熱可塑性ポリイミド層であり、
    前記非熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むとともに、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されていることを特徴とする金属張積層体。
  8. 前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、4〜15モル%の範囲内にある請求項7に記載の金属張積層体。
  9. 前記芳香族テトラカルボン酸無水物が、無水ピロメリット酸(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)及び3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)からなる群より選ばれる1種以上である請求項7又は8に記載の金属張積層体。
  10. 前記芳香族ジアミンが、2,2’−ジビニル−4,4’−ジアミノビフェニル(VAB)、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル(m−TB)、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル及び9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンからなる群より選ばれる1種以上である請求項7から9のいずれか1項に記載の金属張積層体。
  11. 前記絶縁樹脂層における前記金属層に接する層として、前記金属層と前記ベースフィルム層との間に積層された熱可塑性ポリイミド層を備えている請求項7から10のいずれか1項に記載の金属張積層体。
  12. 前記熱可塑性ポリイミド層が、芳香族テトラカルボン酸無水物を含む酸無水物成分と、ジアミン成分と、を反応させて得られ、前記ジアミン成分が、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基又はアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミン及び芳香族ジアミンを含むとともに、前記ダイマー酸型ジアミンが、全ジアミン成分に対し、1〜15モル%の範囲内にあるポリイミドによって構成されている請求項11に記載の金属張積層体。
  13. 前記金属層の前記絶縁樹脂層に接する面の表面粗度Rzが1.5μm以下であり、かつ、Raが0.2μm以下である請求項7から12のいずれか1項に記載の金属張積層体。
  14. 芳香族テトラカルボン酸無水物成分を含む酸無水物成分と、芳香族ジアミンを含むジアミン成分と、を反応させて得られるポリイミドであって、
    前記酸無水物成分が、無水ピロメリット酸及び1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれた芳香族テトラカルボン酸無水物を、全酸無水物成分に対し、40モル%以上含有し、
    前記ジアミン成分が、下記の一般式;
    Figure 0006422437
    [式中、R11、R12は、独立して、水素原子、又は、ハロゲン原子もしくはフェニル基で置換されていてもよいアルキル基を示すが、R11、R12の少なくとも2つは、ハロゲン原子もしくはフェニル基で置換されていてもよいアルキル基を示し、n2は1〜4の整数を示す]
    で表される芳香族ジアミンを、全ジアミン成分に対し、40〜99モル%の範囲内で含有し、かつダイマー酸の二つの末端カルボン酸基が1級のアミノメチル基若しくはアミノ基に置換されてなるダイマー酸型ジアミンを、全ジアミン成分に対し、1〜4モル%の範囲内で含有するポリイミド。
  15. イミド基濃度が33%以下である請求項14に記載のポリイミド。
  16. 前記酸無水物成分が、無水ピロメリット酸を、全酸無水物成分に対し80モル%以上含有する請求項14又は15に記載のポリイミド。
  17. 単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、前記ポリイミド層の少なくとも1層が、請求項14から16のいずれか1項に記載のポリイミドを用いて形成されたものである樹脂フィルム。
  18. 絶縁樹脂層と金属層を備えた金属張積層体であって、前記絶縁樹脂層が、単層又は複数層のポリイミド層を有し、前記ポリイミド層の少なくとも1層が、請求項14から16のいずれか1項に記載のポリイミドを用いて形成されたものである金属張積層体。
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