(57)【要約】      （修正有）【課題】厚さが５μｍ未満で、二軸配向処理しているプリント基板上に形成された金属回路を覆って保護する極薄ポリイミドカバーレイフィルムの提供。【解決手段】相対する第一表面および第二表面を有するポリイミド層（２）と、ポリイミド層の第一表面に対し剥離可能に接着するポリイミドを含有する基板層（１）とを備え、ポリイミド層または基板層は、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有する充填材（１２）を含むポリイミドフィルム配列体（１０）。基板層（１）とポリイミド層（２）との間の剥離強度は０．１５ｋｇｆ／ｃｍ未満であるポリイミドフィルム配列体（１０）。ポリイミド層（２）は約０．１〜５μｍを有するポリイミドフィルム配列体（１０）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する第一表面および第二表面を有するポリイミド層と、
当該ポリイミド層の前記第一表面に対し剥離可能に接着するポリイミドを含有する基板層と、
を備えたことを特徴とするポリイミドフィルム配列体。
【請求項２】
前記ポリイミド層は約６μｍ未満の厚さを有し、前記基板層および前記ポリイミド層で構成される当該ポリイミドフィルム配列体は二軸配向していることを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項３】
前記基板層および前記ポリイミド層の一方は約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有することを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項４】
前記基板層および前記ポリイミド層の間の剥離強度は約０．１５ｋｇｆ／ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項５】
約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有する充填材が前記ポリイミド層または前記基板層に分散されていることを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項６】
前記充填材は、フッ化重合体（Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）またはシロキサン重合体（Ｓｉｌｏｘａｎｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）であることを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項７】
前記充填材は、
ポリビニルフルオリド（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）重合体、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）重合体、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）重合体、およびそれらの組み合わせからなる群
より選択されることを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項８】
前記充填材は、平均粒子径が約２０μｍ未満の粒子状であることを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項９】
前記充填材は、前記基板層の全重量の約４５重量％−約６０重量％の量で、当該基板層に存在することを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項１０】
前記ポリイミド層は、約０．１μｍ−約５μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項１１】
前記基板層の前記ポリイミドは、ジアミン単量体と二無水物単量体との縮合反応により形成され、
前記ジアミン単量体は、４，４’−オキシジアニリン（４，４’−ＯＤＡ）、フェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、および２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）からなる群より選択され、
前記二無水物単量体は、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）、およびピロメリト酸無水物（ＰＤＭＡ）からなる群より選択される
ことを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項１２】
前記ポリイミド層は、ジアミン単量体と二無水物単量体との縮合反応により形成され、
前記ジアミン単量体は、４，４’−オキシジアニリン（４，４’−ＯＤＡ）、フェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、および２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）からなる群より選択され、
前記二無水物単量体は、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、および２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）からなる群より選択される
ことを特徴とする請求項１に記載のポリイミドフィルム配列体。
【請求項１３】
ポリイミドを含有する基板層および約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有する充填材を調製する工程と、
前記基板層の表面にポリアミド酸溶液を塗布する工程と、
当該ポリアミド酸溶液を加熱し前記基板層の上にポリイミド層を形成して、当該ポリイミド層に対し剥離可能に接着された前記基板層と当該ポリイミド層とからポリイミドフィルム配列体を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項１４】
前記基板層および前記ポリイミド層を互いに接着させつつ前記ポリイミドフィルム配列体を二軸延伸する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項１５】
前記充填材は、フッ化重合体（Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）またはシロキサン重合体（Ｓｉｌｏｘａｎｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）であることを特徴とする請求項１４に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項１６】
前記充填材は、
ポリビニルフルオリド（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）重合体、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）重合体、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）重合体、およびそれらの組み合わせからなる群
より選択されることを特徴とする請求項１３に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項１７】
前記充填材は、平均粒子径が約２０μｍ未満の粒子状である、請求項１３に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項１８】
前記充填材は、前記基板層の全重量の約４５重量％−約６０重量％の量で、前記基板層に存在することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリイミド層は、約０．１μｍ−約５μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１３に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項２０】
前記基板層の前記ポリイミドは、ジアミン単量体と二無水物単量体との縮合反応により形成され、
前記ジアミン単量体は、４，４’−オキシジアニリン（４，４’−ＯＤＡ）、フェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、および２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）からなる群より選択され、
前記二無水物単量体は、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、および２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）からなる群より選択される
ことを特徴とする請求項１３に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項２１】
前記ポリイミド層は、ジアミン単量体と二無水物単量体との縮合反応により形成され、
前記ジアミン単量体は、４，４’−オキシジアニリン（４，４’−ＯＤＡ）、フェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、および２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）からなる群より選択され、
前記二無水物単量体は、ピロメリト酸無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、および２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）からなる群より選択されることを特徴とする請求項１３に記載のポリイミドフィルム配列体の製造方法。
【請求項２２】
相対する第一表面および第二表面を有するポリイミド層と当該ポリイミド層の前記第一表面に対し剥離可能に接着されたポリイミドを含有する基板層とを有するポリイミドフィルム配列体を用意する工程と、
当該ポリイミドフィルム配列体を、前記ポリイミド層の前記第二表面が基板と接着するように当該基板に設置する工程と、
前記ポリイミド層が前記基板に対し接着した状態を維持しつつ、当該基板層を当該ポリイミド層の前記第一表面から剥離する工程と、
を備えたことを特徴とするポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２３】
前記ポリイミド層は、約０．１μｍ−約５μｍの厚さを有することを特徴とする請求項２２に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２４】
前記ポリイミド層は約６μｍ未満の厚さを有し、前記基板層および前記ポリイミド層で構成される当該ポリイミドフィルム配列体は二軸配向していることを特徴とする請求項２２に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２５】
前記基板層および前記ポリイミド層の間の剥離強度は約０．１５ｋｇｆ／ｃｍ未満であることを特徴とする請求項２２に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２６】
約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有する充填材が前記ポリイミドフィルム配列体における前記ポリイミド層または前記基板層に分散されていることを特徴とする請求項２２に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２７】
前記充填材は、フッ化重合体（Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）またはシロキサン重合体（Ｓｉｌｏｘａｎｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）であることを特徴とする請求項２６に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２８】
前記充填材は、
ポリビニルフルオリド（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）重合体、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）重合体、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）重合体、およびそれらの組み合わせからなる群
より選択されることを特徴とする請求項２６に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項２９】
前記充填材は、平均粒子径が約２０μｍ未満の粒子状であることを特徴とする請求項２６に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【請求項３０】
前記充填材は、前記基板層の全重量の約４５重量％−約６０重量％の量で、当該基板層に存在することを特徴とする請求項２６に記載のポリイミドフィルム配列体の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概して、ポリイミドフィルムに、より詳細には、極薄ポリイミドフィルムならびにその製造および組立に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板（ＰＣＢ）上に形成された金属回路を覆って保護するのに、従来、ポリイミドカバーレイがプリント基板（ＰＣＢ）に使用されている。技術が進歩するにつれ、プリント基板は、より薄く、より軽く、そしてより多機能になっていっている。その上、プリント基板は薄くなるほど、極薄ポリイミドカバーレイの使用を必要とする。
【０００３】
極薄ポリイミドフィルムは、現行の加工方法で製造することが困難である。現在市場で入手可能なポリイミドフィルムの中には、厚さが１０μｍ未満のものがあるかもしれない。しかしながら、厚さが５μｍ未満のポリイミドフィルムは、通常、二軸配向処理を受けていない、なぜなら、延伸処理によりポリイミドフィルムが破断する可能性があるからである。その上、現行の極薄ポリイミドフィルムの製造は、概して、プリント基板の基板にポリイミドフィルムを組立てる最中に生じる可能性がある困難を考慮していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、加工しやすく、かつ少なくとも上記の課題を解決する、極薄ポリイミドフィルムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願は、費用効率の高い様式で製造することができ、かつ上記の問題を解決することができる、ポリイミドフィルム配列体を記載する。いくつかの実施形態において、ポリイミドフィルム配列体は、相対する第一表面および第二表面を有するポリイミド層と、ポリイミド層の第一表面と剥離可能に接着した、ポリイミドを含有する基板層と、を含む。
【０００６】
本出願は、ポリイミドフィルム配列体を製造する方法も記載する。いくつかの実施形態において、本方法は、ポリイミドを含有する基板層および約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有する充填材を調製する工程、基板層の表面にポリアミド酸溶液を塗布する工程、およびポリアミド酸溶液を加熱して、基板層上のポリイミド層を形成する工程を含み、この基板層とポリイミド層がポリイミドフィルム配列体を形成しており、基板層は、ポリイミド層から剥離可能に接着ざれている。
【０００７】
また、本出願は、さらに、ポリイミド層を組立てる方法を提供する。本方法は、相対する第一表面および第二表面を有するポリイミド層、およびポリイミド層の第一表面と剥離可能に接着した基板層を含むポリイミドフィルム配列体を用意する工程を含む。続いて、ポリイミドフィルム配列体を、ポリイミド層の第二表面が基板と接着するように基板に設置し、そしてポリイミド層が基板と接着した状態を維持しながら、基板層をポリイミド層の第一表面から剥離する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ポリイミドフィルム配列体の実施形態を示す概略図である。
【図２Ａ】ポリイミドフィルム配列体を基板とともに組立てる方法の中間段階を示す概略図である。
【図２Ｂ】ポリイミドフィルム配列体を基板とともに組立てる方法の中間段階を示す概略図である。
【図２Ｃ】ポリイミドフィルム配列体を基板とともに組立てる方法の中間段階を示す概略図である。
【図２Ｄ】ポリイミドフィルム配列体を基板とともに組立てる方法の中間段階を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、ポリイミドフィルム配列体１０の実施形態を示す概略図である。ポリイミドフィルム配列体１０は、基板層１、および基板層１の表面と接触かつ接着しているポリイミド層２を含む。ポリイミド層２は、ポリイミドを基材として含有する極薄の単層で構成されている。ポリイミド層２は、厚さが約６μｍ未満である。より詳細には、ポリイミド層２の厚さは、好ましくは、約５μｍ未満、例えば、０．１μｍ−５μｍである。いくつかの実施形態において、ポリイミド層２の厚さは、０．１μｍ、１μｍ、２μｍ、２．５μｍ、３μｍ、４μｍ、４．５μｍ、またはこれらの値のいずれかで規定される任意の範囲に含まれる任意の中間値が可能である。
【００１０】
基板層１は、ポリイミドを基材として含有する単層で構成されている。基板層１の厚さに課せられる制限は特にないものの、実施形態によっては、基板層１の方が、ポリイミド層２よりも厚さがあることが好ましい。いくつかの実施形態において、基板層１の厚さは、約５μｍ−約１０μｍが可能である。他の実施形態において、基板層１の厚さは、１０μｍ超が可能である。ポリイミド層２は極薄層であるため、基板層１がポリイミド層２の支持体となって、その加工および組立をしやすくすることができる。
【００１１】
基板層１またはポリイミド層２は、基板層１およびポリイミド層２が互いに剥離可能に接着するのに十分な程度の表面エネルギーを有する充填材を含有できる。例示される実施形態において、基板層１は、ポリイミドと、当該基板層１のポリイミドに分散する粒子状をなす充填材１２とを含有する単層である。充填材として用いられる充填材１２は、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の低い表面エネルギーを有している。いくつかの実施形態において、充填材１２に適した材料は、炭素フッ素（Ｃ−Ｆ）結合またはケイ素酸素（Ｓｉ−Ｏ）結合を有している。炭素フッ素（Ｃ−Ｆ）結合を含む充填材１２の例として、フッ化重合体（Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）が挙げられ、ケイ素酸素（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む充填材１２の例として、シロキサン重合体（Ｓｉｌｏｘａｎｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）が挙げられる。本明細書に記載された充填材１２を含有する基板層１は、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満の表面エネルギーを有することができ、これにより、基板層１とポリイミド層２の接着性を低下させて、基板層１をポリイミド層２に対し剥離可能に接着できるようにする。
図中では、基板層１のみに充填材１２が含まれる実施形態を例示しているが、充填材１２は、基板層１よりもむしろポリイミド層２に含まれる形態であってもよく、あるいは、基板層１およびポリイミド層２の双方に含まれる形態であってもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態において、充填材１２として使用されるフッ化重合体は、フッ化ポリアルケン、フルオロ置換ポリアルカン、フルオロ置換ポリアルキル酸素、クロロフルオロカーボンなどが可能である。
【００１３】
他の実施形態において、充填材１２として使用されるフッ化重合体は、ポリビニルフルオリド（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロポリエーテル（ＰＥＰＥ）、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）重合体、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）重合体、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）重合体などが可能であり、これらは、個別にまたは組み合わせて使用することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態において、充填材１２は、基板層１の合計重量に基づき、約４５重量％−約６０重量％の重量比で、基板層１に存在することができる。例えば、充填材１２の重量比は、４６重量％、４８重量％、５０重量％、５５重量％、５８重量％、またはこれらの値のいずれかで規定される任意の範囲に含まれる任意の中間値が可能である。いくつかの実施形態において、充填材１２の重量比は、例えば、基板層１の合計重量の約４５重量％−約５５重量％が可能である。いくつかの改変実施形態において、充填材１２の重量比は、基板層１の合計重量の約５５重量％−約６０重量％が可能である。さらに他の実施形態において、充填材１２の重量比は、基板層１の合計重量の約４７重量％−約５７重量％が可能である。
【００１５】
充填材１２は、平均粒子径または大きさが約２０μｍ未満の粒子状である。例えば、充填材１２の平均粒子径は、０．５μｍ、１μｍ、２．５μｍ、５μｍ、７．５μｍ、１０μｍ、１２．５μｍ、１５μｍ、１７．５μｍ、１９μｍ、２０μｍ、またはこれらの値のいずれかで規定される任意の範囲に含まれる任意の中間値が可能である。いくつかの実施形態において、充填材１２の平均粒子径は、約５μｍ−約１５μｍである。いくつかの改変実施形態において、充填材１２の平均粒子径は、約１μｍ−約１０μｍ、好ましくは２μｍ−８μｍである。さらに他の実施形態において、充填材１２は、約１１μｍ−約２０μｍ、好ましくは１２μｍ−１８μｍの平均粒子径を有する。さらに他の実施形態において、充填材１２は、６μｍ−１５μｍの平均粒子径を有する。
【００１６】
低表面エネルギー（例えば、約３５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満）を有する充填材を適切な量で基板層１に導入することにより、基板層１とポリイミド層２の接着性が弱くなるように基板層１が表面張力の低下を示すのを観測することができる。しかしながら、低表面エネルギーを有する充填材を基板層１に加えることにより、基板層１の表面にポリイミド層２を直接形成できるように基板層１に所望の表面張力を形成することが可能になる。したがって、基板層１およびポリイミド層２で構成されるポリイミドフィルム配列体１０を引き続き加工した場合（例えば、基板への取り付け）、基板層１をポリイミド層２から完全かつ容易に剥離させることができる。例えば、プリント基板を調製するためにポリイミド層２を銅箔と接着した後、銅箔と接着したポリイミド層２を残して、基板層１を直接剥離することができる。この基板層１の分離は、ポリイミド層２を破断することも、ポリイミド層２を銅箔から分離させることもなく容易に行うことができる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、極薄のポリイミド層２と基板層１との剥離強度は、約０．１５ｋｇｆ／ｃｍ（１ｃｍ当たりのＫｉｌｏｇｒａｍ−Ｆｏｒｃｅ）未満、例えば、０．１４ｋｇｆ／ｃｍ、０．１２ｋｇｆ／ｃｍ、０．１０ｋｇｆ／ｃｍ、０．０５ｋｇｆ／ｃｍ、またはこれらの値のいずれかで規定される任意の範囲に含まれる任意の中間値である。これらの範囲の剥離強度がポリイミド層２と基板層１との剥離可能な接着を反映するものである。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態において、基板層１はさらに、４０°より大きい、例えば、５０°、６０°、７５°、９０°、１２０°、１５０°、１８０°、またはこれらの値のいずれかで規定される任意の範囲に含まれる任意の中間値の水接触角を有する。
【００１９】
図１を参照すると、ポリイミドフィルム配列体１０を製造する方法は、基板層１を調製する工程、基板層１の表面にポリアミド酸溶液を塗布する工程、および熱を加えて基板層１上のポリアミド酸溶液をポリイミド層２に変換する工程を含む。
【００２０】
基板層１の調製については、選択したジアミン単量体および二無水物単量体を溶媒中で混合して第一のポリアミド酸溶液を形成し、次いで、粉末状の充填材１２を第一のポリアミド酸溶液に導入して均一に混合することができる。得られる混合物を、ガラス板またはステンレス鋼板に塗布し、次いで、約９０℃−約３５０℃の温度で焼成する。そうして形成された基板層１は、基材としてのポリイミドと、基板層１のポリイミドに分散した、低表面エネルギーを有する充填材１２の粒子と、を含有する。
【００２１】
ポリイミド層２の形成については、選択したジアミン単量体および二無水物単量体を溶媒に導入して混合することで、第二のポリアミド酸溶液を形成する。ポリイミド層２用に使用されるジアミン単量体および二無水物単量体は、基板層１を形成するのに使用されたジアミンおよび二無水物単量体と、同一であることも、部分的に同一であることも、異なっていることも可能である。添加剤、例えば、色素および／または艶消し剤を、第二のポリアミド酸溶液に加えることができる。第二のポリアミド酸溶液を基板層１の表面に塗布し、次いで、約９０℃−約３５０℃の温度で焼成して、基板層１上にポリイミド層２を形成する。ポリイミド層２は、好ましくは、約５μｍ未満、例えば、約０．１μｍ−約５μｍの厚さを有する。互いに接着した基板層１およびポリイミド層２で構成され、基板層１はポリイミド層２から剥離可能であるポリイミドフィルム配列体を、こうして形成することができる。
【００２２】
ある特定の実施形態において、基板層１およびポリイミド層２で構成されるポリイミドフィルム配列体１０は、基板層１およびポリイミド層２の両方が、例えば、ポリイミドフィルム配列体の縦方向および横断方向に沿って二軸配向するように、さらに二軸延伸加工することができる。これにより、基板層１およびポリイミド層２の強度を向上させることができる。
【００２３】
二軸延伸は、フィルムが薄いほど困難になり、最極薄のポリイミドフィルムでは、これまで、二軸延伸ができていないことが知られている。本明細書中記載されるポリイミドフィルム配列体１０は、基板層１と直接接着した極薄ポリイミド層２で形成されるため、このポリイミドフィルム配列体１０は、極薄ポリイミド層２を破断することなく、二軸延伸加工を施すことができるように適切な厚さを有することができる。
【００２４】
本明細書中記載されるポリイミドフィルム配列体１０は、熱変換または化学変換により形成することができる。化学変換を利用する場合、塗布工程の前に、脱水剤または触媒をポリアミド酸溶液に加えることができる。溶媒は、無極性および非プロトン性溶媒が可能であり、例えば、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラメチレンスルホン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−プロピレン尿素（ＤＭＰＵ）などである。脱水剤は、脂肪族無水物（例えば、無水酢酸および無水プロピオン酸）、芳香族無水物（例えば、無水安息香酸および無水フタル酸）などが可能である。触媒は、複素環式第三級アミン（例えば、ピコリン、ピリジンなど）、脂肪族第三級アミン（例えば、トリメチルアミン（ＴＥＡ）など）、芳香族第三級アミン（例えば、キシリジンなど）などが可能である。ポリアミド酸：脱水剤：触媒のモル比は、１：２：１である。すなわち、ポリアミド酸溶液各１モルにつき、約２モルの脱水剤および約１モルの触媒を用いる。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態において、ポリイミドは、実質的に等モル比（すなわち、１：１）でのジアミン単量体と二無水物単量体の縮合反応により形成される。例えば、ジアミン対二無水物のモル比は、０．９：１．１または０．９８：１．０２が可能である。
【００２６】
基板層１のポリイミドおよびポリイミド層２のポリイミドは、ジアミン単量体と二無水物単量体を反応させることにより形成することができる。
【００２７】
ジアミン単量体の例として、４，４’−オキシジアニリン（４，４’−ＯＤＡ）、ｐ−フェニレンジアミン（ｐ−ＰＤＡ）、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥＲ）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥＱ）、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル（ｍ−ＴＢ−ＨＧ）、１，３’−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢＮ）、３，５−ジアミノベンゾトリフルオリド（ＤＡＢＴＦ）、２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）、６−アミノ−２−（４−アミノフェニル）ベンゾオキサゾール（６ＰＢＯＡ）、または５−アミノ−２−（４−アミノフェニル）ベンゾオキサゾール（５ＰＢＯＡ）を挙げることができ、これらは単独でまたは組み合わせて使用することができる。
【００２８】
二無水物単量体の例として、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）、４，４−オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、または３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物（ＨＢＰＤＡ）を挙げることができ、これらは単独でまたは組み合わせて使用することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、基板層１のポリイミドを形成するのに用いられるジアミン単量体として、４，４’−ＯＤＡ、ｐ−ＰＤＡ、またはＴＦＭＢを挙げることができ、これらは単独でまたは組み合わせて使用することができる。その上、基板層１のポリイミドを形成するのに用いられる二無水物単量体として、ＰＭＤＡ、ＢＰＤＡ、またはＢＰＡＤＡを挙げることができ、これらは単独でまたは組み合わせて使用することができる。
【００３０】
ポリイミド層２を形成するのに用いられるジアミンおよび二無水物単量体は、基板層１を形成するのに用いられるものと、同一であることも、部分的に同一であることも、異なっていることも可能である。いくつかの実施形態において、ポリイミド層２用に使用されるジアミン単量体として、４，４’−ＯＤＡ、ｐ−ＰＤＡ、またはＴＦＭＢを挙げることができ、これらは単独でまたは組み合わせて使用することができる。その上、ポリイミド層２用に使用される二無水物単量体として、ＰＭＤＡ、ＢＰＤＡ、またはＢＰＡＤＡを挙げることができ、これらは単独でまたは組み合わせて使用することができる。
【００３１】
本開示は、ポリイミドフィルム配列体１０を組立てる方法も提供し、本方法は、ポリイミド層２が基板と接着するように、ポリイミドフィルム配列体を基板に設置する工程、および次いで基板層１をポリイミド層２から剥離する工程を含む。基板は、プリント基板、積層構造体、ベース基板などが可能である。
【００３２】
図２Ａ−２Ｄは、ポリイミドフィルム配列体を基板２０と組立てる方法の実施形態を示す概略図である。図２Ａを参照すると、互いに接着した基板層１およびポリイミド層２を含むポリイミドフィルム配列体１０が用意される。ポリイミド層２は、相対する第一表面２Ａおよび第二表面２Ｂを有する。ポリイミド層２の第一表面２Ａは、基板層１の表面と直接接触して接着しており、一方ポリイミド層２の第二表面２Ｂは露出している。
【００３３】
図２Ｂを参照すると、接着物質をポリイミド層２の第二表面２Ｂに塗布して、接着層３を形成する。
【００３４】
図２Ｃを参照すると、次いで、ポリイミド層２の第二表面２Ｂが基板２０に接着するようにポリイミドフィルム配列体１０を基板２０に設置する。基板２０は、金属層４およびベース基板５を含むプリント基板が可能である。
【００３５】
図２Ｄを参照すると、ポリイミド層２を基板２０に接着させたまま、基板層１を、ポリイミド層２の第一表面２Ａから剥離する。
【００３６】
上記のポリイミドフィルム配列体を製造する方法の例を、本明細書中以下に記載する。
【実施例】
【００３７】
三つ口フラスコに、４，４’−ＯＤＡ約５２．６３ｇおよび溶媒として用いるＤＭＡＣ約４４０ｇを入れ、完全に溶解するまで約３０℃の温度で撹拌する。次いで、得られる溶液に、ＰＭＤＡ約５７．３７ｇを加える。反応させる単量体の量は、溶液の合計重量の２０重量％である。２５℃で２０時間、溶液を撹拌しつづけ、反応を起こさせて、第一のポリアミド酸（ＰＡＡ）溶液を形成する。次いで、第一のＰＡＡ溶液に、充填材としてＰＴＦＥ粉末約１００ｇ（すなわち、基板層１の合計重量に基づき４５重量％）を加え、撹拌して、均一な混合物を得る。続いて、第一のＰＡＡ溶液に、触媒として無水酢酸およびピコリンを加える（第一のＰＡＡ溶液：無水酢酸：ピコリンのモル比は約１：２：１）。消泡した後、溶液をガラス板に塗布し、８０℃で３０分間焼成して、溶媒をほとんど除去する。次いで、ＰＡＡ溶液が塗布されたガラス板をオーブンに入れて、１７０℃で１時間焼成して基板層１を形成する。
【００３８】
続いて、上記と同様な方法で極薄ポリイミド層１を調製する。４，４’−ＯＤＡ約５２．６３ｇおよびＰＭＤＡ約５７．３７ｇを反応させて、第二のポリアミド酸（ＰＡＡ）溶液を形成する。反応させる単量体の量は、第二ＰＡＡ溶液の合計重量の２０重量％である。消泡した後、第二ＰＡＡ溶液を基板層１上に塗布し、基板層１および第二ＰＡＡ溶液の塗布層の両方を、８０℃で３０分間焼成する。
【００３９】
次いで、基板層１および極薄ポリイミド層２からなるウェットフィルムを、取り出し、四隅にピンプレートを有する延伸装置に固定して、二軸延伸を施す。基板層１およびポリイミド層２で構成されるウェットフィルムは、初期幅Ｌ０ｘおよび初期長Ｌ０ｙを有し、延伸後、これらがそれぞれ幅Ｌｘおよび長さＬｙになる。幅方向の延伸率（εｘ）は、式（Ｌｘ−Ｌ０ｘ）／Ｌ０ｘで定義することができ、長さ方向の延伸率（εｙ）は、式（Ｌｙ−Ｌ０ｙ）／Ｌ０ｙで定義することができる。１つの実施形態において、εｘおよびεｙは、それぞれ約４０％である。
【００４０】
二軸延伸加工が完了した後、ウェットフィルムを１７０℃−３５０℃の温度で４時間焼成する。
【００４１】
完成したポリイミドフィルム配列体は、厚さの合計が約２７．５μｍであり、基板層１の厚さは約２５μｍ、および極薄ポリイミド層２の厚さは約２．５μｍである。
【００４２】
フィルムの性質検査
水接触角の測定：
静滴法（ＤＳＡ１０−ＭＫ２、Ｋｒｕｓｓ）を用いて、水接触角を測定する。光線を用いて、水滴を照射し、それを電荷結合素子（ＣＣＤ）センサーで画像としてモニターに表示する。次いで、分析プログラムを実行して、水滴の接触角を計算する。計算の誤差許容範囲は±５°である。
【００４３】
剥離強度試験：
接着剤層を極薄ポリイミド層２の表面に塗布し、その上に、厚さ約１８μｍの銅箔を押し付ける。次いで、汎用試験装置（Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ、Ｈ１０ｋｓ）を用い、ＩＰＣ−ＴＭ６５０の２．４．９試験法に従って、試験を行う。次いで、基板層１とポリイミド層２の界面で剥離が生じていることを確認する。
【００４４】
上記実施例で調製したポリイミドフィルム配列体の水接触角は、約４５度であり、極薄ポリイミド層２と基板層１の剥離強度は約０．１４ｋｇｆ／ｃｍである。
【００４５】
比較例１
ポリイミドフィルム配列体を、上記のとおりに調製するが、ただし第一のＰＡＡ溶液に導入するＰＴＦＥ粉末を４２．４ｇ（基板層の合計重量に基づいて３０重量％）とする。
【００４６】
比較例１に従って調製したポリイミドフィルム配列体は、水接触角が約３２度であり、基板層１とポリイミド層２の剥離強度が約０．５ｋｇｆ／ｃｍである。比較例１に従って製造したポリイミドフィルム配列体の剥離強度の方が強いということは、ポリイミド層を基板層から簡単に剥離することができないということを意味する。
【００４７】
比較例２
ポリイミドフィルム配列体を、上記のとおりに調製するが、ただし第一のＰＡＡ溶液に導入するＰＴＦＥ粉末を２３１ｇ（基板層の合計重量に基づいて７０重量％）とする。
【００４８】
比較例２では、基板層上にポリイミド層を形成しない。これは、基板層のフッ素含量が多すぎて、その結果、基板層の表面エネルギーが低すぎるためである。
【００４９】
本明細書中記載されるポリイミドフィルム配列体は、従来のポリイミドフィルムに勝る利点を複数もたらすことができる。例えば、二軸延伸で調製した従来のポリイミドフィルムの厚さは、最も薄い場合でも、概して、約１０μｍである（基板層を含まず）。ポリイミドフィルムを１０μｍ未満の厚さで形成しなければならないとしたら、従来の加工方法では、それより薄いポリイミドフィルムをポリエステルテープ（例えば、ＰＥＴテープ）に積層し、次いでポリイミドフィルムおよびＰＥＴテープの配列体を巻き上げてロールにする必要がある。従来のポリイミドフィルム配列体とは異なり、本明細書中記載されるポリイミドフィルム配列体は、厚さが５μｍ未満の極薄ポリイミド層を提供することができ、かつ損傷を与えることなく極薄ポリイミド層を二軸延伸することを可能にする。本開示で記載されるポリイミドフィルム配列体は、製造後、巻き上げてロールにすることが可能であり、このロールを下流の加工工程に用いることができる。
【００５０】
その上、本明細書中記載されるポリイミドフィルム配列体は、ポリイミド層を基板に接着した後、基板層を完全にそこから剥離することができるので、ポリイミド層を基板に取り付けやすくすることができる。したがって、ポリイミドフィルム配列体は、極薄ポリイミド層の加工を簡単にすることができ、この極薄ポリイミド層は費用を抑えて製造することができる。
【００５１】
ポリイミドフィルム配列体ならびにその製造および組立の実現を、特定の実施形態の文脈で記載してきたが、これらの実施形態は、例示を意味するものであり、制限するものではない。多くの改変、修飾、付加、および改善が可能である。これらおよび他の改変、修飾、付加、および改善は、以下の請求項で定義されるとおりの本発明の範囲内に含まれるだろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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