JP5310345B2 - Laminated body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミドフィルムの積層体に関するものであり、さらに詳しくはセラミック材に匹敵する低線膨張係数を有するポリイミドフィルム積層体に関するものである。 The present invention relates to a polyimide film laminate, and more particularly to a polyimide film laminate having a low linear expansion coefficient comparable to a ceramic material.
ポリイミドフィルムは、−269℃〜300℃までの広い温度範囲での物性変化が極めて少ないために、電気および電子分野での応用、用途が拡大している。電気分野では、例えば車両用モーターや産業用モーター等のコイル絶縁、航空機電線および超導電線の絶縁等に使用されている。一方、電子分野では、例えばフレキシブルプリント基板や、半導体実装用フィルムキャリヤーのベースフィルム、バーンインボードやビルトアップ多層配線基板の構成材料等に利用されている。このようにポリイミドフィルムは、種々の機能性ポリマーフィルムの中でも極めて信頼性の高いものとして、電気および電子分野で広く利用されている。
従来、情報通信機器(放送機器、移動体無線、携帯通信機器等)、レーダーや高速情報処理装置などといった電子部品の基材の材料として、セラミックが用いられていた。セラミックからなる基材は耐熱性を有し、近年における情報通信機器の信号帯域の高周波数化(GHz帯に達する)にも対応し得る。しかし、セラミックはフレキシブルでなく、薄くできないので使用できる分野が限定される。
そのため、有機材料からなるフィルムを電子部品の基材として用いる検討がなされ、ポリイミドからなるフィルム、ポリテトラフルオロエチレンからなるフィルムが提案されている。ポリイミドからなるフィルムは耐熱性に優れ、また、強靭であるのでフィルムを薄くできるという長所を備えている。
Polyimide films have very little change in physical properties over a wide temperature range from −269 ° C. to 300 ° C., and therefore, applications and uses in the electric and electronic fields are expanding. In the electric field, for example, it is used for coil insulation of vehicle motors, industrial motors, etc., insulation of aircraft electric wires and superconducting wires. On the other hand, in the electronic field, for example, it is used as a constituent material for a flexible printed circuit board, a base film of a film carrier for semiconductor mounting, a burn-in board or a built-up multilayer wiring board. Thus, the polyimide film is widely used in the electrical and electronic fields as a highly reliable film among various functional polymer films.
Conventionally, ceramic has been used as a material for base materials of electronic components such as information communication equipment (broadcast equipment, mobile radio, portable communication equipment, etc.), radar, high-speed information processing devices, and the like. A base material made of ceramic has heat resistance, and can cope with a recent increase in the frequency band of information communication equipment (reaching the GHz band). However, ceramics are not flexible and cannot be thinned, so the fields that can be used are limited.
For this reason, studies have been made to use a film made of an organic material as a base material for an electronic component, and a film made of polyimide and a film made of polytetrafluoroethylene have been proposed. A film made of polyimide is excellent in heat resistance and has an advantage that the film can be thin because it is tough.
これらのポリイミドフィルムは、一般的に線膨張係数が大きく温度変化による寸法変化が著しくて微細な配線をもつ回路の製造に適さない点等が問題となり、使用できる分野が限定される。
ポリイミドフィルムは、主として流延による溶液製膜で製造されており、その製法上厚いフィルムを作ることは困難であり、またはその生産性が極度に劣ったりしていた。そのため熱可塑性のポリイミドを通常のポリイミドフィルムと加熱ラミネーターや加熱プレス装置で貼り合わせることが提案されてはいるが、耐熱性に劣ったり、コストが嵩んだりする問題があった。
These polyimide films generally have a large coefficient of linear expansion, have a significant dimensional change due to a temperature change, and are not suitable for the production of circuits having fine wiring.
The polyimide film is mainly produced by solution casting by casting, and it is difficult to produce a thick film due to its production method, or its productivity is extremely inferior. For this reason, it has been proposed that thermoplastic polyimide is bonded to a normal polyimide film with a heating laminator or a heating press device, but there are problems of poor heat resistance and increased cost.
ポリイミドフィルム上に熱可塑性樹脂などの接着剤層を介して他の構造補強物を設ける試みもなされている。例えば結晶性ポリイミド成形体の表面に薄く非晶性ポリイミドを積層したポリイミド成形体(特許文献1参照)などが提案されている、これらは構造上の改良においては満足し得ても、熱可塑性樹脂の耐熱性の低さのゆえに、折角のポリイミドフィルムの耐熱性を台無しにする傾向を有していた。
その改良として、プラズマ表面処理されたポリイミドフィルムを少なくとも2枚重ねて熱圧着させたものからなり、該フィルム間の剥離強度が0.3kgf/cm以上であるポリイミドフィルム積層体が提案されている(特許文献2参照)。
Attempts have also been made to provide other structural reinforcements on the polyimide film via an adhesive layer such as a thermoplastic resin. For example, a polyimide molded body in which a thin amorphous polyimide is laminated on the surface of a crystalline polyimide molded body (see Patent Document 1) has been proposed. Although these are satisfactory in structural improvement, a thermoplastic resin is proposed. Because of its low heat resistance, it had a tendency to ruin the heat resistance of the folded polyimide film.
As an improvement, a polyimide film laminate has been proposed that comprises at least two plasma surface-treated polyimide films laminated and thermocompression bonded, and the peel strength between the films is 0.3 kgf / cm or more ( Patent Document 2).
しかしながら、耐熱性を維持しつつ、線膨張係数を低くしたポリイミドフィルムについてはこれまで提案されていなかった。
本発明は、これらの従来の技術の課題である積層体の層間剥離、または線膨張係数が高いための熱膨張などに対する不安などを同時に解決せんとするものであり、耐熱性のポリイミドを用い、ポリイミドの接着剤を使用しないで積層体を提供することである。
However, a polyimide film having a low coefficient of linear expansion while maintaining heat resistance has not been proposed so far.
The present invention is intended to simultaneously solve the problems of these conventional techniques, such as delamination of the laminate, or anxiety about thermal expansion due to a high linear expansion coefficient, using a heat-resistant polyimide, It is to provide a laminate without using a polyimide adhesive.
本発明者らは鋭意検討した結果、ベンゾオキサゾール骨格を有するジアミンを使用したポリイミドフィルムを、プラズマ処理したうえで積層することにより、線膨張係数が低めの特定範囲にあり、耐熱性をより高いレベルで具備したポリイミド積層体が得られることを見出した。
すなわち本発明は以下の構成からなる。
(1)芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール骨格を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドのフィルムを、接着剤層を介することなく積層した積層体であって、厚さが10μm以上で、面方向での線膨張係数が−5ppm/℃〜+7ppm/℃であることを特徴とするポリイミドフィルム積層体。
(2)厚さ方向での線膨張係数が、面方向での線膨張係数の5倍以上の値である上記(1)の積層体。
(3)積層体剥離強度が初期にて、3.0N/cm以上、PCT処理後および加熱処理後にて、2.0N/cm以上の値を示す上記(1)または(2)の積層体。
(4)積層体の剥離面の平均表面粗さRaが10nm以上である上記(1)〜(3)のいずれかの積層体。
(5)積層体の剥離面の表面元素比率O/Cが0.20〜0.35、かつA/Cが0.05未満である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の積層体。(ただしOは酸素、Cは炭素を表し、Aは炭素、窒素、酸素以外の元素を表し、ESCAにて観測される存在量が、0.1atom%以上のものである。)
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have laminated a polyimide film using a diamine having a benzoxazole skeleton after plasma treatment, so that the linear expansion coefficient is in a specific range with a low level, and the heat resistance is higher. It discovered that the polyimide laminated body comprised by this was obtained.
That is, the present invention has the following configuration.
(1) A laminate in which a polyimide film obtained by a reaction between an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine having a benzoxazole skeleton is laminated without an adhesive layer, and the thickness is 10 μm or more. A polyimide film laminate having a linear expansion coefficient in the plane direction of −5 ppm / ° C. to +7 ppm / ° C.
(2) The laminate according to (1), wherein the linear expansion coefficient in the thickness direction is a value of 5 times or more the linear expansion coefficient in the plane direction.
(3) The laminate according to the above (1) or (2), wherein the laminate peel strength is 3.0 N / cm or more at the initial stage, and shows a value of 2.0 N / cm or more after the PCT treatment and after the heat treatment.
(4) The laminate according to any one of (1) to (3), wherein the average surface roughness Ra of the peeled surface of the laminate is 10 nm or more.
(5) The laminate according to any one of (1) to (4) above, wherein the surface element ratio O / C of the release surface of the laminate is 0.20 to 0.35 and A / C is less than 0.05. body. (However, O represents oxygen, C represents carbon, A represents an element other than carbon, nitrogen, and oxygen, and the abundance observed by ESCA is 0.1 atom% or more.)
本発明により、以下に示すような優れた性能のポリイミド積層体を提供することができる。芳香族テトラカルボン酸またはその反応性誘導体(例:無水物およびアミド形成性誘導体)(以下、これらを芳香族テトラカルボン酸類と総称することがある。)と、ベンゾオキサゾール骨格を有する芳香族ジアミンまたはその反応性誘導体(例:アミド形成性誘導体)(以下、これらを芳香族ジアミン類と総称することがある。)との反応によって得られるポリイミドのフィルムを、接着剤層を介することなく積層した積層体であって、厚さが10μm以上で、面方向での線膨張係数が−5ppm/℃〜+7ppm/℃のポリイミド積層体であり、高温での膨張収縮が少ない耐熱性と重量などに耐える強度がバランスよく保持された積層体である。したがって、高温での機械的治具や部品としてまたデバイス積層体などに有効に使用でき、絶縁性、耐熱性、耐熱寸法安定性に優れ、取り扱いなどにおける力学的な課題を解決することができる。
また、本発明の積層体は、接着剤を使用しないことで、センサーや回路などのデバイス積層体、特に耐熱寸法安定性に優れたセンサーや回路などのデバイス積層体などにも有効に使用することができる。
By this invention, the polyimide laminated body of the outstanding performance as shown below can be provided. An aromatic tetracarboxylic acid or a reactive derivative thereof (eg, anhydride and amide-forming derivative) (hereinafter, these may be collectively referred to as aromatic tetracarboxylic acids) and an aromatic diamine having a benzoxazole skeleton or Lamination obtained by laminating polyimide films obtained by reaction with reactive derivatives (eg, amide-forming derivatives) (hereinafter, these may be collectively referred to as aromatic diamines) without using an adhesive layer. This is a polyimide laminate with a thickness of 10 μm or more and a linear expansion coefficient in the plane direction of −5 ppm / ° C. to +7 ppm / ° C., which has low thermal expansion and shrinkage at high temperatures and strength to withstand weight, etc. Is a laminate that is maintained in a well-balanced manner. Therefore, it can be effectively used as a mechanical jig or component at a high temperature or in a device laminate, and has excellent insulation, heat resistance, and heat-resistant dimensional stability, and can solve mechanical problems in handling and the like.
In addition, the laminate of the present invention can be effectively used for a device laminate such as a sensor or circuit, particularly a device laminate such as a sensor or circuit excellent in heat-resistant dimensional stability, without using an adhesive. Can do.
本発明におけるポリイミド(フィルム)積層体におけるポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドであれば特に限定されない。 The polyimide in the polyimide (film) laminate in the present invention is not particularly limited as long as it is a polyimide obtained by a reaction between an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine having a benzoxazole structure (skeleton).
<ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類>
ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類の分子構造は特に限定されるものではなく、通常、置換基を有してもよいアミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、置換基を有してもよいフェニレンビスアミノベンゾオキサゾール、置換基を有してもよいビスアミノベンゾオキサゾロベンゼン、置換基を有してもよいジアミノジフェニルベンゾビスオキサゾールが挙げられ、具体的には以下のものが挙げられる。
<Aromatic diamines having a benzoxazole structure>
The molecular structure of aromatic diamines having a benzoxazole structure is not particularly limited, and is usually amino (aminophenyl) benzoxazole which may have a substituent, or phenylenebisamino which may have a substituent. Examples include benzoxazole, bisaminobenzoxazolobenzene which may have a substituent, and diaminodiphenylbenzobisoxazole which may have a substituent. Specific examples include the following.
これらの中でも、合成のし易さの観点から、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールの各異性体が好ましく、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールがより好ましい。ここで、「各異性体」とは、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールが有する2つアミノ基が配位位置に応じて定められる各異性体である(例;上記「化1」〜「化4」に記載の各化合物)。これらのジアミンは、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明においては、前記ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミンを、全芳香族ジアミンの70モル%以上使用することが好ましい。
Among these, from the viewpoint of easy synthesis, each isomer of amino (aminophenyl) benzoxazole is preferable, and 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole is more preferable. Here, “each isomer” refers to each isomer in which two amino groups of amino (aminophenyl) benzoxazole are determined according to the coordination position (eg, the above “formula 1” to “formula 4”). Each compound described in the above. These diamines may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, the aromatic diamine having the benzoxazole structure is preferably used in an amount of 70 mol% or more of the wholly aromatic diamine.
本発明においては、全芳香族ジアミンの30モル%以下であれば下記に例示されるジアミン類を一種または二種以上を併用しても構わない。そのようなジアミン類としては、例えば、4,4'−ビス(3−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]ケトン、ビス[4−(3−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]スルホン、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−(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、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、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、3,3'−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、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、3,4'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、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、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−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]プロパン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(3−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、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)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]ケトン、ビス[4−(4−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]スルホキシド、ビス[4−(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]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4'−ビス[(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、3,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、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、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4'−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4'−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4'−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4'−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−トリフルオロメチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−フルオロフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−メチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−シアノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノ−5,5'−ジフェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−4,5'−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−5'−フェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノ−5,5'−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−4,5'−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4'−ジアミノ−5'−ビフェノキシベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、2,6−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾニトリル、および上記芳香族ジアミンの芳香環上の水素原子の一部もしくは全てがハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基またはアルコキシル基、シアノ基、またはアルキル基またはアルコキシル基の水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基またはアルコキシル基で置換された芳香族ジアミン等が挙げられる。 In the present invention, as long as it is 30 mol% or less of the wholly aromatic diamine, one or more of the diamines exemplified below may be used in combination. Examples of such diamines include 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, and bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl]. Sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 3,3′-diamino Diphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodi Phenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4, 4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4 '-Diaminodiphenylmethane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] propane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] propane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,4-bis [ 4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2- [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3- Tilphenyl] propane, 2- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4- Aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,4- Bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone Hydroxide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,3-bis [ 4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 4, 4′-bis [(3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane 3,4′-diaminodiphenyl sulfide, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3- Hexafluoropropane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-aminophenoxy) Phenyl] ethane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, 4,4′-bis [3- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [3- (3-amino Phenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethyl) Benzyl) phenoxy] diphenylsulfone, bis [4- {4- (4-aminophenoxy) phenoxy} phenyl] sulfone, 1,4-bis [4 (4-Aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-trifluoromethylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-fluorophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-methylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-cyanophenoxy) -α, α -Dimethylbenzyl] benzene, 3,3'-diamino-4,4'-diphenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5,5'-diphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino- 4,5′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,4′- Diamino-5'-phenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4,5 '-Dibiphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-biphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 3,4'- Diamino-5′-biphenoxybenzophenone, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benze 1,4-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) Benzene, 1,3-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5- Biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 2,6-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzonitrile, and Some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the aromatic diamine are halogen atoms, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, alkoxyl groups, cyano groups, It can be mentioned such as an alkyl group or an aromatic diamine in which a part or all of the hydrogen atoms are substituted with a halogenated alkyl group or an alkoxyl group having 1 to 3 carbons substituted with a halogen atom alkoxyl group.
<芳香族テトラカルボン酸類>
本発明で用いられる芳香族テトラカルボン酸類としては無水物が好ましく、特に、二無水物が好ましい。具体的には、以下のものが挙げられる。
<Aromatic tetracarboxylic acids>
An aromatic tetracarboxylic acid used in the present invention is preferably an anhydride, and particularly preferably a dianhydride. Specific examples include the following.
これらのテトラカルボン酸無水物は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 These tetracarboxylic acid anhydrides may be used alone or in combination of two or more.
本発明においては、全テトラカルボン酸二無水物の30モル%未満であれば下記に例示される非芳香族のテトラカルボン酸二無水物類を一種または二種以上、併用しても構わない。そのようなテトラカルボン酸無水物としては、例えば、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ペンタン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサ−1−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3−エチルシクロヘキサ−1−エン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−メチル−3−エチルシクロヘキサン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−メチル−3−エチルシクロヘキサ−1−エン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−エチルシクロヘキサン−1−(1,2),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1−プロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジプロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3−(2,3)−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−プロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジプロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3−(2,3)−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 In the present invention, one or two or more non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides exemplified below may be used in combination as long as they are less than 30 mol% of the total tetracarboxylic dianhydrides. Examples of such tetracarboxylic acid anhydrides include butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pentane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, and cyclobutanetetracarboxylic acid. Acid dianhydride, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, cyclohex-1-ene-2,3 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-ethylcyclohex-1-ene-3- (1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-methyl-3-ethylcyclohexane-3 -(1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-methyl-3-ethylcyclohex-1-ene-3- (1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride 1-ethylcyclohexane -(1,2), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1-propylcyclohexane-1- (2,3), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dipropylcyclohexane- 1- (2,3), 3- (2,3) -tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] Heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-propylcyclohexane-1- (2,3), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dipropylcyclohexane-1 -(2,3), 3- (2,3) -tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3,4,3 ', 4'-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane -2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, Cyclo [2.2.2] octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid A dianhydride etc. are mentioned. These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
<溶媒>
芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とを反応(重合)させてポリアミド酸を得るときに用いる溶媒は、原料となるモノマーおよび生成するポリアミド酸のいずれをも溶解するものであれば特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックアミド、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、ハロゲン化フェノール類等があげられる。これらの溶媒は、単独あるいは混合して使用することができる。溶媒の使用量は、原料となるモノマーを溶解するのに十分な量であればよく、具体的な使用量としては、モノマーを溶解した溶液に占めるモノマーの重量が、通常5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%となるような量が挙げられる。
<Solvent>
The solvent used when the polyamic acid is obtained by reacting (polymerizing) the aromatic tetracarboxylic acid and the aromatic diamine is not particularly limited as long as it dissolves both the raw material monomer and the produced polyamic acid. Is preferably a polar organic solvent, such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, Examples include hexamethylphosphoric amide, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, sulfolane, and halogenated phenols. These solvents can be used alone or in combination. The amount of the solvent used may be an amount sufficient to dissolve the monomer as a raw material. As a specific amount used, the weight of the monomer in the solution in which the monomer is dissolved is usually 5 to 40% by weight, The amount is preferably 10 to 30% by weight.
ポリアミド酸を得るための重合反応(以下、単に「重合反応」ともいう)の条件は従来公知の条件を適用すればよく、具体例として、有機溶媒中、0〜80℃の温度範囲で、10分〜30時間連続して撹拌および/または混合することが挙げられる。必要により重合反応を分割したり、温度を上下させたりしてもかまわない。この場合に、両モノマーの添加順序には特に制限はないが、芳香族ジアミン類の溶液中に芳香族テトラカルボン酸無水物類を添加するのが好ましい。重合反応によって得られるポリアミド酸溶液に占めるポリアミド酸の重量は、好ましくは5〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%であり、前記溶液の粘度はブルックフィールド粘度計による測定(25℃)で、送液の安定性の点から、好ましくは10〜2000Pa・sであり、より好ましくは100〜1000Pa・sである。
本発明におけるポリアミド酸の還元粘度(ηsp/C)は、特に限定するものではないが3.0dl/g以上が好ましく、4.0dl/g以上がさらに好ましく、これらの還元粘度とすることで、得られるポリイミドベンゾオキサゾールの線膨張係数が−10−5から+16+7(ppm/℃)と制御し易くなる。
Conventionally known conditions may be applied for the polymerization reaction for obtaining the polyamic acid (hereinafter also simply referred to as “polymerization reaction”). As a specific example, in a temperature range of 0 to 80 ° C., 10 Stirring and / or mixing continuously for minutes to 30 hours. If necessary, the polymerization reaction may be divided or the temperature may be increased or decreased. In this case, the order of adding both monomers is not particularly limited, but it is preferable to add aromatic tetracarboxylic acid anhydrides to the solution of aromatic diamines. The weight of the polyamic acid in the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight, and the viscosity of the solution is measured with a Brookfield viscometer (25 ° C.). From the viewpoint of the stability of liquid feeding, it is preferably 10 to 2000 Pa · s, and more preferably 100 to 1000 Pa · s.
The reduced viscosity (ηsp / C) of the polyamic acid in the present invention is not particularly limited, but is preferably 3.0 dl / g or more, more preferably 4.0 dl / g or more. By setting these reduced viscosities, It becomes easy to control the linear expansion coefficient of the obtained polyimide benzoxazole from −10 −5 to +16 +7 (ppm / ° C.).
重合反応中に真空脱泡することは、良質なポリアミド酸溶液を製造するのに有効である。また、重合反応の前に芳香族ジアミン類に少量の末端封止剤を添加して重合を制御することを行ってもよい。末端封止剤としては、無水マレイン酸等の炭素−炭素二重結合を有する化合物が挙げられる。無水マレイン酸を使用する場合の使用量は、芳香族ジアミン類1モル当たり好ましくは0.001〜1.0モルである。 Vacuum defoaming during the polymerization reaction is effective for producing a good quality polyamic acid solution. Moreover, you may perform superposition | polymerization by adding a small amount of terminal blockers to aromatic diamines before a polymerization reaction. Examples of the end capping agent include compounds having a carbon-carbon double bond such as maleic anhydride. The amount of maleic anhydride used is preferably 0.001 to 1.0 mol per mol of aromatic diamine.
重合反応により得られるポリアミド酸溶液から、積層に供するポリイミドフィルムを形成するためには、ポリアミド酸溶液を支持体上に塗布して乾燥することによりグリーンフィルム(すなわち、自己支持性の前駆体フィルム)を得て、次いで、グリーンフィルムを加熱処理に供することでイミド化反応させる方法が挙げられる。支持体へのポリアミド酸溶液の塗布は、スリット付き口金からの流延、押出機による押出し、等を含むが、これらに限られず、従来公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。 In order to form a polyimide film to be laminated from a polyamic acid solution obtained by a polymerization reaction, a green film (that is, a self-supporting precursor film) is obtained by coating the polyamic acid solution on a support and drying it. And then imidizing the green film by subjecting it to a heat treatment. Application of the polyamic acid solution to the support includes, for example, casting from a die with a slit and extrusion by an extruder, but is not limited thereto, and conventionally known solution application means can be appropriately used.
本発明における積層体を構成するポリイミドフィルム(単層)の厚さは、特に限定されるものではないが、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、更には25μm以下が好ましい。積層加工時の作業性の点から、好ましい下限値は3μmである。これらのフィルムの面内での厚さムラは20%以下であることが好ましい。 The thickness of the polyimide film (single layer) constituting the laminate in the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and further preferably 25 μm or less. From the viewpoint of workability at the time of lamination processing, a preferable lower limit is 3 μm. The in-plane thickness unevenness of these films is preferably 20% or less.
本発明における該ポリイミド積層体の線膨張係数(以下、CTEということがある)は、積層体の面方向でのポリイミド積層体の線膨張係数と定義され、好ましくは−5ppm/℃〜+7ppm/℃であり、−1.0ppm/℃〜+5ppm/℃がより好ましい。
CTEが、−5ppm/℃〜+7ppm/℃の範囲を超える場合は、所定温度以上に曝された場合に、積層体の寸法が膨張または収縮して積層体の寸法安定性が発現しないことになる。
上記積層体は、特に温度変化に対して寸法安定性に優れるため、温度変化を伴う加工、微細加工、寸法安定な異種材料との積層に対して優れた特性を示す。
また、積層体の線膨張係数を前記範囲内に制御するためには低線膨張係数を有する単膜を積層することが必要となる。その方法としては高配向が期待できる芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類とを選定することが重要である。ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類では、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールの各異性体などが適しており、また、酸無水物ではピロメリット酸無水物や3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物が適する。
The linear expansion coefficient of the polyimide laminate in the present invention (hereinafter sometimes referred to as CTE) is defined as the linear expansion coefficient of the polyimide laminate in the plane direction of the laminate, and preferably from −5 ppm / ° C. to +7 ppm / ° C. -1.0 ppm / ° C to +5 ppm / ° C is more preferable.
When CTE exceeds the range of −5 ppm / ° C. to +7 ppm / ° C., the dimension of the laminate expands or contracts when exposed to a predetermined temperature or higher, and the dimensional stability of the laminate does not appear. .
Since the laminate is particularly excellent in dimensional stability against temperature changes, the laminate exhibits excellent characteristics for processing accompanied by temperature changes, fine processing, and lamination with dimensional stable dissimilar materials.
Moreover, in order to control the linear expansion coefficient of a laminated body within the said range, it is necessary to laminate | stack the single film which has a low linear expansion coefficient. As the method, it is important to select aromatic tetracarboxylic acids that can be expected to be highly oriented and aromatic diamines having a benzoxazole structure (skeleton). For aromatic diamines having a benzoxazole structure, amino (aminophenyl) benzoxazole isomers are suitable, and for acid anhydrides, pyromellitic anhydride and 3,3 ′, 4,4′- Biphenyltetracarboxylic anhydride is suitable.
積層体の形成方法には、ポリイミドフィルム製造時のグリーンフィルム(ポリイミド前駆体フィルム)を積層してイミド化する方法や、ポリイミドフィルム面に大気圧(常圧)プラズマ処理や真空プラズマ処理などを施しグリーンフィルムと真空プレスして合体せしめる方法が挙げられる。本発明の積層体をの形成する方法は、ポリイミドフィルムをプラズマ処理しポリイミドフィルム同士を真空プレスや加熱加圧して積層する方法であって、プラズマ表面処理されたポリイミドフィルムを少なくとも2枚重ねて150℃以上の温度で、かつ20kg/cm2以上の圧力で3分間以上加熱加圧して積層する製造方法が好ましい。 For the formation method of the laminate, a green film (polyimide precursor film) at the time of polyimide film production is laminated and imidized, or the polyimide film surface is subjected to atmospheric pressure (normal pressure) plasma treatment or vacuum plasma treatment. There is a method in which the green film and vacuum press are combined. The method of forming the laminate of the present invention is a method in which polyimide films are plasma treated and the polyimide films are laminated by vacuum pressing or heating and pressing, and at least two polyimide films that have been subjected to plasma surface treatment are laminated. A production method is preferred in which lamination is carried out by heating and pressing for 3 minutes or more at a temperature of at least ° C. and a pressure of at least 20 kg / cm 2 .
プラズマ表面処理されたポリイミドフィルムを少なくとも2枚重ねて150℃以上の温度でかつ20kg/cm2以上の圧力で3分間以上加熱加圧する本発明の積層体を製造する方法において、プラズマ表面処理方法は、グロー放電等の公知の方法を採用することができる。ポリイミドフィルムのプラズマ表面処理を好ましく実施するには、内部電極型低温プラズマ発生装置中で、電極間に少なくとも1,000ボルト以上の放電電圧を与えてグロー放電を行い、ポリイミドフィルム表面を低温プラズマ雰囲気と接触させる。低温プラズマ処理のためのプラズマ用ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素、酸素、空気、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、水蒸気、水素、亜硫酸ガス、シアン化水素などが例示され、これらは単独または二種以上のものを混合して使用することができる。特に、含酸素無機ガスの使用が好ましく、より好ましくは二酸化炭素と水蒸気であり、最も好ましくは二酸化炭素である。 In the method for producing a laminate of the present invention in which at least two polyimide films subjected to plasma surface treatment are stacked and heated and pressed at a temperature of 150 ° C. or more and a pressure of 20 kg / cm 2 or more for 3 minutes or more, the plasma surface treatment method comprises: A known method such as glow discharge can be employed. In order to carry out the plasma surface treatment of the polyimide film preferably, glow discharge is performed by applying a discharge voltage of at least 1,000 volts or more between the electrodes in the internal electrode type low temperature plasma generator, and the polyimide film surface is subjected to a low temperature plasma atmosphere. Contact with. Plasma gases for low temperature plasma treatment include helium, neon, argon, nitrogen, oxygen, air, nitrous oxide, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide, carbon dioxide, ammonia, water vapor, hydrogen, sulfurous acid gas , Hydrogen cyanide and the like are exemplified, and these can be used alone or in admixture of two or more. In particular, it is preferable to use an oxygen-containing inorganic gas, more preferably carbon dioxide and water vapor, and most preferably carbon dioxide.
装置内におけるガス雰囲気の圧力は0.001〜10トル(Torr)の範囲が好ましく、更に好ましくは0.1〜1.0トルである。このようなガス圧力下で放電電極間に、例えば、周波数10KHz〜2GHzの高周波で、10W〜100KWの電力を与えることにより安定なグロー放電を行わせることができる。放電周波数帯域は、高周波以外に低周波、マイクロ波、直流などを用いることができる。低温プラズマ発生装置としては、内部電極型であることが好ましいが、場合によって外部電極型であってもよいし、またコイル炉などの容量結合、誘導結合のいずれであってもよい。電極の形状については特に制限はなく、それらは平板状、リング状、棒状、シリンダー状等種々可能であり、さらには処理装置の金属内壁を一方の電極としてアースした形状のものであってもよい。電極間に1,000ボルト以上の電圧を印加し、安定な低温プラズマ状態を維持するには、入力電極にかなりの耐電圧を持った絶縁被覆を施す必要がある。
プラズマ処理に適する放電電力密度は5〜2000W・min/m2の範囲が好ましく、更には、10〜1500W・min/m2が好ましい。5W・min/m2未満では、改質効果が十分でなく、2000より大きい場合は、表面の脆化が進行し、十分な強度を保有する積層体が得られない。
The pressure of the gas atmosphere in the apparatus is preferably in the range of 0.001 to 10 Torr, and more preferably 0.1 to 1.0 Torr. Stable glow discharge can be performed by applying electric power of 10 W to 100 KW at a high frequency of, for example, a frequency of 10 KHz to 2 GHz between the discharge electrodes under such a gas pressure. As the discharge frequency band, low frequency, microwave, direct current and the like can be used in addition to high frequency. The low-temperature plasma generator is preferably an internal electrode type, but may be an external electrode type in some cases, and may be either capacitive coupling such as a coil furnace or inductive coupling. The shape of the electrode is not particularly limited, and various shapes such as a flat plate shape, a ring shape, a rod shape, and a cylinder shape are possible, and further, a shape in which the metal inner wall of the processing apparatus is grounded as one electrode may be used. . In order to apply a voltage of 1,000 volts or more between the electrodes and maintain a stable low temperature plasma state, it is necessary to apply an insulating coating having a considerable withstand voltage to the input electrode.
Discharge power density suitable for plasma treatment is preferably in a range of from 5~2000W · min / m 2, more preferably 10~1500W · min / m 2. If it is less than 5 W · min / m 2 , the modification effect is not sufficient. If it is greater than 2000, surface embrittlement proceeds and a laminate having sufficient strength cannot be obtained.
本発明においては、積層に使用するプラズマ表面処理されたポリイミドフィルムの表面元素比率はO/Cが0.30〜0.45が望ましい。O/Cが0.30未満の場合、プラズマ処理による改質効果が十分でなく、O/Cが0.45より大きい場合は、表面の脆化が進行し、十分な強度を保有する積層体が得られない。
また、A/Cは、0.05未満であることが望ましく、好ましい下限値は0である。(ただしAは、炭素、窒素、酸素以外の元素を意味し、ESCAにて観測される存在量が、0.1atom%以上のものである。)0.05以上では、接着に関与しない元素が増加するため積層界面での強固な接着を阻害される。ここで、A/Cが0.05未満とは、炭素、窒素、酸素以外の元素が複数含まれている場合には、含まれている複数の元素の合計値が炭素に対して0.05未満ということである。したがって、個別の元素について、A/Cが0.05未満でも、複数の元素を合算したA/Cが0.05以上であれば積層界面での強固な接着が阻害される。
In the present invention, the surface element ratio of the plasma surface-treated polyimide film used for lamination is preferably O / C of 0.30 to 0.45. When O / C is less than 0.30, the modification effect by the plasma treatment is not sufficient, and when O / C is greater than 0.45, the embrittlement of the surface proceeds and the laminate has sufficient strength. Cannot be obtained.
In addition, A / C is desirably less than 0.05, and a preferred lower limit is 0. (However, A means an element other than carbon, nitrogen, and oxygen, and the abundance observed by ESCA is 0.1 atom% or more.) At 0.05 or more, an element not involved in adhesion is This increases the strength and prevents strong adhesion at the laminated interface. Here, when A / C is less than 0.05, when a plurality of elements other than carbon, nitrogen, and oxygen are included, the total value of the plurality of included elements is 0.05 with respect to carbon. It is less than. Therefore, even if A / C is less than 0.05 for individual elements, if A / C obtained by adding a plurality of elements is 0.05 or more, strong adhesion at the laminated interface is inhibited.
すなわち、本発明のポリイミド積層体を製造する方法での重要なポイントの一つは、芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール骨格を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドフィルムの表面を、積層前の時点で、表面元素比率O/Cが0.30〜0.45で、かつA/Cが0.05未満となるようにプラズマ処理の条件を制御することであり、上記のプラズマ処理方法の採用によってその制御が可能となる。
また、このようにして作成された本発明の積層体を構成するポリイミドフィルムの剥離面の表面元素比率O/Cは0.20〜0.35である。言い換えると、本発明の積層体は、積層体の厚さ方向に、元素比率O/Cが0.20〜0.35の接合層を形成する。そのような接合層は、n枚のポリイミドフィルムを積層する場合には、(n−1)層形成される。
That is, one of the important points in the method for producing the polyimide laminate of the present invention is that the surface of the polyimide film obtained by the reaction of aromatic tetracarboxylic acids and aromatic diamines having a benzoxazole skeleton is laminated. The above plasma processing method is to control the plasma processing conditions so that the surface element ratio O / C is 0.30 to 0.45 and A / C is less than 0.05 at the previous time point. The control becomes possible by adopting.
Moreover, surface element ratio O / C of the peeling surface of the polyimide film which comprises the laminated body of this invention created in this way is 0.20-0.35. In other words, the laminate of the present invention forms a bonding layer having an element ratio O / C of 0.20 to 0.35 in the thickness direction of the laminate. Such a bonding layer is formed as (n-1) layers when n polyimide films are laminated.
このようにしてポリイミドフィルムの表面をプラズマ処理する場合、そのプラズマ処理するフィルム面は、片面でもよいが、その両面をプラズマ処理するのが好ましい。得られたプラズマ表面処理ポリイミドフィルムは、これらを少なくとも2枚重ねて、接着剤等を介することなく、熱圧着し積層体を得る。プラズマ表面処理されたポリイミドフィルムを積層し、熱圧着するに際し、その熱圧着手段は特に制限されず、加熱ロールを用いることや、平板の熱板間に裁断積層されたフィルムをシリンダー等で加圧することもできる。 Thus, when plasma-treating the surface of the polyimide film, the film surface to be plasma-treated may be one side, but it is preferable to plasma-treat both sides. The obtained plasma surface-treated polyimide film is obtained by laminating at least two of these and thermocompression bonding without using an adhesive or the like to obtain a laminate. When laminating a plasma surface-treated polyimide film and thermocompression bonding, the thermocompression bonding means is not particularly limited, and a heating roll is used, or a film laminated by cutting between flat hot plates is pressed with a cylinder or the like. You can also.
熱圧着の際、真空(減圧)下で加熱加圧することが、得られる積層体に気泡等の欠点が生じにくい点から好ましい。また面内の圧力むらの軽減のために、鏡面板、クッション板等を積層体の上下または内部に用いても差し支えない。その加熱加圧条件としては、任意の条件が選択可能ではあるが、得られる積層体の耐熱性の観点から、150℃以上で加熱加圧する必要があり、180℃以上かつ20kg/cm2以上の条件で、3分以上加熱加圧することが好ましい。積層加工の温度、圧力、時間は、層構成に応じて、適宜設定すればよい。
加熱温度の上限値は、通常、400℃程度であり、加圧圧力の上限値は、通常、1000kg/cm2程度である。積層は、2枚以上、4〜2000枚のプラズマ表面処理ポリイミドフィルムを重ねて、熱圧着することにより、シート状から板体状の積層体を得ることができる。得られた積層体の厚さは10μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましく、さらに100μm以上、なおさらには250μm以上、そのうえさらに500μm以上が好ましく、その上限は特にない。この製法の繰り返しによって通常0.2〜100mm、好ましくは0.5〜20mmの積層体を容易に得ることができる。
In thermocompression bonding, heating and pressurization under vacuum (reduced pressure) is preferable from the viewpoint that defects such as bubbles are not easily generated in the obtained laminate. In order to reduce the in-plane pressure unevenness, a mirror plate, a cushion plate, or the like may be used on the top or bottom or inside of the laminate. As the heating and pressing conditions, any conditions can be selected, but from the viewpoint of heat resistance of the obtained laminate, it is necessary to heat and press at 150 ° C. or higher, 180 ° C. or higher and 20 kg / cm 2 or higher. It is preferable to heat and press for 3 minutes or more under conditions. What is necessary is just to set suitably the temperature of a lamination process, a pressure, and time according to a layer structure.
The upper limit value of the heating temperature is usually about 400 ° C., and the upper limit value of the pressurizing pressure is usually about 1000 kg / cm 2 . Lamination is performed by stacking 2 or more and 4 to 2000 plasma surface-treated polyimide films and thermocompression-bonding to obtain a sheet-like laminate. The thickness of the obtained laminate is preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, further 100 μm or more, even more preferably 250 μm or more, and further preferably 500 μm or more, and there is no particular upper limit. By repeating this production method, a laminate of usually 0.2 to 100 mm, preferably 0.5 to 20 mm can be easily obtained.
本発明においては、積層体剥離強度が初期にて、3.0N/cm以上、プレッシャークッカーテスト(PCT)処理(例えば、121℃、100%、2atm、96hrs)後、および加熱処理(例えば、150℃、168hrs)後にて、2.0N/cm以上の値を示すことが望ましい。初期剥離強度が3.0N/cm未満では、層間の接着力が不十分であり、センサーや回路などのデバイス積層体などで使用される際のレーザーやドリルでの穴加工やルーター等の外形加工にて、クラックや剥離が発生しやすい。また、PCT処理及び加熱処理後の剥離強度が2.0N/cm未満では、高温または高湿環境で使用される場合、他部材との熱膨張や湿度膨張による応力に対して、クラックや剥離が発生しやすい。 In the present invention, the laminate peel strength is 3.0 N / cm or more at the initial stage, after pressure cooker test (PCT) treatment (for example, 121 ° C., 100%, 2 atm, 96 hrs), and heat treatment (for example, 150 It is desirable to show a value of 2.0 N / cm or more after 168 hrs. If the initial peel strength is less than 3.0 N / cm, the adhesive strength between layers is insufficient, and drilling with lasers and drills and external processing such as routers when used in device laminates such as sensors and circuits. Cracks and peeling are likely to occur. In addition, when the peel strength after PCT treatment and heat treatment is less than 2.0 N / cm, when used in a high-temperature or high-humidity environment, cracks and peel will occur against stress due to thermal expansion and humidity expansion with other members. Likely to happen.
ポリイミドの成型体の他の形成方法としては、ポリイミド粒子を圧縮成型する方法がある。この方法では一般的に、厚さ方向と面方向は同一の線膨張係数の値を有する成型体しか得ることができない。本発明の積層体の一つの特徴は、厚さ方向の線膨張係数が面方向の5倍以上の値を有するフィルム単膜を積層することで、厚さ方向の線膨張係数が面方向の5倍以上の値を有することである。面方向に対する厚さ方向の線膨張係数は、5倍以上が好ましく、更には10倍以上がより好ましい。このような厚さ方向と面方向とに異方性を有する積層体を成型することにより、面方向に低い線膨張を有する成型体を実現できる。 As another method for forming a polyimide molded body, there is a method in which polyimide particles are compression molded. In general, in this method, only a molded body having the same linear expansion coefficient value in the thickness direction and the surface direction can be obtained. One feature of the laminate of the present invention is that a film single film having a linear expansion coefficient in the thickness direction of 5 times or more in the plane direction is laminated so that the linear expansion coefficient in the thickness direction is 5 in the plane direction. It has a value more than double. The linear expansion coefficient in the thickness direction with respect to the surface direction is preferably 5 times or more, and more preferably 10 times or more. By molding such a laminate having anisotropy in the thickness direction and the plane direction, a molded body having low linear expansion in the plane direction can be realized.
本発明における積層体を剥離した後の、剥離面の平均表面粗さRaは、10nm以上が好ましく、更に好ましくは15nm以上であり、その上限は特に制限はされない。剥離面の平均表面粗さRaが10nm未満の場合には、積層体の層間の破壊モードは脆性的であり十分な密着性が得られない。この場合、積層体の外形加工時に、容易に剥離が進行し、積層体としての形状保持が阻害される。平均表面粗さRaが10nm以上の場合には、層間の破壊モードは、凝集破壊や材料破壊に代表される極めて強固な積層体として形成される。なお、平均表面粗さRaは、後述の直接位相干渉型顕微鏡VertScanで測定された値であり、JIS B0601−1994の算術平均粗さ(Ra)と同等である。 The average surface roughness Ra of the peeled surface after peeling the laminate in the present invention is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, and the upper limit is not particularly limited. When the average surface roughness Ra of the peeled surface is less than 10 nm, the fracture mode between the layers of the laminate is brittle and sufficient adhesion cannot be obtained. In this case, when the outer shape of the laminate is processed, peeling easily proceeds, and the shape retention as the laminate is hindered. When the average surface roughness Ra is 10 nm or more, the interlaminar fracture mode is formed as a very strong laminate represented by cohesive fracture and material fracture. The average surface roughness Ra is a value measured with a direct phase interference microscope VertScan described later, and is equivalent to the arithmetic average roughness (Ra) of JIS B0601-1994.
本発明における積層体を剥離した剥離面の表面元素比率はO/Cが0.20〜0.35が望ましい。剥離面のO/Cが0.20未満の場合、プラズマによるフィルムの改質の効果が十分でなく、O/Cが0.35より多きい場合は、強固な界面の接着が得られない。O/Cが0.20〜0.35の範囲では、積層体の破壊はプラズマによる改質層とフィルム内部との破壊が同時に進行することにより強固な接着が発現する。
また、A/Cは、0.05未満であることが望ましい。(ただしAは、炭素、窒素、酸素以外の元素を意味し、ESCAにて観測される存在量が、0.1atom%以上のものである。)A/Cが0.05以上では、接着に関与しない元素が増加するため積層界面での強固な接着が阻害される。
As for the surface element ratio of the peeling surface which peeled the laminated body in this invention, 0.20-0.35 are desirable for O / C. When the O / C of the peeled surface is less than 0.20, the effect of modifying the film by plasma is not sufficient, and when the O / C is larger than 0.35, strong interface adhesion cannot be obtained. When the O / C is in the range of 0.20 to 0.35, the laminate is destroyed by the simultaneous progress of destruction of the modified layer and the inside of the film by plasma.
A / C is preferably less than 0.05. (However, A means an element other than carbon, nitrogen, and oxygen, and the abundance observed by ESCA is 0.1 atom% or more.) When A / C is 0.05 or more, adhesion is achieved. Since non-participating elements increase, strong adhesion at the laminated interface is hindered.
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例における物性の評価方法は以下の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited by a following example. In addition, the evaluation method of the physical property in the following examples is as follows.
1.ポリアミド酸の還元粘度(ηsp/C)
ポリマー濃度が0.2g/dlとなるようにN−メチル−2−ピロリドン(又は、N,N−ジメチルアセトアミド)に溶解した溶液をウベローデ型の粘度管により30℃で測定した。(ポリアミド酸溶液の調製に使用した溶媒がN,N−ジメチルアセトアミドの場合は、N,N−ジメチルアセトアミドを使用してポリマーを溶解し、測定した。)
1. Reduced viscosity of polyamic acid (ηsp / C)
A solution dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (or N, N-dimethylacetamide) so that the polymer concentration was 0.2 g / dl was measured at 30 ° C. with an Ubbelohde type viscosity tube. (When the solvent used for preparing the polyamic acid solution was N, N-dimethylacetamide, the polymer was dissolved using N, N-dimethylacetamide and measured.)
2.ポリイミドフィルムおよび積層体の厚さ測定
マイクロメーター(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて異なる5点を測定し、その平均値を表す。
2. Measurement of the thickness of the polyimide film and the laminate Using a micrometer (Millitron 1245D, manufactured by Finelfu Co., Ltd.), five different points were measured and the average value was expressed.
3.ポリイミドフィルム、積層体の引張弾性率、引張破断強度および引張破断伸度
測定対象のポリイミドフィルムを、流れ方向(MD方向)および幅方向(TD方向)にそれぞれ100mm×10mmの短冊状に切り出したものを試験片とした。引張試験機((株)島津製作所製、オートグラフ(登録商標)、機種名AG−5000A)を用い、引張速度50mm/分、チャック間距離40mmの条件で、MD方向、TD方向それぞれについて、引張弾性率、引張破断強度及び引張破断伸度を測定した。測定したサンプル数は、N=3で、測定結果はそれらの平均値を示す。
3. Polyimide film, tensile modulus of tensile strength, tensile breaking strength and tensile breaking elongation of the polyimide film to be measured, cut into strips of 100 mm × 10 mm in the flow direction (MD direction) and the width direction (TD direction), respectively Was used as a test piece. Using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corp., Autograph (registered trademark), model name AG-5000A), tension was applied in each of the MD and TD directions under the conditions of a tensile speed of 50 mm / min and a chuck distance of 40 mm. The elastic modulus, tensile breaking strength and tensile breaking elongation were measured. The number of measured samples is N = 3, and the measurement result indicates an average value thereof.
4.ポリイミドフィルム、積層体の面方向および厚さ方向での線膨張係数(CTE)
測定対象のポリイミドフィルムについて、下記条件にてMD方向およびTD方向の伸縮率を測定し、40〜50℃、50〜60℃、などのように10℃の間隔での伸縮率/温度を測定し、この測定を450℃まで行った。50℃から400℃までの全測定値の平均値を、それぞれMD方向のCTE(平均値)、TD方向のCTE(平均値)として算出した。フィルム面または積層体の面方向での値は、前記MD値とTD値の平均値を以って面方向での線膨張係数(CTE)とし、一方、厚さ方向の値を厚さ方向での線膨張係数(CTE)とした。測定したサンプル数は、N=3で、測定結果はそれらの平均値を示す。
熱機械分析装置 : ブルカーAXS社製 TMA4000S
サンプル長さ : 10mm
サンプル幅 : 2mm
昇温開始温度 : 25℃
昇温終了温度 : 450℃
昇温速度 : 5℃/min
雰囲気 : アルゴン
4). Polyimide film, coefficient of linear expansion (CTE) in the surface direction and thickness direction of the laminate
For the polyimide film to be measured, the stretch rate in the MD direction and the TD direction is measured under the following conditions, and the stretch rate / temperature at intervals of 10 ° C., such as 40-50 ° C., 50-60 ° C., is measured. This measurement was performed up to 450 ° C. Average values of all measured values from 50 ° C. to 400 ° C. were calculated as CTE (average value) in the MD direction and CTE (average value) in the TD direction, respectively. The value in the plane direction of the film surface or laminate is the linear expansion coefficient (CTE) in the plane direction with the average value of the MD value and the TD value, while the value in the thickness direction is the thickness direction. The linear expansion coefficient (CTE). The number of measured samples is N = 3, and the measurement result indicates an average value thereof.
Thermomechanical analyzer: TMA4000S manufactured by Bruker AXS
Sample length: 10mm
Sample width: 2mm
Temperature rise start temperature: 25 ° C
Temperature rise end temperature: 450 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C / min
Atmosphere: Argon
5.ポリイミドフィルムおよび積層体剥離面の表面組成分析
酸素/炭素比(O/C比)、および珪素/炭素比(Si/C比)については、光電子分光法(ESCA)で測定した。プラズマ処理を施した直後のポリイミドフィルムを、試料ホルダー上に両面テープで固定し、予備排気室で十分に排気した。その後、試料を測定室のチャンバー内に投入し、表面組成を分析した。X線源としてMg Kαを用い、出力は10kV、20mAに設定した。検出器のパスエネルギーは75eV、光電子の脱出角度は90度とした。測定は0.1eVピッチで行い,測定時間は1ピッチあたり200msとし7回以上積算を行った。また測定中試料チャンバー内の真空度を3×10-5Pa以下とした。測定時の帯電に伴うピークの補正として、C1sの主ピークの結合エネルギー値を285.0eVに合わせた。
C1sピーク面積は結合エネルギー281〜295eVの範囲、O1sピーク面積は528〜541eVの範囲、Si2pのピーク面積は結合エネルギー98〜109eVの範囲でそれぞれShirley法のバックグラウンドを引くことにより求めた。バックグラウンドを引く際の2端点強度はそれぞれの端点付近の10点の強度を数値平均した値を用いた。
酸素/炭素比(O/C比)は、上記O1sピーク面積に対するC1sピーク面積の比を、珪素/炭素比(Si/C比)は上記Si2pピーク面積に対するC1sピーク面積の比を、それぞれ装置固有の感度補正値で割ることにより算出した原子数比で表した。なお、本実施例ではX線光電子分光測定装置として Shimazu−Kratos社製、「ESCA3400」を用いた。
なお、以下の実施例では、AをSiとして記述している。但し、AはSiに限定されるわけではなく、観測される元素に応じて上記と同様の解析により元素比を算出することができる。
5. Surface composition analysis of polyimide film and laminate release surface The oxygen / carbon ratio (O / C ratio) and the silicon / carbon ratio (Si / C ratio) were measured by photoelectron spectroscopy (ESCA). Immediately after the plasma treatment, the polyimide film was fixed on the sample holder with double-sided tape and exhausted sufficiently in the preliminary exhaust chamber. Thereafter, the sample was put into the chamber of the measurement chamber, and the surface composition was analyzed. Mg Kα was used as the X-ray source, and the output was set to 10 kV and 20 mA. The detector has a pass energy of 75 eV and a photoelectron escape angle of 90 degrees. Measurement was performed at a pitch of 0.1 eV, and the measurement time was 200 ms per pitch, and integration was performed 7 times or more. During the measurement, the degree of vacuum in the sample chamber was set to 3 × 10 −5 Pa or less. As correction of the peak accompanying charging during measurement, the binding energy value of the main peak of C1s was adjusted to 285.0 eV.
The C1s peak area was determined by drawing the background of the Shirley method in the range of the binding energy 281 to 295 eV, the O1s peak area in the range of 528 to 541 eV, and the Si2p peak area in the range of the binding energy 98 to 109 eV. As the intensity at the two end points when the background was drawn, a value obtained by numerically averaging the intensity at 10 points in the vicinity of each end point was used.
The oxygen / carbon ratio (O / C ratio) is the ratio of the C1s peak area to the O1s peak area, and the silicon / carbon ratio (Si / C ratio) is the ratio of the C1s peak area to the Si2p peak area. It was expressed as an atomic ratio calculated by dividing by the sensitivity correction value. In this example, “ESCA3400” manufactured by Shimazu-Kratos was used as the X-ray photoelectron spectrometer.
In the following examples, A is described as Si. However, A is not limited to Si, and the element ratio can be calculated by analysis similar to the above according to the observed element.
6.積層体の剥離強度測定
積層体の接着性の評価(積層体構成の各フィルム間の接着性の評価)は、積層体を作成した直後、プレッシャークッカーテスト(PCT)処理(121℃、100%、2atm、96hrs)後、及び加熱処理(150℃、168hrs)後、に下記の条件で、180度剥離試験をおこなうことで剥離強度を測定した。測定したサンプル数は、N=3で、測定結果はそれらの平均値を示す。
試験機 : (株)島津製作所製 オートグラフAG−IS
サンプル長さ: 100mm
サンプル幅 : 3mm
測定温度 : 25℃
剥離速度 : 50mm/min
雰囲気 : 大気
6). Measurement of peel strength of laminate The evaluation of the adhesion of the laminate (evaluation of the adhesion between the films of the laminate structure) is performed immediately after the laminate is formed, by pressure cooker test (PCT) treatment (121 ° C, 100%, After 2 atm, 96 hrs) and after heat treatment (150 ° C., 168 hrs), the peel strength was measured by performing a 180 degree peel test under the following conditions. The number of measured samples is N = 3, and the measurement result indicates an average value thereof.
Testing machine: Autograph AG-IS, manufactured by Shimadzu Corporation
Sample length: 100mm
Sample width: 3mm
Measurement temperature: 25 ° C
Peeling speed: 50mm / min
Atmosphere: Atmosphere
7.積層体剥離面の表面粗さ分析
積層体構成の各フィルムの剥離面の突起の観測方法:直接位相干渉型顕微鏡VertScan((株)菱化システム製)を用いフィルムの表面観察(モード:wave560M、観察視野:75×75μm2)を実施し、平均表面粗さ(Ra)を算出した。
7). Analysis of surface roughness of peeled surface of laminated body Observation method of protrusion on peeled surface of each film of laminated body structure: Surface observation of film using direct phase interference microscope VertScan (manufactured by Ryoka System Co., Ltd.) (mode: wave560M, Observation field of view: 75 × 75 μm 2 ) was carried out, and the average surface roughness (Ra) was calculated.
8.吸湿リフロー試験
積層体をJEDEC(Joint Electron Device Engineering Council) LEVEL 1の条件下(85℃/85%RH−168hr+245℃/3sec×3回)で試験した。すなわち、85℃/85%RHの高湿雰囲気に168時間放置した試験サンプルを取り出し、245℃のハンダ浴に3秒間浸漬する試験を3回くり返した。試験後の外観を検査し、剥がれ,膨れ,変色の全く見られないものを○、剥がれ,膨れ,変色が僅か見られるものを△、剥がれ,膨れ,変色が見られるものを×、とそれぞれ評価した。測定したサンプル数は、N=3で行った。
8). The moisture absorption reflow test laminate was tested under the condition of JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) LEVEL 1 (85 ° C./85% RH-168 hr + 245 ° C./3 sec × 3 times). That is, a test sample that was left in a high humidity atmosphere of 85 ° C./85% RH for 168 hours was taken out, and the test immersed in a solder bath at 245 ° C. for 3 seconds was repeated three times. The appearance after the test was inspected and evaluated as ◯ when no peeling, blistering, or discoloration was observed, △ when peeling, blistering, or slight discoloration was observed, and x when peeling, blistering, or discoloration was observed. did. The number of samples measured was N = 3.
〔参考例1〕
(無機粒子の予備分散)
アモルファスシリカの球状粒子シーホスターKE−P10(日本触媒(株)製)1.22質量部とN−メチル−2−ピロリドン420質量部を、接液部および輸液用配管がオーステナイト系ステンレス鋼SUS316L製である容器に入れ、ホモジナイザーT−25ベイシック(IKA Labor technik社製)にて、回転数1000回転/分で1分間攪拌し予備分散液を得た。予備分散液中の平均粒子径は0.11μmであった。
[Reference Example 1]
(Preliminary dispersion of inorganic particles)
1.22 parts by mass of amorphous silica spherical particle Seahoster KE-P10 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) and 420 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone, the wetted part and the infusion pipe are made of austenitic stainless steel SUS316L. The mixture was placed in a container and stirred with a homogenizer T-25 basic (manufactured by IKA Labortechnik) at a rotation speed of 1000 rpm for 1 minute to obtain a preliminary dispersion. The average particle size in the preliminary dispersion was 0.11 μm.
(ポリアミド酸溶液の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備え、接液部および輸液用配管がオーステナイト系ステンレス鋼SUS316L製である反応容器内を窒素置換した後、223質量部の5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールを反応容器内に入れた。次いで、4000質量部のN−メチル−2−ピロリドンを加えて完全に溶解させてから、先に得た予備分散液421.2質量部とピロメリット酸二無水物217質量部を加えて、25℃にて24時間攪拌することで、褐色の粘調なポリアミド酸溶液Aが得られた。ポリアミド酸溶液Aの還元粘度(ηsp/C)は3.8であった。
(Preparation of polyamic acid solution)
The reactor was equipped with a nitrogen inlet tube, a thermometer, a stirring rod, and the wetted part and the infusion pipe were made of austenitic stainless steel SUS316L. After purging with nitrogen, 223 parts by mass of 5-amino-2- (p- Aminophenyl) benzoxazole was placed in the reaction vessel. Next, 4000 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added and completely dissolved, and then 421.2 parts by mass of the previously obtained preliminary dispersion and 217 parts by mass of pyromellitic dianhydride were added. By stirring for 24 hours at ° C., a brown viscous polyamic acid solution A was obtained. The reduced viscosity (ηsp / C) of the polyamic acid solution A was 3.8.
〔参考例2〕
(無機粒子の予備分散)
アモルファスシリカの球状粒子シーホスターKE−P10(日本触媒(株)製)7.6質量部およびN−メチル−2−ピロリドン390質量部を、接液部および輸液用配管がオーステナイト系ステンレス鋼SUS316L製である容器に入れ、ホモジナイザーT−25ベイシック(IKA Labor technik社製)にて、回転数1000回転/分で1分間攪拌し予備分散液を得た。
[Reference Example 2]
(Preliminary dispersion of inorganic particles)
7.6 parts by mass of amorphous silica spherical particles Seahoster KE-P10 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) and 390 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone, the wetted part and the infusion pipe are made of austenitic stainless steel SUS316L. The mixture was placed in a container and stirred with a homogenizer T-25 basic (manufactured by IKA Labortechnik) at a rotation speed of 1000 rpm for 1 minute to obtain a preliminary dispersion.
(ポリアミド酸溶液の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた容器の接液部、および輸液用配管はオーステナイト系ステンレス鋼SUS316Lである反応容器内を窒素置換した後、200質量部のジアミノジフェニルエーテルを反応容器内に入れた。次いで、3800質量部のN−メチル−2−ピロリドンを加えて完全に溶解させてから、先に得た予備分散液を397.6質量部と217質量部のピロメリット酸二無水物を加えて、25℃にて5時間攪拌することで、褐色の粘調なポリアミド酸溶液Bが得られた。ポリアミド酸溶液Bの還元粘度(ηsp/C)は3.7であった。
(Preparation of polyamic acid solution)
Nitrogen introduction pipe, thermometer, liquid contact part of vessel equipped with stirring rod, and infusion piping were replaced with nitrogen in reaction vessel made of austenitic stainless steel SUS316L, and then 200 parts by mass of diaminodiphenyl ether was put into reaction vessel I put it in. Next, after 3800 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added and completely dissolved, 397.6 parts by mass and 217 parts by mass of pyromellitic dianhydride were added to the preliminary dispersion obtained above. By stirring at 25 ° C. for 5 hours, a brown viscous polyamic acid solution B was obtained. The reduced viscosity (ηsp / C) of the polyamic acid solution B was 3.7.
〔ポリイミドフィルムの作成〕
参考例1〜2で得たポリアミド酸溶液を、ダイコーターを用いて鏡面仕上げしたステンレススチール製の無端連続ベルト上に塗布し(塗工幅1240mm)、90〜115℃にて10分間乾燥した。乾燥後に自己支持性となったポリアミド酸フィルムを支持体から剥離して両端をカットし、ポリアミド酸溶液AおよびBからなるグリーンフィルムを得た。
得られたこれらのグリーンフィルムを、ピンシートが並んだ際にピン間隔が一定となるようにピンを配置したピンシートを有するピンテンターに通し、フィルム端部をピンにさしこむ事により把持した。フィルムが破断しないように、かつ不必要なタルミ生じないようにピンシート間隔を調整した。最終ピンシート間隔が1140mm、となるように搬送し、第1段が170℃で2分、第2段として230℃で2分、第3段485で6分、の各条件で段階的に加熱を施して、イミド化反応を進行させた。その後、2分間で室温にまで冷却し、フィルムの両端部の平面性が悪い部分をスリッターにて切り落とし、ロール状に巻き上げ、褐色を呈するフィルム1〜フィルム3のそれぞれのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルム1〜3の特性の測定結果を表1に記載する。
[Preparation of polyimide film]
The polyamic acid solution obtained in Reference Examples 1 and 2 was coated on a stainless steel endless continuous belt mirror-finished using a die coater (coating width 1240 mm) and dried at 90 to 115 ° C. for 10 minutes. The polyamic acid film that became self-supporting after drying was peeled from the support and cut at both ends to obtain a green film composed of the polyamic acid solutions A and B.
These obtained green films were passed through a pin tenter having a pin sheet in which pins are arranged so that the pin interval is constant when the pin sheets are arranged, and gripped by inserting the end of the film into the pins. The pin sheet interval was adjusted so that the film was not broken and unnecessary tarmi was not generated. It is conveyed so that the final pin sheet spacing is 1140 mm, and the first stage is heated at 170 ° C. for 2 minutes, the second stage at 230 ° C. for 2 minutes, and the third stage 485 for 6 minutes. To allow the imidization reaction to proceed. Then, it cooled to room temperature in 2 minutes, the part where the flatness of the both ends of a film was bad was cut off with the slitter, it wound up in roll shape, and each polyimide film of the film 1-the film 3 which exhibits brown was obtained. The measurement results of the characteristics of the obtained polyimide films 1 to 3 are shown in Table 1.
<実施例1>
気圧0.2トル(Torr)、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)25W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。なお、放電電力密度は、装置に依存して異なるが本明細書における実施例および比較例は、同一の装置を用いて実施している。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 1>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, a discharge power density (E value) of 25 W · min / m 2 , and a polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated. Although the discharge power density varies depending on the apparatus, the examples and comparative examples in this specification are implemented using the same apparatus.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例2>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)70W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 2>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, a discharge power density (E value) of 70 W · min / m 2 , and a polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例3>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 3>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source under a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例4>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)680W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)「製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 4>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 680 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, and a 3 mm thick cushion plate made of glass Teflon (registered trademark) was placed on the top and bottom, using a vacuum press device at 280 ° C. and 130 kg / cm 2 . After pressing for 30 minutes, the pressure was released after cooling to 100 ° C., and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例5>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)1100W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 5>
A high-frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source under a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 1100 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例6>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後10枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ380μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 6>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
This film was cut into 20 cm, and 10 sheets were stacked, and a 3 mm thick cushion plate made of glass Teflon (registered trademark) was placed on the top and bottom, and 30 vacuum conditions were applied at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminated body was a plate-like body having a thickness of 380 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例7>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後100枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ3800μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 7>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
The film was cut into 20 cm and then 100 sheets were stacked, and a 3 mm-thick cushion plate made of glass Teflon (registered trademark) was placed on the top and bottom, and 30 vacuum conditions were set at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 3800 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例8>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源による高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.3(厚さ5μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後10枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ50μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 8>
A high frequency voltage from an internal electrode type plasma source was applied in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. 3 (thickness 5 μm) was plasma treated.
This film was cut into 20 cm, and 10 sheets were stacked, and a 3 mm thick cushion plate made of glass Teflon (registered trademark) was placed on the top and bottom, and 30 vacuum conditions were applied at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 50 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例9> 実施例3のプレス条件違い(温度350℃)
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下に厚さ3mmのザイロンフェルトクッションを置いて、真空プレス装置を用いて350℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 9> Difference in press conditions of Example 3 (temperature 350 ° C.)
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
The film superposing two later cut into 20 cm, at a Zylon felt cushion thickness 3mm vertically, 350 ° C. using a vacuum press apparatus, and 30 minutes pressed under the conditions of 130 kg / cm 2, to 100 ° C. After cooling, the pressure was released and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例10> 実施例3のプレス条件違い(温度200℃)
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて200℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 10> The press condition difference of Example 3 (temperature 200 degreeC)
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, and a 3 mm thick cushion plate made of glass Teflon (registered trademark) was placed on the top and bottom, and a vacuum press apparatus was used at 200 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<実施例11> 実施例3のプレス条件違い(圧力50kg/cm2)
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、50kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体はルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも十分耐えるものであった。
<Example 11> Difference in press conditions of Example 3 (pressure 50 kg / cm2)
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 50 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminate was sufficiently resistant to external processing such as router processing and drilling.
<比較例1>
プラズマ処理をしていないポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μ)mを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は厚さ76μmの板状体であった。積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。CTE測定および剥離強度の測定の実施を試みたが、サンプリング時に積層体が容易に層間剥離してしまい測定不能であった。
<Comparative Example 1>
Polyimide film without plasma treatment NO. After cutting 1 (thickness 38μ) m into 20cm, two sheets were stacked, and a 3mm thick cushion plate made of glass Teflon (registered trademark) was placed on the top and bottom, using a vacuum press device at 280 ° C, 130kg / cm It was pressed for 30 minutes under the conditions of 2 , and after cooling to 100 ° C., the pressure was released and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the element ratios of the films used for lamination, and Table 3 shows the surface roughness of the release surface of the laminate, the element ratio of the release surface, and the results of the moisture absorption reflow test. Attempts were made to measure CTE and peel strength, but the laminate was easily delaminated during sampling, making measurement impossible.
<比較例2>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)2220W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。積層体は、微粘着性を有するものの外力により容易に剥離するものであった。
<Comparative example 2>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source under an atmospheric pressure of 0.2 Torr and a carbon dioxide atmosphere, and a discharge power density (E value) of 2220 W · min / m 2 was applied. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test. The laminated body was easily peeled off by an external force although it had slight adhesiveness.
<比較例3>
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.2(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて280℃、130kg/cm2の条件で30分プレスし、100℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。
<Comparative Example 3>
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Two surfaces (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press apparatus at 280 ° C. and 130 kg / cm 2. The pressure was released after cooling to 100 ° C. and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test.
<比較例4> (加工温度100℃)
気圧0.2トル、二酸化炭素雰囲気下で内部電極方式のプラズマ源に高周波電圧を印加し、放電電力密度(E値)520W・min/m2で、ポリイミドフィルムNO.1(厚さ38μm)の両面をプラズマ処理した。
このフィルムを20cmに裁断後2枚重ね合わせて、上下にガラステフロン(登録商標)製の厚さ3mmのクッション板を置いて、真空プレス装置を用いて100℃、130kg/cm2の条件で30分プレス後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ76μmの板状体であった。積層体のCTE特性及び積層に使用したフィルムの元素比率を表2、積層体の180度剥離強度及び剥離面の表面粗さ、剥離面の元素比率、吸湿リフロー試験の結果を表3に示す。
<Comparative example 4> (Processing temperature 100 degreeC)
A high frequency voltage was applied to an internal electrode type plasma source in a carbon dioxide atmosphere at an atmospheric pressure of 0.2 Torr, and a discharge power density (E value) of 520 W · min / m 2 , polyimide film NO. Both sides of 1 (thickness 38 μm) were plasma treated.
Two pieces of this film were cut into 20 cm layers, placed on top and bottom, and 3 mm thick cushion plates made of glass Teflon (registered trademark) were placed on top and bottom, using a vacuum press machine at 100 ° C. and 130 kg / cm 2. After the minute pressing, the pressure was released and the laminate was taken out.
The obtained laminate was a plate-like body having a thickness of 76 μm. Table 2 shows the CTE characteristics of the laminate and the element ratio of the film used for lamination, and Table 3 shows the 180 ° peel strength and peel surface roughness of the laminate, the element ratio of the peel surface, and the results of the moisture absorption reflow test.
本発明の製造方法の特徴は、芳香族テトラカルボン酸類とベンゾオキサゾール骨格を有する芳香族ジアミン類との反応によって得られるポリイミドフィルムの表面を、プラズマ処理を施すことで所定の表面元素比率(O/C比およびA/C比)を有するように改質し、表面改質された該ポリイミドフィルムを加熱、加圧することで、積層体を作製することである。このようにして作成された積層体は、厚さが10μm以上で、面方向での線膨張係数が−5ppm/℃〜+7ppm/℃という、優れた低膨張性能を有していた。さらに、積層体の層間剥離の強度は、初期、PCT試験後、および加熱放置試験後、実用上十分な強度を有していた。さらに、JEDEC LEVEL 1という厳しい吸湿処理後であっても、良好なハンダリフロー性能を有していた。 A feature of the production method of the present invention is that a surface of a polyimide film obtained by a reaction between an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine having a benzoxazole skeleton is subjected to a plasma treatment, whereby a predetermined surface element ratio (O / (C ratio and A / C ratio) are modified so that the polyimide film that has been surface-modified is heated and pressurized to produce a laminate. The laminate thus produced had an excellent low expansion performance with a thickness of 10 μm or more and a linear expansion coefficient in the plane direction of −5 ppm / ° C. to +7 ppm / ° C. Furthermore, the strength of delamination of the laminate had a practically sufficient strength after the initial stage, after the PCT test, and after the heat standing test. Furthermore, even after severe moisture absorption treatment of JEDEC LEVEL 1, it had good solder reflow performance.
本発明の積層体製造方法により接着剤層を介することなく積層された積層体は、高温での膨張収縮が少ない耐熱性と重量などに耐える強度がバランスよく保持されたものである。高温での機械的治具や部品としてまたデバイス積層体などに有効に使用でき、絶縁性、耐熱性、寸法安定性に優れた、取り扱いなどにおける力学的な課題を解決しうる積層体である。本発明の積層体製造方法は、接着剤を使用せずに厚板を作成できるため、センサーや回路などのデバイス積層体などにも有効に使用することができ、絶縁性、耐熱性、寸法安定性に優れた、取り扱いなどにおける力学的な課題を解決することができる。また、接着剤を使用しないことで、高温使用に耐える、センサー、プローブ、集積回路、およびこれらの複合デバイスなどにも有効に使用できる基材を提供することができるため、産業界への寄与は大きい。 A laminate laminated without an adhesive layer by the laminate production method of the present invention maintains a good balance between heat resistance with little expansion and contraction at high temperature and strength to withstand weight and the like. It is a laminate that can be effectively used as a mechanical jig or component at high temperature and in a device laminate, and has excellent insulation, heat resistance, and dimensional stability, and can solve mechanical problems in handling. Since the laminate manufacturing method of the present invention can produce a thick plate without using an adhesive, it can be used effectively for device laminates such as sensors and circuits, and has insulation, heat resistance, and dimensional stability. It is excellent in mechanical properties and can solve mechanical problems in handling. In addition, by not using an adhesive, it is possible to provide a substrate that can withstand high-temperature use and can be used effectively for sensors, probes, integrated circuits, and composite devices thereof. large.
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