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JP4967494B2 - 耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法 - Google Patents

耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法 Download PDF

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JP4967494B2 JP2006196634A JP2006196634A JP4967494B2 JP 4967494 B2 JP4967494 B2 JP 4967494B2 JP 2006196634 A JP2006196634 A JP 2006196634A JP 2006196634 A JP2006196634 A JP 2006196634A JP 4967494 B2 JP4967494 B2 JP 4967494B2
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Description

本発明は、耐熱性に優れたポリイミド金属積層板の製造方法に関する。
カメラ、パソコン、液晶ディスプレイなどの電子機器類への用途として金属配線を設けた芳香族ポリイミドフィルムは広く使用されている。
金属配線を設けた芳香族ポリイミドフィルムの製造方法は多数報告されている。多層構造の熱圧着性ポリイミドフィルムに金属箔を積層して得られる金属箔積層ポリイミドフィルムとしては、特許文献1には、高耐熱性の芳香族ポリイミド層の少なくとも片面に熱圧着性の芳香族ポリイミド層が流延製膜成形法で積層一体化された熱圧着性多層ポリイミドフィルムと金属箔とが、ダブルベルトプレスを用いて加圧下に熱圧着ー冷却されて積層されてなるフレキシブル金属箔積層体が開示されている。
また特許文献2には、絶縁樹脂層の片面又は両面に金属箔を有するフレキシブル積層板であって、絶縁樹脂層は複数層のポリイミド樹脂層からなり、金属箔と接する少なくとも1層のポリイミド樹脂層が250℃における貯蔵弾性率が1×10Pa以上の高弾性樹脂層によって形成されており、絶縁樹脂層における高弾性樹脂層の厚み割合が3〜45%の範囲にあることを特徴とするフレキシブル積層板が開示されている。
特開平12−103010号公報 特開2005−288811号公報
電子材料分野で使用されるCOF(Chip On Film、Chip On Flex)やFPC(Flexible Printed Circuit Board)に用いられるポリイミド金属積層板は、実装工程における半田フロートなどの高温プロセスを受けるため、高い耐熱性が求められる。この耐熱性を向上させるために、ポリイミドと金属箔とを接着剤を使用せずに張り合わせるオールポリイミド金属積層体が検討されている。
金属箔とポリイミドからラミネート法によりポリイミド金属積層板を製造する場合には、ポリイミド金属積層板の耐熱性を向上させる手段として、ポリイミドのガラス転移温度を上げたり、高温領域での弾性率を上げる方法が考えられる。しかしこれらの方法では、より高温下、高圧下でのラミネート装置が必要となるため、装置の高額化、金属箔の変色、生産性の低下などの問題が生じる。
本発明では、簡易に製造でき、優れた半田耐熱性を有するポリイミド金属積層板及びその製造方法を提供することである。
本発明では、簡便に製造可能でかつ耐熱性に優れたポリイミド金属積層板及びこれらの製造方法を検討した。その結果、金属箔と直接接する熱可塑性ポリイミドとして、結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られるポリイミド共重合体を用いた場合、加える熱履歴により非結晶性と結晶性の特性が変化し、通常の製造法では非結晶性を有し、さらにガラス転移温度以上の温度で保持することにより結晶化が進むことを利用することを考えついた。
つまり、ポリイミドと金属箔とをラミネートにより直接はりあわせる場合に、ポリイミドのガラス転移温度以上での弾性率の低下が大きく流動性の良好な非結晶性の特性を利用する場合には、比較的低い温度・加圧条件下でラミネートを行うことが出来るが、結晶性の特性ではガラス転移温度以上での弾性率の低下度合いが低く流動性が劣るため、高温・加圧条件下でのラミネートを行う必要があり、生産性に劣り、生産機器などのコストが高くなる。そこで、金属箔とポリイミドとを加熱加圧によるラミネート法で積層して得られる金属積層体に用いる金属箔と直接接する熱可塑性ポリイミドとして、ラミネート時に主に非結晶性を示し、さらに金属積層体の使用時に主に結晶性を示すようなポリイミドを用いることにより、生産性に優れ、耐熱性に優れた金属積層体が得られることを見出した。
本発明の第一は、動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いてはり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
さらにポリイミド金属積層板を加熱して、動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を動的粘弾性の測定より結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法である。
好ましくは本発明は、動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いて、動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上ではり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
さらにポリイミド金属積層板を動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上に加熱して、動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法である。
本発明の第二は、動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いてはり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
さらにポリイミド金属積層板を加熱して、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%以下の非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体をX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%を超えた結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法である。
さらに好ましくは本発明は、動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いて非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上ではり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
さらにポリイミド金属積層板を非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上に加熱して、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%以下の非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を、X線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%を超えた結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法である。
本発明の第一及び第二の製造方法の好ましい態様を以下に示す。これら態様は複数組み合わせることが出来る。
1)熱可塑性ポリイミド共重合体は、
動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物及び1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンを含む成分と、
非結晶性ポリイミドが得られる2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物及び1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンとを含む成分とを共重合して得られる熱可塑性ポリイミド共重合体であること。
2)ポリイミド金属積層板の加熱は、不活性ガス雰囲気中で行うこと。
熱可塑性ポリイミド共重合体の非結晶性と結晶性の判断は動的粘弾性の測定で行うことが出来る。
熱可塑性ポリイミド共重合体の非結晶性と結晶性の判断は、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度で行うことが出来る。
非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体は、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が好ましくは3%以下、さらに好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下、特に好ましくは0%であることが好ましく、
結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体は、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が好ましくは3%を超えて、さらに好ましくは2%を超えて、より好ましくは1%を超えて、特に好ましくは0%を超えていることが好ましい。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法は、非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を圧着層に用いることにより、比較的低温で積層することができ、その後熱可塑性ポリイミド共重合体を結晶性を有するまで加熱することにより、耐熱性に優れた耐熱性ポリイミド金属積層板を得ることが出来る。
耐熱性ポリイミドフィルムは、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TAB、COF、COB等の電子部品の基板素材として用いられる耐熱性に優れる芳香族ポリイミドフィルム或いは非熱圧着性芳香族ポリイミドフィルムを用いることが出来、該ポリイミドフィルムを構成する酸ニ無水物成分(例えば、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、ピロメリット酸ニ無水物、1,4−ヒドロキノンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物などを主たる成分として含むもの、好ましくはこれらの酸ニ無水物成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含む酸ニ無水物成分)及びジアミン成分(p−フェニレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルエーテル、m−トリジン、4,4’−ジアミノベンズアニリドなどを主たる成分として含むもの、好ましくはこれらのジアミン成分を少なくとも70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含むジアミン成分)とから得られる、或いは該ポリイミドフィルムを構成する酸成分及びジアミン成分とを含むポリイミドなどを挙げることができる。
耐熱性ポリイミドフィルムの具体例としては、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TABテープ等の電子部品の素材として用いられるポリイミドフィルム、例えば、商品名「ユーピレックス(S、又はR)」(宇部興産社製)、商品名「カプトン」(東レ・デュポン社製、デュポン社製)、商品名「アピカル」(鐘淵化学社製)などのポリイミドフィルム及び、これらのフィルムを構成する酸成分及びジアミン成分とから得られる、或いは該ポリイミドフィルムを構成する酸成分及びジアミン成分とを含むポリイミドなどを挙げることができる。
耐熱性ポリイミドフィルムとしては、以下の特徴を少なくとも1つ有するポリイミドを用いることができる。(これらの特徴は任意の特徴を複数組み合わせることが出来る。)
1)単独のポリイミドフィルムの場合にガラス転移温度が200℃以上、さらに好ましくは300℃以上か確認不可能であるもの、
2)、特に線膨張係数(50〜200℃)(MD)が5×10−6〜20×10−6cm/cm/℃であるもの、
3)引張弾性率(MD、ASTM−D882)は300kg/mm以上であるもの、
4)非熱可塑性ポリイミド、などをあげることができる。
金属箔としては、銅、アルミニウム、金、ステンレスなどの合金、などの金属箔を用いることができ、好適には圧延銅箔、電解銅箔などの銅箔が好ましい。
金属箔としては、どのような表面粗さでも用いることができるが、表面粗さRzが0.5μm以上であるものが好ましい。また、金属箔の表面粗さRzが7μm以下、特に5μm以下であるものが好ましい。このような金属箔、例えば銅箔はVLP、LP(またはHTE)として知られている。
金属箔の厚さは特に制限はないが、1〜35μm、さらに3〜25μm、特に8〜20μmであるものが好ましい。
金属箔の厚みが5μm以下のものは、キャリア付き金属箔、例えばアルミニウム箔キャリア付き銅箔などが使用できる。
熱可塑性ポリイミド共重合体層の熱可塑性ポリイミド共重合体は、動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる熱可塑性ポリイミド共重合体である。
熱可塑性ポリイミド共重合体層又は熱可塑性ポリイミド共重合体は、金属箔との熱圧着性或いは熱融着性を有する。
熱可塑性ポリイミド共重合体に用いるテトラカルボン酸ニ無水物は、公知のテトラカルボン酸ニ無水物を用いることができ、一般式(1)に示すテトラカルボン酸ニ無水物を主成分として用いられ、本発明の特性を損なわない範囲で一般式(1)に示すテトラカルボン酸ニ無水物を除く公知のテトラカルボン酸ニ無水物を用いることが出来、好ましくはテトラカルボン酸ニ無水物中、一般式(1)に示すテトラカルボン酸ニ無水物を50モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、特に好ましくは90モル%以上を用いることが好ましい。
Figure 0004967494
(但し、一般式(1)において、Xは一般式(2)で示す群から選択された4価の基を示す。)
Figure 0004967494
(但し、一般式(2)において、Rは、一般式(3)から選ばれる2価の基を示す。)
Figure 0004967494
熱可塑性ポリイミド共重合体に用いるテトラカルボン酸ニ無水物の具体例として、
無水ピロメリット酸、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホン―3,4,3’,4’―テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、
p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、p−ビフェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、
m−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、
1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、
2,2−ビス〔(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等を挙ることができる。これらは単独でも、2種以上混合しても用いることができる。
テトラカルボン酸ニ無水物としては、一般式(1)に示す化合物以外に、脂肪族や脂環式或いはシリコン含有のテトラカルボン酸ニ無水物を、本発明の特性を損なわない範囲で用いることができる。
ジアミンは、ベンゼン環を2〜4個有する芳香族ジアミン化合物を好適に用いることができ、一般式(4)に示すジアミンを主成分として用いられ、本発明の特性を損なわない範囲で一般式(4)に示すジアミンを除く公知のジアミンを用いることが出来、好ましくはジアミン中、一般式(4)に示すジアミンを50モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、特に好ましくは90モル%以上を用いることができる。
Figure 0004967494
(但し、一般式(4)において、Yは一般式(5)で示す群から選択された2価の基を示す。)
Figure 0004967494
(但し、一般式(5)において、R、R、R及びRは、直結、−O−,−S−,−CO−,−SO−,−CH−,−C(CH−及び−C(CF−から選ばれる2価の基を示し、
〜M、M’〜M’、L〜L、L’〜L’及びL”〜L”は、−H,−F,−Cl,−Br,−I,−CN,−OCH3,−OH,−COOH,−CH,−C,−CFを示す。
、R、R及びR5は、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよく、
〜M、M’〜M’、L〜L、L’〜L’及びL”〜L”は、それぞれ独立して、同一であっても、異なってもよい。)
ジアミンの具体例として、
p−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、
3,3'−ジクロロベンジジン、3,3'−ジメチルベンジジン、2,2'−ジメチルベンジジン、3,3'−ジメトキシベンジジン、
3,3'−ジアミノジフェニルエーテル、3,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,3'−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'−ジアミノジフェニルスルホン、3,4'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、3,3'−ジアミノベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジクロロベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノジフェニルメタン、3,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、3,3'−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4'−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4'−ジアミノジフェニルスルホキシド、
1,3−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−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)−4−トリフルオロメチルベンゼン、
3,3'−ジアミノ−4−(4−フェニル)フェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4、4'−ジ(4−フェニルフェノキシ)ベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、
1,3−ビス〔2−(4−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(3−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(4−アミノフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、
3,3'−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−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〕プロパン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3 −ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3 −ヘキサフルオロプロパン、等を挙げることができる。これらは単独でも、2種以上混合しても用いることができる。
ジアミンとしては、一般式(5)に示す化合物以外に、脂肪族系、脂環式系、シリコン含有のジアミンなどのジアミンを、本発明の特性を損なわない範囲で用いることができる。
動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分の判定法を示す。
例として、熱可塑性ポリイミド共重合体が3種類の酸成分(酸ニ無水物)(a1,a2,a3)と2種類のジアミン成分(b1,b2)から得られるポリイミドの場合の判定法を以下に示す。
酸成分a1とジアミン成分b1成分(ポリイミドc1)、酸成分a1とジアミン成分b2成分(ポリイミドc2)、
酸成分a2とジアミン成分b1成分(ポリイミドc3)、酸成分a2とジアミン成分b2成分(ポリイミドc4)、
酸成分a3とジアミン成分b1成分(ポリイミドc5)、酸成分a3とジアミン成分b2成分(ポリイミドc6)、より6種類のポリイミド(c1、c2、c3、c4、c5、c6)を合成する。
6種類のポリイミド(c1、c2、c3、c4、c5、c6)の動的粘弾性を測定し、6種類のポリイミドが結晶性ポリイミドか非結晶性ポリイミドかを判別し、これら6種類のポリイミドの中に、結晶性ポリイミド及び非結晶性ポリイミドの両方を含む場合は、本発明で用いる熱可塑性ポリイミド共重合体である。
動的粘弾性の測定結果が、図1(a)のパターンの場合、結晶性と判別し、図1(b)のパターンの場合、非結晶性と判別する。
熱可塑性ポリイミド共重合体が2種類の酸成分(酸ニ無水物)と2種類のジアミン成分の場合は、4種類のポリイミドを合成して判別できる。
結晶性ポリイミドが得られる可能性のある酸成分とジアミン成分の組合せとしては、
1)無水ピロメリット酸、3,3’、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、p−ビフェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)などの酸成分と、
2)ジアミン成分が、一般式(5)に示すベンゼン核1つのジアミン、一般式(5)に示すベンゼン核2つのジアミン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテルなどのジアミン成分とから得られるポリイミドを挙げることが出来る。
非結晶性ポリイミドが得られる可能性のある酸成分とジアミン成分の組合せとしては、上記の結晶性ポリイミドが得られる可能性のある酸成分とジアミン成分の組合せを除く、一般式(1)に示す酸成分と一般式(5)に示すベンゼン核3,4及び5のジアミンと殻得られるポリイミドを挙げることが出来る。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体の場合にはガラス転移温度は、ラミネート装置が用いられる温度であることが好ましく、例えば150〜330℃の範囲が好ましい。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、酸成分とジアミン成分とを組み合わせることで種々の異なるガラス転移温度を持つポリイミドを得ることが出来、ラミネートを考慮して、例えば150〜330℃の範囲、さらに170〜320℃の範囲、さらに190〜310℃の範囲、特に210〜300℃の範囲が好ましい。
耐熱性ポリイミドフィルムの厚みは、使用する目的に応じて適宜選択すればよいが、例えば電子基板として使用でき、生産性、取扱性及び搬送性を考慮すると厚みは4〜150μmの範囲が好ましく位、さらに5〜100μmの範囲が好ましく、特に8〜80μmの範囲が好ましい。
熱可塑性ポリイミド共重合体層の厚みは、耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とをはり合せることができる厚みであればよく、使用する目的に応じて適宜選択すればよいが、好ましくは0.1〜20μm、さらに好ましくは0.2〜10μm、より好ましくは0.5〜5μm、特に好ましくは1〜3μmの範囲をあげることができる。
ラミネート装置としては、加圧できるもの、加圧下に熱圧着できるもの、加圧下に熱圧着及び冷却できるものを用いることができ、例えば、一対の圧着ロール(圧着部は金属製、セラミック溶射金属製、樹脂製のいずれでもよい)、ダブルベルトプレス及びホットプレスなどを用いることが出来、特に加圧下に熱圧着および冷却できるものであって、そのなかでも特に液圧式のダブルベルトプレスを好適に挙げることができる。
ラミネート装置として、金属ロールなどの圧着ロールやダブルベルトプレスを使用することで、連続的に加圧或いは加熱下に圧着して、長尺状のポリイミド金属積層板或いは長尺状の耐熱性ポリイミド金属積層板を製造することができる。
ダブルベルトプレスを使用して金属箔とポリイミドフィルムとの積層体の製造条件は、特開2001−270039号公報や特開2005−306002号公報などを参考にすることができる。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板を製造するための途中の材料であるポリイミド金属積層板は、
ラミネート装置を用いて、
1)耐熱性ポリイミドフィルムと、非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体フィルムと、金属箔とを、
2)耐熱性ポリイミドフィルムの表面に非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を有するフィルムと、金属箔とを、
若しくは、
3)耐熱性ポリイミドフィルムと、金属箔の表面に非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を有する箔とを、
圧着して、好ましくは加熱圧着して、さらに好ましくは非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上に加熱圧着して、より好ましくは非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上から420℃以下の温度で加熱圧着して、特に好ましくは非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度より10℃、さらに20℃、特に30℃以上高い温度から420℃以下の温度で加熱圧着することにより、ポリイミド金属積層板、好ましくは動的粘弾性の測定より非結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体層を有するポリイミド金属積層板を製造することができる。
非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上での加熱圧着時間は、熱可塑性ポリイミド共重合体の非結晶性が非結晶性のままで圧着される時間であればよく、又は熱可塑性ポリイミド共重合体の非結晶性が結晶性になる時間であってもよく、例えば、0秒を超えていればよく、好ましくは0.001秒以上、さらに好ましくは0.05秒以上、より好ましくは0.1秒以上であればよい。
ポリイミド金属積層板は、熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上から420℃以下の温度で加熱圧着して、特に好ましくは熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度より10℃、さらに20℃、特に30℃以上高い温度から420℃以下の温度で加熱圧着することにより、密着性に優れるポリイミド金属積層板を得ることができる。
ポリイミド金属積層板の熱可塑性ポリイミド共重合体層が非結晶性を示すの判断は、金属箔を除去して得られる樹脂部分の動的粘弾性の測定結果より判断することができるが、前記測定が困難な場合には、熱可塑性ポリイミド共重合体フィルムを作成し、ラミネート条件で加熱処理を行ったフィルムを測定することにより判断することができる。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板は、ポリイミド金属積層板を加熱して、好ましくは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で加熱して、動的粘弾性やX線回折強度の測定より非結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体層を、動的粘弾性の測定より結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体層にかえたものである。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板において、
ポリイミド金属積層板の加熱条件は、動的粘弾性やX線回折強度の測定より非結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体層を、動的粘弾性やX線回折強度の測定より結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体層にかえることができる条件であればよく、加熱の温度、加熱の時間、加熱の圧力、加熱の雰囲気、その他の環境を適宜選択して行うことができ、例えば熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上、好ましくは熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度より5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃或いは40℃高い温度で行うことができ、特に好ましくは熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度より30℃、40℃或いは50℃から熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度より150℃、120℃、100℃、90℃或いは80℃高い温度範囲、或いはガラス転移温度より400℃以下の温度で行うと、比較的短時間、例えば1分以上、好ましくは3分以上、さらに好ましくは5分以上、特に好ましくは10分以上で行うことができる。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板は、金属箔は片面或いは両面に金属箔を有する。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板において、
ポリイミド金属積層板の加熱は、公知の種々の装置を使用して行うことができ、熱風炉、赤外線加熱炉などの炉、イナートオーブンなどのオーブン、ラミネート装置など加熱装置を適宜選択して行うことができる。
耐熱性ポリイミドフィルムの表面に熱可塑性ポリイミド共重合体層を有する多層フィルムは、公知の方法で得ることができる。
耐熱性ポリイミドフィルム或いは非熱可塑性ポリイミドの前駆体のフィルムに、熱可塑性ポリイミド共重合体又はこれらの前駆体の溶液を塗工し、必要に応じてイミド化するための加熱を行うことで得ることができる。
耐熱性ポリイミドフィルムは、片面に金属箔を有する耐熱性ポリイミドフィルム、片面に金属箔を接着剤層を介して有する耐熱性ポリイミドフィルム、片面に金属箔を本発明で用いる熱可塑性ポリイミド共重合体層を介して有する耐熱性ポリイミドフィルムを用いることができる。これらを用いると両面に金属箔を有する積層体を得ることができる。
金属箔の表面に熱可塑性ポリイミド共重合体層を有する箔は、公知の方法で得ることができる。
金属箔の表面に、熱可塑性ポリイミド共重合体又はこれらの前駆体の溶液を塗工し、必要に応じてイミド化するための加熱を行うことで得ることができる。
熱可塑性ポリイミド共重合体又はこれらの前駆体の溶液を塗工、塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、グラビアコート法、スピンコート法、シルクスクリーン法、ディップコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法などの公知の塗布方法を挙げる事が出来できる。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、公知の方法で合成することができ、ランダム重合、ブロック重合、或いはあらかじめ複数のポリイミド前駆体溶液或いはポリイミド溶液を合成しておき、その複数の溶液を混合後反応条件下で混合して均一溶液とする、いずれの方法によっても達成される。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、酸成分とジアミン成分とを、有機溶媒中、約100℃以下、さらに80℃以下、さらに0〜60℃の温度で、特に20〜60℃の温度で、約0.2〜60時間反応させてポリイミド前駆体の溶液とし、このポリイミド前駆体溶液をドープ液として使用し、そのドープ液の薄膜を形成し、その薄膜から溶媒を蒸発させ除去すると共にポリイミド前駆体をイミド化することにより製造することができる。またポリイミド前駆体溶液に、イミド化反応触媒として各種塩基性化合物を添加することも好適に行われる。
また溶解性に優れるポリイミドでは、ポリイミド前駆体溶液を150〜250℃に加熱するか、またはイミド化剤を添加して150℃以下、特に15〜50℃の温度で反応させて、イミド環化した後溶媒を蒸発させる、もしくは貧溶媒中に析出させて粉末とした後、該粉末を有機溶液に溶解してポリイミドの有機溶媒溶液を得ることができる。
ポリイミド溶液或いはポリイミド前駆体溶液の重合反応を実施するに際して、有機極性溶媒中の全モノマ−の濃度は、使用する目的や製造する目的に応じて適宜選択すればよく、例えば、有機極性溶媒中の全モノマ−の濃度が1〜15質量%、特に2〜8質量%となる割合であることが好ましい。
ポリイミド溶液或いはポリイミド前駆体溶液の重合反応を実施するに際して、溶液粘度は、使用する目的(塗布、流延など)や製造する目的に応じて適宜選択すればよく、ポリアミック(ポリイミド前駆体)酸溶液は、30℃で測定した回転粘度が、約0.1〜5000ポイズ、特に0.5〜2000ポイズ、さらに好ましくは1〜2000ポイズ程度のものであることが、作業性の面から好ましい。したがって、前記の重合反応は、生成するポリアミック酸が上記のような粘度を示す程度にまで実施することが望ましい。
上記の方法でポリイミド溶液或いはポリイミド前駆体溶液を製造し、それに新たに有機溶媒を加え、希釈して用いることができる。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物の略等モル量、ジアミン成分が少し過剰な量或いは酸成分が少し過剰な量を、有機溶媒中で反応させてポリイミド前駆体の溶液(均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい)を得ることができる。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、アミン末端を封止するためにジカルボン酸無水物、例えば、無水フタル酸およびその置換体、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびその置換体、無水コハク酸およびその置換体など、特に、無水フタル酸を添加して合成することができる。
熱可塑性ポリイミド共重合体は、有機溶媒中、ジアミン(アミノ基のモル数として)の使用量が酸無水物の全モル数(テトラ酸二無水物とジカルボン酸無水物の酸無水物基としての総モルとして)に対する比として、0.95〜1.05、特に0.98〜1.02、そのなかでも特に0.99〜1.01であることが好ましい。ジカルボン酸無水物を使用する場合の使用量はテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基モル量に対する比として、0.05以下であるような割合の各成分を反応させることができる。
ポリイミド前駆体のゲル化を制限する目的でリン系安定剤、例えば亜リン酸トリフェニル、リン酸トリフェニル等をポリアミック酸重合時に固形分(ポリマー)濃度に対して0.01〜1%の範囲で添加することができる。
また、イミド化促進の目的で、ドープ液中に塩基性有機化合物を添加することができる。例えば、イミダゾール、2−イミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、イソキノリン、置換ピリジンなどをポリアミック酸に対して0.05〜10重量%、特に0.1〜2重量%の割合で使用することができる。これらは比較的低温でポリイミドフィルムを形成するため、イミド化が不十分となることを避けるために使用することができる。
また、接着強度の安定化の目的で、熱融着性ポリイミド用ポリアミック酸溶液に有機アルミニウム化合物、無機アルミニウム化合物または有機錫化合物を添加してもよい。例えば水酸化アルミニウム、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどをポリアミック酸に対してアルミニウム金属として1ppm以上、特に1〜1000ppmの割合で添加することができる。
ポリイミド或いはポリイミド前駆体の製造に使用する有機溶媒は、これらを合成できる公知の有機溶媒を用いることが出来、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、N,N−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、N−メチルカプロラクタム、フェノール類、クレゾール類などが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板は、熱融着性を有する多層ポリイミドフィルムおよび金属箔が強固に、好ましくはは90°剥離強度が1.0kgf/cm以上で積層され、セラミック、耐熱性ポリイミドフィルム、金属などの他の基材と常温だけでなく300℃程度の加熱時においても接着することがなく、例えば他の耐熱性ポリイミドフィルムと300℃程度の温度で加圧下に積層しても90°剥離強度が20gf/cm以下である。
本発明の片面金属箔積層板は、成形加工性が良好で、そのまま穴あけ加工、折り曲げ加工や絞り加工、金属配線形成、配線上への電子回路の熱圧着などを行うことができる。
本発明の耐熱性ポリイミド金属積層板は、プリント配線板、フレキシブルプリント基板、TAB、COF、COB等の電子部品や電子機器類の配線基板材料として用いることができる。
熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度は、動的粘弾性の測定より求めることができる。
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は実施例により制限されるものでない。
以下の各例において、部は質量部を意味する。
以下の各例において、物性評価および銅箔積層フィルムの剥離強度は以下の方法に従って測定した。
1)フィルムのガラス転移温度(℃):Rheometric Scientific, Inc.製 Rheometrics Solid Analyzer IIを用いて、動的粘弾性測定(昇温速度10℃/分、周波数6.28rad/秒)tanδのピーク温度により評価した。
2)動的粘弾性測定:Rheometric Scientific, Inc.製 Rheometrics Solid Analyzer IIを用いて、昇温速度10℃/分、周波数6.28rad/秒の条件で行った。
フィルムの結晶化の有無は、ガラス転移温度以上での貯蔵弾性率の保持傾向により評価した。
ポリイミドフィルムの動的粘弾性測定(E’)の測定図で、図1(a)には結晶性の判断例を、図1(b)には非結晶性の判断例を示す。
図1(a)の結晶性の例では、Tg後にE’が急激に低下することなく緩やかに低下し、又はTg後に温度が高くなるにつれ、E’が急な低下、緩やかな低下、さらに低下する傾向を示すのに対し、 図1(b)の非結晶性の例では、Tg後にE’が急激に低下している。Tg後のE’の低下傾向により、結晶性と非結晶性を判断できる。
3)フィルムの結晶化度:リガク社製 回転対陰極方X線回折装置RINT2500型を用いて、透過法でX線回折強度を測定し、Ruland法を用いて結晶化度を算出した。
4)吸湿半田耐熱性:23℃−60%RHで24時間調湿したポリイミド金属積層板を、各温度(270℃、300℃、310℃、340℃)の半田槽へ10秒間フロートし、発泡や膨れの有無を目視で確認した。
発泡及び膨れが認められないものを問題なしと判断した。
(参考例1:耐熱性ポリイミドフィルム用ポリイミドの製造)
N−メチル−2−ピロリドン中でパラフェニレンジアミン(PPD)と3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とを1000:998のモル比でモノマ−濃度が18%(重量%、以下同じ)になるように加え、50℃で3時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液の25℃における溶液粘度は、約1680ポイズであった。
(参考例2:熱可塑性ポリイミド共重合体の製造)
N−メチル−2−ピロリドン中で1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE−R)と2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)および3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)とを1000:200:800のモル比で加え、モノマ−濃度が18%になるように、またトリフェニルホスフェ−トをモノマ−重量に対して0.5重量%加え、40℃で3時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液の25℃における溶液粘度は、約1680ポイズであった。
TPE−Rとa−BPDAとから得られるポリイミドは粘弾性の測定の結果、非結晶性であり、TPE−Rとs−BPDAとから得られるポリイミドは粘弾性の測定の結果、結晶性であった。
(参考例3:熱圧着性ポリイミドフィルムの製造)
三層押出し成形用ダイス(マルチマニホ−ルド型ダイス)を設けた製膜装置を使用し、参考例1及び参考例2で得たポリアミック酸溶液を三層押出ダイスの厚みを変えて金属製支持体上に流延し、140℃の熱風で連続的に乾燥した後、剥離して自己支持性フィルムを形成した。この自己支持性フィルムを支持体から剥離した後加熱炉で150℃から450℃まで徐々に昇温して溶媒の除去、イミド化を行って、厚み25μmの長尺状の3層構造の熱圧着性ポリイミドフィルムをロ−ルに巻き取った。
3層構造の熱圧着性ポリイミドフィルムの厚み構成(熱可塑性/耐熱性/熱可塑性)は、4μm/17μm/4μmである。
(参考例4:熱可塑性フィルムAの作製)
参考例3で得られる長尺状の熱圧着性ポリイミドフィルムの熱可塑性ポリイミド共重合体の粘弾性は、直接測定できないため、参考例2のポリアミック酸溶液より熱可塑性フィルムを製造し、この熱可塑性フィルムの粘弾性を測定して非結晶性又は結晶性を判断するようにした。
参考例2で得られた熱可塑性ポリイミド共重合体の前駆体を、ガラス板上へ乾燥後の厚みが50μとなるように流延し、140℃の熱風で乾燥した後、剥離して自己支持性フィルムを形成した。この自己支持性フィルムを四方テンターへ張りつけ、150℃から350℃まで徐々に昇温して溶媒の除去、イミド化を行って熱可塑性フィルムAを得た。
熱可塑性フィルムAのガラス転移温度は、240(℃)であった。
(参考例5:熱可塑性ポリイミドの製造)
N−メチル−2−ピロリドン中で1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE−R)と2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)とを1000:1000のモル比で加え、モノマ−濃度が18%になるように、またトリフェニルホスフェ−トをモノマ−重量に対して0.5重量%加え、40℃で3時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液を得た。
(実施例1)
(片面銅箔ポリイミド積層板の製造)
ロ−ル巻きした電解銅箔(日鉱マテリアル製、BHY−22B−T、厚み12μm)と、ダブルベルトプレス直前のインラインで200℃の熱風で30秒間加熱して予熱した参考例3で製造の熱圧着性ポリイミドフィルムと、ユーピレックス25Sとを積層し、加熱ゾーンの温度(最高加熱温度:330℃、冷却ゾーンの温度(最低冷却温度:180℃)、連続的に圧着圧力:3.9MPa、圧着時間2分で、連続的に熱圧着−冷却して積層して、片面銅箔ポリイミド積層板(幅:540mm、長さ:1000m)を巻き取りロールに巻き取った。
(耐熱性ポリイミド金属積層板の製造)
得られたロール巻状の片面銅箔ポリイミド積層板を、窒素雰囲気下で室温から300℃まで1時間で昇温し、300℃で16時間保持し、耐熱性ポリイミド金属積層板を得た。同時に、参考例4で得られた熱可塑性フィルムAをテンターに張りつけて同じ処理を行い、加熱処理フィルムAを得た。処理した耐熱性ポリイミド金属積層板の、23℃−60%RH−24Hr調湿後の半田耐熱性を評価した結果、310℃であった。また、加熱処理フィルムAのX線回折を測定し、結果を図2に示す。図2より結晶化に伴うピークが見られ結晶化度は7%と算出した。さらに、加熱処理フィルムAの動的粘弾性の測定し、結果を図3に示す。図3よりガラス転移温度以上の温度で結晶化に起因する弾性率の変化が認められた。
(実施例2)
実施例1で得られたロール巻状の片面銅箔ポリイミド積層板を、窒素雰囲気下で室温から300℃まで1時間で昇温し、300℃で2時間保持し、耐熱性ポリイミド金属積層板を得た。同時に参考例4で得られた熱可塑性フィルムAをテンターに張りつけて同じ処理を行い、加熱処理フィルムBを得た。処理した耐熱性ポリイミド金属積層板の半田耐熱性を評価した結果、310℃であった。また、加熱処理フィルムBの動的粘弾性を測定し、結果を図4に示す。図4よりガラス転移温度以上の温度で結晶化に起因する弾性率の変化が認められた。
(実施例3)
実施例1で得られたロール巻状の片面銅箔ポリイミド積層板を、窒素雰囲気下で室温から350℃まで1時間で昇温し、350℃で4時間保持し、耐熱性ポリイミド金属積層板を得た。同時に参考例4で得られた熱可塑性フィルムAをテンターに張りつけて同じ処理を行い、加熱処理フィルムCを得た。処理した耐熱性ポリイミド金属積層板の、23℃−60%RH−24Hr調湿後の半田耐熱性を評価した結果、340℃でも問題ない。また、加熱処理フィルムCの動的粘弾性を測定し、結果を図5に示す。図5よりガラス転移温度以上の温度で結晶化に起因する弾性率の変化が認められた。
(比較例1)
参考例5のポリアミック酸溶液を用いて、参考例4と同様にして、熱可塑性フィルムBを得た。熱可塑性フィルムBを実施例1の耐熱性ポリイミド金属積層板の製造と同様の加熱を行い、加熱処理フィルムDを得た。
加熱処理フィルムDの動的粘弾性を測定し、結果を図6に示す。図6より非結晶性であり、結晶化に起因する弾性率の変化は認められなかった。
(比較例2)
(片面銅箔ポリイミド積層板の製造)
ロ−ル巻きした電解銅箔(日鉱マテリアル製、BHY−22B−T、厚み12μm)と、ダブルベルトプレス直前のインラインで200℃の熱風で30秒間加熱して予熱した参考例3で製造の熱圧着性ポリイミドフィルムと、ユーピレックス25Sとを積層し、加熱ゾーンの温度(最高加熱温度:330℃、冷却ゾーンの温度(最低冷却温度:180℃)、連続的に圧着圧力:3.9MPa、圧着時間2分で、連続的に熱圧着−冷却して積層して、片面銅箔ポリイミド積層板(幅:540mm、長さ:1000m)を巻き取りロールに巻き取った。
得られた片面銅箔ポリイミド積層板(加熱未処理)を23℃−60%RH−24Hr調湿後の半田耐熱性を評価した結果、270℃であった。
また、熱可塑性フィルムAのX線回折を測定し、結果を図7に示す。図7より結晶化に伴うピークは認められなかった。さらに、熱可塑性フィルムAの動的粘弾性を測定し、結果を図8に示す。図8よりガラス転移温度以上の温度で結晶化に起因する弾性率の変化は認められなかった。
(比較例3)
実施例1で得られたロール巻状の片面銅箔ポリイミド積層板を、窒素雰囲気下で室温から250℃まで1時間で昇温し、250℃で4時間保持し、耐熱性ポリイミド金属積層板を得た。同時に参考例4で得られた熱可塑性フィルムAをテンターに張りつけて同じ処理を行い、加熱処理フィルムBを得た。処理した耐熱性ポリイミド金属積層板の半田耐熱性を評価した結果、270℃であった。また、加熱処理フィルムBの動的粘弾性を測定し、結果を図9に示す。図9よりガラス転移温度以上の温度で結晶化に起因する弾性率の変化が認められなかった。
ポリイミドフィルムの結晶性(a)と非結晶性(b)を示す動的粘弾性の測定の参考測定図である。 実施例1の加熱処理フィルムAのX線回折のスペクトル図である。 実施例1の加熱処理フィルムAの動的粘弾性の測定図である。 実施例2の加熱処理フィルムBの動的粘弾性の測定図である。 実施例3の加熱処理フィルムCの動的粘弾性の測定図である。 比較例1の加熱処理フィルムDの動的粘弾性の測定図である。 比較例2の熱可塑性フィルムAのX線回折のスペクトル図である。 比較例2の熱可塑性フィルムAの動的粘弾性の測定図である。 比較例3の熱可塑性フィルムAの動的粘弾性の測定図である。

Claims (5)

  1. 動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
    耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いてはり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
    さらにポリイミド金属積層板を不活性ガス雰囲気中で加熱して、動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を動的粘弾性の測定より結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法。
  2. 動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
    耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いて非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上ではり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
    さらにポリイミド金属積層板を不活性ガス雰囲気中で非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上に加熱して、動的粘弾性の測定より非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を、動的粘弾性の測定より結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法。
  3. 動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
    耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いてはり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
    さらにポリイミド金属積層板を不活性ガス雰囲気中で加熱して、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%以下の非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体をX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%を超えた結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法。
  4. 動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる成分と非結晶性ポリイミドが得られる成分とを共重合して得られる非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を用いて、
    耐熱性ポリイミドフィルムと金属箔とを非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体層を介してラミネート装置を用いて非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上ではり合わせてポリイミド金属積層板を製造し、
    さらにポリイミド金属積層板を不活性ガス雰囲気中で非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体のガラス転移温度以上に加熱して、熱可塑性ポリイミド共重合体単体の透過法でのX線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%以下の非結晶性の熱可塑性ポリイミド共重合体を、X線回折強度からRuland法で算出される結晶化度が3%を超えた結晶性を示す熱可塑性ポリイミド共重合体にしたことを特徴とする耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法。
  5. 熱可塑性ポリイミド共重合体は、
    動的粘弾性の測定より結晶性ポリイミドが得られる3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物及び1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンを含む成分と、動的粘弾性の測定より非結晶性ポリイミドが得られる2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物及び1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンとを含む成分とを共重合して得られる熱可塑性ポリイミド共重合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐熱性ポリイミド金属積層板の製造方法。
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