WO2025047036A1 - 分散液、フィルム、積層体、配線基板、及び分散液の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a dispersion, a film, a laminate, a wiring board, and a method for producing the dispersion.
- Copper-clad laminates are preferably used as components constituting circuit boards, and films are preferably used to manufacture copper-clad laminates.
- WO 2022/163776 describes a polymer film having a layer A and a layer B on at least one side of the layer A, the layer A containing a polymer having a dielectric tangent of 0.01 or less, the layer B containing an additive, and the layer B having an inflection point in the change in elastic modulus with temperature change or deformation speed change, or the elastic modulus decreases under pressure.
- Patent Document 2 describes a liquid crystal polymer film containing a liquid crystal polymer component and at least one component selected from the group consisting of an olefin component, a crosslinking component, and a compatible component.
- a copper-clad laminate is manufactured by laminating a copper foil on the surface of a polymer film.
- a wiring board is manufactured by stacking a copper-clad laminate and a wiring substrate so that the polymer film of the copper-clad laminate and the wiring substrate are in contact with each other.
- the polymer film deforms to conform to the steps formed on the surface of the wiring substrate from the viewpoint of adhesion.
- a polymer film having excellent step conformability to a wiring substrate is used for a copper-clad laminate, delamination may occur during the reflow soldering process performed when mounting electronic components. For this reason, there has been a demand for a material that has both step conformability to a wiring substrate and excellent adhesion during reflow soldering (i.e., excellent heat resistance).
- An object of one embodiment of the present disclosure is to provide a dispersion capable of producing a film having excellent step-following ability and heat resistance, and a method for producing the dispersion.
- An object of one embodiment of the present disclosure is to provide a film, a laminate, and a wiring board that are excellent in step conformability and heat resistance.
- Means for solving the above problems include the following aspects. ⁇ 1> Polymer A having an elastic modulus of more than 0.10 MPa at 260°C; Particles containing a polymer B having an elastic modulus of 0.10 MPa or less at 260° C.; A solvent; The viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25° C. is 800 mPa s or more, A dispersion having a ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 of a viscosity ⁇ 1 at a shear rate of 0.1/s at 25°C to a viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C of 10 or more.
- thermoplastic elastomer is an elastomer containing a structural unit derived from styrene.
- thermoplastic elastomer is at least one selected from the group consisting of a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, a styrene-isobutylene-styrene block copolymer, a styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer, a styrene-isoprene-styrene block copolymer, and hydrogenated products thereof.
- ⁇ 6> ⁇ 5> The dispersion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein a ratio of a content of the particles containing the polymer B to a content of the polymer A is 1 or more.
- a film which is a dried product of the dispersion liquid according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>.
- ⁇ 8> having a phase-separated structure containing at least two phases,
- the elastic modulus at 160°C is 0.60 MPa or less,
- the elastic modulus G1 at 260° C. of at least one of the two first phases is greater than 0.10 MPa;
- a film in which, in a cross section along the thickness direction of the film, the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02/ ⁇ m2 or more.
- thermoplastic elastomer is an elastomer containing a structural unit derived from styrene.
- thermoplastic elastomer is at least one selected from the group consisting of a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, a styrene-isobutylene-styrene block copolymer, a styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer, a styrene-isoprene-styrene block copolymer, and hydrogenated products thereof.
- ⁇ 13> The film according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 12>, wherein the ratio of the second phase in a cross section along the thickness direction of the film is 50% by area or more.
- ⁇ 14> A layer A and a layer B disposed on at least one surface of the layer A, Layer B has a phase-separated structure including at least two phases, The elastic modulus of layer B at 160° C. is 0.60 MPa or less, The elastic modulus G1 at 260° C. of the first phase, which is one of the at least two phases, is greater than 0.10 MPa; The elastic modulus G2 at 260 ° C.
- the present invention comprises a substrate, a wiring pattern disposed on at least one surface of the substrate, a layer B disposed between the wiring patterns and on the wiring patterns, and a layer A disposed on the layer B, Layer B has a phase-separated structure including at least two phases, The elastic modulus of layer B at 160° C.
- the elastic modulus G1 at 260° C. of the first phase which is one of the at least two phases, is greater than 0.10 MPa;
- the elastic modulus G2 at 260 ° C. of the second phase different from the first phase is 0.10 MPa or less,
- a dispersion capable of producing a film having excellent step-following ability and heat resistance, and a method for producing the dispersion.
- a film, a laminate, and a wiring board having excellent step conformability and heat resistance are provided.
- the use of "to" indicating a range of values means that the values before and after it are included as the lower limit and upper limit.
- the upper or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages.
- the upper or lower limit value of the numerical range may be replaced with a value shown in the examples.
- an "alkyl group” includes not only an alkyl group that has no substituents (unsubstituted alkyl groups) but also an alkyl group that has a substituent (substituted alkyl groups).
- (meth)acrylic is a term used as a concept including both acrylic and methacrylic
- (meth)acryloyl is a term used as a concept including both acryloyl and methacryloyl.
- the term "process" in this specification includes not only an independent process but also a process that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of the process is achieved. Furthermore, in the present disclosure, combinations of two or more preferred aspects are more preferred aspects.
- GPC gel permeation chromatography
- the dispersion according to the present disclosure contains particles including a polymer A having an elastic modulus of more than 0.10 MPa at 260°C and a polymer B having an elastic modulus of 0.10 MPa or less at 260°C, and a solvent, and has a viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C of 800 mPa ⁇ s or more, and a ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 of the viscosity ⁇ 1 at a shear rate of 0.1/s at 25°C to the viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C of 10 or more.
- the copper foil and the film are laminated and then thermocompression bonded. At this time, some of the materials contained in the film become more fluid due to heating. During thermocompression bonding, some of the fluid materials may move within the film. This movement causes the fluid materials to aggregate.
- the film is heated at a high temperature (e.g., 260°C). At this time, it is thought that the water contained in the film becomes supersaturated and diffuses, and bubble nuclei are generated in the aggregated parts of the fluid materials. Conventionally, the bubble nuclei grow and foam, which may cause peeling between the film and the metal layer.
- the viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C is 800 mPa ⁇ s or more
- the ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 between the viscosity ⁇ 1 at a shear rate of 0.1/s at 25°C and the viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C is 10 or more.
- the ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 is 10 or more
- the particles containing polymer B are present in the dispersion liquid without forming aggregates, and the dispersion is excellent.
- the phase derived from polymer B with low fluidity does not exist continuously, so localized flow is suppressed. It is considered that the generation and growth of bubble nuclei are suppressed in the reflow soldering process, and as a result, peeling between the film and the metal layer is suppressed. That is, the heat resistance is excellent.
- WO 2022/163776 does not include any description that focuses on the viscosity of the dispersion.
- the dispersion according to the present disclosure contains particles including polymer A having an elastic modulus of more than 0.10 MPa at 260°C and polymer B having an elastic modulus of 0.10 MPa or less at 260°C, and a solvent.
- Polymer A has an elastic modulus at 260° C. of more than 0.10 MPa.
- the elastic modulus of polymer A at 260° C. is measured by the following method.
- the 260°C elastic modulus of polymer A is measured as the indentation elastic modulus using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load with a Vickers indenter at a loading rate of 0.28 mN/sec using a microhardness tester (for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- a microhardness tester for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation
- the elastic modulus of polymer A at 260° C. is preferably 0.15 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and even more preferably 1.0 MPa or more.
- the upper limit of the elastic modulus of polymer A at 260° C. is not particularly limited, and is, for example, 1000 MPa.
- the elastic modulus of the polymer A at 260° C. is more than 0.10 MPa, the polymer A has excellent heat resistance.
- polymer A examples include liquid crystal polymers, fluororesins, polymers of compounds having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond, polyphenylene ether and modified products thereof, aromatic polyether ketone, phenolic resins, epoxy resins, polyimides, cyanate resins, bismaleimide resins, triazine resins, and other thermosetting resins.
- polymer A contains a liquid crystal polymer.
- the type of liquid crystal polymer is not particularly limited, and any known liquid crystal polymer can be used.
- the liquid crystal polymer may be a thermotropic liquid crystal polymer that exhibits liquid crystallinity in a molten state, or a lyotropic liquid crystal polymer that exhibits liquid crystallinity in a solution state. In the case of a thermotropic liquid crystal, it is preferable that the liquid crystal polymer melts at a temperature of 450° C. or less.
- liquid crystal polymers examples include liquid crystal polyester, liquid crystal polyester amide in which an amide bond has been introduced into liquid crystal polyester, liquid crystal polyester ether in which an ether bond has been introduced into liquid crystal polyester, and liquid crystal polyester carbonate in which a carbonate bond has been introduced into liquid crystal polyester.
- the liquid crystal polymer is preferably a polymer having an aromatic ring, and is more preferably an aromatic polyester or an aromatic polyester amide.
- the liquid crystal polymer may be a polymer in which an isocyanate-derived bond such as an imide bond, a carbodiimide bond, or an isocyanurate bond has been introduced into an aromatic polyester or an aromatic polyester amide.
- an isocyanate-derived bond such as an imide bond, a carbodiimide bond, or an isocyanurate bond has been introduced into an aromatic polyester or an aromatic polyester amide.
- liquid crystal polymer is preferably a fully aromatic liquid crystal polymer made using only aromatic compounds as raw material monomers.
- liquid crystal polymer examples include the following liquid crystal polymers. 1) A compound obtained by polycondensation of (i) an aromatic hydroxycarboxylic acid, (ii) an aromatic dicarboxylic acid, and (iii) at least one compound selected from the group consisting of an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine, and an aromatic diamine. 2) Those obtained by polycondensation of multiple types of aromatic hydroxycarboxylic acids. 3) (i) a polycondensation product of an aromatic dicarboxylic acid and (ii) at least one compound selected from the group consisting of an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine and an aromatic diamine.
- Polyester such as polyethylene terephthalate
- aromatic hydroxycarboxylic acid are polycondensed.
- the aromatic hydroxycarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aromatic diol, aromatic hydroxyamine and aromatic diamine may each independently be replaced with a derivative capable of undergoing polycondensation.
- the melting point of the liquid crystal polymer is preferably greater than 260°C, more preferably greater than 260°C and less than 350°C, and even more preferably greater than 260°C and less than 330°C.
- the melting point is measured using a differential scanning calorimeter.
- a differential scanning calorimeter For example, it is measured using a product called "DSC-60A Plus" (manufactured by Shimadzu Corporation).
- the heating rate in the measurement is 10°C/min.
- the weight average molecular weight of the liquid crystal polymer is preferably 1,000,000 or less, more preferably 3,000 to 300,000, even more preferably 5,000 to 100,000, and particularly preferably 5,000 to 30,000.
- the liquid crystal polymer preferably contains an aromatic polyesteramide from the viewpoint of further reducing the dielectric tangent.
- An aromatic polyesteramide is a resin having at least one aromatic ring and having an ester bond and an amide bond.
- the aromatic polyesteramide is preferably a fully aromatic polyesteramide.
- the aromatic polyester amide is preferably a crystalline polymer.
- the polymer A preferably contains a crystalline aromatic polyester amide.
- the dielectric loss tangent is further reduced.
- crystalline polymer refers to a polymer that has a clear endothermic peak, not a stepwise change in endothermic amount, in differential scanning calorimetry (DSC). Specifically, for example, it means that the half-width of the endothermic peak is within 10°C when measured at a heating rate of 10°C/min. Polymers with a half-width exceeding 10°C and polymers without a clear endothermic peak are classified as amorphous polymers and are distinguished from crystalline polymers.
- the aromatic polyester amide preferably contains a constitutional unit represented by the following formula 1, a constitutional unit represented by the following formula 2, and a constitutional unit represented by the following formula 3. -O-Ar 1 -CO- ... Formula 1 -CO-Ar 2 -CO- ...Formula 2 —NH—Ar 3 —O— Formula 3
- Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group.
- the structural unit represented by formula 1 will also be referred to as "unit 1", etc.
- the unit 1 can be introduced, for example, by using an aromatic hydroxycarboxylic acid as a raw material.
- the unit 2 can be introduced, for example, by using an aromatic dicarboxylic acid as a raw material.
- Unit 3 can be introduced, for example, by using an aromatic hydroxylamine as a raw material.
- aromatic hydroxycarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aromatic diol, and aromatic hydroxylamine may each be independently replaced with a derivative capable of polycondensation.
- aromatic hydroxycarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids can be replaced with aromatic hydroxycarboxylic acid esters and aromatic dicarboxylic acid esters by converting the carboxy group to an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group.
- Aromatic hydroxycarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids can be replaced with aromatic hydroxycarboxylic acid halides and aromatic dicarboxylic acid halides by converting the carboxy groups to haloformyl groups.
- Aromatic hydroxycarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids can be replaced by aromatic hydroxycarboxylic acid anhydrides and aromatic dicarboxylic acid anhydrides by converting the carboxy groups to acyloxycarbonyl groups.
- polycondensable derivatives of compounds having a hydroxy group such as aromatic hydroxycarboxylic acids and aromatic hydroxyamines
- examples of polycondensable derivatives of compounds having a hydroxy group include those obtained by acylation of a hydroxy group into an acyloxy group (acylated products).
- aromatic hydroxycarboxylic acids and aromatic hydroxylamines can be replaced with their acylated counterparts by acylation of the hydroxy group to convert it to an acyloxy group.
- polycondensable derivatives of aromatic hydroxylamines include those obtained by acylation of the amino group to an acylamino group (acylated product).
- aromatic hydroxyamines can be replaced with acylated products by converting the amino group into an acylamino group through acylation.
- Ar 1 is preferably a p-phenylene group, a 2,6-naphthylene group, or a 4,4'-biphenylylene group, and more preferably a 2,6-naphthylene group.
- unit 1 is, for example, a constitutional unit derived from p-hydroxybenzoic acid.
- unit 1 is, for example, a constitutional unit derived from 6-hydroxy-2-naphthoic acid.
- Ar 1 is a 4,4'-biphenylylene group
- unit 1 is, for example, a constitutional unit derived from 4'-hydroxy-4-biphenylcarboxylic acid.
- Ar 2 is preferably a p-phenylene group, an m-phenylene group, or a 2,6-naphthylene group, and more preferably an m-phenylene group.
- unit 2 is, for example, a constitutional unit derived from terephthalic acid.
- unit 2 is, for example, a constitutional unit derived from isophthalic acid.
- Ar 2 is a 2,6-naphthylene group
- unit 2 is, for example, a constitutional unit derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
- Ar 3 is preferably a p-phenylene group or a 4,4′-biphenylylene group, and more preferably a p-phenylene group.
- unit 3 is, for example, a constitutional unit derived from p-aminophenol.
- unit 3 is, for example, a constitutional unit derived from 4-amino-4'-hydroxybiphenyl.
- the content of units 1 is preferably 30 mol % or more, the content of units 2 is preferably 35 mol % or less, and the content of units 3 is preferably 35 mol % or less.
- the content of unit 1 is more preferably 30 mol % to 80 mol %, further preferably 30 mol % to 60 mol %, and particularly preferably 30 mol % to 40 mol %, based on the total content of unit 1, unit 2, and unit 3.
- the content of unit 2 is preferably 10 mol % to 35 mol %, more preferably 20 mol % to 35 mol %, and particularly preferably 30 mol % to 35 mol %, based on the total content of unit 1, unit 2, and unit 3.
- the content of unit 3 is preferably 10 mol % to 35 mol %, more preferably 20 mol % to 35 mol %, and particularly preferably 30 mol % to 35 mol %, based on the total content of unit 1, unit 2, and unit 3.
- the total content of each structural unit is the sum of the amounts (moles) of each structural unit, which is calculated by dividing the mass of each structural unit constituting the aromatic polyesteramide by the formula weight of the structural unit.
- the ratio of the content of unit 2 to the content of unit 3, expressed as [content of unit 2]/[content of unit 3] (mol/mol), is preferably 0.9/1 to 1/0.9, more preferably 0.95/1 to 1/0.95, and even more preferably 0.98/1 to 1/0.98.
- the aromatic polyesteramide may have two or more types of units 1 to 3, each of which is independent.
- the aromatic polyesteramide may also have other structural units in addition to units 1 to 3.
- the content of the other structural units is preferably 10 mol % or less, more preferably 5 mol % or less, based on the total content of all structural units.
- Aromatic polyesteramides are preferably produced by melt polymerizing raw material monomers that correspond to the structural units that make up the aromatic polyesteramide.
- the weight average molecular weight of the aromatic polyesteramide is preferably 1,000,000 or less, more preferably 3,000 to 300,000, even more preferably 5,000 to 100,000, and particularly preferably 5,000 to 30,000.
- the polymer A may be a fluororesin.
- the type of fluororesin is not particularly limited, and any known fluororesin can be used.
- Fluororesins include homopolymers and copolymers that contain structural units derived from fluorinated ⁇ -olefin monomers, i.e., ⁇ -olefin monomers that contain at least one fluorine atom. Fluororesins also include copolymers that contain structural units derived from fluorinated ⁇ -olefin monomers and structural units derived from non-fluorinated ethylenically unsaturated monomers that are reactive with fluorinated ⁇ -olefin monomers.
- Fluorinated ⁇ -olefin monomers include CF 2 ⁇ CF 2 , CHF ⁇ CF 2 , CH 2 ⁇ CF 2 , CHCl ⁇ CHF, CCIF ⁇ CF 2 , CCl 2 ⁇ CF 2 , CCIF ⁇ CCIF, CHF ⁇ CCl 2 , CH 2 ⁇ CCIF, CCl 2 ⁇ CCIF, CF 3 CF ⁇ CF 2 , CF 3 CF ⁇ CHF, CF 3 CH ⁇ CF 2 , CHF 2 CH ⁇ CHF, CF 3 CF ⁇ CF 2 , and perfluoro(alkyl having 2 to 8 carbon atoms)vinyl ethers (e.g., perfluoromethyl vinyl ether, perfluoropropyl vinyl ether, and perfluorooctyl vinyl ether) .
- perfluoro(alkyl having 2 to 8 carbon atoms)vinyl ethers e.g., perfluoromethyl vinyl ether, perfluoropropyl vinyl
- the fluorinated ⁇ -olefin monomer is preferably at least one monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene (CF 2 ⁇ CF 2 ), chlorotrifluoroethylene (CCIF ⁇ CF 2 ), (perfluorobutyl)ethylene, vinylidene fluoride (CH 2 ⁇ CF 2 ), and hexafluoropropylene (CF 2 ⁇ CFCF 3 ).
- Non-fluorinated ethylenically unsaturated monomers include ethylene, propylene, butene, ethylenically unsaturated aromatic monomers (eg, styrene and ⁇ -methylstyrene), and the like.
- the fluorinated ⁇ -olefin monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
- the non-fluorinated ethylenically unsaturated monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
- fluororesins include polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), poly(chlorotrifluoroethylene-propylene), poly(ethylene-tetrafluoroethylene) (ETFE), poly(ethylene-chlorotrifluoroethylene) (ECTFE), poly(hexafluoropropylene), poly(tetrafluoroethylene) (PTFE), poly(tetrafluoroethylene-ethylene-propylene), poly(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene) (FEP), poly(tetrafluoroethylene-propylene) (FEPM), poly(tetrafluoroethylene-perfluoropropylene vinyl ether), poly(tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether) (PFA) (e.g., poly(tetrafluoroethylene-perfluoropropyl vinyl ether)), polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), poly((
- the fluororesin may have structural units derived from fluorinated ethylene or fluorinated propylene.
- the fluororesin may be used alone or in combination of two or more kinds.
- the fluororesin is preferably FEP, PFA, ETFE, or PTFE.
- FEP is available from DuPont under the trade name TEFLON FEP, or from Daikin Industries, Ltd. under the trade name NEOFLON FEP.
- PFA is available from Daikin Industries, Ltd. under the trade name NEOFLON PFA, from DuPont under the trade name TEFLON PFA, or from Solvay Solexis under the trade name HYFLON PFA.
- the fluororesin contains PTFE.
- the PTFE may be a PTFE homopolymer, a partially modified PTFE homopolymer, or a combination containing one or both of these.
- the partially modified PTFE homopolymer preferably contains less than 1% by mass of structural units derived from comonomers other than tetrafluoroethylene, based on the total mass of the polymer.
- the fluororesin may be a crosslinkable fluoropolymer having a crosslinkable group.
- the crosslinkable fluoropolymer can be crosslinked by a conventionally known crosslinking method.
- One representative crosslinkable fluoropolymer is a fluoropolymer having (meth)acryloyloxy.
- R is an oligomer chain containing constitutional units derived from a fluorinated ⁇ -olefin monomer
- R′ is H or —CH3
- n is 1 to 4.
- R may also be a fluorine-based oligomer chain containing constitutional units derived from tetrafluoroethylene.
- a crosslinked fluoropolymer network can be formed by exposing a fluoropolymer having (meth)acryloyloxy groups to a free radical source to initiate a radical crosslinking reaction via the (meth)acryloyloxy groups on the fluororesin.
- the free radical source is not particularly limited, but suitable examples include a photoradical polymerization initiator or an organic peroxide. Suitable photoradical polymerization initiators and organic peroxides are well known in the art.
- Crosslinkable fluoropolymers are commercially available, such as Viton B manufactured by DuPont.
- the polymer A may be a polymer of a compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond.
- polymers of compounds having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond include thermoplastic resins having structural units derived from cyclic olefin monomers such as norbornene or polycyclic norbornene monomers.
- the polymer of a compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond may be a ring-opening polymer of the above-mentioned cyclic olefin or a hydrogenated product of a ring-opening copolymer using two or more kinds of cyclic olefins, or may be an addition polymer of a cyclic olefin and an aromatic compound having an ethylenically unsaturated bond such as a chain olefin or a vinyl group.
- a polar group may be introduced into the polymer of a compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond.
- the polymer of the compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond may be used alone or in combination of two or more types.
- the ring structure of the cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a monocyclic ring, a condensed ring in which two or more rings are condensed, or a bridged ring.
- Examples of the ring structure of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cyclooctane ring, an isophorone ring, a norbornane ring, and a dicyclopentane ring.
- the compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond is not particularly limited, and may be a (meth)acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group, a (meth)acrylamide compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group, or a vinyl compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group. Among them, a (meth)acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group is preferably used.
- the compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond may be a monofunctional ethylenically unsaturated compound or a polyfunctional ethylenically unsaturated compound.
- the number of cycloaliphatic hydrocarbon groups in the compound having a cycloaliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond may be one or more, and may be two or more.
- the polymer of a compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond may be a polymer obtained by polymerizing a compound having at least one type of cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond, and may be a polymer of a compound having two or more types of cyclic aliphatic hydrocarbon groups and a group having an ethylenically unsaturated bond, or may be a copolymer with another ethylenically unsaturated compound that does not have a cyclic aliphatic hydrocarbon group.
- the polymer of a compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond is preferably a cycloolefin polymer.
- Polyphenylene ether- Polymer A may be a polyphenylene ether.
- the polyphenylene ether preferably has an average number of phenolic hydroxyl groups at the molecular terminals (number of terminal hydroxyl groups) per molecule, from the viewpoints of dielectric tangent and heat resistance, of 1 to 5, and more preferably 1.5 to 3.
- the number of terminal hydroxyl groups of polyphenylene ether can be known from, for example, the specification value of the polyphenylene ether product.
- the number of terminal hydroxyl groups is expressed, for example, as the average number of phenolic hydroxyl groups per molecule of all polyphenylene ethers present in 1 mole of polyphenylene ether.
- the polyphenylene ether may be used alone or in combination of two or more kinds.
- polyphenylene ethers examples include polyphenylene ethers made of 2,6-dimethylphenol and at least one of a difunctional phenol and a trifunctional phenol, and poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide). More specifically, the polyphenylene ether is preferably a compound having a structure represented by the formula (PPE).
- X represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a single bond
- m represents an integer of 0 to 20
- n represents an integer of 0 to 20
- the sum of m and n represents an integer of 1 to 30.
- the alkylene group for X may, for example, be a dimethylmethylene group.
- the weight average molecular weight (Mw) is preferably 500 to 5,000, and more preferably 500 to 3,000, from the viewpoints of heat resistance and film formability. If the polyphenylene ether is not thermally cured, the weight average molecular weight (Mw) is not particularly limited, but is preferably 3,000 to 100,000, and more preferably 5,000 to 50,000.
- Aromatic polyether ketone - Polymer A may be an aromatic polyether ketone.
- the aromatic polyether ketone is not particularly limited, and any known aromatic polyether ketone can be used.
- the aromatic polyether ketone is preferably polyether ether ketone.
- Polyetheretherketone is a type of aromatic polyetherketone, and is a polymer in which bonds are arranged in the following order: ether bond, ether bond, and carbonyl bond. Each bond is preferably linked by a divalent aromatic group.
- the aromatic polyether ketones may be used alone or in combination of two or more kinds.
- aromatic polyetherketones examples include polyetheretherketone (PEEK) having a chemical structure represented by the following formula (P1), polyetherketone (PEK) having a chemical structure represented by the following formula (P2), polyetherketoneketone (PEKK) having a chemical structure represented by the following formula (P3), polyetheretherketoneketone (PEEKK) having a chemical structure represented by the following formula (P4), and polyetherketoneetherketoneketone (PEKEKK) having a chemical structure represented by the following formula (P5).
- n in each of formulas (P1) to (P5) is preferably 10 or more, and more preferably 20 or more.
- n is preferably 5,000 or less, and more preferably 1,000 or less. In other words, n is preferably 10 to 5,000, and more preferably 20 to 1,000.
- polymer A is preferably at least one selected from the group consisting of liquid crystal polymers, polymers of compounds having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond, and fluororesins, and is more preferably an aromatic polyesteramide.
- Polymer B has an elastic modulus at 260° C. of 0.10 MPa or less.
- the elastic modulus G2 of polymer B at 260° C. is measured by the following method.
- the 260° C. elastic modulus of polymer B is measured as the indentation elastic modulus by using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load with a Vickers indenter at a loading rate of 0.28 mN/sec using a microhardness tester (for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- a microhardness tester for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation
- the elastic modulus of polymer B at 260° C. is preferably less than 0.10 MPa, more preferably 0.07 MPa or less, and even more preferably 0.05 MPa or less.
- the lower limit of the elastic modulus of polymer B at 260° C. is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 kPa.
- the elastic modulus of the polymer B at 260° C. is 0.10 MPa or less, the polymer B has excellent step conformability.
- polymer B has a weight average molecular weight of 1000 or more.
- the weight average molecular weight of polymer B is more preferably 10,000 or more, and even more preferably 30,000 or more.
- the upper limit of the weight average molecular weight is, for example, 1,000,000.
- polymer B is a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, an uncured or semi-cured thermosetting resin, or an uncured or semi-cured thermosetting elastomer.
- thermoplastic resins include polyurethane resins, polyester resins, (meth)acrylic resins, polystyrene resins, fluororesins, polyimide resins, fluorinated polyimide resins, polyamide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, cellulose acylate resins, polyurethane resins, polyether ether ketone resins, polycarbonate resins, polyolefin resins (e.g., polyethylene resins, polypropylene resins, resins made of cyclic olefin copolymers, alicyclic polyolefin resins), polyarylate resins, polyethersulfone resins, polysulfone resins, fluorene ring-modified polycarbonate resins, alicyclic modified polycarbonate resins, fluorene ring-modified polyester resins, etc.
- polyolefin resins e.g., polyethylene resins, polypropylene resins, resins made
- thermoplastic elastomers examples include elastomers containing structural units derived from styrene (polystyrene-based elastomers), polyester-based elastomers, polyolefin-based elastomers, polyurethane-based elastomers, polyamide-based elastomers, polyacrylic-based elastomers, silicone-based elastomers, polyimide-based elastomers, etc.
- the thermoplastic elastomer may be a hydrogenated product.
- Polystyrene-based elastomers include styrene-butadiene-styrene block copolymers (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymers (SIS), polystyrene-poly(ethylene-propylene) diblock copolymers (SEP), polystyrene-poly(ethylene-propylene)-polystyrene triblock copolymers (SEPS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymers (SEBS), and polystyrene-poly(ethylene/ethylene-propylene)-polystyrene triblock copolymers (SEEPS), styrene-isobutylene-styrene block copolymers (SIBS), as well as hydrogenated versions of these.
- SBS styrene-butadiene-styrene block copolymers
- polymer B is preferably a thermoplastic elastomer, more preferably an elastomer containing a structural unit derived from styrene, and even more preferably at least one selected from the group consisting of styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, styrene-isobutylene-styrene block copolymer, styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer, and styrene-isoprene-styrene block copolymer, as well as hydrogenated versions of these.
- hydrogenated styrene-isobutylene-styrene block copolymers are advantageous in terms of heat resistance because they do not soften easily at high temperatures (e.g., 260°C).
- Particles containing polymer B may contain components other than polymer B, but it is preferable that they do not contain components other than polymer B. In other words, particles containing polymer B are preferably particles made of polymer B.
- the average particle size of the particles containing polymer B is preferably from 0.01 ⁇ m to 30 ⁇ m, and more preferably from 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m, from the viewpoint of heat resistance.
- the particle size distribution (D90/D10) of the particles containing polymer B in the dispersion is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 3, from the viewpoint of heat resistance.
- the average particle size (e.g., D50) and particle size distribution (e.g., D90/D10) of particles are measured using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device.
- a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device For example, the LA-950V2 manufactured by HORIBA is used as the laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device.
- the ratio of the content of particles containing polymer B to the content of polymer A is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and even more preferably 3 or more.
- the upper limit of the above ratio is not particularly limited, and is, for example, 10.
- the dispersion according to the present disclosure includes a solvent.
- a solvent is preferably one that dissolves the polymer A but does not dissolve the polymer B.
- Solvents include, for example, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1-chlorobutane, chlorobenzene, and o-dichlorobenzene; halogenated phenols such as p-chlorophenol, pentachlorophenol, and pentafluorophenol; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane; ketones such as acetone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and ⁇ -butyrolactone; and ethylene carbonate.
- halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1-
- organic solvent examples include carbonates such as propylene carbonate and propylene carbonate; amines such as triethylamine; nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as pyridine; nitriles such as acetonitrile and succinonitrile; amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone, and urea compounds such as tetramethylurea; nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene; sulfur compounds such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and phosphorus compounds such as hexamethylphosphoramide and tri-n-butylphosphoric acid, and two or more of these may be used.
- carbonates such as propylene carbonate and propylene carbonate
- amines such as triethylamine
- nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as pyridine
- nitriles such as acetonitrile and succinon
- the solvent is preferably a solvent mainly composed of an aprotic compound, particularly an aprotic compound without halogen atoms, because it is less corrosive and easier to handle, and the ratio of the aprotic compound to the entire solvent is preferably 50% by mass to 100% by mass, more preferably 70% by mass to 100% by mass, and particularly preferably 90% by mass to 100% by mass.
- amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, tetramethylurea, and N-methylpyrrolidone, or esters such as ⁇ -butyrolactone, because they easily dissolve liquid crystal polymers, and N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone are more preferable.
- a solvent containing as a main component a compound having a dipole moment of 3 to 5 is preferred because it is easy to dissolve polymer A.
- the proportion of the compound having a dipole moment of 3 to 5 in the entire solvent is preferably 50% by mass to 100% by mass, more preferably 70% by mass to 100% by mass, and particularly preferably 90% by mass to 100% by mass.
- a protic compound a compound having a dipole moment of 3 to 5 is preferably used.
- a solvent containing as a main component a compound having a boiling point of 220° C. or lower at 1 atmospheric pressure is preferred because it is easy to remove, and the proportion of the compound having a boiling point of 220° C. or lower at 1 atmospheric pressure in the entire solvent is preferably 50% by mass to 100% by mass, more preferably 70% by mass to 100% by mass, and particularly preferably 90% by mass to 100% by mass.
- the aprotic compound it is preferable to use a compound having a boiling point of 220° C. or lower at 1 atmospheric pressure.
- the content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoint of coatability, it is preferably 20% by mass to 90% by mass, and more preferably 30% by mass to 80% by mass, based on the total amount of the dispersion according to the present disclosure.
- the dispersion according to the present disclosure may contain other components in addition to the polymer A, the particles containing the polymer B, and the solvent.
- Other components may include known additives.
- Examples of other components include leveling agents, defoamers, antioxidants, UV absorbers, flame retardants, and colorants.
- the dispersion according to the present disclosure preferably has a solids concentration of 10% to 80% by mass, and more preferably 20% to 70% by mass.
- solids refer to the components other than the solvent contained in the dispersion.
- the dispersion according to the present disclosure has a viscosity ⁇ 2 of 800 mPas or more at a shear rate of 100/s at 25°C. Because the viscosity ⁇ 2 is 800 mPa ⁇ s or more, a film with excellent step-following ability and heat resistance can be obtained.
- the upper limit of the viscosity ⁇ 2 is not particularly limited, and is, for example, 10,000 mPa ⁇ s.
- the dispersion according to the present disclosure has a ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 of the viscosity ⁇ 1 at a shear rate of 0.1/s at 25° C. to the viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25° C. of 10 or more. Since the ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 is 10 or more, a film having excellent step-following ability and heat resistance can be obtained.
- the ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 is preferably equal to or greater than 10, and more preferably equal to or greater than 60.
- the upper limit of the ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 is not particularly limited, and is, for example, 100.
- the viscosity is measured at 25°C using a rheometer (product name "HAAKE MARS40/60” manufactured by ThermoFisher Scientific). The viscosity is measured while scanning the frequency from 1000/s to 0.1/s.
- the ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 can be adjusted to a range of 10 or more by adjusting the dispersion conditions, the type of particles containing polymer A and polymer B contained in the dispersion, the type of solvent, etc.
- the method for producing a dispersion according to the present disclosure includes a step of mixing particles containing polymer A having an elastic modulus of more than 0.10 MPa at 260° C. and polymer B having an elastic modulus of 0.10 MPa or less at 260° C. with a solvent, and a step of subjecting the mixture to a bead mill treatment for 5 to 60 minutes.
- Preferred embodiments of particles containing polymer A and polymer B are as described above.
- Bead mill processing can be carried out using a commonly known bead mill disperser.
- Examples of materials for the beads used in the bead mill treatment include inorganic compounds such as zirconia, yttria-stabilized zirconia, alumina, steatite, silicon carbide, silicon nitride, silica, sand, agate, steel balls, stainless steel, glass, low-alkali glass, and non-alkali glass; and polymers such as polystyrene, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, polyamide, polyethylene, polypropylene, polyether ether ketone (PEEK), and polyimide.
- the material of the beads is preferably zirconia.
- the time for bead mill processing is 5 to 60 minutes, preferably 5 to 30 minutes, from the viewpoint of controlling viscosity.
- the film according to the present disclosure may be a dried product of the dispersion according to the present disclosure.
- the dried product means a product obtained by drying the dispersion.
- the content of the solvent contained in the dried product is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less.
- the film according to the present disclosure is produced, for example, by applying the film according to the present disclosure and drying it.
- the film according to the present disclosure has a phase-separated structure including at least two phases, and has an elastic modulus at 160°C of 0.60 MPa or less, an elastic modulus G1 at 260°C of at least one of the two first phases exceeds 0.10 MPa, and an elastic modulus G2 at 260°C of a second phase different from the first phase is 0.10 MPa or less, and in a cross section along the thickness direction of the film, the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02/ ⁇ m2 or more.
- the present inventors have found that the above-mentioned configuration makes it possible to provide a film that is excellent in unevenness conformability and heat resistance.
- the detailed mechanism by which the above effects are obtained is unclear, it is speculated as follows.
- the number of regions in the continuous structure of the first phase with a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02 pieces/ ⁇ m2 or more, so that local flow of the material contained in the film is suppressed during thermocompression bonding. It is considered that the generation and growth of bubble nuclei are suppressed during the reflow soldering process, and as a result, peeling between the film and the metal layer is suppressed. In other words, the heat resistance is excellent.
- WO 2022/163776 does not include any description that focuses on the number of regions in the continuous structure of the first phase that have a maximum length of 10 ⁇ m or less in a cross section along the thickness direction of the film.
- phase-separated structure means a structure in which there are at least two parts in the film that contain different components.
- phase separation structures include a sea-island structure, a co-continuous structure, a cylindrical structure, and a lamellar structure.
- the phase separation structure in the film according to the present disclosure is preferably a sea-island structure.
- the sea-island structure refers to a structure in which one of at least two phases forms a continuous phase and the other phase exists discontinuously dispersed.
- phase-separated structure can be confirmed by using means such as morphological observation, material distribution evaluation, mechanical property distribution evaluation, etc., for the film surface, the film cross section, or both the film surface and cross section.
- a phase-separated structure can be confirmed by any one of the methods of morphological observation, material distribution evaluation, and mechanical property distribution evaluation, it is determined that the film has a phase-separated structure.
- the morphological observation is carried out using a known optical microscope. When the observation cannot be carried out using a known optical microscope, the observation is carried out using an electron microscope or the like.
- the material distribution evaluation is performed using infrared spectroscopy imaging.
- Raman spectroscopy imaging is used. If Raman spectroscopy imaging is not possible, X-ray photoelectron spectroscopy imaging is used. The mechanical property distribution is evaluated using an atomic force microscope or the like.
- Phase 1 The film according to the present disclosure has a phase-separated structure including at least two phases.
- One of the at least two phases, a first phase has an elastic modulus G1 at 260° C. of more than 0.10 MPa.
- the elastic modulus G1 of the first phase at 260° C. is measured by the following method.
- a film cross-section sample was prepared by obliquely cutting with a microtome so that the cross-section had a thickness of 50 ⁇ m.
- the 260°C elastic modulus of the first phase is measured as the indentation elastic modulus by using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load with a Vickers indenter at a loading rate of 0.28 mN/sec using a microhardness tester (for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- a microhardness tester for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation
- the elastic modulus of the first phase at 260° C. is preferably 1.0 MPa or more.
- the upper limit of the elastic modulus of the first phase at 260° C. is not particularly limited, and is, for example, 1000 MPa.
- the elastic modulus of the first phase at 260° C. is more than 0.10 MPa, the heat resistance is excellent.
- the first phase may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound, so long as the modulus of elasticity at 260°C is greater than 0.10 MPa.
- Examples of compounds that make up the first phase include liquid crystal polymers, fluororesins, polymers of compounds having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond, polyphenylene ether and its modified products, aromatic polyether ketone, phenolic resins, epoxy resins, polyimides, cyanate resins, bismaleimide resins, triazine resins, and other thermosetting resins.
- liquid crystal polymer fluororesin, polymer of a compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond, polyphenylene ether and its modified product, and aromatic polyether ketone are as described above.
- Phase 2 The film according to the present disclosure has a phase-separated structure including at least two phases.
- One of the at least two phases which is a second phase different from the first phase, has an elastic modulus G2 at 260° C. of 0.10 MPa or less.
- the elastic modulus G2 of the second phase at 260° C. is measured by the following method.
- a film cross-section sample was prepared by obliquely cutting with a microtome so that the cross-section had a thickness of 50 ⁇ m.
- the 260°C elastic modulus of the second phase is measured as the indentation elastic modulus by using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load with a Vickers indenter at a loading rate of 0.28 mN/sec using a microhardness tester (for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- a microhardness tester for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation
- the elastic modulus of the second phase at 260° C. is preferably 0.05 MPa or less.
- the lower limit of the elastic modulus of the second phase at 260° C. is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 kPa.
- the elastic modulus of the second phase at 260° C. is 0.10 MPa or less, the step-following ability is excellent.
- the second phase may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound, so long as the elastic modulus at 260°C is 0.10 MPa or less.
- the second phase contains a polymer with a weight average molecular weight of 1000 or more.
- the weight average molecular weight of the polymer contained in the second phase is preferably 10,000 or more, and more preferably 30,000 or more.
- the upper limit of the weight average molecular weight is, for example, 1,000,000.
- the preferred embodiments of the polymer contained in the second phase are the same as the preferred embodiments of polymer B.
- the proportion of the second phase in the cross section along the thickness direction of the film is preferably 50 area % or more, more preferably 50 area % to 95 area %, and even more preferably 60 area % to 90 area %.
- the film according to the present disclosure has an elastic modulus at 160°C of 0.60 MPa or less, and preferably 0.50 MPa or less.
- the elastic modulus at 160°C is 0.60 MPa or less, the film has excellent step conformability.
- the lower limit of the elastic modulus at 160°C is 0.001 MPa from the viewpoint of preventing the polymer contained in the second phase from flowing and being pushed out of the system when pressure is applied.
- the elastic modulus of a film at 160° C. is measured by the following method.
- a film cross-section sample was prepared by obliquely cutting with a microtome so that the cross-section had a thickness of 50 ⁇ m.
- the elastic modulus of the film is measured as the indentation elastic modulus using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load at a loading rate of 0.28 mN/sec with a Vickers indenter using a microhardness tester (for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- the cross-sectional sample is measured at 20 arbitrary positions at 160°C, and the average value is taken as the elastic modulus.
- the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02 pieces/ ⁇ m2 or more.
- the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02 pieces/ ⁇ m2 or more.
- the number of regions having a maximum length of 10 ⁇ m or less in the continuous structure of the first phase is preferably 0.02 pieces/ mm2 or more, more preferably 0.05 pieces/ mm2 or more.
- the upper limit of the number is not particularly limited, and may be 1.00 pieces/ mm2 .
- the number of regions in the continuous structure of the first phase that have a maximum length of 10 ⁇ m or less is measured by the following method.
- the film is cut in the thickness direction using a cryomicrotome to expose the cross section.
- the cross section of the film is observed using an optical microscope.
- the continuous structure of the first phase is identified from the cross-sectional image. Specifically, an indefinite shape in which spherical or elliptical shapes are bonded to each other in the first phase is determined to be the continuous structure of the first phase. If it is spherical or elliptical, it is not determined to be the continuous structure of the first phase. In any 30 ⁇ m ⁇ 30 ⁇ m region of the cross-sectional image, measure the maximum length in the continuous structure of the first phase. Count the number of regions with a maximum length of 10 ⁇ m or less. Calculate the average number in the three regions. Divide the obtained average value by 900 to convert it into the number per 1 ⁇ m2 .
- the film according to the present disclosure preferably has a dielectric tangent of 0.01 or less, more preferably 0.005 or less, and even more preferably greater than 0 and 0.003 or less.
- the dielectric loss tangent is measured by the following method.
- the dielectric loss tangent is measured by a resonance perturbation method at a frequency of 10 GHz.
- a 10 GHz cavity resonator (Kanto Electronics Application Development Co., Ltd., CP531) is connected to a network analyzer (Agilent Technology, Inc., E8363B), a polymer film is inserted into the cavity resonator, and the dielectric loss tangent is measured from the change in resonance frequency before and after insertion for 96 hours under an environment of 25°C temperature and 60% RH.
- the thickness of the film according to the present disclosure is preferably 6 ⁇ m to 200 ⁇ m, more preferably 12 ⁇ m to 100 ⁇ m, and particularly preferably 20 ⁇ m to 60 ⁇ m, from the viewpoints of strength, dielectric tangent, and adhesion to the metal layer.
- the thickness of the film is measured at any five points using an adhesive thickness gauge.
- an electronic micrometer product name "KG3001A", manufactured by Anritsu Corporation
- the average value is calculated.
- the laminate according to the present disclosure includes a layer A and a layer B disposed on at least one surface of layer A, wherein layer B has a phase-separated structure including at least two phases, the elastic modulus of layer B at 160°C is 0.60 MPa or less, the elastic modulus G1 at 260°C of a first phase that is one of the at least two phases exceeds 0.10 MPa, and the elastic modulus G2 at 260°C of a second phase different from the first phase is 0.10 MPa or less, and in a cross section along the thickness direction of layer B, the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02 regions/ ⁇ m2 or more.
- the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02/ ⁇ m2 or more , and therefore the laminate has excellent step conformability and heat resistance.
- the laminate according to the present disclosure includes a layer A and a layer B disposed on at least one surface of layer A.
- Layer A and layer B may be in direct contact with each other, or another layer may be provided between layer A and layer B. From the viewpoint of step conformability and heat resistance, it is preferable that layer A and layer B are in direct contact with each other.
- Layer B has a phase-separated structure including at least two phases, and a first phase, which is one of the at least two phases, has an elastic modulus G1 at 260°C of more than 0.10 MPa, and a second phase different from the first phase has an elastic modulus G2 at 260°C of 0.10 MPa or less.
- the preferred aspects of the first and second phases in layer B are the same as the preferred aspects of the first and second phases in the film.
- Layer B has an elastic modulus of 0.60 MPa or less at 160°C, and preferably 0.50 MPa or less. When layer B has an elastic modulus of 0.60 MPa or less at 160°C, it has excellent step conformability. There is no particular limit to the lower limit of the elastic modulus of layer B at 160°C, but from the viewpoint of processability, it may be 0.1 kPa.
- the elastic modulus of Layer B at 160° C. is measured by the following method.
- a film cross-section sample was prepared by obliquely cutting with a microtome so that the cross-section had a thickness of 50 ⁇ m.
- the elastic modulus of layer B is measured as the indentation elastic modulus using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load at a loading rate of 0.28 mN/sec with a Vickers indenter using a microhardness tester (e.g., product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- the cross-sectional sample is measured at 20 arbitrary positions at 160°C, and the average value is taken as the elastic modulus.
- the average thickness of layer B is preferably 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 40 ⁇ m, and even more preferably 15 ⁇ m to 30 ⁇ m.
- the laminate according to the present disclosure has a layer A on which the above-mentioned layer B is provided.
- layer A contains a polymer whose dielectric tangent is 0.01 or less.
- Layer A may contain only one type of polymer with a dielectric tangent of 0.01 or less, or may contain two or more types.
- the dielectric tangent of a polymer having a dielectric tangent of 0.01 or less is preferably 0.005 or less, and more preferably greater than 0 and less than 0.003, from the viewpoint of the dielectric tangent of the polymer film.
- polymers with a dielectric tangent of 0.01 or less include liquid crystal polymers, fluororesins, polymers of compounds having a cyclic aliphatic hydrocarbon group and a group having an ethylenically unsaturated bond, thermoplastic resins such as polyether ether ketone, polyolefin, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene ether and modified products thereof, and polyether imide; elastomers such as copolymers of glycidyl methacrylate and polyethylene; and thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, polyimides, and cyanate resins.
- thermoplastic resins such as polyether ether ketone, polyolefin, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene ether and modified products thereof, and polyether
- the polymer having a dielectric tangent of 0.01 or less is preferably a liquid crystal polymer. That is, it is preferable that layer A contains a liquid crystal polymer.
- the preferred embodiment of the liquid crystal polymer is the same as the preferred embodiment of the liquid crystal polymer that may be contained in layer B described above.
- Layer A may contain a filler in addition to the polymer having a dielectric tangent of 0.01 or less.
- a filler When layer A contains a filler, the rigidity is improved and wiring distortion, etc. can be suppressed.
- the filler may be particulate or fibrous, and may be inorganic or organic particles. Specific examples of inorganic and organic particles are as described above.
- Layer A may contain only one type of filler, or may contain two or more types of fillers.
- the content of the filler is preferably 30% by mass to 95% by mass, more preferably 50% by mass to 90% by mass, and particularly preferably 60% by mass to 80% by mass, relative to the total mass of Layer A, from the viewpoints of the dielectric tangent, heat resistance, and step-following ability of the laminate.
- Layer A may contain additives other than the above-mentioned components. Preferred embodiments of the other additives that may be contained in Layer A are the same as preferred embodiments of the other additives that may be contained in Layer B.
- the layer A may contain, as other additives, a resin other than the polymer having a dielectric loss tangent of 0.01 or less.
- resins other than polymers having a dielectric tangent of 0.01 or less include thermoplastic resins other than liquid crystal polyesters, such as polypropylene, polyamide, polyesters other than liquid crystal polyesters, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene ether and modified products thereof, and polyether imide; elastomers such as copolymers of glycidyl methacrylate and polyethylene; and thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, polyimide resins, and cyanate resins.
- the total content of other additives in Layer A is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer having a dielectric tangent of 0.01 or less.
- the elastic modulus of layer A at 160°C is preferably greater than 0.60 MPa, and more preferably 10 MPa or greater. When the elastic modulus of layer A at 160°C is greater than 0.60 MPa, it can support layer B and has excellent step conformability.
- the upper limit of the elastic modulus of layer A at 160°C is not particularly limited, but is 1000 MPa from the viewpoint of suppressing wiring distortion, etc.
- the elastic modulus of Layer A at 160° C. is measured by the following method.
- a film cross-section sample was prepared by obliquely cutting with a microtome so that the cross-section had a thickness of 50 ⁇ m.
- the elastic modulus of layer A is measured as the indentation elastic modulus using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus is measured by applying a load at a loading rate of 0.28 mN/sec with a Vickers indenter using a microhardness tester (for example, product name "DUH-W201" manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- the cross-sectional sample is measured at 20 arbitrary positions at 160°C, and the average value is taken as the elastic modulus.
- the average thickness of layer A is not particularly limited, but from the viewpoint of the dielectric tangent, heat resistance, and suppression of wiring distortion of the laminate, it is preferably 5 ⁇ m to 90 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 70 ⁇ m, and particularly preferably 15 ⁇ m to 50 ⁇ m.
- the laminate according to the present disclosure preferably further comprises layer C in addition to layer A and layer B, and more preferably comprises layer B, layer A, and layer C in this order.
- Layer C is preferably an adhesive layer, i.e., Layer C is preferably a surface layer (outermost layer).
- layer C contains at least one type of polymer.
- the preferred embodiment of the polymer used in layer C is the same as the preferred embodiment of the polymer used in layer A having a dielectric tangent of 0.01 or less.
- the polymer contained in layer C may be the same as or different from the polymer contained in layer A or layer B, but from the viewpoint of adhesion between layer A and layer C, it is preferable that the polymer is the same as the polymer contained in layer A.
- layer C contains an epoxy resin to bond the metal layer to layer A.
- the epoxy resin is preferably a crosslinked product of a multifunctional epoxy compound.
- a multifunctional epoxy compound is a compound having two or more epoxy groups.
- the number of epoxy groups in a multifunctional epoxy compound is preferably 2 to 4.
- layer C contains an aromatic polyester amide and an epoxy resin.
- the layer C may contain a filler.
- the preferred embodiments of the filler used in Layer C are the same as those of the filler used in Layer A.
- T A /T C which is the ratio of the average thickness T A of Layer A to the average thickness T C of Layer C, is preferably greater than 1, more preferably from 2 to 100, even more preferably from 2.5 to 20, and particularly preferably from 3 to 10, from the viewpoints of the dielectric tangent of the laminate and the adhesion to the metal layer.
- T B /T C which is the ratio of the average thickness T B of Layer B to the average thickness T C of Layer C, is preferably greater than 1, more preferably from 2 to 100, even more preferably from 2.5 to 20, and particularly preferably from 3 to 10, from the viewpoints of the dielectric tangent of the laminate and the adhesion to the metal layer.
- the average thickness of layer C is preferably 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 15 ⁇ m, even more preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, and particularly preferably 2 ⁇ m to 8 ⁇ m.
- the method for measuring the average thickness of each layer in the laminate is as follows:
- the laminate is cut on a plane perpendicular to the surface direction of the laminate, the thickness is measured at five or more points on the cross section, and the average of these measurements is taken as the average thickness.
- the laminate according to the present disclosure preferably has a dielectric loss tangent of 0.01 or less, more preferably 0.005 or less, and even more preferably 0.003 or less.
- the lower limit of the dielectric loss tangent is not particularly limited, but is, for example, 0.0005.
- the average thickness of the laminate is not particularly limited, but from the viewpoint of dielectric tangent and step-following ability, it is preferably 5 ⁇ m to 90 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 70 ⁇ m, and particularly preferably 15 ⁇ m to 50 ⁇ m.
- the average thickness of the laminate is measured at any five points using an adhesive thickness gauge, such as an electronic micrometer (product name "KG3001A", manufactured by Anritsu Corporation), and the average value is calculated.
- an adhesive thickness gauge such as an electronic micrometer (product name "KG3001A”, manufactured by Anritsu Corporation)
- Method for producing the laminate according to the present disclosure is not particularly limited, and known methods can be referred to.
- Suitable film-forming methods include, for example, co-casting, multi-layer coating, and co-extrusion. Among these, the co-casting method is preferred.
- a composition for forming layer A When manufacturing a multi-layer structure by co-casting or multi-layer coating, it is preferable to carry out the co-casting or multi-layer coating using a composition for forming layer A, a composition for forming layer B, a composition for forming layer C, etc., in which the components of each layer are dissolved or dispersed in a solvent.
- the solvent may be the solvent contained in the dispersion liquid.
- a support when the laminate is manufactured by the above-mentioned co-casting method, multi-layer coating method, co-extrusion method, etc., a support may be used.
- the support examples include a metal drum, a metal band, a glass plate, a resin film, and a metal foil.
- the support is preferably a metal drum, a metal band, or a resin film.
- the support may have a surface treatment layer formed on its surface so that it can be easily peeled off.
- the surface treatment layer may be made of hard chrome plating, fluororesin, or the like.
- the average thickness of the support is not particularly limited, but is preferably from 25 to 75 ⁇ m, and more preferably from 50 to 75 ⁇ m.
- the method for removing at least a portion of the solvent from the cast or applied film-like composition (coating film) is not particularly limited, and any known drying method can be used.
- the method for producing a laminate according to the present disclosure can be appropriately combined with stretching in terms of controlling molecular orientation and adjusting the thermal expansion coefficient and mechanical properties.
- the stretching method is not particularly limited, and known methods can be referred to. It may be performed in a state containing a solvent or in a dry film state. Stretching in a state containing a solvent may be performed by gripping the laminate and stretching it, or it may be performed by utilizing autogenous shrinkage due to drying without stretching it. Stretching is particularly effective for the purpose of improving the breaking elongation and breaking strength when the film brittleness is reduced by adding an inorganic filler or the like.
- the laminate according to the present disclosure can be used for various applications, and among others, can be suitably used as a film for electronic components such as printed wiring boards, and can be even more suitably used as a flexible printed circuit board. Moreover, the laminate according to the present disclosure can be suitably used as a liquid crystal polymer film for metal bonding.
- the wiring board according to the present disclosure comprises a substrate, a wiring pattern disposed on at least one surface of the substrate, a layer B disposed between the wiring patterns and on the wiring pattern, and a layer A disposed on the layer B, wherein the layer B has a phase-separated structure including at least two phases, the layer B has an elastic modulus of 0.60 MPa or less at 160°C, a first phase which is one of the at least two phases has an elastic modulus G1 at 260°C of more than 0.10 MPa, and a second phase different from the first phase has an elastic modulus G2 at 260°C of 0.10 MPa or less, and in a cross section along the thickness direction of the layer B, the number of regions in the continuous structure of the first phase which have a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02/ ⁇ m2 or more.
- the wiring board according to the present disclosure in a cross section along the thickness direction of layer B, the number of regions in the continuous structure of the first phase having a maximum length of 10 ⁇ m or less is 0.02/ ⁇ m2 or more , and therefore the wiring board has excellent step conformability and heat resistance.
- the material of the substrate is not particularly limited, but preferably contains a resin, more preferably contains a liquid crystal polymer, and is more preferably a liquid crystal polymer film.
- the average thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 80 ⁇ m, and even more preferably 20 ⁇ m to 70 ⁇ m.
- the wiring board according to the present disclosure has a wiring pattern on at least one surface of the substrate. Since layer B is disposed between and on the wiring patterns, the wiring pattern is embedded in the wiring board according to the present disclosure.
- the wiring pattern can be embedded in the wiring board, for example, by the following method. First, a metal layer is formed on the substrate, and the metal layer is etched in a pattern. This results in a substrate with a wiring pattern. Next, the substrate with a wiring pattern and another substrate having layers A and B are layered together such that the wiring pattern in the substrate with a wiring pattern and layer B are in contact with each other. After layering the substrate with a wiring pattern and the other substrate, they may be bonded together or heat fused together. This results in a wiring board with an embedded wiring pattern.
- the material of the wiring pattern is not particularly limited, but it is preferably a metal, and more preferably silver or copper.
- the thickness of the wiring pattern is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, and more preferably 5 ⁇ m to 35 ⁇ m.
- the thickness of the wiring pattern is measured by cutting the wiring board with a microtome and observing it with an optical microscope.
- the wiring board according to the present disclosure preferably further comprises layer C in addition to layer A and layer B, and layer C is preferably disposed on layer A.
- a preferred embodiment of layer C is the same as a preferred embodiment of layer C that may be included in the laminate according to the present disclosure.
- a first aspect of the method for producing a wiring board according to the present disclosure preferably includes the steps of: superposing the laminate according to the present disclosure on a wiring pattern of a substrate having a wiring pattern; and heating the substrate having a wiring pattern and the laminate according to the present disclosure in a superposed state to obtain a wiring board.
- the substrate having a wiring pattern and the laminate are superposed such that the wiring pattern of the substrate having a wiring pattern contacts layer B of the laminate.
- the laminate according to the present disclosure is superimposed on the wiring pattern of a substrate having a wiring pattern.
- the substrate with a wiring pattern may have the wiring pattern formed on only one side of the substrate, or may have the wiring pattern formed on both sides of the substrate.
- the substrate with a wiring pattern can be produced using a known method. For example, a metal layer is attached to at least one surface of the substrate to obtain a wiring board comprising the substrate and a metal layer disposed on at least one surface of the substrate. The metal layer is subjected to a known patterning process to obtain the substrate with a wiring pattern.
- the preferred aspects of the substrate and wiring pattern in the substrate with a wiring pattern are the same as those of the substrate and wiring pattern described in the section on wiring boards above.
- the heating method is not particularly limited, and can be performed using a heat press, for example.
- the heating temperature is preferably 50°C to 300°C, and more preferably 100°C to 250°C.
- the pressure is preferably 0.5 MPa to 30 MPa, and more preferably 1 MPa to 20 MPa.
- the heating time is not particularly limited and may be, for example, 1 minute to 2 hours.
- a second aspect of the method for producing a wiring board according to the present disclosure preferably includes the steps of applying a solution for forming layer A onto a support to form layer A, superposing a film according to the present disclosure and a substrate with a wiring pattern on layer A in this order, and heating the support on which layer A has been formed, the polymer film according to the present disclosure, and the substrate with a wiring pattern in a superposed state to obtain a wiring board.
- the polymer film and the substrate with a wiring pattern are superposed so that the wiring pattern of the substrate with a wiring pattern is in contact with the polymer film.
- the support may be the same as the support used in the manufacturing method of the laminate described above.
- the details of the substrate with wiring pattern are the same as those of the first embodiment described above.
- the wiring board according to the present disclosure can be used for various applications, and in particular, the wiring board according to the present disclosure can be suitably used for flexible printed circuit boards.
- the aromatic polyesteramide P1a was heated in a nitrogen atmosphere from room temperature to 160°C over 2 hours and 20 minutes, then heated from 160°C to 180°C over 3 hours and 20 minutes, and held at 180°C for 5 hours to carry out solid-state polymerization, and then cooled.
- the aromatic polyesteramide P1b was then pulverized in a pulverizer to obtain a powdered aromatic polyesteramide P1b.
- the flow-initiation temperature of the aromatic polyesteramide P1b was 220°C.
- the aromatic polyester amide P1b was heated in a nitrogen atmosphere from room temperature to 180°C over 1 hour 25 minutes, then heated from 180°C to 255°C over 6 hours 40 minutes, and held at 255°C for 5 hours to carry out solid-state polymerization, and then cooled to obtain a powdered aromatic polyester amide P1.
- the flow initiation temperature of the aromatic polyesteramide P1 was 302° C.
- the melting point of the aromatic polyesteramide P1 was measured using a differential scanning calorimeter and found to be 311° C.
- the solubility of the aromatic polyesteramide P1 in N-methylpyrrolidone at 140° C. was 1 mass% or more.
- P2 Polyphenylene sulfide (product name "Torelina”, manufactured by Toray Industries, Inc.)
- B1 Particles of hydrogenated styrene-isobutylene-styrene block copolymer (product name "SIBSTAR103T-UL", manufactured by Kaneka Corporation) (average particle size: 10 ⁇ m, weight average molecular weight: 100,000)
- B2 Polycarbonate particles (product name "Iupizeta FPC-2136", manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) (average particle size: 25 ⁇ m, weight average molecular weight: 100,000)
- B3 Particles of hydrogenated styrene-isobutylene-styrene block copolymer prepared according to the following production method.
- a reaction vessel was charged with 452 mL of 1-chlorobutane, 319 mL of hexane, and 0.55 g of 1,4-bis(1-chloro-1-methylethyl)benzene, and cooled to -75°C. Then, 5 mg of dimethylacetamide, 2.3 mL of isobutylene, and 0.08 mL of titanium tetrachloride were added and stirred for 1.5 hours. Next, 0.6 g of styrene was added to the reaction solution and stirring was continued for an additional 60 minutes, after which the reactor contents were poured into water and the organic layer and the aqueous layer were separated.
- the hydrogenated styrene-isobutylene-styrene block copolymer B5 had a weight average molecular weight of 900 and an average particle size of 25 ⁇ m.
- Polymerization was performed while maintaining the pressure and temperature in the tank at 0.85 MPa and 85 ° C., respectively, and the polymerization reaction was terminated when the amount of TFE supplied reached 12 kg, and the pressure in the tank was released to normal pressure. After cooling the tank to room temperature (25 ° C.), the obtained particles were washed with deionized water. The particles were filtered and dried for 12 hours in a hot air circulation dryer at 170 ° C. to obtain polytetrafluoroethylene (PTFE) particles B4. The resulting PTFE particles had a weight average molecular weight of 5,000 and an average particle size of 10 ⁇ m.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- a solution for forming layer A and a solution for forming layer B were prepared.
- a laminate B in which layer B (film B) was formed on the support.
- film B had a phase separation structure.
- a laminate A was obtained in which a layer A (film A) was formed on a support.
- the laminate A and laminate B were overlapped so that film A of the obtained laminate A and film B of laminate B were in contact with each other, and a lamination process was performed for 1 minute using a laminator (product name "Vacuum Laminator V-130", manufactured by Nikko Materials Co., Ltd.) at 140°C and a lamination pressure of 0.4 MPa, to obtain a laminate in which the support, layer A, layer B, and support were laminated in this order.
- the support on the layer B side was peeled off, and a laminate (single-sided copper-clad laminate) in which the support, layer A, and layer B were laminated in this order was obtained.
- Examples 3 and 4-- The obtained layer A forming solution and layer B forming solution were sent to a slot die coater equipped with a slide coater, and applied to the treated surface of copper foil (product name "CF-T9DA-SV-18", manufactured by Fukuda Metal Foil and Powder Co., Ltd.) by adjusting the flow rate so that the film thickness of layer A was 20 ⁇ m and the film thickness of layer B was 30 ⁇ m.
- the coating was dried at 40 ° C. for 4 hours to remove the solvent from the coating. Furthermore, the temperature was raised from room temperature (25 ° C.) to 300 ° C. at a rate of 1 ° C. / min under a nitrogen atmosphere.
- a heat treatment was performed by holding at 300 ° C. for 2 hours to obtain a laminate (single-sided copper-clad laminate) in which the support, layer A, and layer B were laminated in this order. In the obtained laminate, layer B had a phase separation structure.
- thermocompression bonding machine product name "MP-SNL”, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
- a copper foil product name "CF-T9DA-SV-18", average thickness 18 ⁇ m, manufactured by Fukuda Metal Foil and Powder Co., Ltd.
- a liquid crystal polymer film product name "CTQ-50”, average thickness 50 ⁇ m, manufactured by Kuraray Co., Ltd.
- the copper foil, substrate, and copper foil were stacked in this order so that the treated surface of the copper foil was in contact with the substrate.
- a laminator product name "Vacuum Laminator V-130", manufactured by Nikko Materials Co., Ltd.
- thermocompression bonding machine product name "MP-SNL", manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
- MP-SNL manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
- the substrate was exposed to light so that the wiring pattern remained, developed, etched, and the dry film was removed to produce a substrate with a wiring pattern including a ground line and three pairs of signal lines on both sides of the substrate with a line/space of 100 ⁇ m/100 ⁇ m.
- the length of the signal line was 50 mm, and the width was set so that the characteristic impedance was 50 ⁇ .
- the above-mentioned substrate having a wiring pattern was laminated on the layer B side of the produced single-sided copper-clad laminate, and hot pressed at 160° C. and 4 MPa for 1 hour to obtain a wiring board.
- the obtained wiring board had a wiring pattern (ground line and signal line) embedded therein, and the thickness of the wiring pattern was 18 ⁇ m.
- the cross section of the single-sided copper-clad laminate was exposed using a cryomicrotome.
- layer B was identified, and the elastic modulus of layer B at 160°C was measured as the indentation elastic modulus using a nanoindentation method.
- the indentation elastic modulus was measured using a microhardness tester (product name "DUH-W201", manufactured by Shimadzu Corporation) by applying a load with a Vickers indenter at a loading rate of 0.28 mN/sec, holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- the elastic modulus of Polymer A and Polymer B at 260° C. was measured as the indentation elastic modulus by nanoindentation.
- the indentation elastic modulus was measured by applying a load with a Vickers indenter at a loading rate of 0.28 mN/sec using a microhardness tester (product name "DUH-W201", manufactured by Shimadzu Corporation), holding the maximum load of 10 mN for 10 seconds, and then unloading at a loading rate of 0.28 mN/sec.
- the single-sided copper-clad laminate was cut in the thickness direction with a cryomicrotome to expose the cross section.
- the cross section was observed with an optical microscope.
- the continuous structure of the first phase was identified from the cross-sectional image. Specifically, an indefinite shape in which spherical or elliptical shapes are bonded to each other in the first phase was determined to be the continuous structure of the first phase. In the case of a spherical or elliptical shape, it was not determined to be the continuous structure of the first phase.
- the maximum length of the continuous structure of the first phase was measured in any 30 ⁇ m ⁇ 30 ⁇ m region of the cross-sectional image. The number of regions with a maximum length of 10 ⁇ m or less was counted. The average number of the regions was calculated. The average value was divided by 900 to convert it into the number per 1 ⁇ m2 .
- Viscosity of Dispersion The viscosity was measured using a rheometer (product name "HAAKE MARS40/60", manufactured by ThermoFisher Scientific) at 25° C. The viscosity was measured while scanning the frequency from 1000/s to 0.1/s.
- the copper foil of a single-sided copper-clad laminate was removed with an aqueous solution of ferric chloride, washed with pure water, and dried to obtain a polymer film, which was then used for the measurement.
- the dielectric loss tangent was measured at a frequency of 10 GHz by a resonance perturbation method.
- a 10 GHz cavity resonator (Kanto Electronics Application Development Co., Ltd., "CP531") was connected to a network analyzer (Agilent Technology, Inc., "E8363B”), and the polymer film was inserted into the cavity resonator.
- the dielectric loss tangent of the film or laminate was measured from the change in resonance frequency before and after insertion for 96 hours under an environment of 25°C temperature and 60% RH.
- the four-layer copper-clad laminate was cut into a size of 30 mm x 30 mm to prepare an evaluation sample.
- the evaluation sample was treated for 168 hours in a thermohygrostat at a temperature of 85°C and a relative humidity of 85%.
- the evaluation sample was then placed in an oven set at 260°C and heated for 15 minutes.
- the evaluation sample after heating was cut with a razor, and the cross section was observed with an optical microscope to evaluate the peeling state.
- A No distortion of the laminate was observed, and no peeling was observed between Layer B and the copper foil.
- B The laminate was warped, but no peeling was observed between layer B and the copper foil.
- C Peeling was observed between Layer B and the copper foil with a width of 1.0 mm or less.
- D Peeling was observed between layer B and the copper foil with a width of more than 1.0 mm.
- Examples 1 to 9 are films or laminates produced using a dispersion that contains particles including polymer A with an elastic modulus of more than 0.10 MPa at 260°C and polymer B with an elastic modulus of 0.10 MPa or less at 260°C, and a solvent, and has a viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C of 800 mPa ⁇ s or more, and a ratio ⁇ 1/ ⁇ 2 of the viscosity ⁇ 1 at a shear rate of 0.1/s at 25°C to the viscosity ⁇ 2 at a shear rate of 100/s at 25°C of 10 or more, and therefore have excellent step-following ability and heat resistance.
- Comparative Example 1 a dispersion liquid having a viscosity ⁇ 2 of less than 800 mPa ⁇ s was used, and it was found that the heat resistance was poor.
- Comparative Example 2 a dispersion liquid in which ⁇ 1/ ⁇ 2 was less than 10 was used, and it was found that the heat resistance was poor.
- Comparative Example 3 a dispersion liquid having a viscosity ⁇ 2 of less than 800 mPa ⁇ s and a ⁇ 1/ ⁇ 2 ratio of less than 10 was used, and it was found that the step-following ability and heat resistance were poor.
- the elastic modulus at 260° C. of both the first phase and the second phase was 0.10 MPa or less, and it was found that the heat resistance was poor.
- polymer B contains a polymer with a weight average molecular weight of 1000 or more, and it was found to have superior heat resistance compared to Example 6.
- polymer B contains a thermoplastic elastomer, and it was found to have superior step conformability and heat resistance compared to Example 5.
- polymer B contains an elastomer containing structural units derived from styrene, and it was found to have superior step conformability and heat resistance compared to Example 7.
- Example 1 the ratio of the content of particles containing polymer B to the content of polymer A was 1 or more, and it was found to have superior step-following ability compared to Example 9.
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Abstract
260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を含有し、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である、分散液及びその応用。
Description
本開示は、分散液、フィルム、積層体、配線基板、及び分散液の製造方法に関する。
近年、通信機器に使用される周波数は非常に高くなる傾向にある。高周波帯域における伝送損失を抑えるため、回路基板に用いられる絶縁材料の比誘電率と誘電正接とを低くすることが要求されている。回路基板を構成する部材として銅張積層板が好適に用いられ、銅張積層板の製造には、フィルムが好適に用いられる。
例えば、国際公開第2022/163776号には、層Aと、上記層Aの少なくとも一方の面に層Bを有し、上記層Aが、誘電正接が0.01以下であるポリマーを含み、上記層Bが、添加剤を含み、上記層Bが、温度変化若しくは変形速度変化における弾性率変化に変曲点を有するか、又は、加圧下で弾性率が低下するポリマーフィルムが記載されている。特許文献2には、液晶ポリマー成分と、オレフィン成分、架橋成分、及び、相溶成分からなる群より選択される少なくとも1つの成分と、を含む、液晶ポリマーフィルムが記載されています。
通常、銅張積層板は、ポリマーフィルムの表面に銅箔を積層することによって製造される。また、配線基板は、銅張積層板と配線基材とを、銅張積層板におけるポリマーフィルムと配線基材とが接するように重ね合わせることによって製造される。配線基板を製造する場合には、密着性の観点から、配線基材の表面に形成されている段差に対してポリマーフィルムが追従して変形することが求められている。
一方、銅張積層板に、配線基材に対する段差追従性に優れるポリマーフィルムを用いた場合に、電子部品を実装する際に行うリフローはんだ付け工程において、層間剥離が生じる場合があった。このため、配線基材に対する段差追従性を有することと、リフローはんだ付けの際の密着性に優れること(すなわち、耐熱性に優れること)との両立が求められていた。
一方、銅張積層板に、配線基材に対する段差追従性に優れるポリマーフィルムを用いた場合に、電子部品を実装する際に行うリフローはんだ付け工程において、層間剥離が生じる場合があった。このため、配線基材に対する段差追従性を有することと、リフローはんだ付けの際の密着性に優れること(すなわち、耐熱性に優れること)との両立が求められていた。
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルムを得ることが可能な分散液、及び分散液の製造方法を提供することである。
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルム、積層体、及び配線基板を提供することである。
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルム、積層体、及び配線基板を提供することである。
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
<1>
260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、
260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、
溶媒と、を含有し、
25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、
25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である、分散液。
<2>
ポリマーBは、重量平均分子量が1000以上である、<1>に記載の分散液。
<3>
ポリマーBは、熱可塑性エラストマーである、<1>又は<2>に記載の分散液。
<4>
熱可塑性エラストマーは、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーである、<3>に記載の分散液。
<5>
熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種である、<3>に記載の分散液。
<6>
ポリマーAの含有量に対するポリマーBを含む粒子の含有量の比率が1以上である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の分散液。
<7>
<1>~<6>のいずれか1つに記載の分散液の乾燥物である、フィルム。
<8>
少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
少なくとも2つのうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、フィルム。
<9>
第2相が、重量平均分子量1000以上のポリマーを含む、<8>に記載のフィルム。<10>
重量平均分子量1000以上のポリマーが、熱可塑性エラストマーである、<9>に記載のフィルム。
<11>
熱可塑性エラストマーは、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーである、<10>に記載のフィルム。
<12>
熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種である、<10>に記載のフィルム。
<13>
フィルムの厚み方向に沿った断面において、第2相の割合が50面積%以上である、<8>~<12>のいずれか1つに記載のフィルム。
<14>
層Aと、層Aの少なくとも一方の面上に配置された層Bとを含み、
層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、積層体。
<15>
層Aは、液晶ポリマーを含む、<14>に記載の積層体。
<16>
基材と、基材の少なくとも一方の面上に配置された配線パターンと、配線パターン間及び配線パターン上に配置された層Bと、層B上に配置された層Aと、を備え、
層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、配線基板。
<17>
260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、
260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、
溶媒と、を混合する工程と、
混合液に対して、5分~60分のビーズミル処理を行う工程と、を含む分散液の製造方法。
<1>
260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、
260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、
溶媒と、を含有し、
25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、
25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である、分散液。
<2>
ポリマーBは、重量平均分子量が1000以上である、<1>に記載の分散液。
<3>
ポリマーBは、熱可塑性エラストマーである、<1>又は<2>に記載の分散液。
<4>
熱可塑性エラストマーは、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーである、<3>に記載の分散液。
<5>
熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種である、<3>に記載の分散液。
<6>
ポリマーAの含有量に対するポリマーBを含む粒子の含有量の比率が1以上である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の分散液。
<7>
<1>~<6>のいずれか1つに記載の分散液の乾燥物である、フィルム。
<8>
少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
少なくとも2つのうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、フィルム。
<9>
第2相が、重量平均分子量1000以上のポリマーを含む、<8>に記載のフィルム。<10>
重量平均分子量1000以上のポリマーが、熱可塑性エラストマーである、<9>に記載のフィルム。
<11>
熱可塑性エラストマーは、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーである、<10>に記載のフィルム。
<12>
熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種である、<10>に記載のフィルム。
<13>
フィルムの厚み方向に沿った断面において、第2相の割合が50面積%以上である、<8>~<12>のいずれか1つに記載のフィルム。
<14>
層Aと、層Aの少なくとも一方の面上に配置された層Bとを含み、
層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、積層体。
<15>
層Aは、液晶ポリマーを含む、<14>に記載の積層体。
<16>
基材と、基材の少なくとも一方の面上に配置された配線パターンと、配線パターン間及び配線パターン上に配置された層Bと、層B上に配置された層Aと、を備え、
層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、配線基板。
<17>
260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、
260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、
溶媒と、を混合する工程と、
混合液に対して、5分~60分のビーズミル処理を行う工程と、を含む分散液の製造方法。
本開示の一実施形態によれば、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルムを得ることが可能な分散液、及び分散液の製造方法が提供される。
本開示の一実施形態によれば、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルム、積層体、及び配線基板が提供される。
本開示の一実施形態によれば、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルム、積層体、及び配線基板が提供される。
以下において、本開示の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本開示の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本開示はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、数値範囲を示す「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語であり、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びメタクリロイルの両方を包含する概念として用いられる語である。
また、本明細書中の「工程」の用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば本用語に含まれる。
さらに、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
また、本開示における重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に断りのない限り、TSKgel SuperHM-H(東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析装置により、溶剤PFP(ペンタフルオロフェノール)/クロロホルム=1/2(質量比)、示差屈折計により検出し、標準物質としてポリスチレンを用いて換算した分子量である。
なお、本明細書において、数値範囲を示す「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語であり、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びメタクリロイルの両方を包含する概念として用いられる語である。
また、本明細書中の「工程」の用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば本用語に含まれる。
さらに、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
また、本開示における重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に断りのない限り、TSKgel SuperHM-H(東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析装置により、溶剤PFP(ペンタフルオロフェノール)/クロロホルム=1/2(質量比)、示差屈折計により検出し、標準物質としてポリスチレンを用いて換算した分子量である。
[分散液]
本開示に係る分散液は、260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を含有し、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である。
本開示に係る分散液は、260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を含有し、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である。
本発明者らが鋭意検討した結果、上記構成をとることにより、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルムを得ることが可能な分散液を提供できることを見出した。
上記効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。
上記効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。
多層銅張積層板を製造する際には、銅箔及びフィルムを積層した後に熱圧着を行う。その際、加熱によってフィルムに含まれる材料の一部が流動しやすくなる。熱圧着の際に、フィルム内において、流動しやすい一部の材料が移動する場合があった。この移動によって流動しやすい材料が凝集する。電子部品を実装する際に行うリフローはんだ付け工程においては、高温(例えば、260℃)で加熱される。その際、フィルムに内在する水が過飽和となって拡散し、流動しやすい材料の凝集部分において気泡核が発生すると考えられる。従来、気泡核が成長し発泡することによって、フィルムと金属層との剥離が生じる場合があった。
これに対して、本開示に係る分散液では、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である。比η1/η2が10以上であると、ポリマーBを含む粒子が分散液中で凝集体を形成せずにより細かく存在し、分散性に優れる。熱圧着の際に、流動性の低いポリマーBに由来する相が連続的に存在しないため、局所的な流動が抑制される。リフローはんだ付け工程において気泡核の発生や成長が抑制され、その結果、フィルムと金属層との剥離が抑制されると考えられる。すなわち、耐熱性に優れる。
これに対して、本開示に係る分散液では、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である。比η1/η2が10以上であると、ポリマーBを含む粒子が分散液中で凝集体を形成せずにより細かく存在し、分散性に優れる。熱圧着の際に、流動性の低いポリマーBに由来する相が連続的に存在しないため、局所的な流動が抑制される。リフローはんだ付け工程において気泡核の発生や成長が抑制され、その結果、フィルムと金属層との剥離が抑制されると考えられる。すなわち、耐熱性に優れる。
これに対して、国際公開第2022/163776号には、分散液の粘度に着目した記載はない。
以下、本開示に係る分散液の詳細について説明する。
本開示に係る分散液は、260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を含有する。
<ポリマーA>
ポリマーAは、260℃における弾性率が0.10MPa超である。
ポリマーAは、260℃における弾性率が0.10MPa超である。
本開示において、ポリマーAの260℃における弾性率は、以下の方法により測定される。
ポリマーAの260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
ポリマーAの260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
ポリマーAの260℃における弾性率は、耐熱性の観点から、0.15MPa以上あることが好ましく、0.5MPa以上であることがより好ましく、1.0MPa以上であることがさらに好ましい。ポリマーAの260℃における弾性率の上限値は特に限定されず、例えば、1000MPaである。
ポリマーAの260℃における弾性率が0.10MPa超であると、耐熱性に優れる。
ポリマーAの260℃における弾性率が0.10MPa超であると、耐熱性に優れる。
ポリマーAとしては、例えば、液晶ポリマー、フッ素樹脂、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物、ポリフェニレンエーテル及びその変性物、芳香族ポリエーテルケトン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
-液晶ポリマー-
誘電正接の観点から、ポリマーAは、液晶ポリマーを含むことが好ましい。
誘電正接の観点から、ポリマーAは、液晶ポリマーを含むことが好ましい。
液晶ポリマーの種類は特に限定されず、公知の液晶ポリマーを用いることができる。
また、液晶ポリマーは、溶融状態で液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマーであってもよく、溶液状態で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマーであってもよい。また、サーモトロピック液晶の場合は、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。
また、液晶ポリマーは、溶融状態で液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマーであってもよく、溶液状態で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマーであってもよい。また、サーモトロピック液晶の場合は、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。
液晶ポリマーとしては、例えば、液晶ポリエステル、液晶ポリエステルにアミド結合が導入された液晶ポリエステルアミド、液晶ポリエステルにエーテル結合が導入された液晶ポリエステルエーテル、及び、液晶ポリエステルにカーボネート結合が導入された液晶ポリエステルカーボネートが挙げられる。
また、液晶ポリマーは、液晶性の観点から、芳香環を有するポリマーであることが好ましく、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドであることがより好ましい。
さらに、液晶ポリマーは、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドに、さらにイミド結合、カルボジイミド結合、イソシアヌレート結合等のイソシアネート由来の結合等が導入されたポリマーであってもよい。
また、液晶ポリマーは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリマーであることが好ましい。
液晶ポリマーとしては、例えば、以下の液晶ポリマーが挙げられる。
1)(i)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、(ii)芳香族ジカルボン酸と、(iii)芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重縮合させてなるもの。
2)複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重縮合させてなるもの。
3)(i)芳香族ジカルボン酸と、(ii)芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重縮合させてなるもの。
4)(i)ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと、(ii)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、を重縮合させてなるもの。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、重縮合可能な誘導体に置き換えてもよい。
1)(i)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、(ii)芳香族ジカルボン酸と、(iii)芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重縮合させてなるもの。
2)複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重縮合させてなるもの。
3)(i)芳香族ジカルボン酸と、(ii)芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重縮合させてなるもの。
4)(i)ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと、(ii)芳香族ヒドロキシカルボン酸と、を重縮合させてなるもの。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、重縮合可能な誘導体に置き換えてもよい。
液晶ポリマーの融点は、260℃超であることが好ましく、260℃超350℃以下であることがより好ましく、260℃超330℃以下であることがさらに好ましい。
本開示において、融点は、示差走査熱量分析装置を用いて測定される。例えば、製品名「DSC-60A Plus」(島津製作所製)を用いて測定される。なお、測定における昇温速度は10℃/分とする。
液晶ポリマーの重量平均分子量は、1,000,000以下であることが好ましく、3,000~300,000であることがより好ましく、5,000~100,000であることがさらに好ましく、5,000~30,000であることが特に好ましい。
液晶ポリマーは、誘電正接をより低下させる観点から、芳香族ポリエステルアミドを含むことが好ましい。芳香族ポリエステルアミドとは、少なくとも1つの芳香環を有し、かつ、エステル結合及びアミド結合を有する樹脂である。中でも、耐熱性の観点から、芳香族ポリエステルアミドは、全芳香族ポリエステルアミドであることが好ましい。
芳香族ポリエステルアミドは、結晶性ポリマーであることが好ましい。ポリマーAは、結晶性の芳香族ポリエステルアミドを含むことが好ましい。芳香族ポリエステルアミドが結晶性であることで、誘電正接がより低下する。
なお、結晶性ポリマーとは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。具体的には、例えば、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味する。半値幅が10℃を超えるポリマー及び明確な吸熱ピークが認められないポリマーは、非晶性ポリマーとして結晶性ポリマーと区別される。
なお、結晶性ポリマーとは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。具体的には、例えば、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味する。半値幅が10℃を超えるポリマー及び明確な吸熱ピークが認められないポリマーは、非晶性ポリマーとして結晶性ポリマーと区別される。
芳香族ポリエステルアミドは、下記式1で表される構成単位、下記式2で表される構成単位、及び下記式3で表される構成単位を含むことが好ましい。
-O-Ar1-CO- …式1
-CO-Ar2-CO- …式2
-NH-Ar3-O- …式3
式1~式3中、Ar1、Ar2、及びAr3はそれぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。
以下、式1で表される構成単位等を、「単位1」等ともいう。
-O-Ar1-CO- …式1
-CO-Ar2-CO- …式2
-NH-Ar3-O- …式3
式1~式3中、Ar1、Ar2、及びAr3はそれぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。
以下、式1で表される構成単位等を、「単位1」等ともいう。
単位1は、例えば、原料として芳香族ヒドロキシカルボン酸を用いることにより、導入することができる。
単位2は、例えば、原料として芳香族ジカルボン酸を用いることにより、導入することができる。
単位3は、例えば、原料として芳香族ヒドロキシルアミンを用いることにより、導入することができる。
単位2は、例えば、原料として芳香族ジカルボン酸を用いることにより、導入することができる。
単位3は、例えば、原料として芳香族ヒドロキシルアミンを用いることにより、導入することができる。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、及び芳香族ヒドロキシルアミンはそれぞれ独立に、重縮合可能な誘導体に置き換えてもよい。
例えば、カルボキシ基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を、芳香族ヒドロキシカルボン酸エステル及び芳香族ジカルボン酸エステルに置き換えることができる。
カルボキシ基をハロホルミル基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を、芳香族ヒドロキシカルボン酸ハロゲン化物及び芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物に置き換えることができる。
カルボキシ基をアシルオキシカルボニル基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を、芳香族ヒドロキシカルボン酸無水物及び芳香族ジカルボン酸無水物に置き換えることができる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシ基を有する化合物の重縮合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシ基をアシル化してアシルオキシ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
例えば、ヒドロキシ基をアシル化してアシルオキシ基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ヒドロキシルアミンをそれぞれ、アシル化物に置き換えることができる。
芳香族ヒドロキシルアミンの重縮合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
例えば、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換することにより、芳香族ヒドロキシアミンをアシル化物に置き換えることができる。
カルボキシ基をハロホルミル基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を、芳香族ヒドロキシカルボン酸ハロゲン化物及び芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物に置き換えることができる。
カルボキシ基をアシルオキシカルボニル基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を、芳香族ヒドロキシカルボン酸無水物及び芳香族ジカルボン酸無水物に置き換えることができる。
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシ基を有する化合物の重縮合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシ基をアシル化してアシルオキシ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
例えば、ヒドロキシ基をアシル化してアシルオキシ基に変換することにより、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ヒドロキシルアミンをそれぞれ、アシル化物に置き換えることができる。
芳香族ヒドロキシルアミンの重縮合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
例えば、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換することにより、芳香族ヒドロキシアミンをアシル化物に置き換えることができる。
式1中、Ar1は、p-フェニレン基、2,6-ナフチレン基、又は4,4’-ビフェニリレン基であることが好ましく、2,6-ナフチレン基であることがより好ましい。
Ar1がp-フェニレン基である場合、単位1は、例えば、p-ヒドロキシ安息香酸に由来する構成単位である。
Ar1が2,6-ナフチレン基である場合、単位1は、例えば、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸に由来する構成単位である。
Ar1が,4,4’-ビフェニリレン基である場合、単位1は、例えば、4’-ヒドロキシ-4-ビフェニルカルボン酸に由来する構成単位である。
Ar1が2,6-ナフチレン基である場合、単位1は、例えば、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸に由来する構成単位である。
Ar1が,4,4’-ビフェニリレン基である場合、単位1は、例えば、4’-ヒドロキシ-4-ビフェニルカルボン酸に由来する構成単位である。
式2中、Ar2は、p-フェニレン基、m-フェニレン基、又は2,6-ナフチレン基であることが好ましく、m-フェニレン基であることがより好ましい。
Ar2がp-フェニレン基である場合、単位2は、例えば、テレフタル酸に由来する構成単位である。
Ar2がm-フェニレン基である場合、単位2は、例えば、イソフタル酸に由来する構成単位である。
Ar2が2,6-ナフチレン基である場合、単位2は、例えば、2,6-ナフタレンジカルボン酸に由来する構成単位である。
Ar2がm-フェニレン基である場合、単位2は、例えば、イソフタル酸に由来する構成単位である。
Ar2が2,6-ナフチレン基である場合、単位2は、例えば、2,6-ナフタレンジカルボン酸に由来する構成単位である。
式3中、Ar3は、p-フェニレン基又は4,4’-ビフェニリレン基であることが好ましく、p-フェニレン基であることがより好ましい。
Ar3がp-フェニレン基である場合、単位3は、例えば、p-アミノフェノールに由来する構成単位である。
Ar3が4,4’-ビフェニリレン基である場合、単位3は、例えば、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニルに由来する構成単位である。
Ar3が4,4’-ビフェニリレン基である場合、単位3は、例えば、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニルに由来する構成単位である。
単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、単位1の含有量は、30モル%以上であることが好ましく、単位2の含有量は、35モル%以下であることが好ましく、単位3の含有量は35モル%以下であることが好ましい。
単位1の含有量は、単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、30モル%~80モル%であることがより好ましく、30モル%~60モル%であることがさらに好ましく、30モル%~40モル%であることが特に好ましい。
単位2の含有量は、単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、10モル%~35モル%であることが好ましく、20モル%~35モル%であることがさらに好ましく、30モル%~35モル%であることが特に好ましい。
単位3の含有量は、単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、10モル%~35モル%であることが好ましく、20モル%~35モル%であることがさらに好ましく、30モル%~35モル%であることが特に好ましい。
なお、各構成単位の合計含有量は、各構成単位の物質量(モル)を合計した値である。各構成単位の物質量は、芳香族ポリエステルアミドを構成する各構成単位の質量を、各構成単位の式量で割ることにより算出される。
単位1の含有量は、単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、30モル%~80モル%であることがより好ましく、30モル%~60モル%であることがさらに好ましく、30モル%~40モル%であることが特に好ましい。
単位2の含有量は、単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、10モル%~35モル%であることが好ましく、20モル%~35モル%であることがさらに好ましく、30モル%~35モル%であることが特に好ましい。
単位3の含有量は、単位1、単位2、及び単位3の合計含有量に対して、10モル%~35モル%であることが好ましく、20モル%~35モル%であることがさらに好ましく、30モル%~35モル%であることが特に好ましい。
なお、各構成単位の合計含有量は、各構成単位の物質量(モル)を合計した値である。各構成単位の物質量は、芳香族ポリエステルアミドを構成する各構成単位の質量を、各構成単位の式量で割ることにより算出される。
単位2の含有量と単位3の含有量との比率は、[単位2の含有量]/[単位3の含有量](モル/モル)で表した場合に、好ましくは0.9/1~1/0.9、より好ましくは0.95/1~1/0.95、さらに好ましくは0.98/1~1/0.98である。
なお、芳香族ポリエステルアミドは、単位1~単位3をそれぞれ独立に、2種以上有してもよい。また、芳香族ポリエステルアミドは、単位1~単位3以外の他の構成単位を有してもよい。他の構成単位の含有量は、全構成単位の合計含有量に対して、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下である。
芳香族ポリエステルアミドは、芳香族ポリエステルアミドを構成する構成単位に対応する原料モノマーを溶融重合させることにより製造することが好ましい。
芳香族ポリエステルアミドの重量平均分子量は、1,000,000以下であることが好ましく、3,000~300,000であることがより好ましく、5,000~100,000であることがさらに好ましく、5,000~30,000であることが特に好ましい。
-フッ素樹脂-
ポリマーAは、耐熱性、及び、力学的強度の観点から、フッ素樹脂であってもよい。
ポリマーAは、耐熱性、及び、力学的強度の観点から、フッ素樹脂であってもよい。
本開示において、フッ素樹脂の種類は特に限定されず、公知のフッ素樹脂を用いることができる。
フッ素樹脂としては、フッ素化α-オレフィンモノマー、すなわち、少なくとも1つのフッ素原子を含むα-オレフィンモノマーに由来する構成単位を含むホモポリマー、及び、コポリマーが挙げられる。また、フッ素樹脂としては、フッ素化α-オレフィンモノマーに由来する構成単位と、フッ素化α-オレフィンモノマーに対して反応性の非フッ素化エチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位と、を含むコポリマーが挙げられる。
フッ素化α-オレフィンモノマーとしては、CF2=CF2、CHF=CF2、CH2=CF2、CHCl=CHF、CClF=CF2、CCl2=CF2、CClF=CClF、CHF=CCl2、CH2=CClF、CCl2=CClF、CF3CF=CF2、CF3CF=CHF、CF3CH=CF2、CF3CH=CH2、CHF2CH=CHF、CF3CF=CF2、及びパーフルオロ(炭素数2~8のアルキル)ビニルエーテル(例えば、パーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロプロピルビニルエーテル、及びパーフルオロオクチルビニルエーテル)が挙げられる。中でも、フッ素化α-オレフィンモノマーは、テトラフルオロエチレン(CF2=CF2)、クロロトリフルオロエチレン(CClF=CF2)、(パーフルオロブチル)エチレン、フッ化ビニリデン(CH2=CF2)、及び、ヘキサフルオロプロピレン(CF2=CFCF3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種のモノマーであることが好ましい。
非フッ素化エチレン性不飽和モノマーとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、エチレン性不飽和芳香族モノマー(例えば、スチレン及びα-メチルスチレン)等が挙げられる。
フッ素化α-オレフィンモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、非フッ素化エチレン性不飽和モノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非フッ素化エチレン性不飽和モノマーとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、エチレン性不飽和芳香族モノマー(例えば、スチレン及びα-メチルスチレン)等が挙げられる。
フッ素化α-オレフィンモノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、非フッ素化エチレン性不飽和モノマーは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂としては、例えば、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリ(クロロトリフルオロエチレン-プロピレン)、ポリ(エチレン-テトラフルオロエチレン)(ETFE)、ポリ(エチレン-クロロトリフルオロエチレン)(ECTFE)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレン)、ポリ(テトラフルオロエチレン)(PTFE)、ポリ(テトラフルオロエチレン-エチレン-プロピレン)、ポリ(テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン)(FEP)、ポリ(テトラフルオロエチレン-プロピレン)(FEPM)、ポリ(テトラフルオロエチレン-パーフルオロプロピレンビニルエーテル)、ポリ(テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル)(PFA)(例えば、ポリ(テトラフルオロエチレン-パーフルオロプロピルビニルエーテル))、ポリビニルフルオリド(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ(フッ化ビニリデン-クロロトリフルオロエチレン)、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロスルホン酸、及びパーフルオロポリオキセタンが挙げられる。
フッ素樹脂は、フッ素化エチレン又はフッ素化プロピレンに由来する構成単位を有していてもよい。
フッ素樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂は、FEP、PFA、ETFE、又は、PTFEであることが好ましい。
FEPは、デュポン(DuPont)社よりテフロン(登録商標)FEP(TEFLON(登録商標)FEP)の商品名、又は、ダイキン工業(株)よりネオフロンFEP(NEOFLON FEP)の商品名で入手可能である。PFAは、ダイキン工業(株)よりネオフロンPFA(NEOFLON PFA)の商品名、デュポン(DuPont)社よりテフロン(登録商標)PFA(TEFLON(登録商標)PFA)の商品名、又は、ソルベイ・ソレクシス(Solvay Solexis)社よりハイフロンPFA(HYFLON PFA)の商品名で入手可能である。
FEPは、デュポン(DuPont)社よりテフロン(登録商標)FEP(TEFLON(登録商標)FEP)の商品名、又は、ダイキン工業(株)よりネオフロンFEP(NEOFLON FEP)の商品名で入手可能である。PFAは、ダイキン工業(株)よりネオフロンPFA(NEOFLON PFA)の商品名、デュポン(DuPont)社よりテフロン(登録商標)PFA(TEFLON(登録商標)PFA)の商品名、又は、ソルベイ・ソレクシス(Solvay Solexis)社よりハイフロンPFA(HYFLON PFA)の商品名で入手可能である。
フッ素樹脂は、PTFEを含むことがより好ましい。PTFEは、PTFEホモポリマー、一部が変性されたPTFEホモポリマー、又は、これらの一方若しくは両方を含む組合せであってもよい。一部が変性されたPTFEホモポリマーは、ポリマーの全質量を基準として、テトラフルオロエチレン以外のコモノマーに由来する構成単位を1質量%未満含むことが好ましい。
フッ素樹脂は、架橋性基を有する架橋性フルオロポリマーであってもよい。架橋性フルオロポリマーは、従来公知の架橋方法によって架橋させることができる。代表的な架橋性フルオロポリマーの1つは、(メタ)アクリロイルオキシを有するフルオロポリマーである。例えば、架橋性フルオロポリマーは、
式:H2C=CR’COO-(CH2)n-R-(CH2)n-OOCR’=CH2
で表すことができる。式中、Rは、フッ素化α-オレフィンモノマーに由来する構成単位を含むオリゴマー鎖であり、R’はH又は-CH3であり、nは1~4である。Rは、テトラフルオロエチレンに由来する構成単位を含むフッ素系オリゴマー鎖であってもよい。
式:H2C=CR’COO-(CH2)n-R-(CH2)n-OOCR’=CH2
で表すことができる。式中、Rは、フッ素化α-オレフィンモノマーに由来する構成単位を含むオリゴマー鎖であり、R’はH又は-CH3であり、nは1~4である。Rは、テトラフルオロエチレンに由来する構成単位を含むフッ素系オリゴマー鎖であってもよい。
フッ素樹脂上の(メタ)アクリロイルオキシ基を介してラジカル架橋反応を開始するために、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するフルオロポリマーをフリーラジカル源に曝露することによって、架橋フルオロポリマー網目構造を形成することができる。フリーラジカル源は、特に制限はないが、光ラジカル重合開始剤、又は、有機過酸化物が好適に挙げられる。適切な光ラジカル重合開始剤及び有機過酸化物は当技術分野においてよく知られている。架橋性フルオロポリマーは市販されており、例えば、デュポン社製のバイトンBが挙げられる。
-環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物-
ポリマーAは、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物であってもよい。
ポリマーAは、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物であってもよい。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物としては、例えば、ノルボルネン又は多環ノルボルネン系モノマーのような環状オレフィンモノマーに由来する構成単位を有する熱可塑性樹脂が挙げられる。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物は、上記環状オレフィンの開環重合体や2種以上の環状オレフィンを用いた開環共重合体の水素添加物であってもよく、環状オレフィンと、鎖状オレフィン又はビニル基の如きエチレン性不飽和結合を有する芳香族化合物などとの付加重合体であってもよい。また、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物には、極性基が導入されていてもよい。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
環状脂肪族炭化水素基の環構造としては、単環であっても、2以上の環が縮合した縮合環であっても、橋掛け環であってもよい。
環状脂肪族炭化水素基の環構造としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環、イソホロン環、ノルボルナン環、ジシクロペンタン環等が挙げられる。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物としては、特に制限はなく、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート化合物、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリルアミド化合物、環状脂肪族炭化水素基を有するビニル化合物等が挙げられる。中でも、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート化合物が好ましく挙げられる。また、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物は、単官能エチレン性不飽和化合物であっても、多官能エチレン性不飽和化合物であってもよい。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物における環状脂肪族炭化水素基の数は、1以上であればよく、2以上有していてもよい。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物は、少なくとも1種の環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物を重合してなる重合体であればよく、2種以上環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物であってもよいし、環状脂肪族炭化水素基を有しない他のエチレン性不飽和化合物との共重合体であってもよい。
また、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物は、シクロオレフィンポリマーであることが好ましい。
環状脂肪族炭化水素基の環構造としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環、イソホロン環、ノルボルナン環、ジシクロペンタン環等が挙げられる。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物としては、特に制限はなく、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート化合物、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリルアミド化合物、環状脂肪族炭化水素基を有するビニル化合物等が挙げられる。中でも、環状脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリレート化合物が好ましく挙げられる。また、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物は、単官能エチレン性不飽和化合物であっても、多官能エチレン性不飽和化合物であってもよい。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物における環状脂肪族炭化水素基の数は、1以上であればよく、2以上有していてもよい。
環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物は、少なくとも1種の環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物を重合してなる重合体であればよく、2種以上環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物であってもよいし、環状脂肪族炭化水素基を有しない他のエチレン性不飽和化合物との共重合体であってもよい。
また、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物は、シクロオレフィンポリマーであることが好ましい。
-ポリフェニレンエーテル-
ポリマーAは、ポリフェニレンエーテルであってもよい。
ポリフェニレンエーテルは、分子末端のフェノール性水酸基の1分子当たりの平均個数(末端水酸基数)が、誘電正接、及び、耐熱性の観点から、1個~5個であることが好ましく、1.5個~3個であることがより好ましい。
ポリフェニレンエーテルの末端水酸基数は、例えば、ポリフェニレンエーテルの製品の規格値からわかる。また、末端水酸基数は、例えば、ポリフェニレンエーテル1モル中に存在する全てのポリフェニレンエーテルの1分子当たりのフェノール性水酸基の個数の平均値として表される。
ポリフェニレンエーテルは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリマーAは、ポリフェニレンエーテルであってもよい。
ポリフェニレンエーテルは、分子末端のフェノール性水酸基の1分子当たりの平均個数(末端水酸基数)が、誘電正接、及び、耐熱性の観点から、1個~5個であることが好ましく、1.5個~3個であることがより好ましい。
ポリフェニレンエーテルの末端水酸基数は、例えば、ポリフェニレンエーテルの製品の規格値からわかる。また、末端水酸基数は、例えば、ポリフェニレンエーテル1モル中に存在する全てのポリフェニレンエーテルの1分子当たりのフェノール性水酸基の個数の平均値として表される。
ポリフェニレンエーテルは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリフェニレンエーテルとしては、例えば、2,6-ジメチルフェノールと2官能フェノール及び3官能フェノールの少なくともいずれか一方とからなるポリフェニレンエーテル、並びに、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキサイド)が挙げられる。ポリフェニレンエーテルは、より具体的には、式(PPE)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
式(PPE)中、Xは、炭素数1~3のアルキレン基又は単結合を表し、mは、0~20の整数を表し、nは、0~20の整数を表し、mとnとの合計は、1~30の整数を表す。
上記Xにおける上記アルキレン基としては、例えば、ジメチルメチレン基が挙げられる。
上記Xにおける上記アルキレン基としては、例えば、ジメチルメチレン基が挙げられる。
ポリフェニレンエーテルの重量平均分子量(Mw)は、製膜後に熱硬化する場合には、耐熱性、及び、膜形成性の観点から、500~5,000であることが好ましく、500~3,000であることがより好ましい。また、熱硬化しない場合には、特に限定されないが、3,000~100,000であることが好ましく、5,000~50,000であることがより好ましい。
-芳香族ポリエーテルケトン-
ポリマーAは、芳香族ポリエーテルケトンであってもよい。
ポリマーAは、芳香族ポリエーテルケトンであってもよい。
芳香族ポリエーテルケトンとしては、特に限定されず、公知の芳香族ポリエーテルケトンを用いることができる。
芳香族ポリエーテルケトンは、ポリエーテルエーテルケトンであることが好ましい。
ポリエーテルエーテルケトンは、芳香族ポリエーテルケトンの1種であり、エーテル結合、エーテル結合、及びカルボニル結合の順に結合が配置されたポリマーである。各結合間は、2価の芳香族基により連結されていることが好ましい。
芳香族ポリエーテルケトンは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
芳香族ポリエーテルケトンは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
芳香族ポリエーテルケトンとしては、例えば、下記式(P1)で表される化学構造を有するポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、下記式(P2)で表される化学構造を有するポリエーテルケトン(PEK)、下記式(P3)で表される化学構造を有するポリエーテルケトンケトン(PEKK)、下記式(P4)で表される化学構造を有するポリエーテルエーテルケトンケトン(PEEKK)、及び下記式(P5)で表される化学構造を有するポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)が挙げられる。
式(P1)~(P5)の各々のnは、機械的特性の観点から、10以上が好ましく、20以上がより好ましい。一方、芳香族ポリエーテルケトンを容易に製造できる点では、nは、5,000以下が好ましく、1,000以下がより好ましい。すなわち、nは、10~5,000が好ましく、20~1,000がより好ましい。
中でも、誘電正接の観点から、ポリマーAは、液晶ポリマー、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物、及び、フッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、芳香族ポリエステルアミドであることがより好ましい。
<ポリマーBを含む粒子>
ポリマーBは、260℃における弾性率が0.10MPa以下である。
ポリマーBは、260℃における弾性率が0.10MPa以下である。
本開示において、ポリマーBの260℃における弾性率G2は、以下の方法により測定される。
ポリマーBの260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
ポリマーBの260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
ポリマーBの260℃における弾性率は、段差追従性の観点から、0.10MPa未満であることが好ましく、0.07MPa以下であることがより好ましく、0.05MPa以下であることがさらに好ましい。ポリマーBの260℃における弾性率の下限値は特に限定されず、例えば、0.1kPaであってもよい。
ポリマーBの260℃における弾性率が0.10MPa以下であると、段差追従性に優れる。
ポリマーBの260℃における弾性率が0.10MPa以下であると、段差追従性に優れる。
耐熱性の観点から、ポリマーBは、重量平均分子量1000以上であることが好ましい。
ポリマーBの重量平均分子量は、10,000以上がより好ましく、30,000以上がさらに好ましい。重量平均分子量の上限値は、例えば、1,000,000である。
ポリマーBは、段差追従性の観点から、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂の未硬化物又は半硬化物、並びに熱硬化性エラストマーの未硬化物又は半硬化物であることが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状オレフィンコポリマーからなる樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂等が挙げられる。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマー(ポリスチレン系エラストマー)、ポリエステル系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリアクリル系エラストマー、シリコーン系エラストマー、ポリイミド系エラストマー等が挙げられる。なお、熱可塑性エラストマーは、水添物であってもよい。
ポリスチレン系エラストマーとしては、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、ポリスチレン-ポリ(エチレン-プロピレン)ジブロック共重合体(SEP)、ポリスチレン-ポリ(エチレン-プロピレン)-ポリスチレントリブロック共重合体(SEPS)、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、及びポリスチレン-ポリ(エチレン/エチレン-プロピレン)-ポリスチレントリブロック共重合体(SEEPS)、スチレン-イソブチレン―スチレンブロック共重合体(SIBS)、並びに、これらの水添物が挙げられる。
中でも、ポリマーBは、誘電正接及び段差追従性の観点から、熱可塑性エラストマーであることが好ましく、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーであることがより好ましく、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。
特に、水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体は、高温(例えば、260℃)で軟化しにくいため、耐熱性の点で、有利である。
ポリマーBを含む粒子は、ポリマーB以外の成分を含んでいてもよいが、ポリマーB以外の成分を含まないことが好ましい。すなわち、ポリマーBを含む粒子は、ポリマーBからなる粒子であることが好ましい。
ポリマーBを含む粒子の平均粒径は、耐熱性の観点から、0.01μm~30μmであることが好ましく、0.1μm~20μmであることがより好ましい。
分散液中におけるポリマーBを含む粒子の粒径分布(D90/D10)は、耐熱性の観点から、1~4であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
分散液中におけるポリマーBを含む粒子の粒径分布(D90/D10)は、耐熱性の観点から、1~4であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
本開示において、粒子の平均粒径(例えば、D50)及び粒径分布(例えば、D90/D10)は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定される。レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置として、例えば、HORIBA社製のLA-950V2が用いられる。
段差追従性と加工適性との両立の観点から、ポリマーAの含有量に対するポリマーBを含む粒子の含有量の比率は1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましく、3以上であることがさらに好ましい。上記比率の上限値は特に限定されず、例えば、10である。
<溶媒>
本開示に係る分散液は、溶媒を含む。
本開示に係る分散液において、フィルムの耐熱性を向上させる観点から、ポリマーAは、溶媒に溶解し、ポリマーBを含む粒子は、溶媒に分散していることが好ましい。
すなわち、溶媒は、ポリマーAを溶解させ、かつ、ポリマーBを溶解させない溶媒であることが好ましい。
本開示に係る分散液は、溶媒を含む。
本開示に係る分散液において、フィルムの耐熱性を向上させる観点から、ポリマーAは、溶媒に溶解し、ポリマーBを含む粒子は、溶媒に分散していることが好ましい。
すなわち、溶媒は、ポリマーAを溶解させ、かつ、ポリマーBを溶解させない溶媒であることが好ましい。
溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1-クロロブタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;p-クロロフェノール、ペンタクロロフェノール、ペンタフルオロフェノール等のハロゲン化フェノール;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル;アセトン、シクロヘキサノン等のケトン;酢酸エチル、γ-ブチロラクトン等のエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート;トリエチルアミン等のアミン;ピリジン等の含窒素複素環芳香族化合物;アセトニトリル、スクシノニトリル等のニトリル;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド、テトラメチル尿素等の尿素化合物;ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物;ヘキサメチルリン酸アミド、トリ-n-ブチルリン酸等のリン化合物等が挙げられ、それらを2種以上用いてもよい。
溶媒としては、腐食性が低く、取り扱いやすいことから、非プロトン性化合物、特にハロゲン原子を有しない非プロトン性化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める非プロトン性化合物の割合は、好ましくは50質量%~100質量%、より好ましくは70質量%~100質量%、特に好ましくは90質量%~100質量%である。また、上記非プロトン性化合物としては、液晶ポリマーを溶解しやすいことから、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、N-メチルピロリドン等のアミド又はγ-ブチロラクトン等のエステルを用いることが好ましく、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-メチルピロリドンがより好ましい。
また、溶媒としては、ポリマーAを溶解しやすいことから、双極子モーメントが3~5である化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める双極子モーメントが3~5である化合物の割合は、好ましくは50質量%~100質量%、より好ましくは70質量%~100質量%、特に好ましくは90質量%~100質量%である。
上記非プロトン性化合物として、双極子モーメントが3~5である化合物を用いることが好ましい。
上記非プロトン性化合物として、双極子モーメントが3~5である化合物を用いることが好ましい。
また、溶媒としては、除去しやすいことから、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を主成分とする溶媒が好ましく、溶媒全体に占める1気圧における沸点が220℃以下である化合物の割合は、好ましくは50質量%~100質量%、より好ましくは70質量%~100質量%、特に好ましくは90質量%~100質量%である。
上記非プロトン性化合物として、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を用いることが好ましい。
上記非プロトン性化合物として、1気圧における沸点が220℃以下である化合物を用いることが好ましい。
溶媒の含有量は特に限定されないが、塗布性の観点から、本開示に係る分散液の全量に対して、20質量%~90質量%であることが好ましく、30質量%~80質量%であることがより好ましい。
本開示に係る分散液は、ポリマーA、ポリマーBを含む粒子、及び溶媒以外に他の成分を含んでいてもよい。
本開示に係る分散液は、ポリマーA、ポリマーBを含む粒子、及び溶媒以外に他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、公知の添加剤を用いることができる。他の成分として、例えば、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、及び着色剤が挙げられる。
本開示に係る分散液は、固形分濃度が10質量%~80質量%であることが好ましく、20質量%~70質量%であることがより好ましい。本開示において、固形分とは、分散液に含まれる、溶媒以外の成分である。
本開示に係る分散液は、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPas以上である。粘度η2が800mPa・s以上であるため、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルムが得られる。粘度η2の上限値は特に限定されず、例えば、10000mPa・sである。
また、本開示に係る分散液は、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である。比η1/η2が10以上であるため、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルムが得られる。
比η1/η2は10以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましい。比η1/η2の上限値は特に限定されず、例えば、100である。
比η1/η2は10以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましい。比η1/η2の上限値は特に限定されず、例えば、100である。
本開示において、粘度は、25℃でレオメータ(製品名「HAAKE MARS40/60」、ThermoFisher Scientific社製)を用いて測定される。粘度は、周波数を1000/sから0.1/sまで走査しながら測定される。
例えば、分散条件、分散液に含まれるポリマーA、及びポリマーBを含む粒子の種類、溶媒の種類等によって、比η1/η2を10以上の範囲に調整することができる。
[分散液の製造方法]
本開示に係る分散液の製造方法は、260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を混合する工程と、混合液に対して、5分~60分のビーズミル処理を行う工程と、を含む。
本開示に係る分散液の製造方法は、260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を混合する工程と、混合液に対して、5分~60分のビーズミル処理を行う工程と、を含む。
ポリマーA、及びポリマーBを含む粒子の好ましい態様は上記のとおりである。
ビーズミル処理は、通常公知のビーズミル分散機を用いて行うことができる。
ビーズミル処理に用いられるビーズの材質としては、例えば、ジルコニア、イットリア安定化ジルコニア、アルミナ、ステアタイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリカ、砂、メノー、鋼球、ステンレス、ガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス等の無機化合物;ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド等のポリマーが挙げられる。
中でも、ビーズの材質はジルコニアであることが好ましい。
中でも、ビーズの材質はジルコニアであることが好ましい。
ビーズ径は特に限定されないが、粘度を制御する観点から、0.5mm~5mmであることが好ましく、1mm~3mmであることがより好ましい。
ビーズミル処理の時間は、粘度を制御する観点から、5分~60分であり、5分~30分であることが好ましい。
[フィルム]
本開示に係るフィルムは、本開示に係る分散液の乾燥物であってもよい。乾燥物とは、分散液を乾燥させたものを意味する。乾燥物に含まれる溶媒の含有量は1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。本開示に係るフィルムは、例えば、本開示に係るフィルムを塗布して乾燥させることによって、製造される。
本開示に係るフィルムは、本開示に係る分散液の乾燥物であってもよい。乾燥物とは、分散液を乾燥させたものを意味する。乾燥物に含まれる溶媒の含有量は1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。本開示に係るフィルムは、例えば、本開示に係るフィルムを塗布して乾燥させることによって、製造される。
また、本開示に係るフィルムは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、少なくとも2つのうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である。
本発明者らが鋭意検討した結果、上記構成をとることにより、段差追従性及び耐熱性に優れるフィルムを提供できることを見出した。
上記効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。
本開示に係るフィルムでは、フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上であるため、熱圧着の際に、フィルムに含まれる材料の局所的な流動が抑制される。リフローはんだ付け工程において気泡核の発生や成長が抑制され、その結果、フィルムと金属層との剥離が抑制されると考えられる。すなわち、耐熱性に優れる。
上記効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。
本開示に係るフィルムでは、フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上であるため、熱圧着の際に、フィルムに含まれる材料の局所的な流動が抑制される。リフローはんだ付け工程において気泡核の発生や成長が抑制され、その結果、フィルムと金属層との剥離が抑制されると考えられる。すなわち、耐熱性に優れる。
これに対して、国際公開第2022/163776号には、フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数に着目した記載はない。
以下、本開示に係るフィルムの詳細について説明する。
本開示に係るフィルムは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有する。本開示において、「相分離構造」とは、フィルム中に、互いに異なる成分を含む少なくとも2つの部分が存在する構造を意味する。
相分離構造としては、例えば、海島構造、共連続構造、シリンダー構造、及びラメラ構造が挙げられる。中でも、本開示に係るフィルムにおける相分離構造は、海島構造であることが好ましい。海島構造は、少なくとも2つの相のうち1つの相が連続相を形成しており、他の相が非連続に分散して存在する構造を意味する。
相分離構造を有することは、フィルム表面、フィルム断面、又はフィルムの表面と断面の両方について、形態観察、素材分布評価、力学特性分布評価等の手段を用いることにより確認することができる。本開示では、形態観察、素材分布評価、及び力学特性分布評価のいずれか1つの方法により相分離構造が確認できた場合は、相分離構造を有するものと判断する。
形態観察は、公知の光学顕微鏡を用いて行う。公知の光学顕微鏡を用いて観察ができなかった場合には、電子顕微鏡等を用いて行う。
素材分布評価は、赤外分光法のイメージングを用いて行う。赤外分光法のイメージングができない場合には、ラマン分光法のイメージングを用いて行う。ラマン分光法のイメージングができない場合には、X線光電子分光分析装置のイメージングを用いて行う。
力学特性分布評価は、原子間力顕微鏡等を用いて行う。
形態観察は、公知の光学顕微鏡を用いて行う。公知の光学顕微鏡を用いて観察ができなかった場合には、電子顕微鏡等を用いて行う。
素材分布評価は、赤外分光法のイメージングを用いて行う。赤外分光法のイメージングができない場合には、ラマン分光法のイメージングを用いて行う。ラマン分光法のイメージングができない場合には、X線光電子分光分析装置のイメージングを用いて行う。
力学特性分布評価は、原子間力顕微鏡等を用いて行う。
<第1相>
本開示に係るフィルムは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有する。少なくとも2つの相のうちの1つである第1相は、260℃における弾性率G1が0.10MPa超である。
本開示に係るフィルムは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有する。少なくとも2つの相のうちの1つである第1相は、260℃における弾性率G1が0.10MPa超である。
本開示において、第1相の260℃における弾性率G1は、以下の方法により測定される。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、第1相の260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、第1相の260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
第1相の260℃における弾性率は、段差追従性の観点から、1.0MPa以上であることが好ましい。第1相の260℃における弾性率の上限値は特に限定されず、例えば、1000MPaである。
第1相の260℃における弾性率が0.10MPa超であると、耐熱性に優れる。
第1相の260℃における弾性率が0.10MPa超であると、耐熱性に優れる。
第1相は、260℃における弾性率が0.10MPa超であれば、低分子化合物であってもよく、高分子化合物であってもよい。
第1相を構成する化合物としては、例えば、液晶ポリマー、フッ素樹脂、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物、ポリフェニレンエーテル及びその変性物、芳香族ポリエーテルケトン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
液晶ポリマー、フッ素樹脂、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物、ポリフェニレンエーテル及びその変性物、及び芳香族ポリエーテルケトンの好ましい態様は、上記のとおりである。
<第2相>
本開示に係るフィルムは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有する。少なくとも2つの相のうちの1つであり、上記第1相と異なる第2相は、260℃における弾性率G2が0.10MPa以下である。
本開示に係るフィルムは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有する。少なくとも2つの相のうちの1つであり、上記第1相と異なる第2相は、260℃における弾性率G2が0.10MPa以下である。
本開示において、第2相の260℃における弾性率G2は、以下の方法により測定される。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、第2相の260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、第2相の260℃弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。
第2相の260℃における弾性率は、段差追従性の観点から、0.05MPa以下であることが好ましい。第2相の260℃における弾性率の下限値は特に限定されず、例えば、0.1kPaであってもよい。
第2相の260℃における弾性率が0.10MPa以下であると、段差追従性に優れる。
第2相の260℃における弾性率が0.10MPa以下であると、段差追従性に優れる。
第2相は、260℃における弾性率が0.10MPa以下であれば、低分子化合物であってもよく、高分子化合物であってもよい。
耐熱性の観点から、第2相は、重量平均分子量1000以上のポリマーを含むことが好ましい。
第2相に含まれるポリマーの重量平均分子量は、10,000以上がより好ましく、30,000以上がさらに好ましい。重量平均分子量の上限値は、例えば、1,000,000である。
第2相に含まれるポリマーの好ましい態様は、ポリマーBの好ましい態様と同様である。
段差追従性と加工適性との両立の観点から、フィルムの厚み方向に沿った断面において、第2相の割合は50面積%以上であることが好ましく、50面積%~95面積%であることがより好ましく、60面積%~90面積%であることがさらに好ましい。
本開示に係るフィルムは、160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、0.50MPa以下であることが好ましい。160℃における弾性率が0.60MPa以下であると、段差追従性に優れる。160℃における弾性率の下限値は特に限定されないが、加圧時に第2相に含まれるポリマーが流動して系外に押し出されることを抑制する観点から、0.001MPaである。
本開示において、フィルムの160℃における弾性率は、以下の方法により測定される。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、フィルムの弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。断面サンプルの任意の位置20点を160℃にて測定し、平均値を弾性率とする。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、フィルムの弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。断面サンプルの任意の位置20点を160℃にて測定し、平均値を弾性率とする。
本開示に係るフィルムは、フィルムの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である。第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上であると、熱圧着の際に、フィルムに含まれる材料の局所的な流動が抑制される。リフローはんだ付け工程において気泡核の発生や成長が抑制され、耐熱性に優れる。
耐熱性をより向上させる観点から、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数は、0.02個/mm2以上であることが好ましく、0.05個/mm2以上であることがより好ましい。上記個数の上限値は特に限定されず、1.00個/mm2であってもよい。
第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数は、以下の方法で測定される。
フィルムをクライオミクロトームにて、厚み方向に向かって切削し、断面を露出させる。フィルム断面に対し光学顕微鏡観察を行う。断面像の中から、第1相の連続構造を特定する。具体的には、第1相の中で、球状又は楕円状が互いに結合した不定形状を、第1相の連続構造と判定する。球状又は楕円状の場合には、第1相の連続構造と判定しない。
断面像の任意の30μm×30μmの領域において、第1相の連続構造における最大長さを測定する。最大長さが10μm以下である領域の個数を数える。3つの領域における個数の平均値を算出する。得られた平均値を900で除して、1μm2当たりの個数として換算する。
断面像の任意の30μm×30μmの領域において、第1相の連続構造における最大長さを測定する。最大長さが10μm以下である領域の個数を数える。3つの領域における個数の平均値を算出する。得られた平均値を900で除して、1μm2当たりの個数として換算する。
本開示に係るフィルムは、誘電正接が0.01以下であることが好ましく、0.005以下であることがより好ましく、0超0.003以下であることがさらに好ましい。
本開示において、誘電正接は、以下の方法により測定される。
誘電正接の測定は、周波数10GHzで共振摂動法により実施する。ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「E8363B」)に10GHzの空洞共振器((株)関東電子応用開発製「CP531」)を接続し、空洞共振器にポリマーフィルムを挿入し、温度25℃、湿度60%RH環境下、96時間の挿入前後の共振周波数の変化から測定する。
誘電正接の測定は、周波数10GHzで共振摂動法により実施する。ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「E8363B」)に10GHzの空洞共振器((株)関東電子応用開発製「CP531」)を接続し、空洞共振器にポリマーフィルムを挿入し、温度25℃、湿度60%RH環境下、96時間の挿入前後の共振周波数の変化から測定する。
本開示に係るフィルムの厚みは、強度、誘電正接、及び、金属層との密着性の観点から、6μm~200μmであることが好ましく、12μm~100μmであることがより好ましく、20μm~60μmであることが特に好ましい。
フィルムの厚みは、任意の5箇所について、接着式の膜厚計を用いて測定する。膜厚計として、例えば、電子マイクロメータ(製品名「KG3001A」、アンリツ社製)を用いて測定し、それらの平均値とする。
[積層体]
本開示に係る積層体は、層Aと、層Aの少なくとも一方の面上に配置された層Bとを含み、層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である。
本開示に係る積層体は、層Aと、層Aの少なくとも一方の面上に配置された層Bとを含み、層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である。
本開示に係る積層体は、層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上であるため、段差追従性及び耐熱性に優れる。
本開示に係る積層体は、層Aと、層Aの少なくとも一方の面上に配置された層Bとを含む。層Aと層Bとは直接接していてもよく、層Aと層Bとの間に他の層が設けられていてもよい。段差追従性及び耐熱性の観点から、層Aと層Bとは直接接していることが好ましい。
<<層B>>
層Bは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下である。
層Bは、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下である。
層Bにおける第1相及び第2相の好ましい態様は、上記フィルムにおける第1相及び第2相の好ましい態様と同様である。
層Bは、160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、0.50MPa以下であることが好ましい。層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であると、段差追従性に優れる。層Bの160℃における弾性率の下限値は特に限定されないが、加工性の観点から、0.1kPaであってもよい。
本開示において、層Bの160℃における弾性率は、以下の方法により測定される。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、層Bの弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。断面サンプルの任意の位置20点を、160℃にて測定し、平均値を弾性率とする。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、層Bの弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。断面サンプルの任意の位置20点を、160℃にて測定し、平均値を弾性率とする。
層Bの平均厚みは、段差追従性の観点から、5μm~50μmであることが好ましく、10μm~40μmであることがより好ましく、15μm~30μmであることがさらに好ましい。
<<層A>>
本開示に係る積層体は、上記層Bが設けられる層Aを有する。
本開示に係る積層体は、上記層Bが設けられる層Aを有する。
層Aは、積層体の誘電正接を0.01以下とする観点から、誘電正接が0.01以下であるポリマーを含むことが好ましい。
層Aは、誘電正接が0.01以下であるポリマーを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
誘電正接が0.01以下であるポリマーの誘電正接は、ポリマーフィルムの誘電正接の観点から、0.005以下であることが好ましく、0超0.003以下であることがより好ましい。
誘電正接が0.01以下であるポリマーとしては、例えば、液晶ポリマー、フッ素樹脂、環状脂肪族炭化水素基とエチレン性不飽和結合を有する基とを有する化合物の重合物、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル及びその変性物、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂;グリシジルメタクリレートとポリエチレンとの共重合体等のエラストマー;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
ポリマーフィルムの誘電正接の観点から、誘電正接が0.01以下であるポリマーは、液晶ポリマーであることが好ましい。すなわち、層Aは、液晶ポリマーを含むことが好ましい。液晶ポリマーの好ましい態様は、上記層Bに含まれていてもよい液晶ポリマーの好ましい態様と同様である。
層Aは、誘電正接が0.01以下であるポリマー以外にフィラーを含んでいてもよい。層Aにフィラーが含まれていると、剛性が向上し、配線歪み等を抑制することができる。
フィラーとしては、粒子状でも繊維状のものでもよく、無機粒子であってもよく、有機粒子であってもよい。無機粒子及び有機粒子の具体例は上記のとおりである。
層Aは、フィラーを1種のみ含んでいても、2種以上含んでいてもよい。
層Aがフィラーを含む場合、フィラーの含有量は、積層体の誘電正接、耐熱性、及び段差追従性の観点から、層Aの全質量に対し、30質量%~95質量%であることが好ましく、50質量%~90質量%であることがより好ましく、60質量%~80質量%であることが特に好ましい。
層Aがフィラーを含む場合、フィラーの含有量は、積層体の誘電正接、耐熱性、及び段差追従性の観点から、層Aの全質量に対し、30質量%~95質量%であることが好ましく、50質量%~90質量%であることがより好ましく、60質量%~80質量%であることが特に好ましい。
層Aは、上述した成分以外のその他の添加剤を含んでいてもよい。
層Aに含まれていてもよいその他の添加剤の好ましい態様は、層Bに含まれていてもよいその他の添加剤の好ましい態様と同様である。
層Aに含まれていてもよいその他の添加剤の好ましい態様は、層Bに含まれていてもよいその他の添加剤の好ましい態様と同様である。
また、層Aは、その他の添加剤として、誘電正接が0.01以下であるポリマー以外の樹脂を含んでいてもよい。
誘電正接が0.01以下であるポリマー以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル及びその変性物、ポリエーテルイミド等の液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂;グリシジルメタクリレートとポリエチレンとの共重合体等のエラストマー;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
誘電正接が0.01以下であるポリマー以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル及びその変性物、ポリエーテルイミド等の液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂;グリシジルメタクリレートとポリエチレンとの共重合体等のエラストマー;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
層Aにおけるその他の添加剤の総含有量は、誘電正接が0.01以下であるポリマーの含有量100質量部に対して、好ましくは25質量部以下であり、より好ましくは10質量部以下であり、さらに好ましくは5質量部以下である。
層Aは、160℃における弾性率が0.60MPa超であることが好ましく、10MPa以上であることがより好ましい。層Aの160℃における弾性率が0.60MPa超であると、層Bを支持でき、段差追従性に優れる。層Aの160℃における弾性率の上限値は特に限定されないが、配線歪み等を抑制する観点から、1000MPaである。
本開示において、層Aの160℃における弾性率は、以下の方法により測定される。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、層Aの弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。断面サンプルの任意の位置20点を160℃にて測定し、平均値を弾性率とする。
断面の厚みが50μmになるようにミクロトームで斜め切削して作製したフィルム断面サンプルを用意する。
次に、層Aの弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定する。押し込み弾性率は、微小硬度計(例えば、製品名「DUH-W201」、(株)島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定する。断面サンプルの任意の位置20点を160℃にて測定し、平均値を弾性率とする。
層Aの平均厚みは、特に制限はないが、積層体の誘電正接、耐熱性、及び配線歪みの抑制の観点から、5μm~90μmであることが好ましく、10μm~70μmであることがより好ましく、15μm~50μmであることが特に好ましい。
本開示に係る積層体は、金属基材との密着性の観点から、上記層A及び上記層Bに加え、層Cをさらに有することが好ましく、上記層Bと、上記層Aと、上記層Cとをこの順で有することがより好ましい。
<<層C>>
層Cは、接着層であることが好ましい。すなわち、層Cは、表面層(最外層)であることが好ましい。
層Cは、接着層であることが好ましい。すなわち、層Cは、表面層(最外層)であることが好ましい。
層Cは、誘電正接の観点から、少なくとも1種のポリマーを含むことが好ましい。
層Cに用いられるポリマーの好ましい態様は、層Aに用いられる、誘電正接が0.01以下のポリマーの好ましい態様と同様である。
層Cに含まれるポリマーは、層A又は層Bに含まれるポリマーと同じであってもよく、異なっていてもよいが、層Aと層Cとの密着性の観点から、層Aに含まれるポリマーと同じであることが好ましい。
また、層Cは、金属層と層Aとを接着させるため、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
エポキシ樹脂は、多官能エポキシ化合物の架橋体であることが好ましい。多官能エポキシ化合物とは、エポキシ基を2つ以上有する化合物のことをいう。多官能エポキシ化合物におけるエポキシ基の数は、2~4であることが好ましい。
特に、層Cは、積層体の誘電正接、及び、金属層との接着性の観点から、芳香族ポリエステルアミド及びエポキシ樹脂を含むことが好ましい。
層Cは、フィラーを含んでいてもよい。
層Cに用いられるフィラーの好ましい態様は、層Aに用いられるフィラーの好ましい態様と同様である。
層Cに用いられるフィラーの好ましい態様は、層Aに用いられるフィラーの好ましい態様と同様である。
層Cは、上記以外のその他の添加剤を含んでいてもよい。
層Cに用いられるその他の添加剤の好ましい態様は、後述する以外、層Aに用いられるその他の添加剤の好ましい態様と同様である。
層Cに用いられるその他の添加剤の好ましい態様は、後述する以外、層Aに用いられるその他の添加剤の好ましい態様と同様である。
層Cの平均厚みは、積層体の誘電正接、及び、金属との密着性の観点から、層Aの平均厚みよりも薄いことが好ましい。
層Aの平均厚みTAと層Cの平均厚みTCとの比であるTA/TCの値は、積層体の誘電正接、及び、金属層との密着性の観点から、1より大きいことが好ましく、2~100であることがより好ましく、2.5~20であることがさらに好ましく、3~10であることが特に好ましい。
層Bの平均厚みTBと層Cの平均厚みTCとの比であるTB/TCの値は、積層体の誘電正接、及び、金属層との密着性の観点から、1より大きいことが好ましく、2~100であることがより好ましく、2.5~20であることがさらに好ましく、3~10であることが特に好ましい。
層Bの平均厚みTBと層Cの平均厚みTCとの比であるTB/TCの値は、積層体の誘電正接、及び、金属層との密着性の観点から、1より大きいことが好ましく、2~100であることがより好ましく、2.5~20であることがさらに好ましく、3~10であることが特に好ましい。
さらに、層Cの平均厚みは、積層体の誘電正接、及び、金属層との密着性の観点から、0.1μm~20μmであることが好ましく、0.5μm~15μmであることがより好ましく、1μm~10μmであることがさらに好ましく、2μm~8μmであることが特に好ましい。
積層体における各層の平均厚みの測定方法は、以下のとおりである。
積層体を、積層体の面方向に垂直な面で切断し、その断面において、5点以上厚みを測定し、それらの平均値を平均厚みとする。
本開示に係る積層体は、誘電正接が0.01以下であることが好ましく、0.005以下であることがより好ましく、0.003以下であることがさらに好ましい。誘電正接の下限値は特に限定されないが、例えば、0.0005である。
積層体の平均厚みは、特に制限はないが、誘電正接及び段差追従性の観点から、5μm~90μmであることが好ましく、10μm~70μmであることがより好ましく、15μm~50μmであることが特に好ましい。
積層体の平均厚みは、任意の5箇所について、接着式の膜厚計、例えば、電子マイクロメータ(製品名「KG3001A」、アンリツ社製)を用いて測定し、それらの平均値とする。
<積層体の製造方法>
(製膜)
本開示に係る積層体の製造方法は、特に制限はなく、公知の方法を参照することができる。
(製膜)
本開示に係る積層体の製造方法は、特に制限はなく、公知の方法を参照することができる。
製膜方法としては、例えば、共流延法、重層塗布法、共押出法等が好適に挙げられる。中でも、製膜方法は、共流延法であることが好ましい。
多層構造を共流延法又は重層塗布法により製造する場合、各層の成分をそれぞれ溶媒に溶解又は分散した層A形成用組成物、層B形成用組成物、層C形成用組成物等を用いて、共流延法又は重層塗布法を行うことが好ましい。
溶媒としては、上記分散液に含まれる溶媒が挙げられる。
また、本開示に係る積層体の製造方法は、上記共流延法、重層塗布法及び共押出法等により製造する場合、支持体を使用してもよい。
支持体としては、例えば、金属ドラム、金属バンド、ガラス板、樹脂フィルム又は金属箔が挙げられる。中でも、支持体は、金属ドラム、金属バンド、又は樹脂フィルムが好ましい。
また、支持体は、容易に剥離できるように、表面に表面処理層が形成されていてもよい。表面処理層は、ハードクロムメッキ、フッ素樹脂等を用いることができる。
支持体の平均厚みは、特に制限はないが、好ましくは25μm~75μmであり、より好ましくは50μm~75μmである。
支持体の平均厚みは、特に制限はないが、好ましくは25μm~75μmであり、より好ましくは50μm~75μmである。
また、流延、又は、塗布された膜状の組成物(塗膜)から溶媒の少なくとも一部を除去する方法としては、特に制限はなく、公知の乾燥方法を用いることができる。
(延伸)
本開示に係る積層体の製造方法は、分子配向を制御し、熱膨張係数や力学物性を調整する観点で、適宜、延伸を組み合わせることができる。延伸の方法は、特に制限はなく、公知の方法を参照することができ、溶媒を含んだ状態で実施してもよく、乾膜の状態で実施してもよい。溶媒を含んだ状態での延伸は、積層体を把持して伸長してもよく、伸長せずに乾燥による自己収縮を利用して実施してもよい。延伸は、無機フィラー等の添加によってフィルム脆性が低下した場合に、破断伸度や破断強度を改善する目的で特に有効である。
本開示に係る積層体の製造方法は、分子配向を制御し、熱膨張係数や力学物性を調整する観点で、適宜、延伸を組み合わせることができる。延伸の方法は、特に制限はなく、公知の方法を参照することができ、溶媒を含んだ状態で実施してもよく、乾膜の状態で実施してもよい。溶媒を含んだ状態での延伸は、積層体を把持して伸長してもよく、伸長せずに乾燥による自己収縮を利用して実施してもよい。延伸は、無機フィラー等の添加によってフィルム脆性が低下した場合に、破断伸度や破断強度を改善する目的で特に有効である。
本開示に係る積層体は、種々の用途に用いることができる、中でも、プリント配線板などの電子部品用フィルムに好適に用いることができ、フレキシブルプリント回路基板により好適に用いることができる。
また、本開示に係る積層体は、金属接着用液晶ポリマーフィルムとして好適に用いることができる。
また、本開示に係る積層体は、金属接着用液晶ポリマーフィルムとして好適に用いることができる。
[配線基板]
本開示に係る配線基板は、基材と、基材の少なくとも一方の面上に配置された配線パターンと、配線パターン間及び配線パターン上に配置された層Bと、層B上に配置された層Aと、を備え、層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である。
本開示に係る配線基板は、基材と、基材の少なくとも一方の面上に配置された配線パターンと、配線パターン間及び配線パターン上に配置された層Bと、層B上に配置された層Aと、を備え、層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である。
本開示に係る配線基板は、層Bの厚み方向に沿った断面において、第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上であるため、段差追従性及び耐熱性に優れる。
<基材>
基材の材質は特に限定されないが、樹脂を含むことが好ましく、液晶ポリマーを含むことが好ましく、液晶ポリマーフィルムであることがより好ましい。
基材の材質は特に限定されないが、樹脂を含むことが好ましく、液晶ポリマーを含むことが好ましく、液晶ポリマーフィルムであることがより好ましい。
基材の平均厚みは特に限定されないが、5μm~100μmであることが好ましく、10μm~80μmであることがより好ましく、20μm~70μmであることがさらに好ましい。
<配線パターン>
本開示に係る配線基板は、基材の少なくとも一方の面上に配線パターンを有する。配線パターン間及び配線パターン上には層Bが配置されていることから、本開示に係る配線基板において、配線パターンは埋設されている。配線パターンは、例えば、以下の方法により、配線基板に埋設させることができる。まず、基材上に金属層を形成し、金属層をパターン状にエッチングする。これにより、配線パターン付き基材が得られる。次に、配線パターン付き基材と、層A及び層Bを有する他の基材とを、配線パターン付き基材における配線パターンと層Bとが接するように重ねる。配線パターン付き基材と他の基材とを重ねた後、貼り合わせてもよいし熱融着してもよい。これにより、配線パターンが埋設された配線基板が得られる。
本開示に係る配線基板は、基材の少なくとも一方の面上に配線パターンを有する。配線パターン間及び配線パターン上には層Bが配置されていることから、本開示に係る配線基板において、配線パターンは埋設されている。配線パターンは、例えば、以下の方法により、配線基板に埋設させることができる。まず、基材上に金属層を形成し、金属層をパターン状にエッチングする。これにより、配線パターン付き基材が得られる。次に、配線パターン付き基材と、層A及び層Bを有する他の基材とを、配線パターン付き基材における配線パターンと層Bとが接するように重ねる。配線パターン付き基材と他の基材とを重ねた後、貼り合わせてもよいし熱融着してもよい。これにより、配線パターンが埋設された配線基板が得られる。
配線パターンの材質は特に限定されないが、金属であることが好ましく、銀又は銅であることがより好ましい。
配線パターンの厚みは特に限定されないが、5μm~40μmであることが好ましく、5μm~35μmであることがより好ましい。
配線パターンの厚みは、ミクロトームで配線基板を切削し、光学顕微鏡で観察することにより、測定される。
本開示に係る配線基板に含まれる層A及び層Bの好ましい態様は、本開示に係る積層体に含まれる層A及び層Bの好ましい態様と同様である。
本開示に係る配線基板は、耐熱性の観点から、上記層A及び上記層Bに加え、層Cをさらに有することが好ましく、層Cは、層A上に配置されていることが好ましい。層Cの好ましい態様は、本開示に係る積層体に含まれていてもよい層Cの好ましい態様と同様である。
<配線基板の製造方法>
(第1態様)
本開示に係る配線基板の製造方法における第1態様は、配線パターン付き基材の配線パターン上に、本開示に係る積層体を重ね合わせる工程と、配線パターン付き基材と本開示に係る積層体とを重ね合わせた状態で加熱して、配線基板を得る工程と、を含むことが好ましい。配線パターン付き基材と積層体とは、配線パターン付き基材の配線パターンと、積層体における層Bとが接するように重ね合わせる。
(第1態様)
本開示に係る配線基板の製造方法における第1態様は、配線パターン付き基材の配線パターン上に、本開示に係る積層体を重ね合わせる工程と、配線パターン付き基材と本開示に係る積層体とを重ね合わせた状態で加熱して、配線基板を得る工程と、を含むことが好ましい。配線パターン付き基材と積層体とは、配線パターン付き基材の配線パターンと、積層体における層Bとが接するように重ね合わせる。
-重ね合わせ工程-
本開示に係る配線基板の製造方法の第1態様では、配線パターン付き基材の配線パターン上に、本開示に係る積層体を重ね合わせる。
本開示に係る配線基板の製造方法の第1態様では、配線パターン付き基材の配線パターン上に、本開示に係る積層体を重ね合わせる。
積層体を重ね合わせる場合、配線パターン上に積層体を載置するだけでもよいし、圧力を加えて押し付けながら配線パターン上に積層体を圧接するようにしてもよい。
配線パターン付き基材は、基材の一方の面にのみ配線パターンが形成されていてもよく、基材の両方の面に配線パターンが形成されていてもよい。
配線パターン付き基材は、公知の方法を用いて作製することができる。例えば、基材の少なくとも一方の面に金属層を貼り合わせて、基材と、基材の少なくとも一方の面に配置された金属層と、を備える配線基板を得る。金属層に対して、公知のパターニング処理を施すことにより、配線パターン付き基材が得られる。
配線パターン付き基材における基材及び配線パターンの好ましい態様は、上記配線基板の欄で説明した基材及び配線パターンの好ましい態様と同様である。
-加熱工程-
本開示の配線基板の製造方法の第1態様では、上記重ね合わせ工程の後、配線パターン付き基材と本開示に係る積層体とを重ね合わせた状態で加熱して、配線基板を得る。
本開示の配線基板の製造方法の第1態様では、上記重ね合わせ工程の後、配線パターン付き基材と本開示に係る積層体とを重ね合わせた状態で加熱して、配線基板を得る。
加熱方法は特に限定されず、例えば、熱プレス機を用いて行うことができる。
加熱温度は、50℃~300℃であることが好ましく、100℃~250℃であることがより好ましい。
加熱する際に、加圧することが好ましい。圧力は、0.5MPa~30MPaであることが好ましく、1MPa~20MPaであることがより好ましい。
加熱時間は特に限定されず、例えば、1分~2時間である。
(第2態様)
本開示に係る配線基板の製造方法の第2態様は、支持体上に層A形成用溶液を塗布して層Aを形成する工程と、層A上に、本開示に係るフィルムと、配線パターン付き基材とをこの順に重ね合わせる工程と、層Aが形成された支持体、本開示に係るポリマーフィルム、及び配線パターン付き基材を重ね合わせた状態で加熱して、配線基板を得る工程と、を含むことが好ましい。ポリマーフィルムと配線パターン付き基材とは、配線パターン付き基材の配線パターンと、ポリマーフィルムとが接するように重ね合わせる。
本開示に係る配線基板の製造方法の第2態様は、支持体上に層A形成用溶液を塗布して層Aを形成する工程と、層A上に、本開示に係るフィルムと、配線パターン付き基材とをこの順に重ね合わせる工程と、層Aが形成された支持体、本開示に係るポリマーフィルム、及び配線パターン付き基材を重ね合わせた状態で加熱して、配線基板を得る工程と、を含むことが好ましい。ポリマーフィルムと配線パターン付き基材とは、配線パターン付き基材の配線パターンと、ポリマーフィルムとが接するように重ね合わせる。
支持体としては、上記積層体の製造方法で用いられる支持体と同様のものが挙げられる。
配線パターン付き基材の詳細は、上記第1態様と同様である。
加熱工程の詳細は、上記第1態様と同様である。
本開示に係る配線基板は、種々の用途に用いることができる、中でも、本開示に係る配線基板は、フレキシブルプリント回路基板に好適に用いることができる。
以下に実施例を挙げて本開示をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。したがって、本開示の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
フィルム及び積層体の作製に用いた各材料の詳細は以下のとおりである。
・P1:下記製造方法に従って作製した芳香族ポリエステルアミド
-芳香族ポリエステルアミドP1の合成-
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計、及び還流冷却器を備えた反応器に、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸940.9g(5.0モル)、イソフタル酸415.3g(2.5モル)、アセトアミノフェン377.9g(2.5モル)、及び無水酢酸867.8g(8.4モル)を入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温(23℃、以下同じ)から140℃まで60分かけて昇温し、140℃で3時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、150℃から300℃まで5時間かけて昇温し、300℃で30分保持した。その後、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。得られた固形物を、粉砕機で粉砕して、粉末状の芳香族ポリエステルアミドP1aを得た。芳香族ポリエステルアミドP1aの流動開始温度は、193℃であった。また、芳香族ポリエステルアミドP1aは、全芳香族ポリエステルアミドであった。
芳香族ポリエステルアミドP1aを、窒素雰囲気下、室温から160℃まで2時間20分かけて昇温し、次いで160℃から180℃まで3時間20分かけて昇温し、180℃で5時間保持することにより固相重合させた後、冷却した。次いで、粉砕機で粉砕して、粉末状の芳香族ポリエステルアミドP1bを得た。芳香族ポリエステルアミドP1bの流動開始温度は、220℃であった。
芳香族ポリエステルアミドP1bを、窒素雰囲気下、室温から180℃まで1時間25分かけて昇温し、次いで180℃から255℃まで6時間40分かけて昇温し、255℃で5時間保持することにより固相重合させた後、冷却して、粉末状の芳香族ポリエステルアミドP1を得た。
芳香族ポリエステルアミドP1の流動開始温度は、302℃であった。また、芳香族ポリエステルアミドP1の融点を、示差走査熱量分析装置を用いて測定した結果、311℃であった。芳香族ポリエステルアミドP1は、140℃のN-メチルピロリドンに対する溶解度は、1質量%以上であった。
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計、及び還流冷却器を備えた反応器に、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸940.9g(5.0モル)、イソフタル酸415.3g(2.5モル)、アセトアミノフェン377.9g(2.5モル)、及び無水酢酸867.8g(8.4モル)を入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温(23℃、以下同じ)から140℃まで60分かけて昇温し、140℃で3時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、150℃から300℃まで5時間かけて昇温し、300℃で30分保持した。その後、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却した。得られた固形物を、粉砕機で粉砕して、粉末状の芳香族ポリエステルアミドP1aを得た。芳香族ポリエステルアミドP1aの流動開始温度は、193℃であった。また、芳香族ポリエステルアミドP1aは、全芳香族ポリエステルアミドであった。
芳香族ポリエステルアミドP1aを、窒素雰囲気下、室温から160℃まで2時間20分かけて昇温し、次いで160℃から180℃まで3時間20分かけて昇温し、180℃で5時間保持することにより固相重合させた後、冷却した。次いで、粉砕機で粉砕して、粉末状の芳香族ポリエステルアミドP1bを得た。芳香族ポリエステルアミドP1bの流動開始温度は、220℃であった。
芳香族ポリエステルアミドP1bを、窒素雰囲気下、室温から180℃まで1時間25分かけて昇温し、次いで180℃から255℃まで6時間40分かけて昇温し、255℃で5時間保持することにより固相重合させた後、冷却して、粉末状の芳香族ポリエステルアミドP1を得た。
芳香族ポリエステルアミドP1の流動開始温度は、302℃であった。また、芳香族ポリエステルアミドP1の融点を、示差走査熱量分析装置を用いて測定した結果、311℃であった。芳香族ポリエステルアミドP1は、140℃のN-メチルピロリドンに対する溶解度は、1質量%以上であった。
P2:ポリフェニレンサルファイド(製品名「トレリナ」、東レ社製)
B1:水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体(製品名「SIBSTAR103T-UL」、(株)カネカ社製)の粒子(平均粒径:10μm、重量平均分子量100,000)
B2:ポリカーボネート(製品名「ユピゼータFPC-2136」、三菱ガス化学社製)の粒子(平均粒径:25μm、重量平均分子量100,000)
B3:下記製造方法に従って作製した水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体の粒子
反応容器に、1-クロロブタン452mL、ヘキサン319mL、1,4-ビス(1-クロル-1-メチルエチル)ベンゼン0.55gを入れ、-75℃に冷却した後、ジメチルアセトアミド5mg、イソブチレン2.3mLと四塩化チタン0.08mLを入れて1.5時間攪拌した。
次いで、反応溶液にスチレン0.6gを添加してさらに60分間攪拌を続けた後、反応器の内容物を水中に入れた後に有機層と水層を分別した。水洗した後、有機層を大量のメタノール中に注いで重合体を沈殿させ、得られた重合体を60℃で24時間真空乾燥した。粉砕機で粉砕して、粉末状の水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体B5を得た。水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体B5の重量平均分子量は900であり、平均粒径は25μmであった。
B2:ポリカーボネート(製品名「ユピゼータFPC-2136」、三菱ガス化学社製)の粒子(平均粒径:25μm、重量平均分子量100,000)
B3:下記製造方法に従って作製した水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体の粒子
反応容器に、1-クロロブタン452mL、ヘキサン319mL、1,4-ビス(1-クロル-1-メチルエチル)ベンゼン0.55gを入れ、-75℃に冷却した後、ジメチルアセトアミド5mg、イソブチレン2.3mLと四塩化チタン0.08mLを入れて1.5時間攪拌した。
次いで、反応溶液にスチレン0.6gを添加してさらに60分間攪拌を続けた後、反応器の内容物を水中に入れた後に有機層と水層を分別した。水洗した後、有機層を大量のメタノール中に注いで重合体を沈殿させ、得られた重合体を60℃で24時間真空乾燥した。粉砕機で粉砕して、粉末状の水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体B5を得た。水添スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体B5の重量平均分子量は900であり、平均粒径は25μmであった。
B4:下記製造方法に従って作製したポリテトラフルオロエチレンの粒子
攪拌翼を備えたステンレス製重合槽に脱イオン水70Lを添加し、槽内の空気を除去した後、100gのエタンとテトラフルオロエチレン(TFE)を添加して85℃まで昇温した。その後、再度TFEを添加し、槽内圧力を0.8MPaに調整した。250ppm/H2Oの過硫酸アンモニウムと250ppm/H2Oの二コハク酸パーオキサイドとを水溶液の状態で添加した。槽内圧力、温度をそれぞれ0.85MPa、85℃に保ちながら重合し、TFE供給量が12kgになった時点で重合反応を終了して槽内圧力を常圧まで開放した。槽内を室温(25℃)まで冷却した後、得られた粒子を脱イオン水で水洗した。粒子を濾別し、170℃の熱風循環式乾燥機にて12時間乾燥することによりポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子B4を得た。得られたPTFE粒子の重量平均分子量は5,000であり、平均粒径は10μmであった。
攪拌翼を備えたステンレス製重合槽に脱イオン水70Lを添加し、槽内の空気を除去した後、100gのエタンとテトラフルオロエチレン(TFE)を添加して85℃まで昇温した。その後、再度TFEを添加し、槽内圧力を0.8MPaに調整した。250ppm/H2Oの過硫酸アンモニウムと250ppm/H2Oの二コハク酸パーオキサイドとを水溶液の状態で添加した。槽内圧力、温度をそれぞれ0.85MPa、85℃に保ちながら重合し、TFE供給量が12kgになった時点で重合反応を終了して槽内圧力を常圧まで開放した。槽内を室温(25℃)まで冷却した後、得られた粒子を脱イオン水で水洗した。粒子を濾別し、170℃の熱風循環式乾燥機にて12時間乾燥することによりポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子B4を得た。得られたPTFE粒子の重量平均分子量は5,000であり、平均粒径は10μmであった。
-分散液1~7、X1~X3-
表1に記載のポリマーA、及びポリマーBの粒子を、表1に記載の含有量(質量%)で混合し、N-メチルピロリドンを加え、固形分濃度が20質量%となるように調整した。混合液を、ビーズミル分散機(製品名「ラボスターミニMGF015」、アシザワ・ファインテック株式会社製)にて、1mm径のジルコニアビーズを用いて、表1に記載の時間ビーズミル処理し、分散液を得た。
表1に記載のポリマーA、及びポリマーBの粒子を、表1に記載の含有量(質量%)で混合し、N-メチルピロリドンを加え、固形分濃度が20質量%となるように調整した。混合液を、ビーズミル分散機(製品名「ラボスターミニMGF015」、アシザワ・ファインテック株式会社製)にて、1mm径のジルコニアビーズを用いて、表1に記載の時間ビーズミル処理し、分散液を得た。
(実施例1~7、比較例1~4)
以下に示す方法で、フィルム又は積層体を製造した。
以下に示す方法で、フィルム又は積層体を製造した。
フィルム又は積層体を作製するために、層A形成用溶液、層B形成用溶液を調製した。
-層A形成用溶液の調製-
表1に記載の材料にN-メチルピロリドンを加え固形分濃度が8質量%となるように調整し、層A形成用溶液を得た。
表1に記載の材料にN-メチルピロリドンを加え固形分濃度が8質量%となるように調整し、層A形成用溶液を得た。
-層B形成用溶液の調製-
上記分散液1~7、X1~X3を、層B形成用溶液として用いた。
上記分散液1~7、X1~X3を、層B形成用溶液として用いた。
[片面銅張積層板の作製]
-実施例1,2、実施例5~7、比較例1~4-
層B形成用溶液を、スライドコーターを装備したスロットダイコーターに送液し、銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、福田金属箔粉工業(株)製))の処理面上に、膜厚30μmとなるように流量を調整して塗布した。40℃にて4時間乾燥することにより、塗膜から溶媒を除去した。さらに、窒素雰囲気下で室温(25℃)から300℃まで1℃/分で昇温した。300℃で2時間保持する熱処理を行い、支持体上に層B(フィルムB)が形成された積層体Bを得た。得られた積層体Bにおいて、フィルムBは、相分離構造を有していた。
同様に、層A形成用溶液を用いて、支持体上に層A(フィルムA)が形成された積層体Aを得た。
得られた積層体AのフィルムAと、積層体BのフィルムBとが接するように、積層体Aと積層体Bとを重ね合わせ、ラミネータ(製品名「真空ラミネータV-130」、ニッコー・マテリアルズ社製)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、支持体、層A、層B、及び支持体の順に積層された積層体を得た。層B側の支持体を剥離し、支持体、層A、及び層Bの順に積層された積層体(片面銅張積層板)を得た。
-実施例1,2、実施例5~7、比較例1~4-
層B形成用溶液を、スライドコーターを装備したスロットダイコーターに送液し、銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、福田金属箔粉工業(株)製))の処理面上に、膜厚30μmとなるように流量を調整して塗布した。40℃にて4時間乾燥することにより、塗膜から溶媒を除去した。さらに、窒素雰囲気下で室温(25℃)から300℃まで1℃/分で昇温した。300℃で2時間保持する熱処理を行い、支持体上に層B(フィルムB)が形成された積層体Bを得た。得られた積層体Bにおいて、フィルムBは、相分離構造を有していた。
同様に、層A形成用溶液を用いて、支持体上に層A(フィルムA)が形成された積層体Aを得た。
得られた積層体AのフィルムAと、積層体BのフィルムBとが接するように、積層体Aと積層体Bとを重ね合わせ、ラミネータ(製品名「真空ラミネータV-130」、ニッコー・マテリアルズ社製)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、支持体、層A、層B、及び支持体の順に積層された積層体を得た。層B側の支持体を剥離し、支持体、層A、及び層Bの順に積層された積層体(片面銅張積層板)を得た。
-実施例3,4-
得られた層A形成用溶液、層B形成用溶液を、スライドコーターを装備したスロットダイコーターに送液し、銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、福田金属箔粉工業(株)製)の処理面上に、層Aの膜厚が20μm、層Bの膜厚が30μmとなるように流量を調整して塗布した。40℃にて4時間乾燥することにより、塗膜から溶媒を除去した。さらに、窒素雰囲気下で室温(25℃)から300℃まで1℃/分で昇温した。300℃で2時間保持する熱処理を行い、支持体、層A、及び層Bの順に積層された積層体(片面銅張積層板)を得た。得られた積層体において、層Bは、相分離構造を有していた。
得られた層A形成用溶液、層B形成用溶液を、スライドコーターを装備したスロットダイコーターに送液し、銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、福田金属箔粉工業(株)製)の処理面上に、層Aの膜厚が20μm、層Bの膜厚が30μmとなるように流量を調整して塗布した。40℃にて4時間乾燥することにより、塗膜から溶媒を除去した。さらに、窒素雰囲気下で室温(25℃)から300℃まで1℃/分で昇温した。300℃で2時間保持する熱処理を行い、支持体、層A、及び層Bの順に積層された積層体(片面銅張積層板)を得た。得られた積層体において、層Bは、相分離構造を有していた。
[4層銅張積層板の作製]
作製した片面銅張積層板を用いて、層Bと支持体(銅箔)とが接するように重ね合わせた。さらに、1番外側の片面銅張積層板の層B側の面と、銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、福田金属箔粉工業(株)製)とを重ね合わせた。これにより、「銅箔、層A、層B」/「銅箔、層A、層B」/「銅箔、層A、層B」/「銅箔、層A、層B」/銅箔の順に積層された積層体を得た。
ラミネータ(製品名「真空ラミネータV-130」、ニッコー・マテリアルズ社製)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、4層銅張積層板の前駆体を得た。
続いて、熱圧着機(製品名「MP-SNL」、(株)東洋精機製作所製)を用いて、得られた4層銅張積層板の前駆体を、230℃4MPaにて60分間熱圧着することにより、4層銅張積層板を作製した。
作製した片面銅張積層板を用いて、層Bと支持体(銅箔)とが接するように重ね合わせた。さらに、1番外側の片面銅張積層板の層B側の面と、銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、福田金属箔粉工業(株)製)とを重ね合わせた。これにより、「銅箔、層A、層B」/「銅箔、層A、層B」/「銅箔、層A、層B」/「銅箔、層A、層B」/銅箔の順に積層された積層体を得た。
ラミネータ(製品名「真空ラミネータV-130」、ニッコー・マテリアルズ社製)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、4層銅張積層板の前駆体を得た。
続いて、熱圧着機(製品名「MP-SNL」、(株)東洋精機製作所製)を用いて、得られた4層銅張積層板の前駆体を、230℃4MPaにて60分間熱圧着することにより、4層銅張積層板を作製した。
[配線基板の作製]
-配線パターン付き基材の作製-
銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、平均厚み18μm、福田金属箔粉工業(株)製)と、基材として液晶ポリマーフィルム(製品名「CTQ-50」、平均厚み50μm、クラレ社製)を準備した。銅箔の処理面が基材と接するように、銅箔と基材と銅箔とをこの順に重ねた。ラミネータ(製品名「真空ラミネータV-130」、ニッコー・マテリアルズ社製)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、両面銅張積層板の前駆体を得た。続いて、熱圧着機(製品名「MP-SNL」、(株)東洋精機製作所製)を用いて、得られた両面銅張積層板の前駆体を、300℃及び4.5MPaの条件で10分間熱圧着することにより、両面銅張積層板を作製した。
上記両面銅張積層板の両面の銅箔に対して表面を粗化し、ドライフィルムレジストを貼合した。配線パターンが残るように露光し、現像した後、エッチングし、更にドライフィルムを除去することで、基材の両側にグランド線及び3対の信号線を含むライン/スペースが100μm/100μmとなる配線パターン付き基材を作製した。信号線の長さは50mm、幅は特性インピーダンスが50Ωになるように設定した。
-配線パターン付き基材の作製-
銅箔(製品名「CF-T9DA-SV-18」、平均厚み18μm、福田金属箔粉工業(株)製)と、基材として液晶ポリマーフィルム(製品名「CTQ-50」、平均厚み50μm、クラレ社製)を準備した。銅箔の処理面が基材と接するように、銅箔と基材と銅箔とをこの順に重ねた。ラミネータ(製品名「真空ラミネータV-130」、ニッコー・マテリアルズ社製)を使用して、140℃及びラミネート圧0.4MPaの条件で1分間のラミネート処理を行い、両面銅張積層板の前駆体を得た。続いて、熱圧着機(製品名「MP-SNL」、(株)東洋精機製作所製)を用いて、得られた両面銅張積層板の前駆体を、300℃及び4.5MPaの条件で10分間熱圧着することにより、両面銅張積層板を作製した。
上記両面銅張積層板の両面の銅箔に対して表面を粗化し、ドライフィルムレジストを貼合した。配線パターンが残るように露光し、現像した後、エッチングし、更にドライフィルムを除去することで、基材の両側にグランド線及び3対の信号線を含むライン/スペースが100μm/100μmとなる配線パターン付き基材を作製した。信号線の長さは50mm、幅は特性インピーダンスが50Ωになるように設定した。
-配線基板の作製-
作製した片面銅張積層板の層B側に、上記配線パターン付き基材を重ね合わせ、160℃及び4MPaの条件で、1時間の熱プレスを行うことにより、配線基板を得た。
得られた配線基板は、配線パターン(グランド線及び信号線)が埋設されており、配線パターンの厚みは18μmであった。
作製した片面銅張積層板の層B側に、上記配線パターン付き基材を重ね合わせ、160℃及び4MPaの条件で、1時間の熱プレスを行うことにより、配線基板を得た。
得られた配線基板は、配線パターン(グランド線及び信号線)が埋設されており、配線パターンの厚みは18μmであった。
下記に示す測定及び評価を行い、結果を表1に示す。
<<測定方法>>
〔層Bの160℃における弾性率〕
片面銅張積層板をクライオミクロトームにて断面を露出させた。次に、層Bを特定し、層Bの160℃における弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定した。押し込み弾性率は、微小硬度計(製品名「DUH-W201」、島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定した。
〔層Bの160℃における弾性率〕
片面銅張積層板をクライオミクロトームにて断面を露出させた。次に、層Bを特定し、層Bの160℃における弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定した。押し込み弾性率は、微小硬度計(製品名「DUH-W201」、島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定した。
〔ポリマーA及びポリマーBの260℃における弾性率〕
ポリマーA及びポリマーBの260℃における弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定した。押し込み弾性率は、微小硬度計(製品名「DUH-W201」、島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定した。
ポリマーA及びポリマーBの260℃における弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定した。押し込み弾性率は、微小硬度計(製品名「DUH-W201」、島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定した。
〔層B中の第1相及び第2相の260℃における弾性率〕
片面銅張積層板をクライオミクロトームにて断面を露出させた。次に、層B中の第1相及び第2相を特定し、第1相及び第2相の260℃における弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定した。押し込み弾性率は、微小硬度計(製品名「DUH-W201」、島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定した。
片面銅張積層板をクライオミクロトームにて断面を露出させた。次に、層B中の第1相及び第2相を特定し、第1相及び第2相の260℃における弾性率を、ナノインデンテーション法を用いて、押し込み弾性率として測定した。押し込み弾性率は、微小硬度計(製品名「DUH-W201」、島津製作所製)を用い、ビッカース圧子により0.28mN/秒の荷重速度で負荷をかけ、最大荷重10mNを10秒間保持した後に、0.28mN/秒の荷重速度で除荷を行うことにより、測定した。
〔特定領域の個数〕
片面銅張積層板をクライオミクロトームにて、厚み方向に向かって切削し、断面を露出させた。断面に対し光学顕微鏡観察を行った。断面像の中から、第1相の連続構造を特定した。具体的には、第1相の中で、球状又は楕円状が互いに結合した不定形状を、第1相の連続構造と判定する。球状又は楕円状の場合には、第1相の連続構造と判定しない。
断面像の任意の30μm×30μmの領域において、第1相の連続構造における最大長さを測定した。最大長さが10μm以下である領域の個数を数えた。3つの領域における個数の平均値を算出した。得られた平均値を900で除して、1μm2当たりの個数として換算した。
片面銅張積層板をクライオミクロトームにて、厚み方向に向かって切削し、断面を露出させた。断面に対し光学顕微鏡観察を行った。断面像の中から、第1相の連続構造を特定した。具体的には、第1相の中で、球状又は楕円状が互いに結合した不定形状を、第1相の連続構造と判定する。球状又は楕円状の場合には、第1相の連続構造と判定しない。
断面像の任意の30μm×30μmの領域において、第1相の連続構造における最大長さを測定した。最大長さが10μm以下である領域の個数を数えた。3つの領域における個数の平均値を算出した。得られた平均値を900で除して、1μm2当たりの個数として換算した。
〔分散液の粘度〕
粘度は、25℃でレオメータ(製品名「HAAKE MARS40/60」、ThermoFisher Scientific社製)を用いて測定した。粘度は、周波数を1000/sから0.1/sまで走査しながら測定した。
粘度は、25℃でレオメータ(製品名「HAAKE MARS40/60」、ThermoFisher Scientific社製)を用いて測定した。粘度は、周波数を1000/sから0.1/sまで走査しながら測定した。
〔誘電正接〕
片面銅張積層板の銅箔を塩化第二鉄の水溶液で除去し、純水で洗浄後、乾燥して得られたポリマーフィルムを用いて測定した。
誘電正接の測定は、周波数10GHzで共振摂動法により実施した。ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「E8363B」)に10GHzの空洞共振器((株)関東電子応用開発製「CP531」)を接続し、空洞共振器にポリマーフィルムを挿入し、温度25℃、湿度60%RH環境下、96時間の挿入前後の共振周波数の変化から、フィルム又は積層体の誘電正接を測定した。
片面銅張積層板の銅箔を塩化第二鉄の水溶液で除去し、純水で洗浄後、乾燥して得られたポリマーフィルムを用いて測定した。
誘電正接の測定は、周波数10GHzで共振摂動法により実施した。ネットワークアナライザ(Agilent Technology社製「E8363B」)に10GHzの空洞共振器((株)関東電子応用開発製「CP531」)を接続し、空洞共振器にポリマーフィルムを挿入し、温度25℃、湿度60%RH環境下、96時間の挿入前後の共振周波数の変化から、フィルム又は積層体の誘電正接を測定した。
<<評価方法>>
〔段差追従性〕
配線基板をミクロトームで厚み方向に沿って切削し、断面を光学顕微鏡で観察した。層Bと配線パターン間において面内方向に生じる隙間の長さL1を測定した。10箇所における平均値を算出した。評価基準は以下のとおりである。
A:隙間は確認されなかった。
B:L1の平均値が1μm未満であった。
C:L1の平均値が1μm以上2μm未満であった。
D:L1の平均値が2μm以上であった
〔段差追従性〕
配線基板をミクロトームで厚み方向に沿って切削し、断面を光学顕微鏡で観察した。層Bと配線パターン間において面内方向に生じる隙間の長さL1を測定した。10箇所における平均値を算出した。評価基準は以下のとおりである。
A:隙間は確認されなかった。
B:L1の平均値が1μm未満であった。
C:L1の平均値が1μm以上2μm未満であった。
D:L1の平均値が2μm以上であった
〔耐熱性〕
作製した4層銅張積層板を30mm×30mmサイズに切り出し、評価サンプルとした。評価サンプルを、温度85℃相対湿度85%の恒温恒湿槽にて168時間処理した。その後、260℃に設定したオーブンに、評価サンプルを入れ、15分加熱した。加熱後の評価サンプルを剃刀で切削し、断面を光学顕微鏡で観察し、剥離状態を評価した。
A:積層体のゆがみが認められなかった。かつ、層Bと銅箔との間に剥離が認められなかった。
B:積層体のゆがみが発生したが、層Bと銅箔との間に剥離が認められなかった。
C:層Bと銅箔との間に、1.0mm以下の幅で剥離が認められた。
D:層Bと銅箔との間に、1.0mmより大きい幅で剥離が認められた。
作製した4層銅張積層板を30mm×30mmサイズに切り出し、評価サンプルとした。評価サンプルを、温度85℃相対湿度85%の恒温恒湿槽にて168時間処理した。その後、260℃に設定したオーブンに、評価サンプルを入れ、15分加熱した。加熱後の評価サンプルを剃刀で切削し、断面を光学顕微鏡で観察し、剥離状態を評価した。
A:積層体のゆがみが認められなかった。かつ、層Bと銅箔との間に剥離が認められなかった。
B:積層体のゆがみが発生したが、層Bと銅箔との間に剥離が認められなかった。
C:層Bと銅箔との間に、1.0mm以下の幅で剥離が認められた。
D:層Bと銅箔との間に、1.0mmより大きい幅で剥離が認められた。
表2に示すように、実施例1~実施例9は、260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、溶媒と、を含有し、25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である、分散液を用いて製造されたフィルム又は積層体であるため、段差追従性及び耐熱性に優れることが分かった。
一方、比較例1では、粘度η2が800mPa・s未満である分散液を用いたため、耐熱性に劣ることが分かった。
比較例2では、η1/η2が10未満である分散液を用いたため、耐熱性に劣ることが分かった。
比較例3では、粘度η2が800mPa・s未満であり、かつ、η1/η2が10未満である分散液を用いたため、段差追従性及び耐熱性に劣ることが分かった。
比較例4では、第1相及び第2相の260℃における弾性率がいずれも0.10MPa以下であり、耐熱性に劣ることが分かった。
比較例2では、η1/η2が10未満である分散液を用いたため、耐熱性に劣ることが分かった。
比較例3では、粘度η2が800mPa・s未満であり、かつ、η1/η2が10未満である分散液を用いたため、段差追従性及び耐熱性に劣ることが分かった。
比較例4では、第1相及び第2相の260℃における弾性率がいずれも0.10MPa以下であり、耐熱性に劣ることが分かった。
実施例1は、ポリマーBが、重量平均分子量1000以上のポリマーを含み、実施例6と比較して、耐熱性に優れることが分かった。
実施例1は、ポリマーBが、熱可塑性エラストマーを含み、実施例5と比較して、段差追従性及び耐熱性に優れることが分かった。
実施例1は、ポリマーBが、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーを含み、実施例7と比較して、段差追従性及び耐熱性に優れることが分かった。
実施例1は、ポリマーAの含有量に対するポリマーBを含む粒子の含有量の比率が1以上であり、実施例9と比較して、段差追従性に優れることが分かった。
なお、2023年8月30日に出願された日本国特許出願2023-140489号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (17)
- 260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、
260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、
溶媒と、を含有し、
25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2が800mPa・s以上であり、
25℃におけるせん断速度0.1/sでの粘度η1と25℃におけるせん断速度100/sでの粘度η2との比η1/η2が10以上である、分散液。 - 前記ポリマーBは、重量平均分子量が1000以上である、請求項1に記載の分散液。
- 前記ポリマーBは、熱可塑性エラストマーである、請求項1又は請求項2に記載の分散液。
- 前記熱可塑性エラストマーは、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーである、請求項3に記載の分散液。
- 前記熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項3に記載の分散液。
- 前記ポリマーAの含有量に対する前記ポリマーBを含む粒子の含有量の比率が1以上である、請求項1又は請求項2に記載の分散液。
- 請求項1又は請求項2に記載の分散液の乾燥物である、フィルム。
- 少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
前記少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
前記第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
フィルムの厚み方向に沿った断面において、前記第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、フィルム。 - 前記第2相が、重量平均分子量1000以上のポリマーを含む、請求項8に記載のフィルム。
- 前記重量平均分子量1000以上のポリマーが、熱可塑性エラストマーである、請求項9に記載のフィルム。
- 前記熱可塑性エラストマーは、スチレンに由来する構成単位を含むエラストマーである、請求項10に記載のフィルム。
- 前記熱可塑性エラストマーは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、及びスチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、並びに、これらの水添物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項10に記載のフィルム。
- フィルムの厚み方向に沿った断面において、前記第2相の割合が50面積%以上である、請求項8~請求項12のいずれか1項に記載のフィルム。
- 層Aと、前記層Aの少なくとも一方の面上に配置された層Bとを含み、
前記層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
前記層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
前記少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
前記第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
前記層Bの厚み方向に沿った断面において、前記第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、積層体。 - 前記層Aは、液晶ポリマーを含む、請求項14に記載の積層体。
- 基材と、前記基材の少なくとも一方の面上に配置された配線パターンと、配線パターン間及び配線パターン上に配置された層Bと、前記層B上に配置された層Aと、を備え、
前記層Bが、少なくとも2つの相を含む相分離構造を有し、
前記層Bの160℃における弾性率が0.60MPa以下であり、
前記少なくとも2つの相のうちの1つである第1相の260℃における弾性率G1が0.10MPa超であり、
前記第1相と異なる第2相の260℃における弾性率G2が0.10MPa以下であり、
前記層Bの厚み方向に沿った断面において、前記第1相の連続構造のうち、最大長さが10μm以下である領域の個数が0.02個/μm2以上である、配線基板。 - 260℃における弾性率が0.10MPa超のポリマーAと、
260℃における弾性率が0.10MPa以下のポリマーBを含む粒子と、
溶媒と、を混合する工程と、
混合液に対して、5分~60分のビーズミル処理を行う工程と、
を含む分散液の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2023140489 | 2023-08-30 | ||
| JP2023-140489 | 2023-08-30 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025047036A1 true WO2025047036A1 (ja) | 2025-03-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/020873 Pending WO2025047036A1 (ja) | 2023-08-30 | 2024-06-07 | 分散液、フィルム、積層体、配線基板、及び分散液の製造方法 |
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Citations (7)
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| WO2019131805A1 (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | Agc株式会社 | 分散液、金属積層板及びプリント基板の製造方法 |
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-
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- 2024-06-07 WO PCT/JP2024/020873 patent/WO2025047036A1/ja active Pending
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