WO2004045846A1 - フレキシブル金属積層体及び耐熱性接着剤組成物 - Google Patents

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WO2004045846A1
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resin layer
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Ichirou Koyano
Akihiro Maeda
Yuusuke Suzuki
Ken Yoshioka
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Tomoegawa Paper Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a flexible metal laminate used for a flexible printed circuit board, in particular, a flexible printed circuit board that forms a circuit by employing a flip-chip bonding method that requires high heat resistance, and a heat-resistant circuit board.
  • the present invention relates to an adhesive composition.
  • TAB Tepe Automated Bonding
  • flexible metal laminates with copper foil laminated with a polyamide adhesive laminated on an organic insulating film such as a polyimide film are widely used. It is used.
  • flexible metal laminates of various structures are on the market.
  • a three-layer structure product in which a metal foil and a polyimide film are bonded with an adhesive layer such as an epoxy resin or an acrylic resin, and a two-layer structure in which a metal layer is formed on a polyimide film by an evaporation method or a plating method.
  • Goods are mainly marketed.
  • the flip-chip bonding method is a method in which a circuit pattern is formed on the flexible metal laminate having the three-layer structure or the two-layer structure by a photoresist method or the like, and an electrode (gold bump electrode) of an IC chip is formed on the wiring of the circuit pattern.
  • This is a method of joining by applying a high temperature of 500 to 500 ° C. and a high pressure of 150 to 30 ON / cm 2 . Therefore, the flexible metal laminate must have high heat resistance, such as not being mechanically deformed or melted even at high temperature and high pressure during flip chip bonding. Is required.
  • the polyimide film used for the insulating layer is also a non-thermoplastic polyimide resin that has excellent solvent resistance and does not melt. And excellent electrical characteristics.
  • the heat resistance of the adhesive layer adjacent to the metal layer is significantly poor. For this reason, the bonding layer was deformed and melted at high temperature and high pressure during flip chip bonding, and there was a problem that bonding reliability was significantly reduced.
  • Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-148695 and 2000-10000-1010 disclose polyimides having high heat resistance.
  • a flexible metal laminate using a resin layer has been proposed.
  • the bonding layer is deformed or melted after high temperature and high pressure is applied during the flip chip bonding, and the bonding reliability is remarkably reduced, which is not practically satisfactory.
  • a means of laminating a metal layer such as a metal foil using a highly heat-resistant thermoplastic resin as an adhesive layer can be considered.
  • a metal layer such as a metal foil using a highly heat-resistant thermoplastic resin as an adhesive layer
  • a difference in linear expansion occurs, and problems such as metal foil shrinkage are likely to occur.
  • a flexible metal laminate obtained by a method called a polyimide cast type in which a polyimide precursor varnish is directly applied on a metal foil, which has been problematic, and then dried and imidized.
  • this flexible metal laminate it was necessary to remove the solvent from the metal foil when applying the polyimide precursor varnish on the metal foil.
  • a polyimide process at a high temperature close to 400 ° C is also required.
  • this polyimide film process attention must be paid to dimensional stability, and advanced control technology is required.
  • this flexible metal laminate has improved heat resistance as compared with the conventional three-layer structure product, it has a problem in that productivity is poor and large-scale manufacturing facilities and the like have a cost burden.
  • Japanese Patent Publication No. 55-39242 discloses a heat-resistant resin composition containing a maleimide compound and a (methyl) arylphenol compound. This composition has a problem that the impact resistance is poor.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-030271 discloses a resin composition in which a specific polyether ketone, a maleimide compound and an arylphenol compound are blended. It is reported that this composition can improve impact resistance without impairing heat resistance and the like.
  • polyether ketone has a drawback that film formation is poor due to its rigid structure, and a composition containing this compound has insufficient toughness and ductility required for film formation, It is unsuitable for flexible substrates.
  • thermoplastic polyimide resin having a glass transition temperature Tg of more than 400 ° C. When a high Tg thermoplastic polyimide resin having a glass transition temperature Tg of more than 400 ° C. is used, heat resistance is improved, but the resin is hardly soluble in a solvent and has a high Tg. It is necessary to raise the processing temperature, and it is difficult to work and handle. In addition, there is a problem that the adhesiveness on the substrate on which this is applied is poor.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high reliability, good workability, excellent heat resistance, and a flexible metal laminate and a heat resistant adhesive composition suitable for a flip chip bonding method.
  • the purpose is to provide. Disclosure of the invention
  • the flexible metal laminate of the present invention is characterized in that at least a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer and a thermoplastic resin layer are sequentially laminated on a metal layer. Since the heat resistance of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer on the metal layer is higher than that of the thermoplastic resin layer, it is possible to improve the heat resistance of the entire insulating layer composed of all resin layers formed on the metal layer. .
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer comprises a thermoplastic resin (A) having at least one imide group and a thermosetting compound (B) having at least two maleimide groups. It is preferable to contain the compound (C) having a functional group capable of reacting with the component (B).
  • FIG. 1 is a sectional view of a flexible metal laminate according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of another flexible metal laminate according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the flexible metal laminate according to the present invention.
  • the flexible metal laminate 1 of the present invention has an insulating layer in which at least two layers of resin are laminated on one surface of the metal layer 2 in the order of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer 3 and the thermoplastic resin layer 4. It is composed of Further, as shown in FIG. 2, an organic resin layer 5 may be further laminated on the surface of the thermoplastic resin layer 4.
  • a metal foil such as a gold foil, a silver foil, a copper foil, a phosphor bronze foil, a stainless steel foil, a nickel foil, an aluminum foil, a steel foil, and a titanium foil; an alloy foil of these metals; And a metal sputtering film.
  • Metal foil is preferred, and among them, one selected from copper foil, stainless steel foil, aluminum foil, and steel foil is preferably used.
  • the thickness of the metal layer is 3 to 50 mm, preferably 9 to 35.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer 3 according to the present invention is a three-dimensionally crosslinked type thermosetting resin layer containing a reactive functional group in which functional groups are three-dimensionally crosslinked or polymerized by heat treatment. Contains thermosetting resin.
  • This resin preferably contains at least two or more reactive functional groups in one molecule.
  • the reactive functional group include an epoxy group, a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a thiol group, a carboxyl group, an amino group, an isocyanate group, and the like.
  • a functional group having a carbon-carbon double bond and a functional group having an acetylene carbon-carbon triple bond, such as an aryl group, a vinyl group, an acryl group, and a methylacryl group, are preferred functional groups.
  • a reactive functional group capable of performing a reaction involving a Diene 1s -A 1 d er reaction within a molecule or between molecules is more preferable.
  • a maleimide derivative, a bisarylnadiimide derivative, an arylphenol derivative, an isocyanurate derivative, and the like can be preferably used. One is preferred.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer 3 in the present invention has the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin
  • other resins can be contained.
  • the three-dimensional cross-linkable thermosetting resin layer 3 contains a solvent-soluble three-dimensional cross-linkable thermosetting resin and a solvent-soluble thermoplastic resin.
  • the three-dimensional cross-linkable thermosetting resin layer may contain a three-dimensional cross-linkable thermosetting resin having at least two reactive functional groups in one molecule and a solvent-soluble thermoplastic resin.
  • this makes it possible to improve the heat resistance and the film properties of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer is particularly preferably made of the following heat-resistant adhesive composition.
  • a preferred heat-resistant adhesive composition can react with a thermoplastic resin (A) having at least one imide group, a thermosetting compound (B) having at least two maleimide groups, and a component (B). And a compound having a functional group (C).
  • the component (A) is not particularly limited as long as it has at least one imide group in the repeating unit and exhibits thermoplasticity, and is generally available on the market or can be chemically synthesized. be able to.
  • Specific examples include a thermoplastic polyimide resin, a thermoplastic polyamideimide resin, a thermoplastic polyetherimide resin, a thermoplastic polyesterimide resin, and a thermoplastic polysiloxaneimide resin. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a soluble resin soluble in a solvent and capable of forming a film with the resin alone is preferably used.
  • a resin include a soluble polyimide resin, a soluble polyamide-imide resin, and a soluble siloxane-modified polyimide resin.
  • a soluble polyamideimide resin is preferable.
  • a resin in which one or two imide groups are bonded to a trivalent or tetravalent aromatic ring in a main chain, and two amide groups in a divalent aromatic ring are mainly used.
  • a polyamide-imide resin which is a straight-chain polymer having a chain bond as a repeating unit and soluble in a solvent even in a substantially imidized state.
  • the glass transition temperature T g of the component (A) is not particularly limited, but is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 300 ° C. or higher. Is particularly preferred. If the Tg of the component (A) is less than 200 ° C, the resulting composition may have insufficient heat resistance, which is not preferable. Further, the Tg of the component (A) is preferably 400 ° C. or less. If the Tg exceeds 400 ° C, the solubility in a solvent is reduced, and a high processing temperature is required.
  • the component (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a thermosetting compound having at least two maleimide groups, and specific examples thereof include N, N′-ethylene bismaleimide, N, N ′ —Hexamethylene bismaleimide, N, N ′ —Dodecamethylene bismaleimide, N, N ′ — m-Xylylene bismaleimide, N, N′P-xylylene bismaleimide, N, N′-1 3-bismethylenecyclohexanebisbismaleimide, N, N'-1,4-bismethylenecyclohexanebismaleimide, ⁇ , ⁇ '—2,4-tolylenebismaleimide, ⁇ , ⁇ '— 2, 6— Triphenyl bismaleimide, ⁇ , ⁇ '_ 3, 3' —Diphenylmethane bismaleimide, ⁇ , ⁇ '-4, 4'-Diphenylmethane bismaleimide, 3, 3' —Di
  • the component (C) used in the present invention is not particularly limited as long as it has a functional group capable of reacting with the component (B).
  • Specific examples thereof include a pinyl compound, a (methyl) aryl compound, and a nadimide Compounds having an unsaturated bond, such as compounds, maleimide compounds, and gens, and compounds having an amino group are exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.
  • phenolic resin, (iso) phthalate resin, (iso) cyanurate can impart good toughness and ductility (that is, good film formability) without impairing the heat resistance of the obtained composition.
  • a resin that is at least one selected from resins and has at least two aryl groups and at least two Z or methyl groups is preferably used.
  • the phenolic resin having at least two aryl groups and / or methallyl groups is not particularly limited, and is ortho-position to the phenolic hydroxyl group of the raw material phenolic resin derivative. And those in which the para-position is substituted with an aryl group and / or a methallyl group.
  • the arylphenol resin derivative one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Phenol resin derivatives which are the raw materials of arylphenol resin derivatives include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 0-chlorophenol, ⁇ -chlorophenol, and 0-nitrophenol. , P-ditrophenol, P-aminophenol, o-methoxyphenol, p-methoxyphenol, p Monovalent phenols such as acetoethoxyphenol, p-acetylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, catechol, hydroquinone, biphenol, 2,2-bis (4-hydroxyphenol) Phenyl) propane (that is, bisphenol A), bis (4-hydroxyphenyl) methane (that is, bisphenol F), 4,4-dihydroxybenzophenone, 4,4-dihydroxycyclophenylsulfone, 3,9-bis (2-hydroxyphenyl) -12,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] indecan, 3,9-
  • phenols especially novolak type, paraxylylene-modified nopolak type, metaxylylene-modified novolak type, orthoxylylene-modified nopolak type, bisphenol type, biphenyl type, resole type, phenol aralkyl type, biphenyl skeleton-containing Aral Le type, naphthoquinone evening Ren ring-containing type, Jishikuropen evening Jen-modified or the like is preferably used.
  • the (iso) phthalate resin having at least two acrylyl or methallyl groups is not particularly limited, and may be any of ortho-type, iso-type, and para-type. Examples thereof include diaryl phthalate and diaryl isophthalate. , Diaryl terephthalate, di (methylaryl) phthalate, di (methylaryl) isophthalate, di (methylaryl) terephthalate and the like are preferably used. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the (iso) cyanurate resin having at least two aryl groups and Z or methallyl groups is not particularly limited, and may be any of ortho-type, iso-type, and para-type. Examples thereof include diaryl cyanurate and diaryl. Isocyanurate, Triaryl cyanurate, triallyl isocyanurate, di (methylaryl) cyanurate, di (methylaryl) isocyanurate, tri (methylaryl) cyanurate, tri (methylaryl) isocyanurate and the like are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the Tg of the mixture of the component (B) and the component (C) is preferably higher than the Tg of the component (A). It is preferably higher by at least ° C, particularly preferably at least 5 Ot. If the Tg of the mixture of the components (B) and (C) is lower than the Tg of the component (A), the resulting composition may have insufficient heat resistance, which is not preferred.
  • the content of the component (A) may be 15 to 85% by weight based on 100% by weight of the total solid content. Preferably, it is particularly preferably from 20 to 80% by weight. If the content of the component (A) is less than 15% by weight, the toughness and ductility (film formability) may be insufficient. If the content exceeds 85% by weight, low-temperature workability and heat resistance become insufficient. It is not preferable because of fear.
  • the functional group equivalent of the component (C) is preferably 2.0 to 0.1 equivalent, more preferably 1.5 to 0.1 equivalent, relative to 1 molar equivalent of the functional group of the component (B). Good. If the functional group equivalent of the component (C) is more than 2.0 equivalents relative to 1 mole equivalent of the functional group of the component (B), the heat resistance may be insufficient, and if it is less than 0.1 equivalent, the toughness and ductility (the Film properties) may be insufficient, which is not preferred.
  • the heat-resistant adhesive composition constituting the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer may contain an additive as necessary as long as the properties of the flexible metal laminate are not impaired. it can.
  • thermosetting of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer can be promoted.
  • a phosphate ester compound, a nitrogen ester compound, or an epoxy resin which can be added to the mouth may be added.
  • an organic filler for the purpose of controlling linear expansion, an organic filler, an inorganic filler or the like can be added.
  • reaction accelerator it is preferable to add a coupling agent or to add a coupling agent in order to increase the adhesive strength to metal.
  • a filler for the purpose of imparting surface smoothness or increasing the thermal dimensional stability by suppressing the fluidity.
  • the reaction accelerator is not particularly limited, but examples thereof include organic peroxides, amines, imidazoles, triphenylphosphine, and the like. Among them, organic peroxides are particularly preferable because of their excellent reactivity.
  • Organic peroxides suitable as reaction accelerators include diazabicyclooctane, methylethyl ketone peroxide, cyclohexane peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, and methylcyclohexane.
  • Xanone peroxide methyl acetoacetate peroxide, acetylacetone peroxide, 1,1-bis (t-butyl carboxy) 1,3,3,5-trimethylhexane, 1,1-bis (t-butyl butyl) 1-year-old xyl) -cyclohexane, 2,2-bis
  • the force coupling agent is not particularly limited, but examples thereof include silane-based, titanium-based, and aluminum-based.
  • silane coupling agents include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N- (2-aminoethyl) 3-amino Propylmethylethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- Aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-daricidoxypropyltriethoxysilane, 3-dalicidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethylmethoxysilane, 2- ( 3,4-Ipoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy
  • titanium-based coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl nitrate, isopropyl tri (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, Tetraoctylbis (ditridecylphosphite) titanium, tetra (2,2-diaryloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) Oxyacetate titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) ethylene titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl cryl titanate, isopropyl tri (dioctyl phosphate) titanate, i Examples thereof include
  • aluminum-based coupling agent examples include acetoalkoxyaluminum disopropylate and the like.
  • a silane coupling agent is particularly preferably used because of its high effect of improving the adhesive strength.
  • the filler is not particularly limited, and any of inorganic fillers and organic fillers may be used.
  • Inorganic fillers such as silica, quartz powder, alumina, calcium carbonate, magnesium oxide, diamond powder, My power, fluororesin, and zircon One is preferably used.
  • the particle size is not particularly limited, but a filler having an average particle size of 5 m or less is preferably used. If the average particle size is more than 5 // m, the dispersibility in the resin composition may be reduced, and the film forming property of the obtained composition may be deteriorated.
  • the amount of the filler added is not particularly limited, either, but the total amount of the heat-resistant adhesive composition of the present invention is not particularly limited.
  • the content of the form is preferably from 0.1 to 70% by weight, more preferably from 0.5 to 60% by weight, and particularly preferably from 1 to 50% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the effect of the filler addition (the effect of improving surface smoothness or dimensional stability) may be insufficient. If it exceeds 70% by weight, the toughness and ductility (film forming property) may be insufficient. May be insufficient.
  • the thermoplastic resin used for the thermoplastic resin layer 4 in the present invention is necessary for obtaining the required bending property and tensile strength when transporting the flexible metal laminate, and for imparting flexibility.
  • thermoplastic resins such as polyethylene terephthalate poly (ethylene naphthalate), so-called thermoplastic liquid crystal resins such as thermoplastic liquid crystal polyester resin, and liquid crystalline polyester amide resin, etc.
  • a heat-resistant thermoplastic resin such as a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, a polysiloxaneimide resin, a polyetherketone resin, and a polyetheretherketone resin is more preferable.
  • At least one type of thermoplastic resin At least one type of thermoplastic resin.
  • the thickness ratio (t 1) of the thickness (t 1) of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer to the total thickness (t 2) of all the resin layers laminated on the metal layer is determined.
  • / t 2) is preferably 7/100 to 85/100. More preferably, the range is 10Z100-70-100, 25 / 100-50-100.
  • the thickness ratio is less than 7/100, the heat resistance of the three-dimensional crosslinked thermosetting resin layer in contact with the metal layer tends to be poor, and the heat resistance of all resin layers laminated on the metal layer tends to be poor.
  • the thickness ratio exceeds 85/100, mechanical properties such as bending property and tensile strength of the flexible metal laminate as a whole tend to decrease.
  • the total thickness (t 2) of all the resin layers may be measured with a micrometer or the like after removing the metal layer with an etching solution or the like to leave only the resin layer.
  • the thickness (t 1) of the three-dimensional crosslinked thermosetting resin layer is, for example, the product of only the resin layer described above. After removing the resin layer other than the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer from the layered body with a solvent or the like to obtain only the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer, the measurement may be performed with a micrometer or the like.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer has a higher glass transition temperature (T g) and a higher thermal decomposition temperature than the thermoplastic resin layer, and has a storage elasticity in dynamic viscoelasticity measurement. It is desirable that the modulus (E ') and the loss modulus (E' '') be large.
  • the glass transition temperature (T g) of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer is preferably higher by 20 ° C. or more than the glass transition temperature (T g) of the thermoplastic resin layer.
  • thermosetting resin layer since the heat resistance of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer is higher than the heat resistance of the thermoplastic resin layer, even if heat is applied to the resin layer surface, the surface becomes difficult to melt or flow, and Deformation can be prevented. Therefore, a three-dimensional cross-linkable thermosetting resin layer that is difficult to melt or flow, that is, the resin surface is hardly deformed, is laminated on the metal layer, and that it is easy to melt or flow, that is, the resin surface is easily deformed. By laminating the thermoplastic resin layers, the heat resistance of all the resin layers on the metal layer can be improved.
  • one or more organic resin layers can be further laminated on the thermoplastic resin layer 4 as needed to improve the properties and the like of the flexible metal laminate.
  • the organic resin layer include the above-described three-dimensional cross-linkable thermosetting resin layer, and the heat resistance is further improved by laminating the three-dimensional cross-linkable thermosetting resin layer on the thermoplastic resin layer. .
  • the flexible metal laminate of the present invention having the above-described configuration is provided with an outermost resin layer furthest away from the metal layer in order to optimize transportability during the manufacturing process of a flexible printed circuit board for semiconductors using the same.
  • 0.1 to 3 with respect to 100 parts by weight of the resin layer composition A part by weight of an inorganic filler may be added.
  • colloidal silica, silicon nitride, talc, titanium oxide, calcium phosphate, or the like having an average particle size of 0.05 to 5 / m, more preferably 0.05 to 2 / im, is added.
  • the method for laminating the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer 3 and the thermoplastic resin layer 4 is not particularly limited.
  • a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin dissolved in a solvent is applied on a metal layer such as a metal foil, the solvent is dried, and after curing and heat treatment, the thermoplastic resin melted by an extruder is used. It may be laminated on the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer.
  • the thermosetting reaction proceeds during melting, and it may become insoluble before forming on the metal layer, making extrusion molding difficult. Therefore, it is preferable to remove the solvent by applying a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin on the copper foil in a state of being dissolved in the solvent.
  • the curing heat treatment conditions for the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin are not particularly limited, but are preferably from 200 to 350 ° C, more preferably from 230 to 350 ° C. During the heat curing, it is preferable to replace the atmosphere gas with an inert gas such as nitrogen. To prevent delamination between the three-dimensional cross-linkable thermosetting resin layer and the thermoplastic resin layer, apply a solvent-soluble three-dimensional cross-linkable thermosetting resin on one side of the metal layer and remove the solvent. It is preferable that a thermoplastic resin layer is laminated thereon, and then the thermosetting resin contained in the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer is cured.
  • thermoplastic resin layer is laminated by an extruder, but the thermoplastic resin dissolved in a solvent may be laminated by coating.
  • the organic solvent may be any organic solvent that can dissolve the resin contained in each layer. It may be used alone or as a mixed solvent of two or more types.
  • pyrrolidone solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-vinyl-2-pyrrolidone
  • acetoamide solvents such as N, N-dimethylacetamide and N, N-getylacetamide
  • Polar solvents such as formamide solvents such as dimethylformamide and N, N-ethylformamide, and sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide and getylsulfoxide.
  • ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone
  • aromatic solvents such as toluene and xylene to the extent that there is no problem with the solubility of the coating resin.
  • Solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dilime, triglyme and the like can also be used as mixed solvents.
  • the solvent to be used is not particularly limited, and a commercially available solvent can be used.
  • An aprotic solvent in which A) is easily dissolved is preferably used. Specific examples include dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, nitrobenzene, glycocarbonate, and the like. It is also preferable to use a solvent that can dissolve the component (B) and the component (C) and is compatible with the nonprotonic solvent.
  • Solvents that can dissolve the component (B) and the component (C) include aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene, ketone compounds such as acetone and methylethylketone, tetrahydrofuran, dioxane, and the like. And ether compounds such as 2,2-dimethoxyethane and polyethylene glycol dimethyl ether. These can be suitably used.
  • any coating machine can be used as long as it can be applied according to a desired resin layer thickness.
  • any coating machine can be used as long as it can be applied according to a desired resin layer thickness.
  • Examples include Dam-style nights, Riversco nights, Lipco nights, Micrograviaco nights, and Commaco nights.
  • an extrusion molding method can be applied.
  • the extruder include a well-known T-die method, a laminate stretching method, and an inflation method.
  • the heat-resistant adhesive composition of the present invention can be used for applications such as adhesion and coating of parts requiring heat resistance, and is used for electronic device members requiring high heat resistance, especially for semiconductor integrated circuits composed of insulating layers and semiconductor circuits. Suitable for manufacturing applications.
  • Three-Dimensional Crosslinkable Thermosetting Resin Composition 1 to 7 The soluble polyamide-imide resin (Toyobo Co., Ltd., “Biguchi Max HR 16NN”, Tg 330 ° C), which is the component (A), is mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so that the solid content concentration becomes 14% by weight.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • thermosetting resin composition 9 A soluble polyimide resin (Tgl 60 ° C.) as the component (A) was synthesized by the method described in Synthesis Example 2 of JP-A No. 12-63788, and the solid content was 14% by weight. was dissolved in NMP to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin composition 8.
  • Table 1 shows a solution (2) in which bismaleimide resin (“BM I-70” manufactured by Keiai Kasei Co., Ltd.) as the component (B) was dissolved in NMP so that the solid content concentration became 40% by weight.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin composition 9 was prepared by mixing the mixture so that the solid content ratio (weight ratio) was as shown.
  • Table 1 shows the solid content of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin compositions 1 to 9 obtained in the above Preparation Examples.
  • Table 1 also shows the functional group equivalent of the component (C) with respect to 1 molar equivalent of the functional group of the component (B).
  • thermosetting resin composition Three-dimensional crosslinked thermosetting resin composition
  • thermosetting resin composition 1 to 9 obtained in the above preparation example to a roughened surface of an electrolytic copper foil having a thickness of 12 (“TQ-VLP” manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd.) It was heated and dried at 150 ° C for 10 minutes and cured in a B-stage shape to form a three-dimensional crosslinked thermosetting resin layer. Next, by heating at 300 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere, the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer is completely cured, and a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer having a thickness of 20 ⁇ m is formed. I got 9.
  • thermosetting resin layers 1 to 9 From the obtained three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layers 1 to 9, the metal foil was etched away by a subtractive method, and the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer was taken out.
  • the dynamic elastic modulus of the three-dimensional crosslinked thermosetting resin layer at 300 ° C. and 350 ° C. was measured with a forced vibration non-resonant type viscoelasticity meter (Oritech Corp., Leo Vibron) under the following conditions. Further, T g was determined from the peak top of t a ⁇ ⁇ of the measured data.
  • the obtained metal foils of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layers 1 to 9 were etched by a subtractive method to form a copper pattern having a width of 5 mm.
  • the adhesive strength the peel strength of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer from the copper pattern was measured under the following conditions. Measurement condition
  • the obtained metal foils of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layers 1 to 9 were etched by a subtractive method to form a circuit for flip chip bonding. Then, in an environment where the relative humidity is adjusted to 55% at 23 ° C for 72 hours, the flip chip bonder
  • Flip chip bonding was performed using the following conditions (manufactured by Sekiya Kogyo Co., Ltd., trade name: DB200). The appearance of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer after bonding and the cross section of the bonded portion were observed, and evaluated according to the following criteria.
  • the obtained metal foils of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layers 1 to 9 were etched by a subtractive method to produce a single-layered three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer.
  • the obtained single layer film was observed and evaluated according to the following criteria.
  • The film can be formed on the metal foil, and the film form is maintained even if the metal foil is removed.
  • a film can be formed on a metal foil, but chipping or cracking easily occurs when the metal foil is removed.
  • a film can be formed on a metal foil, but the film form cannot be maintained when the metal foil is removed.
  • Three-dimensionally cross-linkable thermosetting resin composition comprising a compound (C) having the formula (I) and a component (A) content of 15 to 85% by weight based on a total solid content of 100% by weight.
  • a film could be easily and favorably formed on a copper foil at a relatively low temperature using the obtained composition.
  • the Tg of the obtained composition after curing was as high as 340 to 355C, and a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer having high heat resistance could be formed.
  • the obtained composition has a high temperature after curing. It was found that the material had sufficient mechanical strength even underneath, and had high pressure resistance. Moreover, it was found that the obtained composition had a remarkably superior adhesive strength to a copper foil as compared with the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin composition 8 using the thermoplastic resin (A) alone.
  • the content of the component (A) is set to less than 15% by weight with respect to the total solid content of 100% by weight, and the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin is used.
  • heat resistance, workability, and mechanical strength (elastic modulus) were similar to those of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin compositions 1 to 5, but the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin As a result, the adhesive strength and the film formability were slightly inferior to those of the resin compositions 1 to 5. However, there was no practical problem.
  • the content of the component (A) is more than 85% by weight based on the total solid content of 100% by weight, and the three-dimensional crosslinked thermosetting resin is used.
  • composition 7 the same results as those of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin compositions 1 to 5 were obtained in terms of film formability, workability, mechanical strength (elastic modulus), and adhesive strength, but flip chip bonding. A slight deformation was observed in the circuit and the adhesive layer of the part, and the heat resistance was slightly inferior to those of the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin compositions 1 to 5. However, there was no practical problem.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin composition 10 for forming the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer was obtained by mixing and preparing the solid content mixing ratio (weight ratio) shown in 3.
  • a bisarylnadiimide resin (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., trade name: BAM I-M) was dissolved in tetrahydrofuran so as to have a solid concentration of 50% by weight to obtain a solution of the bisarylnadiimide resin.
  • thermosetting resin was prepared by mixing a polyamideimide resin solution, a bismaleimide resin solution, and an arylphenol resin solution shown below in a solid content ratio (weight ratio) shown in Table 3.
  • a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin composition 11 for forming a resin layer was obtained.
  • Polyamideimide resin (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: Biguchi Max HR 16 NN, glass transition temperature 330 ° C.) is converted to N-methyl-2-pyrrolidone so as to have a solid concentration of 14% by weight. By dissolving, a solution of the polyamideimide resin was obtained.
  • a bismaleimide resin was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so as to have a solid concentration of 40% by weight to obtain a bismaleimide resin solution.
  • arylphenol resin (MEH-800H, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so as to have a solid content of 40% by weight, and a solution of arylphenol resin is obtained. Got.
  • the compositions of the obtained three-dimensionally crosslinked thermosetting resin compositions 10 and 11 are as shown in Table 3 below.
  • thermoplastic resin composition 1 for forming the thermoplastic resin layer
  • polyimide resin solution used for producing the three-dimensional bridge-type thermosetting resin composition 10 was used.
  • thermoplastic resin composition 2 for forming the thermoplastic resin layer As the thermoplastic resin composition 2 for forming the thermoplastic resin layer, the three-dimensional frame The polyamide-imide resin solution used for producing the bridge-type thermosetting resin composition 11 was used. Next, a flexible metal laminate was produced using the produced resin composition as described below.
  • Electrolyzed copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., thickness: 12 zm), 3D crosslinked thermosetting resin composition 10 dried to 7 m thickness The resultant was applied in such a manner as described above and dried by heating for 100 minutes to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer.
  • thermosetting resin composition 10 was applied on the thermoplastic resin layer so as to have a thickness of 8 m after drying, and was heated and dried for 100 minutes to obtain an organic resin layer.
  • heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 70 ° C for 4 hours, at 70 ° C to 250 ° (for 10 hours while heating to 250 ° C for 3 hours, and when the total thickness of all resin layers is 40 xm.
  • Example 2 A flexible metal laminate of the present invention was obtained.
  • Electrodeposited copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., thickness: 12 m), 3D crosslinked thermosetting resin composition 10 after drying to 3 xm thickness It was then coated and heated and dried at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer. Next, after drying the resin composition 1 for a thermoplastic resin layer on the three-dimensional cross-linked thermosetting resin layer, apply it to a thickness of 30 xm, and heat dry at 100 ° C for 10 minutes to heat. A plastic resin layer was obtained.
  • thermosetting resin composition 10 is applied on the thermoplastic resin layer so as to have a thickness of 7 m after drying, and heated and dried at 100 ° C. for 5 minutes to obtain an organic resin layer.
  • a heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 70 ° C. for 4 hours and at a temperature of 70 to 250 for 10 hours and at 250 ° C. for 3 hours.
  • the flexible metal of the present invention in which the total thickness of all resin layers is 40 im A laminate was obtained.
  • thermosetting resin composition 11 on the treated surface of electrolytic copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., thickness: 12 ⁇ m) It was applied to a thickness and dried by heating at 150 ° C for 5 minutes to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer.
  • resin composition 2 for a thermoplastic resin layer on the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer so as to have a thickness of 25 / m, and heat drying at 150 ° C for 10 minutes.
  • a thermoplastic resin layer was obtained. Furthermore, the temperature was increased from 30 ° C to 200 ° C in a nitrogen atmosphere for 10 hours at 200 hours. (: 1 hour, heat-treated for 5 hours at 300 ° C for 1 hour while increasing the temperature from 200 ° C to 300 ° C, and the total thickness of all resin layers of the present invention is 40 xm.
  • a laminate was obtained Example 4
  • Electrodeposited copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., thickness: 12111), 30 m thickness after drying the three-dimensional crosslinked thermosetting resin composition 11 Application and heating and drying at 150 ° C. for 5 minutes were performed three times to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer.
  • Electrolyzed copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., thickness: 12 zm), treated with a 3D crosslinked thermosetting resin composition 10 to a thickness of 40 after drying. It was then coated and heated and dried at 100 ° C for 10 minutes to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer. In addition, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 70 ° C for 4 hours, heating from 70 ° C to 250 ° C for 10 hours, and at 250 ° C for 3 hours.The total thickness of all resin layers is 40 m. A flexible metal laminate for comparison was obtained. Comparative Example 2
  • the resin composition 1 for the thermoplastic resin layer is dried to a thickness of 40 m on the treated surface of the electrolytic copper foil (trade name: TQ_VLP, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., thickness: 12 ⁇ m). It was applied and heated and dried at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a thermoplastic resin layer. Furthermore, heat treatment is performed at 70 ° C for 4 hours in a nitrogen atmosphere from 70 ° C to 250 for 10 hours and at 250 ° C for 3 hours.The total thickness of all resin layers is 40 m for comparison. Was obtained. Comparative Example 3
  • Electrodeposited copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., thickness: 1) On the treated surface, 3D crosslinked thermosetting resin composition 11 is dried to a thickness of 40 m. The coating and heating and drying at 150 ° C for 5 minutes were repeated four times to obtain a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer, and the temperature was raised from 30 ° C to 200 ° C under a nitrogen atmosphere. Heat treatment at 200 ° C for 1 hour, 200 ° C to 300 ° C for 5 hours, and heat treatment at 300 ° C for 1 hour.The total thickness of all resin layers is 40 im. A flexible metal laminate for comparison was obtained Comparative Example 4
  • the resin composition 2 for the thermoplastic resin layer is dried on the treated surface of electrolytic copper foil (trade name: TQ_VLP, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., thickness: 12 m) so that the thickness becomes 40 zm.
  • the application and the heating and drying at 150 ° C. for 5 minutes were repeated twice, followed by drying to obtain a thermoplastic resin layer.
  • Heat treatment in a nitrogen atmosphere for 10 hours while increasing the temperature from 30 ° C to 200 ° C, 1 hour at 200 ° C, 5 hours while increasing the temperature from 200 ° C to 300, and 1 hour at 300 ° C was performed to obtain a comparative flexible metal laminate having a total thickness of all resin layers of 40 m.
  • Electrolytic copper foil (trade name: TQ-VLP, manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., thickness: 12 / im)
  • the resin composition 2 for a thermoplastic resin layer was applied so as to have a thickness of 25 im after drying, and dried by heating at 150 ° C. for 10 minutes to obtain a thermoplastic resin layer.
  • the three-dimensionally crosslinked thermosetting resin composition 11 is applied on the thermoplastic resin layer so as to have a thickness of 15 m after drying, and is heated and dried at 150 ° C. for 10 minutes to perform three-dimensionally crosslinked type thermosetting resin composition.
  • a thermosetting resin layer was obtained.
  • the storage elastic modulus ( ⁇ ') of the resin layer obtained by removing the metal layer from the flexible metal laminate obtained in Comparative Examples 1 to 4 by the subtractive method was measured by a forced vibration non-resonance type viscoelasticity measuring device (The glass transition temperature (Tg) was determined from the peak top of ta ⁇ ⁇ in the measurement results, and the results are shown in Table 4.
  • the flexible metal laminates of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were subjected to a subtractive method to remove the metal layer, and allowed to stand at 23 ° C. and 55% Rh for 72 hours.
  • the surface temperature of the heating element made of a soldering iron being set to the following set temperature
  • the solder body was brought into contact with the resin surface layer adjacent to the metal layer for 5 seconds, and the heat resistance of the resin surface layer was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • the evaluation was based on Table 4 shows the results.
  • the temperature set below is the temperature obtained by adding + 70 ° C to the glass transition temperature of the thermoplastic resin layer that constitutes each flexible metal laminate, and the flexible metal laminate where no thermoplastic resin layer is laminated.
  • the metal layers in the flexible metal laminates of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were subjected to photoresist coating, pattern exposure, development, etching, soldering resist coating, and tin plating, and were subjected to a photoresist method for flip chip bonding. Circuit pattern was formed. After leaving the flexible metal laminate on which this circuit pattern is formed at 23 ° C and 55% Rh for 72 hours, the bonding between the circuit pattern for flip chip bonding and the gold bump of the IC is performed using a flip chip bonder ( The change in the appearance of the resin layer and the observation of the cross section of the joint were performed based on the following evaluation criteria. Table 4 shows the results.
  • the bonding temperature is the temperature obtained by adding + 70 ° C to the glass transition temperature of the thermoplastic resin layer that constitutes each flexible metal laminate, and is a flexible temperature where the thermoplastic resin layer is not laminated.
  • the metal laminate was set at 400 ° C., and the bonding time and the bonding pressure were set under the following conditions.
  • Joining temperature 400 ° C (Example 3, Example 4, Comparative example 1, and Comparative examples 3. to 5) Joining time: 2.5 seconds
  • the resin layer is brittle and lacks flexibility, and cracks and peeling occur during circuit pattern formation and bonding. Table 4
  • Thermoplastic layer thickness Varnish C 25 30 40
  • Varnish B 15 Total thickness of all resin layers (m) t 2 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Thickness ratio (t 1 / t 2) 18/100 5/100 38/100 75/100 100/100 0/100 100/100 0/100 0/100 Glass transition temperature () 1 1 1 1 1 3 1 3 1 3 1 3 0 3 0 3 3 1 1 Heat resistance of resin surface layer ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ X ⁇ XX Flip chip bonding ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ XXXXXXXXX
  • the flexible metal laminate of the present invention in Examples 1 to 4 has a thermoplastic resin layer via a three-dimensional crosslinked thermosetting resin layer adjacent to the metal layer.
  • the resin surface layer had high heat resistance and high pressure resistance without melting or deformation of flow.
  • the flexible metal laminates of Comparative Examples 2 and 4 in which only the thermoplastic resin layer was laminated, and the comparative example having a three-dimensionally crosslinked thermosetting resin layer via the thermoplastic resin layer adjacent to the metal layer In the flexible metal laminate of No. 5, melting and deformation occurred remarkably because heat was applied to the thermoplastic resin layer beyond the glass transition temperature of the resin constituting the layer.
  • the flexible metal laminate of the present invention has improved heat resistance of the entire resin layer as compared with the conventional one. Therefore, the flexible metal laminate of the present invention is used for a flexible printed circuit board requiring high heat resistance, in particular, an IC chip is laminated on a wiring board for a semiconductor integrated circuit (IC) composed of an insulator layer and a conductor circuit. This is excellent as a flexible printed circuit board which is suitable for a semiconductor device formed as described above and which requires high heat resistance and high withstand voltage such as flip chip bonding.
  • IC semiconductor integrated circuit

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Abstract

本発明の目的は、フレキシブル金属積層体の耐熱性、特に、金属層に接した樹脂層の耐熱性を向上することにより、フリップチップ接合のような高耐熱高耐圧性を必要とするフレキシブルプリント基板として有用なフレキシブル金属積層体および耐熱性接着剤組成物を得ることにある。この目的を達成するために、金属層上に、少なくとも三次元架橋型熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層が順次積層されてなるフレキシブル金属積層体を提供する。特に、前記三次元架橋型熱硬化性樹脂層の厚さ(t1)と金属層上に積層した全樹脂層の総厚(t2)との比(t1/t2)が7/100~85/100であると、金属層上の樹脂層全体の耐熱性をより向上させることができる。

Description

明細書
フレキシブル金属積層体及び耐熱性接着剤組成物 技術分野
本発明はフレキシブルプリント基板、 特に、 高耐熱性を要求されるフリツプチ ップ接合方式を採用して回路を形成するフレキシブルプリント基板に使用される フレキシブル金属積層体及び耐熱性接
着剤組成物に関する。 背景技術
携帯電話や液晶モニタ一等の普及が進む今日、 電子機器には更なる小型化、 薄 型化、 多機能化が要求されている。 この要求を実現するには電子部品の小型化、 高集積化は必須のことであるが、 さらに電子部品の高密度実装技術が必要となる 。 この高密度実装化の要求に応じ、 ポリイミドフィルム等の有機絶縁フィルムに ポリアミド系接着剤が積層された状態で、銅箔を積層した T A B (Tape Automated Bond ing) テープやフレキシブル金属積層体等が広く使用されている。 特に、 フレ キシブル金属積層体は、 様々な構造のものが上市されている。 具体的には、 金属 箔とポリイミドフィルムとを、 エポキシ樹脂やアクリル系樹脂等の接着層で接着 した 3層構造品、 およびポリイミドフィルムに金属層を蒸着法あるいはメッキ法 等により形成した 2層構造品が主に上市されている。
また、 最近では、 特に液晶ディスプレイ (L C D) の駆動 I Cの小型化や I C の多出力化の要求に伴い、 ますますファインピッチ化が必要とされており、 その ため、 I Cチップとフレキシブルプリント基板との接合にフリップチップ接合方 式を採用することが多くなつてきている。 フリップチップ接合方式とは、 フォト レジスト法などにより、 前記 3層構造又は 2層構造のフレキシブル金属積層体に 回路パターンを形成し、 この回路パターンの配線に I Cチップの電極 (金バンプ 電極) を 2 0 0 ~ 5 0 0 °Cの高温、 且つ 1 5 0〜3 0 O N/ c m2の高圧力を加 えて接合する方式である。 したがって、 フレキシブル金属積層体には、 フリップ チップ接合時の高温高圧でも機械的変形しない、 溶融されない等の高耐熱性が要 求されている。
従来の 3層構造からなるフレキシブル金属積層体は、 比較的安価に製造でき、 絶縁層に用いているポリイミドフィルムも耐溶剤性に優れ、 溶融しない非熱可塑 性ポリイミド樹脂であるため、 高耐熱性や電気的特性に優れている。 しかしなが ら、 金属層に隣接する接着層の耐熱性が著しく劣る。 このため、 フリップチップ 接合時の高温高圧で接着層の変形や溶融を生じ、 接合信頼性が著しく低下すると いう問題を生じていた。
この問題を解決するフレキシブル金属積層体として、 例えば、 特開平 9— 1 4 8 6 9 5号公報および特開 2 0 0 0— 1 0 3 0 1 0号公報は、 耐熱性の高いポリ イミド系樹脂層を用いたフレキシブル金属積層体を提案している。 しかしながら 、 このフレキシブル金属積層体もフリップチップ接合時の高温高圧が印加された 後では接着層が変形や溶融し、 接合信頼性を著しく低下きせ、 実用上満足のいく ものではなかった。
接着層の耐熱性をさらに向上させる手段として、 高耐熱性の熱可塑性樹脂を接 着層として、 金属箔などの金属層へ貼合加工する手段が考えられる。 しかしなが ら、 これは、 接着層と金属箔との貼合を高温高圧下で行う必要があるため、 線膨 張差が生じ、 金属箔のシヮ等の問題が発生しやすく、 生産性に問題を有していた 金属箔上にポリイミド前駆体ワニスを直接塗布し、 乾燥、 イミド化を経たポリ イミドキャストタイプとよばれる製造方法から得られるフレキシブル金属積層体 も提案されている。 しかし、 このフレキシブル金属積層体では、 金属箔上にポリ イミド前駆体ワニスを塗布する際に金属箔上の溶剤除去が必要であった。 4 0 0 °Cに近い高温下でのポリイミド化の工程も必要であり、 このポリイミドフィル ム化工程では寸法の安定性に注意を払わねばならず、 高度な制御技術が必要であ る。 このフレキシブル金属積層体は従来の 3層構造品に比べ耐熱性は向上するも のの、 生産性が悪く、 大型製造設備等にコスト負担が生じるという問題を有して いた。
また、 例えば、 特公昭 5 5— 3 9 2 4 2号公報は、 マレイミド化合物と (メチ ル) ァリルフエノ一ル化合物とを配合した耐熱性樹脂組成物を開示しているが、 この組成物は耐衝撃性に劣るという問題があつた。
特開 2 0 0 1— 3 0 2 7 1 5号公報は、 特定のポリエーテルケトンとマレイミ ド化合物とァリルフエノール化合物とを配合した樹脂組成物を開示している。 こ の組成物は耐熱性等を損なわずに耐衝撃性を向上できると報告されている。 しか しながら、 ポリエーテルケトンはその剛直な構造に起因して成膜性が乏しいとい う欠点があり、 これを配合した組成物は、 成膜に必要な靭性ゃ延性が不十分であ り、 フレキシブル基板の用途には不適である。
また、 ガラス転移温度 T gが 4 0 0 °C超の高 T g熱可塑性ポリイミド樹脂を使 用すると、 耐熱性の向上が図られるものの、 該樹脂は溶剤に難溶でしかも T gが 高いため加工温度を高くする必要があり、 作業性や取り扱い性に難がある。 加え て、 これを塗工する下地上への接着性が悪いという問題もある。
本発明は、 上記事情に鑑みてなされたものであり、 信頼性が高く、 加工性が良 好で、 耐熱性に優れ、 フリップチップ接合方式に適したフレキシブル金属積層体 及び耐熱性接着剤組成物を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明のフレキシブル金属積層体は、 金属層上に、 少なくとも三次元架橋型熱 硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層とが順次積層されてなることを特徴とする。 金属 層上の三次元架橋型熱硬化性樹脂層の耐熱性が、 熱可塑性樹脂層よりも高いので 、 金属層上に形成する全樹脂層からなる絶縁層全体の耐熱性を向上させることが できる。
特に、 上記三次元架橋型熱硬化性樹脂層が、 少なくとも 1個のイミド基を有す る熱可塑性樹脂 (A) と、 少なくとも 2個のマレイミド基を有する熱硬化性化合 物 (B ) と、 成分 (B ) と反応し得る官能基を有する化合物 (C ) とを含有する ことが好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態に係るフレキシブル金属積層体の断面図である。 図 2は、 本発明の一実施形態に係る他のフレキシブル金属積層体の断面図であ る。 発明を実施するための最良の形態
図 1に本発明に係るフレキシブル金属積層体の断面図を示す。 本発明のフレキ シブル金属積層体 1は、 金属層 2の片面上に、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層 3、 熱可塑性樹脂層 4の順で、 少なくとも 2層の樹脂が積層された絶縁層で構成され る。 また、 図 2に示すように、 熱可塑性樹脂層 4の表面にさらに有機樹脂層 5を 積層してもよい。
本発明における金属層 2としては、 金箔、 銀箔、 銅箔、 りん青銅箔、 ステンレ ス箔、 ニッケル箔、 アルミニウム箔、 スチール箔、 チタン箔等の金属箔ゃこれら 金属の合金箔、 金属の蒸着膜、 金属のスパッタリング膜等を挙げることができる 。 好ましくは金属箔であり、 この中でも銅箔、 ステンレス箔、 アルミニウム箔、 スチール箔から選ばれた 1種を用いることが好ましい。 金属層の厚さとしては 3 〜5 0 ΠΙ、 好ましくは 9〜3 5 である。
本発明における三次元架橋型熱硬化性樹脂層 3は、 熱処理により官能基同士が 、 三次元的に橋かけ状や網状に高分子化する反応性を有した官能基を含有する三 次元架橋型熱硬化性樹脂を含有する。
この樹脂は、 1分子中に少なくとも 2個以上の反応性官能基を含有しているこ とが好ましい。 上記反応性官能基としては、 エポキシ基、 フエノール性水酸基、 アルコール性水酸基、 チオール基、 カルボキシル基、 アミノ基、 イソシァネート 基等を挙げることができる。 ァリル基、 ビニル基、 アクリル基、 メ夕クリル基等 の炭素一炭素二重結合を有する官能基やアセチレン炭素一炭素三重結合を有する 官能基は好ましい官能基である。 分子内または、 分子間内でェン反応もしくは D i e 1 s - A 1 d e r反応を伴う反応が可能な反応性官能基はより好ましい。 上記三次元架橋型熱硬化性樹脂としては、 マレイミド誘導体、 ビスァリルナジ イミド誘導体、 ァリルフエノール誘導体、 イソシァヌレート誘導体等が好ましく 使用でき、 更にマレイミド誘導体、 ビスァリルナジイミド誘導体、 ァリルフエノ —ル誘導体から選ばれた少なくとも 1種が好ましい。
本発明における三次元架橋型熱硬化性樹脂層 3は、 上記三次元架橋型熱硬化性 樹脂以外に、 他の樹脂を含有するができる。 造膜性を付与するためには、 熱可塑 性樹脂を添加することが好ましい。
さらに、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層 3としては、 溶剤可溶な三次元架橋型熱 硬化性樹脂と、 溶剤可溶な熱可塑性樹脂とを含有していることが好ましい。 とくに、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層が、 1分子中に少なくとも 2個の反応性 官能基とする三次元架橋型熱硬化性樹脂と溶剤可溶な熱可塑性榭脂とを含有する ことが好ましく、 これにより三次元架橋型熱硬化性樹脂層の耐熱性と膜性を向上 することができる。
上記三次元架橋型熱硬化性樹脂層は、 特に以下の耐熱性接着剤組成物からなる ことが好ましい。
好ましい耐熱性接着剤組成物は、 少なくとも 1個のイミド基を有する熱可塑性 樹脂(A) と、 少なくとも 2個のマレイミド基を有する熱硬化性化合物(B ) と、 成分 (B ) と反応し得る官能基を有する化合物 (C ) とを含有する。
以下、 上記成分ごとに説明する。
成分 (A) としては、 繰り返し単位中に少なくとも 1個のイミド基を有し、 熱 可塑性を発現するものであれば特に限定されず、 一般に市販され入手可能なもの や化学合成可能なものを用いることができる。 具体的には、 熱可塑性ポリイミド 樹脂、 熱可塑性ポリアミドイミド樹脂、 熱可塑性ポリエーテルイミド榭脂、 熱可 塑性ポリエステルイミド樹脂、 熱可塑性ポリシロキサンイミド樹脂等が挙げられ る。 これらは 1種を単独で用いて良いし、 2種以上を併用しても良い。
中でも、 溶剤に可溶な可溶性樹脂であり、 かつ樹脂単独で成膜可能なものが好 ましく用いられる。 かかる樹脂としては、 可溶性ポリイミド樹脂、 可溶性ポリア ミドイミド樹脂、 可溶性シロキサン変性ポリイミド樹脂等が挙げられる。 特に、 可溶性ポリアミ ドィミド樹脂が好適であり、 さらに、 3又は 4価の芳香環に 1又 は 2個のイミド基が主鎖結合したものと、 2価の芳香環に 2個のアミド基が主鎖 結合したものを繰り返し単位とする直鎖状ポリマであって、 実質的イミド化状態 でも溶剤に可溶なポリアミドイミド樹脂が特に好適である。
成分 (A) のガラス転移温度 T gは特に限定されないが、 2 0 0 °C以上である ことが好ましく、 2 5 0 °C以上であることがより好ましく、 3 0 0 °C以上である ことが特に好ましい。 成分 (A) の Tgが 200°C未満では、 得られる組成物の 耐熱性が不十分となる恐れがあるため、 好ましくない。 また、 成分 (A) の Tg は 400°C以下であることが好ましい。 Tgが 400°C超では、 溶剤に対する溶 解性が低下すると共に、 高い加工温度が必要となり、 作業性や加工性が低下する ため、 好ましくない。
本発明で用いる成分 (B) は、 少なくとも 2個のマレイミド基を有する熱硬化 性化合物であれば特に限定されないが、 その具体例としては、 N, N ' —ェチレ ンビスマレイミド、 N, N ' —へキサメチレンビスマレイミド、 N, N ' —ドデ カメチレンビスマレイミド、 N, N ' — m—キシリレンビスマレイミド、 N, N ' 一 P—キシリレンビスマレイミド、 N, N ' - 1 , 3—ビスメチレンシクロへ キサンビスマレイミド、 N, N ' - 1 , 4―ビスメチレンシク口へキサンビスマ レイミド、 Ν, Ν '— 2, 4—トリレンビスマレイミド、 Ν, Ν ' — 2, 6—卜 リレンビスマレイミド、 Ν, Ν ' _ 3, 3 ' —ジフエニルメタンビスマレイミド、 Ν, Ν ' - 4, 4 ' ―ジフエニルメタンビスマレイミド、 3, 3 ' —ジフエニル スルホンビスマレイミド、 4, 4 ' —ジフエニルスルホンビスマレイミド、 Ν, Ν ' - 4, 4 ' —ジフエニルスルフィ ドビスマレイミド、 Ν, N ' — ρ—べンゾ フエノンビスマレイミド、 Ν, Ν ' —ジフエニルェタンビスマレイミド、 Ν, Ν ' ージフエニルエーテルビスマレイミド、 Ν, Ν ' — (メチレン一ジテ卜ラヒド 口フエニル) ビスマレイミド、 Ν, Ν ' — (3—ェチル) 4, 4 ' ージフエニル メタンビスマレイミド、 Ν, Ν ' - (3, 3 ' —ジメチル) 4, 4 ' ージフエ二 ルメタンビスマレイミド、 Ν, Ν ' — (3„ 3 ' 一ジェチル) ジフエニルメタン ビスマレイミド、 Ν, Ν ' _ (3, 3 ' —ジクロ口) _ 4, 4 ' ージフエニルメ タンビスマレイミド、 Ν, Ν ' —卜リジンビスマレイミド、 Ν, Ν ' 一^ Γソホロ ンビスマレイミド、 N, N ' - p, p—ジフエ二ルジメチルシリルビスマレイミ ド、 N, N ' —ベンゾフエノンビスマレイミド、 N, N ' —ジフエニルプロパン ビスマレイミド、 N, N ' —ナフタレンビスマレイミド、 N, Ν ' —ρ—フェニ レンビスマレイミド、 N, N ' 一 m—フエ二レンビスマレイミド、 N, N ' — 4, 4 ' 一 (1, 1ージフエ二ルーシクロへキサン) 一ビスマレイミド、 N, N ' — 3, 5— (1, 2, 4_トリァゾ一ル) ビスマレイミド、 Ν, Ν ' —ビリジン一 2, 6—ジィルビスマレイミド、 Ν, Ν ' — 5—メトキシー 1, 3_フエ二レン ビスマレイミド、 1, 2—ビス (2—マレイミドエトキシ) ーェタン、 1, 3— ビス (3—マレイミドプロボキシ) プロパン、 Ν, Ν ' 一 (2, 2 ' ージェチル -6, 6 ' —ジメチルー 4, 4 ' —メチレンジフエ二レン) ビスマレイミド、 Ν, Ν ' - 4, 4 ' ―ジフエニルメタン一ビスージメチルマレイミド、 Ν, Ν ' —へ キサメチレン一ビス一ジメチルマレイミド、 Ν, Ν , - 4, 4 ' 一 (ジフエニル ェ—テル) —ビスージメチルマレイミド、 Ν, Ν ' — 4, 4 ' ージフエニルスル ホン一ビス一ジメチルマレイミド、 4, 4 ' ―ジァミノ一トリフエニルホスフエ 一卜の Ν, Ν ' —ビスマレイミド、 4, 4 ' ージアミノートリフエ二ルチオホス フェートの Ν, Ν ' -ビスマレイミド、 2, 2一ビス 〔4— (4一マレイミドフ エノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2—ビス 〔3—クロ口一 4— (4—マレイ ミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2_ビス 〔3—ブロモ一4— (4一 マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2 -ビス 〔3—ェチル— 4 - (4—マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2―ビス 〔3—プロピ ルー 4— (4―マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2一ビス 〔3 一イソプロピル一 4一 (4—マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2一ビス 〔3―ブチル _ 4一 (4一マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 2, 2—ビス 〔3— s e c ーブチルー 4一 (4一マレイミドフエノキシ) フエ ニル〕 プロパン、 2, 2―ビス 〔3—メトキシー 4一 (4一マレイミドフエノキ シ) フエニル〕 プロパン、 1, 1—ビス 〔4— (4―マレイミドフエノキシ) フ ェニル〕 ェタン、 1, 1—ビス 〔3—メチルー 4— (4一マレイミドフエノキシ) フエニル〕 ェタン、 1, 1—ビス 〔3—クロ口一 4一 (4一マレイミドフエノキ シ) フエニル〕 ェタン、 1 , 1—ビス 〔3_ブロモ一4— (4—マレイミドフエ ノキシ) フエニル〕 ェタン、 1, 1一ビス 〔4_ (4―マレイミドフエノキシ) フエニル〕 メタン、 1, 1一ビス 〔3—メチル一4— (4—マレイミドフエノキ シ) フエニル〕 メタン、 1, 1一ビス 〔3_クロロー 4一 (4―マレイミドフエ ノキシ) フエニル〕 メタン、 1, 1—ビス 〔3—プロモー 4一 (4一マレイミド フエノキシ) フエニル〕 メタン、 3, 3 -ビス 〔4一 (4—マレイミドフエノキ シ) フエニル〕 ペンタン、 1, 1—ビス 〔4_ (4 _マレイミドフエノキシ) フ ェニル〕 プロパン、 1 , 1 , 1 , 3 , 3 , 3 _へキサフルオロー 2, 2 —ビス 〔4 一 (4一マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン、 1 , 1 , 1 , 3 , 3 , 3 一へキサフルオロー 2, 2 一ビス 〔3— 5 —ジメチルー ( 4—マレイミドフエノ キシ) フエニル〕 プロパン、 1, 1 , 1 , 3, 3 , 3—へキサフルオロー 2, 2 一ビス 〔3— 5—ジブ口モー (4一マレイミドフエノキシ) フエニル〕プロパン、 1 , 1, 1 , 3 , 3 , 3—へキサフルオロー 2 , 2—ビス 〔3 _ 5 —メチル _ ( 4 一マレイミドフエノキシ) フエニル〕 プロパン等が挙げられる。 これらは 1種を 単独で用いて良いし、 2種以上を併用しても良い。
本発明で用いる成分 (C ) は、 上記の成分 (B ) と反応し得る官能基を有する 化合物であれば特に限定されないが、 その具体例としては、 ピニル化合物、 (メ チル) ァリル化合物、 ナジイミド化合物、 マレイミド化合物、 ジェン類等の不飽 和結合を有する化合物や、 アミノ基を有する化合物等が挙げられる。 これらは 1 種を単独で用いて良いし、 2種以上を併用しても良い。 また、 成分 (C ) として は、 これらのうち少なくとも 1種と、 カチオン類、 有機過酸化物等とを併用する ことも好適である。
中でも、 得られる組成物の耐熱性を損なうことなく、 良好な靭性ゃ延性 (すな わち良好な成膜性) を付与できることから、 フエノール樹脂、 (イソ) フタレー ト榭脂、 (イソ) シァヌレート樹脂から選ばれる少なくとも 1種であり、 かつァ リル基及び Z又はメ夕リル基を少なくとも 2個有する樹脂が好適に用いられる。 ここで、 ァリル基及び/又はメタリル基を少なくとも 2個有するフエノール榭 脂 (ァリルフエノール樹脂誘導体) としては特に限定されるものではなく、 原料 のフエノール樹脂誘導体のフエノ一ル性水酸基に対してオルト位及び/又はパラ 位がァリル基及び/又はメタリル基で置換されたものが挙げられる。 なお、 ァリ ルフエノ一ル樹脂誘導体としては 1種を単独で用いて良いし、 2種以上を併用し ても良い。
ァリルフエノール樹脂誘導体の原料となるフヱノ一ル樹脂誘導体としては、 フ ェノール、 o—クレゾ一ル、 m—クレゾール、 p—クレゾール、 0—クロ口フエ ノール、 ρ—クロ口フエノール、 0—二トロフエノ一ル、 p—二トロフエノール、 P—ァミノフエノール、 o—メトキシフエノール、 p—メトキシフエノール、 p ーァセトキシフエノール、 p—ァセチルフエノール、 2 , 4ージメチルフエノー ル、 2, 5—ジメチルフエノール等の一価フエノール類、 カテコール、 ヒドロキ ノン、 ビフエノール、 2 , 2一ビス ( 4ーヒドロキシフエニル) プロパン 〔すな わちビスフエノール A〕 、 ビス ( 4—ヒドロキシフエニル) メタン 〔すなわちビ スフエノール F〕 、 4 , 4—ジヒドロキシベンゾフエノン、 4 , 4—ジヒド口キ シフエニルスルホン、 3 , 9一ビス ( 2—ヒドロキシフエニル) 一 2 , 4, 8, 1 0— テトラオキサスピロ [ 5 . 5 ] ゥンデカン、 3 , 9—ビス (4—ヒド ロキシフエニル) 一 2 , 4, 8 , 1 0—テトラォキサスピロ [ 5 . 5 ] ゥンデ カン、 1 , 1, 1, 3, 3 , 3—へキサフルオロー 2, 2—ビス (p—ヒドロ キシフエニル) プロパン 〔すなわちへキサフルォロビスフエノール A〕 等の二価 フエノール類、 フエノールノポラック、 クレゾ一ルノボラック、 サリチリアルデ ヒドとフエノール又はクレゾールとを酸触媒下で反応させて得られるポリフエノ —ル、 p -ヒドロキシベンズアルデヒドとフエノール又はクレゾ一ルとを酸触媒 下で反応させて得られるボリフエノール、 テレフタルアルデヒドとフエノール、 クレゾール又はブロムフエノールとを酸触媒下で反応させて得られるポリフエノ ール等の多価フエノール等が挙げられ、 中でも、 二価以上のフエノール類、 特に ノボラック型、 パラキシリレン変性ノポラック型、 メタキシリレン変性ノボラツ ク型、 オルトキシリレン変性ノポラック型、 ビスフエノール型、 ビフエ二ル型、 レゾール型、 フエノールァラルキル型、 ビフエ二ル骨格含有ァラルキル型、 ナフ 夕レン環含有型、 ジシクロペン夕ジェン変性型等が好適に用いられる。
ァリル基 び 又はメタリル基を少なくとも 2個有する (イソ) フタレート樹 脂としては特に限定されず、 オルトタイプ、 イソタイプ、 パラタイプのいずれを 用いても良いが、 例えば、 ジァリルフタレ一卜、 ジァリルイソフタレート、 ジァ リルテレフ夕レート、 ジ (メチルァリル) フタレート、 ジ (メチルァリル) イソ フタレート、 ジ (メチルァリル) テレフ夕レート等が好ましく用いられる。 これ らは 1種を単独で用いて良いし、 2種以上を併用しても良い。
ァリル基及び Z又はメタリル基を少なくとも 2個有する (イソ) シァヌレート 樹脂としては特に限定されず、 オルトタイプ、 イソタイプ、 パラタイプのいずれ を用いても良いが、例えば、ジァリルシアヌレート、ジァリルイソシァヌレート、 トリァリルシアヌレート、 トリアリルイソシァヌレート、 ジ (メチルァリル) シ ァヌレート、 ジ (メチルァリル) イソシァヌレー卜、 トリ (メチルァリル) シァ ヌレート、 トリ (メチルァリル) イソシァヌレート等が好ましく用いられる。 こ れらは 1種を単独で用いて良いし、 2種以上を併用しても良い。
本発明においては、 上記の成分(B ) と成分(C ) の混合物の T gが、 成分(A) の T gより高いことが好ましく、 具体的には成分 (A) の T gより 3 0 °C以上高 いことが好ましく、 5 O t以上高いことが特に好ましい。 成分 (B ) と成分 (C ) の混合物の T gが、 成分 (A) の T gより低いと、 得られる組成物の耐熱性が不 十分となる恐れがあるため、 好ましくない。
三次元架橋型熱硬化性樹脂層をなす耐熱性接着剤組成物において、 成分 (A) の含有量は、 全固形分量 1 0 0重量%に対して 1 5〜8 5重量%であることが好 ましく、 2 0〜8 0重量%であることが特に好ましい。 成分 (A) の含有量が 1 5重量%未満では、靭性ゃ延性(成膜性)が不十分となる恐れがあり、 8 5重量% 超では、 低温加工性や耐熱性が不十分となる恐れがあり、 好ましくない。
さらに、 成分(B ) の官能基 1モル当量に対する成分(C ) の官能基当量が 2 . 0〜0 . 1当量であることが好ましく、 1 . 5〜0 . 1当量であることが特に好 ましい。 成分 (B ) の官能基 1モル当量に対する成分 (C ) の官能基当量が 2 . 0当量超では、 耐熱性が不十分となる恐れがあり、 0 . 1当量未満では、 靭性ゃ 延性 (成膜性) が不十分となる恐れがあり、 好ましくない。
本発明においては、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層をなす耐熱性接着剤組成物に は、 フレキシブル金属積層体の特性を損ねない程度であれば、 必要に応じて添加 剤を使用することもできる。
有機過酸化物やルイス酸化合物等の硬化促進剤を添加すると、 三次元架橋型熱 硬化性樹脂層の熱硬化を促進させることができる。
難燃性を付与するために、 リン酸エステル系化合物、 窒素系エステル化合物、 ハ口ゲン化エポキシ樹脂を添加することもできる。
線膨張コントロール等のために、 有機フィラー、 無機フイラ一等を添加するこ ともできる。
さらに、 乾燥時又は加熱硬化時における反応を促進させるために、 反応促進剤 を配合することや、 金属との接着強度を高めるために、 カップリング剤を配合す ることは好適である。 また、 表面平滑性を付与したり、 流動性を抑えて熱寸法安 定性を高めたりすることを目的として、 フィラ一を配合することは好適である。 反応促進剤としては特に限定されないが、 例えば、 有機過酸化物、 アミン類、 イミダゾール類、 トリフエニルフォスフィン等が挙げられ、 中でも反応性に優れ ることから、 有機過酸化物が特に好ましい。
反応促進剤として好適な有機過酸化物としては、 ジァザビシクロオクタン、 メ チルェチルケトンパ一オキサイド、 シクロへキサンパーオキサイド、 3, 3 , 5 一トリメチルシク口へキサノンパ一ォキサイド、 メチルシクロへキサノンパーォ キサイド、 メチルァセトアセテートパ一ォキサイド、 ァセチルアセトンパーォキ サイド、 1, 1 一ビス ( tーブチルバ一ォキシ) 一 3, 3 , 5—トリメチルへキ サン、 1 , 1 -ビス ( tーブチルバ一才キシ) ーシクロへキサン、 2, 2—ビス
( t 一ブチルパーォキシ) オクタン、 n—ブチル—4 , 4一ビス ( t -ブチルバ —ォキシ) バレート、 2, 2—ビス (tーブチルバ一ォキシ) ブタン、 t—ブチ ルハイドロパ一オキサイド、 クメンハイドロパ一ォキ 1 イド、 ジーイソプロピル ベンゼン八イド口パーオキサイド、 p—メンタン八イド口パーオキサイド、 2 , 5—ジメチルへキサン一 2 , 5—ジハイドロパ一オキサイド、 1, 1, 3 , 3 - テトラメチルブチルハイドロパーォキサイド、 ジークミルパーォキサイド、 t - ブチルクミルパーォキサイド、 ジ— t 一ブチルパーォキサイド、 α , α ' —ビス
( t 一ブチルパーォキシ—m Γソプロピル)ベンゼン、 2 , 5—ジメチル—2 , 5—ジ ( tーブチルバ一ォキシ) へキサン、 2 , 5一ジメチルー 2, 5—ジ ( t 一ブチルパーォキシ) へキシン、 ァセチルバ一オキサイド、 イソブチルパーォキ サイド、 ォク夕ノィルパーォキサイド、 デカノィルパ一オキサイド、 ベンゾィル パ一オキサイド、 ラウロイルパーオキサイド、 3 , 5, 5—卜リメチルへキサノ ィルパーオキサイド、 スクシニックアシッドパ一オキサイド、 2 , 4—ジクロロ ベンゾィルパ一ォキサイド、 m—トルオイルパーォキサイド、 ジ一^ f ソプロピル パーォキシジカーボネート、ジ— 2—ェチルへキシルパ一ォキシジカーボネート、 ジー n—プロピルパ一ォキシジカーボネート、 ビス (4 _ t—ブチルシクロへキ シル)パーォキシジカーボネー 1、、ジーミリスティルパーォキシジカーボネ一卜、 ジー 2—エトキシェチルパーォキシジカーボネート、 ジーメトキシイソプロピル パーォキシジカーポネ一卜、 ジ (3—メチルー 3—メ卜キシブチル) パーォキシ ジカーボネート、 ジ―ァリルパ一ォキシジ力一ポネート、 t 一ブチルパーォキシ アセテート、 t 一ブチルパーォキシイソブチレート、 t—ブチルパーォキシピバ レート、 tーブチルバ一ォキシネオデカネート、 クミルパーォキシネオデカネー ト、 t 一ブチルパーォキシ一 2—ェチルへキサネート、 t 一ブチルパーォキシ一 3 , 5 , 5—トリメチルへキサネート、 t 一ブチルパーォキシラウレート、 t— ブチルパーォキシベンゾエー卜、ジー tーブチルバ一ォキシィソフ夕レート、 2 , 5—ジメチルー 2, 5—ジ (ベンゾィルパ一ォキシ) へキサン、 t 一ブチルパー ォキシマレイン酸、 t 一ブチルパーォキシイソプロピル力一ボネ一卜、 クミルバ ーォキシォクテート、 t —へキシルパ一ォキシネオデカネート、 t一へキシルパ —ォキシピバレート、 t 一ブチルパーォキシネオへキサネート、 ァセチルシクロ へキシルスルフォ二ルパ一ォキサイド、 t 一ブチルパーォキシァリルカーボネー ト等が挙げられる。 これらは 1種を単独で用いて良いし、 2種以上を併用しても 良い。
力ップリング剤としては特に限定されないが、 シラン系、 チタン系、 アルミ二 ゥム系等が挙げられる。
ここで、 シラン系カツプリング剤としては、 ビニルトリメトキシシラン、 ビニ ルトリエトキシシラン、 N— (2—アミノエチル) 3—ァミノプロピルメチルジ メトキシシラン、 N— ( 2—アミノエチル) 3—ァミノプロピルメチルジェトキ シシラン、 N - ( 2—アミノエチル) 3—ァミノプロピルトリメトキシシラン、 N— ( 2—アミノエチル) 3—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 3—ァミノ プロピルトリメトキシシラン、 3ーァミノプロピルトリエトキシシラン、 3—グ リシドキシプロピルトリメトキシシラン、 3—ダリシドキシプロピルトリェトキ シシラン、 3一ダリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、 3—グリシドキ シプロピルメチルジェトキシシラン、 2一 ( 3, 4一エポキシシクロへキシル) ェチルトリメトキシシラン、 3—クロ口プロピルメチルジメトキシシラン、 3 - クロ口プロピルトリメ卜キシシラン、 3 _メタクリロキシプロピルトリメトキシ シラン、 3—メルカプトプロピル卜リメトキシシラン、 N— ( 1 , 3—ジメチル ブチリデン) 一 3— (卜リエトキシシリル) — 1—プロパンァミン、 N— [ 2 - (ビニルペンジルァミノ) ェチル] _ 3—ァミノプロビルトリメトキシシラン塩 酸塩、 N, Ν ' —ビス [ 3— (トリメトキシシリル) プロピル] エチレンジアミ ン等が挙げられる。
チタン系カツプリング剤としては、 イソプロピルトリイソステアロイルチタネ—卜、 イソプロピルトリ ドデシルベンゼンスルホ二ルチ夕ネー卜、 イソプロピル トリ (ジォクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス (ジ ォクチルホスファイト) チタネート、 テトラオクチルビス (ジトリデシルホスフ アイト) チ夕ネ一卜、 テトラ (2 , 2—ジァリルォキシメチルー 1 一プチル) ビ ス (ジートリデシル) ホスファイトチタネート、 ビス (ジォクチルパイロホスフ エー卜) ォキシァセテ一卜チタネート、 ビス (ジォクチルパイロホスフェート) エチレンチタネート、 イソプロピルトリオクタノィルチタネート、 イソプロピル クリルチタネート、 イソプロピルトリ (ジォクチルホスフエ一ト) チタネート、 イソプロピルトリクミルフエ二ルチタネート、 イソプロピルトリ (Ν—アミドエ チル ·アミノエチル) チタネート、 ジクミルフエニルォキシアセテートチタネ一 ト、 ジイソステアロイルエチレンチタネート等が挙げられる。
アルミニウム系カツプリング剤としては、 ァセトアルコキシアルミニウムジィ ソプロピレ一ト等が挙げられる。
これらカップリング剤の中でも、 接着強度向上効果が高いことから、 特にシラ ン系カツプリング剤が好ましく用いられる。
フイラ一としては特に限定されず、 無機フィラー、 有機フィラーのいずれを用 いても良いが、 シリカ、 石英粉、 アルミナ、 炭酸カルシウム、 酸化マグネシウム、 ダイヤモンド粉、 マイ力、 フッ素樹脂、 ジルコン等の無機フイラ一が好ましく用 いられる。
その粒径も特に限定されないが、 平均粒径 5 m以下のフィラーが好ましく用 いられる。 平均粒径が 5 // m超では、 樹脂組成物への分散性が低下すると共に、 得られる組成物の成膜性が悪化する恐れがある。
フィラーの添加量も特に限定されないが、 本発明の耐熱性接着剤組成物の全固 形分の 0. 1〜70重量%が好ましく、 0. 5~60重量%がより好ましく、 1 〜50重量%が特に好ましい。 添加量が 0. 1重量%未満では、 フィラーの添加 による効果 (表面平滑性もしくは寸法安定性の向上効果) が不十分となる恐れが あり、 70重量%超では、 靭性ゃ延性 (成膜性) が不十分となる恐れがある。 本発明における熱可塑性樹脂層 4に用いる熱可塑性樹脂は、 フレキシブル金属 積層体の搬送時に必要な折り曲げ性や引張強度が得られ、 フレキシブル性を持た せるために必要である。 フレキシブルプリント基板 (FPC) で実用上使用可能 なものであれば、 特に制限されるものではない。 例えば、 ポリエチレンテレフ夕 レ一トゃボリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂や、 サ一モトロピッ ク液晶ポリエステル樹脂、 サ一モト口ピック液晶ポリエステルアミド樹脂等のい わゆる熱可塑性液晶樹脂等が挙げられる。 好ましくは熱可塑性樹脂の耐熱性の点 で、 ポリイミド樹脂、 ポリアミドイミド樹脂、 ポリエーテルイミ ド樹脂、 ポリシ ロキサンイミド樹脂、 ポリエーテルケトン樹脂、 ポリエーテルエ一テルケトン樹 脂等の耐熱熱可塑性樹脂であり、 さらに好ましくは、 溶剤可溶でイミド化反応等 の脱水縮重合反応が十分に終了した、 ポリイミド樹脂、 ポリアミドイミド樹脂、 ポリエーテルイミド樹脂、 ポリシロキサンイミド樹脂、 ポリエーテルケトン樹脂 、 ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれた少なくとも 1種類からなる熱可 塑性樹脂が挙げられる。
本発明においては、 上記三次元架橋型熱硬化性樹脂層の厚さ (t 1) と上記金 属層上に積層した全樹脂層の総厚 (t 2) との厚さの比 ( t 1/ t 2) は、 7/ 100〜85/100であることが望ましい。 好ましくは、 10Z100〜70 ノ 100、 25/100〜50ノ100の範囲がさらに好ましい。 厚さの比が 7 /100を下回ると、 金属層上に接した三次元架橋型熱硬化性樹脂層の耐熱性が 劣り、 金属層上に積層した全樹脂層の耐熱性も劣る傾向がある。 一方、 厚さの比 が 85/100を越えると、 フレキシブル金属積層体全体の折り曲げ性や引張強 度等といつた機械的特性が低下しやすい。
なお、 全樹脂層の総厚 (t 2) は、 例えば金属層をエッチング溶液等で除去し て樹脂層のみとした後、 マイクロメータ等により測定すればよい。 また、 三次元 架橋型熱硬化性樹脂層の厚さ (t 1) は、 例えば上記により樹脂層のみとした積 層体に対して、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層以外の樹脂層を溶剤などにより除去 して三次元架橋型熱硬化性樹脂層のみとした後、 マイクロメータ等により測定す ればよい。
本発明においては、 上記三次元架橋型熱硬化性樹脂層は、 上記熱可塑性樹脂層 よりもガラス転移温度 (T g ) と熱分解開始温度とが高く、 動的粘弾性測定にお ける貯蔵弾性率 ( E ' ) および損失弾性率 ( E ' ' ) が大きいことが望ましい。 具体 的には、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層のガラス転移温度 (T g ) が、 熱可塑性樹 脂層のガラス転移温度 (T g ) よりも 2 0 °C以上高いことが好ましい。 つまり、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層の耐熱性が熱可塑性樹脂層の耐熱性より高くなるた めに、 樹脂層表面に熱を加えても表面が溶融または流動し難くなり、 樹脂層の変 形を防止できる。 よって、 金属層上に、 溶融または流動し難い、 つまり樹脂表面 が変形し難い三次元架橋型熱硬化性樹脂層を積層し、 さらにその上に溶融または 流動し易い、 つまり樹脂表面が変形し易い熱可塑性樹脂層を積層させることで、 金属層上の全樹脂層の耐熱性を向上させることができる。 したがって、 フリップ チップ接合方式による実装のように、 I Cチップの電極とフレキシブル金属積層 体の金属層からなる導体とを接合する際、 高温高圧に晒されても、 金属層に接し た樹脂層の耐熱性が高いため、 樹脂層の変形や溶融を抑制することができる。 一方、 金属層上にまず熱可塑性樹脂層を積層し、 次に耐熱性の高い三次元架橋 型熱硬化性樹脂層を積層させ、 フレキシブル金属積層体を構成させた場合では、 金属層と接している熱可塑性樹脂層の耐熱性が低いため、 樹脂全体の耐熱性を向 上させることはできない。
本発明においては、 フレキシブル金属積層体の特性等を改善するため、 必要に 応じ、 熱可塑性樹脂層 4の上に有機樹脂層を 1層またはそれ以上の複数層をさら に積層することができる。 有機樹脂層としては、 上記三次元架橋型熱硬化性樹脂 層を挙げることができ、 熱可塑性樹脂層の上に上記三次元架橋型熱硬化性樹脂層 を積層することによって更に耐熱性が向上する。
上記構成からなる本発明のフレキシブル金属積層体は、 これを用いた半導体用 フレキシブルプリント基板などの製造工程時の搬送性を好適にするため、 金属層 と最も離れた最外樹脂層に、 最外樹脂層組成物 1 0 0重量部に対して 0 . 1〜3 重量部の無機フイラ—を添加してもよい。 好ましくは平均粒径 0 . 0 0 5〜5 / m、 さらに好ましくは 0 . 0 0 5〜2 /i mのコロイダルシリカ、 窒化珪素、 タル ク、 酸化チタン、 リン酸カルシウム等を添加ことが好ましい。
以下、 本発明のフレキシブル金属積層体の製造方法を説明する。
上記三次元架橋型熱硬化性樹脂層 3および熱可塑性樹脂層 4の積層方法は、 特 に限定されるものではない。 しかしながら、 例えば、 金属箔などの金属層の上に 溶剤に溶解させた三次元架橋型熱硬化性樹脂を塗布、 溶剤乾燥、 そして硬化熱処 理後、 押出成形機により溶融させた熱可塑性樹脂を三次元架橋型熱硬化性樹脂層 の上に積層してもよい。 三次元架橋型熱硬化性樹脂層は、 熱により溶融させた場 合、 溶融中に熱硬化反応が進行し、 金属層上に成形させる前に、 不溶状態となり 押出成形が困難になる恐れがあるので、 溶剤に溶解させた状態で銅箔上に三次元 架橋型熱硬化性樹脂を塗布して溶剤除去することが好ましい。
三次元架橋型熱硬化性樹脂の硬化熱処理条件は、 特に限定されるものではない が、 2 0 0〜3 5 0 °Cが好ましく、 2 3 0〜3 5 0 °Cがより好ましい。 また、 加 熱硬化中は雰囲気ガスを窒素等の不活性ガス等で置換することが好ましい。 三次元架橋型熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層との層間剥離を防ぐには、 金属 層の片面上に、 溶剤可溶な三次元架橋型熱硬化性樹脂を塗布、 溶剤除去させた後 、 その上に熱可塑性樹脂層を積層させ、 その後三次元架橋型熱硬化性樹脂層に含 まれる熱硬化性樹脂を硬化させることが好ましい。
上記'製造方法では、 押出成形機で熱可塑性榭脂層を積層させたが、 溶剤に溶解 した熱可塑性樹脂を塗布により積層してもよい。
三次元架橋型熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶解して積層する 場合、 有機溶媒は、 各々の層に含有させる樹脂を可溶する有機溶剤であればよく 、 溶剤の種類も 1種類のみで用いることも、 2種類以上の混合溶剤として適宜用 いてもかまわない。 例えば、 N—メチルー 2—ピロリ ドン、 N—ビニル— 2—ピロ リドン等のピロリ ドン系溶剤、 N, N—ジメチルァセトアミド、 N, N—ジェチルァ セトアミド等のァセトアミド系溶剤、 N, N—ジメチルホルムアミド、 N, N—ジェ チルホルムアミド等のホルムアミド系溶剤、 ジメチルスルホキシド、 ジェチルス ルホキシド等のスルホキシド系溶剤といった極性溶剤が挙げられる。 また、 これ ら比較的高沸点溶剤の他に、 塗料樹脂の溶解性に問題がない程度に、 アセトン、 メチルェチルケトン、 シクロペン夕ノン、 シクロへキサノン等のケトン系溶剤、 トルエン、 キシレン系の芳香族系溶剤、 テトラヒドロフラン、 ジォキサン、 ジク ライム、 トリグライム等のエーテル系溶剤等も混合溶剤として用いることもでき る。
三次元架橋型熱硬化性樹脂層が上記成分 (A) 〜 (C ) を含有する場合であ つても、 用いる溶剤は特に限定されず一般に市販されているものを用いることが できるが、 成分 (A) が溶解し易い非プロトン性溶剤が好適に用いられる。 その 具体例としては、 ジメチルホルムアミド、 ジメチルァセトアミド、 N—メチルー 2 _ピロリ ドン、 ジメチルスルホキシド、 ニトロベンゼン、 グリコ一ルカ一ボネ ート等が挙げられる。 また、 成分 (B ) 及び成分 (C ) を溶解可能で、 非プロト ン性溶剤と相溶する溶剤を併用することも好ましい。 成分 (B ) 及び成分 (C ) を溶解可能な溶剤としては、ベンゼン、 トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤や、 アセトン、 メチルェチルケ卜ン等のケ卜ン化合物、 テ卜ラヒドロフラン、 ジォキ サン、 1, 2—ジメトキシェタン、 ポリエチレングリコールジメチルエーテル等 のェ一テル化合物等が挙げられ、 これらを好適に用いることができる。
上記三次元架橋型熱硬化性樹脂および上記熱可塑性榭脂を有機溶剤に溶解して 塗布する場合、 塗工機としては、 所望の樹脂層厚に応じ塗布することが可能であ ればいずれも制限されるものではない。 例示として、 ダム式コ一夕、 リバースコ 一夕、 リップコ一夕、 マイクログラビアコ一夕、 コンマコ一夕等が挙げられる。 また、 各々の樹脂層を熱により溶融させ成形させる場合に押出成形法が適用でき る。 押出成形機には、 周知の Tダイ法、 ラミネート体延伸法、 インフレーション 法等が例示される。
本発明の耐熱性接着剤組成物は、 耐熱性を要する部位の接着や被覆等の用途に 使用でき、 高耐熱性を要する電子機器部材、 特に絶縁層及び半導体回路から構成 される半導体集積回路の製造用途に好適である。
以下、„本発明に係るフレキシブル金属積層体の実施例を具体的に示すが、 本発 明はこれらに限定されるものではない。
三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物の調製例 1〜 7 成分 (A) である可溶性ポリアミドイミド樹脂 (東洋紡社製 「バイ口マックス HR 16NN」 、 Tg 330°C) を、 固形分濃度が 14重量%となるように N— メチル—2ピロリ ドン (NMP) に溶解させた溶液 (1) と、 成分 (B) である ビスマレイミド樹脂 (ゲイアイ化成社製 「BMI— 70」 ) を、 固形分濃度が 4 0重量%となるように NMPに溶解させた溶液 (2) と、 成分 (C) であるァリ ルフエノール樹脂 (明和化成社製 「MEH— 8000 H」 ) を、 固形分濃度が 4 0重量%となるように NMPに溶解させた溶液 (3) とを、 表 1に示す固形分配 合比率 (重量比) となるように混合し、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1〜 7 を調製した。 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物の調製例 8
成分 (A) である可溶性ポリイミド樹脂 (Tg l 60°C) を、 特開平 12— 6 3788号公報の合成例 2に記載の方法にて合成し、 これを固形分濃度が 14重 量%となるように NMPに溶解させ、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 8を調製 した。 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物の調製例 9
成分 (A) である可溶性ポリアミドイミド樹脂 (東洋紡社製 「バイ口マックス HR 16NNJ 、 Tg 330°C) を、 固形分濃度が 14重量%となるように NM Pに溶解させた溶液 (1) と、 成分 (B) であるビスマレイミド樹脂 (ケィアイ 化成社製 「BM I— 70」 ) を、 固形分濃度が 40重量%となるよう NMPに溶 解させた溶液 (2) とを、 表 1に示す固形分配合比率 (重量比) となるように混 合し、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 9を調製した。 上記調製例で得た三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1〜 9の固形分配合比率を 表 1に示す。 また、 表 1には、 成分 (B) の官能基 1モル当量に対する成分 (C) の官能基当量についても合わせて記載してある。 表 1
三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物
1 2 3 4 5 6 7 8 9 成分 (A) ポリアミドイミド樹脂 15.0 35.0 50.0 65.0 85.0 10.0 90.0 50.0 組 成分 (A) ポリイミド樹脂 100.0 成 成分 (B) ビスマレイミド樹脂 74.0 56.6 43.5 30.5 11.3 78.3 8.7 50.0 成分 (C) ァリルフヱノール樹脂 11.0 8.4 6.5 4.5 3.7 11.7 1.3
成分 (B) の官能基 1モル当量に対する
0.23 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23
成分 (C) の官能基当量
三次元架橋型熱硬化性樹脂層の調製
上記調製例得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1〜 9を、 厚さ 12 の電解銅箔 (三井金属鉱業社製 「TQ - VLP」 ) の粗化処理面に塗布した後、 150°Cで 10分間加熱乾燥して Bステージ状に硬化させ、 三次元架橋型熱硬化 性樹脂層を形成した。 次いで、 窒素雰囲気下にて 300°Cで 3時間加熱すること により、 三次元架橋型熱硬化性榭脂層を完全に硬化させ、 厚さ 20 xmの三次元 架橋型熱硬化性樹脂層 1〜 9を得た。
得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂層 1〜 9について以下の評価を行つた。 得 られた結果は下記表 2に示す。
1. 動的弾性率、 及び接着剤組成物の硬化後の Tg
得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂層 1〜 9より金属箔をサブトラクティブ法 にてエッチング除去し、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層を取り出した。 この三次元 架橋型熱硬化性樹脂層の 300°C及び 350°Cにおける動的弾性率を、 強制振動 非共振型粘弾性測定器 (オリエンテック社製 レオバイブロン) にて下記条件で 測定した。 また、 測定データの t a η δのピークトップから T gを求めた。
測定条件
加振周波数: 1 1 H z
静的張力: 3. 0 g f
サンプルサイズ: 0. 5mm (幅) X 30mm (長さ)
昇温速度: 3°CZm i n
雰囲気:空気中
2. 接着強度
得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂層 1〜 9の金属箔をサブトラクティブ法に てエッチングし、 幅 5 mmの銅パターンを形成した。 次いで、 接着強度として、 下記条件で三次元架橋型熱硬化性樹脂層の銅パターンからの剥離強度を測定した。 測定条件
引張り速度: 5 Omm/m i n
引き剥がし角度: 90° 3 . 耐熱性
得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂層 1〜 9の金属箔をサブトラクティブ法に てエッチングし、 フリップチップボンディング用の回路を形成した。 次いで、 2 3 °Cで相対湿度 5 5 %に 7 2時間調湿した環境下にて、 フリップチップボンダ一
(漉谷工業社製、 商品名: D B 2 0 0 ) を用い、 下記条件にてフリップチップ接 合を行った。 接合後の三次元架橋型熱硬化性樹脂層の外観、 及び接合部の断面を 観察し、 下記基準にて評価を行った。
接合条件
最高到達温度: 4 0 0 °C
最高到達温度保持時間: 2 . 5秒
印加荷重: 2 0 0 NZ c m2
判定基準
〇:接着剤層の外観に変化がなく、 しかも、 接合部に変形や剥離が観察されな かった。
△:接着剤層の外観に若干の変化が観察されたか、 若しくは接合部に若干の変 形や剥離が観察された。
X :接着剤層の外観に変化が観察され、 しかも接合部に著しい変形や剥離が観 察された。
4 . 成膜性
得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂層 1〜 9の金属箔をサブトラクティブ法に てエッチングし、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層の単層膜を作製した。 得られた単 層膜を観察し、 下記基準にて評価を行った。
判定基準
〇:金属箔上に成膜可能で、 かつ金属箔を除去しても膜形態を維持している。 △:金属箔上に成膜可能であるが、 金属箔を除去すると欠けや割れを生じやす い。
X:金属箔上に成膜可能であるが、金属箔を除去すると膜形態を維持できない。 表 2
Figure imgf000024_0001
表 2に示すように、少なくとも 1個のイミド基を有する熱可塑性樹脂(A)と、 少なくとも 2個のマレイミド基を有する熱硬化性化合物 (B ) と、 成分 (B ) と 反応し得る官能基を有する化合物 (C ) とを配合すると共に、 成分 (A) の含有 量を全固形分量 1 0 0重量%に対して 1 5〜8 5重量%とした、 三次元架橋型熱 硬化性樹脂組成物 1〜 5では、 得られた組成物を用いて銅箔上に比較的低温で簡 易にしかも良好に成膜を行うことができた。 また、 得られた組成物の硬化後の T gが 3 4 0〜3 5 5 °Cと高く、 高耐熱性を有する三次元架橋型熱硬化性樹脂層を 形成することができた。 そして、 組成物の硬化後の T gを超えた温度でも何ら問 題なくフリップチップ接合を行うことができた。 さらに、 形成された三次元架橋 型熱硬化性樹脂層が成分 (A) の T gを超えた温度域でも高い動的弾性率を保持 していることから、 得られた組成物が硬化後に高温下でも十分な機械的強度を有 し、 高耐圧性を有するものであることが判明した。 しかも、 得られた組成物は、 熱可塑性樹脂(A)を単独で用いた三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 8に比べて、 銅箔への接着強度が著しく優れることが判明した。
なお、 成分 (A) 〜 (C) を配合しても、 成分 (A) の含有量を全固形分量 1 0 0重量%に対して 1 5重量%未満とした三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 6で は、 耐熱性や加工性、 機械的強度 (弾性率) では三次元架橋型熱硬化性樹脂組成 物 1〜 5と同様の結果が得られたものの、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1〜 5に比較すると接着強度及び成膜性がやや劣る結果となった。 但し、 実用上問題 のない程度であった。
また、 成分 (A) 〜 (C) を配合しても、 成分 (A) の含有量を全固形分量 1 0 0重量%に対して 8 5重量%超とした三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 7では、 成膜性や加工性、 機械的強度 (弾性率) 、 接着強度では三次元架橋型熱硬化性榭 脂組成物 1〜 5と同様の結果が得られたものの、 フリップチップ接合部の回路や 接着剤層に若干の変形が観察され、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1〜 5に比 較すると耐熱性がやや劣る結果となった。但し、実用上問題のない程度であった。 これらの結果から、 成分 (A) 〜 (C ) を配合すると共に、 成分 (A) の含有 量を全固形分量 1 0 0重量%に対して 1 5〜& 5重量%とすることが特に好まし いことが判明した。 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 0の調製例
下記に示すポリイミド樹脂の溶液とビスァリルナジイミド樹脂の溶液とを、 表
3に示す固形分配合比率 (重量比) となるように混合調製して三次元架橋型熱硬 化性樹脂層を形成するための三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 0を得た。
•ポリイミド樹脂の溶液
撹拌機を備えたフラスコに、 3, 4 ' ージアミノジフエ二ルェ一テル 1 0 . 3
3 g ( 5 2ミリモル) 、 1 , 3 _ビス ( 3 —アミノフエノキシメチル) 一 1 , 1 , 3, 3ーテトラメチルジシロキサン 1 8 . 2 3 g ( 4 8ミリモル)、 3, 4, 3 ' ,
4 ' —ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物 3 2 . 2 2 g ( 1 0 0ミリモル) および N—メチルー 2 —ピロリドン (NM P ) 3 0 0 m 1を氷温下導入し、 1時 間撹拌を続けた。 次いで、 得られた溶液を窒素雰囲気下、 室温で 3時間反応させ てポリアミック酸を合成した。 得られたポリアミック酸溶液に、 トルエン 5 0 m 1および p—トルエンスルホン酸 1 . O gを加え、 1 6 0 °Cに加熱した。 トルェ ンと共沸してきた水を分離しながら 3時間イミド化反応を行った。 トルエンを留 去し、得られたポリイミドワニスをメタノール中に注ぎ、得られた沈殿を分離し、 粉砕、 洗浄、 乾燥させる工程を経ることにより、 ガラス転移温度 1 8 0 °Cのポリ イミド樹脂を得た。 次にこのポリイミド樹脂を固形分濃度 2 5重量%となるよう にテトラヒドロフランに溶解させ、 ポリイミド樹脂の溶液を得た。
• ビスァリルナジイミド樹脂の溶液
ビスァリルナジイミド樹脂 (丸善石油化学社製、 商品名: B AM I—M) を固 形分濃度 5 0重量%となるようにテトラヒドロフランに溶解させビスァリルナジ イミド樹脂の溶液を得た。 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 1の調製例
下記に示すポリアミドイミド樹脂の溶液とビスマレイミド樹脂の溶液とァリル フエノール樹脂の溶液とを、 表 3に示す固形分配合比率 (重量比) となるように 混合調製して三次元架橋型熱硬化性樹脂層を形成するための三次元架橋型熱硬化 性樹脂組成物 1 1を得た。 •ポリアミドイミド榭脂の溶液
ポリアミドイミド榭脂(東洋紡績社製、商品名:バイ口マックス H R 1 6 N N、 ガラス転移温度 3 3 0 °C) を固形分濃度 1 4重量%となるように N—メチルー 2 一ピロリ ドンに溶解させ、 ポリアミドイミド樹脂の溶液を得た。
• ビスマレイミド樹脂の溶液
ビスマレイミド樹脂 (ゲイ ·アイ化成社製、 商品名: B M I— 7 0 ) を固形分 濃度 4 0重量%となるよう N—メチル— 2 —ピロリドンに溶解させ、 ビスマレイ ミド樹脂の溶液を得た。
•ァリルフエノール樹脂の溶液
ァリルフエノール樹脂 (明和化成社製、 商品名: M E H— 8 0 0 0 H) を固形 分濃虔 4 0重量%となるよう N—メチルー 2 —ピロリドンに溶解させ、 ァリルフ ェノ一ル榭脂の溶液を得た。 得られた三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 0および 1 1の組成は下記表 3の 通りである。
表 3
Figure imgf000027_0001
熱可塑性樹脂層用樹脂組成物 1の調製
熱可塑性樹脂層を形成するための熱可塑性樹脂組成物 1として、 上記三次元架 橋型熱硬化性樹脂組成物 1 0の作製に使用したポリイミド樹脂溶液を使用した。 熱可塑性樹脂層用樹脂組成物 2の調製
熱可塑性樹脂層を形成するための熱可塑性樹脂組成物 2として、 上記三次元架 橋型熱硬化性樹脂組成物 11の作製に使用したポリアミドイミド樹脂の溶液を使 用した。 次に作製した樹脂組成物を用いて下記のとおり、 フレキシブル金属積層体を作 製した。
実施例 1
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 zm) の疎 化処理面に、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 10を乾燥後 7 mの厚さになる ように塗布し、 100 5分間加熱乾燥させ三次元架橋型熱硬化性樹脂層を得た。 次に、 該三次元架橋型熱硬化性樹脂層の上に熱可塑性樹脂層用樹脂組成物 1を乾 燥後 25 の厚さになるように塗布して 100°C 10分間加熱乾燥し熱可塑性 樹脂層を得た。 さらに該熱可塑性樹脂層の上に三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 10を乾燥後 8 mの厚さになるように塗布し、 100 5分間加熱乾燥させ有 機樹脂層を得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 70°C 4時間、 70°〇から250°(:に 昇温させながら 10時間、 250°C 3時間にて熱処理をおこない、 全榭脂層の総 厚が 40 xmである本発明のフレキシブル金属積層体を得た。 実施例 2
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 m) の疎 化処理面に、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 10を乾燥後 3 xmの厚さになる ように塗布し、 100°C 5分間加熱乾燥させ三次元架橋型熱硬化性樹脂層を得た。 次に、 該三次元架橋型熱硬化性樹脂層の上に熱可塑性樹脂層用樹脂組成物 1を乾 燥後 30 xmの厚さになるように塗布して 100°C 10分間加熱乾燥し熱可塑性 樹脂層を得た。 さらに該熱可塑性樹脂層の上に三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 10を乾燥後 7 mの厚さになるように塗布し、 100°C 5分間加熱乾燥させ有 機榭脂層を得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 70°C 4時間、 70 から250 に 昇温させながら 10時間、 250°C 3時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総 厚が 40 imである本発明のフレキシブル金属積層体を得た。 実施例 3
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 ^m) の疎 化処理面に、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 11を乾燥後 1 5 ^111の厚さにな るように塗布し、 150°C 5分間加熱乾燥させ三次元架橋型熱硬化性樹脂層を得 た。 次に、 該三次元架橋型熱硬化性樹脂層の上に熱可塑性榭脂層用樹脂組成物 2 を乾燥後 25 / mの厚さになるように塗布して、 150°C 10分間加熱乾燥させ 熱可塑性樹脂層を得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 30°Cから 200°Cに昇温させ ながら 10時間、 200。(:で 1時間、 200 °Cから 300 °Cに昇温させながら 5 時間、 300°Cで 1時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 40 xmであ る本発明のフレキシブル金属積層体を得た。 実施例 4
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 111) の疎 化処理面に、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 1を乾燥後 30 mの厚さにな るように、 塗布と 150°C 5分間加熱乾燥とを 3回おこない三次元架橋型熱硬化 性樹脂層を得た。 次に、 該三次元架橋型熱硬化性樹脂層の上に熱可塑性樹脂層用 樹脂組成物 2を乾燥後 10 mの厚さになるように塗布して、 150°C5分間加 熱乾燥させ熱可塑性樹脂層を得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 30°Cから 200°C に昇温させながら 10時間、 200 °Cで 1時間、 200 °Cから 300 °Cに昇温さ せながら 5時間、 300°Cで 1時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 4 0 mである本発明のフレキシブル金属積層体を得た。 比較例 1 .
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 zm) の疎 化処理面に、 三次元架橋型熱硬化性榭脂組成物 10を乾燥後 40 の厚さにな るように塗布し、 100°C10分間加熱乾燥させ三次元架橋型熱硬化性樹脂層を 得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 70°C 4時間、 70°Cから 250°Cに昇温させな がら 10時間、 250°C 3時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 40 mである比較用のフレキシブル金属積層体を得た。 比較例 2
電解銅箔 (商品名; TQ_VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12^m) の疎 化処理面に、 熱可塑性樹脂層用樹脂組成物 1を乾燥後 40 mの厚さになるよう に塗布し、 100°C 10分間加熱乾燥させ熱可塑性樹脂層を得た。 さらに、 窒素 雰囲気下で 70 °C 4時間、 70°Cから 250 に昇温させながら 10時間、 25 0°C 3時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 40 mである比較用のフ レキシブル金属積層体を得た。 比較例 3
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 1 の疎 化処理面に、 三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 1を乾燥後 40 mの厚さにな るように、 塗布と 150°C5分間加熱乾燥とを 4回繰り返しおこない、 乾燥させ 三次元架橋型熱硬化性樹脂層を得た。さらに、窒素雰囲気下で 30°Cから 200°C に昇温させながら 10時間、 200 で 1時間、 200 °Cから 300 °Cに昇温さ せながら 5時間.、 300°Cで 1時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 4 0 imである比較用のフレキシブル金属積層体を得た。 比較例 4
電解銅箔 (商品名; TQ_VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 m) の疎 化処理面に、 熱可塑性榭脂層用樹脂組成物 2を乾燥後 40 zmの厚さになるよう に、 塗布と 1 50°C5分間加熱乾燥とを 2回繰り返しおこない、 乾燥させ熱可塑 性樹脂層を得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 30°Cから 200°Cに昇温させながら 10時間、 200 °Cで 1時間、 200 °Cから 300 に昇温させながら 5時間、 300°Cで 1時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 40 mである比較 用のフレキシブル金属積層体を得た。 比較例 5
電解銅箔 (商品名; TQ— VLP、 三井金属鉱業社製、 厚さ : 12 /im) の疎 化処理面に、 熱可塑性樹脂層用樹脂組成物 2を乾燥後 25 imの厚さになるよう に塗布し、 150°C 10分間加熱乾燥させ熱可塑性樹脂層を得た。 さらに、 該熱 可塑性樹脂層の上に三次元架橋型熱硬化性樹脂組成物 1 1を乾燥後 15 mの厚 さになるように塗布して、 150 °C 10分間加熱乾燥させ三次元架橋型熱硬化性 樹脂層を得た。 さらに、 窒素雰囲気下で 30°Cから 200°Cに昇温させながら 1 0時間、 200 °Cで 1時間、 200 °Cから 300 °Cに昇温させながら 5時間、 3 00°Cで 1時間にて熱処理をおこない、 全樹脂層の総厚が 40 zmである比較用 のフレキシブル金属積層体を得た。 次に前記フレキシブル金属積層体の物性値測定及び評価を下記のとおり行った。
1. 樹脂層のガラス転移温度
前記比較例 1〜4で得たフレキシブル金属積層体をサブストラクティブ法によ り金属層を除去して得た樹脂層の貯蔵弾性率(Ε')を強制振動非共振型粘弾性測 定器 (レオバイブロン オリエンテック社製) により以下の条件で測定し、 測定 結果の t a η δのピークトップからガラス転移温度 (Tg) を決定し、 その結果 を表 4に示した。
加振周波数 : 1 1 H z
静的張力 : 3. 0 g f ·
サンプル形状: 0. 5mm (幅) X 30mm (長)
昇温速度 : 3°C/m i 11
測定雰囲気 :空気中
2. 樹脂表面層の耐熱性
実施例 1〜4および比較例 1〜 5のフレキシブル金属積層体をサブストラクテ イブ法により金属層を除去して 23°C55%Rh下にて 72時間放置した。次に、 半田こてからなる加熱体の表面温度を下記の設定温度にした状態で、 金属層に隣 接する樹脂表面層に 5秒間接触させ、 該榭脂表面層の耐熱性を下記の評価基準に 基づいて評価した。 その結果を表 4に示した。 なお、 下記の設定温度は、 各々の フレキシブル金属積層体を構成する熱可塑性樹脂層のガラス転移温度に + 70°C 加えた温度であり、 熱可塑性樹脂層が積層されていないフレキシブル金属積層体 は 4 0 0 °Cに設定した。
加熱体の表面温度: 2 5 0 °C (実施例 1、 実施例 2及び比較例 2 )
加熱体の表面温度: 4 0 0 °C (実施例 3、 実施例 4、 比較例 1及び比較例 3〜 5 ) 評価基準
〇:外観目視上で、 加熱体に接触した部分に溶融や流動による変形はない。
X:外観目視上で、加熱体に接触した部分に溶融や流動による著しい変形がある。
3 . フリップチップ接合性
実施例 1〜4および比較例 1〜 5のフレキシブル金属積層体における金属層に、 フォトレジスト塗布、 パターン露光、 現像、 エッチング、 ソルダ一レジスト塗布 及び錫メツキを施しフォトレジスト法によって、 フリップチップ接合用の回路パ ターンを形成した。 この回路パターンを形成させたフレキシブル金属積層体を 2 3 °C 5 5 % R h下にて 7 2時間放置後、 フリップチップ接合用の回路パターンと I Cの金バンプとの接合をフリップチップポンダー (漉谷工業社製) にておこな い、 樹脂層の外観上の変化や、 接合部位の断面観察を下記の評価基準に基づいて 行った。 その結果を表 4に示した。 なお、 接合する際の温度は、 各々のフレキシ ブル金属積層体を構成する熱可塑性樹脂層のガラス転移温度に + 7 0 °C加えた温 度であり、 熱可塑性樹脂層が積層されていないフレキシブル金属積層体は 4 0 0 °Cに設定し、 接合時間及び接合圧力は次の条件でおこなった。
接合温度: 2 5 0 °C (実施例 1、 実施例 2及び比較例 2 )
接合温度: 4 0 0 °C (実施例 3、 実施例 4、 比較例 1及び比較例 3.〜 5 ) 接合時間: 2 . 5秒
接合圧力 : 2 0 O N/ c m2
評価基準
〇:外観上の問題が無く、 接合部位の著しい変形や剥離が生じていない。
△:外観上の問題が無いが、 接合部位にやや変形が生じているものの、 剥離が生 じていない。
X :外観上に問題があり、 接合部位に変形や剥離が生じている。
X X :樹脂層が脆くフレキシピリティに欠け、 回路パターン形成時及びボンディ ング時にクラックや剥離が生じる。 表 4
実施例 比較例
1 2 3 4 1 2 3 4 5 三次元架橋型熱硬化性樹脂 ワニス A 7 3 40
層の厚さ ( m) t 1 ワニス B 15 30 40
熱可塑性樹脂層の厚さ ワニス C 25 30 40
(^m) ワニス D 25 10 40 25 ワニス A 8 7
有機樹脂層の厚さ ( m)
ワニス B 15 全榭脂層の総厚 ( m) t 2 40 40 40 40 40 40 40 40 40 厚さの比 ( t 1/ t 2) 18/100 5/100 38/100 75/100 100/100 0/100 100/100 0/100 0/100 ガラス転移温度 ( ) 一 一 一 一 330 180 350 330 一 樹脂表面層の耐熱性 〇 〇 〇 〇 〇 X 〇 X X フリップチップ接合性 〇 Δ 〇 〇 X X X X X X X
表 4に示す結果から明らかなように、 実施例 1〜 4における本発明のフレキシ ブル金属積層体は、 金属層に隣接した三次元架橋型熱硬化性樹脂層を介して熱可 塑性榭脂層が積層しているため、 樹脂表面層の耐熱性及びフリップチップ接合性 の評価において、 溶融や流動の変形がなく高耐熱性と高耐圧性を有することが確 認された。 一方、 熱可塑性樹脂層のみを積層した比較例 2および比較例 4のフレ キシブル金属積層体と、 金属層に隣接した熱可塑性樹脂層を介して三次元架橋型 熱硬化性樹脂層を有する比較例 5のフレキシブル金属積層体では、 熱可塑性樹脂 層にこれを構成する樹脂のガラス転移温度を越えた熱が加えられたため、 溶融や 変形が著しく発生していた。 なお、 比較例 1および比較例 3では、 樹脂表面層の 耐熱性評価では金属層に接している樹脂層の溶融や流動による変形がないものの、 該樹脂層が非常に脆くフレキシビリティに欠け、 回路形成時及びボンディング時 にクラックや剥離が生じる問題を有するものであった。 産業上の利用の可能性
本発明のフレキシブル金属積層体は、 従来のものに比べ樹脂層全体の耐熱性が 向上している。 したがって、 本発明のフレキシブル金属積層体は、 高耐熱性を必 要とするフレキシブルプリント基板用途、 特に、 絶縁体層及び導体回路から構成 される半導体集積回路 (I C ) 用配線基板に I Cチップを積層してなる半導体装 置に好適な、 さらにはフリップチップ接合のような高耐熱高耐圧性を必要とする フレキシブルプリント基板として優れたものになる。

Claims

請求の範囲
1. 金属層上に、 少なくとも三次元架橋型熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層が順 次積層されてなることを特徴とするフレキシブル金属積層体。
2. 前記三次元架橋型熱硬化性樹脂層の厚さ (t l) と金属層上に積層した全 樹脂層の総厚 ( t 2) との比 (t lZt 2) が 7/100〜85Zl O 0である ことを特徴とする請求項 1に記載のフレキシブル金属積層体。
3. 前記三次元架橋型熱硬化性樹脂層が、 マレイミド誘導体、 ビスァリルナジ イミド誘導体、 ァリルフヱノール誘導体から選ばれた少なくとも 1種を含有する ことを特徴とする請求項 1に記載のフレキシブル金属積層体。
4. 前記三次元架橋型熱硬化性樹脂層が、 1分子中に少なくとも 2個の反応性 官能基とする三次元架橋型熱硬化性樹脂と、 溶剤可溶な熱可塑性樹脂とを含有す ることを特徴とする請求項 1に記載のフレキシブル金属積層体。
5. 前記熱可塑性樹脂層が、 ポリイミド樹脂、 ポリアミドイミド樹脂、 ポリエ 一テルイミド榭脂、 ポリシロキサンイミド樹脂、 ポリエーテルケトン樹脂、 ポリ エーテルエーテルケトン樹脂から選ばれた少なくとも 1種を含有することを特徴 とする請求項 1に記載のフレキシブル金属積層体。
6. 前記熱可塑性樹脂層の上に有機樹脂層を積層したことを特徴とする請求項 1に記載のフレキシブル金属積層体。
7. 前記金属層が、 銅箔、 ステンレス箔、 アルミニウム箔、 スチール箔から選 ばれた 1種であることを特徴とする請求項 1に記載のフレキシブル金属積層体。
8. 前記三次元架橋型熱硬化性樹脂層が、 少なくとも 1個のイミド基を有する 熱可塑性樹脂 (A) と、 少なくとも 2個のマレイミド基を有する熱硬化性化合物 (B) と、 成分 (B) と反応し得る官能基を有する化合物 (C) とを含有するこ とを特徴とする請求項 1記載のフレキシブル金属積層体。
9. 前記成分 (A) の含有量が、 三次元架橋型熱硬化性樹脂層の全固形分量 1 00重量%に対して 1 5〜85重量%であることを特徴とする請求項 8に記載の フレキシブル金属積層体。
10. 前記成分 (B) の官能基 1モル当量に対する成分 (C) の官能基当量が 2. 0〜0. 1当量であることを特徴とする請求項 8に記載のフレキシブル金属 積層体。
1 1. 前記成分 (A) が、 可溶性ポリイミド樹脂、 可溶性ポリアミドイミド樹 脂、 可溶性シロキサン変性ポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも 1種であるこ とを特徴とする請求項 8に記載のフレキシブル金属積層体。
12. 前記成分 (C) 力 フエノール樹脂、 (イソ) フタレート樹脂、 (イソ ) シァヌレート樹脂から選ばれる少なくとも 1種であり、 かつァリル基及び/又 はメタリル基を少なくとも 2個有することを特徴とする請求項 8に記載のフレキ シブル金属積層体。
13. 前記成分 (A) のガラス転移温度が 200°C以上であることを特徴とす る請求項 8に記載のフレキシブル金属積層体。
14. 少なくとも 1個のィミド基を有する熱可塑性樹脂 ( A) と、 少なくとも 2個のマレイミド基を有する熱硬化性化合物 (B) と、 成分 (B) と反応し得る 官能基を有する化合物 (C) とを含有することを特徴とする耐熱性接着剤組成物
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