WO2014171345A1 - 金属箔積層体 - Google Patents

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WO2014171345A1
WO2014171345A1 PCT/JP2014/059846 JP2014059846W WO2014171345A1 WO 2014171345 A1 WO2014171345 A1 WO 2014171345A1 JP 2014059846 W JP2014059846 W JP 2014059846W WO 2014171345 A1 WO2014171345 A1 WO 2014171345A1
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epoxy resin
polyimide resin
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謙太 多田
智晴 栗田
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東洋紡株式会社
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    • H05K2201/0137Materials
    • H05K2201/0154Polyimide

Definitions

  • the present invention relates to a metal foil laminate in which a polyimide resin is laminated on at least one surface of a metal foil, and a flexible printed board using the metal foil laminate.
  • the present invention relates to a metal foil laminate suitable as a chip on film (hereinafter referred to as COF) substrate on which electronic components such as IC (integrated circuit) or LSL (large scale integrated circuit) are mounted.
  • COF chip on film
  • polyimide resins are widely used as insulating materials for electric and electronic devices because they are excellent in heat resistance, insulation and chemical resistance.
  • it is often used as a raw material for flexible printed wiring boards, and is used as a wiring board material for various electronic devices, mounting substrate materials, for example, device mounting substrates for display devices such as liquid crystal display devices, plasma displays, organic EL displays, and smart devices.
  • mounting substrate materials for example, device mounting substrates for display devices such as liquid crystal display devices, plasma displays, organic EL displays, and smart devices.
  • a COF substrate is a composite part in which a semiconductor chip such as an IC or LSI is directly mounted on a film-like wiring board.
  • a display device such as a larger rigid wiring board, a liquid crystal display device, or an organic EL display is used. Used by connecting to a device mounting board.
  • the COF substrate is made from a two-layer metal foil laminate (two-layer flexible metal foil laminate) in which a metal foil such as copper foil is laminated on a heat-resistant resin film such as polyimide.
  • a fine pattern is formed on the copper foil surface of the two-layer flexible metal foil laminate by a method such as a photolithography method, and further, plating such as tin and a solder resist are coated on necessary portions.
  • the plated COF lead pattern and the connection terminals (bumps) of the chip are connected to ACF / ACP (joining method using anisotropic conductive film / paste), NCF / NCP (non-conductive film).
  • Patent Document 1 a laminate type in which a metal foil and a polyimide film are bonded with a thermoplastic polyimide adhesive
  • Patent Document 2 a metal foil Cast type casted and laminated with polyimide resin
  • Patent Document 3 Metalizing type (manufactured by directly depositing metal such as Cr on the polyimide film by sputtering, etc., and electrolessly and / or electrolytically plating copper)
  • Patent Document 3 Metalizing type
  • Patent Document 4 and Patent Document 5 disclose a two-layer flexible metal foil laminate in which bump sinking is improved by a casting method, but the problems of folding resistance and spring back are not solved.
  • Patent Document 6 the improvement of folding resistance is examined by a laminating method, but the improvement of bump sinking is insufficient.
  • Patent Documents 7 and 8 improvement of springback, improvement of adhesiveness, and the like are examined by a metalizing method, but it still has a problem that it is inadequate and folding resistance is inferior.
  • a functional group that becomes a crosslinking point is introduced into the side chain in the resin, or a large amount of polyfunctional isocyanate, polyfunctional phenol, phenoxy resin, or the like is used together, and polyimide resin or the like is included in the cross-linked structure with these blends.
  • the polymer is physically and / or chemically introduced. Therefore, even though a certain degree of heat resistance can be imparted, it is difficult to impart a mountability of 400 ° C. or more, and mechanical properties such as folding resistance and flex resistance are also lowered. It was difficult to satisfy all of folding resistance, bending resistance, and low springback.
  • Patent Document 9 discloses a case where a crosslinkable composition is obtained by blending a large amount of an epoxy resin with a polyamide-imide resin and Patent Document 10 further using a phenoxy resin together.
  • a functional group serving as a crosslinking point is introduced into the polyimide resin
  • Patent Document 13 Patent Document 14, Patent Document 15, and Patent Document 16
  • an epoxy resin serving as an excessive crosslinking agent is used.
  • Efficient crosslinking is attempted by blending phenoxy resin.
  • it is difficult to obtain a tough molded body with any resin composition and it is difficult to achieve both flexibility, bending resistance, flexibility, and low springback, which are trade-offs with mountability. Was the current situation.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and is intended to produce a metal foil laminate for a flexible printed circuit board, such as a COF substrate, and a flexible printed wiring board at low cost. That is, regarding a metal foil laminate suitable as a substrate for COF, the substrate film of the chip when bonding the chip and the metal wiring while maintaining the high quality of the warp, dimensional accuracy, adhesion, etc. of the substrate as before. Prevention of sinking into the layer (that is, mountability) and flexback, folding resistance, flexibility, which are in a trade-off relationship with the mountability, and springback that is regarded as a problem when bending and mounting a board Etc. (ie, low springback) at the same time.
  • the present inventors have achieved the object of the present invention by forming a crosslinked structure by blending a small amount of an epoxy resin with a polyimide resin that is soluble in solvent and excellent in heat resistance to form a resin composition.
  • the epoxy resin used by this invention fulfill
  • an epoxy resin is added to a polyimide resin that defines various characteristics, and the reaction conditions described below are employed to form a crosslinked structure only with the functional group at the resin terminal of the polyimide resin.
  • the low warpage, dimensional accuracy, adhesiveness, etc. satisfy the mounting properties, the bending resistance, the folding resistance, the flexibility and the low spring back simultaneously while maintaining the conventional characteristics.
  • the resin has the inherent bending resistance, folding resistance, flexibility, and low springback by setting the crosslinking point only to the end of the resin that defines the composition, molecular weight, acid value, logarithmic viscosity, etc. It has been possible to find a structure that retains its mechanical properties and withstands mountability.
  • the present invention is the following flexible metal foil laminate and flexible printed circuit board.
  • a heat resistant resin composition containing a polyimide resin crosslinked with an epoxy resin is a metal foil laminate of a base film and a metal foil laminated on at least one side of the metal foil, and the following (a) and (B) a metal foil laminate, (A) The compounding amount of the epoxy resin when the total amount of the polyimide resin and the epoxy resin is 100% by mass is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less; (B) N-methyl-2-pyrrolidone was added to the base film obtained by removing the metal foil from the metal foil laminate so that the concentration of the base film was 0.5% by mass, and at 100 ° C. for 2 hours. The insoluble rate after heat treatment is 40% or more.
  • the metal foil laminate according to any one of Items 1 to 5 which is the following (j):
  • the polyimide resin is a polyamide-imide resin, and the structural unit of the polyamide-imide resin contains 5 to 99 mol% of the repeating structural unit represented by the formula (1);
  • the epoxy resin is a phenol novolac glycidyl ether of the following general formula (2). [N is an integer from 1 to 20] (Section 8) Item 8.
  • a flexible printed wiring board comprising the metal foil laminate according to any one of Items 1 to 7.
  • the flexible printed wiring board according to Item 8 wherein the value of the folding resistance test based on JIS C 5016 is more than 190 times.
  • the flexible printed wiring board obtained from the metal foil laminate of the present invention prevents the chip from sinking into the base film layer when joining the chip and the metal wiring, that is, mountability, bending mounting of the substrate, etc. It is suitable as a chip-on-film (hereinafter referred to as COF) substrate because it reduces the problem of springback and the like, and also has excellent bending resistance, folding resistance, and flexibility (panel assembly). Furthermore, since the resin composition used in the present invention is soluble in an organic solvent, it can be produced at low cost without the need for heat treatment at high temperatures. Naturally, the quality required for the COF substrate such as low warpage, dimensional accuracy, and adhesiveness is maintained at a high level. Therefore, since a high-performance flexible substrate can be manufactured at low cost, there are significant industrial advantages.
  • COF chip-on-film
  • the metal foil laminate of the present invention is a laminate of the base film and metal foil in which a base film containing a heat resistant resin composition is laminated on at least one side of the metal foil.
  • the heat-resistant resin composition is preferably formed by crosslinking only the functional group at the resin terminal of the polyimide resin with an epoxy resin.
  • the polyimide resin may be basically any resin as long as it has a thermal expansion coefficient equivalent to that of the metal foil and is excellent in heat resistance, but is preferably a polyimide resin and / or a polyamideimide. It is a resin, more preferably a polyimide resin soluble in an organic solvent and / or a polyamideimide resin soluble in an organic solvent.
  • a polyimide resin is obtained by a polycondensation reaction of an acid component and an amine component (or an isocyanate component corresponding thereto).
  • a diisocyanate method, an acid chloride method, a low temperature solution polymerization method, a room temperature solution polymerization method and the like are conventionally known. It can manufacture by the method of. Industrially, a diisocyanate method in which the resulting polymerization solution can be used as it is as a varnish for casting described later is preferable.
  • “soluble in an organic solvent” means N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolide.
  • Single solvent selected from the group consisting of non, tetramethylurea, sulfolane, dimethyl sulfoxide, ⁇ -butyrolactone, cyclohexanone, and cyclopentanone, or a mixed organic containing at least one of these in an amount of 20% by mass or more It means that the resin dissolves in 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more in any one of the solvents.
  • the resin is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more in N-methyl-2-pyrrolidone (purity 99.9%).
  • Whether or not the resin is dissolved is determined by using resin powder that passes 80 mesh in a 200 ml beaker when the resin is solid, and using it as it is when it is liquid.
  • the resin powder was added to the aforementioned organic solvent so that the amount was 10, 15, and 20% by mass, and after gently stirring at 25 ° C. for 24 hours, the solution was allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours, and was visually gelled. It is determined that the material that was not homogenized, cloudy, or precipitated is dissolved.
  • the polyimide resin that can be used in the present invention is not particularly limited, but a polyimide resin having a functional group only at a resin terminal is preferable. If there is a functional group only at the resin terminal of the polyimide resin, the functional group present only at the terminal reacts with the glycidyl group of the epoxy resin. If a functional group is present at a location other than the resin end, a crosslinking reaction with the epoxy resin occurs, and the inherent properties of the resin such as bending resistance, folding resistance, flexibility, and low spring back are lowered, which is not preferable.
  • a carboxyl group, an acid anhydride group, an isocyanate group, an amino group, and the like are preferable, and a carboxyl group and an acid anhydride group are particularly preferable.
  • the polyimide resin that can be used in the present invention is not particularly limited, but a polyimide resin that is soluble in an organic solvent is preferable.
  • the acid component used in the polyimide resin that can be used in the present invention include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3, 3 ′, 4,4′diphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,2,4 Monomers such as 5-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, monoanhydrides, dianhydrides, and esterified products can be used
  • amine component (or the corresponding isocyanate component) used in the polyimide resin that can be used in the present invention include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4- Diaminoxylene, P-xylenediamine, m-xylenediamine, 2,4-diaminodurene, 1,4-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, 2,7-naphthalenediamine, benzidine, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl (o-tolidine), 3,3′-diethyl-4,4′-diaminobiphenyl 2,2′-dimethyl-4,4′-di
  • the polyamide-imide resin that can be used in the present invention is not particularly limited, but a polyamide-imide resin that is soluble in an organic solvent is preferable.
  • the acid component used in the polyamideimide resin that can be used in the present invention include trimellitic anhydride, diphenyl ether-3,4,4′-tricarboxylic acid anhydride, diphenylsulfone-3,4,4′-tricarboxylic acid anhydride, Monocarboxylic acid monomers such as benzophenone-3,4,4′-tricarboxylic acid anhydride and naphthalene-1,2,5-tricarboxylic acid anhydride can be used alone or as a mixture of two or more.
  • dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, benzophenone dicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid, and the acid component of the polyimide resin may be used alone or as examples of compounds It can be used as a mixture of two or more. Or it can use combining the compound illustrated by the acid component of the above-mentioned dicarboxylic acid and a polyimide resin.
  • amine component or an isocyanate component corresponding thereto
  • compounds exemplified in the amine component of a polyimide resin can be used.
  • the acid component and amine component shown below can be used as long as the object of the present invention is not impaired.
  • ⁇ Copolymerizable acid component examples include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanoic acid, and monoanhydrides, dianhydrides, and esterified products of aliphatic tricarboxylic acids such as butane-1,2,4-tricarboxylic acid.
  • aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanoic acid
  • monoanhydrides, dianhydrides, and esterified products of aliphatic tricarboxylic acids such as butane-1,2,4-tricarboxylic acid.
  • Alicyclic dicarboxylic acids such as 4,4′-dicarboxylic acid, cyclohexanetricarboxylic acid, dicyclohexyl ether-3,3 ′, 4′-tricarboxylic acid, dicyclohexylsulfone-3,4,4′-tricarboxylic acid, dicyclohexylmethane-3 , 4,4'-tricarboxylic acid and other aliphatic tetracarboxylic acid monoanhydrides, esterified products, cyclopentane-1,2,3 , 4-tetracarboxylic acid and other alicyclic tetracarboxylic acid monoanhydrides, dianhydr
  • amine components include trans-1,4-diaminocyclohexane, cis-1,4-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane (trans / cis mixture), 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis ( (Cyclohexylamine) (trans isomer, cis isomer, trans / cis mixture), isophoronediamine, 1,4-cyclohexanebis (methylamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, , 6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 3,8-bis (aminomethyl) tricyclo [5.2.1.0] decane, 1,3-diaminoadamantane, 4,4 ′ -Methylenebis (2-methylcyclohexylamine), 4,
  • the polyimide resin that can be used in the present invention is capable of sinking into the base film layer (mountability) when bonding the chip and the metal wiring, and springback, bending resistance, From the balance of flexibility, flexibility, and production cost, an aromatic polyimide resin and / or an aromatic polyamideimide resin that is soluble in an organic solvent is preferable, and more preferably in a structural unit of the polyamideimide resin.
  • Polyamideimide resin containing a repeating unit represented by formula (1) preferably 5 mol% or more and 99 mol% or less, more preferably 30 mol% or more and 95 mol% or less, and further preferably 50 mol% or more and 80 mol% or less. Is good. If it is less than 5 mol%, there may be a problem in mountability. If it exceeds 99 mol%, the solubility in an organic solvent becomes poor, so that the processability in a solution may be difficult.
  • trimellitic anhydride TMA
  • BTDA 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride
  • BPDA Biphenyltetracarboxylic dianhydride
  • TMA / BTDA / BPDA 80-50 / 5-20
  • a polyamideimide resin of / 15 to 45 is preferable.
  • o-tolidine diisocyanate is a polyamideimide resin having a composition ratio of all the isocyanate components (or amine components corresponding thereto) of 50 mol% or more.
  • these polyamideimide resins can be used by mixing two or more resins polymerized separately.
  • a polyimide resin is obtained by a polycondensation reaction of an acid component and an amine component (or an isocyanate component corresponding thereto).
  • a diisocyanate method, an acid chloride method, a low temperature solution polymerization method, a room temperature solution polymerization method and the like are conventionally known. It can manufacture by the method of.
  • a diisocyanate method is preferred in which a polymer is obtained by a decarboxylation reaction, and the obtained polymerization solution can be used as it is as a varnish for casting described later.
  • the polyimide resin used in the present invention can be obtained by heat polycondensation of the above-mentioned acid component and diisocyanate component corresponding to the amine component in an organic solvent at a substantially stoichiometric amount of 100 to 200 ° C. Can do.
  • the polymerization solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, tetramethylurea, sulfolane, dimethylsulfoxide.
  • ⁇ -butyrolactone cyclohexanone, cyclopentanone, etc., preferably N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
  • these solvents can be used as they are as a solution for producing a metal-clad laminate as described later. Some of these can be replaced with hydrocarbon organic solvents such as toluene and xylene, ether organic solvents such as diglyme, triglyme and tetrahydrofuran, and ketone organic solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
  • the logarithmic viscosity of the polyimide resin before crosslinking with the epoxy resin of the present invention is 0.40 dl / g or more in N-methyl-2-pyrrolidone (polymer concentration 0.5 g / dl) at 30 ° C.
  • 3.50 dl / g or less is good, preferably 0.80 dl / g or more and 3.50 dl / g or less, more preferably 1.00 dl / g or more and 3.50 dl / g or less, and further preferably 1.30 dl / g or more. 3. 50 dl / g or less.
  • ⁇ Measurement of logarithmic viscosity> For the measurement of the logarithmic viscosity of the polyimide resin before crosslinking, a powdery polymer sample prepared by reprecipitation and purification of a solution containing the polyimide resin before crosslinking with a large amount of acetone is used. The powder sample is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so that the polymer concentration is 0.5 g / dl, and the solution viscosity and solvent viscosity of the solution are measured at 30 ° C. with an Ubbelohde type viscosity tube. The logarithmic viscosity value is calculated by the following formula from the result.
  • V1 represents a solution viscosity measured with an Ubbelohde type viscosity tube
  • V2 represents a solvent viscosity measured with an Ubbelohde type viscosity tube
  • V1 and V2 represent a polymer solution and a solvent (N-methyl-2-pyrrolidone).
  • V3 is the polymer concentration (g / dl).
  • the varnish obtained after polymerization can also be used as a measurement sample.
  • the measurement sample solution is adjusted so that the polymer concentration is 0.5 g / dl in terms of solid content from the varnish concentration.
  • the logarithmic viscosity of the polyimide resin in the uncrosslinked portion after being crosslinked with the epoxy resin can be measured by using the polyimide resin extract from which the uncrosslinked portion is extracted by measuring the insolubility described below.
  • a powdery polymer sample prepared by reprecipitation and purification of the extract with a large amount of acetone is used.
  • the polyimide resin in the uncrosslinked portion is a polyimide resin that has not reacted with the epoxy resin, but even if it partially reacts with the epoxy resin, it is completely a network structure. The part which is not (not insolubilized) is also included.
  • the logarithmic viscosity of the polyimide resin in the uncrosslinked portion after being cross-linked by the epoxy resin of the present invention is the logarithmic viscosity at 30 ° C. in N-methyl-2-pyrrolidone (polymer concentration 0.5 g / dl). 0.40 dl / g or more and 3.50 dl / g or less is good, preferably 0.80 dl / g or more and 3.50 dl / g or less, more preferably 1.00 dl / g or more and 3.50 dl / g or less, more preferably 1.30 dl / g or more and 3.50 dl / g or less.
  • the number average molecular weight of the polyimide resin before crosslinking with the epoxy resin of the present invention preferably has a molecular weight corresponding to 10,000 or more and 200,000 or less, more preferably 21,000 or more and 180,000 or less, and further preferably 47,000 or more and 160000 or less. .
  • the number average molecular weight is less than 10,000, mechanical properties such as bending resistance and folding resistance of the metal foil laminate and the flexible printed wiring board may be insufficient. Further, if it exceeds 200,000, the solution viscosity becomes high, so that it may be difficult to form the metal foil laminate. Moreover, there exists a tendency for mounting property (dent of the base film layer in chip
  • the column uses shodex AD800P, shodex AD805 / S, shodex AD804 / S, shodex AD803 / S, and shodex AD802 / S in series.
  • the molecular weight of the polyimide resin in the uncrosslinked portion after being crosslinked by the epoxy can be measured by using an extract of the polyimide resin from which the uncrosslinked portion is extracted by measuring the insolubility described later.
  • a powdery polymer sample prepared by reprecipitation and purification of the extract with a large amount of acetone is used.
  • the polyimide resin in the uncrosslinked portion is a polyimide resin that does not react with epoxy, but even if it partially reacts with epoxy, it has a completely network structure. The part which is not (insolubilized) is also included.
  • the number average molecular weight of the polyimide resin in the uncrosslinked portion after being crosslinked by the epoxy resin of the present invention is preferably one having a molecular weight corresponding to 10,000 or more and 200,000 or less, more preferably 21,000 or more and 180,000 or less, more preferably 47000 or more and 160000 or less.
  • the number average molecular weight is less than 10,000, mechanical properties such as bending resistance and folding resistance of the metal foil laminate and the flexible printed wiring board may be insufficient. Further, if it exceeds 200,000, the solution viscosity becomes high, so that it may be difficult to form the metal foil laminate. Moreover, there exists a tendency for mounting property (dent of the base film layer in chip
  • the acid value of the polyimide resin before crosslinking with the epoxy resin of the present invention is preferably 5 eq / ton or more and 1000 eq / ton or less, more preferably 10 eq / ton or more and 600 eq / ton or less, and further preferably 15 eq / ton or more and 300 eq / ton.
  • it is particularly preferably 20 eq / ton or more and 160 eq / ton or less. If the acid value is less than 5 eq / ton, the molding process when processing into the metal foil laminate becomes difficult, and the mountability (dent of the base film layer at the chip mounting temperature) tends to deteriorate. If it exceeds 1000 eq / ton, mechanical properties such as bending resistance and folding resistance of the metal foil laminate and flexible printed wiring board may be insufficient.
  • 0.1 g of a powdered polymer used for the measurement of logarithmic viscosity was precisely weighed, and a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone / dimethylformamide (50/50 volume ratio) was added to 1 dl. Add to make.
  • crosslinking with an epoxy can be measured by using the extract of the polyimide resin from which the uncrosslinked part was extracted by the measurement of the insoluble rate mentioned later.
  • a powdery polymer sample prepared by reprecipitation and purification of the extract with a large amount of acetone is used.
  • the polyimide resin in the uncrosslinked portion is a polyimide resin that does not react with epoxy, but even if it partially reacts with epoxy, it has a completely network structure. The part which is not (insolubilized) is also included.
  • the acid value of the polyimide resin in the uncrosslinked portion after being crosslinked by the epoxy resin of the present invention is preferably 5 eq / ton or more and 1000 eq / ton or less, more preferably 10 eq / ton or more and 600 eq / ton or less, and further preferably 15 eq. / Ton to 300 eq / ton, particularly preferably 20 eq / ton to 160 eq / ton. If it is less than 5 eq / ton, the molding process when processing into the metal foil laminate becomes difficult, and the mountability (dent of the base film layer at the chip mounting temperature) tends to deteriorate. If it exceeds 1000 eq / ton, mechanical properties such as bending resistance and folding resistance of the metal foil laminate and flexible printed wiring board may be insufficient.
  • ⁇ Heat resistant resin composition> it can be set as the varnish for casting to the below-mentioned metal foil by adding an epoxy resin to the polymerization solution of the polyimide-type resin obtained by the above, reacting and / or mix
  • the total amount of the polyimide resin and the epoxy resin in the heat resistant resin composition is 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more when the total solid component in the heat resistant resin composition is 100% by mass. More preferably, it is 70 weight or more. If it is less than 30% by mass, the mountability may be deteriorated.
  • the crosslinked structure of the present invention is obtained by adding an epoxy resin to a polyimide resin that defines various characteristics, and adopting the reaction conditions described later, so that only the terminal functional group of the polyimide resin is crosslinked. Forming and satisfying simultaneously mountability, bending resistance, folding resistance, flexibility, and low springback.
  • Examples of the epoxy resin used in the present invention include bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, o -Cresol novolac type epoxy resin, polyfunctional glycidylamine type epoxy resin, epoxy resin containing dicyclopentadiene skeleton, triglycidyl isocyanurate, bixylenol type epoxy resin, fluorene epoxy resin, epoxy resin containing naphthalene skeleton, triphenylmethane type epoxy Resin, tetraphenylmethane type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, epoxy resin with flexibility such as rubber modification, urethane modification, etc., epoxy resin containing heterocyclic ring Compound having a polyfunctional alicyclic glycidyl group such as epoxy resin.
  • glycidyl ethers such as bisphenol S diglycidyl ether, glycidyl ester types such as glycidyl hexahydrophthalate and dimer acid glycidyl esters, glycidyl amines such as triglycidyl isocyanurate, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, and 3,4-epoxycyclohexylmethyl
  • Alicyclic or alicyclic epoxies such as carboxylate, epoxidized polybutadiene, and epoxidized soybean oil can be used alone or as a mixture.
  • any compound having a functional group capable of reacting with a carboxyl group, amino group or isocyanate group, which is a terminal functional group of a polyimide resin can be used as a crosslinking agent.
  • Oxetane group-containing compounds such as type oxetane resins can also be used.
  • the oxetane group-containing compound is not particularly limited as long as it has an oxetane ring in the molecule and can be cured.
  • 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis- ⁇ [(3 -Ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl ⁇ benzene 3-ethyl 3- (phenoxymethyl) oxetane, di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxy) Methyl) oxetane, 3-ethyl-3- ⁇ [3- (triethoxyl) propoxy] methyl ⁇ oxetane, 3,3-bis (hydroxymethyl) oxetane, di [1-hydroxymethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 3,3-bis (hydroxymethyl) oxetane,
  • These compounds containing an oxetane ring may be used alone or in combination of two or more.
  • preferable epoxy resins that can simultaneously satisfy mountability, flex resistance, folding resistance, flexibility, and low springback are bisphenol A type epoxy resins, novolac type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, many Functional glycidylamine type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, and biphenyl type epoxy resins.
  • Commercially available products can be used as they are, for example, EPICLON (registered trademark) 840 (bisphenol A type epoxy resin) manufactured by DIC Corporation, JER154JER152, JER157S70 (novolak type epoxy resin) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, DIC Corporation.
  • HP-7200 dicyclopentadiene type epoxy resin manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
  • TETRAD registered trademark
  • -X polyfunctional glycidylamine type epoxy resin
  • EPICLON registered trademark
  • HP-4032 naphthalene type epoxy resin
  • YX4000 biphenyl type epoxy resin
  • bisphenol A type epoxy resin novolak type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, and more preferred are phenol novolak glycidyl ether, cresol novolak glycidyl ether, brominated phenol novolak glycidyl ether, brominated cresol novolak glycidyl.
  • Novolac type epoxy resins such as ether
  • bisphenol A type epoxy resins such as bisphenol A glycidyl ether and brominated bisphenol A diglycidyl ether, and most preferred are phenol novolac glycidyl ethers of the following general formula (2).
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin used in the present invention is preferably 10 g / eq or more and 1000 g / eq or less, more preferably 50 g / eq or more and 500 g / eq or less, and still more preferably 80 g / eq or more and 200 g / eq or less.
  • the epoxy equivalent is usually determined by potentiometric titration with a perchloric acid acetic acid standard solution according to JIS K 7236.
  • the amount of the epoxy resin is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, when the total amount of the polyimide resin and the epoxy resin is 100% by mass. Preferably they are 1 mass% or more and 8 mass% or less, Most preferably, they are 2 mass% or more and 5 mass% or less. If it is less than 0.1% by mass, the mountability (dent of the base film layer at the chip mounting temperature) tends to deteriorate, and if it exceeds 10% by mass, the metal foil laminate and the flex resistance of the flexible printed wiring board, Mechanical properties such as folding resistance may be insufficient.
  • a curing accelerator can be used as necessary.
  • the curing accelerator is not particularly limited as long as it can accelerate the curing reaction between the carboxyl group, amino group, isocyanate group and the compound containing an oxirane ring (epoxy resin), which is the terminal functional group of the polyimide resin. There is no.
  • curing accelerators examples include imidazole derivatives, guanamines such as acetoguanamine, benzoguanamine, diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine, m-xylenediamine, diaminodiphenylsulfone, dicyandiamide, urea, urea derivatives, melamine, Polyamines such as basic hydrazides, their organic acid salts and / or epoxy adducts, amine complexes of boron trifluoride, ethyldiamino-S-triazine, 2,4-diamino-S-triazine, 2,4-diamino-6 -Triazine derivatives such as xylyl-S-triazine, trimethylamine, triethanolamine, N, N-dimethyloctylamine, N-benzyldimethylamine, pyridine, N-methylmorpholine, hex
  • a curing accelerator having latent curability is preferable, and examples thereof include organic acid salts of DBU and DBN and / or tetraphenylboroate, and a photocationic polymerization catalyst. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
  • the use amount of the curing accelerator a conventionally known appropriate amount is used.
  • the amount is 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound (epoxy resin) containing an oxirane ring, but the object of the present invention can be achieved without a catalyst.
  • a curing agent can be used as necessary.
  • Any conventionally known curing agent for epoxy resins can be used as the curing agent that catalyzes the curing reaction of the epoxy resin.
  • amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfide, diaminobenzophenone, diaminodiphenylsulfone, diethyltriamine, triethylamine, benzyldimethylamine, basic compounds such as triphenylphosphine, 2-alkyl-4-methylimidazole, 2-phenyl
  • Examples include imidazole derivatives such as -4-alkylimidazole, acid anhydrides such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, boron trifluoride amine complexes such as boron trifluoride triethylamine complex, and dicyandiamide. . You may use these individually
  • the compounding amount is a conventionally known appropriate amount. Usually, it is 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound containing an oxirane ring, but the object of the present invention can be achieved without a curing agent.
  • an acid anhydride as a hardening
  • the epoxy resin or, if necessary, a catalyst and a curing agent are usually added in a predetermined amount to the obtained resin solution after polymerization and mixed until uniform.
  • a predetermined amount of the epoxy resin is added to the resin solution and then heated and stirred at a temperature of 50 ° C. to 200 ° C. for 1 hour to 10 hours.
  • the above heat resistance of the present invention is improved for the purpose of improving various properties of the metal foil laminate and the flexible printed wiring board, such as transparency, mechanical properties, electrical properties, slipperiness, and flame retardancy.
  • Other resins, organic compounds, and inorganic compounds may be mixed or reacted with the functional resin solution.
  • lubricant silicon, talc, silicone, etc.
  • adhesion promoter flame retardant (phosphorus, triazine, aluminum hydroxide, etc.), stabilizer (antioxidant, UV absorber, polymerization inhibitor, etc.), plating activity Agents, organic and inorganic fillers (talc, titanium oxide, fluoropolymer fine particles, pigments, dyes, calcium carbide, etc.), silicone compounds, fluorine compounds, isocyanate compounds, blocked isocyanate compounds, acrylic resins, urethane resins, Resins such as polyester resin, polyamide resin, phenol resin, polyimide resin and organic compounds, or these curing agents, inorganic compounds such as silicon oxide, titanium oxide, calcium carbonate, iron oxide and the like within a range not impairing the object of the present invention. Can be used together.
  • the metal foil laminate of the present invention is a laminate of a base film containing a heat resistant resin composition and a metal foil. In this invention, it is preferable that it is a flexible metal foil laminated body.
  • Metal foil As the metal foil used in the present invention, a copper foil, an aluminum foil, a steel foil, a nickel foil, and the like can be used, and a composite metal foil obtained by combining these can also be used. Copper foil is preferred.
  • organic rust prevention treatment (benzothiazole, benzotrizole, imidazole, etc.), inorganic rust prevention treatment (zinc, chromate, zinc alloy, etc.), silane coupling agent treatment (epoxy silane coupling agent, amino Silane coupling agents, mercapto-based silane coupling agents, etc.), surface plating treatment such as overlay plating treatment and burn plating treatment may be applied.
  • the surface roughness (Rz) of the surface on which the heat resistant resin composition is laminated is 5.0 ⁇ m or less, preferably 2.0 ⁇ m or less, and most preferably 1.0 ⁇ m or less. If it exceeds 5.0 ⁇ m, the patterning property is inferior, and the haze value of the resin film layer after the copper foil is removed by etching increases, so the visibility may deteriorate. Visibility is a measure of alignment when mounting a semiconductor chip. Usually, the positioning pattern is identified via a base resin film with a CCD camera. If it is too low, mounting becomes difficult. There is.
  • the lower limit of the surface roughness is not limited as low as possible, but the object of the present invention can be achieved as long as it is about 0.1 ⁇ m.
  • the glossiness is 300 or more, preferably 400 or more, more preferably 600 or more, and particularly preferably 800 or more.
  • the glossiness is measured according to JIS Z 8741-1997, and is usually irradiated at an incident angle of 60 °, and the reflected light at 60 ° is measured.
  • it is about 800 the object of the present invention can be achieved.
  • the gloss level is obtained by irradiating measurement light at a constant incident angle and measuring the intensity of reflected light at a constant angle.
  • 20 °, 45 Incident angles and reflection angles such as °, 60 °, 75 °, and 85 ° are defined.
  • the base film layer after the copper foil is removed by etching in the flexible printed circuit board reflects the surface state of the copper foil, resulting in less irregular reflection and transparency. If the film layer is excellent and the glossiness is low, the reverse is considered.
  • the transparency when the glossiness is used as an index is strictly the amount of scattered light at a certain angle at the incident angle and reflection angle at a certain angle, and the amount of scattered light. It is not practical as an index of transparency of the material film. That is, the alignment on the COF substrate is performed by, for example, irradiating the substrate with visible light of about 400 nm to 800 nm and image processing the identification pattern. However, the alignment is not necessarily an angle of 60 °, but rather vertical. It is close to the angle of incidence and reflection angle. Therefore, the base film layer after the copper foil is removed by etching, reflecting the surface state of the copper foil, for example, the amount of irregular reflection close to the vertical angle is small and the glossiness is not necessarily high and low. May not be correlated. For example, the surface angle is assumed that the incident angle is 5 ° and the irregular reflection is small at the vertical reflection angle, but the incident angle and the reflection angle are large at 60 °, and the former is closer to practical use in the alignment of the COF substrate.
  • the metal foil laminate having more excellent visibility when the substrate is irradiated with visible light of about 400 nm to 800 nm vertically.
  • it is more preferably 20% or more, more preferably 25% or more, still more preferably 30% in the visible light region of 400 nm to 800 nm. That's it. If it is less than 20%, the visibility is poor. The higher the reflectivity, the better. However, if it is about 80%, the object of the present invention can be achieved.
  • the thickness of the metal foil is not particularly limited, but for example, a metal foil of 3 to 50 ⁇ m can be suitably used.
  • the metal foil is usually in the form of a ribbon, and its length is not particularly limited.
  • the width of the ribbon-like metal foil is not particularly limited, but generally it is preferably about 25 to 300 cm, particularly about 50 to 150 cm.
  • electrolytic foil or rolled foil can be used as it is.
  • HLS manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd.
  • F0-WS “F0-WS”
  • U-WZ manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.
  • NA-VLP Furukawa Electric Co., Ltd.
  • DFF Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
  • CF-T9D-SVR “ CF-TGD-SV ”, etc.
  • the method for producing the metal foil laminate of the present invention is not particularly limited. For example, by applying the casting varnish obtained as described above to one side of the metal foil, initial drying, heat treatment, etc. Can be manufactured.
  • the coating method is not particularly limited, and conventionally well-known methods can be applied. Can be applied onto metal foil after adjusting the viscosity of the coating solution with a roll coater, knife coater, doctor blade coater, gravure coater, die coater, multilayer die coater, reverse coater, reverse roll coater, etc.
  • the initial drying conditions after coating are not particularly limited, but in general, initial drying is performed at a temperature 70 to 130 ° C. lower than the boiling point (Tb (° C.)) of the solvent used for the varnish for casting.
  • Tb boiling point
  • the initial drying temperature varies depending on the type of solvent, but is generally about 60 to 150 ° C., preferably about 80 to 120 ° C.
  • the time required for the initial drying is generally an effective time for the solvent remaining rate in the coating film to be about 5 to 40% under the above-mentioned temperature conditions, but is generally about 1 to 30 minutes, particularly 2 About 15 minutes. It is preferable to further dry (secondary drying) at a temperature near the boiling point of the solvent or at a temperature equal to or higher than the boiling point.
  • the heat treatment conditions are not particularly limited and may be dried at a temperature near or above the boiling point of the solvent, but is generally 120 ° C. to 500 ° C., preferably 200 ° C. to 400 ° C. If it is less than 120 degreeC, drying time will become long and productivity will fall. If it exceeds 500 ° C., the deterioration reaction may proceed depending on the resin composition, and the base film layer may become brittle. Further, the cross-linking point with the epoxy resin is thermally decomposed and oxidized and deteriorates in mountability.
  • the time required for the heat treatment may be an effective time that generally eliminates the residual solvent ratio in the coating film under the above temperature conditions, but is generally about several minutes to several tens of hours.
  • the initial drying and heat treatment may be performed under an inert gas atmosphere or under reduced pressure.
  • the inert gas include nitrogen, carbon dioxide, helium, and argon, but it is preferable to use easily available nitrogen.
  • the reaction is preferably performed at a pressure of about 10 ⁇ 5 to 10 3 Pa, preferably about 10 ⁇ 1 to 200 Pa.
  • the drying method for both initial drying and secondary drying there are no particular limitations on the drying method for both initial drying and secondary drying, but it can be performed by a conventionally known method such as a roll support method or a floating method.
  • the heat treatment may be continuous heat treatment in a heating furnace such as a tenter type, wound in a wound state, and heat treated in a batch type oven. In the case of a batch type, it is preferable to wind up so that an application surface and a non-application surface do not contact.
  • the thickness of the heat-resistant resin composition layer of the metal foil laminate (hereinafter also referred to as a base film or a base film layer) can be selected from a wide range, but is generally 3 to 300 ⁇ m after being completely dried.
  • the thickness is preferably about 10 to 100 ⁇ m. If the thickness is less than 3 ⁇ m, mechanical properties such as film strength and handling properties are inferior, and in the COF substrate mounting process, the carrier tape transportability and chip mounting properties deteriorate. On the other hand, when the thickness exceeds 300 ⁇ m, characteristics such as flexibility and workability (drying property, coating property) tend to be lowered. In the COF substrate, folding resistance, particularly fine pitch folding resistance and bending resistance deteriorates, and problems such as springback also occur. Moreover, you may surface-treat as needed. For example, surface treatment such as hydrolysis, corona discharge, low temperature plasma, physical roughening, and easy adhesion coating treatment can be performed.
  • the base film insoluble rate of the metal foil laminate after initial drying and heat treatment is preferably 40% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80% or more, and most preferably 86% or more.
  • the initial drying and heat treatment conditions are defined as described above so that the insoluble rate falls within a predetermined range.
  • the logarithmic viscosity and number average molecular weight of the polyimide resin, the compounding amount of the epoxy resin is appropriately determined, and the composition and acid value of the polyimide resin are set within a predetermined range to achieve a suitable insoluble rate. can do.
  • the insoluble rate is less than 40%, the mountability is insufficient.
  • the upper limit of the insolubility is not particularly limited, but if it is about 90%, the object of the present invention can be sufficiently achieved.
  • the N-methyl-2-pyrrolidone solution containing the dissolved portion of the obtained base film layer (sometimes referred to as “polyimide resin extract from which the uncrosslinked portion is extracted”) has the above-mentioned “logarithmic viscosity It can be used for “measurement”, “measurement of average molecular weight”, “measurement of acid value” and the like.
  • the insolubility is the dissolution treatment at 100 ° C. for 2 hours only with the portion of the base film layer excluding the metal foil from the metal foil laminate in a 0.5 mass% solution in N-methyl-2-pyrrolidone.
  • the insoluble content of the subsequent resin layer is shown by the following formula.
  • Insolubility (%) [Mi / Mf] ⁇ 100 (In the formula, Mi represents the weight (g) of the base film layer after the dissolution treatment, and Mf represents the weight (g) of the base film layer before the dissolution treatment.)
  • the double-sided metal foil laminate having metal foils on both sides of the present invention is a conventionally known method such as heating lamination of the resin surfaces of the metal foil laminate in which the metal foil is laminated only on one side molded as described above. It can be manufactured by a method such as pasting or pasting together by a conventionally known method through an adhesive layer.
  • the laminating method is not particularly limited, and conventionally known methods such as roll laminating, press laminating, and belt press laminating can be adopted.
  • the laminating temperature is usually equal to or higher than the Tg of the resin and is 200 ° C. to 500 ° C. It is preferably 250 ° C. to 450 ° C., more preferably 330 ° C. to 400 ° C.
  • the laminating time is not particularly limited, but is usually 10 seconds to 10 hours, preferably 1 minute to 1 hour, more preferably 3 minutes to 30 minutes. If it is less than 10 seconds, the adhesiveness is insufficient, and if it exceeds 10 hours, the resin layer is deteriorated and the mechanical properties tend to be lowered. In addition, the cross-linking point is thermally decomposed and thermally deteriorated to deteriorate the mountability.
  • the adhesive composition in the case of laminating through the adhesive layer is not particularly limited, and acrylonitrile butadiene rubber (NBR) adhesive, polyamide adhesive, polyester adhesive, polyester urethane adhesive, epoxy resin , Acrylic resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyesterimide resin, and other adhesives can be used, but from the viewpoints of mountability, flex resistance, folding resistance, flexibility, and low springback, etc.
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • a polyimide resin system, a polyamideimide resin system, a polyesterimide resin system, or a resin composition in which an epoxy resin is blended with these resins is preferable.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably about 1 to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive is not particularly limited as long as it does not hinder the performance of the flexible printed circuit board, but if the thickness is too thin, sufficient adhesiveness may not be obtained. If the thickness is too thick, the bending resistance, folding resistance, flexibility, low springback characteristics, and the like may deteriorate.
  • a flexible printed wiring board can be produced by a conventionally known process, for example, by a method such as a subtractive method.
  • the flexible printed wiring board obtained by the present invention does not deform the substrate film layer even at a chip mounting temperature of 400 ° C. or higher.
  • the folding resistance is a value of a folding test based on JIS C 5016 before coating the circuit surface (before coating the circuit surface with a solder resist or a heat resistant film), and is greater than 190 times, preferably 700 times. Above, more preferably 1000 times or more.
  • the Gurley type bending resistance which is an index of low spring bag property, is lower than 800 mg, preferably 760 mg or less, more preferably 600 mg or less.
  • the heat-resistant film is bonded to the wiring board (base substrate on which the conductor circuit is formed) with an adhesive. A method or a method of applying a liquid coating agent to a wiring board by a screen printing method can be applied.
  • polyimide resin-based, polyamide-imide resin-based, polyester-imide resin-based films can be used, but from the viewpoints of mountability, bending resistance, folding resistance, flexibility, and low springback characteristics, etc.
  • the film obtained from the polyimide resin of the present invention is preferable.
  • Adhesives include acrylonitrile butadiene rubber (NBR) adhesive, polyamide adhesive, polyester adhesive, polyester urethane adhesive, epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyesterimide Resin-based adhesives can be used, but polyimide resin-based, polyamide-imide resin-based, or epoxy to these resins from the viewpoint of mountability, flex resistance, folding resistance, flexibility, and low springback characteristics
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • polyamide adhesive polyester adhesive
  • polyester urethane adhesive epoxy resin
  • acrylic resin polyimide resin
  • polyamideimide resin polyamideimide resin
  • polyesterimide Resin-based adhesives can be used, but polyimide resin-based, polyamide-imide resin-based, or epoxy to these resins from the viewpoint of mountability, flex resistance, folding resistance, flexibility, and low springback characteristics
  • a resin composition containing a resin is preferred.
  • liquid coating agent conventionally known epoxy-based or polyimide-based inks can be used, but from the viewpoint of mountability, bending resistance, folding resistance, flexibility, low springback characteristics, etc., preferably polyimide resin Or a polyamideimide resin system, or a resin composition in which an epoxy resin is blended with these resins.
  • an adhesive sheet such as an epoxy system or a polyimide system to the wiring board, and in this case also from the viewpoint of mounting properties, bending resistance, folding resistance, flexibility, low springback characteristics, etc.
  • an adhesive sheet such as an epoxy system or a polyimide system
  • it is a polyimide resin system, a polyamideimide resin system, or a resin composition in which an epoxy resin is blended with these resins.
  • Arbitrary patterns can be formed as circuit wiring patterns.
  • the flexible printed wiring board of the present invention exhibits a high level of performance even in a circuit provided with a fine wiring pattern. Therefore, the flexible printed wiring board of the present invention is particularly advantageous in a circuit provided with a fine wiring pattern.
  • the wiring thickness of the circuit can be 30 ⁇ m or less, the wiring thickness can be 20 ⁇ m or less, and the wiring thickness can be 10 ⁇ m or less. It is.
  • the interval between the wirings can be set to 30 ⁇ m or less, can be set to 20 ⁇ m or less, and can be set to 10 ⁇ m or less.
  • a fine pattern is formed on a copper foil surface of a two-layer metal foil laminate by a method such as a photolithography method, and further, plating such as tin and a solder resist is coated at a necessary place. it can.
  • the semiconductor chip can be mounted by mounting a plated COF lead pattern and chip connection terminals (bumps) by a conventionally known method such as Au-Au bonding or Au-Sn bonding.
  • the flexible printed wiring board manufactured in this manner is suitable for a COF substrate, such as a device mounting substrate for a display device such as a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, a smart phone, a tablet terminal, a digital camera, a portable type. It can be widely used as a substrate material for IC mounting of electronic devices that are becoming smaller, lighter, and thinner, such as relay cables between boards for game machines, operation switch unit boards, and the like.
  • V1 represents a solution viscosity measured with an Ubbelohde type viscosity tube
  • V2 represents a solvent viscosity measured with an Ubbelohde type viscosity tube
  • V1 and V2 represent a polymer solution and a solvent (N-methyl-2-pyrrolidone).
  • V3 is the polymer concentration (g / dl).
  • ⁇ Measurement of functional group of polyimide resin The measurement of the functional group in the polyimide resin was confirmed by calculating an amine value, an isocyanate value, and an acid value as follows.
  • ⁇ Measurement of acid value of polyimide resin> 0.1 g of the powdery polymer used for the measurement of logarithmic viscosity was precisely weighed, and a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone / dimethylformamide (50/50 volume ratio) was added to this so that the total was 1 dl. A sample specimen to be titrated was prepared. Subsequently, the solution was titrated with a 1 / 50N potassium hydroxide (ethanol / dimethylformamide solution, volume ratio 50/50) titrant using a potentiometric titrator (AT310, manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.). The temperature was 25 ° C., and measured according to JIS K2501 (or according to Kyoto Electronics Co., Ltd. Application Note No TII-9800 ver. 01).
  • a sample was prepared by dissolving 100 mg of a polyimide resin in 0.6 ml of DMSO-d6. The prepared sample was measured by 1 H-NMR. A sample was prepared by mixing a polyimide resin and DMSO-d6 so that the volume ratio was 1: 1, and measurement was performed by 13 C-NMR.
  • ⁇ Measurement of average molecular weight of polyimide resin> The number average molecular weight and polydispersity were measured by the GPC method.
  • a sample for measurement was prepared by diluting a resin varnish obtained by polymerization with N-methyl-2-pyrrolidone in which 0.1% by mass of lithium bromide was dissolved to a concentration of 0.5 g / dl.
  • N-methyl-2-pyrrolidone in which 0.1% by mass of lithium bromide was dissolved was used as a mobile phase.
  • a refractometer manufactured by Showa Denko KK, SE-51 was used. Measurement was performed using a calibration curve prepared from standard polystyrene.
  • the folding resistance test which is a measure of the flex resistance and low springback property (repulsive force) of flexible printed wiring boards and metal foil laminates, was prepared as an evaluation sample according to JIS C 5016, with a load of 500 g and a bending diameter of 0. Measured under the condition of .38 mm.
  • the test sample (base film) for evaluating the Gurley type bending resistance, insolubility, and mountability was obtained by using the metal foil laminate obtained in each of Examples and Comparative Examples described later at 40 ° C. and 35% cupric chloride.
  • the copper foil was removed by etching using the solution.
  • ⁇ Gurley type bending resistance (bending repulsive force): index of flexibility and low springback> Film (base film) produced by etching and removing the metal layer of the metal foil laminate obtained in each of Examples and Comparative Examples as an index of the bending resistance and low springback property of the metal foil laminate and flexible printed wiring board ) was measured by the Gurley method under the following conditions. Using a Gurley Bending Softness Tester manufactured by Toyo Seisakusho Co., Ltd., the measured value is the scale when the film test piece is attached to the chuck of the movable arm, rotated left and right at 2 rpm, and the lower end of the film test piece is separated from the pendulum. I read it.
  • Measuring device Gurley Stiffness Tester (Garle Stiffness Tester) manufactured by Toyo Manufacturing Co., Ltd. Sample size: 25.4 mm (width) x 88.9 mm (length) x 20 ⁇ m (thickness) Arm rotation speed: 2 rpm
  • Insolubility (%) [Mi / Mf] ⁇ 100 (In the formula, Mi represents the weight (g) of insoluble matter, and Mf represents the weight (g) of the resin film.)
  • ⁇ Mountability Index of sinkability of IC chip bump>
  • An IC chip was disposed on the base film, and a thermocompression bonding test was performed under the following conditions using a flip chip bonder (M95 manufactured by HISOL).
  • the substrate film after the test was observed with an SEM, the amount of deformation due to the sinking of the chip bumps was measured, 5 ⁇ m or more was evaluated as x, 2 ⁇ m or less was evaluated as ⁇ , and 1 ⁇ m or less was evaluated as ⁇ .
  • Bonding head tool temperature 400 ° C
  • Stage temperature 100 ° C Pressure: 20 mgf / ⁇ m 2
  • Example 1 In a reaction vessel, 211.3 g (1.10 mol) of trimellitic anhydride, 132.1 g (0.50 mol) of o-tolidine diisocyanate, 125.3 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (0.50) in a nitrogen stream. Mol), 0.6 g of potassium fluoride, and 2500 g of N-methyl-2-pyrrolidone (purity 99.9%) were added, the temperature was raised to 100 ° C., and the reaction was allowed to proceed for 5 hours. Next, the mixture was reacted at 130 ° C.
  • polyamideimide composition A The obtained polyamideimide resin (referred to as polyamideimide composition A) was dissolved in a polymerization solvent, and the resin properties of logarithmic viscosity, acid value, and number average molecular weight were as shown in Table 1. Thereafter, 24 g of phenol novolac type epoxy resin (JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (6% by mass with respect to the total solid content) was blended to prepare a varnish for casting. Then obtained.
  • phenol novolac type epoxy resin JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • Metal foil laminates are manufactured using cast varnish, flexible printed wiring board for folding resistance evaluation, and insolubility, Gurley type bending resistance (indicator of low springback), and each base for mounting evaluation A material film was prepared and each characteristic was evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 Only trimellitic anhydride, which is the acid component of Example 1, was changed to 1.02 mol, and the viscosity was adjusted appropriately so as to have the logarithmic viscosity and molecular weight shown in Table 1, to prepare a polyamideimide resin varnish. All the polyamideimide resin varnishes obtained in Example 2 were dissolved in a solvent, and the resin properties of the obtained resin varnish were as shown in Table 1. Thereafter, 12 g of phenol novolac type epoxy resin (JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (3 mass% based on the total solid content) was blended to prepare a varnish for casting.
  • phenol novolac type epoxy resin JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • polyamideimide composition B The obtained polyamideimide resin (referred to as polyamideimide composition B) was dissolved in a solvent, and the resin properties of logarithmic viscosity, acid value, and number average molecular weight were as shown in Table 1. Thereafter, 12 g of phenol novolac type epoxy resin (JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (3 mass% based on the total solid content) was blended to prepare a varnish for casting.
  • phenol novolac type epoxy resin JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • Examples 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and Comparative Examples 2, 3, 4, 5 Only the total molar amount of all the acid components was changed as shown in Table 1 while maintaining the molar ratio between the components of the total acid component of Example 3, and appropriately adjusted so that the logarithmic viscosity and molecular weight of Table 1 were obtained.
  • the polyamide imide resin varnish was prepared.
  • Examples 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Polyamideimide resins obtained in Comparative Examples 2, 3, 4, 5 were all dissolved in a solvent, and the resin properties were as shown in Table 1. It was. Then, the kind of epoxy resin was made to be the same as that of Example 3, and only the blending amount was changed to the contents of Table 1, and a varnish for casting was produced.
  • polyimide resin polyimide composition A
  • resin properties of logarithmic viscosity, acid value, and number average molecular weight were as shown in Table 1. Thereafter, 5 g of phenol novolac type epoxy resin (JER154 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) (1% by mass with respect to the total solid content) was blended to prepare a varnish for casting.
  • Example 12 Only the total molar amount of all the acid components was changed as shown in Table 1 while maintaining the molar ratio between the components of the total acid component of Example 11, and appropriately adjusted to have a logarithmic viscosity and molecular weight.
  • a polyimide resin varnish was prepared.
  • the polyimide resins obtained in Example 12 and Comparative Examples 6, 7, and 8 were all dissolved in the solvent, and the resin properties were as shown in Table 1.
  • the kind of epoxy resin was made into the same as that of Example 11, the compounding quantity was changed into the content of Table 1, and the varnish for casting was produced.
  • Example 11 a metal foil laminate was produced, and a flexible printed wiring board for evaluating folding resistance, insolubility, Gurley type bending resistance (an index of low springback property), and mounting property evaluation Each base film was prepared and each characteristic was evaluated. The characteristic evaluation results are shown in Table 1.
  • the epoxy compounding amount (% by mass) represents the compounding amount (% by mass) of the epoxy resin when the total amount of the polyimide resin and the epoxy resin is 100% by mass.
  • Polyamideimide A, polyamideimide B, polyamideimide C, and polyimide A were all soluble in N-methyl-2-pyrrolidone (purity 99.9%) by 10% by mass or more.
  • the polyamideimide A, polyamideimide B, and polyimide A of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 8 are apparent from the production method, but the acid value, amine value, isocyanate value, and NMR measurement Thus, all the resins had a carboxyl group, an amino group, and an isocyanate group only at the terminal.
  • Polyamideimide C of Comparative Example 9 had a carboxyl group in addition to the terminal as measured by the same analytical method.
  • the metal foil laminate of the present invention and the flexible printed wiring board obtained from the metal foil laminate, sinking into the base film layer of the chip when bonding the semiconductor chip and the metal wiring (mountability), bending mounting of the substrate, etc.
  • flexible printed wiring boards that are directly mounted with electronic components such as ICs and LSIs in applications such as liquid crystal display devices, smart phones, and tablet terminals, which are becoming smaller, lighter, and thinner, especially as a chip-on-film substrate. Can be used widely.

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Abstract

 チップと金属配線を接合する際のチップの基材フィルム層への沈み込みの防止(すなわち実装性) とトレードオフとなる耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び基板の折り曲げ実装時等に問題視されているスプリングバック等の低減を同時に実現すること。エポキシ樹脂により架橋されてなるポリイミド系樹脂を含む耐熱性樹脂組成物が金属箔の少なくとも片面に積層された基材フィルムと金属箔との金属箔積層体であり、かつ、以下の(a)及び(b)であることを特徴とする金属箔積層体を提供する。 (a)ポリイミド系樹脂とエポキシ樹脂の総量を100質量%としたときのエポキシ樹脂の配合量が0.1質量%以上10質量%以下であること (b)金属箔積層体から金属箔を取り除いて得られる基材フィルムに、基材フィルムの濃度が0.5質量%となるようにN-メチル-2-ピロリドンを加え、100℃で2時間加熱処理した後の不溶率が40%以上であること

Description

金属箔積層体
 本発明は、金属箔の少なくとも片面にポリイミド系樹脂が積層された金属箔積層体、及び当該金属箔積層体を用いたフレキシブルプリント基板に関する。特に、IC(集積回路)或いはLSL(大規模集積回路)などの電子部品を実装するChip on Film(以下、COF)用基板として好適な金属箔積層体に関する。
 一般に、ポリイミド系樹脂は、耐熱性、絶縁性、耐薬品性などが優れる為、電気、電子機器用の絶縁材料等として広く使用されている。特に、フレキシブルプリント配線板の原材料としての使用が多く、各種電子機器の配線板材料、実装用基板材料、例えば、液晶表示機器、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどの表示装置用デバイス実装基板や、スマートホン、タブレット端末、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機などの基板間接続配線板、操作スイッチ部基板等に広く使用されている。
 近年、液晶表示機器、スマートホン、タブレット端末などの用途においては、機器の小型化、軽量化、軽薄化がますます進み、IC、LSI等の電子部品を直接搭載(実装)するフレキシブルプリント配線板への需要が高まっている。また、これら電子部品の実装方法として、従来のTape Carrier Package(以下、TCP)に比べ、より小さなスペースで、より高密度実装が可能な、COF方式の採用が増えている。COF基板とは、IC、LSI等の半導体チップを直接フィルム状の配線板に搭載した複合部品のことであり、多くの場合、より大きなリジット配線板や液晶表示機器、有機ELディスプレイなどの表示装置用デバイス実装基板に接続して使用されている。
 COF基板は、ポリイミド等の耐熱性樹脂フィルムに銅箔等の金属箔を積層した2層構成の金属箔積層体(2層フレキシブル金属箔積層体)から作られる。例えば、2層フレキシブル金属箔積層体の銅箔面上にフォトリソグラフィー法などの方法で微細パターンを形成し、さらに、必要な箇所にスズ等のめっき、及びソルダーレジストを被覆し用いられる。半導体チップの実装は、めっきを施したCOFリードパターンとチップの接続端子(バンプ)とを、ACF/ACP(異方性導電フィルム/ペーストを使用した接合方法)、NCF/NCP(非導電性フィルム/ペーストを使用した接合方法)、超音波接合、Au-Au接合、Au-Sn接合などの方式で接合するが、特に接続信頼性から、400℃以上の温度で接合するAu-Au接合、Au-Sn接合が広く用いられている。その後、他のリジッド配線板等に接続、及びパネル等に装着され接続最終製品となるが、多くの場合、コの字型、U字型に折り曲げられ、組み込まれる。
 これらCOF基板は、ファインパターン化が進み、また、IC実装技術の高度化や高密度化、使用される電子機器の小型化、軽量化、軽薄化に応じ、様々な問題が発生している。例えば、チップ実装温度でのポリイミド樹脂層の変形に起因して、「チップのバンプが沈み込む」等の問題が発生している。或いは、ファインパターン化に伴い、耐折性が低下するという問題が生じている。また、電子機器の小型化、軽量化、軽薄化に応じ、最終製品に組み込む際、コの字型、U字型等、よりコンパクトな形状で装着されるようになり、その結果、基板材料のスプリングバック(元に戻ろうとする力)が大きくなり、パネル等の最終製品との接合部に不具合が発生する等のトラブルが生じている。この為、基板材料に対しては、より高度な特性が要求されるようになっている。
 COF基板の原材料となる2層フレキシブル金属箔積層体としては、従来より、a)金属箔とポリイミドフィルムを熱可塑性ポリイミド接着剤で貼り合わせたラミネートタイプ(特許文献1)、b)金属箔上にポリイミド樹脂をキャスティングし積層したキャストタイプ(特許文献2)、c)ポリイミドフィルムへ直接Crなどの金属をスパッタリング等により蒸着させ、更に銅を無電解、および/または電解メッキし製造するメタライジングタイプ(特許文献3)がある。一般的に、メタライジングタイプの2層フレキシブル金属箔積層体の場合、実装温度でのバンプの沈み込み等の問題はないが、接着性、耐折性が悪く、特に、ファインパターンでは断線しやすいという問題があった。また、スプリングバックも大きくCOF基板の折り曲げ装着時に外部回路と接続しているリード端子が断線しやすい等のトラブルが多発している。一方、キャストタイプ、ラミネートタイプの2層フレキシブル金属箔積層体の場合は、接着性や耐折性は、そこそこの特性を発現できるが、半導体チップ実装時のバンプの沈み込み等の問題があり、また、ファインパターンでは耐折性も満足する特性ではなかった。さらに、スプリングバックの問題も解消されていない。
 上述のように、2層フレキシブル金属箔積層体の製法により、得られるCOF基板の特性には一長一短があり、例えば、近年抱えている、半導体チップ実装時のバンプの沈み込み、ファインパターン化に伴う耐折性の低下、組み立て時のスプリングバックの問題等、種々抱えている課題を全て満足できる2層フレキシブル金属箔積層体は現状ではない。
 例えば、特許文献4、特許文献5では、キャスティング法でバンプの沈み込みを改良した2層フレキシブル金属箔積層体が開示されているが、耐折性、スプリングバックの問題は解消されていない。特許文献6では、ラミネート法で耐折性の改良を検討しているがバンプ沈み込みの改良は不十分である。特許文献7、特許文献8ではメタライジング法でスプリングバックの改良、接着性の改良等を検討しているが、依然不十分であり、耐折性も劣るという問題を抱えている。
 一方、従来より、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性を改良する目的で、これらの樹脂にエポキシ樹脂等の架橋剤を配合し、接着剤等として使用する例がある。しかし、ポリイミド樹脂等のガラス転移点の高い樹脂では分子運動性に劣るため、架橋反応は配合物の分子運動に頼らざるをえず、多量の架橋剤を配合せざるをえなかった。或いは、樹脂中の側鎖に架橋点となる官能基を導入したり、多量の多官能イソシアネート、多官能フェノール、フェノキシ樹脂等を併用し、これら配合物との架橋構造の中にポリイミド樹脂等のポリマーを物理的、及び/または、化学的に導入したりするなどの事例がほとんどであった。従って、ある程度の耐熱性の付与はできても、400℃以上もの実装性を付与することは困難であり、かつ、耐折性、耐屈曲性等の機械的特性も低下する為、実装性、耐折性、耐屈曲性、低スプリングバックをすべて満足させることは困難であった。
 例えば、特許文献9では、ポリアミドイミド樹脂に多量のエポキシ樹脂を配合することで、特許文献10では、さらにフェノキシ樹脂を併用することで、架橋性組成物を得る事例が開示されている。また、特許文献11、特許文献12ではポリイミド樹脂中に架橋点となる官能基を導入、特許文献13、特許文献14、特許文献15、特許文献16では、さらに過剰の架橋剤となるエポキシ樹脂やフェノキシ樹脂を配合し、効率的な架橋を試みている。しかし、いずれの樹脂組成物も強靭な成型体を得ることは困難であり、実装性とトレードオフとなる耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバックを両立させることは困難というのが現状であった。
特開2000-273430号公報 特開2010-150552号公報 特開2012-186307号公報 特開2006-130747号公報 特開2006-21455号公報 特開2012-006200号公報 特開2003-71983号公報 特開2012-186307号公報 特開2009-147289号公報 特開2013-35930号公報 特開2011-184508号公報 特開2007-169454号公報 特開2008-248114号公報 特開2009-270054号公報 特開2005-306956号公報 特開2009-147116号公報
 本発明の目的は上記の課題を解決する為になされたものであり、COF基板など、フレキシブルプリント基板用の金属箔積層体、及び、フレキシブルプリント配線板を安価に製造しようとするものである。
即ち、COF用基板として好適な金属箔積層体に関し、基板の反りや寸法精度、接着性等の特性は従来通り高い品質を維持したまま、チップと金属配線を接合する際のチップの基材フィルム層への沈み込みの防止(すなわち実装性) と、その実装性とトレードオフの関係にある耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び基板の折り曲げ実装時等に問題視されているスプリングバック等の低減(すなわち低スプリングバック)を両立させ同時に実現することである。
 本発明者らは、鋭意検討した結果、溶剤可溶で耐熱性に優れるポリイミド系樹脂に少量のエポキシ樹脂を配合し樹脂組成物とし、架橋構造を形成させることで本発明の目的を達成した。なお、本発明で用いるエポキシ樹脂は、架橋剤としての機能を果たす。
 本発明の架橋構造は、種々特性を規定したポリイミド系樹脂にエポキシ樹脂を添加し、また、後述の反応条件を採用することで、ポリイミド系樹脂の樹脂末端の官能基のみと架橋構造を形成させ、低反り性、寸法精度、接着性等は従来特性を維持しながら、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバックを同時に満足させている。具体的には、架橋点を組成、分子量、酸価、対数粘度等を規定した樹脂の末端のみとすることで樹脂本来の耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック等の機械的性質は保持し、実装性にも耐える構造を見出すことができたものである。
 即ち、本発明は、以下のフレキシシブル金属箔積層体、フレキシブルプリント基板である。
(項1)
 エポキシ樹脂により架橋されてなるポリイミド系樹脂を含む耐熱性樹脂組成物が金属箔の少なくとも片面に積層された基材フィルムと金属箔との金属箔積層体であり、かつ、以下の(a)及び(b)であることを特徴とする金属箔積層体;
(a)ポリイミド系樹脂とエポキシ樹脂の総量を100質量%としたときのエポキシ樹脂の配合量が0.1質量%以上10質量%以下であること;
(b)金属箔積層体から金属箔を取り除いて得られる基材フィルムに、基材フィルムの濃度が0.5質量%となるようにN-メチル-2-ピロリドンを加え、100℃で2時間加熱処理した後の不溶率が40%以上であること。
(項2)
 さらに、以下の(c)及び/又は(d)であることを特徴とする項1に記載の金属箔積層体;
(c)架橋前のポリイミド系樹脂の対数粘度が、N-メチル-2-ピロリドン中(ポリマー濃度0.5g/dl)、30℃での測定条件下で、0.40dl/g以上3.50dl/g以下であること;
(d)エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の対数粘度が、N-メチル-2-ピロリドン中(ポリマー濃度0.5g/dl)、30℃での測定条件下で、0.40dl/g以上3.50dl/g以下であること。
(項3)
さらに、以下の(e)及び/又は(f)であることを特徴とする項1又は項2のいずれかに記載の金属箔積層体;
(e)架橋前のポリイミド系樹脂の数平均分子量が10000以上200000以下であること。
(f)エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の数平均分子量が10000以上200000以下であること。
(項4)
 さらに、以下の(g)及び/又は(h)であることを特徴とする項1~3のいずれかのいずれかに記載の金属箔積層体;
(g)架橋前のポリイミド系樹脂の酸価が5eq/ton以上1000eq/ton以下であること;
(h)エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の酸価が5eq/ton以上1000eq/ton以下であること。
(項5)
 さらに、以下の(i)であることを特徴とする項1~4のいずれかに記載の金属箔積層体;
(i)耐熱性樹脂組成物中の全固形成分を100質量%としたときに、ポリイミド系樹脂及びエポキシ樹脂の合計の配合量が30質量%以上であること。
(項6)
 さらに、以下の(j)であることを特徴とする項1~5のいずれかに記載の金属箔積層体;
(j)ポリイミド系樹脂がポリアミドイミド樹脂であり、ポリアミドイミド樹脂の構造単位中に、式(1)で示される繰り返し構造単位が5モル%以上99モル%以下含まれること;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
(項7)
 さらに、以下の(k)であることを特徴とする項1~6のいずれかに記載の金属箔積層体;
(k)エポキシ樹脂が下記一般式(2)のフェノールノボラックグリシジルエーテルであること。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
〔nは、1から20の整数〕
(項8)
項1~7のいずれかに記載の金属箔積層体を含有するフレキシブルプリント配線板。
(項9)
JIS C 5016に基づく耐折性試験の値が、190回超である項8に記載のフレキシブルプリント配線板。
(項10)
ガーレ式剛軟度が、800mg未満である項8または項9に記載のフレキシブルプリント配線板。
 本発明の金属箔積層体から得られるフレキシブルプリント配線板は、チップと金属配線を接合する際のチップの基材フィルム層への沈み込みの防止、すなわち実装性や、基板の折り曲げ実装時等に問題視されているスプリングバック等を低減し、耐屈曲性、耐折性、及び柔軟性にも優れる(パネル組み立て性)為、Chip on Film(以下、COF)用基板として好適である。更に、本発明で使用する樹脂組成物は有機溶剤に可溶である為、高温での熱処理の必要性もなく安価に製造できる。当然、低反り性、寸法精度、接着性等、COF基板に要求される品質は高いレベルで維持している。従って、高性能なフレキシブル基板が安価に製造できることから、工業的に多大のメリットがある。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<ポリイミド系樹脂>
 本発明の金属箔積層体は、金属箔の少なくとも片面に耐熱性樹脂組成物を含有する基材フィルムが積層された該基材フィルムと金属箔との積層体である。耐熱性樹脂組成物は、ポリイミド系樹脂の樹脂末端の官能基のみがエポキシ樹脂により架橋されてなることが好ましい。
 ポリイミド系樹脂は、金属箔と同等の熱膨張係数を有し、耐熱性に優れるものであれば、基本的にどのような樹脂を用いてもよいが、好ましくは、ポリイミド樹脂および/またはポリアミドイミド樹脂であり、より好ましくは有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂及び/または有機溶剤に可溶なポリアミドイミド樹脂である。ポリイミド系樹脂は、酸成分とアミン成分(或いは、これに対応するイソシアネート成分)の重縮合反応により得られ、例えば、ジイソシアネート法、酸クロリド法、低温溶液重合法、室温溶液重合法など、従来公知の方法で製造できる。工業的には、得られた重合溶液が、そのまま、後述のキャスト用ワニスとして用いることのできる、ジイソシアネート法が好ましい。
 なお、本発明において、「有機溶剤に可溶である」とは、N-メチル-2-ピロリドン、N、N-ジメチルホルムアミド、N、N-ジメチルアセトアミド、1、3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、テトラメチルウレア、スルホラン、ジメチルスルホオキシド、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノン、及びシクロペンタノンからなる群より選択されるいずれかの単独溶媒、もしくはこれらの少なくとも1種を20質量%以上含有する混合有機溶媒のいずれか一つに、樹脂が10質量%以上、好ましくは15質量%以上、より好ましくは、20質量%以上溶解することをいう。好ましくは、N-メチル-2-ピロリドン(純度99.9%)に10質量%以上、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上溶解することである。なお、溶解したか否かの判定は、樹脂が固形状である場合には、200mlのビーカーに80メッシュを通過する樹脂粉末を使用し、液状である場合はそのまま使用する。樹脂粉末を前述の有機溶媒に10、15,20質量%になるよう添加し、25℃で24時間静かに攪拌した後の溶液を25℃で24時間静置し、目視にてゲル化、不均一化、白濁、析出のいずれかもなかったものを溶解していると判定する。
 また、本発明に用いることができるポリイミド系樹脂は、特に限定されないが、樹脂末端にのみ官能基を有するポリイミド系樹脂が好ましい。ポリイミド系樹脂の樹脂末端にのみ官能基があれば、その末端にのみ存在する官能基とエポキシ樹脂のグリシジル基が反応する。樹脂末端以外の場所に官能基が存在するとエポキシ樹脂との架橋反応が起こり、樹脂本来の耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック等の機械的性質が低下し、好ましくない。
 ポリイミド系樹脂の樹脂末端の官能基としては、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、アミノ基等が好ましく、カルボキシル基、酸無水物基が特に好ましい。
 以下に、本発明で使用できるポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂について説明する。
<ポリイミド樹脂の酸成分>
 本発明で使用できるポリイミド樹脂は、特に限定されないが、有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂が好ましい。本発明で使用できるポリイミド樹脂に用いる酸成分としては、ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’ ,4,4’ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3’ ,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、ナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、ナフタレン-1,2,4,5-テトラカルボン酸、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸などの一無水物、二無水物、エステル化物などのモノマーを単独、或いは2種以上の混合物として使用できる。
<ポリイミド樹脂のアミン成分>
 本発明で使用できるポリイミド樹脂に用いるアミン成分(或いはそれに対応するイソシアネート成分)としては、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノキシレン、P-キシレンジアミン、m-キシレンジアミン、2,4-ジアミノデュレン、1,4-ナフタレンジアミン、1,5-ナフタレンジアミン、2,6-ナフタレンジアミン、2,7-ナフタレンジアミン、ベンジジン、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル(o-トリジン)、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジエトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、4、4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3、3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4、4’-ジアミノジフェニルプロパン、3、3’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-メチレンビス(2-メチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2-エチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、4,4’-ジアミノベンズアニリド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、ジアミノターフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのモノマーを単独、或いは2種以上の混合物として使用できる。
<ポリアミドイミド樹脂の酸成分>
 本発明で使用できるポリアミドイミド樹脂は、特に限定されないが、有機溶剤に可溶なポリアミドイミド樹脂が好ましい。本発明で使用できるポリアミドイミド樹脂に用いる酸成分としては、トリメリット酸無水物、ジフェニルエーテル-3,4,4’-トリカルボン酸無水物、ジフェニルスルホン-3,4,4’-トリカルボン酸無水物、ベンゾフェノン-3,4,4’-トリカルボン酸無水物、ナフタレン-1,2,5-トリカルボン酸無水物などのトリカルボン酸無水物類のモノマーが単独或いは2種以上の混合物として使用できる。
 また、トリカルボン酸無水物類に加えて、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸等のジカルボン酸類、ポリイミド樹脂の酸成分で例示の化合物が単独或いは2種以上の混合物として使用できる。或いは、上述のジカルボン酸とポリイミド樹脂の酸成分で例示の化合物を組み合わせて使用できる。
<ポリアミドイミド樹脂のアミン成分>
 本発明で使用できるポリアミドイミド樹脂に用いるアミン成分(或いはそれに対応するイソシアネート成分)としては、ポリイミド樹脂のアミン成分で例示の化合物が使用できる。
 また、本発明の目的を損なわない限り、上記に例示した、酸成分、アミン成分以外にも以下に示す、酸成分、アミン成分を用いることができる。
<共重合可能な酸成分>
 酸成分としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸等の脂肪族ジカルボン酸類、ブタン-1,2,4-トリカルボン酸等の脂肪族トリカルボン酸の一無水物、二無水物、エステル化物、ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸、シクロペンタン-1,2、3,4-テトラカルボン酸等の脂肪族テトラカルボン酸の一無水物、二無水物、エステル化物、 シクロヘキサン-4,4’-ジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸類、シクロヘキサントリカルボン酸、ジシクロヘキシルエーテル-3,3’,4’-トリカルボン酸、ジシクロヘキシルスルホン-3,4,4’-トリカルボン酸、ジシクロヘキシルメタン-3,4,4’-トリカルボン酸等の脂肪族テトラカルボン酸の一無水物、エステル化物、シクロペンタン-1,2、3,4-テトラカルボン酸等の脂環族テトラカルボン酸一無水物、二無水物、エステル化物、などが、単独、若しくは、混合物として使用できる。また、ポリイミド樹脂の酸成分として例示の酸成分を単独、若しくは、混合物として使用できる。
<共重合可能なアミン成分>
 アミン成分としては、トランス-1,4-ジアミノシクロヘキサン、シス-1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン(トランス/シス混合物)、1,3-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン) (トランス体、シス体、トランス/シス混合物)、イソホロンジアミン、1,4-シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3,8-ビス(アミノメチル)トリシクロ〔5.2.1.0〕デカン、1,3-ジアミノアダマンタン、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2-エチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルシクロヘキシルアミン)、2,2-ビス{4-(4-アミノシクロヘキシルエーテル)シクロヘキシル}プロパン、2,2-ビス{4-(4-アミノシクロヘキシルエーテル)シクロヘキシル}ヘキサフルオロプロパン、などの脂環族ジアミン類、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、或いはこれらに対応するジイソシアネートを単独あるいは2種以上の混合物として用いても良い。
 本発明で使用できるポリイミド系樹脂は、チップと金属配線を接合する際のチップの基材フィルム層への沈み込み性(実装性)や、基板折り曲げ実装時のスプリングバック性、耐屈曲性、耐折性、及び柔軟性、並びに製造コスト等のバランス面から、好ましくは、有機溶剤に可溶な芳香族ポリイミド樹脂および/または芳香族ポリアミドイミド樹脂であり、より好ましくはポリアミドイミド樹脂の構造単位中に下記式(1)で示される繰り返し単位を含有する芳香族ポリアミドイミド樹脂である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
 式(1)で示される繰り返し単位を、好ましくは5モル%以上99モル%以下、より好ましくは30モル%以上95モル%以下、さらに好ましくは50モル%以上80モル%以下含有するポリアミドイミド樹脂がよい。5モル%未満では、実装性に問題が生じることがあり、99モル%を超えると、有機溶剤への溶解性に乏しくなる為、溶液での加工性に困難になることがある。
 一つの好ましい構造単位は、酸成分として、無水トリメリット酸(TMA)、3,3’,4,4’―ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’―ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)を、アミン成分として、o-トリジン(或いはジイソシアネート)を用い、酸成分の構成比(モル比)が、TMA/BTDA/BPDA=80~50/5~20/15~45のポリアミドイミド樹脂であるのがよい。イソシアネート成分(或いはそれに対応するアミン成分)としてはo-トリジンジイソシアネートが全イソシアネート成分(或いはそれに対応するアミン成分)の構成比で50モル%以上のポリアミドイミド樹脂であるのが好ましい。当然、これらポリアミドイミド樹脂は、別々に重合した2つ以上の樹脂を混合して使用することもできる。
<ポリイミド系樹脂の重合>
 ポリイミド系樹脂は、酸成分とアミン成分(或いは、これに対応するイソシアネート成分)の重縮合反応により得られ、例えば、ジイソシアネート法、酸クロリド法、低温溶液重合法、室温溶液重合法など、従来公知の方法で製造できる。好ましくは、脱炭酸反応によりポリマーが得られ、得られた重合溶液が、そのまま、後述のキャスト用ワニスとして用いることのできる、ジイソシアネート法が好ましい。
 ジイソシアネート法の場合、前述の酸成分とアミン成分に対応するジイソシアネート成分とを有機溶媒中で略化学両論量、100~200℃で加熱重縮合させることで、本発明に用いるポリイミド系樹脂を得ることができる。重合溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N、N-ジメチルホルムアミド、N、N-ジメチルアセトアミド、1、3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、テトラメチルウレア、スルホラン、ジメチルスルホオキシド、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどで、好ましくはN-メチル-2-ピロリドン、N、N-ジメチルアセトアミド、1、3-ジメチル-2-イミダゾリジノンである。これら溶媒が重合溶媒として使用された場合は、そのまま後述する金属張積層体を製造するための溶液として使用できる。また、これらの一部をトルエン、キシレンなどの炭化水素系有機溶剤、ジグライム、トリグライム、テトラヒドロフランなどのエーテル系有機溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系有機溶剤で置き換えることも可能である。
<ポリイミド系樹脂の対数粘度>
 本発明のエポキシ樹脂による架橋前のポリイミド系樹脂の対数粘度は、N-メチル-2-ピロリドン中(ポリマー濃度0.5g/dl)、30℃での対数粘度にして、0.40dl/g以上3.50dl/g以下が良く、好ましくは0.80dl/g以上3.50dl/g以下、より好ましくは、1.00dl/g以上3.50dl/g以下、さらに好ましくは1.30dl/g以上3.50dl/g以下である。対数粘度が0.40dl/g未満では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となる。また、3.50dl/g超では溶液粘度が高くなる為、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となることがある。また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。
<対数粘度の測定>
 架橋前のポリイミド系樹脂の対数粘度の測定は、架橋前のポリイミド系樹脂を含む溶液を大量のアセトンで、再沈殿、精製して作製した粉末状のポリマーサンプルを用いる。粉末状サンプルをポリマー濃度が0.5g/dlとなるようにN-メチル-2-ピロリドンに溶解し、その溶液の溶液粘度及び溶媒粘度を30℃で、ウベローデ型の粘度管により測定する。対数粘度値は、その結果より、下記の式で計算する。
 対数粘度(dl/g)=[ln(V1/V2)]/V3     
{上記式中、V1はウベローデ型粘度管により測定した溶液粘度を示し、V2はウベローデ型粘度管により測定した溶媒粘度を示すが、V1及びV2はポリマー溶液及び溶媒(N-メチル-2-ピロリドン)が粘度管のキャピラリーを通過する時間から求める。また、V3は、ポリマー濃度(g/dl)である。}
或いは、重合後の得られたワニスを測定サンプルとして用いることもできる。この場合は、ワニス濃度より固形分換算し、ポリマー濃度が0.5g/dlとなるように測定サンプル溶液を調整する。
 また、エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の対数粘度は、後述の不溶率の測定で、未架橋部分が抽出されたポリイミド系樹脂の抽出液を用いることで測定できる。好ましくは、抽出液を大量のアセトンで再沈殿、精製して作製した粉末状のポリマーサンプルを用いる。
ここで、未架橋部分のポリイミド系樹脂とは、本願の場合、その多くはエポキシ樹脂と反応していないポリイミド系樹脂であるが、一部、エポキシ樹脂と反応していても、完全にネットワーク構造となっていない(不溶化していない)部分も含まれる。
 本発明のエポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の対数粘度は、N-メチル-2-ピロリドン中(ポリマー濃度0.5g/dl)、30℃での対数粘度にして、0.40dl/g以上3.50dl/g以下が良く、好ましくは0.80dl/g以上3.50dl/g以下、より好ましくは、1.00dl/g以上3.50dl/g以下、さらに好ましくは1.30dl/g以上3.50dl/g以下である。対数粘度が0.40dl/g未満では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となる。また、3.50dl/g超では溶液粘度が高くなる為、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となることがある。また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。
<ポリイミド系樹脂の数平均分子量>
 本発明のエポキシ樹脂による架橋前のポリイミド系樹脂の数平均分子量は、10000以上200000以下に相当する分子量を有するものが好ましく、より好ましくは21000以上180000以下、さらに好ましくは、47000以上160000以下である。数平均分子量が10000未満では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となることがある。また、200000超では溶液粘度が高くなる為、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となることがある。また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。
<平均分子量の測定>
 分子量の測定は、GPC法により標準物質から作成した検量線を用いて以下の条件で測定する。
移動相:臭化リチウムを0.1質量%溶解したN-メチル-2-ピロリドン
ディテクター:屈折率計(昭和電工(株)製、SE-51)
標準物質:以下の分子量の標準ポリスチレン
(1)6770000
(2)2870000
(3)1260000
(4) 355000
(5) 102000
(6)  43900
(7)   9500
(8)   5400
(9)   2800
 また、カラムは、shodex AD800P、shodex AD805/S、shodex AD804/S、shodex AD803/S、shodex AD802/S、を直列に接続し使用する。
また、エポキシにより架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の分子量は、後述の不溶率の測定で、未架橋部分が抽出されたポリイミド系樹脂の抽出液を用いることで測定できる。好ましくは、抽出液を大量のアセトンで再沈殿、精製して作製した粉末状のポリマーサンプルを用いる。ここで、未架橋部分のポリイミド系樹脂とは、本願の場合、その多くはエポキシと反応していないポリイミド系樹脂であるが、一部、エポキシと反応していても、完全にネットワーク構造となっていない(不溶化していない)部分も含まれる。
 本発明のエポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の数平均分子量は、10000以上200000以下に相当する分子量を有するものが好ましく、より好ましくは21000以上180000以下、さらに好ましくは、47000以上160000以下である。数平均分子量が10000未満では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となることがある。また、200000超では溶液粘度が高くなる為、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となることがある。また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。
<ポリイミド系樹脂の酸価>
 本発明のエポキシ樹脂による架橋前のポリイミド系樹脂の酸価は、5eq/ton以上1000eq/ton以下が好ましく、より好ましくは10eq/ton以上600eq/ton以下、さらに好ましくは15eq/ton以上300eq/ton以下、特に好ましくは20eq/ton以上160eq/ton以下である。酸価が5eq/ton未満では、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となり、また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。1000eq/ton超では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となることがある。
<酸価の測定>
 酸価の測定は、JIS K2501に準じ、1/50N 塩酸(エタノール/ジメチルホルムアミド溶液、容量比=50/50)滴定液で、電位差滴定装置(京都電子(株)製、AT310)を用い、25℃で滴定する。検体となるサンプルは、対数粘度の測定で用いた粉末状のポリマー0.1gを精秤し、これに、N-メチル-2-ピロリドン/ジメチルホルムアミド(50/50容量比)の混合溶媒を1dlとなるよう加え、作製する。
また、エポキシにより架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の酸価は、後述の不溶率の測定で、未架橋部分が抽出されたポリイミド系樹脂の抽出液を用いることで測定できる。好ましくは、抽出液を大量のアセトンで再沈殿、精製して作製した粉末状のポリマーサンプルを用いる。
ここで、未架橋部分のポリイミド系樹脂とは、本願の場合、その多くはエポキシと反応していないポリイミド系樹脂であるが、一部、エポキシと反応していても、完全にネットワーク構造となっていない(不溶化していない)部分も含まれる。
 本発明のエポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の酸価は、5eq/ton以上1000eq/ton以下が好ましく、より好ましくは10eq/ton以上600eq/ton以下、さらに好ましくは15eq/ton以上300eq/ton以下、特に好ましくは20eq/ton以上160eq/ton以下である。酸価が5eq/ton未満では、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となり、また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。1000eq/ton超では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となることがある。
<耐熱性樹脂組成物>
 本発明では、上述により得られたポリイミド系樹脂の重合溶液にエポキシ樹脂を加え、反応および/または配合し、耐熱性樹脂組成物とすることで、後述の金属箔へのキャスト用ワニスにできる。従って、使用する好ましい溶媒は、前述の重合溶媒と同様である。
耐熱性樹脂組成物中のポリイミド系樹脂とエポキシ樹脂の合計の配合量は、耐熱性樹脂組成物中の全固形成分を100質量%としたときに、30質量%以上、好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは、70重量以上である。30質量%より少ないと、実装性が悪化することがある。
 本発明の架橋構造は、上述の通り、種々特性を規定したポリイミド系樹脂にエポキシ樹脂を添加し、また、後述の反応条件を採用することで、ポリイミド系樹脂の末端官能基のみと架橋構造を形成させ、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバックを同時に満足させている。
 本発明に用いるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、ビキシレノール型エポキシ樹脂、フルオレン系エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、或いは、ゴム変性、ウレタン変性等、可撓性を付与したエポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、多官能脂環式エポキシ樹脂等のグリシジル基を有する化合物が挙げられる。また、ビスフェノールSジグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルタイプ、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等のグリシジルアミン、3、4-エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂環族エポキサイトを、単独、若しくは、混合物として使用できる。
 また、基本的には、ポリイミド系樹脂の末端官能基であるカルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基と反応し得る官能基を有する化合物であれば、架橋剤として使用できる為、必要に応じて、ノボラック型オキセタン樹脂などのオキセタン基含有化合物も使用できる。
 オキセタン基含有化合物としては、分子内にオキセタン環を有し、硬化可能なものであれば特に限定されず、例えば、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス-{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル3-(フェノキシメチル)オキセタン、ジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-{[3-(トリエトキシル)プロポキシ]メチル}オキセタン、3,3-ビス(ヒドロキシメチル)オキセタン、ジ[1-ヒドロキシメチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、3,3-ビス(ヒドロキシメチル)オキセタン、およびオキセタニル-シルセスキオキサンなどが挙げられる。
 これらのオキセタン環を含有する化合物は、単独または2種類以上を組み合わせて使用しても構わない。
 上述の中でも、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバックを同時に満足できる好ましいエポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、多官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂である。
 それぞれ市販のものがそのまま使用でき、例えば、DIC(株)製EPICLON(登録商標)840(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製JER154JER152、JER157S70(ノボラック型エポキシ樹脂)、DIC(株)製HP-7200(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、三菱ガス化学(株)製TETRAD(登録商標)-X、TETRAD(登録商標)-C(多官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂)、DIC(株)製EPICLON(登録商標)HP-4032(ナフタレン型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製YX4000(ビフェニル型エポキシ樹脂)等がある。より好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であり、さらに好ましくは、フェノールノボラックグリシジルエーテル、クレゾールノボラックグリシジルエーテル、臭素化フェノールノボラックグリシジルエーテル、臭素化クレゾールノボラックグリシジルエーテルなどのノボラック型エポキシ樹脂、及びビスフェノールAグリシジルエーテル、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどのビスフェノールA型エポキシ樹脂であり、最も好ましいのは下記一般式(2)のフェノールノボラックグリシジルエーテルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
〔nは、1から20の整数〕
 本発明で使用するエポキシ樹脂のエポキシ当量は、10g/eq以上1000g/eq以下が好ましく、より好ましくは50g/eq以上500g/eq以下、さらに好ましくは、80g/eq以上200g/eq以下である。エポキシ当量が10g/eq未満では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となることがある。1000g/eq超では、金属箔積層体へ加工する際の成形加工が困難となり、また、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にある。尚、エポキシ当量の測定は、通常は、JIS K 7236に準じ、過塩素酸酢酸標準液により、電位差滴定で求める。
 エポキシ樹脂量としては、ポリイミド系樹脂とエポキシ樹脂の総量を100質量%としたとき、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは1質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上8質量%以下、最も好ましくは2質量%以上5質量%以下である。0.1質量%未満では、実装性(チップ実装温度での基材フィルム層の凹み)が悪化する傾向にあり、10質量%超では、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の耐屈曲性、耐折性等の機械的特性が不十分となることがある。
 本発明においては、必要に応じて、硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤としては、ポリイミド系樹脂の末端官能基であるカルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基とオキシラン環を含有する化合物(エポキシ樹脂)の間の硬化反応を促進できるものであればよく、特に制限はない。
 このような硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール誘導体、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類、ジアミノジフェニルメタン、m-フェニレンジアミン、m-キシレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、尿素、尿素誘導体、メラミン、多塩基ヒドラジド等のポリアミン類、これらの有機酸塩および/またはエポキシアダクト、三フッ化ホウ素のアミン錯体、エチルジアミノ-S-トリアジン、2,4-ジアミノ-S-トリアジン,2,4-ジアミノ-6-キシリル-S-トリアジン等のトリアジン誘導体類、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジメチルオクチルアミン、N-ベンジルジメチルアミン、ピリジン、N-メチルモルホリン、ヘキサ(N-メチル)メラミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノフェノール)、テトラメチルグアニジン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン(「DBU」と称することがある)、1,5-ジアザビシクロ[4,3,0]-5-ノネン(「DBN」と称することがある)等の三級アミン類、これらの有機酸塩及び/またはテトラフェニルボロエート、ポリビニルフェノール、ポリビニルフェノール臭素化物、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス-2-シアノエチルホスフィン等の有機ホスフィン類、トリ-n-ブチル(2,5-ジヒドロキシフェニル)ホスホニウムブロマイド、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムクロライド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボロエート等の四級ホスホニウム塩類、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリブチルアンモニウムクロライド等の四級アンモニウム塩類、前記ポリカルボン酸無水物、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボロエート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、2,4,6-トリフェニルチオピリリウムヘキサフルオロホスフェート、イルガキュアー261(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、オプトマ-SP-170(ADEKA(株)製)等の光カチオン重合触媒、スチレン-無水マレイン酸樹脂、フェニルイソシアネートとジメチルアミンの等モル反応物や、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネートとジメチルアミンの等モル反応物等が挙げられる。これらを単独でまたは2種類以上組み合わせて用いても構わない。これらのうちでは、潜在硬化性を有する硬化促進剤が好ましく、例えばDBU、DBNの有機酸塩及び/またはテトラフェニルボロエートや、光カチオン重合触媒等が挙げられる。これらを単独、または2種以上混合して用いても良い。
 硬化促進剤の使用量は、従来公知の適当な量を使用する。通常は、オキシラン環を含有する化合物(エポキシ樹脂)100質量部に対して、0.1以上30質量部以下であるが、当然、触媒無しでも本発明の目的を達成できる。
 本発明においては、必要に応じて、硬化剤を用いることができる。エポキシ樹脂の硬化反応を触媒する硬化剤としては、従来公知の任意のエポキシ樹脂用硬化剤を使用することができる。例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフィド、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトリアミン、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミンなどのアミン系化合物、トリフェニルホスフィンなどの塩基性化合物、2-アルキルー4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4-アルキルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸等の酸無水物、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、ジシアンジアミド等が挙げられる。これらは単独、または2種以上混合して用いても良い。 
 その配合量は、従来公知の適当な量を使用する。通常は、オキシラン環を含有する化合物100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であるが、硬化剤なしでも本発明の目的を達成できる。また、硬化剤として酸無水物を用いる場合、酸無水物はエポキシと反応してカルボキシル基を一部生成するので、酸無水物の使用により樹脂の酸価を調整することもできる。すなわち、酸無水物は、単なる硬化剤としてのみならず、酸価を調整する機能も果たすことができる。
 エポキシ樹脂、或いは、必要に応じて触媒、硬化剤の配合は、通常は、重合後、得られた樹脂溶液に所定の量を添加し、均一になるまで混合する。エポキシ樹脂を反応させる場合は、樹脂溶液に所定量のエポキシ樹脂添加し、次いで、50℃から200℃の温度で1時間から10時間加熱撹拌することで達成される。エポキシ樹脂を反応させることでより少ないエポキシ樹脂配合量で架橋構造を形成させることができる。
 また、必要ならば、金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の諸特性、たとえば、透明性、機械的特性、電気的特性、滑り性、難燃性などを改良する目的で、本発明の上記耐熱性樹脂溶液に、他の樹脂や有機化合物、及び無機化合物を混合させたり、あるいは反応させてもよい。たとえば、滑剤(シリカ、タルク、シリコーン等)、接着促進剤、難燃剤(リン系やトリアジン系、水酸化アルミ等)、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤等)、メッキ活性化剤、有機や無機の充填剤(タルク、酸化チタン、フッ素系ポリマー微粒子、顔料、染料、炭化カルシウム等)、その他、シリコーン化合物、フッ素化合物、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂のような樹脂や有機化合物、或いはこれらの硬化剤、酸化珪素、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化鉄などの無機化合物をこの発明の目的を阻害しない範囲で併用することができる。
<金属箔積層体>
 上述のようにして作製された耐熱性樹脂組成物からなるキャスト用ワニスを用いて金属箔と積層することにより金属箔積層体とすることができる。すなわち、本発明の金属箔積層体は、耐熱性樹脂組成物を含有する基材フィルムと金属箔との積層体である。本発明では、フレキシブル金属箔積層体であることが好ましい。
<金属箔>
 本発明に用いる金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、スチール箔、及びニッケル箔などを使用することができ、これらを複合した複合金属箔などについても用いることができる。好ましくは銅箔である。
 銅箔の表面には、有機防錆処理(ベンゾチアゾール、ベンゾトリゾール、イミダゾールなど)、無機防錆処理(亜鉛、クロメート、亜鉛合金など)シランカップリング剤処理(エポキシ系シランカップリング剤、アミノ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤など)、被せメッキ処理、焼けメッキ処理などの表面処理がほどこされていても良い。
 耐熱性樹脂組成物が積層される表面(所謂、M面)の表面粗度(Rz)は、5.0μm以下、好ましくは2.0μm以下、最も好ましくは1.0μm以下である。5.0μm超では、パターニング性に劣り、また、銅箔をエッチング除去した後の樹脂フィルム層のヘイズ値が高くなる為、視認性が悪くなることがある。視認性とは、半導体チップを実装する際の位置あわせの尺度であり、通常は、CCDカメラで基材樹脂フィルムを介して、位置決めパターンを識別する為、低すぎると、実装が困難になることがある。表面粗度の下限は、低い程良く限定はないが、0.1μm程度であれば、本発明の目的を達成することができる。
 M面に関し、更に好ましくは、光沢度が、300以上、好ましくは400以上、より好ましくは、600以上、特に好ましくは800以上の値を有していることである。光沢度は、JIS Z 8741-1997により測定され、通常は入射角60°で照射し、60°での反射光を測定する。光沢度は高い程、表面粗さは低く、また、表面粗度(Rz)には反映されないうねり等も少ない為、表面がより平滑であることを示す。従って、その値は高い程良いが、800程度であれば本発明の目的を達成することができる。
 但し、光沢度、所謂、グロス値は、一定の入射角で測定光を照射し、それに対する反射光の強度を一定の角度で測定したもので、例えば、JIS Z 8741-1997では20°、45°、60°、75°、85°などの入射角、反射角が規定されている。この場合、光沢度の高い銅箔を使用すれば、フレキシブルプリント基板において、銅箔をエッチング除去した後の基材フィルム層は、銅箔の表面状態が反映され、より乱反射の少ない、透明性に優れるフィルム層になり、光沢度の低い場合はその逆と考えられる。しかし、上記光沢度を指標にした場合の透明性は、厳密には、あくまで、一定の角度での入射角、反射角における、一定の角度での散乱光の多さ、少なさであり、基材フィルムの透明性の指標としては、実用的ではない。即ち、COF基板における位置あわせは、例えば、400nm~800nm程度の可視光を基板に照射し、識別パターンを画像処理することなどで行われるが、必ずしも、60°の角度ではなく、むしろより垂直な角度での入射角、反射角に近い。よって、銅箔の表面状態を反映した、銅箔をエッチング除去した後の基材フィルム層における、例えば、垂直な角度に近い乱反射の多さ、少なさは、必ずしも、光沢度の高い、低いには相関しないケースもありえる。例えば、入射角が5°で垂直な反射角では乱反射は少ないが、入射角、反射角が60°では多いという表面状態も想定され、COF基板の位置合せにおいては前者がより実用に近い。
 以上のような観点から、より実用的には、上記の光沢度に加え、400nm~800nm程度の可視光を基板に垂直照射した場合の反射率が、より視認性にすぐれた金属箔積層体とする為の銅箔の選定には有効であり、本発明においては、更に好ましくは、400nm~800nmの可視光領域で、好ましくは20%以上、より好ましくは、25%以上、更に好ましくは30%以上である。20%未満では、視認性に劣る。反射率は高い程よいが、80%程度であれば本発明の目的を達成することができる。
 金属箔の厚みについては特に限定はないが、たとえば、3~50μmの金属箔を好適に用いることができる。金属箔は、通常、リボン状であり、その長さは特に限定されない。また、リボン状の金属箔の幅も特に限定されないが、一般には25~300cm程度、特に50~150cm程度であるのが好ましい。
 以上のような銅箔は市販の電解箔、或いは、圧延箔をそのまま使用することができる。例えば、日本電解(株)製の「HLS」、古河電気工業(株)製の「F0-WS」、「U-WZ」、或いは、三井金属鉱業(株)の「NA-VLP」、「DFF」、福田金属箔粉工業(株)「CF-T9D-SVR」、「CF-TGD-SV」などが挙げられる
 本発明の金属箔積層体の製造方法としては特に限定されるものではなく、例えば前述のようにして得られたキャスト用ワニスを金属箔の片面に塗布後、初期乾燥させ、熱処理すること等で製造できる。
 塗工方法としては、特に限定されるものではなく、従来からよく知られている方法を適用することができる。ロールコーター、ナイフコーター、ドクターブレードコーター、グラビアコーター、ダイコーター、多層ダイコーター、リバースコーター、リバースロールコーターなどにより、塗工液の粘度を調整後、金属箔上に塗布することができる
 本発明において、塗布後の初期乾燥条件に特に限定はないが、一般的には、キャスト用ワニスに使用する溶媒の沸点(Tb(℃))より70℃~130℃低い温度で初期乾燥する。初期乾燥温度が(Tb-70)℃より高いと、塗工面に発泡が生じ、また、乾燥温度が(Tb-130)℃より低いと、乾燥時間が長くなり、生産性が低下する。初期乾燥温度は、溶媒の種類によっても異なるが、一般には60~150℃程度、好ましくは80~120℃程度である。初期乾燥に要する時間は、一般には上記温度条件下で、塗膜中の溶媒残存率が5~40%程度になる有効な時間とすればよいが、一般には1~30分間程度、特に、2~15分間程度である。溶媒の沸点近傍、或いは沸点以上の温度で更に乾燥(二次乾燥)するのが好ましい。
 また、熱処理条件も特に限定はなく、溶媒の沸点近傍、或いは沸点以上の温度で乾燥すればよいが、一般には120℃~500℃、好ましくは200℃~400℃である。120℃未満では乾燥時間が長くなり、生産性が低下する。500℃超では、樹脂組成によっては劣化反応が進行し、基材フィルム層がもろくなる場合がある。また、エポキシ樹脂との架橋点が熱分解、酸化劣化し、実装性が悪化する。熱処理に要する時間は、一般には上記温度条件下で、塗膜中の溶媒残存率が無くなる程度になる有効な時間とすればよいが、一般には数分間~数十時間程度である。
 本発明において、初期乾燥、熱処理は、不活性ガス雰囲気下、或いは、減圧下で行ってもよい。樹脂の劣化、架橋点の熱分解、劣化を抑える為には、減圧下、及び、不活性ガス雰囲気下の併用が好ましい。不活性ガスとしては、窒素、二酸化炭素、へリウム、アルゴン等が例示できるが、入手容易な窒素を用いるのが好ましい。また、減圧下で行う場合は、10-5~103Pa程度、好ましくは10-1~200Pa程度の圧力下で行うのが好ましい。
 本発明において、初期乾燥、二次乾燥ともに乾燥方式に特に限定はないが、ロールサポート方式やフローティング方式など、従来公知の方法で行うことができる。また、熱処理は、テンター式などの加熱炉での連続熱処理や、巻き物状態で巻き取り、バッチ式のオーブンで熱処理しても良い。バッチ式の場合、塗布面と非塗布面が接触しないように巻き取ることが好ましい。
 金属箔積層体の耐熱性樹脂組成物の層(以下、基材フィルムまたは基材フィルム層ともいう)の厚さは、広い範囲から選択できるが、一般には絶乾後の厚さで3~300μm程度、好ましくは10~100μm程度である。厚さが3μmよりも小さいと、フィルム強度等の機械的性質やハンドリング性に劣り、COF基板の実装工程においては、キャリアテープでの搬送性、チップの実装性が悪化する。一方、厚さ300μmを超えるとフレキシブル性などの特性や加工性(乾燥性、塗工性)等が低下する傾向がある。COF基板においては、耐折性、特にファインピッチでの耐折性、耐屈曲性が悪化し、スプリングバック等の問題も起こる。また、必要に応じて、表面処理を施してもよい。例えば、加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理を施すことができる。
<金属箔積層体の基材フィルム不溶率>
 本発明において、初期乾燥、熱処理後の金属箔積層体の基材フィルム不溶率は40%以上が好ましく、より好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、最も好ましくは86%以上である。逆に言えば、不溶率を所定の範囲に収まるよう、初期乾燥、熱処理条件を上述のように規定している。すなわち、上述のとおり、ポリイミド系樹脂の対数粘度や数平均分子量、エポキシ樹脂の配合量を適切に定め、さらにポリイミド系樹脂の組成や酸価を所定の範囲とすることで好適な不溶率を達成することができる。不溶率が40%未満では、実装性が不十分である。不溶率の上限は特にないが、90%程度であれば本発明の目的を十分達成できる。  
 なお、得られる基材フィルム層の溶解部分を含むN-メチル-2-ピロリドン溶液(「未架橋部分が抽出されたポリイミド系樹脂の抽出液」ということがある)は、前述の「対数粘度の測定」、「平均分子量の測定」、及び「酸価の測定」などに供することができる。
 <不溶率の測定>
 尚、不溶率とは、金属箔積層体から金属箔を除いた部分の基材フィルム層のみをN-メチル-2-ピロリドン中0.5質量%濃度の溶液で100℃、2時間溶解処理した後の樹脂層の不溶分を示し、下式で示されるものである。
   不溶率(%)=[Mi/Mf]×100         
(式中、Miは溶解処理後の基材フィルム層の重量(g)を示し、Mfは溶解処理前の基材フィルム層の重量(g)を示す。)
 本発明の両面に金属箔を有する両面金属箔積層体は、上記のようにして成型された片面にのみ金属箔が積層された金属箔積層体の樹脂面同士を加熱ラミネートなど従来公知に方法で貼り合わせたり、接着剤層を介して従来公知の方法で張り合わせたりするなどの方法で製造することができる。ラミネートの方式は特に限定されるものではなく、ロールラミネート、プレスラミネート、ベルトプレスラミネートなど、従来公知の方式が採用でき、ラミネート温度は、通常は、樹脂のTg以上であり、200℃~500℃が好ましく、より好ましくは250℃~450℃、さらに好ましくは、330℃~400 ℃である。200℃未満では、接着性が不十分であり、500℃を超えると樹脂層の劣化が生じ、機械的特性が低下したり、架橋点が熱分解、熱劣化し実装性が悪化する。また、ラミネートの時間は、特に限定はないが、通常は10秒~10時間、好ましくは1分~1時間、更に好ましくは3分~30分である。10秒未満では接着性が不十分であり、10時間を越えると、樹脂層の劣化が生じ、機械的特性が低下する傾向にある。また、架橋点が熱分解、熱劣化し実装性が悪化する。
 接着剤層を介して積層する場合の接着剤組成としては、特に限定はされず、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、ポリエステルイミド樹脂系などの接着剤が使用できるが、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック等の観点から、ポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、ポリエステルイミド樹脂系、或いは、これらの樹脂にエポキシ樹脂を配合した樹脂組成物が好ましい。
 接着剤層の厚みは、1~30μm程度が好ましい。接着剤の厚さは、フレキシブルプリント配線基板の性能を発揮するのに支障がない限り、特に限定されないが、厚さが薄すぎる場合には、充分な接着性が得られにくい場合があり、一方、厚さが厚すぎる場合には、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック特性等が低下する場合がある。
 <フレキシブルプリント配線板>
 上記本発明の金属箔積層体を用いて、例えばサブトラクティブ法等の方法により、従来公知のプロセスを用いて、フレキシブルプリント配線板を製造できる。
本発明で得られるフレキシブルプリント配線板は、400℃以上ものチップ実装温度でも基材フィルム層の変形は生じない。耐折性は、回路表面を被覆する前(ソルダーレジストや耐熱性フィルムで回路表面を被覆する前)のJIS C 5016に基づく耐折性試験の値で、190回より大きく、好ましくは、700回以上、より好ましくは1000回以上である。また、低スプリンングバッグ性の指標となるガーレ式剛軟度(或いは曲げ反発力)は、800mgより低く、好ましくは760mg以下、より好ましくは600mg以下である。
 導体回路のソルダーレジスト、或いは、汚れやキズなどから保護する目的で回路表面を被覆する場合は、耐熱性フィルムを接着剤を介して、配線板(導体回路が形成されたベース基板)に貼り合わせる方法、或いは、液状の被覆剤をスクリーン印刷法で配線板に塗布する方法などが適用できる。
 耐熱性フィルムとしては、ポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、ポリエステルイミド樹脂系などのフィルムが使用できるが、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック特性等の観点から、好ましくは、本発明のポリイミド系樹脂から得られるフィルムがよい。
 接着剤としては、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、ポリエステルイミド樹脂系などの接着剤が使用できるが、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック特性等の観点からポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、或いは、これらの樹脂にエポキシ樹脂を配合した樹脂組成物が好ましい。
 液状の被覆剤としては、従来公知のエポキシ系やポリイミド系のインクが使用できるが、実装性、耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック特性等の観点から、好ましくはポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、或いはこれらの樹脂にエポキシ樹脂を配合した樹脂組成物である。
 また、エポキシ系やポリイミド系等の接着シートを配線板に直接貼りあわせることも可能であり、この場合も実装性耐屈曲性、耐折性、柔軟性、及び低スプリングバック特性等の観点から、好ましくはポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、或いはこれらの樹脂にエポキシ樹脂を配合した樹脂組成物である。
 回路の配線パターンは、任意のパターンが形成可能である。特に細かい配線パターンを施した回路においても本発明のフレキシブルプリント配線板は高いレベルの性能を示すので、細かい配線パターンを施す回路において特に本発明のフレキシブルプリント配線板は有利である。
 具体的には、回路の配線の太さは、30μm以下とすることが可能であり、配線の太さを20μm以下とすることも可能であり、配線の太さを10μm以下とすることも可能である。配線の間隔は、30μm以下とすることが可能であり、20μm以下とすることも可能であり、10μm以下とすることも可能である。
 COF基板の場合は、例えば、2層金属箔積層体の銅箔面上にフォトリソグラフィー法などの方法で微細パターン形成し、さらに、必要な箇所にスズ等のめっき、及びソルダーレジストを被覆し製造できる。半導体チップの実装は、めっきを施したCOFリードパターンとチップの接続端子(バンプ)とを、Au-Au接合、Au-Sn接合等、従来公知の方法で実装できる。
<フレキシブルプリント基板の用途>
 このようにして製造されるフレキシブルプリント配線板は、COF基板に好適であり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイなどの表示装置用デバイス実装基板や、スマートホン、タブレット端末、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機などの基板間中継ケーブル、操作スイッチ部基板等、小型化、軽量化、軽薄化が進む電子機器のIC実装用基板材料等に幅広く使用できる。
 以下、実施例により、この発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例により、特に制限されるものではない。尚、金属箔積層体の製造、及び、樹脂、フレキシブル金属箔積層板、フレキシブルプリント配線板の各特性を評価する為の評価サンプル(樹脂粉末、基材フィルム、フレキシブルプリント配線板)の作製と評価方法は以下の通りである。
また、官能基がポリマー末端であることは、分子量と官能基当量、NMRからの官能基定量結果から、確認できた。
<ポリイミド系樹脂の対数粘度の測定>
 ポリイミド系樹脂を含む溶液を大量のアセトンで、再沈殿、精製して作製した粉末状のポリマーサンプルを用いた。粉末状サンプルをポリマー濃度が0.5g/dlとなるようにN-メチル-2-ピロリドンに溶解し、その溶液の溶液粘度及び溶媒粘度を30℃で、ウベローデ型の粘度管により測定した。対数粘度値は、その結果より、下記の式で計算した。
 対数粘度(dl/g)=[ln(V1/V2)]/V3     
{上記式中、V1はウベローデ型粘度管により測定した溶液粘度を示し、V2はウベローデ型粘度管により測定した溶媒粘度を示すが、V1及びV2はポリマー溶液及び溶媒(N-メチル-2-ピロリドン)が粘度管のキャピラリーを通過する時間から求める。また、V3は、ポリマー濃度(g/dl)である。}
<ポリイミド系樹脂の官能基の測定>
 ポリイミド系樹脂中の官能基の測定は、以下のようにアミン価、イソシアネート価、酸価を算出することで確認した。
<ポリイミド系樹脂の酸価の測定>
 対数粘度の測定で用いた粉末状のポリマー0.1gを精秤し、これに、N-メチルー2-ピロリドン/ジメチルホルムアミド(50/50容量比)の混合溶媒を全体で1dlとなるよう加え、滴定するサンプル検体を作製した。次いで、1/50N 水酸化カリウム(エタノール/ジメチルホルムアミド溶液、容量比=50/50)滴定液で、電位差滴定装置(京都電子(株)製、AT310)を用いて滴定した。温度は25℃とし、JIS K2501に準じ、(或いは、京都電子(株)Application Note No TII-9800 ver.01に準じ、)測定した。
<ポリイミド系樹脂のイソシアネート価の測定>
 酸価の測定と同様にし、滴定するサンプル検体を作製し、
JIS K 7301に準じ(或いは、京都電子(株)Application Note No TII-98003に準じ)、ジ-n-ブチルアミンを1/50N塩酸(エタノール/ジメチルホルムアミド溶液、容量比=50/50)滴定液で、電位差滴定装置(京都電子(株)製、AT310)を用いて逆滴定した。
<ポリイミド系樹脂のアミン価の測定>
 酸価の測定と同様にし、滴定するサンプル検体を作製し、1/50N 塩酸(エタノール/ジメチルホルムアミド溶液、容量比=50/50)滴定液で、電位差滴定装置(京都電子(株)製、AT310)を用いて滴定した。測定は、京都電子(株)Application Note TII-97003に準じた。
<ポリイミド系樹脂の官能基の測定>
 ポリイミド系樹脂100mgをDMSO-d6 0.6mlに溶解し、試料を調整した。調整した試料をH-NMRにて測定した。また、ポリイミド系樹脂とDMSO-d6を体積比が1:1となるように混合して試料を調整し、13C-NMRにて測定した。
<ポリイミド系樹脂の平均分子量の測定>
 数平均分子量、及び多分散度の測定は、GPC法により測定した。測定の為のサンプルは、重合により得られた樹脂ワニスを臭化リチウムを0.1質量%溶解したN-メチル-2-ピロリドンで0.5g/dlの濃度に希釈し、調整した。移動相としては、臭化リチウムを0.1質量%溶解したN-メチル-2-ピロリドンを、ディテクターは、屈折率計(昭和電工(株)製、SE-51)を用い、以下の分子量の標準ポリスチレンから作製した検量線を用いて測定した。
(1)6770000
(2)2870000
(3)1260000
(4) 355000
(5) 102000
(6)  43900
(7)   9500
(8)   5400
(9)   2800
 また、カラムは、shodex AD800P、shodex AD805/S、shodex AD804/S、shodex AD803/S、shodex AD802/S、を直列に接続し使用した。
<金属箔積層体の作製方法>
 後述の各実施例、比較例で得られた樹脂溶液を厚さ12μmの電解銅箔(福田金属箔粉工業(株)製CF-T9D-SVR、表面粗度Rz1.1μm)に乾燥後の厚みが30μmになるようにナイフコーターで塗布した。次いで、50℃~100℃の温度下、透明でタックフリーな状態になるまで乾燥後、ステンレス製の枠に上下面、左右面の端を固定し、真空下、200℃60分、220℃60分、260℃10時間、320℃10分の条件で加熱処理した。
<耐折性試験;耐屈曲性、低スプリングバック性の指標>
 フレキシブルプリント配線版や金属箔積層体の耐屈曲性、低スプリングバック性(反撥力)の尺度となる耐折性試験は、JIS C 5016により、評価用サンプルを作製し、荷重500g、屈曲径0.38mmの条件で測定した。
<基材フィルムの作製方法>
 ガーレ式剛軟度、不溶率、実装性評価用のテストサンプル(基材フィルム)は、後述の各実施例、比較例で得られた金属箔積層体を40℃、35%の塩化第二銅溶液を用いて、銅箔をエッチング除去し作製した。
<ガーレ式剛軟度(曲げ反発力):柔軟性、低スプリングバック性の指標>
 金属箔積層体、フレキシブルプリント配線板の剛軟度、低スプリングバック性の指標として、各実施例、比較例で得られた金属箔積層体の金属層をエッチング除去し作製したフィルム(基材フィルム)をガーレ法により以下の条件で測定した。(株)東洋製作所製ガーレ剛軟度試験機を用い、測定値は、フィルム試験片を可動アームのチャックに取り付け、2rpmで左右に回転させ、フィルム試験片下端が振子から離れた時の目盛りを読み取った。
 測定装置;(株)東洋製作所製ガーレ剛難度試験機(ガーレステフネステスタ)
 サンプルサイズ;25.4mm(巾)×88.9mm(長さ)×20μm(厚み)
 アーム回転速度;2rpm
<不溶率;架橋度の尺度>
 基材フィルムをN-メチル-2-ピロリドンに溶解させ、基材フィルム層の0.5質量%N-メチル-2-ピロリドン溶液を得た。溶液の調製は100ml三角フラスコを用いて行った。
 次いで、この溶液を、100℃で2時間加熱処理(100℃のオイルバスに溶液の入った三角フラスコを漬け静置する)し、室温まで冷却後、三角フラスコ中の不溶分を100mlのN-メチル-2-ピロリドンで洗い流しながら、不溶分をガラスフィルター(3G-2番)で濾別した。
 その後、ガラスフィルターごと200℃で20時間真空乾燥し、その重量を測定し、その値からあらかじめ測定しておいたガラスフィルターの重量を差引き、不溶分の重量を測定した。このようにして求めた不溶分の重量(Mi)と樹脂フィルムの重量(Mf)より、下記式により計算した。
 不溶率(%)=[Mi/Mf]×100       
(式中、Miは不溶分の重量(g)を示し、Mfは樹脂フィルムの重量(g)を示す。)
<実装性;ICチップバンプの沈み込み性の指標>
 基材フィルムにICチップを配設し、フリップチップボンダー(HISOL社製M95)で、以下条件で熱圧着試験を実施した。試験後の基材フィルムをSEM観察し、チップバンプの沈み込みによる変形量を測定、5μm以上を×、2μm以下を○、1μm以下を◎とした。
ボンディングヘッドツール温度;400℃
ステージ温度;100℃
圧力;20mgf/μm
<溶液粘度の測定>
 溶液粘度の測定は、東洋計器(株)製B型粘度計でNo6ロータ、10rpmの条件で測定した。
(実施例1)
 反応容器に、窒素気流下、無水トリメリット酸211.3g(1.10モル)、o-トリジンジイソシアネート132.1g(0.50モル)、4,4’ -ジフェニルメタンジイソシアネート125.3g(0.50モル)、フッ化カリウム0.6g、及びN-メチル-2-ピロリドン(純度99.9%)2500gを加え、100℃まで昇温し、そのまま5時間反応させた。次いで、130℃で3時間反応させ、溶液粘度が400dPa・sになるよう、N-メチル-2-ピロリドンを加え濃度を調整、室温まで冷却した。得られたポリアミドイミド樹脂(ポリアミドイミド組成Aとする)は、重合溶媒に溶解しており、対数粘度、酸価、数平均分子量の各樹脂特性は表1の通りであった。
 その後、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製JER154)24g(全固形分に対し6質量%)を配合し、キャスト用ワニスを作製した。次いで、得られた。
 キャスト用ワニスを用いて金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例2)
 実施例1の酸成分である無水トリメリット酸のみ1.02モルに変更し、表1の対数粘度、分子量になるよう、適宜調整し、ポリアミドイミド樹脂ワニスを作製した。実施例2、で得られたポリアミドイミド樹脂ワニスはいずれも溶媒に溶解しており、得られた樹脂ワニスの樹脂特性は表1の通りであった。
 その後、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製JER154)12g(全固形分に対し3質量%)を配合し、キャスト用ワニスを作製した。次いで、得られたキャスト用ワニスを用いて金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。特性評価結果を表1に示す。
(比較例1)
 実施例1の酸成分である無水トリメリット酸のみ1.15モルに変更し、表1の対数粘度、分子量になるよう、適宜調整し、ポリアミドイミド樹脂ワニスを作製した。比較例1で得られたポリアミドイミド樹脂ワニスはいずれも溶媒に溶解しており、得られた樹脂ワニスの樹脂特性を表1の通りであった。
その後、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製JER154)4g(全固形分に対し1質量%)を配合しキャスト用ワニスを作製した。次いで、得られたキャスト用ワニスを用いて金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。特性評価結果を表1に示す。
(実施例3)
 反応容器に、窒素気流下、無水トリメリット酸161.4g(0.84モル)、3,3’ ,4,4’ -ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物50.8g(0.16モル)、3,3’ ,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物15.5g(0.05モル)、o-トリジンジイソシアネート264.3g(1.00モル)、フッ化カリウム0.6g、及びN-メチル-2-ピロリドン(純度99.9%)2230gを加え、100℃まで昇温しそのまま6時間反応させた。次いで、130℃で4時間反応させ、溶液粘度が300dPa・sになるよう、N-メチル-2-ピロリドンを加え濃度を調整、室温まで冷却した。得られたポリアミドイミド樹脂(ポリアミドイミド組成Bとする)は溶媒に溶解しており、の対数粘度、酸価、数平均分子量の各樹脂特性は表1の通りであった。
 その後、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製JER154)12g(全固形分に対し3質量%)を配合し、キャスト用ワニスを作製した。次いで、得られたキャスト用ワニスを用いて金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例4、5、6、7、8、9、10、及び比較例2、3、4、5)
 実施例3の全酸成分の各構成要素間のモル比率を維持したまま全酸成分の合計のモル量のみ表1に記載のように変更し、表1の対数粘度、分子量になるよう、適宜調整し、ポリアミドイミド樹脂ワニスを作製した。実施例4、5、6、7、8、9、10比較例2、3、4、5で得られたポリアミドイミド樹脂はいずれも溶媒に溶解しており、樹脂特性は表1の通りであった。
その後、エポキシ樹脂の種類は実施例3と同様にし、配合量のみ表1の内容に変え、キャスト用ワニスを作製した。次いで、得られたキャスト用ワニスを用いて金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。特性評価結果を表1に示す。
(実施例11)
 反応容器に、窒素気流下、3,3’ ,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物150.1g(0.51モル%)、3,3’ ,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物182.6g(0.51モル%)、o-トリジンジイソシアネート264.3g(1.00モル%)、フッ化カリウム0.6g、及びN-メチル-2-ピロリドン(純度99.9%)2890gを加え、100℃まで昇温し、そのまま6時間反応させた。次いで、130℃で2時間反応させ、溶液粘度が400dPa・sになるよう、N-メチル-2-ピロリドンを加え濃度を調整、室温まで冷却した。得られたポリイミド樹脂(ポリイミド組成Aとする)は溶媒に溶解しており、の対数粘度、酸価、数平均分子量の各樹脂特性は表1の通りであった。
その後、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製JER154)5g(全固形分に対し1質量%)を配合し、キャスト用ワニスを作製した。次いで、得られたキャスト用ワニスを用いて金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例12、及び比較例6、7、8)
 実施例11の全酸成分の各構成要素間のモル比率を維持したまま全酸成分の合計のモル量のみ表1に記載のように変更し、対数粘度、分子量になるよう、適宜調整し、ポリイミド樹脂ワニスを作製した。実施例12、比較例6、7、8で得られたポリイミド樹脂はいずれも溶媒に溶解しており、樹脂特性は表1の通りであった。
その後、エポキシ樹脂の種類は実施例11と同様にし、配合量を表1の内容に変え、キャスト用ワニスを作製した。次いで実施例11と同様にして、金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。特性評価結果を表1に示す。
(比較例9)
 全酸成分を無水トリメリット酸(0.99モル)およびトリメリット酸(0.11モル)とし、その他は、実施例1同様にし、ポリアミドイミド樹脂ワニスを作製した。ポリアミドイミド樹脂は溶媒に溶解しており、樹脂特性は表1の通りであった。
その後、その後、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製JER154)4g(全固形分に対し1質量%)を配合しキャスト用ワニスを作製した。次いで実施例1と同様にして、金属箔積層体を製造し、耐折性評価用のフレキシブルプリント配線板、及び不溶率、ガーレ式剛軟度(低スプリングバック性の指標)、実装性評価用の各基材フィルムを作製、各特性を評価した。特性評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 
 表1において、エポキシ配合量(質量%)は、ポリイミド系樹脂とエポキシ樹脂の総量を100質量%としたときのエポキシ樹脂の配合量(質量%)を表す。また、ポリアミドイミドA、ポリアミドイミドB、ポリアミドイミドC、及びポリイミドAはいずれもN-メチル-2-ピロリドン(純度99.9%)に10質量%以上可溶であった。
 また、実施例1~12、比較例1~8のポリアミドイミドA、ポリアミドイミドB、及びポリイミドAは、その製造方法から明らかではあるが、酸価、アミン価、イソシアネート価、及び、NMRの測定により、いずれの樹脂も末端にのみカルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基を有していた。比較例9のポリアミドイミドCは、同様な分析手法で測定したところ、末端以外にも、カルボキシル基を有していた。
 本発明の金属箔積層体、及びそれから得られるフレキシブルプリント配線板は、半導体チップと金属配線を接合する際のチップの基材フィルム層への沈み込み(実装性)や、基板の折り曲げ実装時等に問題視されているスプリングバック等を低減し、耐屈曲性、耐折性、及び柔軟性にも優れる(パネル組み立て性)。これにより、小型化、軽量化、軽薄化が進む液晶表示機器、スマートホン、タブレット端末などの用途においてIC、LSI等の電子部品を直接搭載するフレキシブルプリント配線板、とりわけ、Chip on Film用基板として、幅広く使用できる。

Claims (10)

  1.  エポキシ樹脂により架橋されてなるポリイミド系樹脂を含む耐熱性樹脂組成物が金属箔の少なくとも片面に積層された基材フィルムと金属箔との金属箔積層体であり、かつ、以下の(a)及び(b)であることを特徴とする金属箔積層体;
    (a)ポリイミド系樹脂とエポキシ樹脂の総量を100質量%としたときのエポキシ樹脂の配合量が0.1質量%以上10質量%以下であること;
    (b)金属箔積層体から金属箔を取り除いて得られる基材フィルムに、基材フィルムの濃度が0.5質量%となるようにN-メチル-2-ピロリドンを加え、100℃で2時間加熱処理した後の不溶率が40%以上であること。
  2.  さらに、以下の(c)及び/又は(d)であることを特徴とする請求項1に記載の金属箔積層体;
    (c)架橋前のポリイミド系樹脂の対数粘度が、N-メチル-2-ピロリドン中(ポリマー濃度0.5g/dl)、30℃での測定条件下で、0.40dl/g以上3.50dl/g以下であること;
    (d)エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の対数粘度が、N-メチル-2-ピロリドン中(ポリマー濃度0.5g/dl)、30℃での測定条件下で、0.40dl/g以上3.50dl/g以下であること。
  3.  さらに、以下の(e)及び/又は(f)であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の金属箔積層体;
    (e)架橋前のポリイミド系樹脂の数平均分子量が10000以上200000以下であること。
    (f)エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の数平均分子量が10000以上200000以下であること。
  4.  さらに、以下の(g)及び/又は(h)であることを特徴とする請求項1~3のいずれかのいずれかに記載の金属箔積層体;
    (g)架橋前のポリイミド系樹脂の酸価が5eq/ton以上1000eq/ton以下であること;
    (h)エポキシ樹脂により架橋された後の未架橋部分のポリイミド系樹脂の酸価が5eq/ton以上1000eq/ton以下であること。
  5.  さらに、以下の(i)であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の金属箔積層体;
    (i)耐熱性樹脂組成物中の全固形成分を100質量%としたときに、ポリイミド系樹脂及びエポキシ樹脂の合計の配合量が30質量%以上であること。
  6.  さらに、以下の(j)であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の金属箔積層体;
    (j)ポリイミド系樹脂がポリアミドイミド樹脂であり、ポリアミドイミド樹脂の構造単位中に、式(1)で示される繰り返し構造単位が5モル%以上99モル%以下含まれること;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
  7.  さらに、以下の(k)であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の金属箔積層体;
    (k)エポキシ樹脂が下記一般式(2)のフェノールノボラックグリシジルエーテルであること。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
    〔nは、1から20の整数〕
  8.  請求項1~7のいずれかに記載の金属箔積層体を含有するフレキシブルプリント配線板。
  9.  JIS C 5016に基づく耐折性試験の値が、190回超である請求項8に記載のフレキシブルプリント配線板。
  10.  ガーレ式剛軟度が、800mg未満である請求項8または請求項9に記載のフレキシブルプリント配線板。
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