JP7813170B2 - High dielectric constant and low dielectric loss tangent polyimide film, multilayer polyimide film, flexible metal clad laminate, and flexible printed circuit board - Google Patents
High dielectric constant and low dielectric loss tangent polyimide film, multilayer polyimide film, flexible metal clad laminate, and flexible printed circuit boardInfo
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Description
本発明は、高周波回路基板に好適に使用できる高誘電率かつ低誘電正接なポリイミドフィルム、多層ポリイミドフィルム、フレキシブル金属張積層体ならびに、フレキシブルプリント基板に関する。 The present invention relates to a polyimide film, a multilayer polyimide film, a flexible metal-clad laminate, and a flexible printed circuit board with a high dielectric constant and low dielectric loss tangent that can be suitably used in high-frequency circuit boards.
ポリイミドフィルムは、機械強度、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性に優れているため、電子基板材料用途で多く利用されている。例えば、ポリイミドフィルムを基板材料とし、少なくとも片面に銅箔を積層したフレキシブル銅張積層板(以下、FCCLともいう)や、さらに回路を作成したフレキシブルプリント基板(以下、FPCともいう)などが製造され、各種電子機器に使用されている。 Polyimide film is widely used as an electronic circuit board material due to its excellent mechanical strength, heat resistance, electrical insulation, and chemical resistance. For example, flexible copper-clad laminates (hereinafter also referred to as FCCLs) are manufactured by laminating copper foil on at least one side of polyimide film as a substrate material, and flexible printed circuit boards (hereinafter also referred to as FPCs) are manufactured by further fabricating circuits using polyimide film as a substrate material, and these are used in a variety of electronic devices.
近年の電子機器の高速信号伝送に伴う回路を伝播する電気信号の高周波化において、電子基板材料の低誘電率、低誘電正接化の要求が高まっている。電気信号の伝送損失を抑制するには、誘電率と誘電正接を低くすることが有効な為である。IoT社会の黎明期である近年、高周波化の傾向は進んでおり、例えば10GHz以上の領域においても伝送損失を抑制できるような基板材料が求められている。 In recent years, the frequency of electrical signals propagating through circuits has increased in conjunction with the high-speed signal transmission of electronic devices, resulting in a growing demand for electronic circuit board materials with low dielectric constants and low dielectric dissipation factors. This is because lowering the dielectric constant and dielectric dissipation factor is effective in suppressing transmission loss of electrical signals. In recent years, as we are in the dawn of the IoT society, the trend toward higher frequencies is continuing, and there is a demand for circuit board materials that can suppress transmission loss, even in the range of 10 GHz and above.
一方で、軽薄・小型化の思考から、信号の伝搬波長をより小さくできる高誘電率な材料も要求されている。このような高誘電率かつ低誘電正接な材料としては、セラミックが用いられてきたが、より一層、伝送損失の要求が強くなっており、より低い誘電正接が求められている中で、有機材料も有望視されている。 At the same time, with the trend toward lighter, thinner, and more compact designs, there is also a demand for materials with a high dielectric constant that can shorten the signal propagation wavelength. Ceramics have been used as such materials with a high dielectric constant and low dielectric dissipation factor, but with the need for even lower transmission loss and the need for even lower dielectric dissipation factors, organic materials are also seen as promising.
高誘電率かつ低誘電正接を達成するため、種々の手段が提案されている。例えば、特許文献1のようにポリイミド樹脂に高誘電率を有する無機フィラーを添加する検討が多く見受けられる。しかし、耐熱性等のフィルム特性は良いが、誘電正接が低くならない。 Various methods have been proposed to achieve a high dielectric constant and a low dielectric dissipation factor. For example, as in Patent Document 1, there has been much research into adding inorganic fillers with high dielectric constants to polyimide resins. However, while this results in good film properties such as heat resistance, it does not result in a low dielectric dissipation factor.
本発明の目的は、上記課題に鑑み、耐熱性を有し、高誘電率かつ低誘電正接なポリイミドフィルムを提供することである。 In view of the above problems, the object of the present invention is to provide a polyimide film that is heat resistant, has a high dielectric constant, and a low dielectric loss tangent.
上記の現状を鑑み、本発明者らは鋭意研究を行った結果、以下の構成により上記課題を達成しうることを見出した。 In light of the above current situation, the inventors conducted extensive research and discovered that the above objectives can be achieved by the following configuration.
1).10GHzでの誘電正接が0.006以下かつ誘電率が4以上であることを特徴とするポリイミドフィルム。 1) A polyimide film characterized by a dielectric dissipation factor of 0.006 or less at 10 GHz and a dielectric constant of 4 or more.
2).該ポリイミドフィルムが10GHzでの誘電正接が0.004以下である酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物と、10GHzでの誘電率が5以上の無機フィラーとからなる事を特徴とする1)に記載のポリイミドフィルム。 2) The polyimide film described in 1), characterized in that the polyimide film is composed of a condensation reaction product of an acid dianhydride and a diamine compound, the condensation reaction product having a dielectric dissipation factor of 0.004 or less at 10 GHz, and an inorganic filler having a dielectric constant of 5 or more at 10 GHz.
3).前記ポリイミド酸二無水物として、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、4,4’-オキジシフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、およびエステル基含有テトラカルボン酸二無水物から選ばれる1種以上の酸二無水物を含み、前記ジアミン化合物としてパラフェニレンジアミンと、1,3―ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン残基、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン残基、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニルから選ばれる1種以上のジアミン化合物を含むポリイミドからなることを特徴とする1)または2)に記載のポリイミドフィルム。 3) The polyimide film according to 1) or 2), characterized in that the polyimide dianhydride contains one or more acid dianhydrides selected from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, and ester group-containing tetracarboxylic dianhydrides, and the diamine compound contains paraphenylenediamine and one or more diamine compounds selected from 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene residue, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene residue, and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl.
4).全ジアミン化合物を100モル%とした場合、パラフェニレンジアミンを75モル%以上95モル%以下含むことを特徴とする1)から3)のいずれかに記載のポリイミドフィルム。 4) A polyimide film according to any one of 1) to 3), characterized in that it contains 75 mol% to 95 mol% of paraphenylenediamine, when the total diamine compounds are taken as 100 mol%.
5).全酸二無水物を100モル%とした場合、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を10モル%以上80モル%以下含むことを特徴とする1)から4)のいずれかに記載のポリイミドフィルム。 5) A polyimide film according to any one of 1) to 4), characterized in that it contains 10 mol% to 80 mol% of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, when the total acid dianhydride is taken as 100 mol%.
6).前記酸二無水物として、4,4’-オキジシフタル酸無水物を含むことを特徴とする1)から5)のいずれかに記載のポリイミドフィルム。 6) A polyimide film according to any one of 1) to 5), characterized in that the acid dianhydride contains 4,4'-oxydiphthalic anhydride.
7).酸二無水物として、ピロメリット酸二無水物を含むことを特徴とする1)から5)のいずれかに記載のポリイミドフィルム。 7) A polyimide film according to any one of 1) to 5), characterized in that the acid dianhydride contains pyromellitic dianhydride.
8).酸二無水物として、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物を含むことを特徴とする1)から7)のいずれかに記載のポリイミドフィルム。 8) A polyimide film according to any one of 1) to 7), characterized in that the acid dianhydride contains 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride.
9).前記無機フィラーがペロブスカイト型の結晶構造を形成していることを特徴とする1)から8)のいずれかに記載のポリイミドフィルム。 9) A polyimide film according to any one of 1) to 8), characterized in that the inorganic filler forms a perovskite-type crystal structure.
10).前記ペロブスカイト型(ABO3)の結晶構造を形成する無機フィラーのAサイト元素がCaからなる事を特徴とする1)から9)のいずれか記載のポリイミドフィルム。 10) The polyimide film according to any one of 1) to 9), wherein the A-site element of the inorganic filler that forms the perovskite (ABO3) crystal structure is Ca.
11).1)から10)のいずれかに記載のポリイミドフィルムの少なくとも片面に熱可塑ポリイミド層を積層したことを特徴とする多層ポリイミドフィルム。 11) A multilayer polyimide film comprising a thermoplastic polyimide layer laminated on at least one side of the polyimide film described in any one of 1) to 10).
12).11)に記載の多層ポリイミドフィルムに金属層を設けたフレキシブル金属張積層。 12) A flexible metal-clad laminate in which a metal layer is provided on the multilayer polyimide film described in 11).
13).12)に記載のフレキシブル金属張積層体の金属層に回路を形成してなるフレキシブルプリント基板。 13) A flexible printed circuit board having a circuit formed on the metal layer of the flexible metal clad laminate described in 12).
本発明によれば、耐熱性を有し、高誘電率かつ低誘電正接なポリイミドフィルムを提供することができる。 The present invention makes it possible to provide a polyimide film that is heat resistant, has a high dielectric constant, and a low dielectric loss tangent.
本発明のポリイミドフィルムは、温度23℃、湿度50%における10GHzでの誘電正接が0.006以下かつ誘電率が4以上となることを特徴とする。 The polyimide film of the present invention is characterized by a dielectric dissipation factor of 0.006 or less and a dielectric constant of 4 or more at 10 GHz at a temperature of 23°C and humidity of 50%.
本願発明の誘電率及び誘電正接は、サンプルを2mm×100mmに切り出し、ネットワークアナライザー(キーサイト社製、E5071C)と空洞共振器摂動法を用いて測定した10GHzにおける値である。なお、この測定はASTMD2520(JIS C2565)に準拠して行った。 The dielectric constant and dielectric loss tangent of the present invention were measured at 10 GHz using a 2 mm x 100 mm sample cut out of a material using a network analyzer (Keysight Corporation, E5071C) and the cavity resonator perturbation method. This measurement was performed in accordance with ASTM D2520 (JIS C2565).
本願発明のポリイミドフィルムは、10GHzでの誘電正接が0.004以下である酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物(ポリイミド)と、10GHzでの誘電率が5以上の無機フィラーとからなる。 The polyimide film of the present invention is composed of a condensation reaction product (polyimide) of an acid dianhydride and a diamine compound, which has a dielectric dissipation factor of 0.004 or less at 10 GHz, and an inorganic filler with a dielectric constant of 5 or more at 10 GHz.
本願発明の酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物(ポリイミド)及び10GHzでの誘電率が5以上の無機フィラーについて、説明する。 This article describes the condensation reaction product (polyimide) of the present invention between an acid dianhydride and a diamine compound, and an inorganic filler with a dielectric constant of 5 or more at 10 GHz.
(酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物)
本願発明の酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物は、酸二無水物として、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下BPDAと記載することがある)と、4,4’-オキジシフタル酸無水物(以下ODPAと記載することがある)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下BTDAと記載することがある)、ピロメリット酸二無水物(以下PMDAと記載することがある)、およびエステル基含有テトラカルボン酸二無水物から選ばれる1種以上の酸二無水物を含むことが、誘電正接を下げる効果あるため好ましい。
(Condensation reaction product of acid dianhydride and diamine compound)
The condensation reaction product of the acid dianhydride and the diamine compound of the present invention preferably contains, as the acid dianhydride, one or more acid dianhydrides selected from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (hereinafter sometimes referred to as BPDA), 4,4'-oxydiphthalic anhydride (hereinafter sometimes referred to as ODPA), 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (hereinafter sometimes referred to as BTDA), pyromellitic dianhydride (hereinafter sometimes referred to as PMDA), and ester group-containing tetracarboxylic dianhydrides, because this has the effect of lowering the dielectric tangent.
BPDAは、必須成分であり、BPDAの含有量としては、全酸二無水物を100モル%とした場合、10モル%以上80モル%以下であることが好ましく、15モル%以上75モル%以下であることがより好ましく、20モル%以上70モル%以下であることが更に好ましい。 BPDA is an essential component, and the BPDA content, assuming that the total acid dianhydride is 100 mol%, is preferably 10 mol% or more and 80 mol% or less, more preferably 15 mol% or more and 75 mol% or less, and even more preferably 20 mol% or more and 70 mol% or less.
エステル基含有テトラカルボン酸二無水物としては、構造内にエステル基を含有するものであれば特に限定することはない。例えば、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)(以下、「TMHQ」と記載することがある)、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、ビスフェノールA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)(以下、「BP-TME」と記載することがある)、4-[4-(1,3-ジオキソイソベンゾフラン-5-イルカルボニロキシ)-2,3,5-トリメチルフェニル]-2,3,6-トリメチルフェニル 1,3-ジオキソイソベンゾフラン-5-カルボキシレート、4-{[4-(1,3-ジオキソイソベンゾフラン-5-イルカルボニロキシ)フェニル]シクロヘキシル}フェニル 1,3-ジオキソイソベンゾフラン-5-カルボキシレート、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらのエステル基含有テトラカルボン酸二無水物の中でも、TMHQやBP-TMEが低誘電正接を示す傾向にあり特に好ましい。 The ester group-containing tetracarboxylic acid dianhydride is not particularly limited as long as it contains an ester group within its structure. Examples include p-phenylene bis(trimellitic acid monoester anhydride) (hereinafter sometimes referred to as "TMHQ"), ethylene bis(trimellitic acid monoester anhydride), bisphenol A bis(trimellitic acid monoester anhydride), p-biphenylene bis(trimellitic acid monoester anhydride) (hereinafter sometimes referred to as "BP-TME"), 4-[4-(1,3-dioxoisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy)-2,3,5-trimethylphenyl]-2,3,6-trimethylphenyl 1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylate, 4-{[4-(1,3-dioxoisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy)phenyl]cyclohexyl}phenyl 1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylate, and derivatives thereof. Of these ester group-containing tetracarboxylic dianhydrides, TMHQ and BP-TME tend to exhibit low dielectric tangents and are particularly preferred.
テトラカルボン酸二無水物成分としてエステル基含有テトラカルボン酸二無水物を含有すれば、得られるポリアミド酸やポリイミドの誘電正接が低下する傾向があるため好ましい。エステル基含有テトラカルボン酸二無水物を含む場合、含有量としては、全酸二無水物を100モル%とした場合、5モル%以上70モル%以下であることが好ましく、5モル%以上60モル%以下であることがより好ましく、10モル%以上50モル%以下であることが更に好ましい。特に誘電正接を低減できるポリイミドを得るためには、ポリイミド前駆体及びポリイミドを構成する全テトラカルボン酸二無水物成分に対して、BPDAとエステル基含有テトラカルボン酸二無水物の合計の含有量が、75モル%以下であることが好ましく、70モル%以下であることがより好ましい。 Inclusion of an ester group-containing tetracarboxylic acid dianhydride as the tetracarboxylic acid dianhydride component is preferred because it tends to reduce the dielectric dissipation factor of the resulting polyamic acid or polyimide. When an ester group-containing tetracarboxylic acid dianhydride is included, the content is preferably 5 mol% to 70 mol%, more preferably 5 mol% to 60 mol%, and even more preferably 10 mol% to 50 mol%, based on 100 mol% of the total acid dianhydrides. In particular, to obtain a polyimide with a reduced dielectric dissipation factor, the total content of BPDA and ester group-containing tetracarboxylic acid dianhydride is preferably 75 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, based on the total tetracarboxylic acid dianhydride components constituting the polyimide precursor and polyimide.
また、ジアミン化合物としてパラフェニレンジアミンと、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン残基、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン残基、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニルから選ばれる1種以上のジアミン化合物を含むことが、誘電正接を下げる効果あるため好ましい。 In addition, it is preferable that the diamine compound contains paraphenylenediamine and one or more diamine compounds selected from 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene residue, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene residue, and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, as this has the effect of lowering the dielectric tangent.
また、全ジアミン化合物を100モル%とした場合、パラフェニレンジアミンを75モル%以上95モル%以下、より好ましくは80モル%以上95モル%以下含むことで、耐熱性、特に380℃での形状の保持性があがる傾向あるため好ましい。 Furthermore, when the total diamine compounds are taken as 100 mol%, it is preferable to contain 75 mol% to 95 mol%, and more preferably 80 mol% to 95 mol%, of paraphenylenediamine, as this tends to improve heat resistance, particularly shape retention at 380°C.
テトラカルボン酸二無水物成分としてODPAを含有すれば、得られるポリアミド酸やポリイミドの誘電正接が低下する傾向があるため好ましい。ODDAを含む場合、含有量としては、全酸二無水物を100モル%とした場合、20モル%以上60モル%以下であることが好ましく、25モル%以上60モル%以下であることがより好ましく、25モル%以上55モル%以下であることが更に好ましい。 Containing ODPA as a tetracarboxylic dianhydride component is preferred because it tends to reduce the dielectric dissipation factor of the resulting polyamic acid or polyimide. When ODPA is included, the content is preferably 20 mol% to 60 mol%, more preferably 25 mol% to 60 mol%, and even more preferably 25 mol% to 55 mol%, based on 100 mol% of the total acid dianhydride.
テトラカルボン酸二無水物成分としてPMDAを含有すれば、得られるポリアミド酸やポリイミドの分子量が向上する傾向があるため好ましい。テトラカルボン酸二無水物成分としてPMDAを使用する場合、耐熱性を高めつつ、誘電正接をより低減できるポリイミドを得るためには、ポリイミド前駆体及びポリイミドを構成する全テトラカルボン酸二無水物成分に対して、PMDAの含有率は、15モル%以下であることが好ましく、12モル%以下がより好ましく、10モル%以下が更に好ましい。 Including PMDA as a tetracarboxylic dianhydride component is preferred because it tends to improve the molecular weight of the resulting polyamic acid or polyimide. When PMDA is used as a tetracarboxylic dianhydride component, in order to obtain a polyimide that has improved heat resistance and a reduced dielectric tangent, the PMDA content of the total tetracarboxylic dianhydride components constituting the polyimide precursor and polyimide is preferably 15 mol% or less, more preferably 12 mol% or less, and even more preferably 10 mol% or less.
また、テトラカルボン酸二無水物成分としてBTDAを含有することが好ましい。ODDAを含む場合、含有量としては、全酸二無水物を100モル%とした場合、5モル%以上40モル%以下であることが好ましく、5モル%以上35モル%以下であることがより好ましく、10モル%以上30モル%以下であることが更に好ましい。 It is also preferable to contain BTDA as the tetracarboxylic dianhydride component. If ODDA is contained, the content is preferably 5 mol% to 40 mol%, more preferably 5 mol% to 35 mol%, and even more preferably 10 mol% to 30 mol%, assuming that the total acid dianhydrides are 100 mol%.
誘電正接をより低減できるポリイミドを得るためには、ポリイミド前駆体及びポリイミドを構成する全テトラジカルボン酸二無水物の総物質量を、ポリイミド前駆体及びポリイミドを構成する全ジアミンの総物質量で除した物質量比が、0.95以上1.05以下であることが好ましく、0.97以上1.03以下であることがより好ましく、0.99以上1.01以下であることが更に好ましい。
本発明のポリイミドには、ポリイミド前駆体及びポリイミドを構成する成分以外の成分(添加剤)が含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、シリコーン、増感剤等を用いることができる。ポリイミド中の添加剤の含有率は、ポリイミドの全量に対して、例えば30重量%以下であり、20重量%以下であることが好ましく、10重量%以下であることがより好ましく、0重量%であってもよい。
In order to obtain a polyimide that can further reduce the dielectric loss tangent, the substance amount ratio obtained by dividing the total substance amount of all tetradicarboxylic dianhydrides constituting the polyimide precursor and polyimide by the total substance amount of all diamines constituting the polyimide precursor and polyimide is preferably 0.95 or more and 1.05 or less, more preferably 0.97 or more and 1.03 or less, and even more preferably 0.99 or more and 1.01 or less.
The polyimide of the present invention may contain components (additives) other than the components constituting the polyimide precursor and polyimide. Examples of additives that can be used include dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, silicones, and sensitizers. The content of the additives in the polyimide is, for example, 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and may even be 0% by weight, based on the total amount of the polyimide.
(10GHzでの誘電率が5以上の無機フィラー)
本願発明の10GHzでの誘電率が5以上の無機フィラーは、特に限定されるのもではないが、ペロブスカイト型(ABO3)の結晶構造を有していることが好ましい。
(Inorganic filler with a dielectric constant of 5 or more at 10 GHz)
The inorganic filler of the present invention having a dielectric constant of 5 or more at 10 GHz is not particularly limited, but preferably has a perovskite (ABO3) crystal structure.
本願発明のペロブスカイト型の結晶構造を有する無機フィラーとしては、特に限定されないが、例えば、以下の材料が挙げられる。 The inorganic filler having a perovskite-type crystal structure of the present invention is not particularly limited, but examples include the following materials:
Aサイト元素が、Ba、Ca、Mg及びSrからなる群から選択される少なくとも1種であり、Bサイト元素が、Ti及びZrからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。具体的な好ましい組成を例示すると、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、BaxCa1-xTiO3(式中、xは0<x<1)、BaxSr1-xZrO3(式中、xは0<x<1)、BaTixZr1-xO3(式中、xは0<x<1)、BaxCa1-xTiyZr1-yO3(式中、xは0<x<1、yは0<y<1)、Ba1-x-yCaxMgyTizZr1-zO3(式中、xは0<x<1、yは0<y<1、zは0<z<1、0<x+y<1)等が挙げられる。これらのペロブスカイト型複合酸化物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 It is preferred that the A-site element is at least one selected from the group consisting of Ba, Ca, Mg and Sr, and the B-site element is at least one selected from the group consisting of Ti and Zr. Specific preferred compositions include BaTiO 3 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , Ba x Ca 1-x TiO 3 (wherein x is 0<x<1), Ba x Sr 1-x ZrO 3 (wherein x is 0<x<1), BaTi x Zr 1-x O 3 (wherein x is 0<x<1), Ba x Ca 1-x Ti y Zr 1-y O 3 (wherein x is 0<x<1, y is 0<y<1), and Ba 1-x-y Ca x Mg y Ti z Zr 1-z O 3 (wherein x is 0<x<1, y is 0<y<1, z is 0<z<1, 0<x+y<1) and the like. These perovskite complex oxides may be used singly or in combination of two or more.
また、理由は定かではないが、Aサイト元素がCaであることが低誘電正接には最も好ましい。 Also, although the reason is unclear, it is most preferable for the A-site element to be Ca in order to achieve a low dielectric tangent.
本願発明における無機フィラーの添加量は、10VOL%以上が好ましく、より好ましくは70%VOL以下である。本願発明の無機フィラーの添加量が10VOL%以下の場合、誘電率が4以上とならない可能性があり、また、添加量が70VOL%以上の場合、機械的強度及び絶縁性の低下が懸念される。 The amount of inorganic filler added in the present invention is preferably 10% by volume or more, and more preferably 70% by volume or less. If the amount of inorganic filler added in the present invention is 10% by volume or less, the dielectric constant may not be 4 or more, and if the amount added is 70% by volume or more, there is a concern that the mechanical strength and insulating properties may decrease.
(ポリイミドフィルムへの無機フィラーの含有方法)
本願発明のポリイミドフィルムへの無機フィラーの含有方法について述べる。ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液に無機フィラーを混合することで無機フィラー含有ポリアミド酸を合成し、その後ポリイミドに転換することで無機フィラー含有ポリイミドフィルムを得ることができる。
(Method of Including Inorganic Filler in Polyimide Film)
The method for incorporating inorganic fillers into polyimide films of the present invention will now be described. Polyamic acid containing inorganic fillers is synthesized by mixing an inorganic filler with a polyamic acid solution, which is a precursor of polyimide, and then the polyamic acid is converted into polyimide to obtain an inorganic filler-containing polyimide film.
ポリアミド酸溶液と無機フィラーの混合方法は、公知の方法を用いることができ、特に限定されない。例えば、ポリアミド酸溶液を合成する前にあらかじめ溶媒に分散しておいて、無機フィラーの分散液中でポリアミド酸を合成しても、合成したポリアミド酸溶液とあらかじめ溶媒に分散した無機フィラー分散液を混合してもよい。均一に無機フィラーが分散したポリアミド酸溶液を得るためには、合成したポリアミド酸溶液と無機フィラー分散液を混合することが好ましい。 The method for mixing the polyamic acid solution and inorganic filler can be any known method and is not particularly limited. For example, the polyamic acid solution can be dispersed in a solvent before synthesis, and the polyamic acid can be synthesized in the inorganic filler dispersion, or the synthesized polyamic acid solution can be mixed with the inorganic filler dispersion that has been dispersed in a solvent beforehand. To obtain a polyamic acid solution in which the inorganic filler is uniformly dispersed, it is preferable to mix the synthesized polyamic acid solution with the inorganic filler dispersion.
ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸をイミド化するには、熱イミド化法と化学イミド化法に大別される。熱イミド化法は、脱水閉環剤等を使用せず、ポリアミド酸溶液を製膜ドープとして支持体に流延、加熱だけでイミド化を進める方法である。一方の化学イミド化法は、ポリアミド酸溶液に、イミド化促進剤として脱水閉環剤及び触媒の少なくともいずれかを添加したものを製膜ドープとして使用し、イミド化を促進する方法である。どちらの方法を用いても構わないが、化学イミド化法の方が生産性に優れる。 Methods for imidizing polyamic acid, a precursor to polyimide, can be broadly divided into thermal imidization and chemical imidization. Thermal imidization is a method in which a polyamic acid solution is cast onto a support as a film-forming dope without using a dehydrating ring-closing agent, and imidization is promoted simply by heating. Chemical imidization, on the other hand, is a method in which a polyamic acid solution to which at least one of a dehydrating ring-closing agent and a catalyst has been added as an imidization accelerator is used as a film-forming dope to promote imidization. Either method is acceptable, but chemical imidization offers superior productivity.
脱水閉環剤としては、無水酢酸に代表される酸無水物が好適に用いられ得る。触媒としては、脂肪族第三級アミン、芳香族第三級アミン、複素環式第三級アミン等の三級アミンが好適に用いられ得る。三級アミンの中でも、β-ピコリン、γ―ピコリン、3,5-ジメチルピリジン等のβ位及び/またはγ位にアルキル基が導入されたピリジン化合物、ピリジン、イソキノリンなどが特に好ましい。
製膜ドープを流延する支持体としては、ガラス板、アルミ箔、エンドレスステンレスベルト、ステンレスドラム等が好適に用いられ得る。最終的に得られるフィルムの厚み、生産速度に応じて加熱条件を設定し、部分的にイミド化または乾燥の少なくとも一方を行った後、支持体から剥離してポリアミド酸フィルム(以下、ゲルフィルムという)を得る。
As the dehydration ring-closing agent, an acid anhydride such as acetic anhydride can be suitably used. As the catalyst, a tertiary amine such as an aliphatic tertiary amine, an aromatic tertiary amine, or a heterocyclic tertiary amine can be suitably used. Among the tertiary amines, pyridine compounds having alkyl groups at the β- and/or γ-positions, such as β-picoline, γ-picoline, and 3,5-dimethylpyridine, pyridine, and isoquinoline are particularly preferred.
Suitable supports for casting the film-forming dope include glass plates, aluminum foils, endless stainless steel belts, stainless steel drums, etc. Heating conditions are set depending on the thickness of the final film to be obtained and the production rate, and the film is partially imidized or dried, and then peeled off from the support to obtain a polyamic acid film (hereinafter referred to as a gel film).
上記ゲルフィルムの端部を固定して硬化時の収縮を回避して乾燥し、ゲルフィルムから、水、残留溶媒、イミド化促進剤を除去し、そして残ったアミド酸を完全にイミド化して、ポリイミドを含有するフィルムが得られる。加熱条件については、最終的に得られるフィルムの厚み、生産速度に応じて適宜設定すればよい。 The edges of the gel film are fixed to prevent shrinkage during curing, and the film is then dried. Water, residual solvent, and imidization accelerator are removed from the gel film, and the remaining amide acid is completely imidized to obtain a polyimide-containing film. Heating conditions can be set appropriately depending on the final film thickness and production speed.
本願発明のポリイミドフィルムは、接着剤を介して銅箔と積層して、フレキシ
ブル銅張積層板とすることもできる。さらには、多層ポリイミドフィルムの一層として、多層ポリイミドフィルムと銅箔とを積層して、フレキシブル銅張積層板とすることもできる。多層ポリイミドフィルムについて説明する。
The polyimide film of the present invention can be laminated with copper foil via an adhesive to form a flexible copper-clad laminate. Furthermore, a multilayer polyimide film can be laminated with copper foil as one layer of a multilayer polyimide film to form a flexible copper-clad laminate. The multilayer polyimide film will now be described.
(多層ポリイミドフィルム)
多層ポリイミドフィルムは、非熱可塑ポリイミドフィルムと、少なくとも1層以上の熱可塑性ポリイミド層を有する多層ポリイミドフィルムであり、具体例としては、非熱可塑ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に熱可塑性ポリイミド層を有する多層ポリイミドフィルムである。
(multilayer polyimide film)
The multilayer polyimide film is a multilayer polyimide film having a non-thermoplastic polyimide film and at least one thermoplastic polyimide layer, and a specific example is a multilayer polyimide film having a thermoplastic polyimide layer on one or both sides of a non-thermoplastic polyimide film.
本願発明ポリイミドフィルムは、その特性に応じて、非熱可塑性ポリイミド層および熱可塑性ポリイミド層のどちらにも用いることができる。 The polyimide film of the present invention can be used as either a non-thermoplastic polyimide layer or a thermoplastic polyimide layer, depending on its properties.
フレキシブルプリント配線板は、例えば前記の多層ポリイミドフィルムのような絶縁性フィルム層に、金属箔層を貼り合わされたフレキシブル金属張積層板に製造し、さらに回路パターンを形成することで得られる。接着層には従来、エポキシ樹脂やアクリル樹脂が使用されていたが、これらは耐熱性に乏しく、使用用途が限定されてしまう。しかし、接着層として熱可塑性ポリイミドを用いた2層フレキシブルプリント配線板は、耐熱性、屈曲性に優れることから需要が更に伸びることが期待される。 Flexible printed wiring boards are produced by laminating a metal foil layer to an insulating film layer, such as the aforementioned multilayer polyimide film, to create a flexible metal-clad laminate, and then forming a circuit pattern. Epoxy resins and acrylic resins have traditionally been used for the adhesive layer, but these have poor heat resistance and are therefore limited in their applications. However, two-layer flexible printed wiring boards that use thermoplastic polyimide as the adhesive layer offer excellent heat resistance and flexibility, and demand is expected to grow further.
本発明において多層ポリイミドフィルムを製造する方法としては、以下の工程
i)有機溶剤中でジアミンと酸二無水物を反応させてポリアミド酸溶液を得る工程
ii)上記ポリアミド酸溶液を含む製膜ドープを支持体上に流延する工程
iii)支持体上で加熱した後、支持体からゲルフィルムを引き剥がす工程
iv)更に加熱して、残ったポリアミド酸をイミド化し、かつ乾燥させる工程により非熱可塑性ポリイミドフィルムを製造した後、当該非熱可塑性ポリイミドフィルムを非熱可塑性ポリイミド層として用い、その少なくとも片面に、塗工などにより接着層を設ける方法がある。
In the present invention, a method for producing a multilayer polyimide film includes the following steps: i) reacting a diamine with an acid dianhydride in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution; ii) casting a film-forming dope containing the polyamic acid solution onto a support; iii) heating the film on the support and then peeling the gel film from the support; and iv) further heating to imidize the remaining polyamic acid and drying the film to produce a non-thermoplastic polyimide film, which is then used as a non-thermoplastic polyimide layer and an adhesive layer is provided on at least one side of the film by coating or the like.
また、上記ii)工程において複数の流路を有する共押出しダイを使用して、非熱可塑性ポリイミド層を形成するポリイミド樹脂の前駆体を含む溶液と、接着層を形成するためのポリイミド樹脂の前駆体を含む溶液とを支持体上に流延・塗布することにより、複層の樹脂層を同時に形成する方法(共押出流延・塗布法)もある。 In addition, in step ii) above, a co-extrusion die having multiple flow paths is used to cast and coat a solution containing a polyimide resin precursor for forming the non-thermoplastic polyimide layer and a solution containing a polyimide resin precursor for forming the adhesive layer onto a support, thereby simultaneously forming multiple resin layers (co-extrusion casting and coating method).
また、後述のフレキシブル金属張積層板の項目で詳述するが、金属箔上に複数のポリアミド酸溶液を順次キャストし、次いでイミド化することにより金属箔上に多層ポリイミドフィルムに相当する層を直接形成する方法(金属箔キャスト法)もある。 As will be described in detail in the section on flexible metal-clad laminates below, there is also a method (metal foil casting method) in which multiple polyamic acid solutions are sequentially cast onto a metal foil and then imidized to directly form a layer equivalent to a multilayer polyimide film on the metal foil.
ii)以降の工程においては、熱イミド化法と化学イミド化法に大別される。熱イミド化法は、脱水閉環剤等を使用せず、ポリアミド酸溶液を製膜ドープとして支持体に流延、加熱だけでイミド化を進める方法である。一方の化学イミド化法は、ポリアミド酸溶液に、イミド化促進剤として脱水閉環剤及び触媒の少なくともいずれか一方を添加したものを製膜ドープとして使用し、イミド化を促進する方法である。熱イミド化法と化学イミド化法のどちらの方法を用いても構わないが、化学イミド化法の方が生産性に優れる。 ii) The steps from this point onwards can be broadly divided into thermal imidization and chemical imidization. Thermal imidization is a method in which a polyamic acid solution is cast onto a support as a film-forming dope without using a dehydrating ring-closing agent, and imidization is promoted simply by heating. Chemical imidization, on the other hand, is a method in which a polyamic acid solution to which at least one of a dehydrating ring-closing agent and a catalyst has been added as an imidization accelerator is used as a film-forming dope to promote imidization. Either thermal imidization or chemical imidization can be used, but chemical imidization offers superior productivity.
脱水閉環剤としては、無水酢酸に代表される酸無水物が好適に用いられ得る。触媒としては、脂肪族第三級アミン、芳香族第三級アミン、複素環式第三級アミン等の三級アミンが好適に用いられ得る。三級アミンの中でも、β-ピコリン、γ―ピコリン、3,5-ジメチルピリジン等のβ位及び/またはγ位にアルキル基が導入されたピリジン化合物、ピリジン、イソキノリンなどが特に好ましい。 Acid anhydrides, such as acetic anhydride, are suitable dehydration ring-closing agents. Tertiary amines, such as aliphatic tertiary amines, aromatic tertiary amines, and heterocyclic tertiary amines, are suitable catalysts. Among tertiary amines, pyridine compounds with alkyl groups at the β- and/or γ-positions, such as β-picoline, γ-picoline, and 3,5-dimethylpyridine, as well as pyridine and isoquinoline, are particularly preferred.
iii)以降の工程で、製膜ドープを流延する支持体としては、ガラス板、アルミ箔、エンドレスステンレスベルト、ステンレスドラム等が好適に用いられ得る。最終的に得られるフィルムの厚み、生産速度に応じて加熱条件を設定し、部分的にイミド化及び乾燥の少なくともいずれかを行った後、支持体から剥離してポリアミド酸フィルム(以下、ゲルフィルムとも称する)を得る。 In steps iii) and beyond, suitable supports for casting the film-forming dope include glass plates, aluminum foil, endless stainless steel belts, and stainless steel drums. Heating conditions are set according to the final film thickness and production speed, and the film is partially imidized and/or dried, after which it is peeled off from the support to obtain a polyamic acid film (hereinafter also referred to as a gel film).
iv)以降の工程で、前記ゲルフィルムの端部を固定して硬化時の収縮を回避して乾燥し、水、残留溶媒、フィルム中に残存するイミド化促進剤を除去し、そして残ったポリアミド酸を完全にイミド化して、ポリイミドフィルムが得られる。ゲルフィルムの端部は固定するだけでなく、搬送方向もしくは搬送方向に対して垂直方向に延伸してもよい。 In the subsequent steps of iv) the edges of the gel film are fixed to prevent shrinkage during curing and then dried to remove water, residual solvent, and any imidization accelerator remaining in the film. The remaining polyamic acid is then completely imidized to obtain a polyimide film. In addition to fixing the edges of the gel film, it may also be stretched in the conveying direction or perpendicular to the conveying direction.
イミド化には非常に高い温度が必要となるため、ポリイミド以外の樹脂層を設ける場合は、熱分解を抑えるために後者の手段を採った方が好ましい。なお、塗工により熱可塑性ポリイミドフィルムを設ける場合は、熱可塑性ポリイミドの前駆体を塗布し、その後イミド化を行ってもよいし、熱可塑性ポリイミド溶液を塗布・乾燥してもよい。また、熱可塑性ポリイミドフィルムは、上述の工程において、ポリアミック酸溶液を支持体に流延する代わりに、ポリイミド溶液を流延し、冷却することにより得てもよい。 Because imidization requires extremely high temperatures, when forming a resin layer other than polyimide, it is preferable to use the latter method to prevent thermal decomposition. When forming a thermoplastic polyimide film by coating, a thermoplastic polyimide precursor may be applied and then imidized, or a thermoplastic polyimide solution may be applied and dried. Furthermore, a thermoplastic polyimide film may be obtained by casting a polyimide solution and then cooling it, instead of casting a polyamic acid solution onto a support in the above-mentioned process.
(フレキシブル金属積層体)
本願発明のポリイミドフィルムには、少なくとも一方の表面に乾式成膜法で製造された層を形成し、後の工程で無電解めっき層が形成するなどして直接金属層を形成するしてフレキシブル金属積層体を製造してもよい。乾式めっき法による金属層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法などが適用できる。
(Flexible Metal Laminate)
A flexible metal laminate may be produced by forming a layer produced by a dry film-forming method on at least one surface of the polyimide film of the present invention, and then forming a metal layer directly on the polyimide film by forming an electroless plating layer in a subsequent step. Examples of methods for forming a metal layer by dry plating include vacuum deposition, sputtering, ion plating, and CVD.
また、他の手段としては以下の方法が挙げられる。
a)上述のようにして多層ポリイミドフィルムを得た後、加熱加圧により金属箔を貼り合せてフレキシブル金属箔積層体を得る手段。
b)金属箔上に、ポリアミック酸を含有する有機溶剤溶液をキャストし、加熱により溶剤除去、イミド化を行ってフレキシブル金属箔積層体を得る手段。
Other methods include the following:
a) After obtaining a multilayer polyimide film as described above, a metal foil is laminated onto the multilayer polyimide film by heating and pressing to obtain a flexible metal foil laminate.
b) A method in which a solution containing polyamic acid in an organic solvent is cast onto a metal foil, and the solvent is removed by heating, followed by imidization to obtain a flexible metal foil laminate.
a)の手段では、得られた多層ポリイミドフィルムに、金属箔を加熱加圧(ラミネート)により貼り合せることにより、本発明のフレキシブル金属箔積層体が得られる。金属箔を貼り合せる手段、条件については、従来公知のものを適宜選択すればよい。 In method a), a metal foil is laminated to the resulting multilayer polyimide film under heat and pressure (lamination), thereby obtaining the flexible metal foil laminate of the present invention. The method and conditions for laminating the metal foil may be appropriately selected from those conventionally known.
b)の手段では、金属箔上にポリアミック酸を含有する有機溶剤溶液をキャストする手段については特に限定されず、ダイコーターやコンマコーター(登録商標)、リバースコーター、ナイフコーターなどの従来公知の手段を使用できる。溶剤除去、イミド化を行うための加熱手段についても従来公知の手段を利用可能であり、例えば熱風炉、遠赤外線炉が挙げられる。 In method b), the means for casting the organic solvent solution containing polyamic acid onto the metal foil is not particularly limited, and conventionally known means such as a die coater, comma coater (registered trademark), reverse coater, or knife coater can be used. Conventional known means can also be used for heating to remove the solvent and perform imidization, such as a hot air oven or far-infrared oven.
本願発明のポリイミドフィルムに、他のポリイミド層を複層設ける場合、もしくはポリイミド以外の樹脂層も設ける場合は、上記キャスト、加熱工程を複数回繰り返すか、共押出しや連続キャストによりキャスト層を複層形成して一度に加熱する手段が好適に用いられ得る。 When the polyimide film of the present invention is to be provided with multiple layers of other polyimide or layers of resins other than polyimide, the above-mentioned casting and heating steps can be repeated multiple times, or multiple cast layers can be formed by co-extrusion or continuous casting and then heated all at once.
b)の手段では、イミド化が完了すると同時に、本発明のフレキシブル金属箔積層体が得られる。樹脂層の両面に金属箔層を設ける場合、加熱加圧により反対側の樹脂層面に金属箔を貼り合わせれば良い。 In method b), the flexible metal foil laminate of the present invention is obtained as soon as imidization is completed. When metal foil layers are provided on both sides of the resin layer, the metal foil can be bonded to the opposite surface of the resin layer by applying heat and pressure.
本発明において用いることができる金属箔としては特に限定されるものではないが、電子機器・電気機器用途に本発明のフレキシブル金属張積層板を用いる場合には、例えば、銅または銅合金、ステンレス鋼またはその合金、ニッケルまたはニッケル合金(42合金も含む)、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる箔を挙げることができる。一般的なフレキシブル積層板では、圧延銅箔、電解銅箔といった銅箔が多用されるが、本発明においても好ましく用いることができる。なお、これらの金属箔の表面には、防錆層や耐熱層あるいは接着層が塗布されていてもよい。また、上記金属箔の厚みについては特に限定されるものではなく、その用途に応じて、十分な機能が発揮できる厚みであればよい。 The metal foil that can be used in the present invention is not particularly limited, but when the flexible metal-clad laminate of the present invention is used for electronic or electrical equipment applications, examples include foils made of copper or copper alloys, stainless steel or its alloys, nickel or nickel alloys (including 42 alloy), and aluminum or aluminum alloys. Copper foils such as rolled copper foil and electrolytic copper foil are commonly used in general flexible laminates, and they can also be preferably used in the present invention. The surface of these metal foils may be coated with an anti-rust layer, heat-resistant layer, or adhesive layer. The thickness of the metal foil is also not particularly limited, as long as it is thick enough to perform its functions appropriately for the application.
(フレキシブルプリント基板)
本願発明に係るフレキシブル金属張積層体の金属層をエッチングして得られるフレキシブルプリント基板は、小型化可能かつ伝送損失の小さい高周波用途に好適な回路基板となる。
(flexible printed circuit board)
A flexible printed circuit board obtained by etching the metal layer of the flexible metal clad laminate according to the present invention is a circuit board that can be miniaturized, has low transmission loss, and is suitable for high frequency applications.
以下、実施例により本願発明を具体的に説明するが、本願発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、誘電率及び誘電正接の評価方法は次の通りである。 The present invention will be explained in detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples. The dielectric constant and dielectric loss tangent were evaluated as follows:
<誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)の測定>
誘電率及び誘電正接は、HEWLETTPACKARD社製のネットワークアナライザ8719Cと株式会社関東電子応用開発製の空洞共振器振動法誘電率測定装置CP511とを用いて測定した。サンプルを2mm×100mmに切り出し、23℃/50%R.H.環境下(常態)で24時間調湿後に測定を行った。測定は10GHzで行った。
<Measurement of dielectric constant (Dk) and dielectric loss tangent (Df)>
The dielectric constant and dielectric loss tangent were measured using a network analyzer 8719C manufactured by Hewlett-Packard and a cavity resonator vibration method dielectric constant measuring device CP511 manufactured by Kanto Electronics Application Development Co., Ltd. Samples were cut into 2 mm x 100 mm pieces and measured after 24 hours of humidity conditioning in a 23°C/50% RH environment (normal condition). The measurements were performed at 10 GHz.
(合成例1)
容量500mlのガラス製フラスコ中で、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)164.2g、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)3.0g、及びp-フェニレンジアミン(p-PDA)6.4gを溶解させた。得られた溶液にs-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s-BPDA)12.2g、及び4,4’-オキシフタル酸二無水物(ODPA)7.9gを添加した後、フラスコ内の液を30分撹拌して溶解させた。さらにこの溶液に別途調製してあったピロメリット酸二無水物(PMDA)のDMF溶液(PMDA0.5g/DMF5.8g)を注意深く添加し、粘度が1500ポイズ程度に達したところで添加を止めた。次いで、フラスコ内の液を1時間撹拌して固形分濃度約15重量%、23℃での回転粘度が1500~2000ポイズのポリアミド酸溶液を得た。
(Synthesis Example 1)
In a 500 ml glass flask, 164.2 g of N,N-dimethylformamide (DMF), 3.0 g of 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R), and 6.4 g of p-phenylenediamine (p-PDA) were dissolved. To the resulting solution, 12.2 g of s-biphenyltetracarboxylic dianhydride (s-BPDA) and 7.9 g of 4,4'-oxyphthalic dianhydride (ODPA) were added, and the solution in the flask was stirred for 30 minutes to dissolve the components. A separately prepared DMF solution of pyromellitic dianhydride (PMDA) (0.5 g PMDA/5.8 g DMF) was then carefully added to the resulting solution, and the addition was stopped when the viscosity reached approximately 1500 poise. The liquid in the flask was then stirred for 1 hour to obtain a polyamic acid solution having a solids concentration of about 15% by weight and a rotational viscosity at 23° C. of 1500 to 2000 poise.
(合成例2)
反応容器にDMFを投入し、窒素雰囲気下で撹拌した。そこに、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)100重量部、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)(TMHQ)30重量部、および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(6FDA)70重量部を順次添加し、窒素雰囲気下にて5時間撹拌して、固形分濃度18%のポリアミド酸溶液を得た。ポリアミド酸溶液に、イミド化触媒としてピリジンを添加し、完全に分散させた後、無水酢酸を添加し、120℃で2時間攪拌後、室温まで冷却した。溶液を攪拌しながら、イソプロピルアルコール(IPA)を投入し、ポリイミドを析出させた。その後、吸引ろ過を行い、IPAによる洗浄作業を4回繰り返した後、120℃に設定した真空オーブンで12時間乾燥させてポリイミド樹脂を得た。
(Synthesis Example 2)
DMF was added to a reaction vessel and stirred under a nitrogen atmosphere. 100 parts by weight of 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB), 30 parts by weight of p-phenylenebis(trimellitic acid monoester anhydride) (TMHQ), and 70 parts by weight of 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride (6FDA) were sequentially added and stirred for 5 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a polyamic acid solution with a solids concentration of 18%. Pyridine was added to the polyamic acid solution as an imidization catalyst, and after complete dispersion, acetic anhydride was added. The solution was stirred at 120°C for 2 hours and then cooled to room temperature. Isopropyl alcohol (IPA) was added while stirring the solution to precipitate polyimide. The solution was then subjected to suction filtration and washed with IPA four times, after which it was dried for 12 hours in a vacuum oven set at 120°C to obtain a polyimide resin.
(参考例1)
合成例1で得たポリアミド酸溶液55gに、無水酢酸5.15g/イソキノリン6.01g/DMF16.34gからなる硬化剤を27.5g添加して0℃以下の温度で攪拌・脱泡し、コンマコーターを用いてアルミ箔上に流延塗布した。この樹脂膜を110℃×133秒間乾燥させた後、ゲルフィルムをアルミ箔から引き剥がして、ゲルフィルムが収縮しないように注意しながら金属製の固定枠に固定した。金属製の固定枠に固定したゲルフィルムを、あらかじめ予熱された熱風循環オーブンで250℃15秒、350℃79秒加熱し、固定枠から切り離して厚み17μmのポリイミドフィルムを得た。
(Reference example 1)
To 55 g of the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example 1, 27.5 g of a curing agent consisting of 5.15 g acetic anhydride, 6.01 g isoquinoline, and 16.34 g DMF was added, stirred, and degassed at a temperature below 0°C. The mixture was then cast onto aluminum foil using a comma coater. The resulting resin film was dried at 110°C for 133 seconds, after which the gel film was peeled off the aluminum foil and secured to a metal frame, taking care not to shrink the gel film. The gel film secured to the metal frame was then heated in a preheated hot air circulating oven at 250°C for 15 seconds and 350°C for 79 seconds, and then cut from the frame to obtain a 17 μm-thick polyimide film.
(参考例2)
合成例2で得たポリイミド樹脂を塩化メチレンに固形分濃度12%になるように溶解させたポリイミド溶液を作製した。次いで、このポリイミド溶液を下記条件でガラス板に塗布し、ホットプレート上にて一次乾燥・金枠固定にて二次乾燥:200℃/30分する事でポリイミドフィルムを得た。
・塗布条件:クリアランス300μm、スピード10mm/sec
(Reference example 2)
A polyimide solution was prepared by dissolving the polyimide resin obtained in Synthesis Example 2 in methylene chloride to a solids concentration of 12%. Next, this polyimide solution was applied to a glass plate under the following conditions, and a polyimide film was obtained by primary drying on a hot plate and secondary drying in a metal frame at 200°C for 30 minutes.
Coating conditions: Clearance 300 μm, speed 10 mm/sec
(実施例1)
無機フィラー:チタン酸カルシウム(CT-03) 18.79gをDMF10.0gに分散させたDMF分散系を調整した。合成例1で合成したポリアミド酸溶液55gに得られた無機フィラー分散液28.79gを添加し、混合した。得られた無機フィラー含有ポリアミド酸溶液に無水酢酸5.15g/イソキノリン6.01g/DMF6.34gからなる硬化剤を17.5g添加して、0℃以下の温度で攪拌・脱泡し、コンマコーターを用いてアルミ箔上に流延塗布した。その後は参考例1と同様にし、ポリイミドフィルムを得た。無機フィラーの種類、添加量、誘電率および誘電正接を表1に記載した。なお、表1中の合成例1:CT-03=60:40は、体積vol%を意味する。
Example 1
A DMF dispersion was prepared by dispersing 18.79 g of inorganic filler (calcium titanate (CT-03)) in 10.0 g of DMF. 28.79 g of the resulting inorganic filler dispersion was added to 55 g of the polyamic acid solution synthesized in Synthesis Example 1 and mixed. 17.5 g of a curing agent consisting of 5.15 g of acetic anhydride, 6.01 g of isoquinoline, and 6.34 g of DMF was added to the resulting inorganic filler-containing polyamic acid solution, stirred and degassed at a temperature below 0°C, and then cast onto aluminum foil using a comma coater. The subsequent procedures were the same as in Reference Example 1 to obtain a polyimide film. The type of inorganic filler, the amount added, the dielectric constant, and the dielectric loss tangent are listed in Table 1. In Table 1, the ratio of Synthesis Example 1:CT-03 = 60:40 refers to vol%.
(実施例2~4および比較例1~3)
実施例1の無機フィラーの種類及びフィラー含有量を変更する以外は実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを得た。また、無機フィラーの種類、添加量、誘電率および誘電正接を表1に記載した。
(Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3)
A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the type and content of the inorganic filler in Example 1 were changed. The type, amount added, dielectric constant, and dielectric loss tangent of the inorganic filler are shown in Table 1.
(比較例4,5)
参考例2同様、合成例2で得たポリイミド樹脂と所定量の無機フィラー:チタン酸カルシウム(CT―03)を塩化メチレンに固形分濃度12%になるように溶解させたポリイミド溶液を作製した。以下、参考例2同様に、ポリイミドフィルムを得た。また、無機フィラーの種類、添加量、誘電率および誘電正接を表1に記載した。
(Comparative Examples 4 and 5)
As in Reference Example 2, a polyimide solution was prepared by dissolving the polyimide resin obtained in Synthesis Example 2 and a predetermined amount of inorganic filler: calcium titanate (CT-03) in methylene chloride to a solids concentration of 12%. A polyimide film was then obtained in the same manner as in Reference Example 2. The type, amount added, dielectric constant, and dielectric loss tangent of the inorganic filler are shown in Table 1.
<使用した無機フィラー>
・CT―03 堺化学工業株式会社製チタン酸カルシウム
・CZ―03 堺化学工業株式会社製ジルコン酸カルシウム
・BT-03 堺化学工業株式会社製チタン酸バリウム
・TA-300K 富士チタン工業株式会社製酸化チタン
・CT-03 Calcium titanate manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. ・CZ-03 Calcium zirconate manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. ・BT-03 Barium titanate manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. ・TA-300K Titanium oxide manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd.
Claims (11)
10GHzでの誘電正接が0.004以下である酸二無水物とジアミン化合物との縮合反応物と、10GHzでの誘電率が5以上の無機フィラーとからなり、
前記酸二無水物は、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、4,4’-オキジシフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物およびエステル基含有テトラカルボン酸二無水物から選ばれる1種以上とを含み、
前記ジアミン化合物は、パラフェニレンジアミンと、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼンおよび4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニルから選ばれる1種以上とを含む、ポリイミドフィルム。 The dielectric loss tangent at 10 GHz is 0.006 or less and the dielectric constant is 4 or more,
a condensation reaction product of an acid dianhydride and a diamine compound, the condensation reaction product having a dielectric loss tangent of 0.004 or less at 10 GHz, and an inorganic filler having a dielectric constant of 5 or more at 10 GHz,
the acid dianhydride comprises 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and one or more selected from 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride and ester group-containing tetracarboxylic dianhydride;
The diamine compound includes paraphenylenediamine and at least one selected from 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl .
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