TW202337702A - 多層膜、覆金屬層疊板及電路基板 - Google Patents
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Abstract
本發明是一種在包括黏接層的內層部的兩側具有包括多層聚醯亞胺層的外層部的多層膜,確保尺寸穩定性的同時實現介電特性的進一步改善。一種多層膜,包括多個聚醯亞胺層以及黏接層,所述多層膜滿足:a)層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度為2 μm以上且20 μm以下的範圍內;b)滿足:65 < P
P/P
AD< 1,550 {由P
P=P
P1+P
P2、P
P1=(E'
P100+E'
P200)×聚醯亞胺層的厚度[μm]、P
P2=(E'
P100+E'
P200)×聚醯亞胺層的厚度[μm]、P
AD=(E'
AD100+E'
AD200)×黏接層的厚度[μm]表示,E'
P100、E'
P200是100℃、200℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa],E'
AD100、E'
AD200是100℃、200℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa]};c)作為多層膜整體,使用SPDR共振器測定的20 GHz下的介電損耗正切小於0.0029。
Description
本發明是關於一種有效用作電子零件材料的多層膜、覆金屬層疊板及電路基板。
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覆彎曲也具有優異的耐久性的柔性印刷電路板(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)、數位視訊光碟(Digital Video Disk,DVD)、智慧手機等電子設備的配線或電纜、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信號的高頻化。在傳輸高頻信號時,在傳輸路徑中的傳輸損耗大的情況下,產生電信號的損失或信號的延遲時間變長等不良情況。為了應對傳輸信號的高頻化,提出了通過以下方式來改善介電特性:使厚度比率大的黏接層介於一對單面覆金屬層疊板的絕緣樹脂層之間,並且使用以二聚酸的兩個末端羧酸基經取代為一級胺基甲基或胺基的二聚酸型二胺(DDA)為原料的熱塑性聚醯亞胺作為黏接層的材質(專利文獻1)。在專利文獻1中,作為樹脂部分的層疊結構,具體公開了熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層的層結構。
在專利文獻1那樣的層結構中,為了進一步改善介電特性,有效的是使包括介電特性優異的黏接層的內層部的厚度增大,使包括熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層的外層部的厚度變薄。但是,當使外層部的非熱塑性聚醯亞胺層的厚度變薄時,外層部的熱膨脹係數(Coefficient Of Thermal Expansion,CTE)降低,尺寸精度受損,因此在實現介電特性的進一步改善方面成為障礙。
[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
[發明所要解決的問題]
本發明的目的在於,在包括黏接層的內層部的兩側具有包含多層聚醯亞胺層的外層部的多層膜中,在確保尺寸穩定性的同時實現介電特性的進一步改善。
[解決問題的技術手段]
本發明者等人進行了努力研究,結果發現著眼於內層部及外層部在規定溫度下的儲存彈性係數,通過將由這些儲存彈性係數匯出的彈性係數參數控制為具有特定的關係,可在確保多層膜的尺寸穩定性的同時,增大內層部的比率而實現低介電損耗正切化;另外,對於外層部,通過將熱塑性聚醯亞胺層彙集成單側一層,並且增加其厚度比率,可使外層部整體薄膜化同時確保尺寸穩定性及與金屬層的密接性;對於內層部,通過增加相對的厚度比率,實現多層膜整體的低介電損耗正切化,另一方面,通過減小高溫下的儲存彈性係數,可緩和內層部對尺寸變化的影響,從而完成了本發明。
即,本發明是包括多個聚醯亞胺層與黏接層的多層膜,且具有以下的(1)或(2)的層結構:
(1)熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層,
或者,
(2)熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層。而且,本發明的多層膜滿足以下的a)~c)的條件:
a)層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度為2 μm以上且20 μm以下的範圍內;
b)滿足以下的式(i);
65 < P
P/P
AD< 1,550 …(i)
{此處,P
P是聚醯亞胺層的彈性係數參數,P
AD是黏接層的彈性係數參數,由以下的式(ii)~式(v)表示:
P
P=P
P1+P
P2…(ii)
P
P1=(E'
P100+E'
P200)×t
p1…(iii)
P
P2=(E'
P100+E'
P200)×t
p2…(iv)
P
AD=(E'
AD100+E'
AD200)×tad…(v)
E'
P100:100℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa]
E'
P200:200℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa]
E'
AD100:100℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa]
E'
AD200:200℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa]
t
p1:層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度[μm]
t
p2:層疊於黏接層的另一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度[μm]
tad:黏接層的厚度[μm]
此處,聚醯亞胺層的彈性係數參數P
P為將彈性係數參數P
P1與彈性係數參數P
P2相加而得的值,所述彈性係數參數P
P1是將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層及非熱塑性聚醯亞胺層看作一個聚醯亞胺層而通過式(iii)算出,所述彈性係數參數P
P2是將層疊於黏接層的另一側的熱塑性聚醯亞胺層及非熱塑性聚醯亞胺層看作一個聚醯亞胺層而通過式(iv)算出。}
c)作為多層膜整體,使用分離柱電介質共振器(split post dielectric resonators,SPDR)測定的20 GHz下的介電損耗正切小於0.0029。
本發明的多層膜中,將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層合在一起而成的聚醯亞胺層的100℃下的儲存彈性係數可為1.0 GPa以上,200℃下的儲存彈性係數可為0.1 GPa以上。
另外,本發明的多層膜中,黏接層的100℃下的儲存彈性係數可小於130 MPa,200℃下的儲存彈性係數可為40 MPa以下。
對於本發明的多層膜,在將多層膜整體中的熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
A,將非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
B,將黏接層的厚度設為tad時,可滿足以下的式(vi)。
0.60 ≦ tad/(T
A+T
B+tad) ≦ 0.99 …(vi)
另外,本發明的多層膜中,將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層合在一起而成的聚醯亞胺層的熱膨脹係數可為5 ppm/K~35 ppm/K的範圍內。
在本發明的多層膜中,所述黏接層可含有熱塑性聚醯亞胺及聚苯乙烯彈性體樹脂,相對於熱塑性聚醯亞胺100重量份而言的聚苯乙烯彈性體樹脂的含量可為10重量份以上且150重量份以下的範圍內。
本發明的多層膜中,所述黏接層中所含的熱塑性聚醯亞胺可含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基。在所述情況下,相對於全部二胺殘基,源自二聚物二胺組成物的二胺殘基的含有比例可為20莫耳%以上,所述二聚物二胺組成物以二聚酸的兩個末端羧酸基經取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚物二胺為主成分,由下述通式(1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的含有比例可合計為5莫耳%~50莫耳%的範圍內。
[化1]
在式(1)中,R獨立地表示鹵素原子、或者可經碳數1~6的鹵素原子取代的烷基或烷氧基、或者可經碳數1~6的一價烴基或烷氧基取代的苯基或苯氧基,Z獨立地表示選自-O-、-S-、CH
2-、-CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2-、-CO-、-COO-、-SO
2-、-NH-或者-NHCO-的二價基,m
1獨立地表示0~4的整數,m
2表示0~2的整數。
在本發明的多層膜中,所述黏接層中所含的熱塑性聚醯亞胺可為分子鏈中所含的酮基與具有至少兩個一級胺基作為官能基的胺基化合物的胺基通過C=N鍵形成交聯結構的交聯聚醯亞胺。
在本發明的多層膜中,構成所述熱塑性聚醯亞胺層的熱塑性聚醯亞胺可含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基。在所述情況下,相對於全部酸二酐殘基,由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(3,3',4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride,BPDA)衍生的BPDA殘基的比例可為40莫耳%以上,相對於全部二胺殘基,由所述通式(1)表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的比例可為30莫耳%以上。
在本發明的多層膜中,構成所述非熱塑性聚醯亞胺層的非熱塑性聚醯亞胺可含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基。在所述情況下,相對於全部酸二酐殘基,具有聯苯骨架的酸二酐殘基的比例可為40莫耳%以上,相對於全部二胺殘基,具有聯苯骨架的二胺殘基的比例可為40莫耳%以上。
本發明的覆金屬層疊板具有所述任一種多層膜、以及層疊於所述多層膜的一面或兩面的金屬層。
本發明的覆金屬層疊板在蝕刻除去所述金屬層時,以蝕刻前的多層膜為基準,蝕刻後的多層膜的尺寸變化率可為±0.10%以內,也可以蝕刻後的多層膜為基準,在150℃下加熱30分鐘後的尺寸變化率為±0.10%以內。
本發明的電路基板是將所述任一種覆金屬層疊板的金屬層加工成配線而成。
一種電路基板,包括絕緣樹脂層以及設置於所述絕緣樹脂層的至少一面的配線層,所述電路基板中,所述絕緣樹脂層為所述任一種多層膜。
[發明的效果]
本發明的多層膜通過滿足a)~c)的條件,可使外層部整體薄膜化,同時確保尺寸穩定性,並且改善多層膜整體的介電特性。特別是,通過以在條件b下比率(P
P/P
AD)滿足式(i),外層部的彈性係數參數(P
P)與內層部的彈性係數參數(P
AD)相比在規定的範圍內變大的方式進行控制,從而提高多層膜整體的尺寸穩定性。在作為外層部的聚醯亞胺層的合計厚度或厚度比率相對小,黏接層的厚度或厚度比率相對大的層結構中能特別有效地發揮此種本發明的效果。另外,作為構成內層部的樹脂,使用介電特性優異且高溫下的儲存彈性係數小的樹脂,由此能夠在增加內層部的相對厚度比率的同時維持尺寸穩定性,實現多層膜整體的低介電損耗正切化。因此,使用了本發明的多層膜的覆金屬層疊板在應用於傳輸GHz頻帶的高頻信號的電路基板時,可實現傳輸損耗的降低與基於優異的尺寸穩定性的可靠性的提高。
適當參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[多層膜]
本發明的多層膜包括多個聚醯亞胺層以及黏接層,且具有以下的(1)或(2)的層結構:
(1)熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層,
或者,
(2)熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層。
圖1表示本發明的一實施方式的多層膜100的剖面結構。多層膜100具有依序層疊有熱塑性聚醯亞胺層10A/非熱塑性聚醯亞胺層20A/黏接層BS/非熱塑性聚醯亞胺層20B/熱塑性聚醯亞胺層10B的層結構。此處,一側的外層部的熱塑性聚醯亞胺層10A與非熱塑性聚醯亞胺層20A構成第一絕緣樹脂層40A,另一側的外層部的熱塑性聚醯亞胺層10B與非熱塑性聚醯亞胺層20B構成第二絕緣樹脂層40B。因此,多層膜100具有依次層疊有作為外層部的第一絕緣樹脂層40A、作為內層部的黏接層BS、作為外層部的第二絕緣樹脂層40B而得的結構。
與現有技術的層結構不同,在多層膜100中,在作為外層部的第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B中,具有熱塑性聚醯亞胺層分別僅層疊一層的層結構。如此,通過將黏接層BS的一側的外層部形成為兩層結構,並將熱塑性聚醯亞胺層(熱塑性聚醯亞胺層10A或熱塑性聚醯亞胺層10B)在一側各彙集一層,可在使外層部的厚度變薄的同時,確保在外側層疊金屬層時與金屬層的密接性。
圖2表示本發明的另一優選實施方式的多層膜101的剖面結構。多層膜101具有將熱塑性聚醯亞胺層10A/非熱塑性聚醯亞胺層20A/熱塑性聚醯亞胺層30A/黏接層BS/熱塑性聚醯亞胺層30B/非熱塑性聚醯亞胺層20B/熱塑性聚醯亞胺層10B依次層疊而得的層結構。
此處,熱塑性聚醯亞胺層10A、非熱塑性聚醯亞胺層20A、以及熱塑性聚醯亞胺層30A構成第一絕緣樹脂層40A,熱塑性聚醯亞胺層10B、非熱塑性聚醯亞胺層20B、以及熱塑性聚醯亞胺層30B構成第二絕緣樹脂層40B。因此,多層膜101具有將第一絕緣樹脂層40A、黏接層BS、以及第二絕緣樹脂層40B依次層疊而得的結構。
在圖1及圖2所示的結構例中,熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B可分別由相同或不同種類的熱塑性聚醯亞胺構成。另外,非熱塑性聚醯亞胺層20A與非熱塑性聚醯亞胺層20B也可由相同或不同種類的非熱塑性聚醯亞胺構成。關於第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B中使用的優選的聚醯亞胺的詳細情況,在後面進行說明。
此外,在第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B中,可適當調配例如增塑劑、環氧樹脂等硬化樹脂成分、硬化劑、硬化促進劑、有機或無機填料、偶合劑、阻燃劑等。
多層膜100、多層膜101滿足以下的a)~c)的條件。
a)層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度為2 μm以上且20 μm以下的範圍內。
條件a規定,在圖1所示的結構例中,層疊於黏接層BS的一側的熱塑性聚醯亞胺層10A與非熱塑性聚醯亞胺層20A的合計厚度、以及熱塑性聚醯亞胺層10B與非熱塑性聚醯亞胺層20B的合計厚度均為2 μm以上且20 μm以下的範圍內。另外,條件a規定,在圖2所示的結構例中,層疊於黏接層BS的一側的熱塑性聚醯亞胺層10A、非熱塑性聚醯亞胺層20A、與熱塑性聚醯亞胺層30A的合計厚度以及熱塑性聚醯亞胺層10B、非熱塑性聚醯亞胺層20B、與熱塑性聚醯亞胺層30B的合計厚度均為2 μm以上且20 μm以下的範圍內。即,在圖1及圖2中,第一絕緣樹脂層40A的厚度及第二絕緣樹脂層40B的厚度均為2 μm以上且20 μm以下的範圍內。
如此,通過使作為外層部的第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B處於規定的厚度範圍,能夠極力增大介電特性相對優異的黏接層BS的厚度/厚度比率,從而可改善多層膜100、多層膜101整體的介電特性。若第一絕緣樹脂層40A或第二絕緣樹脂層40B的厚度小於2 μm,則存在在外側層疊金屬層時與金屬層的密接性受損的情況,若超過20 μm,則成為增大黏接層BS的厚度/厚度比率時的制約,多層膜100、多層膜101整體的低介電損耗正切化變得困難。就所述觀點而言,第一絕緣樹脂層40A的厚度及第二絕緣樹脂層40B的厚度均優選為2 μm以上且12 μm以下的範圍內,更優選為2 μm以上且8 μm以下的範圍內,最優選為2 μm以上且5 μm以下的範圍內。
在圖1及圖2中,對於熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B的厚度,就在外側層疊金屬層時確保與金屬層的充分的密接性的觀點而言,分別優選為例如0.5 μm以上且3 μm以下的範圍內,更優選為1 μm以上且2 μm以下的範圍內,進一步優選為1 μm以上且1.8 μm以下。另外,就確保多層膜100、多層膜101整體的自支撐性並且抑制熱膨脹係數(CTE)的過度降低的觀點而言,非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B的厚度例如優選為1 μm以上且10 μm以下的範圍內,更優選為1 μm以上且4 μm以下的範圍內,進一步優選為1.5 μm以上且5 μm以下的範圍內,最優選為1.5 μm以上且3 μm以下。
另外,在圖2中,就與黏接層BS的密接性、介電特性的觀點而言,熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B的厚度例如分別優選為0.5 μm以上且3 μm以下的範圍內,更優選為1 μm以上且2 μm以下的範圍內。
此外,熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B可分別為相同厚度也可為不同厚度,非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B也可為相同厚度也可為不同厚度。進而,第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B可為相同的厚度,也可為不同的厚度。
b)滿足以下的式(i)。
65 < P
P/P
AD< 1,550 …(i)
{此處,P
P是聚醯亞胺層的彈性係數參數,P
AD是黏接層的彈性係數參數,由以下的式(ii)~(v)表示:
P
P=P
P1+P
P2…(ii)
P
P1=(E'
P100+E'
P200)×t
p1…(iii)
P
P2=(E'
P100+E'
P200)×t
p2…(iv)
P
AD=(E'
AD100+E'
AD200)×tad…(v)
E'
P100:100℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa]
E'
P200:200℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa]
E'
AD100:100℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa]
E'
AD200:200℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa]
t
p1:層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度[μm]
t
p2:層疊於黏接層的另一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度[μm]
tad:黏接層的厚度[μm]
此處,聚醯亞胺層的彈性係數參數P
P為將彈性係數參數P
P1與彈性係數參數P
P2相加而得的值,所述彈性係數參數P
P1是將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層及非熱塑性聚醯亞胺層看作一個聚醯亞胺層而通過式(iii)算出,所述彈性係數參數P
P2是將層疊於黏接層的另一側的熱塑性聚醯亞胺層及非熱塑性聚醯亞胺層看作一個聚醯亞胺層而通過式(iv)算出。}
條件b規定使作為外層部整體的聚醯亞胺層整體的彈性係數參數(P
P)相對于作為內層部的黏接層BS的彈性係數參數(P
AD)的比率(P
P/P
AD)在規定的範圍內。彈性係數參數(P
P)是例如將熱壓接時的製程溫度帶中的100℃及200℃下的第一絕緣樹脂層40A的儲存彈性係數的合計與厚度之積(P
P1)、和所述溫度下的第二絕緣樹脂層40B的儲存彈性係數的合計與厚度之積(P
P2)相加而得的值。另外,彈性係數參數(P
AD)例如是熱壓接時的製程溫度帶中的100℃及200℃下的黏接層BS的儲存彈性係數的合計與厚度之積。
此處,對將外層部與內層部的彈性係數參數的比率(P
P/P
AD)作為指標的意義進行說明。認為:由於熱壓接時的熱處理及金屬層的蝕刻處理而導致蝕刻前後的尺寸發生變化的熱壓接後的各層的殘留應力受到各層的儲存彈性係數或厚度的差異的影響。即,對於各層的儲存彈性係數,重要的是製程溫度帶的儲存彈性係數,儲存彈性係數根據溫度而較大地變化,因此儲存彈性係數越高,熱膨脹時或熱收縮時的應力越變大。另外,關於厚度,認為厚度比率大的層容易影響尺寸變化。由於內層部的黏接層BS與聚醯亞胺層相比介電特性優異,因此增大黏接層BS的厚度比率來提高多層膜100、多層膜101整體的介電特性,但為了以高水準兼顧尺寸穩定性與介電特性,對外層部與內層部分別研究了控制各層的儲存彈性係數與厚度的最佳平衡的方法,結果發現:計算如下的參數,即,包括各層的作為製程溫度帶中的儲存彈性係數的代表值的100℃及200℃的儲存彈性係數之和與厚度的積的參數,將所述參數的比率控制為規定的範圍,由此表現出期望的尺寸穩定性。基於此種見解,聚醯亞胺層整體的彈性係數參數(P
P)相對於黏接層BS的彈性係數參數(P
AD)的比率(P
P/P
AD)是將外層部的殘留應力的大小與內層部的殘餘應力的大小的比率通過儲存彈性係數簡化來表現的指標,為了抑制由熱壓接後的殘留應力引起的尺寸變化,通過以比率(P
P/P
AD)滿足式(i),外層部的彈性係數參數(P
P)與內層部的彈性係數參數(P
AD)相比在規定的範圍內變大的方式進行控制,從而提高多層膜100、多層膜101整體的尺寸穩定性。
以滿足條件a的外層部的厚度為前提,在式(i)中,若比率(P
P/P
AD)為65以下,則熱壓接後的殘留應力引起的尺寸變化變大而有可能損害尺寸穩定性,若為1,550以上,則雖然保持尺寸穩定性,但無法實現低介電損耗正切化,難以滿足下面的條件c。就此種觀點而言,比率(P
P/P
AD)的下限值優選為70以上,更優選為80以上,最優選為90以上。另外,比率(P
P/P
AD)的上限值優選為1200以下,更優選為900以下,最優選為500以下。
c)作為多層膜整體,使用SPDR共振器測定的20 GHz下的介電損耗正切小於0.0029。
條件c規定多層膜100、多層膜101整體的介電損耗正切與現有技術相比是非常低的值。只要多層膜100、多層膜101整體的20 GHz下的介電損耗正切小於0.0029,則例如在1 GHz~60 GHz的GHz頻帶中的高頻信號的傳輸路徑上可有效果地降低電信號的損失,因此也能夠應用於例如5G通信以後的高速通信中使用的電路基板。就所述觀點而言,多層膜100、多層膜101整體的20 GHz下的介電損耗正切優選為0.0025以下,更優選為0.0020以下。
此外,就同樣的觀點而言,使用SPDR共振器測定的20 GHz下的多層膜100、多層膜101整體的相對介電常數優選為3.0以下,更優選為2.9~1.5的範圍內。
多層膜100、多層膜101除了滿足條件a)~條件c)以外,還優選為滿足條件d)~條件g)中的一個以上。
d)層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層組合而成的聚醯亞胺層的100℃下的儲存彈性係數為1.0 GPa以上,200℃下的儲存彈性係數為0.1 GPa以上。
條件d規定:對於第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B各者,100℃下的儲存彈性係數為1.0 GPa以上,200℃下的儲存彈性係數為0.1 GPa以上。滿足條件d意味著在熱壓接溫度區域(100℃~200℃)外層部的儲存彈性係數高於作為內層部的黏接層BS。為了抑制由熱壓接後的殘留應力引起的尺寸變化,認為有效的是使外層部的彈性係數參數相對於內層部增大一定量以上,因此,通過考慮以下說明的條件e,同時以外層部的儲存彈性係數與內層部的儲存彈性係數相比變大的方式進行控制,可提高多層膜100、多層膜101整體的尺寸穩定性。就所述觀點而言,第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B的100℃下的儲存彈性係數分別優選為2 GPa以上且10 GPa以下的範圍內,更優選為3 GPa以上且8 GPa以下的範圍內。另外,200℃下的儲存彈性係數優選為0.5 GPa以上且8 GPa以下的範圍內,更優選為1 GPa以上且5 GPa以下的範圍內。
此外,第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B的儲存彈性係數可相同,也可不同,但就抑制翹曲的觀點而言,優選為相同。
e)黏接層的100℃下的儲存彈性係數小於130 MPa,且200℃下的儲存彈性係數為40 MPa以下。
條件e規定了構成黏接層BS的熱塑性聚醯亞胺(以下有時記為「黏接性聚醯亞胺」)在熱壓接溫度區域(100℃~200℃)下的儲存彈性係數。滿足條件e意味著,在100℃到200℃的溫度範圍,儲存彈性係數低於130 MPa,不會變得過大。可認為,在外側層疊金屬層後,作為由於金屬層的蝕刻或加熱而產生尺寸變化的原因的熱壓接後的殘留應力在熱壓接溫度下的黏接層BS的儲存彈性係數越高時越增加,並且在黏接層BS的厚度/厚度比率越大時越增加。因此,通過使用在熱壓接溫度區域下的儲存彈性係數不會變得過大的樹脂,即使在某種程度上增大黏接層BS的厚度/厚度比率,也可減輕熱壓接後的殘留應力,確保尺寸穩定性。就所述觀點而言,黏接層BS的100℃下的儲存彈性係數優選為0.01 MPa以上且100 MPa以下的範圍內,更優選為0.1 MPa以上且50 MPa以下的範圍內。另外,200℃下的儲存彈性係數優選為0.01 MPa以上且30 MPa以下的範圍內,更優選為0.1 MPa以上且20 MPa以下的範圍內。
f)當將多層膜整體中的熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
A,將非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
B,將黏接層的厚度設為tad時,滿足以下的式(vi),
0.60 ≦ tad/(T
A+T
B+tad)≦ 0.99 …(vi)
條件f規定將黏接層BS的厚度tad相對於多層膜100、多層膜101整體的厚度(T
A+T
B+tad)的比率tad/(T
A+T
B+tad)設為規定的範圍內。此處,厚度T
A為圖1中的熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B的合計厚度,或者是圖2中的熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B的合計厚度,圖1及圖2中的厚度T
B是非熱塑性聚醯亞胺層20A及非熱塑性聚醯亞胺層20B的合計厚度。
通過使厚度比率tad/(T
A+T
B+tad)滿足式(vi),可實現多層膜100、多層膜101整體的低介電損耗正切化,同時實現與尺寸穩定性的平衡。若厚度比率tad/(T
A+T
B+tad)小於0.60,則黏接層BS的厚度比率相對變小,因此多層膜100、多層膜101整體的低介電損耗正切化變得困難,高頻信號傳輸時的傳輸損失變大。就所述觀點而言,厚度比率tad/(T
A+T
B+tad)的下限值優選為0.65以上,更優選為0.70以上,進一步優選為0.80以上,最優選為0.85以上。
另一方面,在厚度比率tad/(T
A+T
B+tad)高於0.99的情況下,黏接層BS的厚度比率相對變得過大,因此除了難以確保與金屬層的密接性以外,有時難以維持多層膜100、多層膜101整體的尺寸穩定性。因此,厚度比率tad/(T
A+T
B+tad)的上限值優選為0.96以下,更優選為0.94以下。
此外,多層膜100、多層膜101整體的厚度(T
A+T
B+tad)例如優選為70 μm~500 μm的範圍內,更優選為100 μm~300 μm的範圍內。若多層膜100、多層膜101整體的厚度(T
A+T
B+tad)小於70 μm,則在製成電路基板時抑制高頻信號的傳輸損耗的效果不充分,若超過500 μm,則有可能生產性降低。
另外,黏接層BS的厚度tad優選為大於50 μm。在黏接層BS的厚度tad大於50 μm的層疊結構中特別有效地發揮兼顧優異的介電特性與尺寸穩定性的本發明的效果。就所述觀點而言,黏接層BS的厚度tad例如優選為50 μm~450 μm的範圍內,更優選為60 μm~250 μm的範圍內。若黏接層BS的厚度tad不足所述下限值,則低介電損耗正切化不充分,有時產生無法獲得充分的介電特性等問題。另一方面,若黏接層BS的厚度tad超過所述上限值,則有時會產生尺寸穩定性降低等不良情況。
g)當將多層膜整體中的熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
A,將非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
B時,滿足以下的式(vii)。
0.1 ≦ (T
A)/(T
A+T
B) ≦ 0.6 … (vii)
條件g規定了將合計厚度T
A相對於合計(T
A+T
B)的比率設為規定的範圍內。此處,(T
A+T
B)是設置於黏接層BS的兩側的外層部整體的合計厚度(即,第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B的合計厚度)。如此,通過使外層部整體中的熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度比率(T
A)/(T
A+T
B)滿足式(vii),即使按照條件a使作為外層部的第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B各自的厚度與現有技術相比薄膜化,也可抑制外層部過度低CTE化,並且可充分確保在外側層疊金屬層時與金屬層的密接性。
此外,外層部所含的非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B具有厚度越薄熱膨脹係數(CTE)越降低的傾向。所述傾向在非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B通過澆鑄法形成的情況下顯著可見。認為其原因在於,在加熱處理的過程中塗布膜的厚度越薄,溶媒的揮發越加速,進行分子的配向。因此,若厚度比率(T
A)/(T
A+T
B)小於0.1,則外層部的低CTE化過度進行,另外,在外側層疊金屬層時,有時難以確保與金屬層的密接性。就所述觀點而言,厚度比率(T
A)/(T
A+T
B)的下限值優選為從例如0.17、0.20、0.25、0.30或0.40的任一個中選擇。
另一方面,在厚度比率(T
A)/(T
A+T
B)超過0.6的情況下,例如在外側層疊金屬層後對金屬層進行蝕刻的情況或進行熱處理的情況等下,有時難以維持多層膜100、多層膜101整體的尺寸穩定性。因此,厚度比率(T
A)/(T
A+T
B)的上限值優選為0.55以下,更優選為0.50以下。
多層膜100、多層膜101例如在應用作電路基板的絕緣樹脂層的情況下,為了防止翹曲的發生或尺寸穩定性的降低,膜整體的熱膨脹係數(CTE)優選為10 ppm/K~30 ppm/K的範圍內,更優選為10 ppm/K~25 ppm/K的範圍內,最優選為10 ppm/K~20 ppm/K的範圍內。若CTE小於10 ppm/K或超過30 ppm/K,則會發生翹曲或尺寸穩定性降低。
另外,例如在應用作電路基板的絕緣樹脂層的情況下,為了防止翹曲的發生或尺寸穩定性的降低,層疊於黏接層BS的一側的第一絕緣樹脂層40A或第二絕緣樹脂層40B的熱膨脹係數(CTE)分別優選為5 ppm/K~35 ppm/K的範圍內,更優選為8 ppm/K~30 ppm/K的範圍內,最優選為10 ppm/K~25 ppm/K的範圍內。
此外,第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B的熱膨脹係數(CTE)可相同,也可不同,但就抑制翹曲的觀點而言,優選為相同。
[聚醯亞胺]
其次,對構成第一絕緣樹脂層40A、第二絕緣樹脂層40B及黏接層BS的聚醯亞胺進行說明。
另外,在本發明中稱為聚醯亞胺的情況下,除聚醯亞胺以外,還是指聚醯胺醯亞胺、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在分子結構中具有醯亞胺基的聚合物的樹脂。另外,在聚醯亞胺具有多個結構單元的情況下,可作為嵌段存在,也可無規存在,但優選為無規存在。
另外,「熱塑性聚醯亞胺」一般是指可明確地確認玻璃化轉變溫度(Tg)的聚醯亞胺,在本發明中,是指使用動態黏彈性測定裝置(動態熱機械分析儀(Dynamic thermomechanical analyzer,DMA))測定的、30℃下的儲存彈性係數為1.0×10
9Pa以上,300℃下的儲存彈性係數小於1.0×10
8Pa的聚醯亞胺。另外,「非熱塑性聚醯亞胺」是指通常即使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(DMA)測定的、30℃下的儲存彈性係數為1.0×10
9Pa以上,300℃下的儲存彈性係數為1.0×10
8Pa以上的聚醯亞胺。
<熱塑性聚醯亞胺>
用於形成第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B中的熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B的熱塑性聚醯亞胺是使酸二酐成分與包含脂肪族二胺和/或芳香族二胺等的二胺成分反應而獲得,含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基。通過選定酸二酐成分及二胺成分的種類、使用兩種以上酸酐或二胺時各自的莫耳比,可控制熱塑性聚醯亞胺的熱膨脹性、黏接性、玻璃化轉變溫度等。此外,本發明中,「酸二酐殘基」是指由酸二酐衍生的四價基,「二胺殘基」是指由二胺化合物衍生的二價基。
用於形成熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B的熱塑性聚醯亞胺中,可使用熱塑性聚醯亞胺的合成中通常使用的單體作為原料的酸二酐成分及二胺成分,但優選為使用芳香族酸二酐或芳香族二胺。
作為芳香族酸二酐,可優選使用例如均苯四甲酸二酐(Pyromellitic dianhydride,PMDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride,BTDA)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,3',3,4'-聯苯四羧酸二酐、對亞苯基雙(偏苯三甲酸單酯)酸酐(p-phenylene bis(trimellitic acid monoester)anhydride,TAHQ)、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy]propane dianhydride,BPADA)等。這些中,最優選為3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)。
熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B為了減少極性基濃度而提高介電特性,同時確保與基材的密接性,相對於全部酸二酐殘基,由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)衍生的BPDA殘基的含有比例優選為40莫耳%以上,更優選為45莫耳%~80莫耳%的範圍內。
作為芳香族二胺,就確保適度的彎曲性和與基材的密接性的觀點而言,優選為使用下述通式(1)所表示的二胺化合物。
[化1]
在通式(1)中,R獨立地表示鹵素原子、或者可經碳數1~6的鹵素原子取代的烷基或烷氧基、或者可經碳數1~6的一價烴基或烷氧基取代的苯基或苯氧基,Z獨立地表示選自-O-、-S-、-CH
2-、-CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2-、-CO-、-COO-、-SO
2-、-NH-或者-NHCO-的二價基,m
1獨立地表示0~4的整數,m
2表示0~2的整數。
作為通式(1)所表示的二胺化合物,例如可列舉:1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene,TPE-R)、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯(1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene,TPE-Q)、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯(1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene,APB)、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane,BAPP)、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸(bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone,BAPS)、1,3-雙[2-(4-胺基苯基)-2-丙基]苯(雙苯胺-M)、4,4'-二胺基二苯基醚(4,4'-diaminodiphenylether,DAPE)等。
熱塑性聚醯亞胺層10A、熱塑性聚醯亞胺層10B、熱塑性聚醯亞胺層30A、熱塑性聚醯亞胺層30B中,就即使減薄厚度也可確保將金屬層層疊時的與金屬層的密接性的觀點而言,相對於全部二胺殘基,由通式(1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的含有比例優選為30莫耳%以上,更優選為50莫耳%以上,進一步優選為70莫耳%~90莫耳%的範圍內。
<非熱塑性聚醯亞胺>
用於形成第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B中的非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B的非熱塑性聚醯亞胺是使酸二酐成分與包含脂肪族二胺和/或芳香族二胺等的二胺成分反應而獲得,含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基。通過選定酸二酐成分及二胺成分的種類、使用兩種以上酸酐或二胺時各自的莫耳比,可控制非熱塑性聚醯亞胺的熱膨脹性、介電特性等。
用於形成非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B的非熱塑性聚醯亞胺中,可使用在非熱塑性聚醯亞胺的合成中通常使用的單體作為原料的酸二酐成分及二胺成分,但就控制外層部的熱膨脹係數(CTE)而確保尺寸穩定性的觀點而言,優選為使用具有聯苯骨架的芳香族酸二酐或具有聯苯骨架的芳香族二胺。作為具有聯苯骨架的芳香族酸二酐,例如優選為3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,3',3,4'-聯苯四羧酸二酐等,特別優選為3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)。
非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B中,為了控制外層部的熱膨脹係數(CTE)以確保多層膜100、多層膜101整體的尺寸穩定性,並且提高外層部的儲存彈性係數而控制成滿足條件d,相對於全部酸二酐殘基,具有聯苯骨架的酸二酐殘基的含有比例優選為40莫耳%以上,更優選為45莫耳%~70莫耳%的範圍內。
另外,作為具有聯苯骨架的芳香族二胺,例如優選為2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-dimethyl-4,4'-diamino biphenyl,m-TB)、2,2'-二乙基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-diethyl-4,4'-diamino biphenyl,m-EB)、2,2'-二乙氧基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-diethoxy-4,4'-diamino biphenyl,m-EOB)、2,2'-二丙氧基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-dipropoxy-4,4'-diamino biphenyl,m-POB)、2,2'-二正丙基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-n-propyl-4,4'-diamino biphenyl,m-NPB)、2,2'-二乙烯基-4,4'-二胺基聯苯(2,2'-divinyl-4,4'-diamino biphenyl,VAB)、4,4'-二胺基聯苯、4,4'-二胺基-2,2'-雙(三氟甲基)聯苯(4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl) biphenyl,TFMB)等,特別優選為2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(m-TB)。
非熱塑性聚醯亞胺層20A、非熱塑性聚醯亞胺層20B中,為了控制外層部的熱膨脹係數(CTE)以確保多層膜100、多層膜101整體的尺寸穩定性,並且提高外層部的儲存彈性係數而控制成滿足條件d,相對於全部二胺殘基,具有聯苯骨架的二胺殘基的含有比例優選為40莫耳%以上,更優選為70莫耳%~100莫耳%的範圍內。
<黏接性聚醯亞胺>
作為構成黏接層BS的優選樹脂的黏接性聚醯亞胺是使酸二酐成分與包含脂肪族二胺的二胺成分反應而獲得的熱塑性聚醯亞胺。
作為成為黏接性聚醯亞胺的原料的酸二酐成分,可使用在熱塑性聚醯亞胺的合成中通常使用的單體,例如優選為3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐(3,3',4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride,DSDA)、4,4'-氧基二鄰苯二甲酸酐(4,4'-oxydiphthalic dianhydride,ODPA)、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride,6FDA)、2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy]propane dianhydride,BPADA)、對亞苯基雙(偏苯三甲酸單酯)酸酐(TAHQ)、乙二醇雙偏苯三酸酐(ethylene glycol bistrimellitic anhydride,TMEG)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)、2,3',3,4'-聯苯四羧酸二酐等芳香族酸二酐,更優選為3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)。相對於全部酸二酐殘基,黏接性聚醯亞胺優選為在合計為40莫耳%~100莫耳%的範圍內含有由所述芳香族酸二酐的一種以上衍生的酸二酐殘基,更優選為在合計為50莫耳%~90莫耳%的範圍內含有。進一步優選為相對於全部酸二酐殘基,在合計為40莫耳%~100莫耳%的範圍內含有由所述芳香族酸二酐的兩種衍生的酸二酐殘基,最優選為在50莫耳%~90莫耳%的範圍內含有3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA),優選為在10莫耳%~50莫耳%的範圍內含有除BTDA以外的所述芳香族酸二酐。
作為成為黏接性聚醯亞胺的原料的二胺成分,可使用在熱塑性聚醯亞胺的合成中通常使用的單體,但就控制黏接層BS的儲存彈性係數而滿足條件b及條件e,並且降低介電損耗正切,改善多層膜100、多層膜101整體的介電特性而滿足條件c的觀點而言,優選為使用二聚物二胺組成物。
即,黏接性聚醯亞胺宜為相對於全部二胺殘基,在優選為20莫耳%以上、更優選為50莫耳%以上、最優選為70莫耳%~100莫耳%的範圍內含有由二聚物二胺組成物衍生的二胺殘基。通過以所述量含有由二聚物二胺組成物衍生的二胺殘基,可實現由黏接層BS的玻璃化轉變溫度的低溫化(低Tg化)帶來的熱壓接特性的改善,進而實現由低彈性係數化帶來的內部應力的緩和,並且可改善黏接層BS的介電特性。若相對於全部二胺殘基,由二聚物二胺組成物衍生的二胺殘基的含量小於20莫耳%時,高頻傳輸時的傳輸損耗變大,或者作為介於第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B之間的黏接層BS,有時無法獲得充分的黏接性。
二聚物二胺組成物是含有下述(a)成分作為主成分,且也可含有(b)成分及(c)成分的混合物,且為(b)成分及(c)成分的量得到控制的精製物。
(a)二聚物二胺
(b)將處於碳數10~40的範圍內的一元酸化合物的末端羧酸基取代成一級胺基甲基或胺基而獲得的單胺化合物
(c)將具有處於碳數41~80的範圍內的烴基的多元酸化合物的末端羧酸基取代成一級胺基甲基或胺基而獲得的胺化合物(其中,所述二聚物二胺除外)
(a)成分的二聚物二胺是指二聚酸的兩個末端羧酸基(-COOH)被一級胺基甲基(-CH
2-NH
2)或胺基(-NH
2)取代而成的二胺。二聚酸為通過不飽和脂肪酸的分子間聚合反應而獲得的已知的二元酸,其工業製造製程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。關於工業上獲得的二聚酸,主要成分為通過對油酸或亞油酸、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,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,但本發明中,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、優選為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獲得的二胺化合物。
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,二聚物二胺為分子量約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。認為此種二聚物二胺的特徵有助於抑制聚醯亞胺的耐熱性的降低,並且減小相對介電常數與介電損耗正切而提高介電特性。另外,由於包含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。
二聚物二胺組成物以使用如下二聚物二胺組成物為宜:通過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、優選為97重量%以上、更優選為98重量%以上。通過將(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。此外,若技術上可行,則以二聚物二胺組成物全部(100重量%)由(a)成分的二聚物二胺構成為最優。
另外,以通過凝膠滲透色譜法(gel permeation chromatography,GPC)測定而獲得的色譜圖的面積百分比計,二聚物二胺組成物的(b)成分與(c)成分的合計可為4%以下,優選為小於4%。另外,(b)成分的色譜圖的面積百分比可優選為3%以下,更優選為2%以下,進一步優選為1%以下,(c)成分的色譜圖的面積百分比可優選為2%以下,更優選為1.8%以下,進一步優選為1.5%以下。通過設定為此種範圍,可抑制聚醯亞胺的分子量的急劇增加,進而可抑制樹脂膜在寬區域的頻率下的介電損耗正切的上升。此外,(b)成分及(c)成分也可不包含於二聚物二胺組成物中。
二聚物二胺組成物能夠利用市售品,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。在使用這些市售品的情況下,出於減少二聚物二胺以外的成分的目的,優選為進行精製,例如優選為將二聚物二胺設為96重量%以上。作為精製方法,並無特別限制,優選為蒸餾法或沉澱精製等習知的方法。
黏接性聚醯亞胺在不損害發明效果的範圍內,可使用所述二聚物二胺組成物以外的二胺化合物作為原料。作為可用於黏接性聚醯亞胺的優選二胺化合物,可例示所述通式(1)所表示的二胺化合物。
在通式(1)所表示的二胺化合物中,黏接性聚醯亞胺例如優選為含有1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯(TPE-R)、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯(TPE-Q)、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯(APB)、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸(BAPS)等。
黏接性聚醯亞胺中,為了提高黏接層BS的柔軟性,緩和由低彈性係數化引起的熱壓接後的殘留應力,相對於全部二胺殘基,由通式(1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的含有比例優選為5莫耳%~50莫耳%的範圍內,更優選為10莫耳%~30莫耳%的範圍內。
通過在黏接性聚醯亞胺中選定酸二酐成分及二胺成分的種類、或使用兩種以上酸二酐或二胺時各自的莫耳比,可控制熱膨脹係數、玻璃化轉變溫度、介電特性等。
黏接性聚醯亞胺的重量平均分子量例如優選為10,000~400,000的範圍內,更優選為20,000~350,000的範圍內。若重量平均分子量小於10,000,則處於黏接層BS的強度降低而容易脆化的傾向。另一方面,若重量平均分子量超過400,000,則處於黏度過度增加而在塗敷作業時容易產生黏接層BS的厚度不均、條紋等不良的傾向。
黏接性聚醯亞胺最優選為完全經醯亞胺化的結構。但是,聚醯亞胺的一部分也可成為醯胺酸。所述醯亞胺化率可通過使用傅立葉轉換紅外分光光度計(市售品:日本分光製造的FT/IR620),並利用一次反射ATR法對聚醯亞胺薄膜的紅外線吸收光譜進行測定,以1015 cm
-1附近的苯環吸收體為基準,根據1780 cm
-1的源自醯亞胺基的C=O伸縮的吸光度而算出。
黏接性聚醯亞胺的玻璃化轉變溫度(Tg)優選為250℃以下,更優選為40℃以上且200℃以下的範圍內。通過使黏接性聚醯亞胺的Tg為250℃以下,能夠在低溫下進行熱壓接,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。若黏接性聚醯亞胺的Tg超過250℃,則介於第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B之間進行黏接時的溫度變高,有可能損害電路加工後的尺寸穩定性。
通過使用以上的黏接性聚醯亞胺,黏接層BS具有優異的柔軟性與介電特性(低介電常數及低介電損耗正切)。
黏接層BS中,優選為與黏接性聚醯亞胺一起調配聚苯乙烯彈性體。聚苯乙烯彈性體是苯乙烯或其衍生物與共軛二烯化合物的共聚物,包含其氫化物。此處,作為苯乙烯或其衍生物,並無特別限定,可例示:苯乙烯、甲基苯乙烯、丁基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯等。另外,作為共軛二烯化合物,並無特別限定,可例示:丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯等。
另外,聚苯乙烯彈性體優選為進行氫化。通過進行氫化,對熱的穩定性進一步提高,不易發生分解或聚合等變質,並且脂肪族性的性質變高,與黏接性聚醯亞胺的相容性提高。
聚苯乙烯彈性體的共聚結構可為嵌段結構,也可為無規結構。作為聚苯乙烯彈性體的優選的具體例,可列舉:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚體(styrene-butadiene-styrene,SBS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚體(styrene-butadiene-butylene-styrene,SBBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚體(styrene-ethylene-butylene-styrene,SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚體(styrene-ethylene-propylene-styrene,SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚體(styrene-ethylene-ethylene/propylene-styrene,SEEPS)等,但並不限定於這些具體例。
聚苯乙烯彈性體的重量平均分子量例如優選為50,000~300,000的範圍內,更優選為80,000~270,000的範圍內。若重量平均分子量低於所述範圍,則有時介電特性的改善效果不充分,相反若重量平均分子量高於所述範圍,則有時製成包含黏接性聚醯亞胺與溶媒的組成物時的黏度變高,樹脂膜的製作變得困難。
另外,就實現樹脂膜的大幅的低介電損耗正切化的觀點而言,聚苯乙烯彈性體的重量平均分子量優選為100,000以下,更優選為50,000~100,000的範圍內,最優選為70,000~100,000的範圍內。通過使聚苯乙烯彈性體的重量平均分子量為100,000以下,能夠大幅度改善樹脂膜的介電特性。
聚苯乙烯彈性體的酸值例如優選為10 mgKOH/g以下,更優選為1 mgKOH/g以下,進一步優選為0 mgKOH/g。通過調配酸值為10 mgKOH/g以下的聚苯乙烯彈性體,可使形成樹脂膜時的介電損耗正切降低,同時可維持良好的剝離強度。與此相對,若酸值超過10 mgKOH/g而變得過大,則由於極性基的增加,介電特性變差,並且與黏接性聚醯亞胺的相容性變差,形成樹脂膜時的密接性降低。因此,酸值越低越好,未進行酸改性的物質(即,酸值為0 mgKOH/g的樹脂)最合適。在本發明中,在黏接性聚醯亞胺含有源於脂肪族二胺的殘基的情況下能夠表現出優異的黏接性,因此即便使用未進行酸改性的(即,脂肪族性的性質強的)聚苯乙烯彈性體,也可避免黏接強度的降低。
聚苯乙烯彈性體優選為苯乙烯單元[-CH
2CH(C
6H
5)-]的含有比率為10重量%以上且65重量%以下的範圍內,更優選為20重量%以上且65重量%以下的範圍內,最優選為30重量%以上且60重量%以下的範圍內。聚苯乙烯彈性體中的苯乙烯單元的含有比率未滿10重量%時,樹脂的彈性係數降低,作為膜的操作性劣化,若變高而超過65重量%,則樹脂變得剛直,難以作為黏接劑使用,除此以外,聚苯乙烯彈性體中的橡膠成分變少,因此導致介電特性的劣化。
另外,通過苯乙烯單元的含有比率為所述範圍內,樹脂膜中的芳香環的比例變高,因此在使用樹脂膜製造電路基板的過程中通過鐳射加工形成通孔(貫通孔)及盲孔的情況下,能夠提高紫外線區域的吸收性,可進一步提高鐳射加工性。
作為聚苯乙烯彈性體,可適當選定使用市售品。作為此種市售的聚苯乙烯彈性體,例如可優選地使用科騰(KRATON)公司製造的A1535HU(商品名)、A1536HU(商品名)、G1652MU(商品名)、G1726VS(商品名)、G1645VS(商品名)、FG1901GT(商品名)、G1650MU(商品名)、G1654HU(商品名)、G1730VO(商品名)、MD1653MO(商品名)等。這些中,作為重量平均分子量為100,000以下的聚苯乙烯彈性體,更優選為使用科騰(KRATON)公司製造的MD1653MO(商品名)、G1726VS(商品名)等。
相對於黏接性聚醯亞胺100重量份而言的聚苯乙烯彈性體的含量優選為10重量份以上且150重量份以下的範圍內,更優選為50重量份以上且120重量份以下的範圍內。相對於黏接性聚醯亞胺100重量份而言的聚苯乙烯彈性體的含量小於10重量份時,有時無法充分表現使介電損耗正切降低的效果。另一方面,若聚苯乙烯彈性體的重量比率超過150重量份,則形成樹脂膜時的黏接性降低,並且形成包含黏接性聚醯亞胺與溶媒的組成物時的固體成分濃度變得過高而黏度上升,有時操作性降低。
另外,黏接性聚醯亞胺與聚苯乙烯彈性體的合計含量優選為構成黏接層BS的全部樹脂成分的60重量%~100重量%,更優選為80重量%~100重量%。
此外,在黏接層BS中,除了聚苯乙烯彈性體以外,還可適當調配例如增塑劑、環氧樹脂等硬化樹脂成分、硬化劑、硬化促進劑、有機填料或無機填料、偶合劑、阻燃劑等。
<聚醯亞胺的合成>
構成第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B的熱塑性聚醯亞胺、非熱塑性聚醯亞胺及構成黏接層BS的黏接性聚醯亞胺可通過如下方式來製造:使所述酸二酐與二胺化合物在溶媒中反應,在生成聚醯胺酸後進行加熱閉環。例如,使酸二酐成分與二胺化合物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,由此可獲得作為聚醯亞胺的前體的聚醯胺酸。在反應時,以所生成的前體在有機溶媒中成為5重量%~50重量%的範圍內、優選為10重量%~40重量%的範圍內的方式溶解反應成分。作為聚合反應中所使用的有機溶媒,例如可列舉:N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethyl formamide,DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide,DMAc)、N,N-二乙基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone,NMP)、2-丁酮、二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide,DMSO)、六甲基磷醯胺、N-甲基己內醯胺、硫酸二甲酯、環己酮、二噁烷、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚(diglyme)、三乙二醇二甲醚(triglyme)、甲酚等。也可將這些溶媒並用兩種以上,進而也能並用二甲苯、甲苯之類的芳香族烴。另外,作為此種有機溶媒的使用量,並無特別限制,優選為調整為通過聚合反應而獲得的聚醯胺酸溶液的濃度成為5重量%~50重量%左右的使用量來使用。
所合成的聚醯胺酸有利的是通常用作反應溶媒溶液,視需要可進行濃縮、稀釋或置換為其他有機溶媒。另外,聚醯胺酸通常溶媒可溶性優異,因此有利地使用。聚醯胺酸的溶液的黏度優選為500 mPa.s~100,000 mPa.s的範圍內。若偏離所述範圍,則例如在利用塗布機等進行塗敷作業時容易在膜中產生厚度不均、條紋等不良。
使聚醯胺酸進行醯亞胺化而形成黏接性聚醯亞胺的方法並無特別限制,例如可適宜地採用以80℃~400℃的範圍內的溫度條件歷時0.1小時~24小時進行加熱等熱處理。
<黏接性聚醯亞胺的交聯形成>
在黏接性聚醯亞胺具有酮基的情況下,通過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的胺基反應而形成C=N鍵,從而可形成交聯結構。通過形成交聯結構,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優選的四羧酸酐,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。
作為能夠用於黏接性聚醯亞胺的交聯形成的胺基化合物,可例示:二醯肼化合物、芳香族二胺、脂肪族胺等。這些中,優選為二醯肼化合物。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,清漆的保存穩定性存在擔憂,另一方面,芳香族二胺為了形成交聯結構而需要設為高溫。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,例如優選為乙二酸二醯肼、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。
在使黏接性聚醯亞胺進行交聯形成的情況下,向包含具有酮基的黏接性聚醯亞胺的樹脂溶液中加入所述胺基化合物,使黏接性聚醯亞胺中的酮基與胺基化合物的一級胺基進行縮合反應。通過所述縮合反應,樹脂溶液進行硬化而成為硬化物。在所述情況下,關於胺基化合物的添加量,可以一級胺基相對於酮基1莫耳而合計為0.004莫耳~1.5莫耳、優選為0.005莫耳~1.2莫耳、更優選為0.03莫耳~0.9莫耳、最優選為0.04莫耳~0.5莫耳的方式添加胺基化合物。若為一級胺基相對於酮基1莫耳而合計未滿0.004莫耳之類的胺基化合物的添加量,由於利用胺基化合物的黏接性聚醯亞胺的交聯不充分,因此硬化後的黏接層BS中存在難以表現出耐熱性的傾向,若為一級胺基相對於酮基1莫耳而合計超過1.5莫耳的胺基化合物的添加量,則未反應的胺基化合物作為熱塑劑發揮作用,存在使黏接層BS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胺基化合物的一級胺基進行反應而形成亞胺鍵(C=N鍵)的條件,則並無特別限制。關於加熱縮合的溫度,出於將通過縮合而生成的水放出至系統外、或在黏接性聚醯亞胺的合成後繼而進行加熱縮合反應的情況下使所述縮合步驟簡化等理由,例如優選為120℃~220℃的範圍內,更優選為140℃~200℃的範圍內。反應時間優選為30分鐘~24小時左右,反應的終點例如可通過使用傅立葉轉換紅外分光光度計(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值減少或消失、及1635 cm
-1附近的源自亞胺基的吸收峰值出現來確認。
黏接性聚醯亞胺的酮基與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:(a)緊接著黏接性聚醯亞胺的合成(醯亞胺化)而添加胺基化合物並進行加熱的方法;(b)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與黏接性聚醯亞胺一起加熱的方法;或者(c)將添加有胺基化合物的黏接性聚醯亞胺的組成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,在交聯結構的形成中說明了亞胺鍵的形成,但並不限定于此,作為黏接性聚醯亞胺的硬化方法,例如也能調配環氧樹脂、環氧樹脂硬化劑等進行硬化。
[覆金屬層疊板]
本實施方式的覆金屬層疊板包括多層膜100、多層膜101、以及層疊於多層膜100、多層膜101的一面或兩面的金屬層。
圖3示出本發明的優選實施方式的覆金屬層疊板200的剖面結構。覆金屬層疊板200是在多層膜100的兩側層疊有金屬層110A與金屬層110B的結構。因此,覆金屬層疊板200具有將金屬層110A/第一絕緣樹脂層40A/黏接層BS/第二絕緣樹脂層40B/金屬層110B按此順序層疊而成的結構。金屬層110A與金屬層110B分別位於最外側,在它們的內側配置有第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B,進而在第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B之間插設配置有黏接層BS。也可認為具有此種層結構的覆金屬層疊板200具有如下結構,即,將金屬層110A、熱塑性聚醯亞胺層10A、及非熱塑性聚醯亞胺層20A按此順序層疊而成的第一單面覆金屬層疊板(C1)與金屬層110B、熱塑性聚醯亞胺層10B、及非熱塑性聚醯亞胺層20B按此順序層疊而成的第二單面覆金屬層疊板(C2)以絕緣層側相向的方式利用黏接層BS貼合而成的結構。
圖4示出本發明的另一優選實施方式的覆金屬層疊板201的剖面結構。覆金屬層疊板201是在多層膜101的兩側層疊有金屬層110A與金屬層110B的結構。因此,覆金屬層疊板201具有將金屬層110A/第一絕緣樹脂層40A/黏接層BS/第二絕緣樹脂層40B/金屬層110B按此順序層疊而成的結構。金屬層110A與金屬層110B分別位於最外側,在它們的內側配置有第一絕緣樹脂層40A及第二絕緣樹脂層40B,進而在第一絕緣樹脂層40A與第二絕緣樹脂層40B之間插設配置有黏接層BS。也可認為具有此種層結構的覆金屬層疊板201具有如下結構,即,將金屬層110A、熱塑性聚醯亞胺層10A、非熱塑性聚醯亞胺層20A、及熱塑性聚醯亞胺層30A按此順序層疊而成的第一單面覆金屬層疊板(C1)與金屬層110B、熱塑性聚醯亞胺層10B、非熱塑性聚醯亞胺層20B、及熱塑性聚醯亞胺層30B按此順序層疊而成的第二單面覆金屬層疊板(C2)以絕緣層側相向的方式利用黏接層BS貼合而成的結構。
作為金屬層110A及金屬層110B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、錳及它們的合金等。其中,特優選為銅或銅合金。此外,後述的本實施方式的電路基板中的配線層的材質也與金屬層110A及金屬層110B相同。
金屬層110A及金屬層110B的厚度並無特別限定,例如在使用銅箔等金屬箔的情況下,優選為35 μm以下,更優選為以5 μm~25 μm的範圍內為宜。就生產穩定性及處理性的觀點而言,金屬箔的厚度的下限值優選為設為5 μm。再者,在使用銅箔的情況下,可為軋製銅箔,也可為電解銅箔。另外,作為銅箔,可使用市售的銅箔。
另外,關於金屬箔,例如以防銹處理或黏接力的提高為目的,例如也可實施利用壁板(siding)、鋁醇化物、鋁螯合物、矽烷偶合劑等的表面處理。
覆金屬層疊板200、覆金屬層疊板201在蝕刻除去金屬層110A、金屬層110B時,以蝕刻前的多層膜100、多層膜101為基準,蝕刻後的多層膜100、多層膜101的尺寸變化率優選為±0.10%以內,另外,以所述蝕刻後的多層膜100、多層膜101為基準,在150℃下加熱30分鐘後的尺寸變化率優選為±0.10%以內。蝕刻後及加熱後的尺寸變化率為±0.10%以內是指電路加工時的尺寸變化小,可提高FPC等電路基板的可靠性。
此處,尺寸變化率的測定可按照以下的順序進行。
首先,使用由覆金屬層疊板200、覆金屬層疊板201製作的150 mm見方的試驗片,以100 mm間隔對幹膜抗蝕劑進行曝光、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,通過蝕刻(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。蝕刻後尺寸變化率可通過下述數式來算出。
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
其次,將試驗片在150℃的烘箱中加熱處理30分鐘,測定其後的位置靶材間的距離。算出MD方向(長度方向)及TD方向(寬度方向)上的各三處相對於蝕刻後的尺寸變化率,以各自的平均值作為加熱處理後的尺寸變化率。加熱後尺寸變化率可通過下述數式來算出。
加熱後尺寸變化率(%)=(C-B)/B×100
B:蝕刻後的靶材間距離
C:加熱後的靶材間距離
[覆金屬層疊板的製造]
覆金屬層疊板200、覆金屬層疊板201例如可利用以下的方法1或方法2來製造。此外,對於成為黏接層BS的黏接性聚醯亞胺,可如上所述那樣交聯形成。
[方法1]
首先,準備具有所述層結構的第一單面覆金屬層疊板(C1)及第二單面覆金屬層疊板(C2)。其次,將成為黏接層BS的所述黏接性聚醯亞胺或其前體成形為片狀而製成黏接片。將所述黏接片配置於第一單面覆金屬層疊板(C1)的第一絕緣樹脂層40A與第二單面覆金屬層疊板(C2)的第二絕緣樹脂層40B之間並加以貼合,進行熱壓接。
[方法2]
首先,準備第一單面覆金屬層疊板(C1)及第二單面覆金屬層疊板(C2)。其次,將成為黏接層BS的所述黏接性聚醯亞胺的溶液或其前體的溶液以規定的厚度塗布於第一單面覆金屬層疊板(C1)的第一絕緣樹脂層40A、或第二單面覆金屬層疊板(C2)的第二絕緣樹脂層40B的任一方或雙方上,使其乾燥而形成塗布膜。然後,在塗布膜側將第一單面覆金屬層疊板(C1)與第二單面覆金屬層疊板(C2)貼合併進行熱壓接。
方法1、方法2中使用的第一單面覆金屬層疊板(C1)及第二單面覆金屬層疊板(C2)例如可通過以下方式來製造:反覆進行在成為金屬層110A、金屬層110B的金屬箔上依次塗布作為熱塑性聚醯亞胺或非熱塑性聚醯亞胺的前體的聚醯胺酸的溶液並乾燥,進行熱處理而醯亞胺化。
另外,方法1中使用的黏接片例如可藉由以下方法等來製造:(1)在任意的支撐基材上塗布聚醯胺酸的溶液並乾燥,進行熱處理而醯亞胺化後,從支撐基材剝離而製成黏接片的方法;(2)在任意的支撐基材上塗布聚醯胺酸的溶液並乾燥後,從支撐基材剝離聚醯胺酸的凝膠膜,進行熱處理而醯亞胺化從而製成黏接片的方法;(3)在支撐基材上塗布所述黏接性聚醯亞胺的溶液並乾燥後,從支撐基材剝離而製成黏接片的方法。
在所述中,作為將聚醯亞胺溶液(或聚醯胺酸溶液)塗布於金屬箔、支撐基材或絕緣樹脂層上的方法,並無特別限制,例如能夠利用刮刀、模、刀、模唇等塗布機進行塗布。
如上所述那樣獲得的本實施方式的覆金屬層疊板200、覆金屬層疊板201可通過對金屬層110A和/或金屬層110B進行蝕刻等而進行配線電路加工,可製造單面FPC或雙面FPC等電路基板。
[電路基板]
本實施方式的覆金屬層疊板200、覆金屬層疊板201主要有效用作FPC、剛性-柔性電路基板等電路基板材料。即,通過利用常規方法將本實施方式的覆金屬層疊板200、覆金屬層疊板201的兩個金屬層110A、110B的一方或雙方加工成圖案狀而形成配線層,可製造作為本發明的一實施方式的FPC等電路基板。
[實施例]
以下,通過實施例對本發明進行更具體說明,但本發明並不受這些實施例的任何限定。此外,在以下的實施例中,只要並無特別說明,則各種測定、評價如下所述。
[熱膨脹係數的測定]
針對3 mm×20 mm尺寸的聚醯亞胺膜,使用TMA(日立高科技(Hitachi High-Tech)公司製造,商品名:TMA/SS6000),一邊施加5.0 g的負荷一邊以一定的升溫速度自30℃以20℃/分鐘的速度升溫至210℃,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200℃至100℃為止的平均熱膨脹係數(熱膨脹係數)。
[儲存彈性係數的測定]
針對5 mm×20 mm尺寸的試樣膜,使用動態黏彈性測定裝置(DMA:日本TA儀器(TA Instruments Japan)股份有限公司製造,商品名:RSA-G2),自25℃至300℃為止以升溫速度10℃/分鐘、頻率1 Hz進行測定。將此時的彈性係數變化(tanδ)為最大的溫度設為玻璃化轉變溫度。
[相對介電常數及介電損耗正切的測定]
使用向量網路分析儀(Vector Network Analyzer)(安捷倫(Agilent)公司製造,商品名:E8363C)以及SPDR共振器,測定20 GHz下的樹脂片的相對介電常數(Dk)及介電損耗正切(Df)。此外,測定中所使用的材料是在溫度:24℃~26℃、濕度:45%~55%相對濕度(Relative Humidity,RH)的條件下放置24小時的材料。
[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,開始測定起經過2分鐘後,讀取黏度穩定時的值。
[重量平均分子量(Mw)的測定]
通過凝膠滲透色譜儀(Gel Permeation Chromatograph)(東曹(TOSOH)股份有限公司製造、HLC-8220GPC)來測定重量平均分子量。使用聚苯乙烯作為標準物質,展開溶媒使用四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)
[蝕刻後的尺寸變化率的測定]
首先,使用由覆金屬層疊板製作的150 mm見方的試驗片,以100 mm間隔對幹膜抗蝕劑進行曝光、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,通過蝕刻(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。蝕刻後尺寸變化率可通過下述數式來算出。
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
[加熱後的尺寸變化率的測定]
其次,將測定了蝕刻後的尺寸變化率的試驗片在150℃的烘箱中加熱處理30分鐘,測定其後的位置靶材間的距離。算出MD方向(長度方向)及TD方向(寬度方向)上的各三處相對於蝕刻後的尺寸變化率,以各自的平均值作為加熱處理後的尺寸變化率。加熱後尺寸變化率可通過下述數式來算出。
加熱後尺寸變化率(%)=(C-B)/B×100
B:蝕刻後的靶材間距離
C:加熱後的靶材間距離
[剝離強度的測定]
對覆銅層疊板樣品上的銅箔進行電路加工而形成寬度1.0 mm、間隔5.0 mm的線與空間後,切斷成:寬度8 cm×長度4 cm,製備測定樣品。使用滕喜龍測試儀(Tensilon tester)(東洋精機製作所製造,商品名:斯特洛古拉夫(Strograph)VE-1D),通過雙面膠帶將測定樣品的樹脂層側固定於鋁板上,在180°方向上以50 mm/分鐘的速度剝離銅箔,求出銅箔從樹脂層剝離10 mm時的中央強度。
本實施例中使用的縮寫表示以下化合物。
BPDA:3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐
PMDA:均苯四甲酸二酐
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
雙苯胺-M:1,3-雙[2-(4-胺基苯基)-2-丙基]苯
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
DMAc:N,N-二甲基乙醯胺
BTDA:3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐
DDA:碳數36的脂肪族二胺(日本禾大(Croda Japan)公司製造,商品名:普利阿敏(PRIAMINE)1074,胺值:205 mgKOH/g,環狀結構及鏈狀結構的二聚物二胺的混合物,二聚物成分的含量:95重量%以上)
BAPP:2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷
N-12:十二烷二酸二醯肼
OP935:有機膦酸鋁鹽(日本科萊恩(Clariant Japan)公司製造,商品名:艾克索利特(Exolit)OP935)
聚苯乙烯彈性體:科騰(KRATON)公司製造,商品名:MD1653MO(氫化聚苯乙烯彈性體,苯乙烯單元含有比例:30重量%,Mw:80,499,無酸值)
(合成例1)
<絕緣樹脂層用聚醯胺酸溶液的製備>
在氮氣流下,向反應槽中投入69.56 g的m-TB(0.328莫耳)、542.75 g的TPE-R(1.857莫耳)、聚合後的固體成分濃度為12重量%的量的DMAc,在室溫下攪拌使其溶解。其次,添加194.39 g的PMDA(0.891莫耳)及393.31 g的BPDA(1.337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:2,700 mPa·s)。
使用聚醯胺酸溶液1製作的聚醯亞胺膜的儲存彈性係數在30℃下為4.3×10
9Pa,在300℃下為9.4×10
7Pa,為熱塑性。
(合成例2)
<絕緣樹脂層用聚醯胺酸溶液的製備>
在氮氣流下,向反應槽中投入64.20 g的m-TB(0.302莫耳)及5.48 g的雙苯胺-M(0.016莫耳)以及聚合後的固體成分濃度為15重量%的量的DMAc,在室溫下攪拌使其溶解。其次,添加34.20 g的PMDA(0.157莫耳)及46.13 g的BPDA(0.157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:28,000 mPa·s)。
使用聚醯胺酸溶液2製作的聚醯亞胺膜的儲存彈性係數在30℃下為7.0×10
9Pa,在300℃下為5.4×10
8Pa,為非熱塑性。
(合成例3)
<黏接層用樹脂溶液的製備>
在500 ml的可拆式燒瓶中裝入21.34 g的BTDA(0.06622莫耳)、12.99 g的BPDA(0.04414莫耳)、46.7042 g的DDA(0.08741莫耳)、8.97104 g的BAPP(0.02185莫耳)、126 g的NMP及84g的二甲苯,在40℃下充分混合1小時,製備聚醯胺酸溶液。將所述聚醯胺酸溶液升溫至190℃,加熱、攪拌5小時,加入65 g的二甲苯,製備完成醯亞胺化的聚醯亞胺溶液1(固體成分:31重量%,重量平均分子量:35,886,黏度:2,580 mPa·s)。
(製作例1)
<黏接層用樹脂片的製備>
在聚醯亞胺溶液1的40.97 g(作為固體成分為12.7 g)中調配0.46 g的N-12及2.54 g的OP935、7.62 g的聚苯乙烯彈性體樹脂,加入45.23 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的方式塗布於脫模基材(長×寬×厚=320 mm×240 mm×25 μm)的聚矽氧烷處理面,然後在80℃下加熱乾燥15分鐘,從脫模基材上剝離,由此製備樹脂片1。另外,樹脂片1的儲存彈性係數的特性如下所述。
儲存彈性係數(25℃):901 MPa
儲存彈性係數(100℃):5.0 MPa
儲存彈性係數(200℃):2.0 MPa
(製作例2)
<單面覆金屬層疊板的製備>
將聚醯胺酸溶液1以硬化後的厚度為約1.6 μm的方式均勻地塗布於銅箔1(電解銅箔、厚度:12 μm、樹脂層側的表面粗糙度Rz:0.6 μm)上,然後在120℃下加熱乾燥,除去溶媒。其次,在其上以硬化後的厚度為約2.4 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液2,在120℃下加熱乾燥,除去溶媒。進而,從120℃到360℃進行階段性的熱處理,完成醯亞胺化,製備單面覆金屬層疊板1。
(製作例3~製作例4)
除了如表1所示那樣改變聚醯胺酸溶液1與聚醯胺酸溶液2的硬化後厚度以外,與製作例2同樣地製備單面覆金屬層疊板2、單面覆金屬層疊板3。
[表1]
聚醯胺酸溶液1的 硬化後厚度[μm] | 聚醯胺酸溶液2的 硬化後厚度[μm] | ||
製作例2 | 單面覆金屬層疊板1 | 1.6 | 2.4 |
製作例3 | 單面覆金屬層疊板2 | 2.0 | 6.0 |
製作例4 | 單面覆金屬層疊板3 | 2.0 | 10.0 |
(製作例5)
將聚醯胺酸溶液1以硬化後的厚度為約2 μm的方式均勻地塗布於銅箔1上,然後在120℃下加熱乾燥,除去溶媒。其次,在其上以硬化後的厚度為約21 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液2,在120℃下加熱乾燥而除去溶媒。進而,在其上以硬化後的厚度為約2 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液1,然後在120℃下加熱乾燥而除去溶媒。進而,從120℃到360℃進行階段性的熱處理,完成醯亞胺化,製備單面覆金屬層疊板4。
<聚醯亞胺膜的製備>
使用氯化鐵水溶液蝕刻除去單面覆金屬層疊板1~單面覆金屬層疊板4的銅箔層而製備聚醯亞胺膜1~聚醯亞胺膜4。使用製備後的聚醯亞胺膜1~聚醯亞胺膜4,測定聚醯亞胺層的熱膨脹係數與儲存彈性係數。將結果示於表2或表3。
[實施例1]
將聚醯亞胺清漆1以乾燥後厚度為46 μm的方式塗敷於單面覆金屬層疊板1的絕緣樹脂層側的面之後,從80℃到200℃以階段性的熱處理進行乾燥,從而製備帶黏接層的單面覆金屬層疊板1。準備兩片所述帶黏接層的單面覆金屬層疊板1,將黏接層側合起來進行層疊,在180℃下施加3.5 MPa的壓力2小時進行壓接,製備覆金屬層疊板1。另外,蝕刻除去覆金屬層疊板1中的銅箔層,獲得多層膜1。使用覆金屬層疊板1測定尺寸變化率及剝離強度,使用多層膜1測定介電特性與熱膨脹係數。
[實施例2~實施例3]
將聚醯亞胺清漆1的乾燥後厚度變更為37.5 μm,將單面覆金屬層疊板1變更為單面覆金屬層疊板2、單面覆金屬層疊板3,除此以外,與實施例1同樣地製備覆金屬層疊板2~覆金屬層疊板3及多層膜2~多層膜3。
將所製作的覆金屬層疊板1~覆金屬層疊板3及多層膜1~多層膜3的層結構及評價結果示於表2。此外,表2中,將熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
A,將非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T
B,將黏接層的厚度設為tad。
[表2]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | ||
層結構 | 所使用的單面覆金屬層疊板 | 1 | 2 | 3 |
黏接層中使用的聚醯亞胺清漆 | 1 | 1 | 1 | |
熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸1)厚度[μm] | 1.6 | 2.0 | 2.0 | |
非熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸2)厚度[μm] | 2.4 | 6.0 | 10.0 | |
黏接層(聚醯亞胺清漆1)厚度[μm] | 92.0 | 75.0 | 75.0 | |
非熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸2)厚度[μm] | 2.4 | 6.0 | 10.0 | |
熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸1)厚度[μm] | 1.6 | 2.0 | 2.0 | |
多層膜的總厚度[μm] | 100.0 | 91.0 | 99.0 | |
黏接層的比率tad/(T A+T B+tad) | 0.92 | 0.82 | 0.76 | |
熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的比例 (T A)/(T A+T B) | 0.40 | 0.25 | 0.17 | |
物性 | 覆金屬層疊板的蝕刻後尺寸變化率[%] | 0.01 | 0.05 | 0.04 |
覆金屬層疊板的加熱後尺寸變化率[%] | 0.01 | 0.02 | -0.01 | |
多層膜的相對介電常數Dk(20 GHz) | 2.61 | 2.65 | 2.72 | |
多層膜的介電損耗正切Df(20 GHz) | 0.0015 | 0.0023 | 0.0023 | |
聚醯亞胺層的熱膨脹係數[ppm/K] | 20 | 16 | 13 | |
多層膜的熱膨脹係數[ppm/K] | 21 | 13 | 15 | |
黏接層在25℃下的儲存彈性係數[MPa] | 901 | 901 | 901 | |
黏接層在100℃下的儲存彈性係數[MPa] | 5 | 5 | 5 | |
黏接層在200℃下的儲存彈性係數[MPa] | 2 | 2 | 2 | |
聚醯亞胺層在25℃下的儲存彈性係數[MPa] | 3998 | 5127 | 8656 | |
聚醯亞胺層在100℃下的儲存彈性係數[MPa] | 3945 | 5117 | 7433 | |
聚醯亞胺層在200℃下的儲存彈性係數[MPa] | 2200 | 2944 | 3493 | |
聚醯亞胺層的彈性係數參數P P | 49.160 | 128.976 | 262.224 | |
黏接層的彈性係數參數P AD | 0.644 | 0.525 | 0.525 | |
P P/P AD | 76 | 246 | 499 | |
剝離強度[kN/m] | 1.0 | 1.1 | 1.2 |
(比較例1)
準備厚度50 μm與厚度25 μm的氟樹脂片1(旭硝子公司製造,商品名:黏接全氟樹脂EA-2000)及兩片單面覆金屬層疊板2,以在兩片單面覆金屬層疊板2的絕緣樹脂層側夾持的方式層疊兩片氟樹脂片,並在320℃下施加3.5 MPa的壓力壓接5分鐘,製備覆金屬層疊板4。將覆金屬層疊板4及除去銅箔後的多層膜4的評價結果示於表3。
(比較例2)
準備兩片單面覆金屬層疊板4,使各自的絕緣樹脂層側的面與樹脂片1的兩面重合,在180℃下施加3.5 MPa的壓力壓接2小時,製備覆金屬層疊板5。將覆金屬層疊板5及除去銅箔後的多層膜5的評價結果示於表3。
(比較例3)
代替樹脂片1,使用氟樹脂片1,在320℃下施加3.5 MPa的壓力壓接5分鐘,除此以外,與比較例2同樣地製備覆金屬層疊板6。將覆金屬層疊板6及除去銅箔後的多層膜6的評價結果示於表3。
[表3]
比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | ||
層結構 | 所使用的單面覆金屬層疊板 | 2 | 4 | 4 |
黏接層 | 氟樹脂片1 | 聚醯亞胺清漆1 | 氟樹脂片1 | |
熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸1)厚度[μm] | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
非熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸2)厚度[μm] | 6.0 | 21.0 | 21.0 | |
熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸1)厚度[μm] | - | 2.0 | 2.0 | |
黏接層(聚醯亞胺清漆1或氟樹脂)厚度[μm] | 75.0 | 50.0 | 50.0 | |
熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸1)厚度[μm] | - | 2.0 | 2.0 | |
非熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸2)厚度[μm] | 6.0 | 21.0 | 21.0 | |
熱塑性聚醯亞胺層(聚醯胺酸1)厚度[μm] | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
多層膜的總厚度[μm] | 91.0 | 100.0 | 100.0 | |
黏接層的比率tad/(T A+T B+tad) | 0.82 | 0.50 | 0.50 | |
熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的比例 (T A)/(T A+T B) | 0.25 | 0.16 | 0.16 | |
物性 | 覆金屬層疊板的蝕刻後尺寸變化率[%] | -0.29 | -0.03 | -0.11 |
覆金屬層疊板的加熱後尺寸變化率[%] | -0.25 | 0.02 | -0.19 | |
多層膜的相對介電常數Dk(20 GHz) | 2.24 | 2.97 | 2.72 | |
多層膜的介電損耗正切Df(20 GHz) | 0.0018 | 0.0029 | 0.0021 | |
聚醯亞胺層的熱膨脹係數[ppm/K] | 16 | 24 | 24 | |
多層膜的熱膨脹係數[ppm/K] | 49 | 24 | 28 | |
黏接層在25℃下的儲存彈性係數[MPa] | 487 | 901 | 487 | |
黏接層在100℃下的儲存彈性係數[MPa] | 130 | 5 | 130 | |
黏接層在200℃下的儲存彈性係數[MPa] | 42 | 2 | 42 | |
聚醯亞胺層在25℃下的儲存彈性係數[MPa] | 5127 | 9617 | 9617 | |
聚醯亞胺層在100℃下的儲存彈性係數[MPa] | 5117 | 7626 | 7626 | |
聚醯亞胺層在200℃下的儲存彈性係數[MPa] | 2944 | 3529 | 3529 | |
聚醯亞胺層的彈性係數參數P P | 128.976 | 557.750 | 557.750 | |
黏接層的彈性係數參數P AD | 12.900 | 0.350 | 8.600 | |
P P/P AD | 10 | 1594 | 65 | |
剝離強度[kN/m] | 1.0 | 1.1 | 1.0 |
若對比較例1與比較例3進行比較,則可知在內層為高溫時的儲存彈性係數高的結構的情況下,外層的聚醯亞胺層的厚度越薄,尺寸穩定性越顯著惡化。另外,若對比較例1與實施例2進行比較,則可知在常溫下使用低彈性的接著劑層時,尺寸穩定性更加惡化,為了確保尺寸穩定性,重要的是非常溫而為製程溫度帶的儲存彈性係數。
根據以上結果,在外層設置尺寸控制層,內層設置低介電層的結構中,為了使外層部變薄,作為層疊膜進行低介電化,重要的是將各層的厚度平衡與內層的製程溫度帶的儲存彈性係數控制在規定的範圍內。
具體而言,可使用由100℃及200℃的儲存彈性係數與厚度算出的指標(P
P/P
AD)。在比較例1中,由於P
P/P
AD過小,因此黏接層的影響較強地表現,尺寸惡化。為了確保充分的尺寸穩定性,需要設為超過比較例3而與實施例1同等以上水準的(P
P/P
AD)。另外,在如比較例2那樣(P
P/P
AD)過高的情況下,雖然可確保尺寸穩定性,但由於聚醯亞胺層過厚,因此介電特性惡化。
(參考例1)
將聚醯胺酸溶液1以硬化後的厚度為約0.8 μm的方式均勻地塗布於銅箔1上,然後在120℃下加熱乾燥,除去溶媒。其次,在其上以硬化後的厚度為約2.9 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液2,在120℃下加熱乾燥而除去溶媒。進而,在其上以硬化後的厚度為約0.8 μm的方式均勻地塗布聚醯胺酸溶液1,然後在120℃下加熱乾燥而除去溶媒。進而,從120℃到360℃進行階段性的熱處理,完成醯亞胺化,製備單面覆金屬層疊板5。測定所述單面覆金屬層疊板5的剝離強度,結果為0.6 kN/m。
在比較例2及實施例1中,聚醯亞胺層的CTE均為20 ppm/K左右的優選範圍,但熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的比例(T
A)/(T
A+T
B)大不相同。在通過澆鑄法形成聚醯亞胺層的情況下,由於厚度越薄越低CTE化,因此為了表現出適當的尺寸穩定性,需要將(T
A)/(T
A+T
B)抑制在規定的範圍內。
另外,如參考例1那樣,在保持熱塑性聚醯亞胺為兩層,非熱塑性聚醯亞胺為一層的以往設計的狀態下使聚醯亞胺層變薄時,剝離強度降低。另一方面,在如實施例1那樣使熱塑性聚醯亞胺層集中於基材側而使外層部為單側兩層結構的設計中,表現出充分的剝離強度。因此,在使聚醯亞胺層變薄的設計中,就與銅箔的密接性的觀點而言,有效的是熱塑性聚醯亞胺與非熱塑性聚醯亞胺的兩層結構。
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,能進行各種變形。
10A、10B、30A、30B:熱塑性聚醯亞胺層
20A、20B:非熱塑性聚醯亞胺層
40A:第一絕緣樹脂層
40B:第二絕緣樹脂層
100、101:多層膜
110A、110B:金屬層
200、201:覆金屬層疊板
BS:黏接層
圖1是表示本發明的優選實施方式的多層膜的層結構的示意性剖面圖。
圖2是表示本發明的另一優選實施方式的多層膜的層結構的示意性剖面圖。
圖3是表示本發明的優選實施方式的覆金屬層疊板的層結構的示意性剖面圖。
圖4是表示本發明的另一優選實施方式的覆金屬層疊板的層結構的示意性剖面圖。
10A、10B:熱塑性聚醯亞胺層
20A、20B:非熱塑性聚醯亞胺層
40A:第一絕緣樹脂層
40B:第二絕緣樹脂層
100:多層膜
BS:黏接層
Claims (14)
- 一種多層膜,其特徵在於,包括多個聚醯亞胺層、以及黏接層,所述多層膜具有以下的(1)或(2)的層結構: (1)熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層, 或者, (2)熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層/黏接層/熱塑性聚醯亞胺層/非熱塑性聚醯亞胺層/熱塑性聚醯亞胺層,且 滿足以下的a)~c)的條件: a)層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度為2 μm以上且20 μm以下的範圍內; b)滿足以下的式(i); 65 < P P/P AD< 1,550 …(i) 此處,P P是聚醯亞胺層的彈性係數參數,P AD是黏接層的彈性係數參數,由以下的式(ii)~式(v)表示: P P=P P1+P P2…(ii) P P1=(E' P100+E' P200)×t p1…(iii) P P2=(E' P100+E' P200)×t p2…(iv) P AD=(E' AD100+E' AD200)×tad…(v) E' P100:100℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa] E' P200:200℃下的聚醯亞胺層的儲存彈性係數[GPa] E' AD100:100℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa] E' AD200:200℃下的黏接層的儲存彈性係數[GPa] t p1:層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度[μm] t p2:層疊於黏接層的另一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度[μm] tad:黏接層的厚度[μm] 此處,聚醯亞胺層的彈性係數參數P P為將彈性係數參數P P1與彈性係數參數P P2相加而得的值,所述彈性係數參數P P1是將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層及非熱塑性聚醯亞胺層看作一個聚醯亞胺層而通過式(iii)算出,所述彈性係數參數P P2是將層疊於黏接層的另一側的熱塑性聚醯亞胺層及非熱塑性聚醯亞胺層看作一個聚醯亞胺層而通過式(iv)算出, c)作為多層膜整體,使用分離柱電介質共振器測定的20 GHz下的介電損耗正切小於0.0029。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層合在一起而成的聚醯亞胺層的100℃下的儲存彈性係數為1.0 GPa以上,200℃下的儲存彈性係數為0.1 GPa以上。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,黏接層的100℃下的儲存彈性係數小於130 MPa,且200℃下的儲存彈性係數為40 MPa以下。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,在將多層膜整體中的熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T A,將非熱塑性聚醯亞胺層的合計厚度設為T B,將黏接層的厚度設為tad時,滿足以下的式(vi): 0.60 ≦ tad/(T A+T B+tad) ≦ 0.99 …(vi)。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,將層疊於黏接層的一側的熱塑性聚醯亞胺層與非熱塑性聚醯亞胺層合在一起而成的聚醯亞胺層的熱膨脹係數為5 ppm/K~35 ppm/K的範圍內。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,所述黏接層含有熱塑性聚醯亞胺及聚苯乙烯彈性體樹脂,相對於熱塑性聚醯亞胺100重量份而言的聚苯乙烯彈性體樹脂的含量為10重量份以上且150重量份以下的範圍內。
- 如請求項6所述的多層膜,其中,所述黏接層中所含的熱塑性聚醯亞胺含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基,並且相對於全部二胺殘基,源自二聚物二胺組成物的二胺殘基的含有比例為20莫耳%以上,所述二聚物二胺組成物以二聚酸的兩個末端羧酸基經取代為一級胺基甲基或胺基而成的二聚物二胺為主成分,且由下述通式(1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的含有比例合計為5莫耳%~50莫耳%的範圍內, 在式(1)中,R獨立地表示鹵素原子、或者可經碳數1~6的鹵素原子取代的烷基或烷氧基、或者可經碳數1~6的一價烴基或烷氧基取代的苯基或苯氧基,Z獨立地表示選自-O-、-S-、-CH 2-、-CH(CH 3)-、-C(CH 3) 2-、-CO-、-COO-、-SO 2-、-NH-或者-NHCO-的二價基,m 1獨立地表示0~4的整數,m 2表示0~2的整數。
- 如請求項6所述的多層膜,其中,所述黏接層中所含的熱塑性聚醯亞胺為分子鏈中所含的酮基與具有至少兩個一級胺基作為官能基的胺基化合物的胺基通過C=N鍵形成交聯結構的交聯聚醯亞胺。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,構成所述熱塑性聚醯亞胺層的熱塑性聚醯亞胺含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基,並且相對於全部酸二酐殘基,由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐衍生的3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐殘基的比例為40莫耳%以上,且相對於全部二胺殘基,由下述通式(1)所表示的二胺化合物衍生的二胺殘基的比例為30莫耳%以上, 在式(1)中,R獨立地表示鹵素原子、或者可經碳數1~6的鹵素原子取代的烷基或烷氧基、或者可經碳數1~6的一價烴基或烷氧基取代的苯基或苯氧基,Z獨立地表示選自-O-、-S-、-CH 2-、-CH(CH 3)-、-C(CH 3) 2-、-CO-、-COO-、-SO 2-、-NH-或者-NHCO-的二價基,m 1獨立地表示0~4的整數,m 2表示0~2的整數。
- 如請求項1所述的多層膜,其中,構成所述非熱塑性聚醯亞胺層的非熱塑性聚醯亞胺含有由酸二酐成分衍生的酸二酐殘基及由二胺成分衍生的二胺殘基,並且相對於全部酸二酐殘基,具有聯苯骨架的酸二酐殘基的比例為40莫耳%以上,且相對於全部二胺殘基,具有聯苯骨架的二胺殘基的比例為40莫耳%以上。
- 一種覆金屬層疊板,具有如請求項1至10中任一項所述的多層膜、以及層疊於所述多層膜的一面或兩面的金屬層。
- 如請求項11所述的覆金屬層疊板,其中,在蝕刻除去所述金屬層時,以蝕刻前的多層膜為基準,蝕刻後的多層膜的尺寸變化率為±0.10%以內,且以蝕刻後的多層膜為基準,在150℃下加熱30分鐘後的尺寸變化率為±0.10%以內。
- 一種電路基板,是將如請求項11所述的覆金屬層疊板的金屬層加工成配線而成。
- 一種電路基板,包括絕緣樹脂層、以及設置於所述絕緣樹脂層的至少一面的配線層,且所述電路基板中, 所述絕緣樹脂層為如請求項1至10中任一項所述的多層膜。
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