JP6234802B2

JP6234802B2 - 積層体

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Publication number: JP6234802B2
Application number: JP2013261793A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　直樹; 直樹鈴木; 孝之間山; 雄二石川
Original assignee: Arisawa Mfg Co Ltd
Current assignee: Arisawa Mfg Co Ltd
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: JP2015116751A

Description

本発明は、積層体に関する。

フレキシブル配線板（ＦＰＣ基板）等に用いられる金属張積層体として、例えば、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート等の絶縁性を有する樹脂製のベースフィルム上に、導電性を有する金属箔を積層したものが用いられている。このようなベースフィルム上に金属箔を積層させる手法としては、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤によってベースフィルムと金属箔を接着する手法が挙げられる。また、ベースフィルムと金属箔との接着強度を向上させる方法の一つとして、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤にシランカップリング剤を添加する手法、金属箔の表面を粗化処理する手法等が挙げられる。

また、湿式めっきによってベースフィルム上に金属を積層させる手法により金属張積層体を作製する方法がある。例えば、特許文献１には、ポリマー製基板上に金属めっき膜を形成する方法として、アジド基やトリアジン環を有する化合物を用いる技術が開示されている。

特許４９３６３４４号公報

しかしながら、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤等によってベースフィルムと金属箔を接着する手法では、シランカップリング剤を接着剤に添加することで接着力を向上させることはできるが、より十分な接着力を確保するために接着剤の層（接着層）を厚くする必要がある。そうすると、接着剤とベースフィルムや金属箔との熱膨張率の差が大きいため、金属箔をエッチングした際に積層体がカールし、寸法安定性が悪いという問題がある。また、接着層が厚いため、はんだ接続や異方性導電フィルム等を用いたＡＣＦ接続をするための熱圧着時に、回路が沈み込む等といった変形が生じ易いといった問題もある。

より接着力を増すために金属箔の表面に粗化処理を施す場合、このような金属箔を用いた積層体をＦＰＣ基板等の精密電子部品等に用いると、電気的特性に悪影響を与えるという問題がある。このような場合、高い接着力を得るために粗化処理を施した金属箔を用いなければならないといった点で、材料選択の制限を受けるという問題もある。かかる問題は、特に金属箔として銅箔を用いた場合やベースフィルムとしてポリイミドフィルムを用いた場合等に顕著になる。

また、湿式めっきによってベースフィルム上に金属を積層させる手法は、その性質上電解金属箔と同じ組成になるといった制限を受ける。電解金属箔を用いた積層体は、圧延金属箔を用いた積層体よりも耐屈曲性に劣る。そのため、電子機器のヒンジ部等に実装されて折り曲げられた際に、部品の破断や変形が生じやすく、電子機器の電気的特性に悪影響を与えたりするという問題もある。そして、積層体上の電解金属の厚みを厚くするにはめっき時間を長くしなければならないため、生産時の歩留まりが悪く、経済性に劣るという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、十分な接着強度を有し、接着後の表面外観にも優れ、かつ、部材の材料選択の制限が緩和できる積層体を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究した結果、樹脂層と、樹脂層の表面上に形成された、特定の構造を有するシランカップリング剤を含有する接着層と、を含む積層体とすることで、少なくとも上記課題を解決できることを見出し、本発明を成すに至った。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔１〕
樹脂層と、
前記樹脂層の表面上に形成された、下記式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する接着層と、を含む、積層体。

（Ｒ⁴Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ³−Ｎ−Ｒ²Ｒ¹ （１）

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立して、水素原子、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基、フェニル基、又はアミノアルキル基を表す。Ｒ³は、炭素数１〜６の２価の炭化水素基を表す。Ｒ⁴は、各々独立して、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基を表す。）
〔２〕
前記樹脂層が積層された表面と反対の前記接着層の表面上に形成された、金属箔層又は樹脂層を、更に含む、〔１〕に記載の積層体。
〔３〕
金属箔層と、
前記金属箔層の表面上に形成された、下記式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する接着層と、を含む、積層体。

（Ｒ⁴Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ³−Ｎ−Ｒ²Ｒ¹ （１）

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立して、水素原子、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基、フェニル基、又はアミノアルキル基を表す。Ｒ³は、炭素数１〜６の２価の炭化水素基を表す。Ｒ⁴は、各々独立して、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基を表す。）
〔４〕
前記金属箔層が積層された表面と反対の前記接着層の表面上に形成された樹脂層を、更に含む、〔３〕に記載の積層体。
〔５〕
第１の金属箔層と、
前記第１の金属箔層の表面上に形成された第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層の表面上に形成された接着層と、
前記接着層の表面上に形成された第２の樹脂層と、
前記第２の樹脂層の表面上に形成された第２の金属箔層と、をこの順で含み、
前記接着層は、下記式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する、積層体。

（Ｒ⁴Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ³−Ｎ−Ｒ²Ｒ¹ （１）

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立して、水素原子、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基、フェニル基、又はアミノアルキル基を表す。Ｒ³は、炭素数１〜６の２価の炭化水素基を表す。Ｒ⁴は、各々独立して、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基を表す。）
〔６〕
前記式（１）のＲ³は、炭素数１〜３の直鎖の炭化水素基である、〔１〕〜〔５〕のいずれか一項に記載の積層体。
〔７〕
前記式（１）は、下記式（２）、式（３）、及び式（４）からなる群より選ばれるいずれか一種である、〔１〕〜〔６〕のいずれか一項に記載の積層体。

（Ｃ₂Ｈ₆Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （２）

（ＣＨ₃Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （３）

（ＣＨ₃Ｏ）ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₂Ｈ₄ＮＨ₂ （４）
〔８〕
前記樹脂層が、ポリイミド層である、〔１〕、〔２〕、及び〔４〕〜〔７〕のいずれか一項に記載の積層体。
〔９〕
前記金属箔層が、銅箔層である、〔２〕〜〔８〕のいずれか一項に記載の積層体。

本発明によれば、十分な接着強度を有し、接着後の表面外観にも優れ、かつ、部材の材料選択の制限を緩和できる積層体を提供することができる。

本実施形態の積層体の第１の態様の概略断面図である。本実施形態の積層体の第２の態様の概略断面図である。本実施形態の積層体の第２の態様の応用例の概略断面図である。本実施形態の積層体の第３の態様の概略断面図である。本実施形態の積層体の第４の態様の概略断面図である。本実施形態の積層体の第５の態様の概略断面図である。本実施形態の積層体の第６の態様の概略断面図である。本実施形態の積層体の第７の態様の概略断面図である。実施例の引き剥がし強さの評価で用いたサンプルの上面概略図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。更に、図面中、共通する要素については重複する説明は省略する。

（積層体）
図１は、本実施形態の積層体の第１の態様の概略断面図を表す。本実施形態の積層体の第１の態様は、樹脂層１１と、樹脂層１１の表面上に形成された、下記式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する接着層１２と、を含む積層体１である。接着層１２は、上述した式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する。積層体１は、接着層１２を介して、他の部材と接着することができる。他の部材としては、例えば、他の金属箔や樹脂等が挙げられる。さらに、本実施形態の積層体は、フィルム（シートと呼ばれることもある。）状の樹脂層１１の上に接着層１２が形成された、いわゆるポリマーフィルム等の態様をとることもできる。

（Ｒ⁴Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ³−Ｎ−Ｒ²Ｒ¹ （１）

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立して、水素原子、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基、フェニル基、又はアミノアルキル基を表す。Ｒ³は、炭素数１〜６の２価の炭化水素基を表す。Ｒ⁴は、各々独立して、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基を表す。）

反応性の観点から、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立して、炭素数２又は３の直鎖の炭化水素基であることが好ましい。

Ｒ¹及びＲ²の具体例としては、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−ヘキシル基、アミノ基、アミノメチル基、アミノエチル基、フェニル基等が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、水素原子、アミノ基、アミノメチル基が好ましい。また、接着力等の観点から、Ｒ¹及びＲ²の少なくともいずれかが、水素原子であることが好ましい。

溶解性及び反応性の観点から、Ｒ³は、炭素数１〜３の直鎖の炭化水素基であることが好ましい。

Ｒ³の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｉ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｉ−ブチレン基、ｎ−ヘキシレン基、ｉ−ヘキシレン基、フェニル基等が挙げられる。これらの中でも、溶解性及び反応性の観点から、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｉ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｉ−ブチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基がより好ましく、エチレン基が更に好ましい。

溶解性及び反応性の観点から、Ｒ⁴は、炭素数１〜４の直鎖の炭化水素基であることが好ましい。

Ｒ⁴の具体例としては、例えば、エチル基、メチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基等が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が好ましい。さらに、溶解性及び反応性の観点から、エチル基、メチル基、ｎ−プロピル基がより好ましく、ｎ−プロピル基が更に好ましい。

式（１）で表されるシランカップリング剤の具体例としては、反応性の観点からアミノ基を有する、下記式（２）、式（３）、及び式（４）からなる群より選ばれるいずれか一種で表される化合物が好ましい。

（Ｃ₂Ｈ₆Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （２）

（ＣＨ₃Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （３）

（ＣＨ₃Ｏ）ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₂Ｈ₄ＮＨ₂ （４）

なお、式（２）、式（３）及び式（４）のＳｉ原子に結合している−Ｃ₃Ｈ₆−基は、ｎ−プロピレン基でもよいし、ｉ−プロピレン基でもよいが、反応性の観点から、ｎ−プロピレン基であることがより好ましい。

接着層１２の厚みは、特に限定されないが、１ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ〜４００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜３００ｎｍであることが更に好ましい。

本実施形態では、式（１）で表されるシランカップリング剤を含むことで接着層の接着性等を発現させることができるが、当該シランカップリング剤を用いることで単分子層（若しくはそれに近い薄層）の接着層１２を形成することができる。これにより、式（１）で表されるシランカップリング剤と、樹脂層表面の分子や金属箔層表面の分子との間の分子間力が効率的に相互作用を及ぼし、より強固に接着できる（但し、本実施形態の作用はこれらに限定されない。）。

接着層１２は、式（１）で表されるシランカップリング剤の他に、各種溶剤、添加剤等を更に含んでいてもよい。なお、樹脂層１１の表面上に接着層１２を形成する方法としては、特に限定されず、種々の方法を採用することができる。例えば、溶剤を用いて式（１）で表されるシランカップリング剤の溶液とし、これを公知の手法によって樹脂層１１に塗布すること等が挙げられる。塗布手段としては、例えば、スプレー、ローラーコーター等が挙げられる。

溶剤を用いてシランカップリング剤の溶液とする場合、溶液中における式（１）で表されるシランカップリング剤の含有量は、０．０１〜１０質量％であることが好ましく、０．０１〜５質量％であることがより好ましく、０．１〜２質量％であることが更に好ましい。シランカップリング剤の含有量を上記範囲とすることで、一層極薄な塗膜を形成することができる。

溶剤としては、例えば、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、セルソルブ、カルビトール等）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等）、脂肪族炭化水素（例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、ドデンカン、オクタデカン等）、エステル（例えば、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、フタル酸メチル等）、エーテル（例えば、テトラヒドロフラン、エチルブチルエーテル、アニソール等）等が挙げられる。これらの中でも、保存安定性の観点から、水、アルコール等が好ましい。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

本実施形態の積層体１は、接着層１２を介して他の部材を更に積層させることもでき、種々の構成の積層体とすることができる。以下、本実施形態がとり得る種々の態様について、更に例示する。

図２は、本実施形態の積層体の第２の態様の概略断面図を表す。本実施形態の積層体の第２の態様は、積層体１の樹脂層１１が積層された表面と反対側の接着層１２の表面上に形成された金属箔層２３を、更に含む積層体２である。すなわち、積層体２は、金属箔層２３、接着層１２、及び樹脂層１１をこの順に含む積層体２であり、１層の金属箔層２３が形成されている片面積層体である。積層体２は、積層体１に更に金属箔層２３を積層させることで得ることができる。あるいは、積層体２は、樹脂層１１と金属箔層２３を、接着層１２を介して接着することでも得ることができる。

積層体２の作製方法としては、例えば、積層体１の接着層１２の表面と、金属箔層２３の表面とを重ね合わせて熱圧着することで、一体化する方法等が挙げられる。熱圧着の条件は、特に限定されず、適宜好適な条件を採用することができる。加熱温度は、３０〜４００℃であることが好ましく、１００〜４００℃であることがより好ましく、１５０〜３００℃であることが更に好ましい。また、熱圧着の際には、減圧してもよい。これにより熱圧着の際に層間に侵入した気体等の除去が容易になる。

なお、図２では金属箔層２３／接着層１２／樹脂層１１の層構成を有する態様を例示したが、図示はしないが樹脂層／接着層１２／樹脂層１１といった層構成を有する態様も本実施形態では採用することができる。これは、金属箔層２３の替わりに樹脂層とした態様である。すなわち、積層体１の樹脂層１１が積層された表面と反対側の接着層１２の表面に、別の樹脂層が形成された積層体とすることもできる。このような積層体は、例えば、樹脂層の厚さが薄いフィルムを、接着層１２によって貼り合わせ、補強フィルム（あるいは補強板）等として使用することができる。

図３は、本実施形態の第２の態様の応用例の概略断面図である。すなわち、積層体２ａは、積層体２に更に金属箔層２４が形成された積層体である。積層体２ａは、２層の金属箔層２３、２４が形成されている両面積層体である。なお、積層体２ａは、必ずしも積層体１や積層体２の構造を前提とする必要はなく、例えば、接着層１２、樹脂層１１、及び金属箔層２４をこの順で含む積層体２５に、金属箔層２３が更に形成された態様であってもよい。この積層体２５は、１層の金属箔層２４が形成されている片面積層体である。

積層体２５の作製方法としては、例えば、金属箔層２４と樹脂層１１を有する銅箔積層体の樹脂層１１の表面に、式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する溶液を塗布し、乾燥させることによって、樹脂層１１の表面上に接着層１２を形成させる方法等が挙げられる。かかる積層体２５は、接着層１２を接着面として、金属箔層や樹脂層を含む他の部材等と強固に接着することができる。よって、積層体２ａも、多層の金属張積層体の部材としても好適に用いることができる。

なお、図示はしないが、積層体１の樹脂層１１が積層された表面と反対側の接着層１２の表面に、金属箔層２３の替わりに別の樹脂層を形成することもできる。この場合の樹脂層の表面に別の金属箔層を更に積層させることもできる。

図４は、本実施形態の積層体の第３の態様の概略断面図を表す。本実施形態の積層体の第３の態様は、金属箔層３１と、金属箔層３１の表面上に形成された、下記式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する接着層３２と、を含む積層体３である。接着層３２は上述した式（１）で表されるシランカップリング剤を含有するため、接着層３２を介して、積層体３と他の部材を接着することができる。他の部材としては、例えば、樹脂等が挙げられる。

図５は、本実施形態の積層体の第４の態様の概略断面図を表す。本実施形態の積層体の第４の態様は、例えば、積層体３の金属箔層３１が積層された表面と反対側の接着層３２の表面上に形成された樹脂層４３を、更に含む積層体４である。積層体４は、樹脂層４３と金属箔層３１が、接着層３２を介して接着された、積層体として用いることができる。なお、積層体４は、必ずしも、積層体１の構造を前提する必要はなく、例えば、樹脂層４３、接着層３２、及び金属箔層３１をこの順で含み、接着層３２は、式（１）で表されるシランカップリング剤を含む構成であってもよい。この場合、積層体３は、樹脂層４３／接着層３２／金属箔層３１の構成を有する積層体である。このような積層体３は、１層の金属箔層３１が形成されている片面積層体である。

図６は、本実施形態の積層体の第５の態様の概略断面図を表す。積層体５は、金属箔層５３１／接着層５２１／樹脂層５１／接着層５２２／金属箔層５３２の順に積層された積層体であり、２層の金属箔層５３１、５３２が形成されている両面積層体である。

積層体５は、例えば、以下の方法によって製造できる。まず、樹脂層５１の両面に式（１）で表されるシランカップリング剤を含む溶液を塗布し、乾燥させることによって、樹脂層５１の両面に接着層５２１、５２２を形成させる。そして、接着層５２１と金属箔層５３１を重ね合わせ、かつ、接着層５２２と金属箔層５３２を重ね合わせるようにして、熱圧着することで一体化する方法等が挙げられる。あるいは、積層体２（図２参照）の樹脂層１１の表面に式（１）を含む接着層を形成させ、それと他の金属箔層を熱圧着する方法等も挙げられる（図示せず）。

図７は、本実施形態の積層体の第６の態様の概略断面図を表す。積層体６は、第１の金属箔層６３１と、第１の金属箔層６３１の表面上に形成された第１の樹脂層６１１と、第１の樹脂層６１１の表面上に形成された接着層６２と、接着層６２の表面上に形成された第２の樹脂層６１２と、第２の樹脂層６１２の表面上に形成された第２の金属箔層６３２と、をこの順で含み、接着層６２は、式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する、積層体である。すなわち、積層体６は、金属箔層６３１／樹脂層６１１／接着層６２／樹脂層６１２／金属箔層６３２の順に積層された積層体であり、２層の金属箔層６３１、６３２が形成されている両面積層体である。

積層体６の作製方法としては、例えば、以下の方法等が挙げられる。まず、金属箔層６３１と樹脂層６１１を有する銅箔積層体と、金属箔層６３２と樹脂層６１２を有する銅箔積層体とを用意する。これらの銅箔積層体は銅箔積層樹脂フィルムや片面銅張積層体等の市販品を用いることもできる。銅箔積層体の樹脂層６１１の表面に式（１）で表されるシランカップリング剤を含む溶液を塗布し、乾燥させることによって、樹脂層６１１の表面に接着層６２を形成させる。そして、接着層６２と樹脂層６１２を重ね合わせるようにして、２枚の銅箔積層体を熱圧着させる方法等が挙げられる。

あるいは、接着層１２／樹脂層１１／金属箔層２４の層構成である積層体２５（図３参照）を用意し、上述した金属箔層６３１と樹脂層６１１を有する銅箔積層体と熱圧着する方法等も挙げられる。この場合、接着層１２と樹脂層６１１を重ね合わせるように熱圧着する（図示せず）。

図８は、本実施形態の積層体の第７の態様の概略断面図を表す。積層体７は、金属箔層７３／接着層１２／樹脂層１１／金属箔層２４の順に積層された積層体であり、２層の金属箔層７３、２４が形成されている両面積層体である。

積層体７の作製方法としては、例えば、接着層１２／樹脂層１１／金属箔層２４の層構成である積層体２５（図３参照）を用意し、その接着層１２と金属箔層７３を重ね合わせるようにして、熱圧着することで一体化する方法等が挙げられる。

上述した、本実施形態の各積層体は、その接着層に式（１）で表されるシランカップリング剤を含有することで、ポリイミド等をはじめとする種々の樹脂や、銅等をはじめとする種々の金属に対して接着力を発揮できる。銅等の金属に対して接着力を発揮できる理由としては、定かではないが、以下のように推測される。まず、銅等の金属表面に存在するヒドロキシ基（ＯＨ）と、式（１）の−Ｓｉ（ＯＲ⁴）₃基が加水分解することによって生じるシラノール基（−Ｓｉ（ＯＨ）₃）とが、縮合反応により結合すると推測される。

さらに、窒素原子に結合するＲ¹及びＲ²のうちの少なくともいずれかが水素原子である場合には、以下のような理由により、ポリイミド等の樹脂に対する接着力が向上するものと推測される。銅等の金属表面と同様に樹脂表面に存在するヒドロキシ基とシラノール基との縮合反応による結合や、式（１）のアミノ基の水素とポリイミド等の樹脂に存在するカルボニル基（例えば、−ＣＯ−Ｎ−結合等）の水素との間で生じる水素結合によるものが考えられる。

上述したように、式（１）で表されるシランカップリング剤は、その１分子中で、樹脂と金属の両方と新たな結合が形成可能であるため、接着層は十分な接着力を有するとともに、単分子膜であっても十分な接着力を発現させることができる。すなわち、単分子接着層は、厚みが薄い接着層でありながら、樹脂や金属を接着することができる。

なお、単分子膜の厚さよりも厚い場合（複数の分子が存在する場合）であっても、十分な接着力を発現する。具体的には、式（１）で表されるシランカップリング剤が被着体間複数存在する場合、基材表面に存在する官能基と直接結合に寄与しないアミノ基同士の水素結合やシラノール基同士の縮合反応による結合によって、単分子膜以上の厚みの接着層であっても接着力を発揮できると考えられる（但し、本実施形態の作用はこれらに限定されない。）。

（樹脂層）
本実施形態の樹脂層に用いられる材料としては、特に限定されず、種々の樹脂を用いることができる。例えば、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等が挙げられる。これらの中でも、接着力や積層体としての機能性向上といった観点から、ポリイミドであることが好ましい。イミド骨格は、式（１）で表されるシランカップリング剤と強固に結合することができるため、より強く接着することが可能となる。

ポリイミドとしては、イミド骨格を有するものであればよく、その種類は特に限定されない。例えば、芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸との縮合重合体、芳香族ジアミンとビスマレイミドとの付加重合体であるビスマレイミド樹脂、アミノ安息香酸ヒドラジドとビスマレイミドとの付加重合体であるポリアミノビスマレイミド樹脂、ジシアネート化合物とビスマレイミド樹脂とにより構成されるビスマレイイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性ポリイミド等が挙げられる。

なお、従来のポリイミドベースの銅張積層体では、例えば、金属箔層とポリイミド層を接着させるためには、ガラス転移点（Ｔｇ）が低い熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ；Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）を接着面に介在させる必要があった。しかし、熱可塑性ポリイミドは、Ｔｇが低く、熱膨張率（ＣＴＥ）が高いため、熱硬化性ポリイミドと比べて耐熱性や寸法安定性に劣るという問題があり、熱圧着する際等で不具合が生じやすい。この点、本実施形態のポリイミドフィルムは、式（１）で表されるシランカップリング剤を接着層に配合することで、種々のポリイミドであっても優れた接着力を発揮でき、かつ、接着後の表面外観にも優れる。そのため、ポリイミドの種類についても制限を受けることがない。

上記観点から、本実施形態で用いられるポリイミドは、非熱可塑性ポリイミド又は熱硬化性ポリイミドであることが好ましい。ここでいう、非熱可塑性ポリイミドとは、一定の温度（例えば、２００℃）以上において温度の上昇と共に弾性率が徐々に低下するが流動性を伴わないものをいい、熱硬化性ポリイミドとは、一定の温度以上において温度の上昇があってもほとんど弾性率の低下が起こらないものをいう。

式（１）で表されるシランカップリング剤を接着層に配合することで、非熱可塑性ポリイミドや熱硬化性ポリイミドであっても金属箔層と接着させることができる。非熱可塑性ポリイミドや熱硬化性ポリイミドはＴｇが３００℃以上と高く、かつＣＴＥが低いことから、耐熱性と寸法安定性に一層優れる。そのため、電子部品とした場合には、パターン精度が高く、優れた電気的特性を安定的に発揮することができる。よって、ファインパターン回路の形成等といった要望にも応えることができる。

樹脂層表面には、プラズマ処理やコロナ処理等が施されていてもよい。

樹脂層の厚さは、特に限定されず、適宜好適な厚さを選択することができる。樹脂層の厚さとしては、５〜１２５μｍであることが好ましく、５〜７５μｍであることがより好ましく、５〜５０μｍであることが更に好ましい。本実施形態では、式（１）で表されるシランカップリング剤を接着層に配合することで強固な接着力を発揮できるため、樹脂層の厚さの制限を受けない。

（金属箔層）
金属箔層としては、特に限定されず、種々の材料を用いることができる。本実施形態では、金属箔層に関する材料上の制限を緩和することができる。例えば、従来、樹脂層との接着力を向上させる観点等から、金属箔層には表面粗化等の表面処理が行われていた。しかしながら、このような表面粗化を行うと、電子部品としての電気的特性が安定しなくなる場合がある。また、表面粗化等の表面処理を施さない方が、金属箔層の電気的活性等が高いため、かかる観点からも極力表面粗化をしないことが望まれている。この点、式（１）で表されるシランカップリング剤を接着層に配合することで、表面粗度が低い金属箔層（フラットな金属箔層）であっても、種々の樹脂層等と接着できる。

本実施形態では、表面粗化が施された金属箔層を用いることもできるが、表面粗化が施されていない金属箔層であることが好ましい。さらには、金属箔層は、酸洗処理が施されていることが好ましい。本実施形態において表面粗化が施された金属箔層を用いる場合は、予め、酸やエッチング液等を用いて、余分な銅成分を除去し、表面粗度を低くしておくことが好ましい。酸やエッチング液としては、特に限定されず、例えば、公知のものを使用することができる。

上述した観点から、金属箔層は、十点平均粗度（Ｒｚ）が、２．０μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以下であることがより好ましく、１．０μｍ以下であることが更に好ましい。十点平均粗度は、後述する実施例に記載の方法によって測定できる。

また、金属箔層の材料としては、特に限定されず、種々の金属を用いることができる。例えば、アルミニウムやステンレス等が挙げられる。これらの中でも、積層体としての機能性向上といった観点から、銅箔層であることが好ましい。銅箔層であることで、上述したように、式（１）で表されるシランカップリング剤と結合を形成することができ、接着することが可能となる。銅箔層である積層体は、ＦＰＣ基板等に用いられる銅張積層体（ＣＣＬ）等として、好適に用いることができる。

金属箔層の厚さは、特に限定されず、適宜好適な厚さを選択することができる。本実施形態では、式（１）で表されるシランカップリング剤を接着層に配合することで強固な接着力を発揮できるため、金属箔層の厚さの制限を受けない。金属箔層の厚さとしては、２〜４００μｍであることが好ましく、２〜７０μｍであることがより好ましく、２〜３５μｍであることが更に好ましい。

以下の実施例及び比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。

＜銅箔層／（接着層）／ポリイミド層の片面積層体の作製（実施例１〜９、比較例１）、図２参照＞

（実施例１）
コロナ処理が施されたポリイミドフィルム（非熱可塑性ポリイミド、カネカ社製、「アピカル５０ＮＰＩ」、厚さ５０μｍ）を、アセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた。このポリイミドフィルムに３−アミノプロピルトリメトキシシラン、「ＫＢＭ−９０３」（信越化学工業社製；式（２）で表されるシランカップリング剤）の２％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いてフィルム全体に均一に伸ばした。そして、これを６０℃に設定した乾燥機に１０分間保存して、ポリイミドフィルム１を得た。
また、１０ｃｍ×１２ｃｍの電解銅箔（福田金属箔粉工業社製、「ＣＦ−Ｔ９ＤＡ−ＳＶ」、厚さ１８μｍ）に防錆処理を施したものをアセトン洗浄し、６０℃に設定した乾燥機に１０分保存して銅箔表面を乾燥させて、電解銅箔１を得た。
そして、プレス機を用いて、１８０℃×９ＭＰａ×１０分（Ｈｏｔ−Ｈｏｔ）、真空度０．１ＭＰａの条件で、ポリイミドフィルム１と電解銅箔１とを熱圧着した。熱圧着した後、室温で放冷して、片面銅張積層体１（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例２）
「ＫＢＭ−９０３」の２％水溶液から「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液に変更した点以外は、実施例１と同様にして、ポリイミドフィルム２を得た。
また、電解銅箔として、実施例１で作製した電解銅箔１を用いた。
そして、実施例１と同様の手法によって、ポリイミドフィルム２と電解銅箔１とから片面銅張積層体２（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例３）
ポリイミドフィルム（カネカ社製、「アピカル５０ＮＰＩ」、厚さ５０μｍ）を、アセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させ、ポリイミドフィルム３を得た。
また、電解銅箔（福田金属箔粉工業社製、「ＣＦ−Ｔ９ＤＡ−ＳＶ」、厚さ１８μｍ）に防錆処理を施したものをアセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた。この電解銅箔に「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いて銅箔全体に均一に伸ばした。そして、これを６０℃に設定した乾燥機に１０分保存して、電解銅箔３を得た。
そして、実施例１と同様の手法によって、ポリイミドフィルム３と電解銅箔３から片面銅張積層体３（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例４）
未処理のポリイミドフィルム（東レデュポン社製、「カプトン２００ＥＮ」、厚さ５０μｍ）を、アセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させ、ポリイミドフィルム４を得た。
また、電解銅箔として、実施例３で作製した電解銅箔３を用いた。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム４と電解銅箔３から片面銅張積層体４（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た

（実施例５）
プラズマ処理が施されたポリイミドフィルム（東レデュポン社製、「カプトン２００ＥＮ」、厚さ５０μｍ）を、アセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させ、ポリイミドフィルム５を得た。
また、電解銅箔として、実施例３で作製した電解銅箔３を用いた。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム５と電解銅箔３から片面銅張積層体５（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例６）
ポリイミドフィルムとして、実施例３で作製したポリイミドフィルム３を用いた。
圧延銅箔（ＪＸ日鉱社製、「ＧＨＳＮ」、厚さ１２μｍ）にコロナ処理を施したものをアセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた。この圧延銅箔に「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いて銅箔全体に均一に伸ばした。そして、これを６０℃に設定した乾燥機に１０分保存して、圧延銅箔６を得た。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム３と圧延銅箔６から片面銅張積層体６（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例７）
ポリイミドフィルムとして、実施例３で作製したポリイミドフィルム３を用いた。
粗化処理が施された圧延銅箔（ＪＸ日鉱社製、「ＢＨＹ」、厚さ１２μｍ）をアセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた。この圧延銅箔に「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いて銅箔全体に均一に伸ばした。そして、これを６０℃に設定した乾燥機に１０分保存して、圧延銅箔７を得た。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム３と圧延銅箔７から片面銅張積層体７（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例８）
ポリイミドフィルムとして、実施例３で作製したポリイミドフィルム３を用いた。
「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液から３−アミノプロピルトリエトキシシラン、「ＫＢＥ−９０３」（信越化学工業社製；式（３）で表されるシランカップリング剤）の２％水溶液に変更した点以外は、実施例３と同様にして、電解銅箔８を得た。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム３と電解銅箔８から片面銅張積層体８（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（実施例９）
ポリイミドフィルムとして、実施例３で作製したポリイミドフィルム３を用いた。
「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液から「ＫＢＭ−６０３」（信越化学工業社製；式（４）で表されるシランカップリング剤）の２％水溶液に変更した以外は、実施例３と同様にして、電解銅箔９を得た。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム３と電解銅箔９から片面銅張積層体９（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層）を得た。

（比較例１）
ポリイミドフィルムとして、実施例３で作製したポリイミドフィルム３を用いた。
電解銅箔に３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、「ＫＢＭ−４０３」（信越化学工業社製）の２％水溶液を１ｍＬ垂らした点以外は、実施例３と同様にして、電解銅箔ａを得た。
そして、実施例３と同様の手法によって、ポリイミドフィルム３と電解銅箔ａから片面銅張積層体ａを得た。

＜銅箔層／（接着層）／ポリイミド層／（接着層）／銅箔層の両面積層体の作製（実施例１０〜１２）、図６参照＞
（実施例１０）
コロナ処理が施されたポリイミドフィルム（非熱可塑性ポリイミド、カネカ社製、「アピカル５０ＮＰＩ」、厚さ５０μｍ）を、アセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた。このポリイミドフィルムの片面に「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いてフィルム全体に均一に伸ばした。そして、これを６０℃に設定した乾燥機に１０分保存した。乾燥機から取り出した後、ポリイミドフィルムのもう一方の表面にも「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いてフィルム全体に均一に伸ばした。そして、これを６０℃に設定した乾燥機に１０分保存して、ポリイミドフィルム１０を得た。
また、電解銅箔として、実施例１で作製した電解銅箔１を用いた。
そして、プレス機を用いて、１８０℃×３ＭＰａ×１０分（Ｈｏｔ−Ｈｏｔ）、真空度０．１ＭＰａの条件で、ポリイミドフィルム１０の両面に電解銅箔１をそれぞれ熱圧着した。熱圧着した後、室温で放冷して、両面銅張積層体１０（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層／（接着層）／銅箔層）を得た。

（実施例１１）
ポリイミドフィルムとして、ポリイミドフィルム３を用いた。
電解銅箔として、実施例３で作製した電解銅箔３を２枚用いた。
そして、プレス機を用いて、１８０℃×９ＭＰａ×１０分（Ｈｏｔ−Ｈｏｔ）、真空度０．１ＭＰａの条件で、ポリイミドフィルム３の両面に電解銅箔１１をそれぞれ熱圧着した。熱圧着した後、室温で放冷して、両面銅張積層体１１（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層／（接着層）／銅箔層）を得た。

（実施例１２）
「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液１ｍＬから「ＫＢＭ−６０３」の０．５％水溶液１ｍＬに変更した点以外は、実施例１１と同様にして、両面銅張積層体１２（銅箔層／（接着層）／ポリイミド層／（接着層）／銅箔層）を得た。

＜銅箔ポリイミド積層体／（接着層）／銅箔ポリイミド積層体の両面積層体の作製（実施例１３〜１４）、図７参照＞
（実施例１３）
１０ｃｍ×１２ｃｍのポリイミド層／銅箔層の片面積層体（有沢製作所社製、「ＰＮＳＨ１０３５ＲＡ」）を２枚用意し、これらをアセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた。そのうちの１枚の片面積層体に「ＫＢＭ−９０３」の２％水溶液を１ｍＬ垂らし、ガラス棒を用いてフィルム全体に均一に伸ばした。これらを６０℃に設定した乾燥機に１０分保存した。
プレス機を用いて、１８０℃×９ＭＰａ×１０分（Ｈｏｔ−Ｈｏｔ）、真空度−０．１ＭＰａの条件で、２枚の片面積層体のポリイミド層同士を貼り合わせて熱圧着した。そして、室温で放冷して、両面銅張積層体１３（銅箔ポリイミド積層体／（接着層）／銅箔ポリイミド積層体）を得た。

（実施例１４）
「ＫＢＭ−９０３」の２％水溶液から「ＫＢＭ−９０３」の０．５％水溶液に変更した点以外は、実施例１３と同様にして、両面銅張積層体１４（銅箔ポリイミド積層体／（接着層）／銅箔ポリイミド積層体）を得た。

＜銅箔／（接着層）／銅箔ポリイミド積層体の両面積層体の作製（実施例１５）、図８参照＞
（実施例１５）
電解銅箔として、実施例３で作製した電解銅箔３を用いた。
１０ｃｍ×１２ｃｍのポリイミド層／銅箔層の片面積層体（有沢製作所社製、「ＰＮＳＨ１０３５ＲＡ」）を１枚用意し、これらをアセトン溶剤に浸漬した後、８０℃に設定した乾燥機にて乾燥させた片面積層体１５を得た。
そして、プレス機を用いて、１８０℃×９ＭＰａ×１０分（Ｈｏｔ−Ｈｏｔ）、真空度−０．１ＭＰａの条件で、電解銅箔３と片面積層体１５のポリイミド層とが重なるように貼り合わせ、熱圧着した。そして、室温で放冷して、両面銅張積層体１５（銅箔／（接着層）／銅箔ポリイミド積層体）を得た。

（引き剥がし強さの評価）
各実施例及び各比較例で作製した積層体の引き剥がし強さの評価は、ＪＩＳＣ６４７１に準拠して行った。作製した積層体の銅箔表面に１０ｍｍ幅のエッチングレジストＲをパターニングした後、エッチングにより残余の銅箔を除去したものを、サンプルとした。図７は、実施例の引き剥がし強さの評価で用いたサンプルの上面概略図を表す。このサンプルを、両面テープで補強板に固定し、サンプルを補強板から１８０°方向に引き剥がし、その際の接着強度を測定した。そして、以下の基準に基づき評価した。
５Ｎ以上であった場合：◎
５Ｎ未満〜３Ｎ以上であった場合：○
３Ｎ未満であった場合：△
接着せず測定不可であった場合：×

（積層体の表面粗さ；Ｒｚ）
ＪＩＳＢ０６０１−１９７６に準拠して積層体の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定し、その値を表面粗さとした。

各実施例及び各比較例の構造及び評価結果を、下記表１〜４に示す。

※１：「◎」５Ｎ以上、「○」５Ｎ未満〜３Ｎ以上、「△」３Ｎ未満、「×」接着せず測定不可

※１：引き剥がし強さは、（表面）／（裏面）の結果を表す。
「◎」５Ｎ以上、「○」５Ｎ未満〜３Ｎ以上、「△」３Ｎ未満、「×」接着せず測定不可

以上より、各実施例の積層体は、いずれも十分な接着強度を有し、かつ、接着対象の材料選択の制限が緩和できたことが少なくとも確認された。さらには、積層体とした際も構造上の制限を受けないことも確認された。

本発明に係る積層体は、フレキシブルプリント積層体等の各種電子部品の材料等として、幅広い分野において利用することができる。

１、２、２ａ、２５、３、４、５、６、７…積層体、１１、４３、５１、６１１、６１２…樹脂層、１２、３２、５２１、５２２、６２…接着層、２３、２４、３１、５３１、５３２、６３１、６３２、７３…金属箔層、Ｒ…エッチングレジスト

Claims

第１の金属箔層と、
前記第１の金属箔層の表面上に形成された第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層の表面上に形成された接着層（但し、前記接着層は樹脂を含まない）と、
前記接着層の表面上に形成された第２の樹脂層と、
前記第２の樹脂層の表面上に形成された第２の金属箔層と、をこの順で含み、
前記接着層は、下記式（１）で表されるシランカップリング剤を含有する、積層体であって、
前記第１及び第２の金属箔層の十点平均粗度（Ｒｚ）が１．０μｍ以下であり、
前記第１の樹脂層と前記第１の金属箔層との間の引きはがし強さと、前記第２の樹脂層と前記第２の金属箔層との間の引きはがし強さが、それぞれ３．８Ｎ／ｃｍ以上である、積層体（但し、前記第１及び第２の樹脂層はアルカリで処理されていない）。

（Ｒ⁴Ｏ）₃Ｓｉ−Ｒ³−Ｎ−Ｒ²Ｒ¹ （１）

（式中、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立して、水素原子、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基、フェニル基、又はアミノアルキル基を表す。Ｒ³は、炭素数１〜６の２価の炭化水素基を表す。Ｒ⁴は、各々独立して、炭素数１〜２４の１価の炭化水素基を表す。）
前記式（１）のＲ³は、炭素数１〜３の直鎖の炭化水素基である、請求項１に記載の積層体。
前記式（１）は、下記式（２）、式（３）、及び式（４）からなる群より選ばれるいずれか一種である、請求項１又は２に記載の積層体。

（Ｃ₂Ｈ₆Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （２）

（ＣＨ₃Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨ₂ （３）

（ＣＨ₃Ｏ）ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣ₂Ｈ₄ＮＨ₂ （４）
前記樹脂層が、ポリイミド層である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
前記金属箔層が、銅箔層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体。