专利名称：金属箔粘贴层叠体的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用耐热性和粘着性良好、介电常数低的聚酰亚胺的金属箔粘贴层叠体。可以将该金属箔粘贴层叠体加工成印刷电路板、面发热体、电磁波屏蔽材料和平面电缆等。
背景技术：
金属箔粘贴层叠体有利用粘着剂或粘着性膜将绝缘性材料与金属箔粘着的方法制造的。例如有人提出用芳香族聚酰亚胺膜作为绝缘性材料，借助于粘着性膜将其与金属箔粘着成具有三层结构的金属箔粘贴层叠体(例如特开昭55-91895号公报)。
过去作为粘着剂或粘着性膜一直主要使用环氧系和丙烯酸系粘着剂。然而这些树脂因耐热性差而使粘着后的制品耐热性不足，对其后的加工条件和使用条件产生制约。
因此，需要一种耐热性优良的粘着剂和粘着性膜，例如公开了一种以聚酰亚胺或聚酰胺酸的分散液作为粘着剂，将其涂布在绝缘性材料上，然后除去溶剂，根据情况进行酰亚胺化处理，形成热压粘着性粘着层的方法(例如特开平5-32950号公报、特开平5-59344号公报)。而且还公开了一种将树脂分散液涂布在玻璃板等上，然后除去溶剂，根据情况进行酰亚胺化处理，形成热压接性粘着层的方法。将金属箔等被粘着物热压粘着在这样形成的粘着层、粘着性膜上(例如特开平5-32950号公报、特开平5-59344号公报、特许第3213079号公报)。
而且在印刷电路板的电路面上，用液态罩面涂料(也叫作覆盖油墨)或覆盖膜形成绝缘保护膜。利用丝网印刷等方法将罩面涂料涂布在印刷电路板的电路面上后，经过固化处理形成罩面涂层。然而过去广泛使用的罩面涂料，由于主要是耐热性和可挠性差的环氧树脂，形成罩面涂层后的印刷电路板耐热性和可挠性变得不充分，所以对其后的加工条件和使用条件产生了制约。因此，需要一种耐热性和可挠性优良的罩面涂料，例如公开了一种将以溶剂作分散剂的聚酰亚胺或聚酰胺酸分散液制成罩面涂料，将其涂布在柔性印刷电路板的电路面上，然后除去溶剂，并根据情况进行酰亚胺化处理，形成罩面涂层的方法(例如特许2820497号公报、特开平8-109259号公报)。
作为罩面膜虽然使用耐热性优良的聚酰亚胺膜，但是膜本身大多没有粘着性，所以还需要另外使用环氧系和丙烯酸系等耐热性差的粘着剂，因而有与上述同样的问题。因此，需要一种具有可挠性而且耐热性优良的粘着性膜，例如将聚酰亚胺或聚酰胺酸的分散液涂布在玻璃板、金属板等膜形成用支持体上，然后除去溶剂，根据情况进行酰亚胺化处理，形成热压粘着性的粘着性罩面膜的方法(例如特许3213079号公报)。
近年来在信息处理和通讯领域中，为了传输和处理大容量信息而推进了传输频率和CPU动作频率的高频化，在要求绝缘层薄膜化的同时，还要求包括粘着层、罩面涂层的绝缘层整体低介电常数化，以便缩短信号传输速度的延迟时间。但是，上述的已有的粘着层、粘着性膜、罩面涂层、罩面膜使用的聚酰亚胺是芳族聚酰亚胺，这些化合物在10GHz时的介电常数虽因芳环的含量而异，但一般高达3.5，是有缺点的。
一般已知通过在构成高分子材料的单体中使用脂肪族单体能降低介电常数。本发明人等采用非芳香族四元羧酸二酐合成了聚酰亚胺。作为非芳香族四元羧酸二酐，可以举出1，2，3，4-丁四甲酸二酐等脂肪族(链状)四羧酸二酐，和1，2，3，4-环丁烷四甲酸二酐、1，2，4，5-环戊烷四甲酸二酐、二环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四甲酸二酐等脂环族四甲酸二酐。然而，用脂肪族(链状)四甲酸二酐得到的聚酰亚胺，由于耐热性显著低，所以实用上有不能在施加焊料等加工中使用的问题。另一方面，若使用脂环族四甲酸二酐，则可以得到比链状的耐热性提高的聚酰亚胺。然而，使用1，2，3，4-环丁烷四甲酸二酐得到的聚酰亚胺，由于在溶剂中的溶解性差，所以即使将聚酰亚胺溶液涂布在金属箔、绝缘性材料或膜形成用支持体上，也不能获得作为粘着层、罩面涂层和罩面膜使用所需的充分厚度。而且若使用1，2，4，5-环戊烷四甲酸二酐、二环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四甲酸二酐，虽然能够得到溶剂中溶解性能优良的聚酰亚胺，但是将聚酰亚胺溶液涂布在金属箔、绝缘性材料或膜形成用支持体上得到的膜和薄膜柔软性却不足，存在不能作为粘着层、罩面涂层和罩面膜使用的实用性上的问题。
发明内容
本发明是要解决一直在粘着层和罩面涂层中使用的芳香族聚酰亚胺存在的问题，目的在于提供一种使用既能热压粘着又有溶剂溶解性，而且耐热性和粘着性良好的介电性低的聚酰亚胺作为粘着层、罩面涂层和罩面膜等使用的金属箔粘贴层叠体。
本发明人等为解决上述问题进行了深入研究，结果发现具有特定脂环族四甲酸结构重复单元的聚酰亚胺，是能热压粘着和溶剂可溶性的，而且是低介电性的，使用该聚酰亚胺制成的金属箔粘贴层叠体具有极好的特性，因而完成了本发明。
也就是说，本发明提供一种金属箔粘贴层叠体，所述的层叠体是包括至少一层聚酰亚胺层、至少一层绝缘性材料和至少一层金属箔的金属箔粘贴层叠体，其特征在于所述的聚酰亚胺层是由具有通式I所示重复单元的聚酰亚胺组成的通式I (式中，R是由环己烷衍生出来的四价基团。Φ是选自碳原子数2～39的二价脂肪族基团、脂环族基团、芳香族基团或其组合形成的基团，Φ的主链上可以存在至少一个从-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-OSi(CH3)2-、-C2H4O-和-S-中选出的基团)。
聚酰亚胺层可以采用将上述的聚酰亚胺(以下有时称为“聚酰亚胺A”)的有机溶剂溶液涂布在绝缘性材料、金属箔或其二者表面，使溶剂蒸发，或者将由聚酰亚胺A形成的粘着性聚酰亚胺膜配置在绝缘性材料、金属箔或其二者表面的方法形成。
聚酰亚胺层既可以配置在绝缘性材料和金属箔之间，也可以是形成金属箔粘贴层叠体的表面层的罩面涂层、罩面膜。形成金属箔粘贴层叠体的表面层的聚酰亚胺层，能够采用以非质子性极性有机溶剂作为腐蚀剂的湿式腐蚀法图形化。
聚酰亚胺A的玻璃化转变温度优选处于350℃以下，10GHz时的介电常数优选为3.2以下。
具体实施例方式
本发明中所用的聚酰亚胺，具有通式I所示的重复单元 式中，R是由环己烷衍生出来的四价基团。Φ是选自碳原子数2～39的二价脂肪族基团、脂环族基团、芳香族基团或其组合形成的基团，在Φ主链上可以存在至少一个从-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-OSi(CH3)2-、-C2H4O-和-S-等中选出的基团。
作为优选的Φ，可以举出多亚烷基、聚氧亚烷基、苯二甲基及其烷基取代物、卤素取代物等脂肪族基团，由环己烷、二环己基甲烷、二甲基环己烷、异佛尔酮、降冰片烷及其烷基取代物、卤素取代物等衍生出来的二价脂肪族基团，以及苯、萘、联苯、二苯基甲烷、二苯醚、二苯砜、二苯甲酮及其烷基取代物、卤素取代物等衍生出来的二价芳香族基团。更具体讲，可以举出由以下结构式表示的二价基团。
由通式I表示的重复单元的含量，优选占总重复单元的10～100摩尔％，更优选占50～100摩尔％。而且在一个分子聚酰亚胺中由通式I表示的重复单元的个数优选为10～2000，更优选为20～200。
聚酰亚胺A可以通过四羧酸成分与二胺系成分(二胺及其衍生物)反应得到。作为四羧酸成分可以举出环己烷四甲酸、环己烷四甲酸酯类、环己烷四甲酸二酐等，其中优选环己烷四甲酸二酐。应予说明，所述的四羧酸成分包括位置异构体。
具有源于上述四羧酸成分的环己烷四甲酸骨架的聚酰亚胺A，除容易高分子量化，容易得到柔性的膜以外，由于对溶剂的溶解度也足够高，所以有利于膜的成形加工。而且通过作为粘着剂或罩面涂料加以涂布，能够形成具有柔性且足够厚、具有耐久性的粘着层或罩面涂层，是极为有利的。
在无损于聚酰亚胺A的溶剂可溶性、膜的柔性、热压粘着性和高频特性的范围内，四羧酸成分也可以含有从以下化合物中选出的至少一种化合物这些化合物例如有均苯四酸、3，3’，4，4’-联苯四甲酸、2，3，3’，4’-联苯四甲酸、2，2-双(3，4-二羧基苯基)丙烷、2，2-双(2，3-二羧基苯基)丙烷、2，2-双(3，4-二羧基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2，2-双(2，3-二羧基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、双(3，4-二羧基苯基)砜、双(3，4-二羧基苯基)醚、双(2，3-二羧基苯基)醚、3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸、2，2’，3，3’-二苯甲酮四甲酸、4，4-(对亚苯二氧基)二邻苯二甲酸、4，4-(间亚苯二氧基)二邻苯二甲酸、亚乙基四甲酸、1，2，3，4-丁烷四甲酸、1，2，3，4-环丁烷四甲酸、1，2，4，5-环戊烷四甲酸、3-羧甲基-1，2，4-环戊烷三甲酸、二环[2，2，2]辛-7-烯-2，3，5，6-四甲酸、二环己基四甲酸、1，1-双(2，3-二羧基苯基)乙烷、双(2，3-二羧基苯基)甲烷和双(3，4-二羧基苯基)甲烷及其衍生物。
作为二胺类成分可以举出二胺、二异氰酸酯、二氨基二甲硅烷类等。其中优选二胺。二胺类成分中二胺含量优选处于50摩尔％以上(包括100摩尔％)。
上述的二胺，既可以是脂肪族二胺或芳香族二胺，也可以是其混合物。其中本发明中所述的“芳香族二胺”，表示氨基直接结合在芳环上的二胺，在其一部分结构中也可以含有脂肪族基团、脂环基团和其他取代基。所述的“脂肪族胺”是指氨基直接与脂肪族基团或脂环基团结合的二胺，在其一部分结构中也可以含有芳香族基团和其他取代基。
一般而言，当使用脂肪族二胺作为构成成分时，由于本身是中间产物的聚酰胺酸和脂肪族二胺会形成牢固的配体，所以很难得到高分子量的聚酰亚胺。因此，必须使用对配体溶解性较强的溶剂，例如甲酚等手段。但是，使用了环己烷四酸或其衍生物和脂肪族二胺作为构成成分，由于聚酰胺酸与脂肪族二胺形成结合得较弱的配体，所以容易使聚酰亚胺高分子量化。
作为上述的脂肪族二胺，例如可以举出4，4’-二氨基二环己基甲烷、乙二胺、六亚甲基二胺、聚乙二醇双(3-氨基丙基)醚、聚丙二醇双(3-氨基丙基)醚、1，3-双(氨基甲基)环己烷、1，4-双(氨基甲基)环己烷、间苯二甲基二胺、对苯二甲基二胺、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺、硅氧烷二胺等。
作为上述的芳香族二胺，例如可以举出4，4’-二氨基二苯基醚、4，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基二苯基砜、间苯二胺、对苯二胺、二氨基二苯甲酮、2，6-二氨基萘、1，5-二氨基萘等本发明中，聚酰亚胺A通常可以以有机溶剂溶液形式制造。作为有机溶剂，例如可以举出N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、环丁砜、对氯苯酚、间甲酚、2-氯-4-羟基甲苯等。
聚酰亚胺A的有机溶剂溶液，可以用以下方法(i)～(iii)的方法得到。
(i)向二胺类成分的有机溶剂溶液中添加四羧酸成分，或者向四羧酸成分的有机溶剂溶液中添加二胺类成分，优选在80℃下，特别是在室温附近至其以下温度下保持0.5～3小时。向得到的反应中间体的聚酰胺酸溶液中添加甲苯或二甲苯等共沸脱水溶剂，一边利用共沸作用将生成水向体系外除去一边进行脱水反应，得到聚酰亚胺A的有机溶剂溶液。
(ii)向反应中间体的聚酰胺酸溶液中加入乙酸酐等脱水剂酰亚胺化以后，添加甲醇等对聚酰亚胺A缺乏溶解能力的溶剂，使聚酰亚胺A沉淀。经过过滤、洗涤和干燥以固体分离后，将其溶解在N，N-二甲基乙酰胺等溶剂中，得到聚酰亚胺A的有机溶剂溶液。
(iii)用甲酚等高沸点溶剂制备聚酰胺酸溶液，直接在150～220℃保持3～12小时使之聚酰亚胺化后，添加甲醇等对聚酰亚胺A缺乏溶解能力的溶剂，使聚酰亚胺A沉淀。经过过滤、洗涤和干燥以固体分离后，将其溶解在N，N-二甲基乙酰胺等溶剂中，得到聚酰亚胺A的有机溶剂溶液。
本发明中，将利用上述方法(i)～(iii)得到的聚酰亚胺A的有机溶剂溶液涂布在金属箔等上之后，通过加热蒸发溶剂，可以形成聚酰亚胺层。或者也可以将从该有机溶剂溶液预先得到的聚酰亚胺膜作为聚酰亚胺层。这种聚酰亚胺膜可以采用将该有机溶剂溶液涂布在玻璃、金属板等膜形成用支持体上，加热到在200～350℃使溶剂蒸发，再将形成的膜从支持体上剥离下来的方法制造。而且也可以采用将聚酰胺酸的有机溶剂溶液涂布在膜形成用支持体上，通过加热到200～350℃来进行脱水酰亚胺化反应的方法，制造聚酰亚胺膜。聚酰亚胺层的厚度优选1～100微米。
本发明使用的聚酰亚胺A，除具有高频下介电常数低的特征之外，另外还有一个特征是在实用上属于重要频率范围的1～20GHz范围内，介电常数与频率之间的依存性小，具有大体一定的数值，极适于作为绝缘材料使用。若选用脂肪族二胺作为二胺类，10GHz下介电常数处于2.8以下而特别优选，不过即使在使用芳香族二胺的情况下，也能达到3.2以下。能够达到的介电常数下限值通常为2.6。此外，聚酰亚胺A还有这样一个特征，即在1～20GHz范围内介质损耗因数与频率的依存性也低，在0.008～0.018范围内显示大体一定的数值，具有极为优良的高频特性。
由聚酰亚胺A组成的聚酰亚胺膜的玻璃化转变温度因所选择的二胺而异，大约处于350℃以下。虽然依赖于残存溶剂量，但是由于粘着性出现在玻璃化转变温度以上的温度，所以一旦玻璃化转变温度过高就会使其热压粘着温度随之过高，反之若玻璃化转变温度过低就会使膜自身的耐热性不足，所以都不好。优选的玻璃化转变温度范围为200～350℃，更优选为250～320℃。
作为本发明使用的金属箔的箔材料，可以举出铜、铝、不锈钢、金、银、镍等，但是优选铜、铝、不锈钢。对金属箔的厚度并无特别限制，通常只要在5～100微米范围内的使用，可以得到良好的加工性能。
本发明可以使用的绝缘性材料，有聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并恶唑、聚酰胺(包括芳族聚酰胺)、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯(包括液晶聚酯)、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮等，其中优选聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚酰胺(包括芳族聚酰胺)、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜。对于绝缘性材料的厚度并无特别限制，优选3～150微米。
本发明的金属箔粘贴层叠体，可以采用将聚酰亚胺A的有机溶剂溶液涂布在绝缘性材料或金属箔上后，使溶剂蒸发形成粘着层，将被粘着体(绝缘性材料、金属箔、印刷电路板等)热压粘着在该粘着层上的方法制造。而且也可以在绝缘性材料、金属箔等的两面上涂布聚酰亚胺A的有机溶剂溶液，形成粘着层后，将被粘着体热压粘着在两面上的粘着层上。此外，还可以使玻璃纤维布或碳纤维布等含浸聚酰亚胺A的有机溶剂溶液后使用。
更具体讲，首先将聚酰亚胺A的有机溶剂溶液涂布在绝缘性材料上后，使溶剂蒸发形成粘着层。然后将金属箔放置在形成的粘着层表面上，通过用加压辊等对其连续热压，能够制造金属箔粘贴层叠体。而且聚酰亚胺A的有机溶剂溶液，也可以作为一般的罩面膜的粘着剂使用。这种场合下，将聚酰亚胺A的有机溶剂溶液涂布在该罩面膜的表面上，去除溶剂形成粘着层以后，用热压成形机将其热压粘着在制成了电路图形的印刷电路板上，可以制造金属箔粘贴层叠体。
聚酰亚胺A的有机溶剂溶液也可以用作罩面涂料。将该溶液涂布在制成了电路图案的印刷电路板的电路面上，加热至100～350℃使溶剂蒸发，在电路面上形成聚酰亚胺A的薄膜(罩面涂层)，可以制成金属箔粘贴层叠体。利用这种方法可以形成具有充分厚度和可挠性，以及与电路面具有良好密着性的罩面涂层。
而且如上所述，还可以将聚酰亚胺A的有机溶剂溶液预先制成粘着性聚酰亚胺膜。通过热压这种粘着性聚酰亚胺膜，使金属箔、绝缘性材料、印刷电路板等被粘着体粘着，能够制造金属箔粘贴层叠体。通过使用加压辊等，对例如“Kapton”(Dupont-Toray Co.，Ltd制造)等芳香族聚酰亚胺膜(绝缘性材料)、粘着性聚酰亚胺膜与金属箔连续热压，能够制造金属箔粘贴层叠体。此外粘着性聚酰亚胺膜，不仅也能用于印刷电路板与一般罩面膜之间的粘着，而且还能将其自身作为粘着性罩面膜使用。这种场合下，例如通过采用热压机等热成形机，对印刷电路板与粘着性罩面膜进行热压粘着，可以制造金属箔粘贴层叠体。
使用用聚酰亚胺A的有机溶剂溶液形成的粘着层或由其得到的粘着性聚酰亚胺膜的场合下，热压粘着温度优选200～400℃，更优选250～350℃。压力优选0.1～200千克力/厘米2，更优选1～100千克力/厘米2。而且为了除去溶剂和气泡，也可以在减压气氛气体中进行热压粘着。使用粘着层或粘着性聚酰亚胺膜，在以上条件下热压粘着可以得到极为优良的粘着强度。
本发明使用的聚酰亚胺A，是在N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、环丁砜、γ-丁内酯、碳酸亚丙酯、二氧六环等非质子极性有机溶剂中可溶性的。因此，利用上述方法得到的本发明的金属箔粘贴层叠体或电路图形形成后的印刷电路板的聚酰亚胺层，以非质子极性有机溶剂作为腐蚀剂，通过湿法进行腐蚀，能够实现图形化。也就是说，在形成针孔(pin-hole)和悬空导线时，或者要除去在形成接线柱部分存在的罩面涂层时，与传统方法采用的干式腐蚀图形化法相比，生产效率显著改善，是极为有利的。而且还可能在仅使电路的特定部分露出，进而仅在该部分电镀贵金属等的各种应用中采用。
以下用实施例对本发明作更具体说明。但是本发明并不受这些实施例的任何限制。
实施例和对照例得到的聚酰亚胺膜和铜粘贴层叠体的评价按照以下方式进行。
(1)介电常数、介质损耗因数使用关东电子应用开发(Kanto Elrctronic Application &Development Inc.)制造的介电常数介质损耗因数测定装置(CP431/461/501//531)，利用空洞共振器摄动法测定了介电常数和介质损耗因数。
(2)玻璃化转变温度使用岛津制作所(Shimadzu Corporation)制造的差示扫描量热计装置(DSC-50)，在10℃/分钟升温速度条件下进行测定，求出了玻璃化转变温度。
(3)粘着强度按照JIS C 6481测定了粘着强度。
参考例1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐的合成将552克均苯四酸、200克在活性炭上载带了铑的催化剂(N.E.Chemcat Corporation制造)和1656克水加入内容积5升的哈斯特洛伊耐蚀高镍合金制造(HC22)的高压釜中，搅拌下用氮气置换反应器内的气体。然后用氢气置换反应器内的氮气，使反应器内的氢气压力达到5.0MPa，升温至60℃。在保持5.0MPa氢气压力的条件下使之反应2小时。用氮气置换反应器内的氢气，从高压釜中排出反应液，趁热过滤此反应液分离催化剂。用旋转蒸发器在减压下蒸发反应液中的水份、浓缩，析出了结晶。室温下将析出的结晶固液分离，干燥后得到了481克(收率85.0％)1，2，4，5-环己烷四甲酸。
进而将450克得到的1，2，4，5-环己烷四甲酸与4000克乙酸酐加入5升玻璃可拆装的烧瓶(带有迪姆罗回流冷凝管)中，搅拌下用氮气置换反应器内的气体。在氮气气氛下升温至回流温度下，使溶剂回流10分钟。搅拌下冷却至室温，使结晶析出。固液分离析出的结晶，干燥后得到了一次结晶。接着用旋转蒸发器减压下浓缩分离母液，使结晶析出。将此结晶固液分离，干燥后得到的二次结晶。将一次结晶与二次结晶合并，得到了375克1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐(收率96.6％)。
实施例1在氮气气流下，于备有温度计、搅拌器、氮气导入管、带侧管的滴液漏斗、迪安-斯达克分水器和冷却管的500毫升五口烧瓶中，加入10.0克(0.05摩尔)4，4’-二氨基二苯基醚和作为溶剂的85克N-甲基-2-吡咯烷酮使之溶解后，室温下在1小时内以固体形式分次加入11.2克(0.05摩尔)参考例合成的1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐，室温下搅拌2小时。然后添加30.0克作共沸脱水溶剂用的二甲苯，升温至180℃进行3小时反应，用迪安-斯达克分水器使二甲苯回流，共沸分离出生成水。3小时后，确认水份的馏出终止，再用1小时一边升温至190℃一边蒸馏除去二甲苯，回收29.0克以后，空气冷却至内温60℃为止，得到了聚酰亚胺的有机溶剂溶液。将得到的溶液涂布在玻璃板上，在90℃的电热板上加热1小时将溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离后得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的夹具上，在热风干燥器中于220℃下加热2小时，使溶剂进一步蒸发后，得到了厚度100微米的淡茶色柔性膜。对此膜进行IR光谱测定后，可以发现在v(C＝O)1772、1700(cm-1)处有酰亚胺的特征吸收，经鉴定是具有下式(II)重复单元的聚酰亚胺。
得到的膜的玻璃化转变温度、介电常数和介质损耗因数示于表1和2之中。
利用刀涂器将上述聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在市售的聚酰亚胺膜(Du-Pont-Toray Co.，Ltd)制造，Kapton 100H，厚度25微米，以下简称为“Kapton 100H膜”)上，涂布厚度为200微米。在90℃的电热板上干燥1小时后，再于热风干燥器中于220℃下干燥1小时，形成了厚度20微米的粘着层。将电解铜箔(三井金属矿业株式会社(MitsuiMining & Smelting Co.Ltd.)制造的3EC-VLP，厚度18微米，以下简称为“铜箔3EC-VLP”)用温度设定在330℃的热压机在此粘着层上热压30分钟后，得到的铜箔粘贴层叠体。粘着强度示于表1之中。粘着性良好。
实施例2
在与实施例1相同的500毫升五口烧瓶中，加入11.2克(0.05摩尔)参考例合成的4，5-环己烷四甲酸二酐和作为溶剂用的40.0克N-甲基-2-吡咯烷酮使之溶解后，室温下通过滴液漏斗于2小时内滴加将10.5克(0.05摩尔)4，4’-二氨基二环己基甲烷溶解在45.0克二甲基乙酰胺中的溶液。滴加终止后，升温至90℃，搅拌1小时。然后添加30.0克作共沸脱水溶剂用的二甲苯，升温至180℃进行3小时反应，用迪安-斯达克脱水器使二甲苯回流，共沸分离出生成水。3小时后，确认水份的馏出终止，再用1小时一边升温至190℃一边蒸馏除去二甲苯，回收30.0克以后，空气冷却至返回到内温为60℃为止，得到了聚酰亚胺的有机溶剂溶液。将得到的溶液涂布在玻璃板上，在90℃的电热板上加热1小时将溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的夹具上，在热风干燥器中于220℃下加热2小时，使溶剂进一步蒸发后，得到了厚度100微米的无色透明的柔性膜。对此膜进行IR光谱测定后，可以发现在v(C＝O)1764、1691(cm-1)处有酰亚胺的特征吸收，经鉴定是具有下述III式重复单元的聚酰亚胺。
得到的膜的玻璃化转变温度、介电常数和介质损耗因数示于表1和2之中。
利用刀涂器将上述聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在“铜箔3EC-VLP”上。在90℃的电热板上干燥1小时后，再于热风干燥器中于220℃下干燥1小时，形成了厚度20微米的粘着层。将Kapton 100H膜用温度设定在280℃的热压机在此粘着层上热压粘着30分钟后，得到的铜箔粘贴层叠体。粘着强度示于表1之中。粘着性良好。
对照例1在与实施例1相同的500毫升五口烧瓶中，加入10.0克(0.05摩尔)4，4’-二氨基二苯基醚和作为溶剂用的85.0克二甲基乙酰胺使之溶解，氮气气流和室温下于大约1小时内以固体形式添加10.9克(0.05摩尔)均苯四甲酸二酐，添加终止后于室温下搅拌3小时，得到了聚酰胺酸粘着剂溶液。
将得到的粘着剂溶液涂布在玻璃板上，在50℃的电热板上干燥1小时后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的夹具上，在热风干燥器中分别在100℃、200℃、250℃、300℃和400℃下加热3小时、3小时、2小时、1小时和1小时，使溶剂蒸发后，得到了厚度50微米的褐色柔性膜。得到的膜的玻璃化转变温度、介电常数和介质损耗因数示于表1之中。
利用刀涂器将上述聚酰胺酸的粘着剂溶液涂布在Kapton 100H膜上。在50℃的电热板上干燥1小时后，于热风干燥器中分别在100℃、200℃、250℃、300℃和400℃下加热3小时、3小时、2小时、1小时和1小时，进行酰亚胺化处理，形成了厚度15微米的粘着层。将用温度设定在350℃的热压机将铜箔3EC-VLP在此粘着层上热压粘着30分钟后，得到的铜箔粘贴层叠体。粘着强度示于表1之中。粘着性不足。
表1
使用铜箔三井金属矿业株式会社制造的3EC-VLP(厚度18微米)
使用聚酰亚胺膜Du-Pont-Toray Co.，Ltd制造，Kapton 100H(厚度25微米)CTDA1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐PMDA均苯四甲酸二酐ODA4，4’-二氨基二苯基醚DCHM4，4’-二氨基二环己基甲烷表2
实施例3用刀涂器将实施例2得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液在Kapton 100H膜上涂布200微米厚。在90℃的电热板上干燥1小时后，再于热风干燥器中220℃下干燥1小时，形成厚度20微米的粘着层。使用具有这种粘着层的Kapton 100H膜作为粘着性罩面膜，借助于粘着层使之重叠在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(东洋纺绩株式会社(ToyoboCo.Ltd.)制造的Vyloflex)的电路面上，用温度设定在280℃的热压机热压粘着30分钟。具有罩面膜的铜箔粘贴层叠体显示足够的可挠性，而且电路面与罩面膜之间的密着性也良好。
实施例4将实施例1得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在玻璃板上，在90℃的电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的固定夹具上，在热风干燥器中于220℃下加热2小时使溶剂进一步蒸发后，得到了厚度30微米淡茶色的粘着性聚酰亚胺膜。将得到的粘着性聚酰亚胺膜夹在铜箔3EC-VLP与Kapton100H膜之间，用温度设定在330℃的热压机热压30分钟，得到了柔性的铜箔粘贴层叠体。柔性的铜箔粘贴层叠体的粘着强度示于表3中。
对照例2将对照例1得到的聚酰胺酸粘着剂溶液涂布在玻璃板上，在90℃的电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的固定夹具上，在热风干燥器中分别于100℃、200℃、250℃、300℃和400℃下加热3小时、3小时、2小时、1小时和1小时使溶剂进一步蒸发后，得到了厚度30微米褐色的柔性粘着性聚酰亚胺膜。将得到的粘着性聚酰亚胺膜夹在铜箔3EC-VLP与Kapton 100H膜之间，用温度设定在330℃的热压机热压30分钟，得到了柔性的铜箔粘贴层叠体。柔性的铜箔粘贴层叠体的粘着强度示于表3中。
表3
使用铜箔三井金属矿业株式会社制造的3EC-VLP(厚度18微米)使用聚酰亚胺膜Du-Pont-Toray Co.，Ltd制造，Kapton 100H(厚度25微米)CTDA1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐PMDA均苯四甲酸二酐
ODA4，4’-二氨基二苯基醚实施例5将实施例2得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在玻璃板上，在90℃电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的固定夹具上，在热风干燥器中于220℃下加热2小时使溶剂蒸发后，得到了厚度30微米无色透明的粘着性聚酰亚胺膜。使用得到的粘着性聚酰亚胺膜作为粘着性罩面膜，用温度设定在280℃的热压机将其在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面上热压粘着30分钟。具有罩面膜的铜箔粘贴层叠体显示足够的可挠性，而且电路面与罩面膜之间的密着性也良好。
实施例6将实施例1得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在玻璃板上，在90℃电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的固定夹具上，在热风干燥器中于220℃下加热2小时使溶剂蒸发后，得到了厚度30微米无色透明的粘着性聚酰亚胺膜。使用得到的粘着性聚酰亚胺膜作为粘着性罩面膜，用温度设定在330℃的热压机将其在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面上热压粘着30分钟。具有罩面膜的铜箔粘贴层叠体显示足够的可挠性，而且电路面与罩面膜之间的密着性也良好。
实施例7以实施例1得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液作为罩面涂料，用刀涂器在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面涂布200微米厚。在90℃电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，进一步在热风干燥器中于220℃下干燥1小时，形成了厚度30微米的罩面涂层。罩面涂层显示足够的可挠性，而且与印刷电路板之间的密着性也良好。
实施例8以实施例2得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液作为罩面涂料，用刀涂器在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面涂布200微米厚。在90℃电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，进一步在热风干燥器中于220℃下干燥1小时，形成了厚度30微米的罩面涂层。罩面涂层显示足够的可挠性，而且与印刷电路板之间的密着性也良好。
对照例3以对照例1得到的聚酰胺酸的粘着剂溶液作为罩面涂料，用刀涂器在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面涂布200微米厚。在50℃电热板上干燥1小时后，进一步在热风干燥器中分别于100℃、200℃、250℃、300℃和400℃下加热3小时、3小时、2小时、1小时和1小时进行酰亚胺化处理后，形成了罩面涂层。罩面涂层与印刷电路板之间不能密着，强度不充分。
对照例4将对照例1得到的聚酰胺酸的粘着剂溶液涂布在玻璃板上，在90℃电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的固定夹具上，在热风干燥器中分别于100℃、200℃、250℃、300℃和400℃下加热3小时、3小时、2小时、1小时和1小时使溶剂蒸发后，得到了褐色柔性的厚度30微米的粘着性聚酰亚胺膜。使用得到的粘着性聚酰亚胺膜作为粘着性罩面膜，用温度设定在280℃的热压机将其在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面上热压粘着30分钟。罩面膜与印刷电路板之间的不能密着，强度不充分。
实施例9
将实施例4得到的粘着性聚酰亚胺膜，夹在以玻璃布为基材的环氧树脂硬质(リジツド)印刷电路板(Fujitsu Interconnect TechnologiesLimited制造，NEMAFR-4)与由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的电路面之间，用温度被设定在330℃的热压机热压30分钟，得到了可弯曲的硬质铜箔粘贴层叠体。这种可弯曲的硬质铜箔粘贴层叠体没有气泡等非接触部分，而且粘着状态也良好。
实施例10以实施例1得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液作为罩面涂料，用刀涂器在以玻璃布为基材的环氧树脂硬质印刷电路板(NEMAFR-4)的电路面上涂布200微米厚。在90℃电热板上干燥1小时后，进一步在热风干燥器中于220℃下干燥1小时，形成了厚度30微米的罩面涂层。罩面涂层与印刷电路板之间的密着性良好。
实施例11将实施例1得到的聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在玻璃板上，在90℃电热板上加热1小时使溶剂蒸发后，从玻璃板上剥离得到独立膜。将这种独立膜固定在不锈钢制造的固定夹具上，在热风干燥器中于220℃下加热2小时使溶剂蒸发后，得到了淡茶色厚度30微米的柔性粘着性聚酰亚胺膜。使用得到的粘着性聚酰亚胺膜作为粘着性罩面膜，用温度设定在330℃的热压机将其在由铜箔/聚酰亚胺膜构成的二层型柔性印刷电路板(Vyloflex)的两个电路面上热压粘着30分钟，得到了铜箔粘贴层叠体。这种铜箔粘贴层叠体显示足够的可挠性，而且印刷电路板的电路面与罩面膜之间的密着性也良好。
利用丝网印刷法在得到的带有覆盖层的铜箔粘贴层叠体的两面上涂布丙烯酸系光刻胶，经过图形曝光和显影后，形成了光刻胶图形。然后将此层叠体在80℃的N-甲基-2-吡咯烷酮浴中浸渍10分钟，然后水洗。进而将此层叠体在40℃的水系光刻胶剥离液浴中浸渍10分钟后，取出水洗。利用这种湿式腐蚀法能够以良好的形状除去覆盖层的非掩膜区域。
本发明的由粘着层、粘着性膜、罩面涂层、罩面膜形成的金属箔粘贴层叠体的绝缘层，在10GHz的介电常数处于3.2以下，而且粘着性良好，适于作为高频用印刷电路板的基板使用。
权利要求
1.一种金属箔粘贴层叠体，包括至少一层聚酰亚胺层、至少一层绝缘性材料和至少一层金属箔，其特征在于所述的聚酰亚胺层是由具有通式I所示重复单元的聚酰亚胺组成的通式I (式中，R是由环己烷衍生出来的四价基团；Ф是选自碳原子数2～39的二价脂肪族基团、脂环族基团、芳香族基团或其组合形成的基团，Ф的主链上可以存在至少一个从-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-OSi(CH3)2-、-C2H4O-和-S-中选出的基团)。
2.按照权利要求1所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层是在所述的绝缘性材料、所述的金属箔或其二者的表面上形成的。
3.按照权利要求1所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层被配置在所述的绝缘性材料和所述的金属箔之间。
4.按照权利要求1～3中任何一项所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层是通过将所述的聚酰亚胺的有机溶剂溶液涂布在所述的绝缘性材料、所述的金属箔或其二者的表面上，使溶剂蒸发形成的粘着层。
5.按照权利要求1～3中任何一项所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层是由所述的聚酰亚胺形成的粘着性聚酰亚胺膜。
6.按照权利要求1或2所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层是所述的金属箔粘贴层叠体的表面层。
7.按照权利要求6所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层，是通过涂布所述的聚酰亚胺的有机溶剂溶液，使溶剂蒸发形成的罩面涂层。
8.按照权利要求6所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层，是由所述的聚酰亚胺形成的罩面膜。
9.按照权利要求6所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层，是采用以非质子极性有机溶剂作为腐蚀剂的湿式腐蚀法图形化的。
10.按照权利要求1所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺层，是事先被配置在所述的绝缘性材料与所述的金属箔之间，而且涂布所述的聚酰亚胺的有机溶剂溶液，通过使溶剂蒸发形成的粘着层，或者是由聚酰亚胺形成的粘着性聚酰亚胺膜。
11.按照权利要求1所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的绝缘性材料和所述的金属箔是印刷电路板，所述的聚酰亚胺层被配置在所述的印刷电路板的电路面上。
12.按照权利要求11所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中在所述的聚酰亚胺层上还配置有绝缘性材料。
13.按照权利要求11所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中在所述的聚酰亚胺层上还配置有印刷电路板。
14.按照权利要求1所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺的玻璃化转变温度处于350℃以下。
15.按照权利要求1所述的金属箔粘贴层叠体，其特征在于其中所述的聚酰亚胺在10GHz下的介电常数处于3.2以下。
全文摘要
本发明的金属箔粘贴层叠体包括至少一层聚酰亚胺层、至少一层绝缘性材料层和至少一层金属箔。该聚酰亚胺层由具有通式I所示重复单元的聚酰亚胺形成，具有良好的热压接性、溶剂溶解性和耐热性，而且是低介电性的，含有该聚酰亚胺层的金属箔粘贴层叠体适于作高频用印刷电路板等使用。
文档编号C09J179/08GK1551718SQ200410042138
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月9日 优先权日2003年5月9日
发明者木原秀太, 毛户耕 申请人:三菱瓦斯化学株式会社