JP2023075383A - ポリイミド樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面粗さ(Rz)が1.1μm以下の銅箔の粗化面等又は無粗化銅箔の表面に樹脂組成物からなる樹脂層を有する樹脂付き銅箔であって、該樹脂組成物が、特定構造のポリイミド樹脂(D)、BET法における比表面積が、1.0乃至20m2/gであるシリカ(E)、熱硬化性樹脂(F)及び硬化剤(G)を含有する樹脂付き銅箔。
【選択図】なし
Description
その一方で、石油や天然油等の炭化水素系化合物が高い絶縁性と低い誘電率を示すことが知られている。
しかしながら、高周波領域においては更なる伝送損失の低減が求められるため、エポキシ樹脂のような誘電特性を悪化させる成分を減らす必要がある。また、銅箔表面の粗度が大きくなると高周波領域における伝送損失が増大することが知られているため、伝送損失を低減するためには銅箔の粗度を小さくする必要があるが、銅箔の粗度が小さくなると樹脂組成物の銅箔に対する接着性が低下してしまう。
即ち本発明は、
(1)表面粗さ(Rz)が1.1μm以下の銅箔の粗化面又は無粗化銅箔の表面に樹脂組成物からなる樹脂層を有する樹脂付き銅箔であって、該樹脂組成物が、一分子中に少なくとも二個のアミノ基を有するアミノフェノール化合物(a1)、炭素数6乃至36の脂肪族ジアミノ化合物(a2)及びフェノール性水酸基を有さない芳香族ジアミノ化合物(a3)を含むアミノ化合物(A)と四塩基酸二無水物(B)との共重合物であるポリアミック酸樹脂のイミド化物(P)と、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)との反応物であるポリイミド樹脂(D)、BET法における比表面積が、1.0乃至20m2/gであるシリカ(E)、熱硬化性樹脂(F)及び硬化剤(G)を含有する樹脂付き銅箔、
(2)シリカ(E)の含有量が、ポリイミド樹脂(D)の固形分に対して5乃至50質量%である前項(1)に記載の樹脂付き銅箔、
(3)シリカ(E)の平均粒子径が、0.3乃至5.0μmである前項(1)又は(2)に記載の樹脂付き銅箔、
(4)シリカ(E)が、シラン化合物で表面処理を施されていないシリカである前項(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の樹脂付き銅箔、
(5)一分子中に少なくとも二個のアミノ基を有するアミノフェノール化合物(a1)が、下記式(1)
で表される化合物を含む前項(1)に記載の樹脂付き銅箔、
(6)四塩基酸二無水物(B)が、下記式(3)乃至(11)
からなる群より選択される化合物を含む前項(1)に記載の樹脂付き銅箔、
(7)フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)が有するフェノール性水酸基と反応しうる官能基が、イソシアネート基又はカルボン酸クロリド基である前項(1)に記載の樹脂付き銅箔、
(8)フェノール性水酸基を有さない芳香族ジアミノ化合物(a3)が、下記式(12)乃至(15)
(9)熱硬化性樹脂(F)が、芳香族マレイミド樹脂を含有する前項(1)に記載の樹脂付き銅箔、及び
(10)前項(1)乃至(9)のいずれか一項に記載の樹脂付き銅箔の有する樹脂組成物からなる樹脂層を硬化させて得られる銅張積層体、
に関する。
本発明の樹脂付き銅箔は、
(1)表面粗さ(Rz)が1.1μm以下の銅箔の粗化面又は無粗化銅箔の表面に樹脂組成物からなる樹脂層を有する樹脂付き銅箔であって、該樹脂組成物が、一分子中に少なくとも二個のアミノ基を有するアミノフェノール化合物(a1)(以下、単に「(a1)成分」とも記載する)、炭素数6乃至36の脂肪族ジアミノ化合物(a2)(以下、単に「(a2)成分」とも記載する)及びフェノール性水酸基を有さない芳香族ジアミノ化合物(a3)(以下、単に「(a3)成分」とも記載する)を含むアミノ化合物(A)(以下、単に「(A)成分」とも記載する)と四塩基酸二無水物(B)(以下、単に「(B)成分」とも記載する)との共重合物であるポリアミック酸樹脂のイミド化物(P)(以下、単に「イミド化物(P)」とも記載する)と、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)(以下、単に「(C)成分」とも記載する)との反応物であるポリイミド樹脂(D)(以下、単に「(D)成分」とも記載する)、BET法における比表面積が、1.0乃至20m2/gであるシリカ(E)(以下、単に「(E)成分」とも記載する)、熱硬化性樹脂(F)(以下、単に「(F)成分」とも記載する)及び硬化剤(G)(以下、単に「(G)成分」とも記載する)を含有する樹脂組成物(以下単に「樹脂組成物」とも記載する)からなる樹脂層を有する。
先ず、(D)成分の中間原料であるイミド化物(P)について説明する。
尚、本明細書におけるフェノール性水酸基当量はJIS K-0070に準じた方法で測定した値を意味する。
(a2)成分の具体例としては、ヘキサメチレンジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ノルボルナンジアミン、イソホロンジアミン、ダイマージアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’-メチレンビスシクロヘキシルアミン及び炭素数6乃至36のジアミノポリシロキサン等が挙げられる。これらは1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、最終的に得られる(D)成分の誘電特性の観点から、ダイマージアミンを用いることが好ましい。
(B)成分の具体例としては、無水ピロメリット酸、エチレングリコール-ビス(アンヒドロトリメリテート)、グリセリン-ビス(アンヒドロトリメリテート)モノアセテート、1,2,3,4,-ブタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、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’-ビフェニル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、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチルシクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、3a,4,5,9b-テトラヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ(2,2,2)-オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物及びビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、5,5’-((プロパン-2,2-ジイルビス(4,1-フェニレン))ビス(オキシ))ビス(イソベンゾフラン-1,3-ジオン)等が挙げられる。なかでも、溶剤溶解性、基材への密着性の面から、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、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’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物又は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が好ましい。これらは1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(D)成分は、イミド化物(P)の有するフェノール性水酸基の一部または全部に、(C)成分を介してエチレン性不飽和二重結合基を導入した構造のポリイミド樹脂である。(D)成分の粘度はエチレン性不飽和二重結合基導入前のイミド化物(P)よりも下がるため、(D)成分を含む樹脂組成物からなる樹脂層の銅箔に対するラミネート性が向上する傾向にある。また、エチレン性不飽和二重結合基は互いに又は後述する熱硬化性樹脂(F)の有する様々な官能基と反応し得るため、樹脂組成物の硬化物の優れた耐熱性と接着性が両立する。
(C)成分が有するフェノール性水酸基と反応し得る官能基としては、例えばイソシアネート基、カルボン酸クロリド基、酸無水物基、エポキシ基、シリルクロリド基、ハロゲン化アルキル基、エステル基、スルホニルクロリド基及びカルボキシル基等が挙げられる。特に(C)成分からの脱離基由来の残留不純物が生じない点から、イソシアネート基が好ましい。
尚、(C)成分が有するエチレン性不飽和二重結合基は、C=C結合であれば特に限定されない。
(E)成分のBET法における比表面積は、1.0乃至20m2/gであることが好ましい。比表面積が上記の範囲内の(E)成分を用いることにより、樹脂層中の(E)成分の分散性が改善されて樹脂層の硬化物の可撓性が向上すると共に、シリカと樹脂成分の硬化物との接着強度が向上して、外部からの応力による樹脂層の凝集破壊が起こり難くなる。
尚、本明細書における(E)成分の平均粒子径は、レーザー回折散乱方式の粒度分布測定装置を用いて測定した値を意味する。
(F)成分の具体例としては、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、カルボジイミド樹脂、ベンゾオキサジン化合物及びエチレン性不飽和基を有する化合物等が挙げられる。これらの樹脂または化合物は、本発明の樹脂付き銅箔の有する樹脂層を硬化させて得られる銅張積層体の物性および用途に応じて、1種類単独または2種類以上を適宜混合して使用することができる。
本発明においては、(D)成分に(F)成分を併用することにより、樹脂組成物からなる樹脂層の硬化物に熱安定性と高い接着性を付与することができる。その際、(D)成分の末端官能基(アミノ基又は酸無水物基)または(C)成分由来のエチレン性不飽和二重結合基と、(F)成分が反応することが好ましい。
尚、ポリアミック酸樹脂の合成に用いられる(A)成分のモル数をMA、(B)成分のモル数をMB、(C)成分のモル数をMC、イミド化物(P)の末端官能基のモル数をMP、(a1)成分のモル数をMa1とした場合に、MA/MBの値が1を超え、かつMC/(MP+Ma1)の値が0を超えて1未満であるポリイミド樹脂に関しては、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を使用することも好ましい。
一分子中にマレイミド基を二つ以上有するマレイミド樹脂の具体例として、3,4,4’-トリアミノジフェニルメタン、トリアミノフェノールなどと無水マレイン酸との反応で得られる多官能マレイミド化合物、トリス-(4-アミノフェニル)-ホスフェート、トリス(4-アミノフェニル)-ホスフェート、トス(4-アミノフェニル)-チオホスフェートと無水マレイン酸との反応で得られるマレイミド化合物、トリス(4-マレイミドフェニル)メタン等のトリスマレイミド化合物、ビス(3,4-ジマレイミドフェニル)メタン、テトラマレイミドベンゾフェノン、テトラマレイミドナフタレン、トリエチレンテトラミンと無水マレイン酸との反応で得られるマレイミド等のテトラマレイミド化合物、フェノールノボラック型マレイミド樹脂、イソプロピリデンビス(フェノキシフェニルマレイミド)フェニルマレイミドアラルキル樹脂、ビフェニレン型フェニルマレイミドアラルキル樹脂等挙げられ、市販品としては、MIR-3000、MIR-5000(いずれも日本化薬株式会社製)、BMI-70、BMI-80(いずれもケイ・アイ化成株式会社製)、BMI-1000、BMI-2000、BMI-3000、(いずれも大和化成工業株式会社製)、等が挙げられる。
マレイミド樹脂は、(D)成分の有するエチレン性不飽和二重結合基と反応させることを目的に加えられ、これにより樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層の架橋密度が増加し、極性溶剤への耐性が向上すると共に、銅箔への密着性や耐熱性が向上する。
樹脂層となる樹脂組成物がマレイミド樹脂を含有する場合の硬化温度は、150乃至250℃が好ましい。硬化時間は硬化温度に依存するが、概ね数分間乃至数時間程度である。
樹脂層となる樹脂組成物におけるマレイミド樹脂の含有量は、(D)成分のエチレン性不飽和二重結合基1当量に対して、マレイミド樹脂のマレイミド基当量が0.1乃至500当量となる量が好ましい。
尚、本明細書におけるマレイミド基当量は、原料として用いたアミンのアミン当量から算出した理論マレイミド当量を意味する。
エポキシ樹脂は、(D)成分の末端アミノ基若しくは酸無水物基と反応させることを目的に加えられ、これにより樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層の架橋密度が増加し、極性溶剤への耐性が向上すると共に、銅箔への密着性や耐熱性が向上する。
エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物の硬化温度は、150乃至250℃が好ましい。硬化時間は硬化温度に依存するが、概ね数分間乃至数時間程度である。
尚、本明細書におけるエポキシ基当量は、JIS K-7236に記載された方法で測定した値を意味する。
エチレン性不飽和基を有する化合物の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートモノメチルエーテル、フェニルエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、グリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレンジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアヌレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アジピン酸エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールエチレンオキサイドジ(メタ)アクリレート、水素化ビスフェノールエチレンオキサイド(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペングリコールジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリエチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、及びそのエチレンオキサイド付加物;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、及びそのエチレンオキサイド付加物;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、及びそのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
尚、本明細書におけるエチレン性不飽和二重結合基当量は、原料から算出した理論エチレン性不飽和二重結合基当量を意味する。
(G)成分は(F)成分の硬化反応を促進するものであれば特に限定されず、(F)成分の硬化剤として従来公知のものを使用可能である。(G)成分は1種類のみを用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アミノ化合物の具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、m-キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、イソホロンジアミン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、ノルボルネンジアミン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン、N-アミノエチルピペラジン、アニリン・ホルマリン樹脂等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂層となる樹脂組成物が(F)成分としてマレイミド樹脂を含有する場合のアミン化合物の添加量は、質量比で(F)成分の好ましくは5倍以下、より好ましくは2倍以下の範囲である。
また、チオール化合物の具体例としては、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトルヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアネート等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂層となる樹脂組成物が(F)成分としてマレイミド樹脂を含有する場合のチオール化合物の添加量は、質量比で本発明の(F)成分の好ましくは5倍以下、より好ましくは2倍以下の範囲である。
また、ラジカル開始剤の具体例としては、ジクミルパーオキサイド及びジブチルパーオキサイド等の過酸化物類、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物類等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂層となる樹脂組成物が(F)成分としてマレイミド樹脂を含有する場合のラジカル開始剤の添加量は、マレイミド樹脂に対して0.1乃至10質量%である。
特に反応速度と誘電特性の観点から、ラジカル開始剤を使用することが好ましい。
イミダゾール化合物及びホスフィン化合物の具体例としては、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール及び2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾ-ル類、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール及び1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、オクチル酸スズ等の金属化合物等が挙げられるこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂層となる樹脂組成物が(F)成分としてエポキシ樹脂を含有する場合のイミダゾール化合物又はホスフィン化合物の添加量は、エポキシ樹脂に対して0.1乃至10質量%である。
また、フェノール樹脂の具体例としてはビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’-ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’-ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’-ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、及びこれらの変性物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく2種以上を用いてもよい。樹脂層となる樹脂組成物が(F)成分としてエポキシ樹脂を含有する場合のフェノール樹脂の添加量は、エポキシ樹脂に対して質量比で(F)成分の好ましくは5倍以下、より好ましくは2倍以下の範囲である。
また、アミノ化合物の具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、m-キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、イソホロンジアミン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、ノルボルネンジアミン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン、N-アミノエチルピペラジン、アニリン・ホルマリン樹脂等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂層となる樹脂組成物が(F)成分としてエポキシ樹脂を含有する場合のアミン化合物の添加量は、重量比で(F)成分の好ましくは5倍以下、より好ましくは2倍以下の範囲である。
誘電特性の観点から、イミダゾール化合物やホスフィン化合物を使用することが好ましい。
ラジカル開始剤の具体例としては、ジクミルパーオキサイド及びジブチルパーオキサイド等の過酸化物類、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物類等が挙げられるこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂層となる樹脂組成物がエチレン性不飽和基を有する化合物を含有する場合のラジカル開始剤の添加量は、組成物中の全エチレン性不飽和基に対して0.1乃至10質量%である。
併用し得る溶剤としては、例えばγ-ブチロラクトン類、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド及びN,N-ジメチルイミダゾリジノン等のアミド系溶剤、テトラメチレンスルフォン等のスルフォン類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート及びプロピレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン及びシクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン及びキシレンなどの芳香族系溶剤が挙げられる。
有機溶剤は、ワニス中の有機溶剤以外の成分濃度が好ましくは10乃至80質量%、より好ましくは20乃至70質量%となる範囲で使用する。
併用し得る添加剤の具体例としては、ポリブタジエン又はこの変性物、アクリロニトリル共重合体の変性物、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、フッ素樹脂、マレイミド系化合物、シアネートエステル系化合物、シリコーンゲル、シリコーンオイル、並びにアルミナ、炭酸カルシウム、石英粉、アルミニウム粉末、グラファイト、タルク、クレー、酸化鉄、酸化チタン、窒化アルミニウム、アスベスト、マイカ、ガラス粉末及び比表面積が1.0乃至20m2/g以外のシリカ等の無機充填材、シランカップリング剤のような充填材の表面処理剤、離型剤、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の着色剤、アエロジル等のチキソトロピー付与剤、シリコーン系、フッ素系のレベリング剤や消泡剤、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノール系重合禁止剤、安定剤、酸化防止剤、光重合開始剤、光塩基発生材、光酸発生剤等が挙げられる。これら添加剤の配合量は、(D)成分、(E)成分、(F)成分及び(G)成分の合計100質量部に対して好ましくは1,000質部以下、より好ましくは700質部以下の範囲であるが、本発明の効果を損なわないことが前提条件である。
本発明の樹脂付き銅箔は、各種公知の方法で得ることができる。具体的には、樹脂組成物を加熱し粘度を下げキャスティングする手法や、溶液を塗布し溶剤を乾燥させる手法が挙げられる。
樹脂組成物の塗工手段は特に制限されず、カーテンコーター、ロールコーター、ラミネーターなどが挙げられる。また各種レベリング手段を併用してもよい
また銅箔としては、表面粗さ(Rz)が1.1μm以下の銅箔の粗化面又は無粗化銅箔であれば各種公知のものを特に制限なく使用できる。具体的には、圧延銅箔や、電解銅箔などが挙げられる。その厚みも特に制限されず、また表面処理(粗化、防錆化)が施されたモノであってもよい。
樹脂組成物からなる樹脂層の硬化温度及び硬化時間は、(D)成分が有する官能基と(F)成分が有する反応性基との組合せ等を考慮して選択すればよいが、例えば、樹脂組成物がマレイミド樹脂やエポキシ樹脂を含有する場合の硬化温度は、120乃至250℃が好ましく、硬化時間は概ね数十分間乃至数時間程度である。
機種:TOSOH ECOSEC Elite HLC-8420GPC
カラム:TSKgel Super AWM-H
溶離液:NMP(N-メチルピロリドン);0.5ml/分、40℃
検出器:UV(示差屈折計)
分子量標準:ポリスチレン
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、DAPBAF(2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(和歌山精化工業株式会社製、分子量366.26g/mol) 0.67部、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量539.52g/mol) 11.69部、BAFL(9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、JFEケミカル株式会社製、分子量348.16g/mol) 5.89部、及びアニソール 68.24部を入れて70℃に加熱した。次いで、ODPA(オキシジフタル酸無水物、マナック株式会社製、分子量310.22g/mol) 12.41部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 18.97部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させてイミド化物(P)溶液(P-1)(フェノール性OH当量、7,953g/eq.、分子量99,300)を得た。続いて、カレンズMOI(昭和電工株式会社製、分子量155.15g/mol) 0.60部、重合禁止剤としてBHT(2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール) 0.08部を入れ、130℃で4時間反応させた後、残留するトリエチルアミンとトルエンを引き続き130℃で除去することによってポリイミド樹脂1溶液(ポリイミド1)を得た。
合成例1で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01、また、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)成分のモル数をMC、イミド化物(P)溶液(P-1)のフェノール性水酸基のモル数をMAB、イミド化物(P)溶液(P-1)の末端官能基のモル数をMPとすると、MC/(MAB+MP)=0.91であった。
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、DAPBAF(2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4,4‘-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(和歌山精化工業株式会社製、分子量366.26g/mol) 0.70部、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量534.38g/mol) 11.22部、APB-N(1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、三井化学ファイン株式会社、分子量292.12g/mol) 5.16部、及びアニソール 65.66部を入れて70℃に加熱した。次いで、ODPA(オキシジフタル酸無水物、マナック株式会社製、分子量310.22g/mol) 12.41部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 18.64部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させてイミド化物(P)溶液(P-2)(フェノール性OH当量、7,302.3g/eq.、分子量101,200)を得た。続いて、カレンズMOI(昭和電工株式会社製、分子量155.15g/mol) 0.60部、重合禁止剤としてBHT(2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール) 0.09部を入れ、130℃で4時間反応させた後、残留するトリエチルアミンとトルエンを引き続き130℃で除去することによってポリイミド樹脂2溶液(ポリイミド2)を得た。
合成例2で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01、また、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)成分のモル数をMC、イミド化物(P)溶液(P-2)のフェノール性水酸基のモル数をMAB、イミド化物溶液(P-2)の末端官能基のモル数をMPとすると、MC/(MAB+MP)=0.90であった。
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、DAPBAF(2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(和歌山精化工業株式会社製、分子量366.26g/mol) 0.69部、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量534.38g/mol) 11.45部、APB-N(1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、三井化学ファイン株式会社、分子量292.12g/mol) 5.05部、及びアニソール 70.0部を入れて70℃に加熱した。次いで、BTDA(3,3’,4,4‘-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ダイセル株式会社製、分子量322.01g/mol) 12.88部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 18.80部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させイミド化物(P)溶液(P-3)(フェノール性OH当量、7,614.3g/eq.、分子量86,200)を得た。続いて、カレンズMOI(昭和電工株式会社製、分子量155.15g/mol) 0.60部、重合禁止剤としてBHT(2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール) 0.09部を入れ、130℃で4時間反応させた後、残留するトリエチルアミンとトルエンを引き続き10℃で除去することによってポリイミド樹脂3溶液(ポリイミド3)を得た。
合成例3で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01、また、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)成分のモル数をMC、イミド化物(P)溶液(P-3)のフェノール性水酸基のモル数をMAB、イミド化物(P)溶液(P-3)の末端官能基のモル数をMPとすると、MC/(MAB+MP)=0.90であった。
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、DAPBAF(2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(和歌山精化工業株式会社製、分子量366.26g/mol) 0.69部、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量534.38g/mol)11.92部、BAFL(9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、JFEケミカル株式会社製、分子量348.16g/mol) 6.01部、及びアニソール 69.0部を入れて70℃に加熱した。次いで、ODPA(オキシジフタル酸無水物、マナック株式会社製、分子量310.22g/mol) 12.41部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 19.08部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させてイミド化物(P)溶液(P-4)(フェノール性OH当量、7,895g/eq.、分子量64,000)を得た。続いて、カレンズMOI(昭和電工株式会社製、分子量155.15g/mol) 0.58部、重合禁止剤としてBHT(2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール) 0.09部を入れ、130℃で4時間反応させた後、残留するトリエチルアミンとトルエンを引き続き130℃で除去することによってポリイミド樹脂4溶液(ポリイミド4)を得た。
合成例4で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01、また、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)成分のモル数をMC、イミド化物(P)溶液(P-4)のフェノール性水酸基のモル数をMAB、イミド化物(P)溶液(P-4)の末端官能基のモル数をMPとすると、MC/(MAB+MP)=0.85であった。
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、DAPBAF(2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(和歌山精化工業株式会社製、分子量366.26g/mol) 0.67部、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量539.52g/mol) 11.69部、BAFL(9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、JFEケミカル株式会社製、分子量348.16g/mol) 5.89部、及びアニソール 68.24部を入れて70℃に加熱した。次いで、ODPA(オキシジフタル酸無水物、マナック株式会社製、分子量310.22g/mol) 12.41部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 18.97部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させて比較用ポリイミド樹脂1溶液(比較用ポリイミド1)(フェノール性OH当量、7,953g/eq.、分子量99,300)を得た。
合成例5で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01であった。
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量534.38g/mol) 11.38部、BAFL(9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、JFEケミカル株式会社製、分子量348.16g/mol) 5.64部、及びアニソール 170.06部を入れて70℃に加熱した。次いで、ODPA(オキシジフタル酸無水物、マナック株式会社製、分子量310.22g/mol) 12.88部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 18.75部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させた後、残留するトリエチルアミンとトルエンを引き続き130℃で除去することによって比較用ポリイミド樹脂2溶液(比較用ポリイミド2)(分子量89,400)を得た。合成例6で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01であった。
温度計、還流冷却器、ディーンスターク装置、粉体導入口、窒素導入装置及び撹拌装置を取り付けた300mlの反応器に、DAPBAF(2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン4,4‘-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(和歌山精化工業株式会社製、分子量366.26g/mol) 6.60部、PRIAMINE1075(クローダジャパン株式会社製、分子量534.38g/mol) 12.07部、及びアニソール 70.20部を入れて70℃に加熱した。次いで、ODPA(オキシジフタル酸無水物、マナック株式会社製、分子量310.22g/mol) 12.88部、トリエチルアミン 0.81部及びトルエン 19.23部を加え、アミック酸の閉環に伴い生成した水をトルエンとの共沸で除去しながら130℃で8時間反応させてイミド化物(P)溶液(P-7)(フェノール性OH当量、835g/eq.、分子量32,200)を得た。 続いて、カレンズMOI(昭和電工株式会社製、分子量155.15g/mol) 5.96部、重合禁止剤としてBHT(2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール) 1.0部を入れ、130℃で4時間反応させた後、残留するトリエチルアミンとトルエンを引き続き130℃で除去することによって比較用ポリイミド樹脂3溶液(比較用ポリイミド3)を得た。
合成例7で用いたジアミン成分((a1)成分、(a2)成分及び(a3)成分)と酸無水物成分((B)成分)のモル比(ジアミン成分のモル数/酸無水物成分のモル数)は1.01、また、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)成分のモル数をMC、イミド化物(P)溶液(P-7)のフェノール性水酸基のモル数をMAB、イミド化物(P)溶液(P-7)の末端官能基のモル数をMPとすると、MC/(MAB+MP)=0.55であった。
表1乃至3に示した配合量(単位は「部」、表中の部数は、溶剤を含まない固形分換算の部数である)で各成分を配合した後、固形分濃度が20質量%となる量のアニソールを溶剤として追加して均一に混合することにより、樹脂付き銅箔の樹脂層となる樹脂組成物をそれぞれ調整した。
<ポリイミド樹脂>
(D-1)乃至(D-4);合成例1乃至4で得られたポリイミド1乃至4
(D-5)乃至(D-7);合成例5乃至7で得られた比較用ポリイミド1乃至3
<熱硬化性樹脂>
MIR-3000-70MT;マレイミド樹脂、日本化薬(株)製
XD-1000;エポキシ樹脂、日本化薬(株)製
ZXR-1889H;エポキシアクリレート樹脂、日本化薬(株)製
<無機充填剤>
(E-1);SFP-30M(デンカ株式会社製、溶融シリカ、平均粒子径0.6μm、比表面積6.2m2/g)
(E-2);SFP-20M(デンカ株式会社製、溶融シリカ、平均粒子径0.4μm、比表面積11.2m2/g)
(E-3);FB-3SDC(デンカ株式会社製、溶融シリカ、平均粒子径3.1μm、比表面積3.6m2/g)
(E-4);Sciqas0.7μm(堺化学工業株式会社製、溶融シリカ、平均粒子径0.7μm、比表面積4.3m2/g)
(E-5)BA-1(日記触媒化成株式会社製、中空シリカ、平均粒子径16μm、比表面積2.0m2/g)
(E-6);Sciqas0.7μm(堺化学工業株式会社製、表面エポキシシラン処理溶融シリカ、平均粒子径0.7μm、比表面積4.3m2/g)
(E-7);Sciqas0.7μm(堺化学工業株式会社製、表面ポリシロキサン処理溶融シリカ、平均粒子径0.7μm、比表面積4.3m2/g)
(E-8);10SX-CH1(株式会社アドマテックス製、表面アミノシラン処理溶融シリカ、5μm粗粒カット後平均粒子径1.1μm、比表面積15m2/g)
(E-9);Sciqas0.1μm(堺化学工業株式会社製、溶融シリカ、平均粒子径0.1μm、比表面積21.5m2/g)
(E-10);ナノエースD600(日本タルク株式会社製、タルク、平均粒子径0.6μm、比表面積24m2/g)
(E-11);DAW-03(デンカ株式会社製、アルミナ、平均粒子径4.9μm、比表面積0.5m2/g)
<硬化剤>
DCP;ジクミルパーオキシド、化薬ヌーリオン(株)製
<添加剤>
KR-513;シランカップリング剤、信越化学(株)製
TT-LX;潤滑油添加剤、城北化学(株)製
KTL-8FH;テフロン(登録商標)パウダー、平均粒子径3.5μm、株式会社喜多村製
福田金属箔粉工業株式会社製の超低粗度無粗化処理電解銅箔CF-T9DA-SV(以下、「T9DA」と記載する。銅箔の厚さ12μm、表面粗さ0.85μm。)の粗面に、オートマチックアプリケータを用いて、塗布、乾燥後の樹脂層の膜厚が30μmとなる量の配合例1乃至20の樹脂組成物をそれぞれ塗布し、120℃で10分間加熱乾燥して実施例1乃至20の樹脂付き銅箔を作成した。また、配合例21乃至30の樹脂組成物を用いて、前記と同じ方法で比較例1乃至10の樹脂付き銅箔を作製した。
実施例1乃至20及び比較例1乃至10で得られた樹脂付き銅箔について、任意で選んだ10ヶ所の厚さの測定値から銅箔の厚さ除して、樹脂層の10ヶ所の膜厚を求めた。前記で求めた10ヶ所の膜厚のうち、最大の膜厚と最小の膜厚の差を算出し、下記の評価基準で膜厚のばらつきを評価した。結果を表1乃至3に示した。
〇・・・最大の膜厚と最小値の膜厚の差が4.0μm未満
×・・・最大の膜厚と最小値の膜厚の差が4.0μm以上
実施例1乃至20及び比較例1乃至10で得られた樹脂付き銅箔の樹脂層にPPEプリプレグ(Meteorwave4000、AGC nelco(株)製)を重ね合わせ、200℃で60分間、3MPaの条件で真空プレスして樹脂層を硬化させることにより実施例21乃至40及び比較例11乃至20の銅張積層体をそれぞれ作成した。
実施例21乃至40及び比較例11乃至20で得られた各銅張積層体を10mm幅に切り出し、オートグラフAGS-X-500N(株式会社島津製作所製)を用いて、PPEプリプレグと樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を有する銅箔との間の90°引きはがし強さ(引き剥がし速度は50mm/min)を測定し、下記の評価基準で接着強度を評価した。尚、試験後のサンプルを目視で確認したところ、全て凝集破壊が起こっていた。結果を表1乃至3に示した。
◎・・・6.5N/cm以上
〇・・・5.5N/cm以上6.5N/cm未満
△・・・4.5N/cm以上5.5N/cm未満
×・・・4.5N/cm未満
実施例1乃至20及び比較例1乃至10で得られた樹脂付き銅箔を、POT-200C(太洋電機産業株式会社製)で288℃に熱したハンダ浴にフロートさせ、フクレが出るまでの時間を測定し、下記の評価基準で熱特性を評価した。結果を表1乃至3に示した。
◎・・・10分以上膨れなし
〇・・・1分以上10分未満で膨れ発生
×・・・1分未満で膨れ発生
配合例1乃至30の樹脂組成物の塗布量を、樹脂層の膜厚が30μmとなる量から100μmとなる量に変更した以外は実施例1乃至20及び比較例1乃至10と同じ方法で樹脂付き銅箔を作製した後、200℃で60分間加熱して樹脂層を硬化させて銅張積層体をそれぞれ得た。前記で得られた銅張積層体の銅箔を、液比重45ボーメ度の塩化鉄(III)溶液でエッチングして除去し、イオン交換水で洗浄後、105℃で10分間乾燥することにより樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層をそれぞれ得た。前記で得られた樹脂層について、オートグラフAGS-X-500N(株式会社島津製作所製)を用いて破断点応力、破断点伸度、弾性率を、またネットワークアナライザー8719ET(アジレントテクノロジー製)を用いて空洞共振法によって10GHzにおける誘電率及び誘電正接を測定した。結果を表1乃至3に示した。
Claims (10)
- 表面粗さ(Rz)が1.1μm以下の銅箔の粗化面又は無粗化銅箔の表面に樹脂組成物からなる樹脂層を有する樹脂付き銅箔であって、該樹脂組成物が、一分子中に少なくとも二個のアミノ基を有するアミノフェノール化合物(a1)、炭素数6乃至36の脂肪族ジアミノ化合物(a2)及びフェノール性水酸基を有さない芳香族ジアミノ化合物(a3)を含むアミノ化合物(A)と四塩基酸二無水物(B)との共重合物であるポリアミック酸樹脂のイミド化物(P)と、フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)との反応物であるポリイミド樹脂(D)、BET法における比表面積が、1.0乃至20m2/gであるシリカ(E)、熱硬化性樹脂(F)及び硬化剤(G)を含有する樹脂付き銅箔。
- シリカ(E)の含有量が、ポリイミド樹脂(D)の固形分に対して5乃至50質量%である請求項1に記載の樹脂付き銅箔。
- シリカ(E)の平均粒子径が、0.3乃至5.0μmである請求項1又は2に記載の樹脂付き銅箔。
- シリカ(E)が、シラン化合物で表面処理を施されていないシリカである請求項1乃至3のいずれか一項に記載の樹脂付き銅箔。
- フェノール性水酸基と反応し得る官能基とエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物(C)が有するフェノール性水酸基と反応しうる官能基が、イソシアネート基又は
カルボン酸クロリド基である請求項1に記載の樹脂付き銅箔。 - 熱硬化性樹脂(F)が、芳香族マレイミド樹脂を含有する請求項1に記載の樹脂付き銅箔。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の樹脂付き銅箔の有する樹脂組成物からなる樹脂層を硬化させて得られる銅張積層体。
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