TW202239931A - 黏合層、使用所述黏合層的電路基板及帶狀線 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠使低介電損耗角正切化與尺寸穩定性並存的黏合層。一種黏合層,包括第一黏接劑層、聚醯亞胺層以及第二黏接劑層,且滿足:a)黏合層整體的厚度為50 μm以上且300 μm以下的範圍內,聚醯亞胺層的厚度相對於黏合層整體的厚度的比率為0.2以上且0.9以下的範圍內;b)在80℃下乾燥1小時後,在23℃、50%RH的恆溫恆濕下調濕24小時後測定的吸濕率為0.4重量%以下;c)第一黏接劑層及第二黏接劑層在50℃下的存儲彈性模量分別獨立地為1800 MPa以下,180℃~260℃下的存儲彈性模量的最大值分別獨立地為800 MPa以下。

Description

黏合層、使用所述黏合層的電路基板及帶狀線
本發明有關一種有效用作電子零件材料的黏合層、使用所述黏合層的電路基板及帶狀線。
近年來,伴隨電子設備的小型化、輕量化、省空間化的進展,薄且輕量、具有可撓性並且即便反復彎曲也具有優異耐久性的柔性印刷佈線板(Flexible Printed Circuits,FPC)的需要增大。FPC即便在有限的空間中也可實現立體且高密度的安裝,因此,例如在硬碟驅動器(Hard Disk Drive,HDD)、數位影像光碟(Digital Video Disk,DVD)、智能手機等電子設備的可動部分的佈線或電纜、連接器等零件中其用途正逐漸擴大。
除高密度化以外,設備的高性能化得到推進,因此也必須應對傳輸訊號的高頻化。在傳輸高頻訊號時,在傳輸路徑中的傳輸損耗大的情況下,產生電訊號的損失或訊號的延遲時間變長等不良情況。因此,提出了使用介電損耗角正切低的聚醯亞胺作為FPC中使用的多個樹脂層的材料(例如,專利文獻1、專利文獻2)。
為了能夠應對第五代移動通信系統(fifth-generation,5G),針對為FPC的一個形態、且用作射頻(radio frequency,RF)電纜等傳輸路徑的帶狀線(strip line),也強烈要求抑制GHz頻帶的頻率中的傳輸損耗。為了抑制帶狀線的傳輸損耗,有效的是:i)實現樹脂材料的低介電損耗角正切化;ii)增大樹脂層整體的厚度。關於ii),有效的是增大內裝於帶狀線中的黏合片所形成的層(黏接性樹脂層)的厚度的途徑。但是,在黏合片中使用柔軟、玻璃化轉變溫度低、熱膨脹係數大的樹脂材料,因此若增大其厚度,則擔心尺寸穩定性降低,進而存在因藉由雷射加工形成通孔(貫通孔)等的步驟而在黏接性樹脂層中產生切削、凹溝等損傷,或者在焊接步驟等中因熱而發生樹脂的流出等問題。因此,在增大黏合片的厚度的途徑中存在極限。
[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本專利特開2018-170417號公報 [專利文獻2] 日本專利特開2020-55186號公報
[發明所要解決的問題] 作為彌補黏合片的上述缺點的手段,使用在黏接性樹脂層之間夾入耐熱性較高的樹脂層的黏合層(boding ply)。但是,關於黏合層中使用的樹脂材料,至今幾乎未進行為了實現低介電損耗角正切化與尺寸穩定性的並存的研究。
本發明的目的在於:第一,提供一種能夠使低介電損耗角正切化與尺寸穩定性並存的黏合層,第二,藉由使用所述黏合層,提供一種高頻訊號的傳輸損耗小、尺寸穩定性優異、可靠性高的帶狀線等電路基板。
[解決問題的技術手段] 本發明者等人進行了努力研究,結果發現,藉由在黏接性樹脂層之間夾入聚醯亞胺層而成的結構的黏合層中,使用存儲彈性模量低的樹脂作為黏接性樹脂層,並且考慮各層的厚度比率與整體的吸濕率,可解決上述課題,從而完成了本發明。 即,本發明的黏合層是包括下述的層的黏合層: 聚醯亞胺層; 第一黏接劑層,層疊於所述聚醯亞胺層的單側;以及 第二黏接劑層,層疊於所述聚醯亞胺層的與所述第一黏接劑層相反的一側。 而且,本發明的黏合層的特徵在於滿足下述的條件a~條件c: a)黏合層整體的厚度為50 μm以上且300 μm以下的範圍內,所述聚醯亞胺層的厚度相對於黏合層整體的厚度的比率為0.2以上且0.9以下的範圍內; b)在80℃下乾燥1小時後,在23℃、50%RH的恆溫恆濕下調濕24小時後測定的吸濕率為0.4重量%以下; c)所述第一黏接劑層及所述第二黏接劑層在50℃下的存儲彈性模量分別獨立地為1800 MPa以下,180℃~260℃下的存儲彈性模量的最大值分別獨立地為800 MPa以下。
本發明的黏合層可還滿足下述條件d: d)在23℃、50%RH的恆溫恆濕條件(常態)下調濕24小時後,利用分離柱電介質諧振器(split post dielectric resonator,SPDR)測定的10 GHz下的介電損耗角正切為0.004以下。
在本發明的黏合層中,所述第一黏接劑層與所述第二黏接劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)可分別為180℃以下。
本發明的黏合層中,所述第一黏接劑層及所述第二黏接劑層含有聚醯亞胺作為樹脂成分, 所述聚醯亞胺可含有自四羧酸酐成分衍生的酸酐殘基及自二胺成分衍生的二胺殘基,且可含有50莫耳%以上的源自二聚物二胺組合物的二胺殘基,所述二聚物二胺組合物以二聚酸的兩個末端羧酸基被取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚物二胺為主成分。
本發明的黏合層中,所述聚醯亞胺層的熱膨脹係數可為1 ppm/K以上且30 ppm/K以下的範圍內。
本發明的黏合層中,所述聚醯亞胺層在23℃、50%RH的恆溫恆濕條件(常態)下調濕24小時後利用分離柱電介質諧振器(SPDR)測定的10 GHz下的介電損耗角正切可為0.006以下。
本發明的黏合層中,構成所述聚醯亞胺層的聚醯亞胺可包含四羧酸殘基及二胺殘基,相對於全部二胺殘基,自下述通式(A1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的含量可為50莫耳%以上,
[化1]
Figure 02_image001
[在式(A1)中,連結基Z表示單鍵或-COO-,Y獨立地表示可經鹵素原子或苯基取代的碳數1~3的一價烴、或者碳數1~3的烷氧基或碳數1~3的全氟烷基或烯基,n表示0~2的整數,p及q獨立地表示0~4的整數。]
本發明的電路基板包含上述任一黏合層。
本發明的帶狀線包括: 第一金屬層; 第一絕緣樹脂層,包含層疊於所述第一金屬層的單側的面的單層或多層; 佈線層,與所述第一絕緣樹脂層相接地設置; 第二金屬層; 第二絕緣樹脂層,包含層疊於所述第二金屬層的單側的面的單層或多層;以及 中間樹脂層,介隔存在於所述第一絕緣樹脂層與所述第二絕緣樹脂層之間而層疊, 所述中間樹脂層包含上述任一黏合層,並且所述佈線層由所述第一黏接劑層或所述第二黏接劑層覆蓋。
[發明的效果] 本發明的黏合層由於實現了低介電損耗角正切化與尺寸穩定性的並存,因此在應用於傳輸GHz頻帶(例如,1 GHz~50 GHz)的高頻訊號的帶狀線等電路基板的情況下,可有效地減少高頻訊號的傳輸損耗,並且可藉由優異的尺寸穩定性來實現可靠性與良率的提高。
適宜參照圖式來對本發明的實施方式進行說明。 [黏合層] 圖1是表示本發明一實施方式的黏合層的剖面的結構的示意圖。本實施方式的黏合層100包括聚醯亞胺層10、層疊於所述聚醯亞胺層10的單側的第一黏接劑層20A、以及層疊於聚醯亞胺層10的與第一黏接劑層20A相反的一側的第二黏接劑層20B。即,黏合層100具有第一黏接劑層20A、聚醯亞胺層10以及第二黏接劑層20B依此順序層疊而成的結構。
本實施方式的黏合層100滿足下述的條件a~條件c。 條件a)黏合層100整體的厚度T1為50 μm以上且300 μm以下的範圍內,聚醯亞胺層10的厚度T2相對於黏合層100整體的厚度T1的比率(T2/T1)為0.2以上且0.9以下的範圍內。 當黏合層100整體的厚度T1未滿50 μm時,在應用於帶狀線的情況下無法增大樹脂層整體的厚度,因此降低傳輸損耗的效果變得不充分,若超過300 μm,則有無法保證作為FPC所需要的彎曲性的擔憂。就此觀點而言,黏合層100整體的厚度T1為50 μm以上且300 μm以下的範圍內,更佳為50 μm以上且150 μm以下的範圍內。
另外,當聚醯亞胺層10的厚度T2相對於黏合層100整體的厚度T1的比率(T2/T1)未滿0.2時,尺寸穩定性降低,若超過0.9,則第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B變得過薄,難以保證作為黏合片所需要的黏接性或電路填充性。就此觀點而言,厚度比率(T2/T1)較佳為0.2~0.9的範圍內。
條件b)在80℃下乾燥1小時後,在23℃、50%RH的恆溫恆濕下調濕24小時後測定的吸濕率為0.4重量%以下。 若所述吸濕率超過0.4重量%,則黏合層100整體的介電損耗角正切變大,在應用於帶狀線的情況下傳輸損耗增大。就此觀點而言,吸濕率較佳為0.4重量%以下。再者,黏合層100整體的吸濕率可利用聚醯亞胺層10、第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B各自的吸濕率及厚度比率來調整。
條件c)第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B在50℃下的存儲彈性模量分別獨立地為1800 MPa以下,180℃~260℃下的存儲彈性模量的最大值分別獨立地為800 MPa以下。 藉由第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B具有此種存儲彈性模量,可緩和對黏合層100進行熱壓接時的內部應力,從而保持應用於帶狀線後的尺寸穩定性。若第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B在50℃下的存儲彈性模量超過1800 MPa,則尺寸穩定性受損。就此觀點而言,第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B在50℃下的存儲彈性模量較佳為1800 MPa以下。
另外,藉由第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B在180℃~260℃的溫度區域中的存儲彈性模量的最大值分別為800 MPa以下,在實施了電路加工後的焊料回流步驟之後,也不易產生翹曲。第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B在180℃~260℃的溫度區域中的存儲彈性模量的最大值較佳分別為800 MPa以下。
本實施方式的黏合層100較佳為還滿足下述的條件d。 條件d)在23℃、50%RH的恆溫恆濕條件(常態)下調濕24小時後,利用分離柱電介質諧振器(SPDR)測定的10 GHz下的介電損耗角正切為0.004以下。 若黏合層100整體在10 GHz下的介電損耗角正切超過0.004,則在應用於帶狀線的情況下,在高頻訊號的傳輸路徑上容易產生電訊號的損失。就此觀點而言,黏合層100整體在10 GHz下的介電損耗角正切更佳為0.003以下。再者,黏合層100整體在10 GHz下的介電損耗角正切的下限值並無特別限制。
本實施方式的黏合層100較佳為還滿足下述的條件e。 e)聚醯亞胺層10的拉伸彈性模量為5.0 GPa以上。 藉由聚醯亞胺層10具有此種拉伸彈性模量,可抑制第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的熱膨脹係數的影響,可進一步提高應用於帶狀線後的尺寸穩定性。另外,藉由將聚醯亞胺層10的拉伸彈性模量設為所述範圍內,可相對地減小聚醯亞胺層10的厚度比率,從而增大第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的厚度比率,因此就確保黏接性的觀點而言有利。聚醯亞胺層10的拉伸彈性模量更佳為7.0 GPa以上。
(聚醯亞胺層) 聚醯亞胺層10含有非熱塑性聚醯亞胺較佳為作為樹脂成分的主成分、更佳為樹脂成分的70重量%以上、進而較佳為樹脂成分的90重量%以上、最佳為作為樹脂成分的全部。所謂樹脂成分的主成分是指相對於全部樹脂成分而以超過50重量%的量含有的成分。再者,所謂「非熱塑性聚醯亞胺」,一般是即便加熱也不顯示出軟化、黏接性的聚醯亞胺,但在本發明中是指使用動態黏彈性測定裝置(動態機械分析儀(dynamic mechanical analyzer,DMA))所測定的、30℃下的存儲彈性模量為1.0×10 9Pa以上且350℃下的存儲彈性模量為1.0×10 8Pa以上的聚醯亞胺。另外,所謂「熱塑性聚醯亞胺」,一般是可明確地確認到玻璃化轉變溫度(Tg)的聚醯亞胺,但在本發明中是指使用DMA所測定的、30℃下的存儲彈性模量為1.0×10 9Pa以上且350℃下的存儲彈性模量未滿1.0×10 8Pa的聚醯亞胺。另外,當在本發明中稱為聚醯亞胺時,除聚醯亞胺以外,還指代聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚矽氧烷醯亞胺、聚苯並咪唑醯亞胺等包含分子結構中具有醯亞胺基的聚合物的樹脂。
構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺包含四羧酸殘基及二胺殘基。在本發明中,所謂四羧酸殘基表示自四羧酸二酐衍生的四價基,所謂二胺殘基表示自二胺化合物衍生的二價基。在使作為原料的四羧酸二酐及二胺化合物以大致等莫耳反應的情況下,可使聚醯亞胺中所含的四羧酸殘基及二胺殘基的種類與莫耳比和原料的種類與莫耳比大致對應。
(四羧酸殘基) 構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺較佳為含有自3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(3,3',4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride,BPDA)及1,4-伸苯基雙(偏苯三甲酸單酯)二酐(1,4-phenylene bis(trimellitic acid monoester)dianhydride,TAHQ)的至少一種衍生的四羧酸殘基以及自均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride,PMDA)及2,3,6,7-萘四羧酸二酐(2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride,NTCDA)的至少一種衍生的四羧酸殘基作為四羧酸殘基。
自BPDA衍生的四羧酸殘基(以下,也稱為「BPDA殘基」)及自TAHQ衍生的四羧酸殘基(以下,也稱為「TAHQ殘基」)容易形成聚合物的有序結構,可藉由抑制分子的運動而使介電損耗角正切或吸濕性降低。BPDA殘基可賦予作為聚醯亞胺前體的聚醯胺酸的凝膠膜的自支持性,但另一方面,有使醯亞胺化後的熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion,CTE)增大,並且使玻璃化轉變溫度降低而使耐熱性降低的傾向。根據此種觀點,宜以構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺相對於全部四羧酸殘基而在合計較佳為20莫耳%以上且60莫耳%以下的範圍內、更佳為40莫耳%以上且50莫耳%以下的範圍內含有BPDA殘基及TAHQ殘基的方式進行控制。在BPDA殘基及TAHQ殘基的合計未滿20莫耳%時,聚合物的有序結構的形成變得不充分,耐吸濕性降低,或者介電損耗角正切的減少變得不充分,若超過60莫耳%,則除CTE的增加或面內延遲(RO)的變化量的增大以外,還有耐熱性降低的擔憂。
另外,自均苯四甲酸二酐衍生的四羧酸殘基(以下,也稱為「PMDA殘基」)及自2,3,6,7-萘四羧酸二酐衍生的四羧酸殘基(以下,也稱為「NTCDA殘基」)由於具有剛直性,因此是提高面內取向性、將CTE抑制得低並且承擔控制面內延遲(RO)或者控制玻璃化轉變溫度的作用的殘基。另一方面,PMDA殘基由於分子量小,因此若其量變得過多,則聚合物的醯亞胺基濃度變高,極性基增加而吸濕性變大,因分子鏈內部的水分的影響而介電損耗角正切增加。另外,NTCDA殘基存在因剛直性高的萘骨架而膜容易變脆且使彈性模量增大的傾向。因此,以構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺相對於全部四羧酸殘基而在合計較佳為40莫耳%以上且80莫耳%以下的範圍內、更佳為50莫耳%以上且60莫耳%以下的範圍內、進而較佳為50莫耳%~55莫耳%的範圍內含有PMDA殘基及NTCDA殘基為宜。在PMDA殘基及NTCDA殘基的合計未滿40莫耳%時,有CTE增加或者耐熱性降低的擔憂,若超過80莫耳%,則有聚合物的醯亞胺基濃度變高,極性基增加而低吸濕性受損,介電損耗角正切增加的擔憂;或者膜變脆而膜的自支持性降低的擔憂。
另外,以BPDA殘基及TAHQ殘基的至少一種以及PMDA殘基及NTCDA殘基的至少一種的合計相對於全部四羧酸殘基而為80莫耳%以上、較佳為90莫耳%以上為宜。
作為構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺中所含的所述BPDA殘基、TAHQ殘基、PMDA殘基、NTCDA殘基以外的四羧酸殘基,例如可列舉自3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、4,4'-氧基二鄰苯二甲酸酐、2,3',3,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯甲酮四羧酸二酐或3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3',3,4'-二苯基醚四羧酸二酐、雙(2,3-二羧基苯基)醚二酐、3,3'',4,4''-對三聯苯四羧酸二酐、2,3,3'',4''-對三聯苯四羧酸二酐或2,2'',3,3''-對三聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)-丙烷二酐或2,2-雙(3,4-二羧基苯基)-丙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐或雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)碸二酐或雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐或1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2,7,8-菲-四羧酸二酐、1,2,6,7-菲-四羧酸二酐或1,2,9,10-菲-四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)四氟丙烷二酐、2,3,5,6-環己烷二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氫萘-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐或2,7-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、2,3,6,7-(或1,4,5,8-)四氯萘-1,4,5,8-(或2,3,6,7-)四羧酸二酐、2,3,8,9-苝-四羧酸二酐、3,4,9,10-苝-四羧酸二酐、4,5,10,11-苝-四羧酸二酐或5,6,11,12-苝-四羧酸二酐、環戊烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、吡嗪-2,3,5,6-四羧酸二酐、吡咯烷-2,3,4,5-四羧酸二酐、噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐、4,4'-雙(2,3-二羧基苯氧基)二苯基甲烷二酐、乙二醇雙偏苯三酸酐等芳香族四羧酸二酐衍生的四羧酸殘基。
(二胺殘基) 作為構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺中所含的二胺殘基,較佳為自通式(A1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基。
[化2]
Figure 02_image001
在式(A1)中,連結基Z表示單鍵或-COO-,Y獨立地表示可經鹵素原子或苯基取代的碳數1~3的一價烴基、或者碳數1~3的烷氧基或碳數1~3的全氟烷基或烯基,n表示0~2的整數,p及q獨立地表示0~4的整數。此處,所謂「獨立地」,是指在所述式(A1)中多個取代基Y、以及整數p、整數q可相同也可不同。再者,在所述式(A1)中,末端的兩個胺基中的氫原子可經取代,例如也可為-NR 2R 3(此處,R 2、R 3獨立地指代烷基等任意的取代基)。
通式(A1)所表示的二胺化合物(以下,有時記作「二胺(A1)」)為具有一個乃至三個苯環的芳香族二胺。二胺(A1)由於具有剛直結構,因此具有對聚合物整體賦予有序結構的作用。因此,可獲得透氣性低、低吸濕性的聚醯亞胺,可減少分子鏈內部的水分,因此可降低介電損耗角正切。此處,作為連結基Z,較佳為單鍵。
作為二胺(A1),例如可列舉:1,4-二胺基苯(p-PDA(p-phenylenediamine);對苯二胺)、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-dimethyl-4,4'-diamino biphenyl,m-TB)、2,2'-正丙基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-n-propyl-4,4'-diamino biphenyl,m-NPB)、4-胺基苯基-4'-胺基苯甲酸酯(4-amino phenyl-4'-amino benzoate,APAB)等。這些中,最佳為2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(m-TB)。
構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺以相對於全部二胺殘基而含有較佳為50莫耳%以上、更佳為80莫耳%以上、進而較佳為85莫耳%以上的自二胺(A1)衍生的二胺殘基為宜。藉由以所述範圍內的量使用二胺(A1),並利用源自單體的剛直結構而容易在聚合物整體中形成有序結構,容易獲得透氣性低、低吸濕性且低介電損耗角正切的非熱塑性聚醯亞胺。就此觀點而言,最佳為相對於全部二胺殘基而在90莫耳%~100莫耳%的範圍內含有自2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(m-TB)衍生的殘基。
作為構成聚醯亞胺層10的非熱塑性聚醯亞胺中所含的其他二胺殘基,若為自用作聚醯亞胺的原料的二胺化合物衍生的殘基,則並無特別限制,例如可列舉:自1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene,TPE-R)、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯(1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene,APB)、4,4'-[2-甲基-(1,3-伸苯基)雙氧基]雙苯胺、4,4'-[4-甲基-(1,3-伸苯基)雙氧基]雙苯胺、4,4'-[5-甲基-(1,3-伸苯基)雙氧基]雙苯胺、2,2-雙-[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)]聯苯、雙[1-(3-胺基苯氧基)]聯苯、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]甲烷、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]醚、雙[4-(3-胺基苯氧基)]二苯甲酮、9,9-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]芴、2,2-雙-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙-[4-(3-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-亞甲基二-鄰甲苯胺、4,4'-亞甲基二-2,6-二甲苯胺、4,4'-亞甲基-2,6-二乙基苯胺、3,3'-二胺基二苯基乙烷、3,3'-二胺基聯苯、3,3'-二甲氧基聯苯胺、3,3''-二胺基-對三聯苯、4,4'-[1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、4,4'-[1,3-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、雙(對胺基環己基)甲烷、雙(對-β-胺基-叔丁基苯基)醚、雙(對-β-甲基-δ-胺基戊基)苯、對-雙(2-甲基-4-胺基戊基)苯、對-雙(1,1-二甲基-5-胺基戊基)苯、1,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘、2,4-雙(β-胺基-叔丁基)甲苯、2,4-二胺基甲苯、間二甲苯-2,5-二胺、對二甲苯-2,5-二胺、間二甲苯二胺、對二甲苯二胺、2,6-二胺基吡啶、2,5-二胺基吡啶、2,5-二胺基-1,3,4-噁二唑、呱嗪、2'-甲氧基-4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、1,3-雙[2-(4-胺基苯基)-2-丙基]苯、6-胺基-2-(4-胺基苯氧基)苯並噁唑等芳香族二胺化合物衍生的二胺殘基;自二聚酸的兩個末端羧酸基被取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚酸型二胺等脂肪族二胺化合物衍生的二胺殘基。
藉由在非熱塑性聚醯亞胺中選定所述四羧酸殘基及二胺殘基的種類、或應用兩種以上的四羧酸殘基或二胺殘基時的各自的莫耳比,可控制熱膨脹係數、存儲彈性模量、拉伸彈性模量等。另外,當在非熱塑性聚醯亞胺中具有多個聚醯亞胺的結構單元時,可以嵌段的形式存在,也可無規地存在,較佳為無規地存在。
再者,藉由將非熱塑性聚醯亞胺中所含的四羧酸殘基及二胺殘基均設為芳香族基,可提高聚醯亞胺膜的高溫環境下的尺寸精度,因此較佳。
(聚醯亞胺的合成) 非熱塑性聚醯亞胺可藉由使所述酸酐及二胺在溶媒中反應,生成前體樹脂後使其加熱閉環來製造。例如,藉由使酸酐成分與二胺成分以大致等莫耳溶解於有機溶媒中,在0℃~100℃的範圍內的溫度下攪拌30分鐘~24小時來進行聚合反應,由此獲得作為聚醯亞胺的前體的聚醯胺酸。在反應時,以要生成的前體在有機溶媒中成為5重量%~30重量%的範圍內、較佳為成為10重量%~20重量%的範圍內的方式溶解反應成分。作為聚合反應中使用的有機溶媒,例如可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide,DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮、2-丁酮、二甲基亞碸、硫酸二甲酯、環己酮、二噁烷、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等。也可將這些溶媒並用兩種以上來使用,也可進而並用二甲苯、甲苯之類的芳香族烴。另外,此種有機溶媒的使用量並無特別限制,較佳為調整為藉由聚合反應而獲得的聚醯胺酸溶液(聚醯亞胺前體溶液)的濃度成為5重量%~30重量%左右的使用量來使用。
在聚醯亞胺的合成中,所述酸酐及二胺可分別僅使用其中的一種,也可並用兩種以上。藉由選定酸酐及二胺的種類、使用兩種以上的酸酐或二胺時的各自的莫耳比,可控制介電特性、熱膨脹性、玻璃化轉變溫度等。
所合成的前體通常有利地用作反應溶媒溶液,但視需要可進行濃縮、稀釋或者置換為其他有機溶媒。另外,前體一般而言溶媒可溶性優異,因此可有利地使用。使前體醯亞胺化的方法並無特別限制,例如可較佳地採用如下的熱處理:在所述溶媒中,在80℃~400℃的範圍內的溫度條件下歷時1小時~24小時進行加熱。
非熱塑性聚醯亞胺的醯亞胺基濃度較佳為37重量%以下,更佳為33重量%以下,進而較佳為32重量%以下。此處,「醯亞胺基濃度」是指聚醯亞胺中的醯亞胺基部(-(CO) 2-N-)的分子量除以聚醯亞胺的結構整體的分子量而得的值。若醯亞胺基濃度超過37重量%,則樹脂自身的分子量變小,並且因極性基的增加而低吸濕性也劣化。藉由選擇所述酸酐與二胺化合物的組合來控制非熱塑性聚醯亞胺中的分子的取向性,由此抑制伴隨醯亞胺基濃度降低的CTE的增加,保證了低吸濕性。
非熱塑性聚醯亞胺的重量平均分子量例如較佳為10,000~400,000的範圍內,更佳為50,000~350,000的範圍內。若重量平均分子量未滿10,000,則存在黏合層100的強度容易降低的傾向。另一方面,若重量平均分子量超過400,000,則存在黏度過度增加而在塗敷作業時容易產生膜厚度不均、條紋等不良的傾向。
就作為黏合層100中的基底層而保證絕緣性、機械強度維持等功能且製造黏合層100時的搬運性的觀點而言,聚醯亞胺層10的厚度較佳為10 μm以上且135 μm以下的範圍內,更佳為12 μm以上且50 μm以下的範圍內。在聚醯亞胺層10的厚度未滿所述下限值的情況下,電絕緣性或處理性變得不充分,若超過上限值,則生產性降低。
就耐熱性的觀點而言,聚醯亞胺層10的玻璃化轉變溫度(Tg)較佳為280℃以上。藉由聚醯亞胺層10的玻璃化轉變溫度(Tg)為280℃以上,可在焊接步驟等中的加熱時維持尺寸穩定性。
就提高黏合層100的尺寸穩定性並且抑制翹曲的觀點而言,聚醯亞胺層10的熱膨脹係數以處於較佳為1 ppm/K以上且30 ppm/K以下的範圍內、更佳為1 ppm/K以上且25 ppm/K以下的範圍內、進而較佳為15 ppm/K以上且25 ppm/K以下的範圍內為宜。
聚醯亞胺層10較佳為在23℃、50%RH的恆溫恆濕條件(常態)下調濕24小時後,利用分離柱電介質諧振器(SPDR)測定的10 GHz下的介電損耗角正切為0.006以下。藉由聚醯亞胺層10在10 GHz下的介電損耗角正切為0.006以下,可降低黏合層100整體的介電損耗角正切。若聚醯亞胺層10在10 GHz下的介電損耗角正切超過0.006,則難以將黏合層100整體的介電損耗角正切抑制得低。
在聚醯亞胺層10中,可適宜調配例如增塑劑、環氧樹脂等其他硬化樹脂成分、硬化劑、硬化促進劑、偶合劑、填充劑、阻燃劑等作為任意成分。
(第一黏接劑層/第二黏接劑層) 第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B只要滿足條件c,則其材質並無特別限制,可分別獨立地由熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂構成。作為此種樹脂,例如可列舉:聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺酯樹脂、苯乙烯樹脂、聚酯樹脂(包含液晶聚酯樹脂)、酚樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、矽酮樹脂、聚醚酮樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、苯乙烯-馬來醯亞胺共聚體、馬來醯亞胺-乙烯基化合物共聚體、或(甲基)丙烯酸共聚體、苯並噁嗪樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等樹脂。可自這些中選擇滿足條件c的樹脂、或者以滿足條件c的方式進行設計,來用作第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B。在第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B為熱硬化性樹脂的情況下,可含有有機過氧化物、硬化劑、硬化促進劑等,視需要也可並用硬化劑與硬化促進劑、或者催化劑與助催化劑。只要在可滿足條件c的範圍內判斷硬化劑、硬化促進劑、催化劑、助催化劑、及有機過氧化物的添加量、以及是否添加即可。
作為構成第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的樹脂,較佳為含有聚醯亞胺作為樹脂成分的主成分的樹脂,以含有聚醯亞胺作為更佳為樹脂成分的70重量%以上、進而較佳為樹脂成分的90重量%以上、最佳為樹脂成分的全部為宜。再者,所謂樹脂成分的主成分是指相對於全部樹脂成分而以超過50重量%的量含有的成分。作為在滿足條件c的基礎上用於形成第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的較佳的聚醯亞胺,以下述的聚醯亞胺(以下,有時記為「黏接性聚醯亞胺」)為宜:所述聚醯亞胺含有自四羧酸酐成分衍生的酸酐殘基及自二胺成分衍生的二胺殘基,並且相對於全部二胺殘基而含有50莫耳%以上的源自二聚物二胺組合物的二胺殘基,所述二聚物二胺組合物以二聚酸的兩個末端羧酸基被取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚物二胺為主成分。換句話說,黏接性聚醯亞胺是藉由使用相對於全部二胺成分而含有50莫耳%以上的、以二聚酸的兩個末端羧酸基被取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚物二胺為主成分的二聚物二胺組合物的原料來獲得。藉由相對於全部二胺殘基而將源自二聚物二胺組合物的二胺殘基的含量設為較佳為50莫耳%以上、更佳為70莫耳%以上,進而較佳為80莫耳%~99莫耳%的範圍內,可滿足條件c並且使相對介電常數及介電損耗角正切降低。即,藉由以所述量含有源自二聚物二胺組合物的二胺殘基,可藉由聚醯亞胺的玻璃化轉變溫度的低溫化(低Tg化)來改善熱壓接特性及藉由低彈性模量化來緩和內部應力。另外,當源自二聚物二胺組合物的二胺殘基的含量未滿50莫耳%時,聚醯亞胺中所含的極性基相對地增加,由此相對介電常數及介電損耗角正切容易上升。
二聚物二胺組合物是含有下述成分(a)作為主成分、並且成分(b)及成分(c)的量受到了控制的精製物。
(a)二聚物二胺; 所謂(a)成分的二聚物二胺,是指二聚酸的兩個末端羧酸基(-COOH)被取代為一級胺基甲基(-CH 2-NH 2)或胺基(-NH 2)而成的二胺。二聚酸是藉由不飽和脂肪酸的分子間聚合反應而獲得的已知的二元酸,其工業製造工藝在業界已大致標準化,且可利用黏土催化劑等對碳數為11~22的不飽和脂肪酸進行二聚化而獲得。關於工業上所獲得的二聚酸,主成分是藉由對油酸或亞油酸、亞麻酸等碳數18的不飽和脂肪酸進行二聚化而獲得的碳數36的二元酸,但根據精製的程度而含有任意量的單體酸(碳數18)、三聚酸(碳數54)、碳數20~54的其他聚合脂肪酸。另外,在二聚化反應後殘存雙鍵,但在本發明中,設為二聚酸中也包含進而進行氫化反應而使不飽和度降低的化合物。(a)成分的二聚物二胺可定義為將碳數處於18~54的範圍內、較佳為22~44的範圍內的二元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的二胺化合物。
作為二聚物二胺的特徵,可賦予源自二聚酸的骨架的特性。即,二聚物二胺是分子量約560~620的大分子的脂肪族,因此可增大分子的莫耳體積,並相對減少聚醯亞胺的極性基。認為此種二聚酸型二胺的特徵有助於抑制聚醯亞胺的耐熱性的降低,同時減小相對介電常數與介電損耗角正切而提高介電特性。另外,由於含有兩個自由移動的碳數7~9的疏水鏈、與具有接近碳數18的長度的兩個鏈狀脂肪族胺基,因此不僅可對聚醯亞胺賦予柔軟性,而且也可將聚醯亞胺設為非對稱性化學結構或非平面性化學結構,因此認為可實現聚醯亞胺的低介電常數化。
二聚物二胺組合物以使用如下二聚物二胺組合物為宜:藉由分子蒸餾等精製方法而將(a)成分的二聚物二胺含量提高至96重量%以上、較佳為97重量%以上、更佳為98重量%以上。藉由將(a)成分的二聚物二胺含量設為96重量%以上,可抑制聚醯亞胺的分子量分佈的擴大。再者,若技術上可行,則以二聚物二胺組合物全部(100重量%)由(a)成分的二聚物二胺構成為最佳。
(b)將碳數處於10~40的範圍內的一元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的單胺化合物; 碳數處於10~40的範圍內的一元酸化合物是源自二聚酸的原料的碳數處於10~20的範圍內的一元不飽和脂肪酸及製造二聚酸時的副產物即碳數處於21~40的範圍內的一元酸化合物的混合物。單胺化合物是將這些一元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的化合物。
(b)成分的單胺化合物是抑制聚醯亞胺的分子量增加的成分。在聚醯胺酸或聚醯亞胺的聚合時,所述單胺化合物的單官能胺基與聚醯胺酸或聚醯亞胺的末端酸酐基反應,由此將末端酸酐基密封,從而抑制聚醯胺酸或聚醯亞胺的分子量增加。
(c)將碳數處於41~80的範圍內的具有烴基的多元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的胺化合物(其中,所述二聚物二胺除外); 碳數處於41~80的範圍內的具有烴基的多元酸化合物是以製造二聚酸時的副產物即碳數處於41~80的範圍內的三元酸化合物為主成分的多元酸化合物。另外,也可包含碳數41~80的二聚酸以外的聚合脂肪酸。胺化合物是將這些多元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的化合物。
(c)成分的胺化合物是助長聚醯亞胺的分子量增加的成分。將以三聚酸為來源的三胺體作為主成分的三官能以上的胺基與聚醯胺酸或聚醯亞胺的末端酸酐基反應,使聚醯亞胺的分子量急劇增加。另外,由碳數41~80的二聚酸以外的聚合脂肪酸衍生的胺化合物也使聚醯亞胺的分子量增加而成為聚醯胺酸或聚醯亞胺凝膠化的原因。
在藉由使用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)的測定來進行各成分的定量的情況下,為了容易確認二聚物二胺組合物的各成分的峰起點(peak start)、峰頂(peak top)及峰終點(peak end),使用利用乙酸酐及吡啶對二聚物二胺組合物進行處理而得的樣品,且使用環己酮作為內部標準物質。使用如上所述那樣製備的樣品,利用GPC的層析圖的面積百分率對各成分進行定量。各成分的峰起點及峰終點設為各峰值曲線的極小值,可以其為基準來進行層析圖的面積百分率的算出。
另外,二聚物二胺組合物以藉由GPC測定而得的層析圖的面積百分率計,以成分(b)及成分(c)的合計為4%以下、較佳為未滿4%為宜。藉由將成分(b)及成分(c)的合計設為4%以下,可抑制聚醯亞胺的分子量分佈的擴大。
另外,(b)成分的層析圖的面積百分率以較佳為3%以下、更佳為2%以下、進而較佳為1%以下為宜。藉由設為此種範圍,可抑制聚醯亞胺的分子量的降低,進而可擴大四羧酸酐成分及二胺成分的投入的莫耳比的範圍。再者,(b)成分也可不包含於二聚物二胺組合物中。
另外,(c)成分的層析圖的面積百分率為2%以下,且以較佳為1.8%以下、更佳為1.5%以下為宜。藉由設為此種範圍,可抑制聚醯亞胺的分子量的急劇增加,進而可抑制樹脂膜的廣域頻率下的介電損耗角正切的上升。再者,(c)成分也可不包含於二聚物二胺組合物中。
另外,在成分(b)及成分(c)的層析圖的面積百分率的比率(b/c)為1以上的情況下,四羧酸酐成分及二胺成分的莫耳比(四羧酸酐成分/二胺成分)以較佳為設為0.97以上且未滿1.0為宜,藉由設為此種莫耳比,更容易控制聚醯亞胺的分子量。
另外,在成分(b)及成分(c)的所述層析圖的面積百分率的比率(b/c)未滿1的情況下,四羧酸酐成分及二胺成分的莫耳比(四羧酸酐成分/二胺成分)以較佳為設為0.97以上且1.1以下為宜,藉由設為此種莫耳比,更容易控制聚醯亞胺的分子量。
二聚物二胺組合物能利用市售品,較佳為出於減少(a)成分的二聚物二胺以外的成分的目的進行精製,例如較佳為將(a)成分設為96面積%以上。精製方法並無特別限制,較佳為蒸餾法或沉澱精製等公知的方法。作為二聚物二胺組合物的市售品,例如可列舉:日本禾大(Croda Japan)公司製造的普利阿敏(PRIAMINE)1073(商品名)、日本禾大(Croda Japan)公司製造的普利阿敏(PRIAMINE)1074(商品名)、日本禾大(Croda Japan)公司製造的普利阿敏(PRIAMINE)1075(商品名)等。
黏接性聚醯亞胺的合成可依據所述非熱塑性聚醯亞胺中說明的方法來實施。
當黏接性聚醯亞胺在分子內具有酮基時,使所述酮基與具有至少兩個一級胺基作為官能基的胺基化合物(以下,有時記為「交聯形成用胺基化合物」)的胺基反應而形成C=N鍵,由此可形成交聯結構。此種形成有交聯結構的聚醯亞胺(以下有時記為「交聯聚醯亞胺」)是黏接性聚醯亞胺的應用例,且成為較佳形態。藉由形成交聯結構,可提高黏接性聚醯亞胺的耐熱性。作為為了形成具有酮基的黏接性聚醯亞胺而較佳的四羧酸二酐,例如可列舉3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA),作為二胺化合物,例如可列舉4,4'-雙(3-胺基苯氧基)二苯甲酮(4,4'-bis(3-aminophenoxy)benzophenone,BABP)、1,3-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯(1,3-bis[4-(3-aminophenoxy)benzoyl]benzene,BABB)等芳香族二胺。在形成交聯結構的目的中,特佳為使交聯形成用胺基化合物作用於相對於全部四羧酸殘基而含有較佳為50莫耳%以上、更佳為60莫耳%以上的自BTDA衍生的BTDA殘基的所述黏接性聚醯亞胺。再者,在本發明中,所謂「BTDA殘基」,是指自BTDA衍生的四價基。
作為交聯形成用胺基化合物,可例示:(I)二醯肼化合物、(II)芳香族二胺、(III)脂肪族胺等。這些中,較佳為二醯肼化合物。二醯肼化合物以外的脂肪族胺即便在室溫下也容易形成交聯結構,擔心清漆的保存穩定性,另一方面,芳香族二胺為了形成交聯結構而需要設為高溫。如上所述,在使用二醯肼化合物的情況下,可使清漆的保存穩定性與硬化時間的縮短化並存。作為二醯肼化合物,例如較佳為乙二酸二醯肼、丙二酸二醯肼、琥珀酸二醯肼、戊二酸二醯肼、己二酸二醯肼、庚二酸二醯肼、辛二酸二醯肼、壬二酸二醯肼、癸二酸二醯肼、十二烷二酸二醯肼、馬來酸二醯肼、富馬酸二醯肼、二甘醇酸二醯肼、酒石酸二醯肼、蘋果酸二醯肼、鄰苯二甲酸二醯肼、間苯二甲酸二醯肼、對苯二甲酸二醯肼、2,6-萘甲酸二醯肼、4,4-雙苯二醯肼、1,4-萘甲酸二醯肼、2,6-吡啶二酸二醯肼、衣康酸二醯肼等二醯肼化合物。以上的二醯肼化合物可單獨使用,也可將兩種以上混合使用。
另外,所述(I)二醯肼化合物、(II)芳香族二胺、(III)脂肪族胺等胺基化合物例如也可如(I)與(II)的組合、(I)與(III)的組合、(I)與(II)及(III)的組合那樣,超範疇地將兩種以上組合使用。
另外,就使藉由利用交聯形成用胺基化合物進行的交聯而形成的網狀結構更緻密的觀點而言,本發明中所使用的交聯形成用胺基化合物的分子量(在交聯形成用胺基化合物是寡聚物的情況下為重量平均分子量)較佳為5,000以下,以更佳為90~2,000、進而較佳為100~1,500為宜。其中,特佳為具有100~1,000的分子量的交聯形成用胺基化合物。若交聯形成用胺基化合物的分子量未滿90,則交聯形成用胺基化合物的一個胺基限於與黏接性聚醯亞胺的酮基形成C=N鍵,剩餘的胺基的周邊立體地體積變大,因此存在剩餘的胺基難以形成C=N鍵的傾向。
在使黏接性聚醯亞胺中的酮基與交聯形成用胺基化合物進行交聯形成的情況下,在包含黏接性聚醯亞胺的樹脂溶液中加入所述交聯形成用胺基化合物,使黏接性聚醯亞胺中的酮基與交聯形成用胺基化合物的一級胺基進行縮合反應。藉由所述縮合反應,樹脂溶液進行硬化而成為硬化物。此情況下,交聯形成用胺基化合物的添加量可設為:相對於酮基1莫耳,一級胺基合計為0.004莫耳~1.5莫耳,較佳為0.005莫耳~1.2莫耳,更佳為0.03莫耳~0.9莫耳,最佳為0.04莫耳~0.6莫耳。在相對於酮基1莫耳而一級胺基合計未滿0.004莫耳那樣的交聯形成用胺基化合物的添加量下,利用交聯形成用胺基化合物進行的交聯不充分,因此存在硬化後難以表現出耐熱性的傾向,若交聯形成用胺基化合物的添加量超過1.5莫耳,則未反應的交聯形成用胺基化合物作為熱增塑劑發揮作用,有使作為黏接劑層的耐熱性降低的傾向。
用以進行交聯形成的縮合反應的條件若為黏接性聚醯亞胺中的酮基與所述交聯形成用胺基化合物的一級胺基發生反應而形成亞胺鍵(C=N鍵)的條件,則並無特別限制。關於加熱縮合的溫度,出於為了將因縮合而生成的水放出至系統外、或為了當在黏接性聚醯亞胺的合成後繼而進行加熱縮合反應時使所述縮合步驟簡化等理由,例如較佳為120℃~220℃的範圍內,更佳為140℃~200℃的範圍內。反應時間較佳為30分鐘~24小時左右。反應的終點例如可藉由使用傅立葉變換紅外分光光度計(市售品:日本分光製造的FT/IR620)對紅外線吸收光譜進行測定,並利用1670 cm -1附近的源自聚醯亞胺樹脂中的酮基的吸收峰的減少或消失、及1635 cm -1附近的源自亞胺基的吸收峰的出現來確認。
黏接性聚醯亞胺的酮基與所述交聯形成用胺基化合物的一級胺基的加熱縮合例如可利用如下方法等進行: (1)緊接著黏接性聚醯亞胺的合成(醯亞胺化)而添加交聯形成用胺基化合物並進行加熱的方法; (2)預先投入過量的胺基化合物作為二胺成分,緊接著黏接性聚醯亞胺的合成(醯亞胺化),而將不參與醯亞胺化或醯胺化的剩餘的胺基化合物用作交聯形成用胺基化合物並與黏接性聚醯亞胺一起加熱的方法; 或者 (3)在將添加有所述交聯形成用胺基化合物的黏接性聚醯亞胺的組合物加工為規定的形狀後(例如,在塗布於任意的基材上後或形成為膜狀後)進行加熱的方法。
為了對黏接性聚醯亞胺賦予耐熱性,列舉藉由形成亞胺鍵而形成交聯結構的交聯聚醯亞胺的例子進行了說明,但並不限定於此,作為聚醯亞胺的硬化方法,例如也能調配環氧樹脂、環氧樹脂硬化劑、馬來醯亞胺、活性化酯樹脂、具有苯乙烯骨架的樹脂等具有不飽和鍵的化合物等來進行硬化。
第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的玻璃化轉變溫度(Tg)分別為180℃以下,以較佳為160℃以下的範圍內為宜。藉由將第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的Tg設為180℃以下,可進行低溫下的熱壓接,因此可緩和層疊時產生的內部應力,抑制電路加工後的尺寸變化。若第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的Tg超過180℃,則為了應用於帶狀線而介隔存在於絕緣樹脂層之間來進行黏接時的溫度變高,有損害帶狀線的尺寸穩定性的擔憂。
第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B較佳為在23℃、50%RH的恆溫恆濕條件(常態)下調濕24小時後利用分離柱電介質諧振器(SPDR)測定的10 GHz下的介電損耗角正切為0.004以下。藉由第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B在10 GHz下的介電損耗角正切為0.004以下,可降低黏合層100整體的介電損耗角正切。若聚醯亞胺層10在10 GHz下的介電損耗角正切超過0.004,則難以將黏合層100整體的介電損耗角正切抑制得低。
在第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B中,可適宜調配例如增塑劑、環氧樹脂等其他硬化樹脂成分、硬化劑、硬化促進劑、偶合劑、填充劑、阻燃劑等作為任意成分。
黏合層100例如可藉由以下的方法1或方法2製造。
[方法1] 分別單獨地準備相當於構成黏合層100的聚醯亞胺層10的聚醯亞胺膜、與相當於第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的黏接劑膜。接著,以在兩片黏接劑膜之間夾入聚醯亞胺膜的方式配置,並在例如超過構成第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的樹脂的玻璃化轉變溫度的溫度下進行熱壓接,由此,可製造層疊有三層的結構的黏合層100。
[方法2] 首先,藉由常規方法製備相當於聚醯亞胺層10的聚醯亞胺膜,在其單側的面以規定的厚度塗布構成第一黏接劑層20A的樹脂溶液後,對塗布膜進行加熱,由此形成第一黏接劑層20A。接著,在聚醯亞胺膜的另一個面以規定的厚度塗布構成第二黏接劑層20B的樹脂溶液後,對塗布膜進行加熱乾燥而形成第二黏接劑層20B,由此,可製造層疊有三層的結構的黏合層100。
所述方法1、方法2中使用的聚醯亞胺膜或黏接劑膜例如可藉由在任意的支撐基材塗布樹脂溶液並加以乾燥後,自支撐基材剝下而進行膜化來製造。另外,作為將樹脂溶液塗布於支撐基材或聚醯亞胺膜上的方法並無特別限制,例如可利用缺角輪塗布機、模塗機、刮刀塗布機、模唇塗布機等進行塗布。
[電路基板] 黏合層100主要有效用作FPC、剛性/柔性電路基板等電路基板材料。例如,準備具有絕緣樹脂層以及金屬層的金屬包覆層疊板、或將所述金屬包覆層疊板的金屬層藉由常規方法加工成圖案狀而形成了佈線層的電路基板,在兩個以上的金屬包覆層疊板和/或電路基板之間,夾入黏合層100進行熱壓接而加以一體化,由此,可製造多層結構的電路基板。作為此種電路基板的一例,可列舉用作高頻傳輸路徑的帶狀線。
(帶狀線) 圖2是說明作為本發明電路基板的較佳形態的帶狀線的剖面結構的示意圖。圖2所示的帶狀線200包括:第一金屬層30A;第一絕緣樹脂層40A,包含層疊於所述第一金屬層30A的單側的面的單層或多層;以及佈線層50,與第一絕緣樹脂層40A相接地設置。此處,第一金屬層30A、第一絕緣樹脂層40A以及佈線層50形成了第一層疊體60A。 另外,帶狀線200包括第二金屬層30B以及第二絕緣樹脂層40B,所述第二絕緣樹脂層40B包含層疊於第二金屬層30B的單側的面的單層或多層。此處,第二金屬層30B與第二絕緣樹脂層40B形成了第二層疊體60B。 進而,帶狀線200包括介隔存在於第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B之間而層疊的中間樹脂層101。
帶狀線200的中間樹脂層101由黏合層100形成。即,在第一層疊體60A與第二層疊體60B之間介隔存在有包含黏合層100的中間樹脂層101,且以黏合層100的第一黏接劑層20A與第一層疊體60A的第一絕緣樹脂層40A及佈線層50相接、黏合層100的第二黏接劑層20B與第二層疊體60B的第二絕緣樹脂層40B相接的方式層疊。黏合層100的第一黏接劑層20A覆蓋佈線層50。即,在第一絕緣樹脂層40A上突出形成的佈線層50插入第一黏接劑層20A中而被埋入。
在帶狀線200中,第一金屬層30A及第二金屬層30B作為接地層或遮蔽層發揮功能。另外,在帶狀線200中,佈線層50進行了圖案形成,從而作為訊號線發揮功能。作為第一金屬層30A、第二金屬層30B及佈線層50的材質,並無特別限制,例如可列舉:銅、不銹鋼、鐵、鎳、鈹、鋁、鋅、銦、銀、金、錫、鋯、鉭、鈦、鉛、鎂、錳及這些的合金等。其中,特佳為銅或銅合金。再者,在使用銅箔的情況下,可為壓延銅箔,也可為電解銅箔。
在帶狀線200中,作為第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B,若由具有電絕緣性的樹脂構成,則並無特別限定,可分別獨立地由熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂構成。作為此種樹脂,例如可列舉:聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺酯樹脂、苯乙烯樹脂、聚酯樹脂(包含液晶聚酯樹脂)、酚樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、矽酮樹脂、聚醚酮樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、苯乙烯-馬來醯亞胺共聚體、馬來醯亞胺-乙烯基化合物共聚體、或(甲基)丙烯酸共聚體、苯並噁嗪樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等樹脂。 另外,第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B並不限於單層,也可層疊有多個樹脂層。
構成帶狀線200的各層的厚度或厚度比率可根據目的適宜設定,但藉由包含尺寸穩定性優異、低吸濕性且低介電損耗角正切的黏合層100,可提高基於高尺寸穩定性的可靠性,並且可抑制高頻訊號的傳輸損耗。特別是在帶狀線200中,以覆蓋佈線層50的周圍的方式填充有第一黏接劑層20A,利用此種特徵性結構,在使用介電損耗角正切低的樹脂材料(例如,所述黏接性聚醯亞胺等)作為第一黏接劑層20A的情況下,可期待優異的傳輸損耗減少效果。進而,藉由帶狀線200包含黏合層100,與使用黏合片的情況不同,也可避免在雷射加工時產生切削、凹溝等損傷、或者在焊接步驟等中發生樹脂的流出的問題。
帶狀線200可藉由利用常規方法分別製造第一層疊體60A與第二層疊體60B,並使用另行準備的黏合層100予以貼合來製造。即,可藉由以下方式製造:以第一層疊體60A的第一絕緣樹脂層40A及佈線層50與黏合層100的第一黏接劑層20A相向、第二層疊體60B的第二絕緣樹脂層40B與黏合層100的第二黏接劑層20B相向的方式配置,並在例如超過構成黏合層100的第一黏接劑層20A及第二黏接劑層20B的樹脂的玻璃化轉變溫度下進行熱壓接。
[實施例] 以下,藉由實施例對本發明進行具體說明,但本發明不受這些實施例的任何限定。再者,在以下的實施例中,只要並無特別說明,則各種測定、評價基於下述內容。
[胺值的測定方法] 將約2 g的二聚物二胺組合物秤量至200 mL~250 mL的三角燒瓶中,使用酚酞作為指示劑,滴加0.1 mol/L的乙醇性氫氧化鉀溶液直至溶液呈淺粉色,使其溶解於進行了中和的丁醇約100 mL中。在其中加入3滴~7滴酚酞溶液,利用0.1 mol/L的乙醇性氫氧化鉀溶液一邊攪拌一邊進行滴定,直至樣品的溶液變為淺粉色。向其中加入5滴溴酚藍溶液,利用0.2 mol/L的鹽酸/異丙醇溶液一邊攪拌一邊進行滴定,直至樣品溶液變為黃色。 胺值是藉由以下的式(1)而算出。 胺值={(V 2×C 2)-(V 1×C 1)}×M KOH/m     …(1) 此處,胺值是mg-KOH/g所表示的值,M KOH是氫氧化鉀的分子量56.1。另外,V、C分別是滴定中所使用的溶液的體積與濃度,下標的1、2分別表示0.1 mol/L的乙醇性氫氧化鉀溶液、0.2 mol/L的鹽酸/異丙醇溶液。進而,m是以克(gram)表示的樣品重量。
[GPC及層析圖的面積百分率的算出] (a)二聚物二胺 (b)將碳數處於10~40的範圍內的一元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的單胺化合物 (c)將碳數處於41~80的範圍內的具有烴基的多元酸化合物的末端羧酸基取代為一級胺基甲基或胺基而得的胺化合物(其中,所述二聚物二胺除外)
關於GPC,針對利用200 μL的乙酸酐、200 μL的吡啶及2 mL的四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)將20 mg的二聚物二胺組合物進行前處理而得的100 mg的溶液,利用10 mL的THF(含有1000 ppm的環己酮)進行稀釋,製備樣品。針對所製備的樣品,使用東曹(TOSOH)股份有限公司製造的商品名:HLC-8220GPC在管柱:TSK-gel G2000HXL、G1000HXL、流量:1 mL/min、管柱(烘箱)溫度:40℃、注入量:50 μL的條件下進行測定。再者,環己酮是為了修正流出時間而作為標準物質來處理。
此時,以環己酮的主峰的峰頂自保留時間(retention time)27分鐘變為31分鐘的方式、且以所述環己酮的主峰的峰起點至峰終點成為2分鐘的方式進行調整,並以將環己酮的峰除外的主峰的峰頂自18分鐘變為19分鐘的方式、且在將所述環己酮的峰除外的主峰的峰起點至峰終點為止自2分鐘變為4分鐘30秒的條件下,作為所述各成分(a)~成分(c)而對以下成分進行檢測: (a)主峰所表示的成分; (b)以主峰中的保留時間遲的時間側的極小值為基準,在比其遲的時間檢測出的GPC峰所表示的成分; (c)以主峰中的保留時間早的時間側的極小值為基準,在比其早的時間檢測出的GPC峰所表示的成分。
[重量平均分子量(Mw)的測定] 重量平均分子量是利用凝膠滲透層析儀(gel permeation chromatograph)(使用東曹(TOSOH)股份有限公司製造的HLC-8220GPC)來測定。使用聚苯乙烯作為標準物質,展開溶媒使用四氫呋喃(THF)。
[黏度的測定] 使用E型黏度計(博勒菲(Brookfield)公司製造,商品名:DV-II+Pro)對25℃下的黏度進行測定。以扭矩(torque)成為10%~90%的方式設定轉速,自測定開始起經過2分鐘後,讀取黏度穩定時的值。
[熱膨脹係數(CTE)的測定] 針對3 mm×20 mm尺寸的聚醯亞胺膜,使用熱機械分析儀(布魯克(Bruker)公司製造,商品名:4000SA),一邊施加5.0 g的負荷一邊以一定的升溫速度、即20℃/分鐘的速度自30℃升溫至265℃,進而在所述溫度下保持10分鐘後,以5℃/分鐘的速度進行冷卻,求出自250℃至100℃為止的平均熱膨脹係數(熱膨脹係數)。
[相對介電常數(Dk)及介電損耗角正切(Df)的測定] 使用矢量網絡分析儀(vector network analyzer)(安捷倫(Agilent)公司製造,商品名:E8363C)以及SPDR諧振器,測定10 GHz下的樹脂片(黏接劑膜、樹脂層疊體)的相對介電常數及介電損耗角正切。再者,測定中所使用的材料是在溫度:20℃~26℃、濕度:45%~55%RH的條件下放置24小時後的材料。
[存儲彈性模量及玻璃化轉變溫度(Tg)的測定] 將樣品切成5 mm×20 mm,使用動態黏彈性裝置(DMA:UBM公司製造,商品名:E4000F),自30℃至400℃為止以升溫速度4℃/分鐘進行階段性加熱,在頻率11 Hz下進行測定。另外,將測定中的Tanδ的值變得最大時的最大溫度定義為Tg。
[吸濕率的測定] 將A4尺寸(橫向(transverse direction,TD):210 mm×縱向(machine direction,MD):297 mm)的試樣(聚醯亞胺膜或黏合層)在80℃的熱風烘箱中乾燥1小時,測定乾燥後的重量,將其作為乾燥重量(W1)。使測定乾燥重量後的試樣在23℃、50%RH的恆溫恆濕下吸濕24小時後,測定其重量作為吸濕後的重量(W2)。基於所測定的重量代入下述式來計算吸濕率。 吸濕率(重量%)=[(W2-W1)/W1]×100
[尺寸變化率的測定] 在黏合層的兩面重疊電解銅箔(福田金屬箔粉工業公司製造,商品名:T49A-DS-HD2,厚度:12 μm),針對玻璃化轉變溫度未滿160℃的黏接劑膜,在溫度:160℃、壓力:4 MPa的條件下進行40分鐘熱壓制,針對玻璃化轉變溫度為300℃以上的黏接劑膜,在溫度:390℃、壓力:4 MPa的條件下進行40分鐘熱壓制,獲得帶銅箔的黏合層後,使用切斷為150 mm見方的試驗片,以100 mm間隔對乾膜抗蝕劑進行曝光、顯影,由此形成位置測定用靶材。在溫度23±2℃、相對濕度50±5%的環境中測定蝕刻前(常態)的尺寸後,藉由蝕刻(液溫40℃以下、時間10分鐘以內)將試驗片的靶材以外的銅去除。在溫度23±2℃、相對濕度50±5%的環境中靜置24±4小時後,測定蝕刻後的尺寸。算出MD方向(長度方向)及TD方向(寬度方向)上的各三處相對於常態的尺寸變化率,以各自的平均值作為蝕刻後的尺寸變化率。蝕刻後尺寸變化率藉由下述數式來算出。
蝕刻後尺寸變化率(%)=[(B-A)/A]×100 A:蝕刻前的靶材間距離 B:蝕刻後的靶材間距離
本實施例中使用的代號表示以下的化合物。 PMDA:均苯四甲酸二酐 BPDA:3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐 BTDA:3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐 m-TB:2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯 TPE-R:1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯 p-PDA:對苯二胺 BAPP:2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷 APB:1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯 NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮 DMAc:N,N-二甲基乙醯胺 DDA:碳數36的脂肪族二胺(對日本禾大(Croda Japan)股份有限公司製造的商品名:普利阿敏(PRIAMINE)1074進行蒸餾精製而成,胺值:210 mgKOH/g,環狀結構及鏈狀結構的二聚物二胺的混合物,成分(a):97.9%,成分(b):0.3%,成分(c):1.8%) N-12:十二烷二酸二醯肼 OP935:有機次膦酸鋁鹽(日本科萊恩(Clariant Japan)公司製造,商品名:艾克索利特(Exolit)OP935) 再者,在所述DDA中,成分(a)、成分(b)、成分(c)的「%」是指GPC測定中層析圖的面積百分率。另外,所述DDA的分子量是藉由下式而算出。 分子量=56.1×2×1000/胺值
(合成例1) 在氮氣氣流下,在反應層中投入12.745 g的m-TB(0.0599莫耳)及1.947 g的TPE-R(0.0066莫耳)以及聚合後的固體成分濃度成為15重量%的量的DMAc,在室溫下攪拌使其溶解。接著,添加11.447 g的PMDA(0.0525莫耳)及3.86 g的BPDA(0.0131莫耳)後,在室溫下繼續攪拌3小時進行聚合反應,製備聚醯胺酸溶液1(黏度:16,500 cps)。
(合成例2) 在氮氣氣流下,在反應層中投入13.780 g的m-TB(0.0643莫耳)以及聚合後的固體成分濃度成為15重量%的量的DMAc,在室溫下攪拌使其溶解。接著,添加6.903 g的PMDA(0.0317莫耳)及9.317 g的BPDA(0.0317莫耳)後,在室溫下繼續攪拌3小時進行聚合反應,製備聚醯胺酸溶液2(黏度:12,500 cps)。
(合成例3) 在氮氣氣流下,在反應層中添加7.715 g的m-TB(0.0363莫耳)、3.694 g的p-PDA(0.0363莫耳)、聚合後的固體成分濃度成為15重量%的量的DMAc、7.797 g的PMDA(0.0375莫耳)及10.524 g的BPDA(0.0375莫耳)後,在室溫下繼續攪拌3小時進行聚合反應,製備聚醯胺酸溶液3(黏度:9,600 cps)。
(合成例4) 在氮氣氣流下,在反應層中投入9.061 g的p-PDA(0.0830莫耳)與聚合後的固體成分濃度成為15重量%的量的DMAc,在室溫下攪拌使其溶解。接著,添加8.9112 g的PMDA(0.0409莫耳)及12.0275 g的BPDA(0.0409莫耳)後,在室溫下繼續攪拌3小時進行聚合反應,製備聚醯胺酸溶液4(黏度;11,000 cps)。
(合成例5) 在附有氮氣導入管、攪拌機、熱電偶、迪安-斯塔克捕集器(Dean-Stark trap)、冷卻管的500 mL四口燒瓶中,裝入44.92 g的BTDA(0.139莫耳)、75.08 g的DDA(0.141莫耳)、168 g的NMP及112 g的二甲苯,在40℃下混合30分鐘,製備聚醯胺酸溶液。將所述聚醯胺酸溶液升溫至190℃並加熱、攪拌4小時,將餾出的水及二甲苯去除至體系外。然後,冷卻至100℃,加入112 g的二甲苯進行攪拌,進而冷卻至30℃,由此製備完成了醯亞胺化的聚醯亞胺溶液5(固體成分:29.5重量%,重量平均分子量:75,700)。
(合成例6) 在附有氮氣導入管、攪拌機、熱電偶、迪安-斯塔克捕集器、冷卻管的500 mL四口燒瓶中,裝入47.67 g的BTDA(0.148莫耳)、46.3969 g的DDA(0.085莫耳)、16.601 g的APB(0.05679莫耳)、155 g的NMP及103 g的二甲苯,在40℃下混合30分鐘,製備聚醯胺酸溶液。將所述聚醯胺酸溶液升溫至190℃並加熱、攪拌4小時,將餾出的水及二甲苯去除至體系外。然後,冷卻至100℃,加入112 g的二甲苯進行攪拌,進而冷卻至30℃,由此製備完成了醯亞胺化的聚醯亞胺溶液6(固體成分:29.5重量%,重量平均分子量:85,200)。
(合成例7) 在氮氣氣流下,在反應層中添加18.574 g的BAPP(0.0453莫耳)與聚合後的固體成分濃度成為15重量%的量的DMAc、9.7354 g的PMDA(0.0446莫耳)後,在室溫下繼續攪拌3小時進行聚合反應,製備聚醯胺酸溶液7(黏度:5,300 cps)。
(製作例1) 在銅箔1(電解銅箔,厚度:12 μm,樹脂層側的表面粗糙度Rz:0.6 μm)上,以硬化後的厚度成為約50 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液1後,在120℃下進行加熱乾燥而去除溶媒。然後,自120℃至360℃進行階段性熱處理,完成醯亞胺化,製備單面金屬包覆層疊板1。使用氯化鐵水溶液,將單面金屬包覆層疊板1的銅箔1蝕刻去除,製備聚醯亞胺膜1(厚度:50 μm,CTE:12 ppm/K,Dk:3.3,Df:0.0056,吸濕率:0.77重量%,Tg:378℃)。
(製作例2) 除了使用聚醯胺酸溶液2以外,與製作例1同樣地製備聚醯亞胺膜2(厚度:50 μm,CTE:16.4 ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0036,吸濕率:0.63重量%,Tg:332℃)。
(製作例3) 除了使用聚醯胺酸溶液3以外,與製作例1同樣地製備聚醯亞胺膜3(厚度:50 μm,CTE:22.4 ppm/K,Dk:3.6,Df:0.0051,吸濕率:0.65重量%)。
(製作例4) 除了使用聚醯胺酸溶液4以外,與製作例1同樣地製備聚醯亞胺膜4(厚度:50 μm,CTE:15.8 ppm/K,Dk:3.8,Df:0.0122,吸濕率:1.66重量%,Tg>400℃)。
(製作例5) 除了使用聚醯胺酸溶液2且使硬化後的厚度成為約25 μm以外,與製作例1同樣地製備聚醯亞胺膜5(厚度:25 μm,CTE:11.4 ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0038,吸濕率:0.64重量%)。
(製作例6) 在聚醯亞胺溶液5的169.49 g(以固體成分計為50 g)中調配1.8 g的N-12(0.0036莫耳)及12.5 g的OP935,加入6.485 g的NMP與19.345 g的二甲苯進行稀釋,製備聚醯亞胺清漆1。
將聚醯亞胺清漆1以乾燥後厚度成為50 μm的方式塗敷於脫模基材1(縱×橫×厚度=320 mm×240 mm×25 μm)的矽酮處理面後,在80℃下進行15分鐘加熱乾燥,並自脫模基材1剝離,由此製備黏接劑膜1(厚度:50 μm,CTE:113 ppm/K,Dk:2.7,Df:0.0024)。再者,黏接劑膜1硬化後的50℃下的存儲彈性模量及陡梯度溫度範圍180℃~260℃的存儲彈性模量的最大值分別為5.0×10 2MPa、3.0 MPa。另外,黏接劑膜1的玻璃化轉變溫度為54℃。
(製作例7) 在聚醯亞胺溶液6的169.49 g(以固體成分計為50 g)中調配1.8 g的N-12(0.0036莫耳)及12.5 g的OP935,加入6.485 g的NMP與19.345 g的二甲苯進行稀釋,製備聚醯亞胺清漆2。
除了使用聚醯亞胺清漆2以外,與製作例6同樣地製備黏接劑膜2(厚度:50 μm,CTE:78 ppm/K,Dk:2.7,Df:0.0028)。再者,黏接劑膜2硬化後的50℃下的存儲彈性模量及陡梯度溫度範圍180℃~260℃的存儲彈性模量的最大值分別為15.0×10 2MPa、12.0 MPa。另外,黏接劑膜2的玻璃化轉變溫度為120℃。
(製作例8) 在銅箔1上,以硬化後的厚度成為約50 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液7後,在120℃下進行加熱乾燥而去除溶媒。然後,自120℃至360℃進行階段性的熱處理,完成醯亞胺化,製備單面金屬包覆層疊板2。使用氯化鐵水溶液,將單面金屬包覆層疊板2的銅箔1蝕刻去除,製備黏接劑膜3(厚度:50 μm,CTE:58 ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0059)。再者,黏接劑膜3硬化後的50℃下的存儲彈性模量及陡梯度溫度範圍180℃~260℃的存儲彈性模量的最大值分別為29.0×10 2MPa、21.0×10 2MPa。另外,黏接劑膜3的玻璃化轉變溫度為326℃。
(製作例9) 除了使用聚醯胺酸溶液2且使硬化後的厚度成為約12 μm以外,與製作例1同樣地製備聚醯亞胺膜6(厚度:12 μm,CTE:28.6 ppm/K,Dk:3.4,Df:0.0038,吸濕率:0.6重量%)。
[實施例1] 將聚醯亞胺清漆1以乾燥後厚度成為25 μm的方式塗布於聚醯亞胺膜2上後,在80℃下進行15分鐘加熱乾燥。繼而,在塗布後的相反面,也同樣地以乾燥後厚度成為25 μm的方式塗布聚醯亞胺清漆1,進行80℃、15分鐘加熱乾燥,獲得黏合層1。將黏合層1的評價結果示於表1。
[實施例2] 除了將聚醯亞胺清漆1的乾燥後厚度設為50 μm以外,與實施例1同樣地製作,獲得黏合層2。將黏合層2的評價結果示於表1。
[實施例3] 除了使用聚醯亞胺膜5代替聚醯亞胺膜2以外,與實施例2同樣地製作,獲得黏合層3。將黏合層3的評價結果示於表1。
[實施例4] 除了使用聚醯亞胺膜1代替聚醯亞胺膜2以外,與實施例2同樣地製作,獲得黏合層4。將黏合層4的評價結果示於表1。
[實施例5] 除了使用聚醯亞胺膜3代替聚醯亞胺膜2以外,與實施例2同樣地製作,獲得黏合層5。將黏合層5的評價結果示於表1。
比較例1 除了使用聚醯亞胺膜4代替聚醯亞胺膜2以外,與實施例2同樣地製作,獲得黏合層6。將黏合層6的評價結果示於表1。
[實施例6] 除了使用聚醯亞胺清漆2代替聚醯亞胺清漆1以外,與實施例4同樣地製作,獲得黏合層7。將黏合層7的評價結果示於表1。
比較例2 在聚醯亞胺膜2上,以硬化後的厚度成為約50 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液7後,在120℃下進行加熱乾燥而去除溶媒。然後,在聚醯亞胺膜2的相反面,也同樣地以硬化後的厚度成為約50 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液7後,在120℃下進行加熱乾燥而去除溶媒。自120℃至360℃進行階段性的熱處理,完成醯亞胺化,獲得黏合層8。將黏合層8的評價結果示於表1。
比較例3 除了使用聚醯亞胺膜6代替聚醯亞胺膜2以外,與實施例2同樣地製作,獲得黏合層9。將黏合層9的評價結果示於表1。
[實施例7] 在聚醯亞胺膜2的兩面重疊黏接劑片(尼關工業(Nikkan Industries)公司製造,商品名:尼卡福萊克斯薩菲(NIKAFLEX SAFY),厚度:50 μm),在溫度:160℃、壓力:4 MPa的條件下進行40分鐘熱壓制,獲得黏合層10。將黏合層10的評價結果示於表1。
將以上結果匯總示於表1。
[表1]
   黏合層
種類 厚度 [μm] 厚度比率 尺寸變化率 [%] 吸濕率 [重量%] 介電特性  
MD TD Df  
實施例1 1 100 0.5 0.03 0.02 0.35 0.0029  
實施例2 2 150 0.3 0.04 0.02 0.30 0.0028  
實施例3 3 125 0.2 0.05 0.04 0.20 0.0026  
實施例4 4 150 0.3 0.09 0.07 0.26 0.0035  
實施例5 5 150 0.3 -0.03 -0.05 0.25 0.0033  
比較例1 6 150 0.3 0.06 0.03 0.42 0.0057  
實施例6 7 150 0.3 -0.08 -0.09 0.33 0.0038  
比較例2 8 150 0.3 0.24 0.20 0.56 0.0052  
比較例3 9 112 0.1 0.14 0.11 0.11 0.0025  
實施例7 10 150 0.3 0.05 0.02 0.27 0.0039  
如表1所示,實施例1~實施例7的黏合層實現了低介電損耗角正切化與尺寸穩定性的並存。因此,在應用於傳輸GHz頻帶(例如,1 GHz~50 GHz)的高頻訊號的帶狀線等電路基板的情況下,可有效地減少高頻訊號的傳輸損耗,並且,可期待藉由優異的尺寸穩定性來實現可靠性與良率的提高。
[實施例8] 在單面銅包覆層疊板(日鐵化學&材料(NIPPON STEEL Chemical & Material)公司製造,商品名:愛斯派耐克斯(ESPANEX)M系列)的銅箔,藉由利用減去(subtractive)法的蝕刻加工而形成多個直線導體圖案(電路導體寬度/空間寬度=100 μm/100 μm),製作佈線基板1。 準備兩片所述佈線基板1。在佈線基板1的電路加工面配置黏合層2,進而在其上以另一片佈線基板1的電路加工面成為外側的方式進行配置,在溫度:160℃、壓力:4 MPa的條件下進行40分鐘熱壓制,獲得多層電路基板1{層疊結構:佈線基板1(電路面為內側)/黏合層2/佈線基板1(電路面為外側)}。
[實施例9] 以兩個佈線基板1的電路加工面成為外側的方式進行配置,進而以在所述兩個佈線基板1之間夾入黏合層2的方式進行層疊,除此以外,與實施例8同樣地獲得多層電路基板2{層疊結構:佈線基板1(電路面為外側)/黏合層2/佈線基板1(電路面為外側)}。
[實施例10] 在兩面銅包覆層疊板(日鐵化學&材料(NIPPON STEEL Chemical & Material)公司製造,商品名:愛斯派耐克斯(ESPANEX)M系列)的單側的銅箔,藉由利用減去法的蝕刻加工,形成多個直線導體圖案(電路導體寬度/空間寬度=100 μm/100 μm),製作佈線基板2。 在佈線基板2的電路加工面配置黏合層2,進而在其上以單面銅包覆層疊板的銅箔的面成為外側的方式進行配置,除此以外,與實施例8同樣地獲得多層電路基板3{層疊結構:佈線基板2(銅箔面為外側、電路面為內側)/黏合層2/單面銅包覆層疊板(銅箔面為外側)}。
[實施例11] 在兩面銅包覆層疊板的兩側的銅箔,藉由利用減去法的蝕刻加工,形成多個直線導體圖案(電路導體寬度/空間寬度=100 μm/100 μm),製作佈線基板3。 除了使用佈線基板3代替佈線基板2以外,與實施例10同樣地獲得多層電路基板4{層疊結構:佈線基板3/黏合層2/單面銅包覆層疊板(銅箔面為外側)}。
[實施例12] 除了使用佈線基板1代替單面銅包覆層疊板、且以佈線基板1的電路加工面成為外側的方式進行配置以外,與實施例10同樣地獲得多層電路基板5{層疊結構:佈線基板2(銅箔面為外側、電路面為內側)/黏合層2/佈線基板1(電路面為外側)}。
[實施例13] 除了使用佈線基板3來代替佈線基板2以外,與實施例12同樣地獲得多層電路基板6{層疊結構:佈線基板3/黏合層2/佈線基板1(電路面為外側)}。
[實施例14] 準備兩片單面銅包覆層疊板、兩片黏合層2及佈線基板1,以層疊結構成為單面銅包覆層疊板(銅箔面為外側)/黏合層2/佈線基板1(電路面的朝向未指定)/黏合層2/單面銅包覆層疊板(銅箔面為外側)的方式進行層疊,在溫度:160℃、壓力:4 MPa的條件下進行40分鐘熱壓制,獲得多層電路基板7。
以上,出於例示的目的而對本發明的實施方式進行了詳細說明,但本發明不受所述實施方式的制約,可進行各種變形。
10:聚醯亞胺層 20A:第一黏接劑層 20B:第二黏接劑層 30A:第一金屬層 30B:第二金屬層 40A:第一絕緣樹脂層 40B:第二絕緣樹脂層 50:佈線層 60A:第一層疊體 60B:第二層疊體 100:黏合層 101:中間樹脂層 200:帶狀線 T1、T2:厚度
圖1是表示本發明一實施方式的黏合層的剖面結構的示意圖。 圖2是表示本發明較佳實施方式的帶狀線的結構的示意性剖面圖。

Claims (9)

  1. 一種黏合層,包括:聚醯亞胺層; 第一黏接劑層,層疊於所述聚醯亞胺層的單側;以及 第二黏接劑層,層疊於所述聚醯亞胺層的與所述第一黏接劑層相反的一側, 所述黏合層的特徵在於滿足下述的條件a~條件c: a)黏合層整體的厚度為50 μm以上且300 μm以下的範圍內,所述聚醯亞胺層的厚度相對於黏合層整體的厚度的比率為0.2以上且0.9以下的範圍內; b)在80℃下乾燥1小時後,在23℃、50%RH的恆溫恆濕下調濕24小時後測定的吸濕率為0.4重量%以下; c)所述第一黏接劑層及所述第二黏接劑層在50℃下的存儲彈性模量分別獨立地為1800 MPa以下,180℃~260℃下的存儲彈性模量的最大值分別獨立地為800 MPa以下。
  2. 如請求項1所述的黏合層,還滿足下述條件d: d)在23℃、50%RH的恆溫恆濕常態條件下調濕24小時後,利用分離柱電介質諧振器測定的10 GHz下的介電損耗角正切為0.004以下。
  3. 如請求項1或請求項2所述的黏合層,其中,所述第一黏接劑層與所述第二黏接劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)分別為180℃以下。
  4. 如請求項1或請求項2所述的黏合層,其中,所述第一黏接劑層及所述第二黏接劑層含有聚醯亞胺作為樹脂成分, 所述聚醯亞胺含有自四羧酸酐成分衍生的酸酐殘基及自二胺成分衍生的二胺殘基,並且含有50莫耳%以上的源自二聚物二胺組合物的二胺殘基,所述二聚物二胺組合物以二聚酸的兩個末端羧酸基被取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚物二胺為主成分。
  5. 如請求項1或請求項2所述的黏合層,其中,所述聚醯亞胺層的熱膨脹係數為1 ppm/K以上且30 ppm/K以下的範圍內。
  6. 如請求項1或請求項2所述的黏合層,其中,所述聚醯亞胺層在23℃、50%RH的恆溫恆濕常態條件下調濕24小時後利用分離柱電介質諧振器(SPDR)測定的10 GHz下的介電損耗角正切為0.006以下。
  7. 如請求項1或請求項2所述的黏合層,其特徵在於,構成所述聚醯亞胺層的聚醯亞胺包含四羧酸殘基及二胺殘基,相對於全部二胺殘基,自下述通式(A1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的含量為50莫耳%以上,
    Figure 03_image001
    在式(A1)中,連結基Z表示單鍵或-COO-,Y獨立地表示可經鹵素原子或苯基取代的碳數1~3的一價烴、或者碳數1~3的烷氧基或碳數1~3的全氟烷基或烯基,n表示0~2的整數,p及q獨立地表示0~4的整數。
  8. 一種電路基板,包含如請求項1至請求項7中任一項所述的黏合層。
  9. 一種帶狀線,包括: 第一金屬層; 第一絕緣樹脂層,包含層疊於所述第一金屬層的單側的面的單層或多層; 佈線層,與所述第一絕緣樹脂層相接地設置; 第二金屬層; 第二絕緣樹脂層,包含層疊於所述第二金屬層的單側的面的單層或多層;以及 中間樹脂層,介隔存在於所述第一絕緣樹脂層與所述第二絕緣樹脂層之間而層疊, 所述中間樹脂層包含如請求項1至請求項7中任一項所述的黏合層,並且所述佈線層由所述第一黏接劑層或所述第二黏接劑層覆蓋。
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