CN116669950A - 液晶聚合物膜、聚合物膜及层叠体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶聚合物膜及使用上述液晶聚合物膜的层叠体,上述液晶聚合物膜包含:包含液晶聚合物的液晶聚合物层;及配置于液晶聚合物层的至少一个面上的层A,在液晶聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶聚合物膜、聚合物膜及层叠体。
背景技术
近年来,用于通信设备中的频率有变得非常高的倾向。为了抑制高频带的传输损耗,要求降低用于电路基板中的绝缘材料的相对介电常数和介电损耗角正切。
以往,作为用于电路基板的绝缘材料,多使用聚酰亚胺,但具有高耐热性及低吸水性且在高频带损耗小的液晶聚合物受到关注。
作为以往的液晶聚合物膜,例如,专利日本特开2020-26474号公报中记载有一种液晶聚酯膜,其至少包含液晶聚酯,将第1取向度设为相对于与上述液晶聚酯膜的主面平行的第1方向的取向度,将第2取向度设为相对于与上述主面平行且与上述第1方向正交的第2方向的取向度时,上述第1取向度与上述第2取向度的比即第1取向度/第2取向度为0.95以上且1.04以下,在与上述主面平行的方向上通过广角X射线散射法测定的上述液晶聚酯的第3取向度为60.0%以上。并且,为了改善液晶聚合物膜与其他层的密合性,也提出了实施等离子体处理(例如,参考日本特开2001-049002号公报)、UV处理(例如,参考日本特开2000-233448号公报)等表面处理的方法。
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,即使利用这些方法,也无法获得充分的密合性。
根据本发明的实施方式,可提供一种与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性优异的液晶聚合物膜。
并且,根据本发明的实施方式,可提供一种使用上述液晶聚合物膜的层叠体。
进而,根据本发明的实施方式,可提供一种与形成于聚合物膜上的层的密合性优异的聚合物膜。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述课题的方案中包括以下方式。
<1>一种液晶聚合物膜,其包含:包含液晶聚合物的液晶聚合物层;及配置于液晶聚合物层的至少一个面上的层A,在液晶聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域。
<2>根据<1>所述的液晶聚合物膜,其中,混合区域的平均厚度为1nm~10μm。
<3>根据<1>或<2>所述的液晶聚合物膜,其介电损耗角正切为0.005以下。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,层A为包含粘接剂的粘接层。
<5>根据<4>所述的液晶聚合物膜,其中,粘接剂包含具有官能团的化合物,官能团为选自由能够共价键合的基团、能够离子键合的基团、能够氢键合的基团及能够进行偶极间交互作用的基团组成的组中的至少1种基团。
<6>根据<5>所述的液晶聚合物膜,其中,官能团为能够共价键合的基团。
<7>根据<6>所述的液晶聚合物膜,其中,能够共价键合的基团为选自由环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、酸酐基、碳二亚氨基、N-羟基酯基、乙二醛基、酰亚胺酯基、卤代烷基及硫醇基组成的组中的至少1种基团。
<8>根据<5>所述的液晶聚合物膜,其中,官能团为能够离子键合的基团、能够氢键合的基团或能够进行偶极间交互作用的基团。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,液晶聚合物的熔点为280℃以上。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,液晶聚合物包含源自芳香族羟基羧酸的结构单元。
<11>根据<1>至<10>中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,液晶聚合物包含选自由源自芳香族羟基羧酸的结构单元、源自芳香族二醇的结构单元及源自芳香族二羧酸的结构单元组成的组中的至少1种结构单元。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,液晶聚合物包含芳香族聚酯酰胺。
<13>一种层叠体,其具有<1>至<12>中任一项所述的液晶聚合物膜以及配置于液晶聚合物膜的至少一个面上的金属层或金属配线。
<14>根据<13>所述的层叠体,其中,金属层或金属配线在与液晶聚合物膜接触的一侧面具有能够与液晶聚合物膜进行交互作用的基团。
<15>根据<14>所述的层叠体,其中,能够与液晶聚合物膜进行交互作用的基团为氨基。
<16>根据<13>至<15>中任一项所述的层叠体,其中,液晶聚合物膜与金属层之间的剥离强度为0.5kN/m以上。
<17>一种聚合物膜,其包含:聚合物层,其包含选自由氟系聚合物、包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物、聚苯醚及芳香族聚醚酮组成的组中的至少1种聚合物;及层A,其配置于聚合物层的至少一个面上,在聚合物层与层A之间形成有包含聚合物及构成层A的材料的混合区域。
发明效果
根据本发明的一实施方式,能够提供一种与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性优异的液晶聚合物膜。
并且,根据本发明的另一实施方式,能够提供一种使用上述液晶聚合物膜的层叠体。
进而,根据本发明的另一实施方式,可提供一种与形成于聚合物膜上的层的密合性优异的聚合物膜。
具体实施方式
以下,对本发明的内容进行详细说明。以下记载的构成要件的说明根据本发明的代表性实施方式而完成,但本发明并不限于这种实施方式。
此外,在本说明书中,表示数值范围的“~”是指以将在其前后记载的数值作为下限值及上限值而包括的含义使用。
在本发明中阶段性记载的数值范围中,用一个数值范围记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明中记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。
并且,在本说明书中的基团(原子团)的表述中,未标注经取代及未经取代的表述不仅包括不具有取代基的表述,也包括具有取代基的表述。例如,“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),也包括具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”为以包括丙烯酸及甲基丙烯酸这两者的概念使用的术语,“(甲基)丙烯酰基”为以包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两者的概念使用的术语。
并且,在本说明书中的“工序”这一用语不仅包括独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分时只要可实现该工序所需目的,则也包括在本用语中。并且,在本发明中,“质量%”与“重量%”的含义相同,“质量份”与“重量份”的含义相同。
进而,在本发明中,2个以上的优选方式的组合为更优选的方式。
并且,关于本发明中的重均分子量(Mw)及数平均分子量(Mn),只要没有特别说明,则为如下获得的分子量:通过使用了TSKgel GMHxL、TSKgelG4000HxL、TSKgel G2000HxL(均为TOSOH CORPORATION制商品名)的管柱的凝胶渗透色谱法(GPC)分析装置,利用溶剂THF(四氢呋喃)、示差折射计进行检测,并将聚苯乙烯用作标准物质来进行换算。
以下,对本发明进行详细说明。
[液晶聚合物膜]
本发明所涉及的液晶聚合物膜包含:包含液晶聚合物的液晶聚合物层;及配置于液晶聚合物层的至少一个面上的层A,在液晶聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域。
本发明人发现以往的液晶聚合物膜与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性不充分。
本发明人进行深入研究的结果,发现通过采用上述构成,能够提供与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性优异的液晶聚合物膜。
本发明所涉及的液晶聚合物膜中,尤其由于形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域,因此液晶聚合物层与层A之间的层间剥离得到抑制,液晶聚合物层与层A的密合性提高。进而,在层A包含具有选自由能够与形成于液晶聚合物膜上的层的表面进行共价键合、离子键合、氢键合及偶极间交互作用的基团组成的组中的至少1种基团即官能团的化合物作为粘接剂的情况下,推测可提高层A与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性,由此与作为液晶聚合物膜整体形成于液晶聚合物膜上的层的密合性优异。
<液晶聚合物层>
本发明所涉及的液晶聚合物膜中,液晶聚合物层包含液晶聚合物。
在本发明中,液晶聚合物的种类并没有特别限定,能够使用公知的液晶聚合物。
并且,液晶聚合物可以为在熔融状态下显示出液晶性的热致液晶聚合物,也可以为在溶液状态下显示出液晶性的溶致液晶聚合物。在液晶聚合物为热致液晶的情况下,液晶聚合物优选在450℃以下的温度下熔融。
作为液晶聚合物,例如,可以举出液晶聚酯、在液晶聚酯中导入有酰胺键的液晶聚酯酰胺、在液晶聚酯中导入有醚键的液晶聚酯醚、在液晶聚酯中导入有碳酸酯键的液晶聚酯碳酸酯等。
并且,从液晶性及热膨胀系数的观点考虑,液晶聚合物优选为具有芳香环的聚合物,更优选为芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺,进一步优选为芳香族聚酯酰胺。
进而,液晶聚合物也可以为在芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺中进一步导入有酰亚胺键、碳二亚胺键或三聚异氰酸酯键等源自异氰酸酯的键等的聚合物。
并且,液晶聚合物优选为仅使用芳香族化合物作为原料单体而成的全芳香族液晶聚合物。
作为液晶聚合物的例子,例如,可以举出以下。
1)使(i)芳香族羟基羧酸、(ii)芳香族二羧酸与(iii)选自由芳香族二醇、芳香族羟基胺及芳香族二胺组成的组中的至少1种化合物缩聚而成的液晶聚合物。
2)使多种芳香族羟基羧酸缩聚而成的液晶聚合物。
3)使(i)芳香族二羧酸与(ii)选自由芳香族二醇、芳香族羟基胺及芳香族二胺组成的组中的至少1种化合物缩聚而成的液晶聚合物。
4)使(i)聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯与(ii)芳香族羟基羧酸缩聚而成的液晶聚合物。
在此,芳香族羟基羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二醇、芳香族羟基胺及芳香族二胺可以分别独立地使用其可缩聚衍生物来代替其一部分或全部。
作为芳香族羟基羧酸及芳香族二羧酸之类的具有羧基的化合物的能够聚合的衍生物的例子,可以举出将羧基转换为烷氧基羰基或芳氧基羰基而成的衍生物(酯)、将羧基转换为卤甲酰基而成的基团(酸卤化物)及将羧基转换为酰氧基羰基而成的基团(酸酐)。
作为芳香族羟基羧酸、芳香族二醇及芳香族羟基胺之类的具有羟基的化合物的能够聚合的衍生物的例子,可以举出将羟基酰化而转换为酰氧基而成的化合物(酰化物)。
作为芳香族羟基胺及芳香族二胺之类的具有氨基的化合物的能够聚合的衍生物的例子,可以举出将氨基酰化而转换为酰氨基而成的化合物(酰化物)。
从液晶性、聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,液晶聚合物优选包含源自芳香族羟基羧酸的结构单元。
并且,从液晶性、聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,液晶聚合物优选包含选自由源自芳香族羟基羧酸的结构单元、源自芳香族二醇的结构单元及源自芳香族二羧酸的结构单元组成的组中的至少1种结构单元。
液晶聚合物优选具有由下述式(1)~式(3)中的任一个表示的结构单元(以下,有时将由式(1)表示的结构单元等称为单元(1)等。),更优选具有由下述式(1)表示的结构单元,尤其优选具有由下述式(1)表示的结构单元、由下述式(2)表示的结构单元及由下述式(2)表示的结构单元。
式(1)-O-Ar1-CO-
式(2)-CO-Ar2-CO-
式(3)-O-Ar3-O-
式(1)~式(3)中,Ar1表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基,Ar2及Ar3分别独立地表示亚苯基、亚萘基、亚联苯基或由下述式(4)表示的基团,由Ar1~Ar3表示的上述基团中的氢原子可以分别独立地被卤原子、烷基或芳基取代。
式(4)-Ar4-Z-Ar5-
式(4)中,Ar4及Ar5分别独立地表示亚苯基或亚萘基,Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺酰基或亚烷基。
作为上述卤原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
作为上述烷基的例子,可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正己基、2-乙基己基、正辛基及正癸基,其碳原子数优选为1~10。
作为上述芳基的例子,可以举出苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、1-萘基及2-萘基,其碳原子数优选为6~20。
在上述氢原子被这些基团取代的情况下,按每一个由Ar1、Ar2或Ar3表示的上述基团,其数量分别独立地优选为2个以下,更优选为1个。
作为上述亚烷基的例子,可以举出亚甲基、1,1-乙烷二基、1-甲基-1,1-乙烷二基、1,1-丁烷二基及2-乙基-1,1-己烷二基,其碳原子数优选为1~10。
单元(1)为源自规定的芳香族羟基羧酸的结构单元。
作为单元(1),优选Ar1为对亚苯基的结构单元(源自对羟基苯甲酸的结构单元)及Ar1为2,6-亚萘基的结构单元(源自6-羟基-2-萘甲酸的结构单元)或Ar1为4,4’-亚联苯基的结构单元(源自4’-羟基-4-联苯羧酸的结构单元),更优选Ar1为对亚苯基或2,6-亚萘基的结构单元。
单元(2)为源自规定的芳香族二羧酸的结构单元。
作为单元(2),优选Ar2为对亚苯基的结构单元(源自对苯二甲酸的结构单元)、Ar2为间亚苯基的结构单元(源自间苯二甲酸的结构单元)、Ar2为2,6-亚萘基的结构单元(源自2,6-萘二甲酸的结构单元)或Ar2为二苯醚-4,4’-二基的结构单元(源自二苯醚-4,4’-二羧酸的结构单元),更优选Ar2为对亚苯基或2,6-亚萘基的结构单元。
单元(3)为源自规定的芳香族二醇的结构单元。
作为单元(3),优选Ar3为对亚苯基的结构单元(源自氢醌的结构单元)、Ar3为间亚苯基的结构单元(源自间苯二甲酸的结构单元)或Ar3为4,4’-亚联苯基的结构单元(源自4,4’-二羟基联苯的结构单元)。
其中,液晶聚合物优选包含选自由源自对羟基苯甲酸的结构单元及源自6-羟基-2-萘甲酸的结构单元组成的组中的至少1种。并且,液晶聚合物优选包含选自由源自6-羟基-2-萘甲酸的结构单元、源自芳香族二醇化合物的结构单元、源自对苯二甲酸的结构单元及源自萘二甲酸的结构单元组成的组中的至少1种。
源自芳香族羟基羧酸的结构单元的含量相对于所有结构单元的合计量(通过将构成液晶聚合物的各结构单元的质量除以该各结构单元的式量,求出各结构单元的物质量相当量(摩尔)并将这些相加的值),优选为30摩尔%以上,更优选为30摩尔%~80摩尔%,进一步优选为30摩尔%~60摩尔%,尤其优选为30摩尔%~40摩尔%。
源自芳香族二羧酸的结构单元的含量相对于所有结构单元的合计量,优选为35摩尔%以下,更优选为10摩尔%~35摩尔%,进一步优选为20摩尔%~35摩尔%,尤其优选为30摩尔%~35摩尔%。
源自芳香族二醇的结构单元的含量相对于所有结构单元的合计量,优选为35摩尔%以下,更优选为10摩尔%~35摩尔%,进一步优选为20摩尔%~35摩尔%,尤其优选为30摩尔%~35摩尔%。
源自芳香族羟基羧酸的结构单元的含量越多,耐热性、强度及刚性越容易提高,但若过多,则在溶剂中的溶解性容易降低。
源自芳香族二羧酸的结构单元的含量与源自芳香族二醇的结构单元的含量的比例以[源自芳香族二羧酸的结构单元的含量]/[源自芳香族二醇的结构单元的含量](摩尔/摩尔)表示,优选为0.9/1~1/0.9,更优选为0.95/1~1/0.95,进一步优选为0.98/1~1/0.98。
另外,液晶聚合物可以分别独立地具有2种以上源自芳香族羟基羧酸的结构单元、源自芳香族二羧酸的结构单元及源自芳香族二醇的结构单元。并且,液晶聚合物可以具有上述结构单元以外的结构单元,但其含量相对于所有结构单元的合计量优选为10摩尔%以下,更优选为5摩尔%以下。
液晶聚合物优选通过使对应于构成液晶聚合物的结构单元的原料单体熔融聚合来制造。熔融聚合可以在催化剂的存在下进行,作为该催化剂的例子,可以举出乙酸镁、乙酸锡(II)、钛酸四丁酯、乙酸铅、乙酸钠、乙酸钾、三氧化锑等金属化合物、4-(二甲基氨基)吡啶、1-甲基咪唑等含氮杂环式化合物等,可优选地使用含氮杂环式化合物。另外,关于熔融聚合,可根据需要进一步使其进行固相聚合。
液晶聚合物优选为可溶于特定有机溶剂的液晶聚合物(以下,也称为“可溶性液晶聚合物”。)。
具体而言,本发明中的可溶性液晶聚合物优选为在25℃下,在选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺、乙二醇单丁醚及乙二醇单***组成的组中的至少1种溶剂100g中溶解0.1g以上的液晶聚合物。
-熔点Tm-
液晶聚合物优选为在熔融状态下显示出液晶性的液晶聚合物。从介电损耗角正切及断裂强度的观点考虑,液晶聚合物的熔点Tm优选为280℃以上,更优选为300℃以上,进一步优选为315℃以上,尤其优选为330℃~400℃。
熔点Tm也称为流动温度,是利用毛细管流变仪,在9.8MPa(100kg/cm2)的负载下,一边以4℃/分钟的速度升温,一边使液晶聚合物熔融,从而从内径1mm及长度10mm的喷嘴挤出时,显示出4,800Pa·s(48,000泊)的粘度的温度,是成为液晶聚合物的分子量的基准的温度(参考小出直之编,“液晶聚合物-合成·成形·应用-”,CMC CORPORATION,1987年6月5日,95页)。
-重均分子量-
液晶聚合物的重均分子量优选为13,000以下,更优选为3,000~13,000,进一步优选为5,000~12,000,尤其优选为5,000~10,000。若该液晶聚合物的重均分子量在上述范围内,则热处理后的膜在厚度方向的导热性、耐热性、强度及刚性优异。
-介电损耗角正切-
从液晶聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,液晶聚合物的介电损耗角正切优选为0.005以下,更优选为0.004以下,进一步优选为0.0035以下,尤其优选为超过0且0.003以下。
本发明中的介电损耗角正切的测定方法通过以下方法测定。
在频率10GHz下,通过共振扰动法实施介电损耗角正切的测定。在网路分析仪(Agilent Technology公司制“E8363B”)上连接10GHz的空腔共振器(Kanto FlectronicsApplication&Development Inc.制CP531),在空腔共振器内***液晶聚合物或液晶聚合物膜的样品(宽度:2.0mm×长度:80mm),在温度25℃、湿度60%RH环境下,根据***96小时前后的共振频率的变化测定了液晶聚合物或液晶聚合物膜的介电损耗角正切。
液晶聚合物膜可以仅包含1种液晶聚合物,也可以包含2种以上。
从液晶聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,液晶聚合物层中的液晶聚合物的含量相对于液晶聚合物膜的总质量,优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上。液晶聚合物的含量的上限值并没有特别限定,可以为100质量%。即,液晶聚合物层可以为由液晶聚合物构成的层。
液晶聚合物层可以包含液晶聚合物以外的其他添加剂。
作为其他添加剂,能够使用公知的添加剂。具体而言,例如,可以举出调平剂、消泡剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、着色剂、填充剂等。
并且,液晶聚合物层可以包含液晶聚合物以外的其他树脂作为其他添加剂。
作为其他树脂的例子,可以举出:聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯醚及其改性物、聚醚酰亚胺等热塑性树脂;甲基丙烯酸环氧丙酯与聚乙烯的共聚物等弹性体;酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等热固化性树脂。
液晶聚合物层中的其他添加剂的总含量相对于液晶聚合物的含量100质量份,优选为25质量份以下,更优选为10质量份以下,进一步优选为5质量份以下。液晶聚合物层可以不包含其他添加剂。
液晶聚合物层的平均厚度并没有特别限制,从液晶聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,优选为5μm~90μm,更优选为10μm~70μm,尤其优选为10μm~50μm。
本发明所涉及的液晶聚合物膜上的各层的平均厚度的测定方法为如下。
将液晶聚合物膜在与液晶聚合物膜的面方向垂直的面上切断,并在其剖面的5处以上测定厚度,将这些的平均值作为平均厚度。
<层A>
本发明所涉及的液晶聚合物膜包含配置于液晶聚合物层的至少一个面上的层A。层A可以仅配置于液晶聚合物层的一个面,也可以配置于液晶聚合物层的两个面。
构成层A的材料并没有特别限定,可以为有机物及无机物中的任一种,也可以同时使用有机物及无机物。从与金属的密合性的观点考虑,层A优选包含粘接剂的粘接层。
在本发明中,粘接剂的种类并没有特别限定,能够使用公知的粘接剂。
作为上述粘接剂,可优选举出热固化性树脂。
作为热固化性树脂,例如,可以举出环氧树脂、酚醛树脂、不饱和酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、异氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂、氧杂环丁烷树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、烯丙基树脂、二环戊二烯树脂、硅酮树脂、三嗪树脂及三聚氰胺树脂等。并且,作为热固化性树脂,并没有特别限制于这些,能够使用公知的热固化性树脂。这些热固化性树脂能够单独使用,或同时使用多种。
并且,作为上述粘接剂,也能够使用市售的含有热固化性树脂的粘接剂。
从与金属的密合性的观点考虑,粘接剂优选包含具有官能团的化合物。并且,上述官能团优选为选自由能够共价键合的基团、能够离子键合的基团、能够氢键合的基团及能够进行偶极间交互作用的基团组成的组中的至少1种基团。
具有官能团的化合物中的官能团数为1以上即可,也可以为2以上。
并且,具有官能团的化合物可以仅具有1种官能团,也可以具有2种以上。
具有官能团的化合物可以为低分子化合物,也可以为高分子化合物。从与金属的密合性的观点考虑,优选具有官能团的化合物为高分子化合物。
关于具有官能团的化合物,从与金属的密合性的观点考虑,优选重均分子量为1,000以上的聚合物,更优选重均分子量为2,000以上的聚合物,进一步优选重均分子量为3,000以上的聚合物,尤其优选重均分子量为5,000以上200,000以下的聚合物。
《官能团》
具有官能团的化合物中的官能团优选为选自由能够共价键合的基团、能够离子键合的基团、能够氢键合的基团及能够进行偶极间交互作用的基团组成的组中的至少1种基团。
从与金属的密合性的观点考虑,官能团优选为能够共价键合的基团。
并且,从保存稳定性及处理性的观点考虑,官能团优选为能够离子键合的基团、能够氢键合的基团或能够进行偶极间交互作用的基团。
-能够共价键合的基团-
作为能够共价键合的基团,只要能够形成共价键的基团,则并没有特别限制,例如,可以举出环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、酸酐基、碳二亚氨基、N-羟基酯基、酰亚胺酯基、卤代烷基、硫醇基、羟基、羧基、氨基、酰氨基、异氰酸酯基、醛基、磺酸基等。其中,从与金属的密合性的观点考虑,能够共价键合的基团优选为选自由环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、酸酐基、碳二亚氨基、N-羟基酯基、乙二醛基、酰亚胺酯基、卤代烷基及硫醇基组成的组中的至少1种基团。
并且,如下所述,在要贴合的金属的表面优选具有与具有官能团的化合物的官能团成对的基团。
作为能够共价键合的基团的组合(具有官能团的化合物的官能团与在金属表面具有的基团的组合),具体而言,例如在一个是环氧基的情况下,另一个可以举出羟基、氨基等。
并且,例如在一个是N-羟基酯基或酰亚胺酯基的情况下,另一个可以举出氨基等。
-能够离子键合的基团-
作为能够离子键合的基团,可以举出阳离子性基、阴离子性基等。
作为上述阳离子性基,优选为鎓基。作为鎓基的例子,可以举出铵基、吡啶鎓基、鏻基、氧鎓基、锍基、硒基、錪基等。其中,从与金属的密合性的观点考虑,优选铵基、吡啶鎓基、鏻基或锍基,更优选为铵基或鏻基,尤其优选为铵基。
作为阴离子性基,并没有特别限制,例如,可以举出酚性羟基、羧基、-SO3H、-OSO3H、-PO3H、-OPO3H2、-CONHSO2-、-SO2NHSO2-等。它们中,优选为磷酸基、膦酸基、次膦酸基、硫酸基、磺酸基、亚磺酸基或羧基,更优选为磷酸基或羧基,进一步优选为羧基。
作为能够离子键合的基团的组合(具有官能团的化合物的官能团与在金属表面具有的基团的组合),具体而言,例如在一个具有酸性基的情况下,另一个可以举出碱基。
作为上述酸性基,例如,可以举出羧基、磺基、磷酸基等,优选为羧基。
并且,例如在一个是羧基的情况下,作为能够与羧基离子键合的基团,可以举出叔氨基、吡啶基及哌啶基。
-能够氢键合的基团-
作为能够氢键合的基团,可以举出具有氢键供给部位的基团、具有氢键接受部位的基团。
上述氢键供给部位只要为具有能够氢键合的活性氢原子的结构即可,优选为由X-H表示的结构。
X优选表示杂原子,氮原子或氧原子。
从与金属的密合性的观点考虑,上述氢键供给部位优选为选自由羟基、羧基、伯酰氨基、仲酰氨基、伯氨基、仲氨基、伯磺酰氨基、仲磺酰氨基、酰亚氨基、脲键及胺甲酸乙酯键组成的组中的至少1种结构,更优选为选自由羟基、羧基、伯酰氨基、仲酰氨基、伯磺酰氨基、仲磺酰氨基、顺丁烯二酰亚氨基、脲键及胺甲酸乙酯键组成的组中的至少1种结构,进一步优选为选自由羟基、羧基、伯酰氨基、仲酰氨基、伯磺酰氨基、仲磺酰氨基及顺丁烯二酰亚氨基组成的组中的至少1种结构,尤其优选为选自由羟基及仲酰氨基组成的组中的至少1种结构。
上述氢键接受部位优选包含具有未共用电子对的原子的结构,更优选包含具有未共用电子对的氧原子的结构,进一步优选为选自由羰基(包含羧基、酰氨基、酰亚氨基、脲键、胺甲酸乙酯键等羰基结构。)及磺酰基(包含磺酰氨基等磺酰基结构。)组成的组中的至少1种结构,尤其优选为羰基(包含羧基、酰氨基、酰亚氨基、脲键、胺甲酸乙酯键等羰基结构。)。
能够氢键合的基团优选为具有上述氢键供给部位及氢键接受部位两者的基团,优选为具有羧基、酰氨基、酰亚氨基、脲键、胺甲酸乙酯键或磺酰氨基,更优选为具有羧基、酰氨基、酰亚氨基或磺酰氨基。
作为能够氢键合的基团的组合(具有官能团的化合物的官能团与在金属表面具有的基团的组合),具体而言,在一个包含具有氢键供给部位的基团的情况下,另一个可以举出具有氢键接受部位的基团。
例如,在一个是羧基的情况下,另一个可以举出酰氨基、羧基等。
并且,例如在一个是酚性羟基的情况下,另一个可以举出酚性羟基等。
-能够进行偶极间交互作用的基团-
作为能够进行偶极间交互作用的基团,只要为具有除上述能够氢键合的基团中的由X-H(X表示杂原子,氮原子或氧原子)表示的结构以外的极化结构的基团即可,可优选举出负电性不同的原子键合而成的基团。
作为负电性不同的原子的组合,优选为选自由氧原子、氮原子、硫原子及卤原子组成的组中的至少1种原子与碳原子的组合,更优选为选自由氧原子、氮原子及硫原子组成的组中的至少1种原子与碳原子的组合。
其中,从与金属的密合性的观点考虑,优选为氮原子与碳原子的组合、碳原子与氮原子、氧原子及硫原子的组合,具体而言,更优选为氰基、三聚氰酸基、磺酸酰氨基。
作为能够进行偶极间交互作用的基团的组合(具有官能团的化合物的官能团与在金属表面具有的基团的组合),可优选举出相同的能够进行偶极间交互作用的基团的组合。
例如,在一个是氰基的情况下,另一个可以举出氰基。
并且,例如在一个是磺酸酰氨基的情况下,另一个可以举出磺酸酰氨基。
以下示出2种官能团的键合或交互作用的具体例,本发明中的上述键合或交互作用并不限定于此。
[化学式1]
共价键合
离子键合
偶极间交互作用
从与金属的密合性的观点考虑,具有官能团的化合物优选为多官能环氧化合物或多官能环氧化合物的聚合物,更优选为2官能环氧化合物或2官能环氧化合物的聚合物,尤其优选为2官能环氧化合物的聚合物。
粘接层可以仅包含1种粘接剂,也可以包含2种以上的粘接剂。
从与金属的密合性的观点考虑,粘接层中的粘接剂的含量相对于液晶聚合物膜的总质量,优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上。粘接剂的含量的上限值并没有特别限定,可以为100质量%。即,粘接层可以为由粘接剂构成的层。
粘接层可以包含粘接剂以外的其他添加剂。
作为其他添加剂,能够使用公知的添加剂。具体而言,例如,可以举出调平剂、消泡剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、着色剂、填充剂等。
层A的平均厚度并没有特别限制,从与金属的密合性的观点考虑,优选为5μm~90μm,更优选为10μm~70μm,尤其优选为15μm~30μm。
<混合区域>
在本发明所涉及的液晶聚合物膜中,在液晶聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域。
混合区域中包含的液晶聚合物及构成层A的材料的详细内容如上述液晶聚合物层及层A一栏中所记载。
由于形成有上述混合区域,因此本发明所涉及的液晶聚合物膜与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性优异。
关于液晶聚合物膜中是否形成有混合区域,能够通过以下方法确认。沿斜向切割液晶聚合物膜,用TOF-SIMS(飞行时间型二次离子质谱分析法)评价所获得的剖面样品,将同时观测到源自液晶聚合物层的片段及源自层A的片段的部分判断为混合区域。另外,将片段的存在判断为检测极限以上。
从与金属的密合性的观点考虑,混合区域的平均厚度优选为1nm~10μm,更优选为100nm~5μm,进一步优选为300nm~2μm。
从强度、聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,本发明所涉及的液晶聚合物膜的平均厚度优选为6μm~200μm,更优选为12μm~100μm,尤其优选为20μm~60μm。
关于液晶聚合物膜的平均厚度,在任意5个部位利用粘接式膜厚计,例如电子测微计(产品名“KG3001A”,ANRITSU CORPORATI0N制)测定,并采用这些的平均值。
从介电系数的观点考虑,本发明所涉及的液晶聚合物膜的介电损耗角正切优选为0.005以下,更优选为超过0且0.003以下。
<液晶聚合物膜的制造方法>
本发明所涉及的液晶聚合物膜的制造方法并没有特别限制,可参考公知的方法。
本发明所涉及的液晶聚合物膜的制造方法包括:例如将液晶聚合物含有物制成膜状的工序(以下,也称为成膜工序)、在所制成的膜上涂布包含构成层A的材料的液体(例如,粘接剂组合物)的工序(以下,也称为涂布工序)、对涂布有包含构成层A的材料的液体的膜进行拉伸的工序(以下,也称为拉伸工序)、对经拉伸的膜进行退火处理的工序(以下,也称为退火工序)。
通过在制膜工序之后且拉伸处理之前设置涂布工序,能够获得在液晶聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域的液晶聚合物膜。
作为制膜工序中的制膜方法,例如,可优选地利用流延法、涂布法、挤出法等。其中,制膜方法优选为流延法。
作为溶剂,例如,可以举出:二氯甲烷、氯仿、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、1-氯丁烷、氯苯、邻二氯苯等卤化烃;对氯苯酚、五氯苯酚、五氟苯酚等卤化苯酚;二***、四氢呋喃、1,4-二噁烷等醚;丙酮、环己酮等酮;乙酸乙酯、γ-丁内酯等酯;碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等碳酸酯;三乙胺等胺;吡啶等含氮杂环芳香族化合物;乙腈、丁二腈等腈;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺、四甲基脲等脲化合物;硝基甲烷、硝基苯等硝基化合物;二甲基亚砜、环丁砜等硫化合物;六甲基磷酸酰胺、磷酸三正丁酯等磷化合物等,可以使用它们中的2种以上。
作为溶剂,从腐蚀性低且容易处理的方面考虑,优选以非质子性化合物(尤其不具有卤原子的非质子性化合物)作为主成分的溶剂,非质子性化合物在溶剂整体中所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。并且,作为上述非质子性化合物,从容易溶解液晶聚合物的方面考虑,优选使用N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四甲基脲、N-甲基吡咯烷酮等酰胺或γ-丁内酯等酯,更优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及N-甲基吡咯烷酮。
并且,作为溶剂,从容易溶解液晶聚合物的方面考虑,优选以偶极矩为3~5的化合物作为主成分的溶剂,偶极矩为3~5的化合物在溶剂整体中所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。
作为上述非质子性化合物,优选使用偶极矩为3~5的化合物。
并且,作为溶剂,从容易去除的方面考虑,优选为以1气压下的沸点为220℃以下的化合物作为主成分的溶剂,1气压下的沸点为220℃以下的化合物在溶剂整体中所占的比例优选为50质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。
作为上述非质子性化合物,优选使用1气压下的沸点为220℃以下的化合物。
并且,在通过上述流延法、涂布法、挤出法等制膜的情况下,可以使用支承体。并且,在将后述层叠体中使用的金属层(金属箔)等用作支承体的情况下,也可以不剥离而直接使用。
作为支承体,例如,可以举出玻璃板、树脂膜或金属箔。其中,优选树脂膜,尤其从耐热性优异、容易涂布组合物、并且容易从液晶聚合物剥离的方面考虑,优选聚酰亚胺(PI)膜。
作为聚酰亚胺(PI)膜的市售品的例子,可以举出Ube[ndustries,Ltd.制UPILEX S及UPILEX R、DU PONT-TORAY C0.,LTD.制Kapton、以及SKC KOLONP[公司制IF30、IF70及LV300等。
并且,支承体优选在表面形成表面处理层以容易剥离。表面处理层优选包含氟树脂。
支承体的平均厚度并没有特别限制,优选为25μm以上且75μm以下,更优选为50μm以上且75μm。
并且,作为从流延或涂布的膜状组合物(流延膜或涂膜)去除溶剂的至少一部分的方法,并没有特别限制,能够使用公知的干燥方法。
作为涂布工序、拉伸工序及退火工序,并没有特别限制,能够利用通常公知的方法。
-用途-
本发明所涉及的液晶聚合物膜能够用于各种用途。其中,可适用于印刷配线板等电子元件用膜,更适用于柔性印刷电路基板。
并且,本发明所涉及的液晶聚合物膜可以适用作金属粘接用液晶聚合物膜。
[层叠体]
本发明所涉及的层叠体只要为包含本发明所涉及的液晶聚合物膜的层叠体即可。本发明所涉及的液晶聚合物膜与形成于液晶聚合物膜上的层的密合性优异。因此,本发明所涉及的层叠体优选具有本发明所涉及的液晶聚合物膜和配置于上述液晶聚合物膜的至少一个面上的层。配置于液晶聚合物膜的至少一个面上的层并没有特别限定,例如,可以举出聚合物层及金属层。配置于液晶聚合物膜的至少一个面上的层可以为涂布层。
并且,配置于液晶聚合物膜的至少一个面上的层可以配置于液晶聚合物膜的整个面,也可以仅配置于液晶聚合物膜的一部分。
其中,本发明所涉及的层叠体优选具有本发明所涉及的液晶聚合物膜以及配置于上述液晶聚合物膜的至少一个面上的金属层或金属配线。尤其,金属层或金属配线优选配置于上述液晶聚合物膜的层A(例如,粘接层)侧的面。
并且,上述金属层或金属配线只要为公知的金属层或金属配线即可,例如,优选为铜层或铜配线。
作为将本发明所涉及的液晶聚合物膜与金属层贴合的方法,并没有特别限制,能够利用公知的层压方法。
上述液晶聚合物膜与上述金属层之间的剥离强度优选为0.5kN/m以上,更优选为0.7kN/m以上,进一步优选为0.7kN/m~2.0kN/m,尤其优选为0.9kN/m~1.5kN/m。
在本发明中,液晶聚合物膜与金属层(例如,铜层)之间的剥离强度通过以下方法测定。
由液晶聚合物膜与金属层的层叠体制作1.0cm宽度的剥离用试验片,将聚合物膜用双面粘接胶带固定于平板,遵照JIS C 5016(1994),通过180°法,测定以50mm/分钟的速度从金属层剥离聚合物膜时的强度(kN/m)。
金属层优选为铜层。作为铜层,优选为通过压延法形成的压延铜箔或通过电解法形成的电解铜箔,从耐弯曲性的观点考虑,更优选为压延铜箔。
金属层(优选为铜层)的平均厚度并没有特别限定,优选为3μm~30μm,更优选为5μm~20μm。铜箔可以为可剥离地形成于支承体(载流子)上的带载流子铜箔。作为载流子,能够使用公知的载流子。载流子的平均厚度并没有特别限定,优选为10μm~100μm,更优选为18μm~50μm。
并且,从与液晶聚合物膜的密合性的观点考虑,金属层或金属配线优选在与上述液晶聚合物膜接触的一侧面具有能够与上述液晶聚合物膜进行交互作用的基团。并且,在上述粘接剂包含具有官能团的化合物的情况下,例如,上述能够进行交互作用的基团优选为氨基与环氧基、羟基与环氧基之类的与上述具有官能团的化合物的官能团对应的基团。
作为能够进行交互作用的基团,可以举出在上述具有官能团的化合物中作为官能团举出的基团。
其中,从密合性及处理容易性的观点考虑,优选为能够进行交互作用的基团为能够共价键合的基团,更优选为氨基或羟基,尤其优选为氨基。
例如,通过蚀刻,将本发明所涉及的层叠体中的金属层加工成所期望的电路图案,还优选制成柔性印刷电路基板。作为蚀刻方法,并没有特别限制,能够使用公知的蚀刻方法。
[聚合物膜]
本发明所涉及的聚合物膜包含:聚合物层,包含选自由氟系聚合物、包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物、聚苯醚及芳香族聚醚酮组成的组中的至少1种聚合物;及配置于聚合物层的至少一个面上的层A,在聚合物层与层A之间形成有包含聚合物及构成层A的材料的混合区域。
<聚合物层>
本发明所涉及的聚合物膜中,聚合物层包含选自由氟系聚合物、包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物、聚苯醚及芳香族聚醚酮组成的组中的至少1种聚合物。
-氟系聚合物-
作为氟系聚合物,例如,可以举出聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、全氟烷氧基氟树脂、四氟乙烯/六氟化丙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/氯三氟乙烯共聚物等。
其中,可优选举出聚四氟乙烯。
并且,氟系聚合物可以举出包含氟化α-烯烃单体(即包含至少1个氟原子的α-烯烃单体)和(根据需要)衍生自对氟化α-烯烃单体具有反应性的非氟烯属不饱和单体的结构单元的均聚物及共聚物。
作为氟化α-烯烃单体,可以举出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、全氟(碳原子数2~8的烷基)乙烯醚(例如,全氟甲基乙烯醚、全氟丙基乙烯醚、全氟辛基乙烯醚)等。其中,优选为选自由四氟乙烯(CF2=CF2)、氯三氟乙烯(CClF=CF2)、(全氟丁基)乙烯、聚偏氟乙烯(CH2=CF2)及六氟丙烯(CF2=CFCF3)组成的组中的至少1种单体。
作为非氟化单烯属不饱和单体,可以举出乙烯、丙烯、丁烯、烯属不饱和芳香族单体(例如,苯乙烯及α-甲基苯乙烯)等。
氟化α-烯烃单体可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
并且,非氟烯属不饱和单体可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为氟系聚合物,可以举出聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚(氯三氟乙烯-丙烯)、聚(乙烯-四氟乙烯)(ETFE)、聚(乙烯-氯三氟乙烯)(ECTFE)、聚(六氟丙烯)、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚(四氟乙烯-乙烯-丙烯)、聚(四氟乙烯-六氟丙烯)(FEP)、聚(四氟乙烯-丙烯)(FEPM)、聚(四氟乙烯-全氟丙烯乙烯醚)、聚(四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚)(PFA)(例如,聚(四氟乙烯-全氟丙基乙烯醚))、聚乙烯氟化物(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏氟乙烯-氯三氟乙烯)、全氟聚醚、全氟磺酸、全氟聚氧杂环丁烷等。
氟系聚合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
氟系聚合物优选为FEP、PFA、ETFE或PTFE中的至少1个。FEP可从DuPont公司获得,商品名为特氟龙(注册商标)FEP(TEFLON(注册商标)FEP),或从DAIKIN INDUSTRIES,LTD.获得,商品名为NEOFLON FEP;PFA可从DAIKININDUSTRIES,LTD.获得,商品名为NEOFLON PFA,可从DuPont公司获得,商品名为特氟龙(TEFLON(注册商标)PFA),或从Solvay Solexis公司获得,商品名为HYFLON PFA。
氟系聚合物优选包含PTFE。PTFE能够包含PTFE均聚物、部分改性的PTFE均聚物或包含它们中的一种或两种的组合。部分改性的PTFE均聚物以聚合物的总质量为基准,优选包含小于1质量%的源自四氟乙烯以外的共聚单体的结构单元。
氟系聚合物可以为具有交联性基团的交联性氟聚合物。能够通过以往公知的交联方法使交联性氟聚合物交联。代表***联性氟聚合物之一为具有(甲基)丙烯酰氧基的氟聚合物。例如,交联性氟聚合物可由下述式表示:
H2C=CR’COO-(CH2)n-R-(CH2)n-OOCR’=CH2
式中,R是具有2个以上来自氟化α-烯烃单体或非氟化单烯属不饱和单体的结构单元的氟系低聚物链,R‘是H或-CH3,n是1~4。R可以为包括源自四氟乙烯的结构单元的氟系低聚物链。
通过氟系聚合物上的(甲基)丙烯酰氧基开始自由基交联反应,因此通过将具有(甲基)丙烯酰氧基的氟聚合物曝光于自由基源,能够形成交联氟聚合物网状结构。自由基源并没有特别限制,可优选举出光自由基聚合引发剂或有机过氧化物。合适的光自由基聚合引发剂及有机过氧化物在本领域中已广为人知。交联性氟聚合物为市售品,例如,可以举出DuPont公司制VITON B。
-包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物-
作为包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物的例子,例如,可以举出具有由降冰片烯或多环降冰片烯系单体之类的由环状烯烃构成的单体形成的结构单元的热塑性树脂,也称为热塑性环状烯烃系树脂。
包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物可以为上述环状烯烃的开环聚合物或使用2种以上的环状烯烃的开环共聚物的氢化物,也可以为环状烯烃与链状烯烃或乙烯基之类的具有烯属不饱和键的芳香族化合物等的加成聚合物。并且,可以在包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物中导入有极性基团。
包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为环状脂肪族烃基的环结构,可以为单环,可以为2个以上的环缩合的缩合环,也可以为桥环。
作为环状脂肪族烃基的环结构,可以举出环戊烷环、环己烷环、环辛烷环、异佛尔酮环、降莰烷环、二环戊烷环等。
具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物可以为单官能烯属不饱和化合物,也可以为多官能烯属不饱和化合物。
具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物中的环状脂肪族烃基数为1个以上即可,也可以具有2个以上。
包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物只要为使至少1种具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物聚合而成的聚合物即可,可以为使2种以上的具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物聚合而成的聚合物,也可以为与不具有环状脂肪族烃基的其他烯属不饱和化合物的共聚合物。
并且,包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物优选为环烯烃聚合物。
-聚苯醚-
在制膜后进行热固化的情况下,从耐热性及膜形成性的观点考虑,聚苯醚的重均分子量(Mw)优选为500~5,000,优选为500~3,000。并且,在不进行热固化的情况下,并没有特别限定,优选为3,000~100,000,优选为5,000~50,000。
作为聚苯醚,从介电损耗角正切及耐热性的观点考虑,分子末端的酚性羟基的每1分子的平均数量(末端羟基数)优选为1个~5个,更优选为1.5个~3个。
聚苯醚的羟基数或酚性羟基例如根据聚苯醚的产品的标准值获知。并且,作为末端羟基数或末端酚性羟基数,例如,可以举出表示存在于聚苯醚1摩尔中的所有聚苯醚的每1分子的羟基或酚性羟基的平均值的数值等。
聚苯醚可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为聚苯醚,例如,可以举出由2,6-二甲苯酚和2官能苯酚及3官能苯酚中的至少一个组成的聚苯醚或聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)等以聚苯醚作为主成分的物质等。更具体而言,例如,优选具有由式(PPE)表示的结构的化合物。
[化学式2]
式(PPE)中,X表示碳原子数1~3的亚烷基或单键,m表示0~20的整数,n表示0~20的整数,m和n的合计表示1~30的整数。
作为上述X中的上述亚烷基,例如,可以举出二甲基亚甲基等。
-芳香族聚醚酮-
作为芳香族聚醚酮,并没有特别限定,能够使用公知的芳香族聚醚酮。
芳香族聚醚酮优选为聚醚醚酮。
聚醚醚酮为芳香族聚醚酮的1种,依次配置有醚键、醚键、羰基键(酮)等键的聚合物。各键之间优选通过2价芳香族基团连结。
芳香族聚醚酮可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为芳香族聚醚酮,例如,可以举出具有由下述式(P1)表示的化学结构的聚醚醚酮(PEEK)、具有由下述式(P2)表示的化学结构的聚醚酮(PEK)、具有由下述式(P3)表示的化学结构的聚醚酮酮(PEKK)、具有由下述式(P4)表示的化学结构的聚醚醚酮酮(PEEKK)、具有由下述式(P5)表示的化学结构的聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)。
[化学式3]
从机械特性的观点考虑,式(P1)~(P5)的各n优选为10以上,更优选为20以上。另一方面,从容易制造芳香族聚醚酮的观点考虑,n优选为5,000以下,更优选为1,000以下。即,n优选为10~5,000,更优选为20~1,000。
<层A>
本发明所涉及的聚合物膜包含配置于聚合物层的至少一个面上的层A。层A可以仅配置于聚合物层的一个面,也可以配置于液晶聚合物层的两个面。层A的优选方式与上述液晶聚合物膜上的层A的优选方式相同。
<混合区域>
在本发明所涉及的聚合物膜中,在聚合物层与层A之间形成有包含聚合物及构成层A的材料的混合区域。
混合区域中包含的聚合物及构成层A的材料的详细内容如上述聚合物层及层A一栏中所记载。
由于形成有上述混合区域,因此本发明所涉及的聚合物膜与形成于聚合物膜上的层的密合性优异。
关于聚合物膜中是否形成有混合区域,能够通过与液晶聚合物膜上的混合区域相同的方法确认。
从与金属的密合性的观点考虑,混合区域的平均厚度优选为1nm~10μm,更优选为100nm~5μm,进一步优选为300nm~2μm。
从强度、聚合物膜的介电损耗角正切及与金属的密合性的观点考虑,本发明所涉及的聚合物膜的平均厚度优选为6μm~200μm,更优选为12μm~100μm,尤其优选为20μm~60μm。
从介电系数的观点考虑,本发明所涉及的聚合物膜的介电损耗角正切优选为0.005以下,更优选为超过0且0.003以下。
本发明所涉及的聚合物膜能够与上述液晶聚合物膜相同地设为层叠体。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等,只要不脱离本发明的主旨,则能够适当变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。
《测定法》
[介电损耗角正切]
在频率10GHz下,通过共振扰动法实施了介电损耗角正切的测定。在网路分析仪(Agilent Technology公司制“E8363B”)上连接10GHz的空腔共振器(Kanto ElectronicsApplication&Development Inc.的CP531),在空腔共振器内***膜的样品(宽度:2.0mm×长度:80mm),在温度25℃、湿度60%RH环境下,根据***96小时前后的共振频率的变化测定了膜的介电损耗角正切。
[剥离强度]
由液晶聚合物膜与铜层的层叠体制作1.0cm宽度的剥离用试验片,将液晶聚合物膜用双面粘接胶带固定于平板,遵照JIS C 5016(1994),通过180°法,测定了以50mm/分钟的速度从液晶聚合物膜剥离铜层时的强度(kN/m)。
《制造例》
<液晶聚合物>
LC-A:按照下述制造方法制作的液晶聚合物
LC-B:按照下述制造方法制作的液晶聚合物
-LC-A的制造-
在具备搅拌装置、扭矩计、氮气导入管、温度计及回流冷却器的反应器中,放入6-羟基-2-萘甲酸940.9g(5.0摩尔)、4-羟基乙酰氨酚377.9g(2.5摩尔)、间苯二甲酸415.3g(2.5摩尔)及乙酸酐867.8g(8.4摩尔),将反应器内的气体替换为氮气之后,一边在氮气气流下进行搅拌,一边经60分钟从室温(23℃)升温至140℃,在140℃下使其回流3小时。
接着,一边蒸馏去除副产乙酸及未反应的乙酸酐,一边经5小时从150℃升温至300℃,在300℃下保持30分钟之后,从反应器取出内容物,并冷却至室温。用粉碎机粉碎所获得的固体物质,获得了粉末状液晶聚酯(B1)。该液晶聚酯(B1)的流动起始温度为193.3℃。
将以上获得的液晶聚酯(B1)在氮气环境下经2小时20分钟从室温升温至160℃,接着经3小时20分钟从160℃升温至180℃,在180℃下保持5小时,由此使其进行固相聚合之后进行冷却,接着,用粉碎机粉碎,获得了粉末状液晶聚酯(B2)。该液晶聚酯(B2)的流动起始温度为220℃。
将以上获得的液晶聚酯(B2)在氮气环境下,经1小时25分钟从室温(23℃)升温至180℃,接着经6小时40分钟从180℃升温至255℃,在255℃下保持5小时,由此使其进行固相聚合之后进行冷却,获得了粉末状液晶聚酯(LC-A)。液晶聚酯(LC-A)的流动起始温度为302℃。并且,利用示差扫描量热分析装置测定该液晶聚酯(LC-A)的熔点的结果为311℃。
-LC-B的制造-
在具备搅拌装置、扭矩计、氮气导入管、温度计及回流冷却器的反应器中,放入了2-羟基-6-萘甲酸1034.99g(5.5摩尔)、2,6-萘二甲酸378.33g(1.75摩尔)、对苯二甲酸83.07g(0.5摩尔)、氢醌272.52g(2.475摩尔,相对于2,6-萘二甲酸及对苯二甲酸的合计摩尔量,0.225摩尔过量)、乙酸酐1226.87g(12摩尔)及作为催化剂的1-甲基咪唑0.17g。将反应器内的气体替换为氮气之后,一边在氮气气流下进行搅拌,一边经15分钟从室温升温至145℃,使其在145℃下回流1小时。
接着,一边蒸馏去除副产乙酸及未反应的乙酸酐,一边经3小时30分钟从145℃升温至310℃,在310℃下保持3小时之后,取出固体状液晶聚酯(LC-B),将该液晶聚酯(LC-B)冷却至室温。该聚酯(LC-B)的流动起始温度为265℃。
<聚合物>
P-1:
市售的聚四氟乙烯(PTFE)粒子的水分散液(POLYFLON PTFE D-711,平均粒径0.30μm,固体成分浓度60%,DAIKIN INDUSTRIES,LTD.制)使用了固体成分成为表1中记载的量。
<添加剂>
F-1:市售的平均粒径600nm的低介电损耗角正切填充剂(特殊处理熔融球状二氧化硅,Denka CompanyLim北ed制)
<粘接层用组合物>
M-1:市售的低介电粘接剂(主要包含聚合物型固化性化合物的SLK(Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制)的清漆)
M-2:市售的低介电粘接剂(热塑性聚酰亚胺清漆PIAD 100H,ARAKAWA CHEMICALINDUSTRIES,LTD制)
(实施例1~实施例3、实施例5~实施例8)
在实施例1~实施例3、实施例5~实施例8中,利用流延法(溶液制膜法)制膜。
-液晶聚合物溶液的制备-
在实施例1~3及实施例6~实施例8中,将上述液晶聚合物添加至N-甲基吡咯烷酮中,在氮气环境下,以140℃搅拌4小时,由此获得了液晶聚合物溶液。将固体成分浓度设为8质量%。
在实施例5中,将上述液晶聚合物及上述添加剂添加至N-甲基吡咯烷酮中,在氮气环境下,以140℃搅拌4小时,由此获得了液晶聚合物溶液。添加剂添加了液晶聚合物层中的添加剂的含量成为表1中记载的量。将固体成分浓度设为11质量%。
接着,使上述溶液通过标称孔径10μm的烧结纤维金属过滤器之后,进一步使其通过标称孔径10μm的烧结纤维金属过滤器,由此获得了液晶聚合物溶液。
-制膜工序-
将所获得的液晶聚合物溶液送入流延模,使其在不锈钢制带(支承体)上流延。在残留溶剂量成为25质量%的时间点,从支承体剥离,一边对网状物(web)施加10%的拉伸力(draw),一边输送,由此获得了膜。
-粘接层的形成1-
对所获得的膜涂布表1中记载的粘接层用组合物直至粘接层的厚度成为表1中记载的厚度的1/10并使其干燥,由此形成了粘接层1。
-拉伸工序、退火工序-
用拉幅机把持形成有粘接层1的膜并沿横向拉伸了15%。之后,在氮气环境下进行了以1℃/分钟从室温升温至270℃并在该温度下保持2小时的热处理。
-粘接层的形成2-
在粘接层1上进一步涂布表1中记载的粘接层用组合物直至粘接层的厚度成为表1记载的厚度并使其干燥,由此获得了液晶聚合物膜。
接着,使用所获得的液晶聚合物膜,制作了覆铜层叠板。制作方法为如下所述。
-覆铜层叠板前体工序-
将铜箔(Fukuda Metal Foil&Powder Co.,Ltd.制,CF-T9DA-SV-18,厚度18μm,贴附面(处理面)的表面粗糙度Rz为0.85μm)载置成与上述液晶聚合物膜的形成有粘接层的面接触,利用层压机(Nikko-Materials Co.,Ltd.制“真空层压机V-130”)在140℃及层压压力0.4MPa的条件下进行1分钟的层压处理,由此获得了铜箔层叠板前体。
-正式热压接工序-
利用热压接机(Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.制“MP-SNL”),在300℃、4.5MPa的条件下对所获得的覆铜层叠板前体进行10分钟的热压接,由此制作了覆铜层叠板。
(实施例4)
在实施例4中,利用挤出法(熔融制膜法)制膜。
-树脂颗粒的制作-
将上述液晶聚合物在80℃的氮气流环境下干燥之后,利用双轴挤出机在氮气环境下进行了颗粒化。所获得的脂颗粒在80℃的干燥空气下干燥之后使用。
-制膜工序-
从螺杆径50mm的双轴挤出机的同一供给口,将所获得的颗粒供给至缸内,在340℃~350℃下加热混炼来获得了混炼物。接着,将混练物送入T模,使其吐出熔融状态的膜状混练物,施加10%的拉伸力的同时用冷却辊收取并进行固化,由此获得了膜。
-粘接层的形成1-
对所获得的膜涂布粘接层用组合物M-1直至粘接层的厚度成为表1中记载的厚度的1/10并使其干燥,由此形成了粘接层1。
-拉伸工序、退火工序-
用拉幅机把持形成有粘接层的膜并沿横向拉伸了15%。之后,在氮气环境下进行了以1℃/分钟从室温升温至270℃并在该温度下保持2小时的热处理。
-粘接层的形成2-
在粘接层1上进一步涂布表1中记载的粘接层用组合物直至粘接层的厚度成为表1记载的厚度并使其干燥,由此获得了液晶聚合物膜。
使用所获得的液晶聚合物膜,以与实施例1相同的方法制作了覆铜层叠板。
(实施例9)
在实施例9中,使用涂布法制膜。
-制膜工序-
通过反向凹版法,在铜箔(Fukuda Metal Foil&Powder Co.,Ltd.制,CF-T4X-SV-18,厚度18μm)的处理面上涂布分散液,并在120℃下干燥10分钟,由此获得了膜前体。
-粘接层的形成1-
对所获得的膜前体涂布表2中记载的粘接层用组合物直至粘接层的厚度成为表2中记载的厚度的1/10并使其干燥,由此形成了粘接层1。
-退火工序-
将形成有粘接层1的膜前体在氮气环境下,以380℃加热了5分钟。
-粘接层的形成2-
在粘接层1上进一步涂布表2中记载的粘接层用组合物直至粘接层的厚度成为表2中记载的厚度并使其干燥,由此获得了铜箔/聚合物膜的层叠体。
使用所获得的铜箔/聚合物膜的层叠体,以与实施例1相同的方法制作了覆铜层叠板。
(比较例1)
在比较例1中,进行制膜工序之后,接着进行拉伸工序、退火工序,在退火工序之后形成了粘接层。关于各工序,以与实施例1相同的方法进行,获得了液晶聚合物膜。使用所获得的液晶聚合物膜,以与实施例1相同的方法制作了覆铜层叠板。
(比较例2)
在比较例2中,进行制膜工序之后,接着进行拉伸工序、退火工序,在退火工序之后形成了粘接层。关于各工序,以与实施例4相同的方法进行,获得了液晶聚合物膜。使用所获得的液晶聚合物膜,以与实施例1相同的方法制作了覆铜层叠板。
将液晶聚合物膜的介电损耗角正切及覆铜层叠板的剥离强度的测定结果记载于表1。关于液晶聚合物膜,在表1中记载了液晶聚合物的种类及厚度、粘接层的种类、形成时间点及厚度、以及制膜方法。关于粘接层的形成时间点,将粘接层的形成在制膜工序后立即进行时记载为“A”,在退火工序后立即进行时记载为“B”。并且,在实施例1~8中,确认到了在液晶聚合物膜中形成有包含液晶聚合物及粘接剂的混合区域,因此记载了混合区域的厚度。并且,在实施例9中,确认到了在聚合物膜中形成有包含聚合物及粘接剂的混合区域,因此记载了混合区域的厚度。
另外,关于在液晶聚合物膜及液晶聚合物膜中是否形成有混合区域,沿斜向切割液晶聚合物膜,用TOF-SIMS(飞行时间型二次离子质谱分析法)评价所获得的剖面样品,将同时观测到源自液晶聚合物层的片段及源自层A的片段的部分判断为混合区域。
[表1]
[表2]
如表1所示,在实施例1~实施例8中,可知由于具有包含液晶聚合物的液晶聚合物层及配置于液晶聚合物层的至少一个面上的层A,在液晶聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域,因此液晶聚合物膜与金属的粘接性优异。
如表2所示,在实施例9中,可知由于具有包含聚合物的聚合物层及配置于聚合物层的至少一个面上的层A,在聚合物层与层A之间形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域,因此聚合物膜与金属的粘接性优异。
另一方面,在比较例1及比较例2中,可知未形成有包含液晶聚合物及构成层A的材料的混合区域,液晶聚合物膜与金属的密合性差。
另外,关于2021年2月18日申请的日本专利申请2021-024494的发明,将其整体通过参考编入本说明书中。并且,本说明书中记载的所有文献、专利申请及技术规格与通过参考并入各个文献、专利申请及技术规格的情况被具体且各个记入的情况相同程度地,通过参考编入本说明书中。
Claims (17)
1.一种液晶聚合物膜,其包含:
包含液晶聚合物的液晶聚合物层;及
配置于所述液晶聚合物层的至少一个面上的层A,
在所述液晶聚合物层与所述层A之间形成有包含所述液晶聚合物及构成所述层A的材料的混合区域。
2.根据权利要求1所述的液晶聚合物膜,其中,
所述混合区域的平均厚度为1nm~10μm。
3.根据权利要求1或2所述的液晶聚合物膜,其介电损耗角正切为0.005以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,
所述层A为包含粘接剂的粘接层。
5.根据权利要求4所述的液晶聚合物膜,其中,
所述粘接剂包含具有官能团的化合物,
所述官能团为选自由能够共价键合的基团、能够离子键合的基团、能够氢键合的基团及能够进行偶极间交互作用的基团组成的组中的至少1种基团。
6.根据权利要求5所述的液晶聚合物膜,其中,
所述官能团为能够共价键合的基团。
7.根据权利要求6所述的液晶聚合物膜,其中,
所述能够共价键合的基团为选自由环氧基、氧杂环丁烷基、异氰酸酯基、酸酐基、碳二亚氨基、N-羟基酯基、乙二醛基、酰亚胺酯基、卤代烷基及硫醇基组成的组中的至少1种基团。
8.根据权利要求5所述的液晶聚合物膜,其中,
所述官能团为能够离子键合的基团、能够氢键合的基团或能够进行偶极间交互作用的基团。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,
所述液晶聚合物的熔点为280℃以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,
所述液晶聚合物包含源自芳香族羟基羧酸的结构单元。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,
所述液晶聚合物包含选自由源自芳香族羟基羧酸的结构单元、源自芳香族二醇的结构单元及源自芳香族二羧酸的结构单元组成的组中的至少1种结构单元。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的液晶聚合物膜,其中,
所述液晶聚合物包含芳香族聚酯酰胺。
13.一种层叠体,其具有权利要求1至12中任一项所述的液晶聚合物膜以及配置于所述液晶聚合物膜的至少一个面上的金属层或金属配线。
14.根据权利要求13所述的层叠体,其中,
所述金属层或金属配线在与所述液晶聚合物膜接触的一侧面具有能够与所述液晶聚合物膜进行交互作用的基团。
15.根据权利要求14所述的层叠体,其中,
能够与所述液晶聚合物膜进行交互作用的基团为氨基。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的层叠体,其中,
所述液晶聚合物膜与所述金属层之间的剥离强度为0.5kN/m以上。
17.一种聚合物膜,其包含:
聚合物层,其包含选自由氟系聚合物、包含源自具有环状脂肪族烃基和具有烯属不饱和键的基团的化合物的结构单元的聚合物、聚苯醚及芳香族聚醚酮组成的组中的至少1种聚合物;及
层A,其配置于所述聚合物层的至少一个面上,
在所述聚合物层与所述层A之间形成有包含所述聚合物及构成所述层A的材料的混合区域。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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