JPH04288385A - 反応性オリゴイミド接着剤及び積層物並びに積層物の作成方法 - Google Patents

反応性オリゴイミド接着剤及び積層物並びに積層物の作成方法

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JPH04288385A
JPH04288385A JP3284639A JP28463991A JPH04288385A JP H04288385 A JPH04288385 A JP H04288385A JP 3284639 A JP3284639 A JP 3284639A JP 28463991 A JP28463991 A JP 28463991A JP H04288385 A JPH04288385 A JP H04288385A
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Philip Manos
フイリツプ・マノス
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、少なくとも1つの層又はフィ
ルムをもう1つの層に結合するための、好ましくは可撓
性の多層金属クラッド積層物を形成するために、可撓性
の金属層をポリイミドの可撓層に結合するための接着剤
として役立ち得る反応性オリゴイミドに関する。本発明
はまたこれらの積層物を製造する方法と同様に積層物そ
れ自体にも関する。
【0002】
【発明の背景】ポリイミドの1つ又はそれ以上の層と金
属基体材料の1つ又はそれ以上の層とから成る積層物は
多様な用途に使用し得る。例えば、ポリイミド塗布の金
属箔は、ポリイミドの柔軟性と際立った機械的、熱的及
び電気的特性の故に、プリント電気回路に利用すること
ができる。これは、この積層物は以後の加工、例えばは
んだづけ又は錐孔開け中に、しばしば高温に曝されるか
らである。この積層物はまたその電気的及び機械的特性
に関して厳しい要件を満足せねばならない。
【0003】金属又は合金の唯一の基体層とポリイミド
の1つの層とから成る積層物、いわゆる単一クラッドは
プリント電気回路に使用し得る。同様にこの用途は多層
積層物、すなわち金属の複数層及び/又はポリイミドの
複数層から成る、いわゆるマルチ・クラッド又は多層回
路にもあてはまる。
【0004】ポリイミドと金属基体を含む積層物は当業
者によく知られている。ポリイミド層は通常、従来の接
着剤によって金属基体に結合される。例えば米国特許第
3,900,662号、同第3,822,175号及び
同第3,728,150号はアクリレートベースの接着
剤を用いる金属へのポリイミドの接着について開示して
いる。 しかしながら、アクリレート、エポキサイド、フェノー
ル樹脂などの従来の接着剤を、金属へのポリイミド接着
に用いた場合、得られた積層物はしばしば課せられる厳
しい要求に合うような、全面的に満足する特性を示して
いないということが判ってきた。従来の接着剤は一般に
ポリイミド材料自体の高温熱安定性を有せず、また多層
積層ポリイミド構造における接着結合の強度は、高温に
曝されると急速に劣化する。
【0005】ポリイミドと金属間の従来の接着剤の層を
含む積層物が不都合であるという理由で、ポリイミドが
直接金属に結合した、すなわち接着剤層のない多層積層
物が提案された。そこで英国特許第2,101,526
号は、熱と圧力をかけて、ビフェニルテトラカルボキシ
ル酸二無水物から誘導されたポリイミドの金属箔への直
接接着について開示している。この積層物の全ポリイミ
ド層は、しかしながら従来のポリイミドの層から作られ
た積層物に比して、熱安定性が劣化し易くなる。その上
、このような積層物に用いるべきポリイミドの選択には
制限がある。
【0006】米国特許第4,851,495号(She
ppard et al.)には橋かけ結合と末端封止
部分を有するポリエーテルイミド・オリゴマーが開示さ
れており、これは溶剤抵抗力が改善された硬化複合材を
提供する。この特許はまた、一般に実質的に等モル量の
オリゴマーと、実質的に同じ主構造を有しており、匹敵
性、相溶性があり、橋かけ性のないエーテルイミドポリ
マーとから成る配合物を開示している。Sheppar
d は柔軟性を与える官能基としてエーテル(−O−)
又はチオエーテル(−S−)を有する芳香族部分をすべ
て利用している。硬化温度から離れて溶融流動を行わせ
るには、Sheppard の式におけるmは0又は1
に保持せねばならない。しかしながら、このようにする
と硬化した樹脂を脆くしまた硬直な積層物及び/又は複
合材にしか適さないものとする。 それらの適用にとってさえ脆弱さは恐らく反応性可塑剤
との配合物に頼る理由となる。
【0007】米国特許第4,801,682号(Sco
la)には高温ポリイミドが開示されているが、これら
には代表例としてナジックエステル(nadic es
ters)約42mole%に対して約3mole%の
共重合生成物;ジアミン49mole%に対して約39
mole%の共重合生成物;4,4′9(2,2,2−
トリフルオロ−1−フェニルエーテリデン)−ビフタリ
ックテトラカルボン酸ジアルキルエステル約48mol
e%に対して約17mole%の共重合生成物がある。 これの化学反応は揮発性物質の放出は重要でない、構造
的複合材を取り扱っている。これの化学反応は、硬化中
に放出されねばならない、低級アルコールとジ及びテト
ラカルボン酸との部分エステルにかかわっているので、
揮発性物質が多量存在する。
【0008】米国特許第4,711,964号(Tan
 et al.)にはビスベンゾシクロブテンの芳香族
イミドオリゴマーが開示されている。これの化学反応も
また、接着剤には適さない構造的な複合材に関するもの
である。ベンゾシクロブテンの末端基は高温を要求する
ディールス−アルダー反応条件及び冗長な時間並びにジ
エノフィル例えば市販ビスマレイミドの存在下で硬化さ
せることができ、その結果一般に脆弱な樹脂を生じる。
【0009】米国特許第4,528,373号(D’A
lelio et al.)には不飽和ビニルアセチレ
ン末端のポリイミド及びそれらの製造方法が開示されて
いる。この発明は高温後硬化を必要とするアセチレン系
官能基を末端とする高分子量重合体に関するものである
。硬化温度はフリーラジカル開始剤中で混合することに
よって下げられるが、しかしながらこの開始剤は樹脂に
混和されてその特性に不可避的に未知の影響を与える。
【0010】
【発明の要約】本発明によれば、可撓性の多層金属−ク
ラッド積層物を形成するために、少なくとも1つの層又
はフィルムを他の層又はフィルムに、好ましくは可撓性
の金属層を可撓性のポリイミドの層に結合せしめるため
の接着剤として役立つことのできる、反応性オリゴイミ
ドが提供される。殊に本発明は式
【化31】 を持ち、式中、Arは
【化32】 であり、Xは
【化33】 であり、Yは
【化34】 であり、Zは
【化35】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
−CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
は−CF3であり、mは0又は1の整数であり、nはm
とnの合計が0でない限り、0又は1の整数であり、そ
してpは0から15までの整数である反応性オリゴイミ
ドに関する。
【0011】更に好適には(a)  流動する能力を有
し、(b)  スルホキシド、ホルムアミド、アセトア
ミド、N−アルキル−ピロリドン、ケトン及びそれらの
混合物から成り立つグループから選択される少なくとも
1つの極性溶媒に可溶であり、(c)  橋かけ結合す
ると、反応性オリゴイミドが可溶性である極性溶媒に不
溶となる反応性オリゴイミドに関する。
【0012】本発明はまた反応性オリゴイミドが直前に
記したように式(1)で表される、反応性オリゴイミド
塗布基体に関する。
【0013】更に本発明はまた橋かけ結合したオリゴイ
ミド並びに銅フィルム、ポリイミドフィルム及び銅フィ
ルムとポリイミドフィルムの間に介在する橋かけ結合し
たオリゴイミド接着剤とから成る積層物に関し、その橋
かけ結合したオリゴイミドは下記の式で示され、すなわ
【化36】 であり、式中、Arは
【化37】 であり、Xは
【化38】 であり、Yは
【化39】 であり、Wは
【化40】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
−CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
は−CF3であり、mは0又は1の整数であり、nはm
+nの合計が0であり得ない限り、0又は1の整数であ
り、pは0から15までの整数であり、そしてqは10
より大きい整数である。
【0014】最後に、本発明は第一のフィルムと第二の
フィルムの積層物を作る方法に関し、この方法は(a)
  流動温度、流動温度より高い硬化温度及び前記した
式(1)を有する反応性オリゴイミドの極性溶媒による
溶液で、第一のフィルムを塗布する工程と、(b)  
場合により塗布した第一のフィルムを反応性オリゴイミ
ドの流動温度より低い第一の温度で加熱して反応性オリ
ゴイミド塗膜から大部分の溶媒を除去する工程と、(c
)  この塗布した第一のフィルムを反応性オリゴイミ
ドの流動温度と硬化温度の間にある第二の温度で処理し
て反応性オリゴイミドを流動させ且つ反応性オリゴイミ
ド塗膜から実質的にすべての溶媒を除去する工程と、(
d)  第二のフィルムを反応性オリゴイミド塗膜に対
向して置いてサンドウィッチを形成する工程と、(e)
  反応性オリゴイミドの流動温度と硬化温度の間にあ
る第三の温度でこのサンドウィッチに圧力を掛けて未硬
化積層物を形成する工程とから成る。硬化した積層物を
形成するために、好ましくは上記方法は、工程(e)に
おける未硬化積層物を硬化温度で処理する追加工程を更
に含む。
【0015】
【発明の詳細な記述】本発明における反応性オリゴイミ
ドは一般に各種基体用の接着剤として利用し得る。しか
しながら、それらは少なくとも3pli(pounds
 per linear inch)(I.P.C. 
Standard Method 2.4.9,“Pe
el Strength, Flexible Pri
nted Wiring Meterials”)の剥
離度を有する可撓性ポリイミド金属−クラッド積層物を
形成するために、金属層又は金属フィルム、好ましくは
銅の層又は銅のフィルムに結合させるポリイミド層又は
ポリイミド膜用の接着剤として適している。
【0016】本発明の反応性オリゴイミドは接着剤とし
て役に立ち、一般式
【化41】 を持ち、式中、Arは
【化42】 であり、Xは
【化43】 であり、Yは
【化44】 であり、Zは
【化45】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
−CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
は−CF3であり、mは0又は1の整数であり、nはn
とmの合計が0でない限り、0又は1の整数であり、そ
してpは0から15までの整数である。
【0017】上記の式中に示されている異種の基は、オ
リゴイミドが諸特性の中で3つの重要な特性を有するよ
うな仕方で、好適に選択され組合わされるべきである。 すなわち、 (a)  そのオリゴイミドは流動温度を有せねばなら
ず、その温度において以下に説明するように流動する;
(b)  そのオリゴイミドは流動温度より高い硬化温
度を有せねばならず、その温度において橋かけ結合し、
極性溶媒に不溶となる; (c)  そのオリゴイミドは硬化温度より低い温度で
極性溶媒に可溶でなくてはならない。
【0018】既述の通り、反応性オリゴイミドは少なく
とも加圧下で、硬化温度より低い温度で流動し、あたか
も熱可塑性材料のように挙動するということもまた重要
である。この流動性は、オリゴイミドが硬化によって加
工し難くなる前に、濡れと接着の向上を促進する。反応
性オリゴイミドが流動すべき温度範囲は好ましくは10
0℃から200℃の間、更に好ましくは130℃から2
00℃の間である。もし反応性オリゴイミドが100℃
よりかなり低い温度で流動するならば、積層作業中に膨
れを生ずるかも知れず、また一方反応性オリゴイミドが
200℃より随分高い温度で流動するならば、硬化が起
こり始めて流動を邪魔するかも知れない。圧力範囲は好
ましくは大気圧から1,000psiの間、更に好まし
くは大気圧から300psiの間である。
【0019】もしオリゴイミドの乾燥粉末を通常の加熱
プレスを用いて、前記の温度及び圧力で半時間加圧した
後、2枚のポリイミドフィルム間に置いたオリゴイミド
の乾燥粉末が透明な溶融物に変化するならば、この反応
性オリゴイミドはある所定の温度及び圧力で流動する。 流動条件の下でオリゴイミドはまた押出し塗膜として利
用することもできる。
【0020】反応性オリゴイミドは硬化温度を有し、そ
の温度で橋かけ結合して極性溶媒に不溶となることが重
要である。橋かけ結合したオリゴイミドの極性溶媒への
不溶化は、気候及びその他不都合な条件に対する耐久力
及び不感応性の向上を促進する。更に加えて、橋かけ結
合により分子量が増大するため、接着剤の構造的な構成
を強化し、また脆性を取り去り、よりよい柔軟性を与え
ることによって凝集強さを増大する。
【0021】もし橋かけ結合したオリゴイミドがスルホ
キシド、ホルムアミド、アセトアミド、N−アルキル−
ピロリドン、ケトン及びそれらの混合物から成る群より
選ばれた溶媒中に、硬化温度より少なくとも低い温度で
不溶であるならば、この橋かけ結合したオリゴイミドは
極性溶媒に不溶であるという条件に合致する。
【0022】硬化温度は200℃以上で350℃以下で
あることが好ましく、更には230℃以上で300℃以
下であることがより好ましい。もし硬化温度が200℃
より低いならば、早期硬化が起こり、本発明の反応性オ
リゴイミドが使い得る積層作業工程を妨げることになる
が、これについては後節で論じる。また一方もし硬化温
度が350℃よりかなり高いならば、相当な熱/酸化分
解が起こり、次いで硬化したオリゴイミドの性能に有害
な結果を及ぼすこともあり得る。更に、もし銅が存在す
るならば、硬化を不活性雰囲気で行わない限り、過度に
酸化が進むことになろう。これは非常に経費が嵩むので
望ましくない。また膨れも生ずるであろう。なお、でき
るだけ低い温度で硬化が可能であることはエネルギー保
全のために常に好ましい。これらの温度では、本発明の
オリゴイミドは熱硬化性材料として挙動する。
【0023】好ましくは、本発明のオリゴイミドの硬化
温度と流動温度との差は10℃を超えるべきであり、更
に好ましくは20℃を超え、そして尚更好ましくは40
℃を超えるべきである。これらの条件下で、本発明の反
応性オリゴイミドは初期には熱可塑性材料として挙動し
、また一方もっと高められた温度では熱硬化性材料とし
て挙動する。
【0024】本発明の反応性オリゴイミドの硬化温度と
同様に融点をよい精度で決定する方法は、示差走査熱分
析法(DSC)によって行われる。この技法によって決
定されたるような融点はさきに述べたように決定された
流動温度の近似値でもあり得る。
【0025】この反応性オリゴイミドは、流動温度と硬
化温度の間の温度で半時間熱せられ、次いで室温にもた
らされたときに、適当な混合溶媒を含め、少なくとも一
種の極性溶媒に本質的に可溶性であるということは更に
重要である。これは、本発明の反応性オリゴイミドの接
着層を、粉末やその類似物の形態で塗布するよりも、む
しろ溶液で塗布する方が大いに好ましいからである。可
溶性であるということは、考慮中の反応性オリゴイミド
の95wt%以上を代表する大部分が透明な溶液となる
ということを意味する。
【0026】溶解した反応性オリゴイミドの含有量が好
ましくは5wt%以上、より好ましくは10wt%以上
、そして尚一層好ましくは20wt%であるとき、その
溶液は流動性があり、また好ましくは室温における塗布
に適していなければならない。
【0027】上述のように溶解した反応性オリゴイミド
は長時間溶液状態にとどまるのが好ましい。従って、室
温で保持される場合、反応性オリゴイミドが溶液状態で
24時間以上、より好ましくは15日以上、そして更に
一層好ましくは一箇月以上、残留できることが好ましい
。もし反応性オリゴイミド溶液が冷蔵庫中に保持される
ならば、上述の期間は相当延長される。しかしながら、
室温以下の温度で物質を貯蔵したり取り扱ったりするこ
とは商業的に望ましくなく且つ高価につく。
【0028】反応性オリゴイミドが可溶である極性溶媒
は、スルホキシド、ホルムアミド、アセトアミド、N−
アルキル−ピロリドン、ケトン及びそれらの混合物から
成る群から選ばれる。これら溶媒の群のうち、N−メチ
ル−2−ピロリドンが好適である。
【0029】式(1)中のZ基の窒素原子はAr基の末
端ベンゼン核のいずれの位置にも連結し得るが、メタ−
位はパラ−位に比してより高い柔軟性に寄与するので好
ましい。オルト−位は、もしあり得るとしても、立体障
害のために非常に不安定な構造を与えることになろう。
【0030】反応性オリゴイミドの分子量は高い重要性
をもつ。何故ならば、比較的高い分子量は溶媒中の反応
性オリゴイミドの使用可能濃度をひどく低下せしめるか
、又は粘度を過度に上げ、そして橋かけ結合の密度を減
少させて最終の橋かけ結合したオリゴイミド接着剤の特
性の劣化を来たすことになるからである。このようなこ
とから、分子量の目安であるpは好ましくは0から15
の間、より好ましくは3から10の間、そして更に好ま
しくは4から8の間に保持されるべきであることを見出
した。
【0031】式(1)中のmとnの値は、両者共同時に
0とはなり得ないという要件で1又は0である。m及び
nが相当に高い値になると対熱/酸化安定性を損なうこ
とになり、一方m及びnの値が0であると流動温度を過
度に増大せしめることになろう。
【0032】単位−X−を含むエーテル官能基は−O−
C6H4−O−よりもむしろ、(1)式に示されるよう
にいくつかの異なった形をとることができる。
【0033】−Y−は少なくとも部分的に好ましい形で
ある−C(CF3)2−と共に、いくつかの異なった形
をとることができ、何故ならば−Y−は溶液の保存寿命
をかなり延長させまた誘電率を少なくすることも含めて
いくつかの利点を提供するからである。しかしながら、
経済的理由で、最終製品溶液の保存寿命を所望のレベル
に延長させるために、−Y−が部分的−CO−である構
造の物を、−Y−が−C(CF3)2−(好ましくは少
なくとも10mole%そしてより好ましくは少なくと
も25mole%)である構造のそれの適量と共に用い
ることが一般に好まれよう。
【0034】−Z−はマレイミド、イタコンイミド、シ
トラコンイミド又はそれらの混合物の形で提供されるが
、好ましいのはマレイミドである。これらの基の二重結
合は開放しており、互いに反応して、230℃から30
0℃の温度領域で反応性オリゴイミドを橋かけ結合する
【0035】ジアミンもまたミハエル付加により本発明
の反応性オリゴイミドを拡大するのに用いられるが、こ
の目的にとって好ましいジアミンは一般式H2N−Ar
−NH2を有するものである。ここにArは前記で定義
されたような構造を有する。二重結合に起因する橋かけ
結合の密度はジアミンによる反応性オリゴイミドの拡大
によって減少し、更に生成した第二アミンの残留二重結
合との反応は硬化温度における追加的な橋かけ結合を提
供する。
【0036】良い特性を有する接着剤は、p=0であり
、式Z−Ar−Zのオリゴイミドは式H2N−Ar−N
H2又はH2N−Ar′−NH2(Ar及びAr′は前
述と同じ定義を有する)を有するジアミンでもって拡大
される場合においてさえ取得することができる。しかし
それらの接着剤はオリゴイミド及び拡大するジアミン構
造が必ずしも同じではない。もっと硬直したジアミンの
場合はより高いpの値を要求する。最も好ましいジアミ
ンはヒドロキノン−ビス〔2−(3−アミノベンゾイル
オキシ)エチル〕エーテルである。
【0037】本発明の反応性オリゴイミドは当技術分野
でよく知られた通常のポリイミド化学に基づく技術によ
って作成することができる。
【0038】実施例1及び2に示したように作成できる
か又は市場で入手できるもので、一般式H2N−Ar−
NH2を有するジアミンは一般式O(CO)2−C6H
3−Y−C6H3−(CO)2Oを有する二無水物と所
望の分子比率で反応して(ここに−Ar−及び−Y−は
式(1)の場合と同じ定義を有する)オリゴマーのアミ
ド酸を生ずる。次いでマレイン酸無水物、イタコン酸無
水物又はシトラコン酸無水物もしくはそれらの混合物を
加え、続いて本発明のオリゴイミドを粗生状態で生成す
るために、例えば無水酢酸のような水除去剤を過剰に加
える。第三アミンのような触媒もまた使用される。反応
性オリゴイミドを沈殿し、洗浄し、乾燥して精製品を得
る。
【0039】反応性オリゴイミド溶液の塗布は、いくつ
かの方法、例えばスリット・ダイ、浸漬又はキス・ロー
ル塗布などで実施され、次いでドクター・ナイフ、ドク
ター・ロール、スクィーズ・ロール又はエアナイフなど
で計量調節される。またブラッシング又はスプレーによ
って塗布することもできる。
【0040】このような技法を用いて片側及び両側塗布
の構造を作成することができる。両側塗布構造の作成に
おいては、乾燥及び硬化工程に入る前に、両側に同時又
は連続のいずれによって塗布することができる。
【0041】反応性オリゴイミド接着剤はポリイミドベ
ースフィルム又は金属基体の上に塗布することができる
。ポリイミドベースフィルムはそのまま使用できるか、
あるいは化学的転化又は熱的転化のいずれかの工程によ
って調製でき、また接着を向上させるために化学エッチ
ング、コロナ処理、レーザーエッチング等によって表面
処理することができる。
【0042】本発明の単層ポリイミド金属−クラッドは
銅、アルミニウム、ニッケル、スチール又は実質的成分
としてこれらの金属の1つ又はそれ以上を含む合金のよ
うな金属箔に、もしくは無定形金属の箔に接着する反応
性オリゴイミド層から成る。この反応性オリゴイミド層
は金属にしっかりと接着して3pli又はそれ以上の剥
離強さを有している。金属は純粋な形の要素として用い
られるべきでなく、すなわちニッケル、クローム又は鉄
もしくはニッケルと銅を含む合金のような金属合金の基
体あるいは鉄を含む無定形合金の基体を使用することも
また可能である。殊に適する金属基体はロール状に巻き
取られ焼鈍された銅合金の箔であり、多くの場合塗布す
る前に金属基体を前処理する有利性のあることが立証さ
れた。もし前処理を行うならば、それは化学処理又は機
械的な粗面化処理ということになろう。この前処理は反
応性オリゴイミド層の接着、従って剥離強さを更に増強
することができる。粗面化処理は別として、化学的前処
理もまた金属酸化物類の生成に繋がり、コポリイミドへ
の金属の接着を後になって更に増強することを可能にす
る。
【0043】本発明のポリイミドマルチ−クラッドは両
側銅クラッドから成り、接着剤を塗布した誘電性ポリイ
ミド・フィルムの両側に銅箔を積層することによって作
成することができる。この構造はまた接着剤を塗布した
銅箔を誘電性ポリイミド・フィルムの両側に積層するか
、又は接着剤を塗布した誘電性ポリイミド・フィルムに
積層することによって作ることができる。
【0044】ロールクラッドもまた接着剤を塗布した誘
電性フィルムを銅箔上に、高温二重ベルト・プレス又は
高温ニップ・ロールラミネーターを使って連続的に積層
することによって作られる。
【0045】一般に第一フィルム及び第二フィルムの積
層品を作る好ましい方法はいくつかの工程から成ってい
る。
【0046】最初の工程は、本発明に従って極性溶媒中
の反応性オリゴイミドの溶液で第一フィルムに塗布する
ことである。次いで場合によりオリゴイミドの流動温度
より低い第一温度に加熱して塗布したフィルムは反応性
オリゴイミド塗膜から大部分の溶媒を除去し、それから
そのフィルムは、流動温度と硬化温度の間にある第二温
度で塗布フィルムを処理して反応性オリゴイミドを流動
させ、また反応性オリゴイミド塗膜から実質的に溶媒を
すべて除去する。次に第二フィルムを反応性オリゴイミ
ド塗膜に対向して置いてサンドウィッチを形成する。そ
して反応性オリゴイミドの流動温度と硬化温度の間の第
三温度でこのサンドウィッチに圧力をかけて未硬化積層
物を形成する。第二温度と第三温度は同じであるか又は
異なるかも知れない。この未硬化積層物は加圧下又は無
加圧下で硬化温度で処理することによって硬化して硬化
積層物を形成する。好ましくは第一及び第二フィルムの
いずれかが銅でありそして他がポリイミドである。
【0047】本発明の積層物に使われているポリイミド
ベースフィルムの厚さは好ましくは約0.3から5ミル
であり、例えば米国特許第3,179,614号に記述
された方法で適当なジアミンと適当な二無水物との反応
から誘導されるポリアミド酸前駆体から得ることができ
る。
【0048】ポリアミドベースフィルムに使用し得る二
無水物の例として下記のものがある。ピロメリット酸二
無水物;3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシ
リックジアンヒドリド;ナフタレン−2,3,6,7−
テトラカルボキシリックジアンヒドリド;ナフタレン−
1,4,5,8−テトラカルボキシリックジアンヒドリ
ド;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテルジ
アンヒドリド;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
スルホジアンヒドリド;2,3,2′,3′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボキシリックジアンヒドリド;ビス(
3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィドジアンヒド
リド;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタンジ
アンヒドリド;2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)プロパンジアンヒドリド;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;
3,4,3′,4′−ビスフェニルテトラカルボキシリ
ックジアンヒドリド;2,6−ジクロロナフタレン−1
,4,5,8−テトラカルボキシリックジアンヒドリド
;2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テト
ラカルボキシリックジアンヒドリド;2,3,6,7−
テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカル
ボキシリックジアンヒドリド;ペナントレン−1,8,
9,10−テトラカルボキシリックジアンヒドリド;ピ
ラジン−2,3,5,6−テトラカルボキシリックジア
ンヒドリド;ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボ
キシリックジアンヒドリド;及びチオフェン−2,3,
4,5−テトラカルボキシリックジアンヒドリド。
【0049】ポリイミドベースフィルム中で二無水物と
共に使用し得るジアミンの例として下記のものがある。 メタ−フェニレンジアミン;パラ−フェニレンジアミン
;2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン;4,
4′−ジアミノジフェニルメタン;4,4′−ジアミノ
ジフェニルスルフィド;4,4′−ジアミノジフェニル
スルホン;3,3′−ジアミノジフェニルスルホン;4
,4′−ジアミノジフェニルエーテル;2,6−ジアミ
ノピリジン;ビス(3−アミノフェニル)ジエチルシラ
ン;ベンジジン;3,3′−ジクロロベンジジン;3,
3′−ジメトキシベンジジン;4,4′−ジアミノベン
ゾフェノン;N,N−ビス(4−アミノフェニル)−n
−ブチルアミン;N,N−ビス(4−アミノフェニル)
メチルアミン;1,5−ジアミノナフタレン;3,3′
−ジメチル−4,4′−ジアミノビフェニル;m−アミ
ノベンゾイル−p−アミノアニリド;4−アミノフェニ
ル−3−アミノベンゾエート;N,N−ビス(4−アミ
ノフェニル)アニリン;2,4−ビス(β−アミノ−t
−ブチル)トルエン;ビス(p−β−アミノ−t−ブチ
ルフェニル)エーテル;p−ビス−2−(2−メチル−
4−アミノペンチル)ベンゼン;p−ビス(1,1−ジ
メチル−5−アミノペンチル)ベンゼン;m−キシレン
ジアミン;p−キシレンジアミン;上記物質の位置異性
体及びそれらの混合物。
【0050】ポリイミド及びポリアミド酸の調製は米国
特許第3,179,614号及び同第3,179,63
4号に完全に記載されている。
【0051】特に好適なポリイミドベースフィルムは4
,4′−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸
無水物とから誘導される。
【0052】〔用語説明〕 BMI:ビスマレイミド BTDA:ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物D
MAC:ジメチルホルムアミド 6FDA: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 HQ−BABEE:ヒドロキノン−ビス〔2−(3−ア
ミノベンゾイルオキシ)−エチル〕エーテルNMP:N
−メチル−2−ピロリドン 以下に示す実施例においては別に指示がない限り、百分
率はすべて重量基準で表されている。
【0053】〔実施例1〕ヒドロキノン−ビス〔2(ニ
トロベンゾイルオキシ)−エチル〕エーテルの調製機械
撹拌器、温度計、窒素入口及び硫酸カルシウム乾燥用チ
ューブを上部に詰めた凝縮器を取り付けた5リットルフ
ラスコ中にて、DMAC 1800mlとピリジン75
0mlに入れた426g(2.15モル)のヒドロキノ
ン−ビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル(アルドリ
ッチケミカル社製)を溶解した。
【0054】この撹拌された溶液に、3−ニトロベンゾ
イルクロライド(アルドリッチケミカル社製)を、反応
温度が80℃を超えない速さで少量に分割して800g
(4.3モル)添加した。混合物は70から75℃で3
時間撹拌し、この間に固体が分離し始めた。この混合物
は室温まで冷却し撹拌されたメタノールに注入し、角氷
を添加して保冷した。沈殿したジニトロ−ジエステル化
合物は吸引濾過で集め、多量の水で洗浄して溶媒と塩を
除去した。冷メタノールによる洗浄の後生成物は濾斗に
載ったままできるだけよく空気乾燥し、その後110℃
で一晩真空乾燥した。得られたHQ−BABEEの融点
は169〜171℃で収量は1020g(96%)であ
った。
【0055】上記で用いたエトキシル化ヒドロキノンを
メタンスルホン酸触媒の存在下キシレン溶媒中で3−ニ
トロ安息香酸で通常のエステル化を行って、同様に良好
な生成物を優れた収率で得ることができる。反応は理論
水量がディーンスタークトラップを用いて集められたと
きに完了する。
【0056】〔実施例2〕HQ−BABEEのニトロ−
前駆体の還元によるHQ−BABEEの調製実施例1で
記したジニトロ化合物(ヒドロキノン−ビス〔2(ニト
ロベンゾイルオキシ)−エチル〕エーテル180gをD
MAC 600ml及び触媒(カーボン上10%Pd)
5gと共に1000mlのシェーカーチューブに投入し
、続いて500psigの水素を圧力低下がなくなるま
で注入することによって対応するジアミンに水素化した
。この還元混合物は加熱して分離している固体を溶かし
、濾過して炭素と触媒を除去した後、撹拌された氷冷メ
タノール/水混液中に注入して僅かに黄色いジアミンを
沈殿させた。この沈殿をアクションフィルターで集め、
水及び冷メタノールで洗浄し、それから110℃で一晩
真空乾燥した。得られたHQ−BABEEは融点139
〜141℃であり、収率は実際上理論値であった。 元素分析値(C24H24O6N2として)計算値:C
  66.04  H  5.56  O  22.0
0  N  6.24実測値:C  65.92  H
  5.53  O  22.27  N  6.28
【0057】〔実施例3〕6FDA(4)//HQ−B
ABEE(5)−BMI モレキューラーシーブ上で乾燥されたHQ−BABEE
 43.6g(0.1モル)とNMP 300mlを、
温度計、機械撹拌器、気泡発生器(窒素流のモニター)
に連結された乾燥窒素の入口及び出口を備えた1リット
ルの4つ口フラスコへ投入した。混合物はゆるやかな窒
素流を保ちながらジアミンがすべて溶けるまで周辺温度
で撹拌した。6FDA 35.5g(0.08モル)を
撹拌された溶液に一度に添加して内部温度を約40℃に
上げ溶液粘度を増大させた。混合物を室温で3.5時間
撹拌し、その終期にマレイン酸無水物5.7g(0.0
55モル)を加えた。撹拌を3時間継続して、マレイン
酸無水物を縮合オリゴマー状のアミド酸のアミン末端基
と反応させた。撹拌された混合物に、無水酢酸40ml
、トリエチルアミン10ml及び無水酢酸ソーダを立て
続けに添加して4時間撹拌を継続した。溶液を撹拌する
脱イオン水に注入し、そして沈殿した黄色反応性オリゴ
イミドを吸引濾過により集めた。脱イオン水で数回及び
メタノールで一回洗浄した後、柔らかいフレークを11
0℃で一晩真空乾燥した。
【0058】上記の反応性オリゴイミドは140〜20
0℃の温度領域で流動し、またNMPに溶解して反応性
オリゴイミドを40wt%以上含有する溶液が得られる
。 これらの溶液は非常に長い保存寿命(2カ月以上)を有
している。
【0059】〔実施例4〕6FDA(9)//HQ−B
ABEE(10)−BMI 実験装置及び全般の手順は実施例3の場合に同じであっ
たが、試薬量は下記のようにした。 HQ−BABEE:43.6g(0.1モル)6FDA
:40g(0.9モル) NMP:334ml 無水マレイン酸:3g(0.03モル)無水酢酸:40
ml トリエチルアミン:10ml 無水酢酸ソーダ:2g この比較的高い分子量の反応性オリゴイミドは流動温度
170〜200℃、NMPに可溶(35%以上)であっ
て、溶液は非常に安定であった。
【0060】〔実施例5〕6FDA(1)//HQ−B
ABEE(1) 実施例3の場合と同じ反応装置に、HQ−BABEE 
43.6g(0.1モル)及びNMP350mlを入れ
た。 ジアミンが全部溶解するまで混合物を室温で撹拌した。 撹拌する溶液に、6FDA 44.4g(0.1モル)
を二回に分けて投入した。先ず6FDA約43gを撹拌
しながら一度に添加して温度を約40℃に上げた。数分
以内に溶液粘度は著しく増大した。約2時間後に残部の
6FDA(1.4g)を乾燥NMP 10mlに溶解し
て、10〜15分毎に少量に分けて撹拌する混合物へ添
加した。各添加毎に粘度は更に増加した。最後の分量を
添加した後約30分で撹拌器の軸の廻りに渦巻きを見付
けられなかった。この反応液を撹拌する脱イオン水に注
入し、続いて吸引濾過して重合体を単離した。水で数回
及びメタノールで一回洗浄した後、強靭なフレークを1
10〜120℃で一晩乾燥した。
【0061】固有粘度は0.79(DMAC/LiCl
)であり、これは分子量80,000〜100,000
に相当する。フレークは流動温度200℃であり、HQ
−BABEEは非常に高い分子量レベルにおける熱可塑
性を付与することを証明した。
【0062】〔実施例6〕BTDA(4)//HQ−B
ABEE(5)−BMI 反応装置及び手順は実施例3の場合に同じであった。
【0063】HQ−0BABEE 43.6g(0.1
モル)及びNMP 280mlをフラスコに入れた。撹
拌する溶液にBTDA 25.8g(0.08モル)を
一度に加えて3.5時間撹拌した。引き続いてマレイン
酸無水物5.7gを添加し、混合物を実施例3の場合の
ように約3時間撹拌した。他のすべての試薬(イミド化
用)は実施例3の場合と同じものを同じ量用いた。沈殿
及び精製は実施例3の場合と同じであった。
【0064】〔註〕:NMP中の35%溶液は調製日に
は使用することができ、優れた積層/接着結果を与える
ことができよう。しかしながら、室温に約24時間保存
後に反応性オリゴイミドが析出する。更に希釈した溶液
(25%)は3日に達するまでに保存寿命を延長する。 保存寿命は低温で貯留することによって更に延ばすこと
ができるが、これはなおむしろ不便である。
【0065】以上のようにして作成したフレークは上記
のように160〜200℃の温度領域で流動する。
【0066】〔実施例7〕BTDA(3)/6FDA(
1)//HQ−BABEE(5)−BMIこの実施例は
、実施例6に記載されたようなオリゴイミドの保存寿命
が、BTDAの一部を6FDAで置き替えることにより
かなり伸ばし得ることを実証している。下記に示す以外
は、実験装置、手順及び試薬は実施例6の場合に同じで
あった。
【0067】HQ−BABEE 43.6g(0.1モ
ル)をNMP 300mlに溶解した。この溶液にBT
DA 19.3g(0.06モル)及び6FDA 8.
9g(0.02モル)を添加した。他はすべて実施例6
の場合に同じであった。
【0068】この方法で調製したフレークは160〜2
00℃の同じ温度領域で流動するが、しかし溶液の保存
寿命は6FDAのみを使って調製された反応性オリゴイ
ミドの寿命と同じくらい良好のようである。
【0069】〔実施例8〕積層及び接着の成果BTDA
(4)/HQ−BABEE(5)−BMI 35%のN
MP溶液を用いて、5ミルのウェットクリアランスでド
クターナイフを使い真鍮処理した銅(市場では ED 
copper と呼ばれる)に塗布した。この塗布され
たシートは160℃で約1時間対流炉に置いてNMPを
除去した。次にこの接着剤付きの銅は170℃、200
psiで約30分間、LF020 KaptonR フ
ィルム(2ミル厚さのポリイミドフィルムで du P
ont社より入手可能)上に積層し、続いて200ps
iの圧力を保ちながら75℃に冷却した。この積層物を
同じ炉に入れ、240℃で30分間、次いで280℃で
1時間硬化したところ、目視できる膨れ又は気泡は生じ
なかった。
【0070】剥離強さは0.5″の細片を用い、銅と 
KaptonR フィルムを引張り離すことにより測定
した(I.P.C. Standard Method
 2.4.9, “Peel Strength,Fl
exible Printed Wiring Mat
erials”)。すべての例において Kapton
R フィルムは約9.5pli(Pounds per
 Linear inch)で破壊したが、これは剥離
強さが9pliより良いことを意味する。
【0071】〔実施例9〕A.(HQ−BABEE−B
MI)の調製 機械式撹拌器、温度計及び窒素の入口/出口を備えた1
リットルフラスコ中に、上記のアミン43.6g(0.
1モル)及びN−メチルピロリドン(NMP)200m
lを入れた。この混合物をジアミンがすべて溶解するま
で周辺温度において撹拌した。それからマレイン酸無水
物24.5g(0.25モル)を加え、温度が約40〜
45℃に上昇した。混合物は周辺温度で約1.5時間撹
拌した(自然冷却する)。撹拌の終期に無水酢酸45m
l及び無水酢酸ソーダ2.5gを添加した。混合物は周
辺温度で3時間撹拌してイミド化を達成した。混合物は
撹拌中の水へ注入した、そして沈澱したビスマレイミド
を吸引濾過により集めた。水で数回洗浄した後、生成物
は継続吸引してできるだけよく濾斗上で乾燥した。次い
で90℃で一晩真空乾燥した。クリーム色した粉末は1
35〜137℃で融けた。
【0072】B.HQ−BABEEとのHQ−BABE
E−BMIの「ミハエル付加」 HQ−BABEEジアミンとの上記BMIの3種の異な
った混合物は以下のようにして調製した。 (1)  HQ−BABEE−BMI 6.0g、HQ
−BABEE 4.4g(モル比1/1)及びNMP 
10.4g、すなわち固形分50% (2)  HQ−BABEE−BMI 6.0g、HQ
−BABEE 3.2g(モル比4/3)及びNMP 
9.2g、すなわち固形分50% (3)  HQ−BABEE−BMI 6.0g、HQ
−BABEE 2.2g(モル比 2/1)及びNMP
 8.2g、すなわち固形分50% これらの混合物を約60℃に加熱し、次に120℃で約
1時間加熱すると均一な溶液となり、続いて周辺温度ま
で冷却した。
【0073】C.積  層 実施例8における記述と同じ方法で、上記溶液を用いて
銅フィルムをポリイミドフィルムに積層した。剥離強さ
を測定し下記の結果を得た。 (1)  3pli; (2)  4.7pli;及び (3)  3.8pli

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  式 【化1】 を持つ反応性オリゴイミドであって、式中、Arは【化
    2】 であり、Xは 【化3】 であり、Yは 【化4】 であり、Zは 【化5】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
    −CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
    は−CF3であり、mは0又は1の整数であり、nはm
    とnの合計が0でない限り0又は1の整数であり、そし
    てpは0から15までの整数である反応性オリゴイミド
  2. 【請求項2】  反応性オリゴイミドが(a)  流動
    する能力を有し、(b)  スルホキシド、ホルムアミ
    ド、アセトアミド、N−アルキル−ピロリドン、ケトン
    及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくと
    も1つの極性溶媒に可溶であり、(c)  橋掛け結合
    により、反応性オリゴイミドが可溶である(b)の極性
    溶媒に不溶となる請求項1記載の反応性オリゴイミド。
  3. 【請求項3】  オリゴイミドが式 【化6】 を有するジアミンで延長される請求項1記載の反応性オ
    リゴイミド。
  4. 【請求項4】  −Ar−が式 【化7】 で示される請求項1記載の反応性オリゴイミド。
  5. 【請求項5】  pが4又は5である請求項1記載の反
    応性オリゴイミド。
  6. 【請求項6】  m及びnが共に1である請求項1記載
    の反応性オリゴイミド。
  7. 【請求項7】  Xが−O−C6H4−O−である請求
    項1記載の反応性オリゴイミド。
  8. 【請求項8】  Zが式 【化8】 で示される請求項1記載の反応性オリゴイミド。
  9. 【請求項9】  Yの少なくとも10mole%が式【
    化9】 で示され、式中R1とR2が−CF3である請求項1記
    載の反応性オリゴイミド。
  10. 【請求項10】  Yの少なくとも25mole%が式
    【化10】 で示され、式中R1とR2が−CF3であり、そしてY
    の残余は式−CO−で示される請求項9記載のオリゴイ
    ミド。
  11. 【請求項11】  式 【化11】 を持つ橋かけオリゴイミドであって、式中、Arは【化
    12】 であり、Xは 【化13】 であり、Yは 【化14】 であり、Wは 【化15】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
    −CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
    は−CF3であり、mは0又は1の整数であり、nはm
    とnの合計が0であり得ない限り、0又は1の整数であ
    り、pは0から15までの整数であり、そしてqは10
    より大きい整数である橋かけオリゴイミド。
  12. 【請求項12】  反応性オリゴイミドが式【化16】 を持つ反応性オリゴイミド塗布基体であって、式中、A
    rは 【化17】 であり、Xは 【化18】 であり、Yは 【化19】 であり、Zは 【化20】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
    −CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
    は−CF3であり、nは0又は1の整数であり、mはm
    とnの合計が0でない限り、0又は1の整数であり、そ
    してpは0から45までの整数である反応性オリゴイミ
    ド塗布基体。
  13. 【請求項13】  オリゴイミドが(a)  流動する
    能力を有し、(b)  スルホキシド、ホルムアミド、
    アセトアミド、N−アルキル−ピロリドン、ケトン及び
    それらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも1つ
    の極性溶媒に可溶であり、(c)  橋かけ結合により
    、反応性オリゴイミドが可溶である(b)の極性溶媒に
    不溶となる請求項12記載の反応性オリゴイミド塗布基
    体。
  14. 【請求項14】  基体が可撓性である請求項12記載
    の反応性オリゴイミド塗布基体。
  15. 【請求項15】  基体が銅フィルムである請求項12
    記載の反応性オリゴイミド塗布基体。
  16. 【請求項16】  基体がポリイミドフィルムである請
    求項12記載の反応性オリゴイミド塗布基体。
  17. 【請求項17】  銅フィルム、ポリイミドフィルム及
    び銅フィルムとポリイミドフィルムとの間に介在する橋
    かけ結合オリゴイミド接着剤からなる積層物であって、
    前記橋かけ結合オリゴイミドは式 【化21】 を持ち、式中、Arは 【化22】 であり、Xは 【化23】 であり、Yは 【化24】 であり、Wは 【化25】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
    −CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
    は−CF3であり、mは0又は1の整数であり、nはm
    とnの合計が0であり得ない限り、0又は1の整数であ
    り、pは0から15までの整数であり、そしてqは10
    より大きい整数である銅フィルム、ポリイミドフィルム
    及び銅フィルムとポリイミドフィルムとの間に介在する
    橋かけ結合オリゴイミド接着剤からなる積層物。
  18. 【請求項18】  第一のフィルムと第二のフィルムと
    の積層物を作るための方法であって、前記方法は(a)
      重合物用溶媒に溶解した、次式で示されるオリゴイ
    ミドの溶液であって、前記オリゴイミドは式【化26】 であり、式中、Arは 【化27】 であり、Xは 【化28】 であり、Yは 【化29】 であり、Zは 【化30】 であり、さらにR1は−H、−CH3、−C2H5又は
    −CF3であり、R2は−H、−CH3、−C2H5又
    は−CF3であり、nは0又は1の整数であり、mはn
    とmの合計が0でない限り、0又は1の整数であり、そ
    してpは0から15までの整数である前記オリゴイミド
    の溶液で第一のフィルムを塗布する工程と、(b)  
    場合により塗布した第一のフィルムを反応性オリゴイミ
    ドの流動温度より低い第一の温度で加熱して反応性オリ
    ゴイミド塗膜から大部分の溶媒を除去する工程と、(c
    )  この塗布した第一のフィルムを反応性オリゴイミ
    ドの流動温度と硬化温度の間にある第二の温度で処理し
    て反応性オリゴイミドを流動させ且つ反応性オリゴイミ
    ド塗膜から実質的にすべての溶媒を除去する工程と、(
    d)  第二のフィルムを反応性オリゴイミド塗膜に対
    向して置いてサンドウィッチを形成する工程と、(e)
      反応性オリゴイミドの流動温度と硬化温度の間にあ
    る第三の温度でこのサンドウィッチに圧力を掛けて未硬
    化積層物を形成する工程とから成る第一のフィルムと第
    二のフィルムとの積層物を作るための方法。
  19. 【請求項19】  硬化フィルムを形成するために、工
    程(e)の未硬化積層物を硬化温度で処理する工程を更
    に含む請求項18記載の方法。
  20. 【請求項20】  第一のフィルムがポリイミドである
    請求項19記載の方法。
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