JP6528578B2 - Polyimide resin and laminate - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、回路基板の絶縁部材として有用な新規ポリイミド樹脂に関する。 The present invention relates to a novel polyimide resin useful as, for example, an insulating member of a circuit board.
高分子材料は、加工が容易、軽量等の特性から身の回りのさまざまな製品に用いられている。1955年に米国デュポン社で開発されたポリイミド樹脂は、耐熱性に優れることから開発が進められてきた。以後、多くの研究者によって詳細な検討がなされ、耐熱性、寸法安定性、絶縁特性といった性能が有機物の中でもトップクラスの性能を示すことが明らかとなり、例えば、電子部品の絶縁材料等への適用が進められている。 Polymeric materials are used in various products around us because of their properties such as easy processing and light weight. A polyimide resin developed by DuPont in the United States in 1955 has been developed because of its excellent heat resistance. Since then, many researchers have conducted detailed studies, and it has become clear that the performances such as heat resistance, dimensional stability, and insulation properties show the top class performance among organic substances, and, for example, application to insulating materials of electronic parts Is in progress.
特許文献1には、金属箔およびポリイミド樹脂層を有する積層体が開示されている。また、ポリイミド樹脂層が、酸二無水物として無水ピロメリット酸を用い、ジアミンとして4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニルおよびビスアミノフェノキシベンゼンを用いたポリイミド樹脂を含有することが開示されている。さらに、積層体が、フレキシブルプリント配線板やHDD用サスペンションの製造に好適に用いられることが記載されている。 Patent Document 1 discloses a laminate having a metal foil and a polyimide resin layer. In addition, the polyimide resin layer contains a polyimide resin using pyromellitic anhydride as the acid dianhydride and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl and bisaminophenoxybenzene as the diamine. It is disclosed. Furthermore, it is described that a laminated body is suitably used for manufacture of a flexible printed wiring board and a suspension for HDD.
特許文献2には、導電性金属箔と、この導電性金属箔面に直接積層形成されたポリイミド樹脂層とを備えるポリイミド金属箔複合フィルムが開示されている。また、ポリイミド樹脂層が、酸二無水物として無水ピロメリット酸を用い、ジアミンとしてm−トリジンおよび2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンを用いたポリイミド樹脂を含有することが開示されている。さらに、ポリイミド金属箔複合フィルムが回路基板の材料であることが記載されている。
特許文献3には、導体上に塗工されて形成されたポリイミド系樹脂層を有する積層体が開示されている。また、ポリイミド系樹脂層が、ジアミンとして4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニルを用いたポリイミド樹脂を含有することが開示されている。さらに、積層体が、フレキシブルプリント配線板やHDD用サスペンション等に用いられることが記載されている。 Patent Document 3 discloses a laminate having a polyimide resin layer formed by coating on a conductor. It is also disclosed that the polyimide resin layer contains a polyimide resin using 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl as a diamine. Furthermore, it is described that a laminated body is used for a flexible printed wiring board, a suspension for HDD, etc.
酸二無水物として無水ピロメリット酸(PMDA)を用い、ジアミンとして4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル(TBHG)を用いたポリイミド樹脂は、線湿度膨張係数(Coefficient of liner Humidity Expansion、CHE)が低く、アルカリ系エッチング液に対するエッチングレート(Etレート)が高いという性質を有する。 A polyimide resin using pyromellitic anhydride (PMDA) as the acid dianhydride and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl (TBHG) as the diamine has a linear humidity expansion coefficient (Coefficient of liner Humidity) It has properties such as low expansion (CHE) and high etching rate (Et rate) to an alkaline etchant.
ポリイミド樹脂において、低CHEと高Etレートとは、トレードオフの関係にあることが多い。一般的には、CHEの低減には、水が吸着しにくい性質が求められるが、Etレートの向上には、水が吸着しやすい性質が求められるからである。PMDAおよびTBHGを用いたポリイミド樹脂は、低CHEおよび高Etレートを両立できる材料として有用である。 In polyimide resins, low CHE and high Et-rate are often in a trade-off relationship. Generally, the reduction of CHE is required to have the property that water does not easily adsorb, but the improvement of Et-rate is required to have the property that water can easily adsorb. Polyimide resins using PMDA and TBHG are useful as materials compatible with low CHE and high Et-rate.
一方、PMDAおよびTBHGを用いたポリイミド樹脂は、線熱膨張係数(Coefficient of liner Ther mal Expansion、CTE)が低いという性質を有する。そのため、例えば、金属層上にポリイミド樹脂層を配置した場合に、金属層のCTEと、ポリイミド樹脂層のCTEとの差が大きくなり、積層体に反りが発生しやすい。 On the other hand, polyimide resins using PMDA and TBHG have the property of low coefficient of linear thermal expansion (CTE). Therefore, for example, when the polyimide resin layer is disposed on the metal layer, the difference between the CTE of the metal layer and the CTE of the polyimide resin layer is large, and the laminate is easily warped.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEが向上した新規なポリイミド樹脂を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its main object is to provide a novel polyimide resin having an improved CTE while achieving both a low CHE and a high Et-rate.
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、特定のジアミンを特定の割合で添加することで、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEが向上することを見い出し、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive studies, and by adding a specific diamine at a specific ratio, CTE improves while achieving both low CHE and high Et-rate. To complete the present invention.
すなわち、本発明においては、式(1)および式(2)で表される構造単位を含有し、上記式(1)で表される構造単位の割合が、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、60mol%以上84mol%以下の範囲内であり、上記式(2)で表される構造単位の割合が、上記高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、16mol%以上35mol%以下の範囲内であることを特徴とするポリイミド樹脂を提供する。 That is, in the present invention, the structural units represented by the formula (1) and the formula (2) are contained, and the ratio of the structural unit represented by the above formula (1) is all the repetitions constituting the polymer skeleton. The ratio of the structural unit represented by the above formula (2) is within the range of 60 mol% or more and 84 mol% or less with respect to the unit, 16 mol% or more with respect to all the repeating units constituting the above-mentioned polymer skeleton Provided is a polyimide resin having a range of 35 mol% or less.
(式(1)において、A1は酸二無水物成分であり、A1の50mol%以上は式(i)で表される成分であり、R1およびR2は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、式(2)において、A2は酸二無水物成分であり、A2の50mol%以上は式(i)で表される成分である) (In Formula (1), A 1 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 1 is a component represented by Formula (i), and R 1 and R 2 each independently have 1 carbon atom The hydrocarbon group is 4 or less, and in the formula (2), A 2 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 2 is a component represented by the formula (i))
本発明によれば、式(1)および式(2)で表される構造単位を、所定の割合で含有するため、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEが向上したポリイミド樹脂とすることができる。 According to the present invention, since the structural units represented by the formulas (1) and (2) are contained at a predetermined ratio, a polyimide resin with improved CTE while achieving both low CHE and high Et-rate can do.
上記発明においては、上記式(i)で表される成分の割合が、上記高分子骨格を構成する全ての酸二無水物成分に対して、80mol%以上であることが好ましい。 In the said invention, it is preferable that the ratio of the component represented by the said Formula (i) is 80 mol% or more with respect to all the acid dianhydride components which comprise the said polymeric skeleton.
上記発明においては、ポリイミド樹脂が、式(3)で表される構造単位をさらに含有し、上記式(3)で表される構造単位の割合が、上記高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、1mol%以上10mol%以下の範囲内であることが好ましい。 In the above invention, the polyimide resin further contains the structural unit represented by the formula (3), and the proportion of the structural unit represented by the above formula (3) is all the repeating units constituting the above-mentioned polymer skeleton. Preferably, it is in the range of 1 mol% to 10 mol%.
(式(3)において、A3は酸二無水物成分であり、A3の50mol%以上は式(i)で表される成分である) (In Formula (3), A 3 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 3 is a component represented by Formula (i))
上記発明においては、上記ポリイミド樹脂が、ポリイミド樹脂を含有するポリイミド樹脂層と、上記ポリイミド樹脂層の少なくとも一方の表面に配置された金属層とを備える積層体の上記ポリイミド樹脂として用いられることが好ましい。 In the above invention, preferably, the polyimide resin is used as the polyimide resin of a laminate including a polyimide resin layer containing a polyimide resin and a metal layer disposed on at least one surface of the polyimide resin layer. .
また、本発明においては、ポリイミド樹脂を含有するポリイミド樹脂層と、上記ポリイミド樹脂層の少なくとも一方の表面に配置された金属層とを備える積層体であって、上記ポリイミド樹脂が、上述したポリイミド樹脂であることを特徴とする積層体を提供する。 Further, in the present invention, it is a laminate comprising a polyimide resin layer containing a polyimide resin and a metal layer disposed on at least one surface of the polyimide resin layer, wherein the polyimide resin is the above-mentioned polyimide resin To provide a laminate characterized in that
本発明によれば、上述したポリイミド樹脂を用いることで、熱および湿度による反りを抑制した積層体とすることができる。さらに、上述したポリイミド樹脂は、アルカリ系エッチング液に対するエッチングレートが高いため、ポリイミド樹脂層の加工が容易な積層体とすることができる。 According to the present invention, by using the above-described polyimide resin, it is possible to obtain a laminate in which warpage due to heat and humidity is suppressed. Furthermore, since the polyimide resin mentioned above has a high etching rate with respect to an alkaline etching solution, it can be made into a laminated body in which processing of a polyimide resin layer is easy.
上記発明においては、上記ポリイミド樹脂層の線熱膨張係数が、10ppm/℃以上30ppm/℃以下の範囲内であることが好ましい。 In the said invention, it is preferable that the linear thermal expansion coefficient of the said polyimide resin layer exists in the range of 10 ppm / degrees C or more and 30 ppm / degrees C or less.
上記発明においては、上記ポリイミド樹脂層の線湿度膨張係数が、15ppm/%RH以下であることが好ましい。 In the said invention, it is preferable that the linear humidity expansion coefficient of the said polyimide resin layer is 15 ppm /% RH or less.
上記発明においては、上記ポリイミド樹脂層のエッチングレートが、11μm/分以上であることが好ましい。 In the above invention, the etching rate of the polyimide resin layer is preferably 11 μm / min or more.
上記発明においては、上記金属層が、ステンレス鋼または銅であることが好ましい。 In the above invention, the metal layer is preferably stainless steel or copper.
上記発明においては、上記積層体が、上記ポリイミド樹脂層の両面に上記金属層を備え、一方の上記金属層がステンレス鋼であり、他方の上記金属層が銅であることが好ましい。 In the above-mentioned invention, it is preferable that the above-mentioned layered product equips the both sides of the above-mentioned polyimide resin layer with the above-mentioned metal layer, one above-mentioned metal layer is stainless steel, and the other above-mentioned metal layer is copper.
上記発明においては、上記銅である上記金属層が、PVD法および湿式めっき法の少なくとも一方によって形成されていることが好ましい。 In the above invention, it is preferable that the metal layer which is the copper is formed by at least one of a PVD method and a wet plating method.
上記発明においては、上記銅である上記金属層が、上記ポリイミド樹脂層側から、PVD法および電解めっき法によって形成されていることが好ましい。 In the above-mentioned invention, it is preferable that the above-mentioned metal layer which is the above-mentioned copper is formed from the above-mentioned polyimide resin layer side by PVD method and electrolytic plating method.
上記発明においては、上記積層体が、パターン状の上記金属層を備える回路基板であることが好ましい。 In the said invention, it is preferable that the said laminated body is a circuit board provided with the said metal layer of pattern shape.
上記発明においては、上記回路基板が、HDD用サスペンション基板であることが好ましい。 In the above invention, the circuit board is preferably a suspension board for HDD.
本発明のポリイミド樹脂は、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEの向上を図ることができるという効果を奏する。 The polyimide resin of the present invention has an effect that CTE can be improved while achieving both low CHE and high Et-rate.
以下、本発明のポリイミド樹脂および積層体について、詳細に説明する。 Hereinafter, the polyimide resin and the laminate of the present invention will be described in detail.
A.ポリイミド樹脂
本発明のポリイミド樹脂は、式(1)および式(2)で表される構造単位を含有し、上記式(1)で表される構造単位の割合が、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、60mol%以上84mol%以下の範囲内であり、上記式(2)で表される構造単位の割合が、上記高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、16mol%以上35mol%以下の範囲内であることを特徴とする。
A. Polyimide Resin The polyimide resin of the present invention contains the structural units represented by the formula (1) and the formula (2), and the ratio of the structural units represented by the above formula (1) is all constituting the polymer skeleton The ratio of the structural unit represented by the above-mentioned formula (2) is within the range of 60 mol% or more and 84 mol% or less with respect to the repeating units of 16% with respect to all repeating units constituting the above-mentioned polymer skeleton. % Or more and 35 mol% or less.
本発明によれば、式(1)および式(2)で表される構造単位を、所定の割合で含有するため、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEが向上したポリイミド樹脂とすることができる。上述したように、酸二無水物として無水ピロメリット酸(PMDA)を用い、ジアミンとして4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル(TBHG)を用いたポリイミド樹脂は、CHEが低く、Etレートが高いという性質を有する。しかしながら、このポリイミド樹脂は、CTEが低く、そのため、例えば、金属層上にポリイミド樹脂層を配置した場合に、金属層のCTEと、ポリイミド樹脂層のCTEとの差が大きくなり、積層体に反りが発生しやすい。これに対して、本発明においては、ジアミンとして、TBHGと、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(3,4’−DPE)とを所定の割合で組み合わせることで、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEの向上を図ることができる。 According to the present invention, since the structural units represented by the formulas (1) and (2) are contained at a predetermined ratio, a polyimide resin with improved CTE while achieving both low CHE and high Et-rate can do. As described above, a polyimide resin using pyromellitic anhydride (PMDA) as the acid dianhydride and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl (TBHG) as the diamine has a low CHE, It has the property that the Et rate is high. However, this polyimide resin has a low CTE. Therefore, for example, when the polyimide resin layer is disposed on the metal layer, the difference between the CTE of the metal layer and the CTE of the polyimide resin layer becomes large, and the laminate is warped. Is easy to occur. On the other hand, in the present invention, by combining TBHG and 3,4'-diaminodiphenyl ether (3,4'-DPE) as a diamine in a predetermined ratio, compatibility between low CHE and high Et-rate is achieved. It is possible to improve CTE while planning.
本発明のポリイミド樹脂は、式(1)で表される構造単位を有する。 The polyimide resin of the present invention has a structural unit represented by the formula (1).
式(1)において、A1は酸二無水物成分であり、A1の50mol%以上は式(i)で表される成分である。すなわち、A1の主成分は、PMDA成分である。A1におけるPMDA成分の割合は、70mol%以上であっても良く、90mol%以上であっても良い。PMDA成分以外の酸二無水物成分は、特に限定されるものではなく、公知のテトラカルボン酸二無水物を用いた成分であれば良い。 In Formula (1), A 1 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 1 is a component represented by Formula (i). That is, the main component of A 1 is the PMDA component. The ratio of the PMDA component in A 1 may be 70 mol% or more, or 90 mol% or more. The acid dianhydride component other than the PMDA component is not particularly limited as long as it is a component using a known tetracarboxylic acid dianhydride.
公知のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ジフェニルスルフォンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビフタル酸無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物等を挙げることができる。 Examples of known tetracarboxylic acid dianhydrides include 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-biphthalic anhydride, 4,4 ' -Oxydiphthalic anhydride etc. can be mentioned.
また、式(1)におけるR1およびR2は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下の炭化水素基である。炭化水素基は、飽和炭化水素基であっても良く、不飽和炭化水素基であっても良い。R1およびR2としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。 Further, R 1 and R 2 in the formula (1) are each independently a hydrocarbon group having 1 or more and 4 or less carbon atoms. The hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. As R 1 and R 2 , for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, i-butyl group, t-butyl group etc. may be mentioned it can.
また、式(1)で表される構造単位の割合が、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、通常、60mol%以上84mol%以下の範囲内であり、65mol%以上80mol%以下の範囲内であっても良い。式(1)で表される構造単位の割合が多すぎると、CTEが十分に向上しない可能性があり、式(1)で表される構造単位の割合が少なすぎると、低CHEおよび高Etレートの両立を図ることが困難になる可能性がある。 In addition, the ratio of the structural unit represented by the formula (1) is usually in the range of 60 mol% or more and 84 mol% or less and 65 mol% or more and 80 mol% or less based on all repeating units constituting the polymer skeleton. It may be in the range of If the proportion of structural units represented by the formula (1) is too large, the CTE may not be sufficiently improved, and if the proportion of structural units represented by the formula (1) is too small, low CHE and high Et It may be difficult to balance rates.
本発明のポリイミド樹脂は、式(2)で表される構造単位を有する。 The polyimide resin of the present invention has a structural unit represented by Formula (2).
式(2)において、A2は酸二無水物成分であり、A2の50mol%以上は式(i)で表される成分である。すなわち、A2の主成分は、PMDA成分である。A2におけるPMDA成分の割合は、70mol%以上であっても良く、90mol%以上であっても良い。PMDA成分以外の酸二無水物成分は、特に限定されるものではなく、公知のテトラカルボン酸二無水物を用いた成分であれば良い。 In Formula (2), A 2 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 2 is a component represented by Formula (i). That is, the main component of the A 2 are PMDA component. Ratio of PMDA components in A 2 may be more than 70 mol%, may be more than 90 mol%. The acid dianhydride component other than the PMDA component is not particularly limited as long as it is a component using a known tetracarboxylic acid dianhydride.
また、式(2)で表される構造単位の割合は、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、通常、16mol%以上35mol%以下の範囲内であり、20mol%以上35mol%以下の範囲内であっても良い。式(2)で表される構造単位の割合が多すぎると、低CHEおよび高Etレートの両立を図ることが困難になる可能性があり、式(2)で表される構造単位の割合が少なすぎるとCTEが十分に向上しない可能性がある。 Further, the proportion of the structural unit represented by the formula (2) is usually in the range of 16 mol% to 35 mol%, and 20 mol% to 35 mol%, with respect to all the repeating units constituting the polymer skeleton. It may be in the range of If the proportion of structural units represented by the formula (2) is too large, it may be difficult to achieve both low CHE and high Et-rate, and the proportion of structural units represented by the formula (2) is If the amount is too small, the CTE may not be sufficiently improved.
本発明のポリイミド樹脂は、式(1)および式(2)で表される構造単位を、所定の割合で含有する。一方、本発明のポリイミド樹脂は、式(1)および式(2)で表される構造単位以外に、他の構造単位を一種類または二種類以上含有していても良い。他の構造単位における酸二無水物成分およびジアミン成分は、公知の任意の成分であれば良く、特に限定されない。すなわち、公知のテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを任意に用いることができる。 The polyimide resin of this invention contains the structural unit represented by Formula (1) and Formula (2) by a predetermined | prescribed ratio. On the other hand, the polyimide resin of the present invention may contain one or two or more other structural units in addition to the structural units represented by Formula (1) and Formula (2). The acid dianhydride component and the diamine component in other structural units may be any known components and are not particularly limited. That is, known tetracarboxylic acid dianhydrides and diamines can be optionally used.
なお、公知のテトラカルボン酸二無水物については、上述した通りである。また、公知のジアミンとしては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−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、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス〔2−(4−アミノフェニル)−2−プロピル〕ベンゼン、1,4−ビス〔2−(4−アミノフェニル)−2−プロピル〕ベンゼン、2,2-ビス〔(4−アミノフェノキシ)メチル〕プロパン、2,2−ビス〔(4−アミノフェノキシ)メチル〕プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−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)ジフェニルスルホン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイルオキシ)プロパン等を挙げることができる。 The known tetracarboxylic acid dianhydride is as described above. Also, as known diamines, for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 4,4'-diaminodiphenylether, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 1 , 3-bis [2- (4-aminophenyl) -2-propyl] benzene, 1,4-bis [2- (4-aminophenyl) -2-propyl] benzene, 2,2-bis [(4- Aminophenoxy) methyl] propane, 2,2-bis [(4-aminophenoxy) methyl] propane, 1,3-biphenyl (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) diphenyl sulfone, 1 And 3-bis (4-aminobenzoyloxy) propane etc. can be mentioned.
本発明のポリイミド樹脂は、必要に応じて、式(3)で表される構造単位を有していても良い。例えば、金属層との密着性が高いポリイミド樹脂とすることができる。 The polyimide resin of this invention may have a structural unit represented by Formula (3) as needed. For example, a polyimide resin having high adhesion to a metal layer can be used.
式(3)において、A3は酸二無水物成分であり、A3の50mol%以上は式(i)で表される成分である。すなわち、A3の主成分は、PMDA成分である。A3におけるPMDA成分の割合は、70mol%以上であっても良く、90mol%以上であっても良い。PMDA成分以外の酸二無水物成分は、特に限定されるものではなく、公知のテトラカルボン酸二無水物を用いた成分であれば良い。 In the formula (3), A 3 is an acid dianhydride component, or 50 mol% of A 3 is a component represented by the formula (i). That is, the main component of the A 3 is PMDA component. Ratio of PMDA components in A 3 may be more than 70 mol%, may be more than 90 mol%. The acid dianhydride component other than the PMDA component is not particularly limited as long as it is a component using a known tetracarboxylic acid dianhydride.
また、式(3)で表される構造単位の割合は、特に限定されないが、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、例えば、1mol%以上10mol%以下の範囲内である。式(3)で表される構造単位の割合が多すぎると、低CHEおよび高Etレートの両立を図ることが困難になる可能性があり、式(3)で表される構造単位の割合が少なすぎると密着性が十分に向上しない可能性がある。 Moreover, the ratio of the structural unit represented by Formula (3) is although it does not specifically limit, For example, it is in the range of 1 mol% or more and 10 mol% or less with respect to all the repeating units which comprise polymer backbone. If the proportion of structural units represented by the formula (3) is too large, it may be difficult to achieve both low CHE and high Et-rate, and the proportion of structural units represented by the formula (3) is If the amount is too small, adhesion may not be sufficiently improved.
本発明のポリイミド樹脂は、通常、酸二無水物成分として、式(i)で表される成分、すなわちPMDA成分を主成分として含有する。PMDA成分は、高分子骨格を構成する全ての酸二無水物成分に対して、50%以上であることが好ましく、80mol%以上であることがより好ましい。また、ポリイミド樹脂における酸二無水物成分が、全てPMDA成分であっても良い。原料であるPMDAは、以下の構造を有する。また、PMDA以外の酸二無水物として、公知のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。 The polyimide resin of the present invention usually contains, as an acid dianhydride component, a component represented by Formula (i), that is, a PMDA component as a main component. The PMDA component is preferably 50% or more, and more preferably 80 mol% or more, with respect to all the acid dianhydride components constituting the polymer skeleton. In addition, all acid dianhydride components in the polyimide resin may be PMDA components. The raw material PMDA has the following structure. Moreover, well-known tetracarboxylic dianhydride can be used as acid dianhydride other than PMDA.
なお、式(1)〜(3)で表される構造単位を構成するジアミンは、それぞれ、以下の構造を有する。 In addition, the diamine which comprises the structural unit represented by Formula (1)-(3) has the following structures, respectively.
本発明のポリイミド樹脂の重量平均分子量は、例えば、3,000以上1,000,000以下の範囲内であることが好ましく、15,000以上150,000以下の範囲内であることがより好ましい。重量平均分子量が低すぎると、例えば、ポリイミド樹脂をフィルムとした場合に十分な強度が得られない可能性がある。重量平均分子量が高すぎると、ポリイミド前駆体組成物の粘度が上昇し、ポリイミド前駆体の溶解性も低下するため、例えば、ポリイミド樹脂をフィルムとした場合に、平滑な表面を形成できない可能性がある。重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ−(GPC)によるポリスチレン換算の値のことをいう。 The weight average molecular weight of the polyimide resin of the present invention is, for example, preferably in the range of 3,000 or more and 1,000,000 or less, and more preferably in the range of 15,000 or more and 150,000 or less. When the weight average molecular weight is too low, for example, when a polyimide resin is used as a film, sufficient strength may not be obtained. If the weight average molecular weight is too high, the viscosity of the polyimide precursor composition will increase and the solubility of the polyimide precursor will also decrease, so for example, when a polyimide resin is used as a film, it may not be possible to form a smooth surface. is there. The weight average molecular weight refers to a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).
本発明のポリイミド樹脂は、ランダム重合体であっても良く、ブロック重合体であっても良く、交互重合体であっても良い。また、本発明のポリイミド樹脂は、添加剤をさらに含有していても良い。添加剤としては、感光剤、フィラー、酸化防止剤、接着性付与剤、界面活性剤等を挙げることができる。 The polyimide resin of the present invention may be a random polymer, a block polymer or an alternating polymer. The polyimide resin of the present invention may further contain an additive. Examples of the additive include photosensitizers, fillers, antioxidants, adhesion imparting agents, surfactants and the like.
感光剤としては、例えば、ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物、ミヒラーケトン、ジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインモノメチルエーテル、チオキサントン等を挙げることができる。フィラーとしては、例えば、グラファイト、テフロン(登録商標)、アルミナ、有機繊維、ガラス繊維、カーボン繊維等を挙げることができる。酸化防止剤としては、例えば、亜リン酸塩類、亜ホスホン酸エステル類、ヒンダードフェノール、スチレン化フェノール等を挙げることができる。 Examples of the photosensitizer include naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compounds, Michler's ketone, diethylaminobenzophenone, benzoin monomethyl ether, thioxanthone and the like. Examples of the filler include graphite, Teflon (registered trademark), alumina, organic fibers, glass fibers, carbon fibers and the like. Examples of the antioxidant include phosphites, phosphonites, hindered phenols, styrenated phenols and the like.
接着性付与剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、尿素プロピルトリエトキシシラン、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n−プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n−ブチルフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert−ブチルフェニルシランジオール等を挙げることができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル等を挙げることができる。 As the adhesion promoter, for example, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, ureapropyltriethoxysilane, methylphenylsilanediol, ethylphenylsilanediol, n -Propylphenylsilanediol, isopropylphenylsilanediol, n-butylphenylsilanediol, isobutylphenylsilanediol, tert-butylphenylsilanediol and the like can be mentioned. As surfactant, polyoxyethylene uralyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether etc. can be mentioned, for example.
本発明のポリイミド樹脂の形状は、特に限定されないが、例えば、層状、粒子状等を挙げることができる。層状のポリイミド樹脂は、CTE、CHE、エッチングレートが「B.積層体」に記載する所定の範囲内にあることが好ましい。 The shape of the polyimide resin of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include layers and particles. The layered polyimide resin preferably has CTE, CHE, and an etching rate within a predetermined range described in “B. Laminate”.
本発明のポリイミド樹脂の用途は、例えば、絶縁部材としての用途を挙げることができる。また、本発明のポリイミド樹脂を適用可能な物品としては、例えば、回路基板、カラーフィルタ、反射防止膜、ホログラム、建築材料、塗料、印刷インキ等を挙げることができる。特に、本発明のポリイミド樹脂は、後述する積層体のポリイミド樹脂として用いられることが好ましい。金属層のCTEと、ポリイミド樹脂層のCTEとの差が小さくなり、積層体に反りが発生することを抑制できるからである。 Examples of uses of the polyimide resin of the present invention include uses as an insulating member. Moreover, as an article which can apply the polyimide resin of this invention, a circuit board, a color filter, an anti-reflective film, a hologram, a construction material, a coating material, printing ink etc. can be mentioned, for example. In particular, the polyimide resin of the present invention is preferably used as a polyimide resin of a laminate to be described later. This is because the difference between the CTE of the metal layer and the CTE of the polyimide resin layer is reduced, and the occurrence of warpage in the laminate can be suppressed.
また、本発明においては、上述したポリイミド樹脂の前駆体組成物を提供することもできる。具体的には、式(4)および式(5)で表される構造単位を含有し、上記式(4)で表される構造単位の割合が、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、60mol%以上84mol%以下の範囲内であり、上記式(5)で表される構造単位の割合が、上記高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、16mol%以上35mol%以下の範囲内であるポリイミド前駆体を含有することを特徴とするポリイミド前駆体組成物を提供できる。なお、ポリイミド前駆体は、いわゆるポリアミック酸に該当する。 In the present invention, the precursor composition of the polyimide resin described above can also be provided. Specifically, the structural units represented by the formulas (4) and (5) are contained, and the ratio of the structural units represented by the above-mentioned formula (4) is to all repeating units constituting the polymer skeleton. To the contrary, the proportion of the structural unit represented by the above formula (5) is within the range of 60 mol% or more and 84 mol% or less and is 16 mol% or more and 35 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer skeleton The polyimide precursor composition characterized by including the polyimide precursor which is in the following range can be provided. The polyimide precursor corresponds to a so-called polyamic acid.
式(4)において、B1は酸二無水物成分であり、B1の50mol%以上は式(ii)で表される成分であり、R1およびR2は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下の炭化水素基である。式(5)において、B2は酸二無水物成分であり、B2の50mol%以上は式(ii)で表される成分である。すなわち、B1およびB2の主成分は、PMDA成分である。B1およびB2におけるPMDA成分の割合は、それぞれ独立に、70mol%以上であっても良く、90mol%以上であっても良い。PMDA成分以外の酸二無水物成分は、特に限定されるものではなく、公知のテトラカルボン酸二無水物を用いた成分であれば良い。また、式(4)におけるR1およびR2は、上述した式(1)におけるR1およびR2と同様である。 In formula (4), B 1 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of B 1 is a component represented by formula (ii), and R 1 and R 2 each independently have 1 or more carbon atoms 4 or less hydrocarbon group. In the formula (5), B 2 is an acid dianhydride component, 50 mol% or more of B 2 is a component represented by formula (ii). That is, the main components of B 1 and B 2 are PMDA components. The proportion of the PMDA component in B 1 and B 2 may be independently 70 mol% or more, or 90 mol% or more. The acid dianhydride component other than the PMDA component is not particularly limited as long as it is a component using a known tetracarboxylic acid dianhydride. Further, R 1 and R 2 in the formula (4) is the same as R 1 and R 2 in Formula (1) described above.
ポリイミド前駆体は、式(4)および式(5)で表される構造単位を、所定の割合で含有する。一方、ポリイミド前駆体は、式(4)および式(5)で表される構造単位以外に、他の構造単位をさらに含有していても良い。他の構造単位における酸二無水物成分およびジアミン成分は、公知の任意の成分であれば良く、特に限定されない。すなわち、公知のテトラカルボン酸二無水物およびジアミンを任意に用いることができる。なお、他の構造単位は、一種類であっても良く、二種類以上であっても良い。 The polyimide precursor contains the structural units represented by Formula (4) and Formula (5) in a predetermined ratio. On the other hand, the polyimide precursor may further contain other structural units in addition to the structural units represented by Formula (4) and Formula (5). The acid dianhydride component and the diamine component in other structural units may be any known components and are not particularly limited. That is, known tetracarboxylic acid dianhydrides and diamines can be optionally used. The other structural unit may be of one type or of two or more types.
また、ポリイミド前駆体は、必要に応じて、式(6)で表される構造単位を有していても良い。さらに、式(6)で表される構造単位の割合が、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、1mol%以上10mol%以下の範囲内であることが好ましい。 Moreover, the polyimide precursor may have a structural unit represented by Formula (6) as needed. Furthermore, it is preferable that the ratio of the structural unit represented by Formula (6) exists in the range of 1 mol% or more and 10 mol% or less with respect to all the repeating units which comprise polymer backbone.
式(6)において、B3は酸二無水物成分であり、B3の50mol%以上は式(ii)で表される成分である。すなわち、B3の主成分は、PMDA成分である。B3におけるPMDA成分の割合は、70mol%以上であっても良く、90mol%以上であっても良い。PMDA成分以外の酸二無水物成分は、特に限定されるものではなく、公知のテトラカルボン酸二無水物を用いた成分であれば良い。 In the formula (6), B 3 is an acid dianhydride component, 50 mol% or more of B 3 is a component represented by formula (ii). That is, the main component of B 3 is PMDA component. Ratio of PMDA components in B 3 may be more than 70 mol%, may be more than 90 mol%. The acid dianhydride component other than the PMDA component is not particularly limited as long as it is a component using a known tetracarboxylic acid dianhydride.
ポリイミド前駆体組成物は、ポリイミド前駆体の他に、有機溶媒を含有することが好ましい。有機溶媒としては、例えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の極性溶媒を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体組成物を乾燥することで有機溶媒を除去し、さらに、ポリイミド前駆体を硬化(イミド化)することで、ポリイミド樹脂が得られる。乾燥温度は、例えば、50℃以上である。硬化の熱処理温度は、例えば、200℃以上である。 The polyimide precursor composition preferably contains an organic solvent in addition to the polyimide precursor. Examples of the organic solvent include polar solvents such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, and N, N-dimethylformamide. In addition, the organic solvent is removed by drying the polyimide precursor composition, and the polyimide precursor is cured (imidized) to obtain a polyimide resin. The drying temperature is, for example, 50 ° C. or more. The heat treatment temperature for curing is, for example, 200 ° C. or more.
B.積層体
図1は、本発明の積層体の一例を示す概略断面図である。図1に示す積層体10は、金属層1と、金属層1上に配置されたポリイミド樹脂層2とを備える。図1では、ポリイミド樹脂層2の一方の表面に金属層1が配置されているが、ポリイミド樹脂層2の両面に金属層1が配置されていても良い。具体的には、図2に示すように、積層体10が、第一金属層1aと、第一金属層1a上に配置されたポリイミド樹脂層2と、ポリイミド樹脂層2上に形成された第二金属層1bとを備えていても良い。本発明においては、ポリイミド樹脂層2が、上述したポリイミド樹脂を含有することを特徴とする。
B. Laminate FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the laminate of the present invention. A laminate 10 shown in FIG. 1 includes a metal layer 1 and a
本発明によれば、上述したポリイミド樹脂を用いることで、熱および湿度による反りを抑制した積層体とすることができる。さらに、上述したポリイミド樹脂は、アルカリ系エッチング液に対するエッチングレートが高いため、ポリイミド樹脂層の加工が容易な積層体とすることができる。
以下、本発明の積層体について、構成ごとに説明する。
According to the present invention, by using the above-described polyimide resin, it is possible to obtain a laminate in which warpage due to heat and humidity is suppressed. Furthermore, since the polyimide resin mentioned above has a high etching rate with respect to an alkaline etching solution, it can be made into a laminated body in which processing of a polyimide resin layer is easy.
Hereinafter, the layered product of the present invention is explained for every composition.
1.ポリイミド樹脂層
本発明におけるポリイミド樹脂層は、上記「A.ポリイミド樹脂」に記載したポリイミド樹脂を含有する層である。ポリイミド樹脂層における上記ポリイミド樹脂の含有量は、例えば、80重量%以上であり、90重量%以上であることが好ましい。
1. Polyimide resin layer The polyimide resin layer in the present invention is a layer containing the polyimide resin described in the above "A. polyimide resin". The content of the polyimide resin in the polyimide resin layer is, for example, 80% by weight or more, and preferably 90% by weight or more.
ポリイミド樹脂層の線熱膨張係数(CTE)は、例えば、10ppm/℃以上であり、11ppm/℃以上であっても良い。一方、ポリイミド樹脂層のCTEは、例えば、30ppm/℃以下であり、25ppm/℃以下であっても良く、22ppm/℃以下であっても良い。 The linear thermal expansion coefficient (CTE) of the polyimide resin layer is, for example, 10 ppm / ° C. or more, and may be 11 ppm / ° C. or more. On the other hand, the CTE of the polyimide resin layer is, for example, 30 ppm / ° C. or less, may be 25 ppm / ° C. or less, or 22 ppm / ° C. or less.
CTEは、以下の方法で測定できる。まず、積層体からポリイミド樹脂層を分離する。分離方法としては、例えば、積層体から金属層をエッチングにより除去する方法、金属層およびポリイミド樹脂を物理的に剥離する方法等が挙げられる。次に、得られたポリイミド樹脂層を、幅5mm×長さ18mmに切断し、評価サンプルとする。評価サンプルに対して、熱機械分析装置(例えばTMA60(島津製作所製))を用いてCTEを測定する。測定条件は、昇温速度を10℃/分、引張り加重を9gとし、100℃以上150℃以下の範囲内の平均値をCTEとする。 CTE can be measured by the following method. First, the polyimide resin layer is separated from the laminate. Examples of the separation method include a method of removing the metal layer from the laminate by etching, a method of physically peeling the metal layer and the polyimide resin, and the like. Next, the obtained polyimide resin layer is cut into a width of 5 mm and a length of 18 mm to obtain an evaluation sample. The CTE of the evaluation sample is measured using a thermomechanical analyzer (for example, TMA 60 (manufactured by Shimadzu Corporation)). Measurement conditions are a temperature rising rate of 10 ° C./min, a tensile weight of 9 g, and an average value in a range of 100 ° C. to 150 ° C. as CTE.
ポリイミド樹脂層のCTEと、金属層のCTEとの差は、例えば、8ppm/℃以下であることが好ましく、5ppm/℃以下であることがより好ましい。 The difference between the CTE of the polyimide resin layer and the CTE of the metal layer is, for example, preferably 8 ppm / ° C. or less, more preferably 5 ppm / ° C. or less.
ポリイミド樹脂層の線湿度膨張係数(CHE)は、例えば、15ppm/%RH以下であることが好ましく、9.9ppm/%RH以下であることがより好ましく、9.0ppm/%RH以下であることがさらに好ましい。なお、ポリイミド樹脂層のCHEの下限は、0ppm/%RHである。 The linear humidity expansion coefficient (CHE) of the polyimide resin layer is, for example, preferably 15 ppm /% RH or less, more preferably 9.9 ppm /% RH or less, and 9.0 ppm /% RH or less Is more preferred. The lower limit of CHE of the polyimide resin layer is 0 ppm /% RH.
CHEは、以下の方法で測定できる。まず、積層体からポリイミド樹脂層を分離する。分離方法としては、例えば、積層体から金属層をエッチングにより除去する方法、金属層およびポリイミド樹脂を物理的に剥離する方法等が挙げられる。次に、得られたポリイミド樹脂層を、幅5mm×長さ20mmに切断し、評価サンプルとする。評価サンプルに対して、湿度可変機械分析装置(例えばThermo Plus TMA8310(リガク社製))を用いてCHEを測定する。測定条件は、温度を25℃で一定とし、湿度を15%RHの環境下で、サンプルが安定になるまで、30分以上サンプルを保持する。次に、湿度を20%RHとし、サンプルが安定になるまで、30分以上サンプルを保持する。その後、湿度を50%RHとし、サンプルを安定させる。湿度50%RHで安定したサンプルの長さと、湿度20%RHで安定したサンプル長さとの差を、湿度の変化(この場合50−20の30)で割り、その値をサンプル長で割った値をCHEとする。なお、測定の際、引張り加重を5gとする。 CHE can be measured by the following method. First, the polyimide resin layer is separated from the laminate. Examples of the separation method include a method of removing the metal layer from the laminate by etching, a method of physically peeling the metal layer and the polyimide resin, and the like. Next, the obtained polyimide resin layer is cut into a width of 5 mm and a length of 20 mm to obtain an evaluation sample. The CHE is measured on the evaluation sample using a variable humidity mechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA 8310 (manufactured by RIGAKU Co., Ltd.)). Measurement conditions are such that the temperature is kept constant at 25 ° C. and the humidity is maintained at 15% RH for 30 minutes or more until the sample becomes stable. The humidity is then 20% RH and the sample is held for at least 30 minutes until the sample is stable. Thereafter, the humidity is set to 50% RH to stabilize the sample. The difference between the sample length stabilized at 50% RH and the sample length stabilized at 20% RH divided by the change in humidity (in this case 50-20 30) divided by the sample length And CHE. In the measurement, the tensile weight is 5 g.
ポリイミド樹脂層のエッチングレートは、例えば、11μm/分以上であることが好ましく、14μm/分以上であることがより好ましい。一方、ポリイミド樹脂層のエッチングレートは、例えば、90μm/分以下であり、60μm/分以下であることが好ましく、30μm/分以下であることがより好ましい。エッチングレートは、エッチング液として、水酸化カリウム、モノエタノールアミンおよび水を、水酸化カリウム:モノエタノールアミン:水=1:1:1の重量比で混合した溶液を用い、液温75℃の条件で測定した場合の値である。 The etching rate of the polyimide resin layer is, for example, preferably 11 μm / min or more, and more preferably 14 μm / min or more. On the other hand, the etching rate of the polyimide resin layer is, for example, 90 μm / min or less, preferably 60 μm / min or less, and more preferably 30 μm / min or less. The etching rate is a condition in which potassium hydroxide, monoethanolamine and water are mixed at a weight ratio of potassium hydroxide: monoethanolamine: water = 1: 1: 1 as an etching solution, and the condition of the solution temperature is 75 ° C. It is a value at the time of measuring by.
ポリイミド樹脂層は、単層構造であっても良く、複層構造であっても良い。前者の場合、ポリイミド樹脂層は、金属層上に直接配置されていることが好ましい。後者の場合、ポリイミド樹脂層を構成する複数の層の少なくとも一つの層が、上述したポリイミド樹脂を含有していれば良い。後者の一例としては、上述したポリイミド樹脂を含有するコア層と、コア層の少なくとも一方の表面に配置され、金属層に対する接着性がコア層よりも高い接着層とを有するポリイミド樹脂層を挙げることができる。コア層の一方の表面のみに接着層が配置されていても良く、コア層の両面に接着層が配置されていても良い。接着層に含まれるポリイミド樹脂は、金属層に対する接着性がコア層よりも高い接着層が得られるように、適宜選択される。 The polyimide resin layer may have a single layer structure or a multilayer structure. In the former case, the polyimide resin layer is preferably disposed directly on the metal layer. In the latter case, at least one layer of the plurality of layers constituting the polyimide resin layer may contain the polyimide resin described above. As an example of the latter, mention is made of a polyimide resin layer having a core layer containing the above-mentioned polyimide resin and an adhesive layer disposed on at least one surface of the core layer and having higher adhesion to the metal layer than the core layer. Can. The adhesive layer may be disposed on only one surface of the core layer, or may be disposed on both sides of the core layer. The polyimide resin contained in the adhesive layer is appropriately selected so as to obtain an adhesive layer having higher adhesion to the metal layer than the core layer.
ポリイミド樹脂層の厚さは、積層体の用途によって異なるが、例えば5μm以上30μm以下の範囲内であり、5μm以上15μm以下の範囲内であることが好ましい。 Although the thickness of a polyimide resin layer changes with uses of a laminated body, it exists in the range of 5 micrometers-30 micrometers, for example, and it is preferable to exist in the range of 5 micrometers-15 micrometers.
2.金属層
本発明における金属層は、ポリイミド樹脂層の少なくとも一方の表面に配置される層である。金属層の材料は、導電性を有する材料であることが好ましく、例えば、ステンレス鋼、銅、ニッケル、アルミニウム、および、これらの任意の合金等が挙げられる。なお、例えば、「金属層が銅である」とは、金属層の材料が、銅、または、銅を主成分とする合金であることをいう。他の材料についても同様である。
2. Metal Layer The metal layer in the present invention is a layer disposed on at least one surface of the polyimide resin layer. The material of the metal layer is preferably a material having conductivity, and examples thereof include stainless steel, copper, nickel, aluminum, and any alloy thereof. For example, “the metal layer is copper” means that the material of the metal layer is copper or an alloy containing copper as a main component. The same applies to other materials.
また、金属層は、めっき法により得られる金属層であっても良く、金属を圧延して得られる金属層であっても良い。めっき法は、乾式めっき法であっても良く、湿式めっき法であっても良い。乾式めっき法としては、例えば、スパッタリング等のPVD法を挙げることができる。一方、湿式めっき法としては、通常、電解めっき法および無電解めっき法が挙げられる。本発明においては、銅である金属層が、PVD法および湿式めっき法の少なくとも一方によって形成されていることが好ましい。特に、銅である金属層が、ポリイミド樹脂層側から、PVD法および電解めっき法によって形成されていることが好ましい。この場合、スパッタリング法等のPVD法により、ポリイミド樹脂層の表面にシード層を形成し、次に、電解めっき法により、シード層から銅を析出させる。シード層の材料としては、例えば、銅、クロム、ニッケル等を挙げることができる。 The metal layer may be a metal layer obtained by a plating method, or may be a metal layer obtained by rolling a metal. The plating method may be a dry plating method or a wet plating method. As a dry plating method, PVD methods, such as sputtering, can be mentioned, for example. On the other hand, as a wet plating method, an electrolytic plating method and an electroless plating method are usually mentioned. In the present invention, the metal layer which is copper is preferably formed by at least one of PVD and wet plating. In particular, it is preferable that the metal layer which is copper is formed by the PVD method and the electrolytic plating method from the polyimide resin layer side. In this case, a seed layer is formed on the surface of the polyimide resin layer by a PVD method such as sputtering, and then copper is deposited from the seed layer by electrolytic plating. As a material of a seed layer, copper, chromium, nickel etc. can be mentioned, for example.
本発明における金属層は、ポリイミド樹脂層の少なくとも一方の表面に配置される層である。金属層は、ポリイミド樹脂層の一方の表面のみに形成されていても良く、ポリイミド樹脂層の両面に形成されていても良い。後者の場合、ポリイミド樹脂層の両面に形成される金属層は、それぞれ、同じ材料であっても良く、異なる材料であっても良い。特に、本発明においては、一方の金属層(第一金属層)がステンレス鋼であり、他方の金属層(第二金属層)が銅であることが好ましい。回路基板として有用な積層体とすることができるからである。 The metal layer in the present invention is a layer disposed on at least one surface of the polyimide resin layer. The metal layer may be formed only on one surface of the polyimide resin layer, or may be formed on both sides of the polyimide resin layer. In the latter case, the metal layers formed on both sides of the polyimide resin layer may be the same material or different materials. In particular, in the present invention, it is preferable that one metal layer (first metal layer) is stainless steel and the other metal layer (second metal layer) is copper. This is because a laminate useful as a circuit board can be obtained.
金属層の線熱膨張係数(CTE)は、金属層の材料によって異なるが、例えば10ppm/℃以上30ppm/℃以下の範囲内であることが好ましく、14ppm/℃以上20ppm/℃以下の範囲内であることがより好ましい。 The linear thermal expansion coefficient (CTE) of the metal layer varies depending on the material of the metal layer, but is preferably in the range of 10 ppm / ° C. to 30 ppm / ° C., for example, and in the range of 14 ppm / ° C. to 20 ppm / ° C. It is more preferable that
金属層の厚さは、積層体の用途によって異なるが、例えば1μm以上40μm以下の範囲内であり、5μm以上30μm以下の範囲内であることが好ましい。 The thickness of the metal layer varies depending on the application of the laminate, but is, for example, in the range of 1 μm to 40 μm, and preferably in the range of 5 μm to 30 μm.
3.積層体
本発明の積層体の用途は、特に限定されるものではないが、例えば、回路基板を挙げることができる。回路基板は、通常、パターン状の金属層を有し、その金属層を配線として用いる。回路基板としては、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)用サスペンション基板およびフレキシブルプリント配線板を挙げることができる。
3. Laminate Application Although the application of the laminate of the present invention is not particularly limited, for example, a circuit board can be mentioned. The circuit board usually has a patterned metal layer, and the metal layer is used as a wire. Examples of the circuit board include a suspension board for a hard disk drive (HDD) and a flexible printed wiring board.
図3(a)は、HDD用サスペンション基板の一例を示す概略平面図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A断面図である。なお、図3(a)では、便宜上、絶縁層およびカバー層の記載は省略し、図3(b)では、便宜上、カバー層の記載は省略している。図3(a)に示されるHDD用サスペンション基板100は、一方の先端部分に設けられ、磁気ヘッド等を搭載するヘッド側領域101と、他方の先端部分に設けられ、外部回路基板等に接続されるテール側領域102と、ヘッド側領域101およびテール側領域102を電気的に接続する複数の配線層103a〜103dとを有する。配線層103aおよび配線層103bは一対の配線層であり、同様に、配線層103cおよび配線層103dも一対の配線層である。これらの2つの配線層は、通常、一方が書込用配線層であり、他方が読取用配線層である。
FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of a suspension board for an HDD, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. In FIG. 3A, the insulating layer and the cover layer are omitted for convenience, and in FIG. 3B, the cover layer is omitted for convenience. The
また、図3(b)に示すように、HDD用サスペンション基板100は、第一金属層1aと、第一金属層1a上に配置された絶縁層であるポリイミド樹脂層2と、ポリイミド樹脂層2上に配置された配線層である第二金属層1bと、を有する。なお、図示しないが、第二金属層1bを覆うように、絶縁性のカバー層が配置されていても良い。特に、第一金属層1aはステンレス鋼であり、第二金属層1bは銅であることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 3B, the
本発明の積層体の製造方法としては、目的とする積層体を得ることができる方法であれば特に限定されない。製造方法の一例としては、金属層(第一金属層)上に、上述したポリイミド前駆体組成物を塗工し、塗工膜を形成する塗工膜形成工程と、上記塗工膜を加熱し、ポリイミド樹脂を含有するポリイミド樹脂層を形成するポリイミド樹脂層形成工程と、を有する製造方法を挙げることができる。塗工膜形成工程においては、ポリイミド前駆体組成物を直接塗工することが好ましい。また、第一金属層は、ステンレス鋼であることが好ましい。さらに、ポリイミド樹脂層形成工程の後に、PVD法および湿式めっき法の少なくとも一方の方法により、第二金属層を形成する第二金属層形成工程を有していても良い。第二金属層は、銅であることが好ましい。 The method for producing the laminate of the present invention is not particularly limited as long as it is a method by which the desired laminate can be obtained. As an example of a manufacturing method, the polyimide precursor composition mentioned above is coated on a metal layer (1st metal layer), the coating film formation process of forming a coating film, and heating the said coating film And a polyimide resin layer forming step of forming a polyimide resin layer containing a polyimide resin. In the coating film forming step, it is preferable to apply the polyimide precursor composition directly. Moreover, it is preferable that a 1st metal layer is stainless steel. Furthermore, after the polyimide resin layer forming step, a second metal layer forming step of forming a second metal layer may be included by at least one of PVD method and wet plating method. The second metal layer is preferably copper.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same operation and effect as the present invention in any case. It is included in the technical scope of the invention.
以下、本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
[実施例1]
撹拌棒を備えたセパラブルフラスコの中で、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(3,4’−DPE)0.35モルと、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビフェニル(TBHG)0.91モルと、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン(BAPP)0.14モルとをN−メチルピロリドン(NMP)に溶解させた。その後、撹拌しながら無水ピロメリット酸(PMDA)1.49モルを段階的に添加し、重合反応を進行させ、ポリイミド前駆体溶液を得た。
Example 1
In a separable flask equipped with a stir bar, 0.35 mol of 3,4'-diaminodiphenyl ether (3,4'-DPE) and 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl (TBHG) 0.91 mol and 0.14 mol of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP) were dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP). Thereafter, 1.49 mol of pyromellitic anhydride (PMDA) was added stepwise while stirring, and the polymerization reaction was allowed to proceed to obtain a polyimide precursor solution.
厚さ18μmのステンレス鋼に、得られたポリイミド前駆体溶液を硬化後の厚さが10μmとなるように塗布し、大気雰囲気下において、80℃、120℃、135℃、150℃、165℃、180℃で各2分間の熱処理(乾燥)を行った。その後、窒素雰囲気下において、250℃、300℃、380℃で各2分間の熱処理(キュア)を行い、ポリイミド樹脂層およびステンレス鋼層を有する積層体を得た。ポリイミド樹脂の組成は、下記式におけるx=65、y=25、z=10に該当する。 The resulting polyimide precursor solution is applied to a 18 μm thick stainless steel so that the thickness after curing becomes 10 μm, and 80 ° C., 120 ° C., 135 ° C., 150 ° C., 165 ° C. Heat treatment (drying) was performed at 180 ° C. for 2 minutes each. Thereafter, heat treatment (curing) was performed for 2 minutes each at 250 ° C., 300 ° C., and 380 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a laminate having a polyimide resin layer and a stainless steel layer. The composition of the polyimide resin corresponds to x = 65, y = 25 and z = 10 in the following formula.
[実施例2、3および比較例1〜3]
TBHG、TBHGおよびBAPPの割合を、下記表1に記載した組成が得られるように変更したこと以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
[Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 3]
A laminate was obtained in the same manner as Example 1, except that the proportions of TBHG, TBHG and BAPP were changed so as to obtain the compositions described in Table 1 below.
[評価]
実施例1〜3および比較例1〜3で得られた積層体からステンレス鋼層をエッチングして、フィルム状のポリイミド樹脂層を得た。得られたポリイミド樹脂層の線熱膨張係数(CTE)および線湿度膨張係数(CHE)を測定した。測定方法は上述した通りである。また、実施例1〜3および比較例1〜3で得られた積層体を用いて、ポリイミド樹脂層のエッチングレートを測定した。測定方法は上述した通りである。その結果を表1に示す。
[Evaluation]
The stainless steel layer was etched from the laminates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 to obtain a film-like polyimide resin layer. The linear thermal expansion coefficient (CTE) and linear humidity expansion coefficient (CHE) of the obtained polyimide resin layer were measured. The measuring method is as described above. Moreover, the etching rate of the polyimide resin layer was measured using the laminated body obtained in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3. The measuring method is as described above. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、比較例2では、TBHGの割合が多いため、低CHEおよび高Etレートの両立は図れているが、CTEが低かった。これに対して、実施例1〜3では、TBHGおよび3,4’−DPEが所定の範囲内にあることで、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEが向上した。なお、比較例1では、3,4’−DPEを用いた場合、CHE、EtレートおよびCTEの全てが高くなった。また、比較例3では、TBHGの割合が少なく、BAPPの割合が多いため、CTEは高いものの、CHEは増加し、Etレートは低下した。これらの結果から、TBHGが60mol%以上84mol%以下の範囲内であり、3,4’−DPEが16mol%以上35mol%以下の範囲内にあるとき、低CHEおよび高Etレートの両立を図りつつ、CTEが向上することが確認された。 As shown in Table 1, in Comparative Example 2, since the ratio of TBHG is high, both low CHE and high Et rate can be achieved, but the CTE is low. On the other hand, in Examples 1 to 3, when the TBHG and the 3, 4'-DPE were within the predetermined range, the CTE was improved while achieving both the low CHE and the high Et-rate. In addition, in the comparative example 1, when 3, 4'-DPE was used, all of CHE, an Et rate, and CTE became high. Further, in Comparative Example 3, the proportion of TBHG was low and the proportion of BAPP was high, so although the CTE was high, the CHE increased and the Et rate decreased. From these results, when TBHG is in the range of 60 mol% or more and 84 mol% or less, and 3,4′-DPE is in the range of 16 mol% or more and 35 mol% or less, both CHE and high Et , CTE was confirmed to improve.
1…金属層
1a…第一金属層
1b…第二金属層
2…ポリイミド樹脂層
10…積層体
100…HDD用サスペンション基板
101…ヘッド側領域
102…テール側領域
103…配線層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (13)
前記式(1)で表される構造単位の割合が、高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、60mol%以上80mol%以下の範囲内であり、
前記式(2)で表される構造単位の割合が、前記高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、16mol%以上35mol以下の範囲内であるポリイミド樹脂であり、
(式(1)において、A1は酸二無水物成分であり、A1の50mol%以上は式(i)で表される成分であり、R1およびR2は、それぞれ独立に炭素数1以上4以下の炭化水素基であり、式(2)において、A2は酸二無水物成分であり、A2の50mol%以上は式(i)で表される成分である)
前記ポリイミド樹脂は、式(3)で表される構造単位をさらに含有し、
前記式(3)で表される構造単位の割合が、前記高分子骨格を構成する全ての繰り返し単位に対して、1mol%以上10mol%以下の範囲内であることを特徴とするポリイミド樹脂。
(式(3)において、A 3 は酸二無水物成分であり、A 3 の50mol%以上は式(i)で表される成分である) Containing structural units represented by the formula (1) and the formula (2),
The proportion of the structural unit represented by the formula (1) is, with respect to all repeating units constituting the polymer backbone, in the range of less 60 mol% or more 8 0 mol%,
The proportion of the structural unit represented by the formula (2) comprises for all the repeating units constituting the polymer backbone, in the range in der Lupo polyimide resin above 16 mol% 35 mol or less,
(In Formula (1), A 1 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 1 is a component represented by Formula (i), and R 1 and R 2 each independently have 1 carbon atom The hydrocarbon group is 4 or less, and in the formula (2), A 2 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 2 is a component represented by the formula (i))
The said polyimide resin further contains the structural unit represented by Formula (3),
The ratio of the structural unit represented by said Formula (3) is in the range of 1 mol% or more and 10 mol% or less with respect to all the repeating units which comprise the said polymer skeleton.
(In Formula (3), A 3 is an acid dianhydride component, and 50 mol% or more of A 3 is a component represented by Formula (i))
前記ポリイミド樹脂が、請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載のポリイミド樹脂であることを特徴とする積層体。 A laminate comprising: a polyimide resin layer containing a polyimide resin; and a metal layer disposed on at least one surface of the polyimide resin layer,
The laminated body characterized by the said polyimide resin being a polyimide resin as described in any one of Claim 1- Claim 3 .
一方の前記金属層がステンレス鋼であり、他方の前記金属層が銅であることを特徴とする請求項4から請求項8までのいずれかの請求項に記載の積層体。 The metal layer is provided on both sides of the polyimide resin layer,
The laminate according to any one of claims 4 to 8 , wherein one of the metal layers is stainless steel and the other of the metal layers is copper.
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