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JP2805741B2 - 耐熱性接着剤組成物 - Google Patents

耐熱性接着剤組成物

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Publication number
JP2805741B2
JP2805741B2 JP4325470A JP32547092A JP2805741B2 JP 2805741 B2 JP2805741 B2 JP 2805741B2 JP 4325470 A JP4325470 A JP 4325470A JP 32547092 A JP32547092 A JP 32547092A JP 2805741 B2 JP2805741 B2 JP 2805741B2
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JP
Japan
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heat
resistant adhesive
epoxy
resistant
layer
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JP4325470A
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浩 井上
勝海 木村
誠一郎 高林
勉 船越
研二 園山
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive

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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明の耐熱性接着剤は、
(a)可溶性ポリイミドシロキサン、(b)エポキシ変
性ポリシロキサン化合物、(c)エポキシ基を有する他
のエポキシ化合物及び(d)エポキシ硬化剤からなる耐
熱性接着剤組成物のおいて、接着剤組成物の(a)〜
(d)の成分の種類及び/又はその含有割合が異なる少
なくとも2種の前記組成物を積層してなる耐熱性接着剤
組成物に関する。
【0002】この発明の耐熱性接着剤組成物は、例えば
銅、アルミニウム、鉄等の各種金属箔と耐熱性フィル
ム、無機シート等の耐熱性支持材料とを比較的低温で張
り合わせを行うことができると共に、前記の耐熱性接着
剤で張り合わされた積層体は、接着剤層が充分な接着力
を示し、しかも、優れた耐熱性を示すので、例えば、フ
レキシブル配線基板、TAB(Tape Automated Bondin
g) 用銅張基板等の製造に使用すれば、その耐熱性接着
剤を使用して得られる各基板が、その後のハンダ処理等
の各種の高温処理工程を安心して行うことができ、最終
製品の品質を高めたり、不良率を低下させることができ
る。
【0003】
【従来の技術】従来、フレキシブル配線基板は、エポキ
シ樹脂やウレタン樹脂等の接着剤を用いて、芳香族ポリ
イミドフィルムと銅箔とを張り合わせることによって製
造されていることが多かった。しかし、公知の接着剤を
使用して製造されたフレキシブル配線基板は、その後の
ハンダ処理工程で高温に曝されると、接着剤層におい
て、ふくれや剥がれを生じるという問題があり、接着剤
の耐熱性を向上させることが望まれていた。
【0004】このような欠点を改良するために、接着剤
としてイミド樹脂系接着剤、例えば、N,N'−(4,4'−ジ
フェニルメタン)ビスマレイミドと4,4'−ジアミノジフ
ェニルメタンからなる予備縮合物が提案されている。し
かし、この予備縮合物自体は脆いため、柔軟性が要求さ
れるようなフレキシブル配線基板の接着剤としては適当
でない。また例えば、特開昭62−232475号公報
及び特開昭62−235382号公報では、ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸と芳香族ジアミンとから得られる
芳香族ポリイミドとポリビスマレイミドとを混合した樹
脂組成物から形成された熱硬化性接着フィルムが提案さ
れている。
【0005】しかし、前記の接着性フィルムはその軟化
温度が180°C以上であり、耐熱性フィルムと銅箔と
の接着を、約260°C〜280°C程度の高い温度下
で、しかも、30〜60kg/cm2 程度の高い圧力下
で行う必要があり、このような接着条件では、有機樹脂
製の圧着ロールを使用して連続的に、耐熱性フィルムと
銅箔とをラミネートすることが極めて困難であり、硬化
も250°C程度の高い温度が必要があり、実用性とい
う点で問題であった。
【0006】一方、配線板等の電子部品のコーティング
用組成物として、芳香族ポリイミド等にエポキシ樹脂を
配合したり樹脂溶液( ワニス )が、前記樹脂硬化物から
なる耐熱性コーティング層との接着性を改良するため
に、種々提案されているが、公知のコーティング用組成
物は、前述のような銅張基板の製造における銅箔と芳香
族ポリイミドフィルムとを接着するための接着剤として
は、張り合わせ又は硬化の温度が高くなったり、芳香族
ポリイミドとエポキシ樹脂との相溶性又は芳香族ポリイ
ミドと溶媒との相溶性が低かったり、あるいは接着・硬
化した後の接着剤層が柔軟でなかったりという問題があ
り、実際に接着剤として使用できるものでなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、前
述の公知の接着剤に起因する問題点が解消されていて、
接着剤溶液の塗布、乾燥、金属箔のラミネート、及び接
着剤層の硬化からなる工程を経て、耐熱性フィルムとの
各種金属箔とを好適に張り合わすことができる高温度で
の高い接着性を示す耐熱性接着剤組成物を提供すること
である。
【0008】この発明者らは、従来の接着剤の難点を改
良することを目的として鋭意研究を行って、ポリイミド
シロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、エポキシ基
を有する他のエポキシ化合物及びエポキシ硬化剤とを組
み合わせた耐熱性接着剤組成物において、接着剤組成物
の各成分の種類及び/又はその含有割合が異なる少なく
とも2種の前記組成物を積層してなる耐熱性接着剤組成
物が、耐薬品性、電気信頼性、耐熱性が良く反りが小さ
い耐熱性接着剤になることを知り、この発明に至った。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、(a)ビフ
ェニルテトラカルボン酸類を主成分とする芳香族テトラ
カルボン酸成分と一般式(1)
【0010】
【化2】
【0011】(但し、式中のRは2価の炭化水素残基を
示し、R1 、R2 、R3 及びR4 は低級アルキル基又は
フェニル基を示し、nは3〜60の整数を示す)で示さ
れるジアミノポリシロキサン10〜100モル%及び芳
香族ジアミン0〜90モル%からなるジアミン成分とか
ら得られた可溶性ポリイミドシロキサン100重量部、
(b)エポキシ変性ポリシロキサン0〜60重量部、
(c)エポキシ基を有するエポキシ化合物15〜250
重量部、(d)エポキシ硬化剤からなる耐熱性接着剤組
成物の(a)〜(d)の成分の種類及び/又はその含有
割合が異なる少なくとも2種の前記組成物を積層してな
る耐熱性接着剤組成物に関する。
【0012】この発明において、ビフェニルテトラカル
ボン酸類を主成分とする芳香族テトラカルボン酸成分と
しては、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,
3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸、又はこれらの酸二
無水物やエステル化物等のビフェニルテトラカルボン酸
類を、60モル%以上、特に80〜100モル%含有す
る芳香族テトラカルボン酸成分が使用される。これらの
中でも特に、2,3,3',4'-ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物が、前記ポリイミドシロキサンの有機極性溶媒に
対する溶解性、エポキシ化合物との相溶性などに優れて
いるので好適である。
【0013】この発明において、ビフェニルテトラカル
ボン酸類と共に使用することができる芳香族テトラカル
ボン酸成分としては、例えば、3,3',4,4'-ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸、3,3',4,4'-ジフェニルエーテルテ
トラカルボン酸、ビス(3, 4-ジカルボキシフェニル) メ
タン、2,2-ビス(3,4- ジカルボキシフェニル) プロパ
ン、ピロメリット酸、又はそれらの酸二無水物やエステ
ル化物等を好適に挙げることができる。しかし、これら
の使用量が多すぎると、前記ポリイミドシロキサンが有
機極性溶媒に対して難溶性となったり、エポキシ樹脂と
の相溶性が悪化したりするので適当ではない。
【0014】この発明において、一般式(1)で示され
るジアミノポリシロキサンとしては、式中のRが炭素数
2〜6個、特に3〜5個の『複数のメチレン基』、又は
フェニレン基からなる2価の炭化水素残基であり、R1
〜R4 がメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1
〜5の低級アルキル基又はフェニル基であることが好ま
しく、更に、nが特に5〜20、更に好ましくは5〜1
5程度であることが好ましい。R、R1 〜R4 の炭素数
が多すぎたり、nの数が大きすぎると反応性が低下した
り耐熱性が悪くなったり、得られるポリイミドシロキサ
ンの分子量が低くなったり有機溶媒に対する溶解性が低
下したり、他の有機化合物との相溶性が悪くなったりす
るので前記程度のものが適当である。
【0015】一般式(1)で示されるジアミノポリシロ
キサンの具体的種類としては、ω,ω’- ビス(2- アミ
ノエチル) ポリジメチルシロキサン、ω,ω’- ビス(3
- アミノプロピル) ポリジメチルシロキサン、ω,ω’
- ビス(4- アミノフェニル)ポリジメチルシロキサン、
ω,ω’- ビス(4- アミノ-3- メチルフェニル) ポリジ
メチルシロキサン、ω,ω’- ビス(3- アミノプロピ
ル) ポリジフェニルシロキサン等を好適に挙げることが
できる。
【0016】また、ジアミノポリシロキサンと共に使用
される芳香族ジアミンとしては、一般にはベンゼン環等
の芳香族環を2個以上、特に2〜5個有する芳香族ジア
ミン化合物、例えばビフェニル系ジアミン化合物、ジフ
ェニルエーテル系ジアミン化合物、ベンゾフェノン系ジ
アミン化合物、ジフェニルスルホン系ジアミン化合物、
ジフェニルメタン系ジアミン化合物、ジフェニルプロパ
ン系ジアミン化合物、ジフェニルチオエーテル系ジアミ
ン化合物、 ビス(フェノキシ)ベンゼン系ジアミン化
合物、ビス(フェノキシフェニル)スルホン系ジアミン
化合物、ビス(フェノキシ)ジフェニルスルホン系ジア
ミン化合物、ビス(フェノキシフェニル)ヘキサフルオ
ロプロパン系ジアミン化合物、ビス(フェノキシフェニ
ル)プロパン系ジアミン化合物等を挙げることができ、
それらを単独、或いは、混合物として使用することがで
きる。
【0017】前記芳香族ジアミンの具体的種類として
は、4,4'- ジアミノジフェニルエーテル、3,3'- ジアミ
ノジフェニルエーテル等のジフェニルエーテル系ジアミ
ン化合物、1,3-ビス(3- ジアミノフェノキシ) ベンゼ
ン、1,4-ビス(4- アミノフェノキシ) ベンゼン等のビス
( フェノキシ) ベンゼン系ジアミン化合物、2,2-ビス[4
-(4-アミノフェノキシ) フェニル] プロパン、2,2-ビス
[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル] プロパン等のビス
( フェノキシフェニル) プロパン系ジアミン化合物、ビ
ス[4-(4-アミノフェノキシ) フェニル] スルフォン、ビ
ス[4-(3-アミノフェノキシ) フェニル] スルフォン等の
ビス( フェノキシフェニル) スルフォン系ジアミン化合
物等の芳香族環を2〜5個有する芳香族ジアミン化合物
を好適に挙げることができる。
【0018】この発明において、ジアミノポリシロキサ
ンと芳香族ジアミンは、前者が10〜100モル%、好
ましくは15〜100モル%、更に好ましくは20〜9
0モル%、後者が0〜90モル%、好ましくは0〜85
モル%、更に好ましくは10〜80モル%の割合で使用
される。どちらかの成分が多すぎたり、少なすぎたりし
てこれらの範囲をはずれるとポリイミドシロキサンの有
機溶剤に対する溶解性が低下したり、他の有機化合物と
の相溶性が悪くなったりするので適当でない。
【0019】この発明において、(a)成分のポリイミ
ドシロキサンは、次の方法で製造される。 (a1) 芳
香族テトラカルボン酸成分とジアミノポリシロキサン及
び芳香族ジアミンのジアミン成分とを、略等モル使用し
て有機極性溶媒中で連続的に温度15〜250°Cで重
合及びイミド化させてポリイミドシロキサンを得る方
法。
【0020】(a2) ジアミン成分を分けて、まず芳香
族テトラカルボン酸成分の過剰量とジアミノポリシロキ
サンとを有機極性溶媒中で温度15〜250°Cで重合
及びイミド化させて、平均重合度1〜10程度の末端に
酸又は酸無水物基を有するイミドシロキサンオリゴマー
を調製し、別に芳香族テトラカルボン酸成分と過剰量の
芳香族ジアミンとを有機極性溶媒中で温度15〜250
°Cで重合、及びイミド化させて、平均重合度1〜10
程度の末端にアミノ基を有するイミドオリゴマーを調製
し、次いでこの両者を酸成分とジアミン成分とが略等モ
ルになるように混合して温度15〜60°Cで反応させ
て、更に温度を130〜250°Cに昇温してブロック
タイプのポリイミドシロキサンを得る方法。
【0021】(a3) 芳香族テトラカルボン酸成分とジ
アミノポリシロキサン及び芳香族ジアミン成分とを略等
モル使用して、有機極性溶媒中でまず温度20〜80°
Cで重合させて一度ポリアミック酸を得た後に、イミド
化してポリイミドシロキサンを得る方法等がある。
【0022】この発明でポリイミドシロキサンの製造に
使用される有機極性溶媒としては、例えば、N,N-ジメチ
ルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメ
チルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチ
ル−2-ピロリドン等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキ
シド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ジエ
チルスルホン、ヘキサメチルスルホルアミド等の硫黄原
子を含有する溶媒、クレゾール、フェノール、キシレノ
ールなどのフェノール系溶媒、アセトン、メタノール、
エタノール、エチレングリコール、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン等の酸素原子を分子内に有する溶媒、ピリ
ジン、テトラメチル尿素等のその他の溶媒を挙げること
ができる。更に、必要に応じて、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ソルベントナフ
サ、ベンゾニトリルのような他の種類の有機溶媒を併用
することも可能である。
【0023】この発明において、ポリイミドシロキサン
は前記(a1)〜(a3)等いずれの方法で得られたものを
使用してもよいが、できるだけ高分子量でイミド化率が
高く、有機極性溶媒に少なくとも3重量%以上、特に5
〜40重量%程度の高濃度でに溶解させることができる
ものが、接着操作や接着性能のよい接着剤が得られるの
で好適である。
【0024】ポリイミドシロキサンのイミド化率は、赤
外線吸収スペクトル分析法で測定してイミド化率が90
%以上、特に95%以上が好ましく赤外線吸収スペクト
ル分析においてポリマーのアミド−酸結合に係わる吸収
ピークが実質的に見出されず、イミド環結合に係わる吸
収ピークのみが見られるような高いイミド化率であるこ
とが好ましい。
【0025】ポリイミドシロキサンは、分子量の目安と
しての対数粘度(測定濃度:0.5g/100ミリリッ
トル溶液、溶媒:N-メチル−2-ピロリドン、測定温度:
30°C、粘度計:キャノンフェンスケ型粘度計)が、
0.05〜4、更に好ましくは0.1〜3程度であるの
が適当である。
【0026】更に、前記のポリイミドシロキサンは、フ
ィルムに形成した場合に、その弾性率が300kg/m
2 以下、特に0.1〜250kg/mm2 であって、
熱分解開始温度が250°C以上、特に300°C以上
であり、二次転位温度が−30°C以上、特に−20〜
250°C程度であることが好ましい。
【0027】この発明において使用される(b)成分の
エポキシ変性ポリシロキサンは、ポリイミドシロキサン
100重量部に対して0〜60重量部、好ましくは1.
5〜15重量部である。使用量が多すぎたり、少なすぎ
ると他の成分との相溶性が悪く均一な溶液にならなかっ
たり効果が現れないので、前記範囲が適当である。
【0028】この発明において使用されるエポキシ変性
ポリシロキサンの種類としては、末端に水酸基、カルボ
キシル基、又はアミノ基を有する反応性ポリシロキサン
オイルと、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポ
キシ化合物を80〜140°C程度の温度で反応させて
得られるものがある。ポリシロキサンの末端又は内部に
エポキシ基を少なくとも1つ有するエポキシ変性ポリシ
ロキサンであればよい。
【0029】この発明において使用されるエポキシ変性
ポリシロキサンとして、ポリシロキサンの末端又は内部
にエポキシ基を少なくとも1つ有するエポキシ・ポリオ
キシアルキレン変性ポリシロキサンが好ましい。エポキ
シ変性ポリシロキサンとしては、融点が90°C以下で
あるもの、又は30°C以下であるものが好ましい。具
体的種類としては、例えば、エポキシ変性ポリシロキサ
ン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製;B
Y−16−855、BY−16−855B、信越シリコ
ン株式会社製;X−22−163A、X−22−163
B)、エポキシ・ポリオキシアルキレン変性ポリシロキ
サン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製;
SF−8421EG、BY−16−845、BY−16
−867等)を挙げることができる。
【0030】この発明において使用される(c)成分の
エポキシ基を有する他のエポキシ化合物の使用割合は、
ポリイミドシロキサン100重量部に対して15〜25
0重量部、好ましくは20〜150重量部であり、多す
ぎたり少なすぎたりすると、未硬化状態の接着剤がべた
ついて硬化後の柔軟性に欠けたり、未硬化状態の接着剤
の軟化点が高すぎたりして硬化後の接着特性が悪くなっ
たりするので前記範囲にすることが望ましい。
【0031】この発明において使用されエポキシ基を有
する他のエポキシ化合物としては、1個以上のエポキシ
基を有するエポキシ化合物であればよく、具体的種類と
しては、例えば、ビスフェノールA型又はビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ株式会社製、
商品名:エピコート807、828等)、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、アルキル多価フェノール型エ
ポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、RE701、RE5
50S等)、多官能型エポキシ樹脂(住友化学工業株式
会社製、ELM−100等)、グリシジルエーテル型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリ
シジルアミン型エポキシ樹脂(三菱瓦斯化学株式会社
製、商品名:テトラッドX等)等が単独で又は複数併用
することもできる。エポキシ化合物の融点が高すぎると
未硬化状態の接着剤の軟化点が高くなるので、融点が9
0°C以下、特に0〜80°C程度であるもの、或い
は、30°C以下の温度で液状であるものが好適であ
る。
【0032】また、この発明において使用される(d)
成分のエポキシ硬化剤の種類としては、それ自体公知の
硬化剤、例えばイミダゾール類、第3級アミン類、トリ
フェニルフォスフィン類等の硬化触媒、ジシアンジアミ
ド類、ヒドラジン類、芳香族ジアミン類、水酸基を有す
るフェノールノボラック型硬化剤(明和化成株式会社
製、フェノールノボラック:H−1、H−5等)等の重
付加型硬化剤、有機過酸化物等を挙げることができる。
硬化剤は適宜公知の硬化促進剤と共に使用される。
【0033】エポキシ硬化剤の使用量は、一般にエポキ
シ化合物100重量部に対して0.01〜110重量
部,特に0.03〜100重量部使用することが好まし
い。
【0034】この発明において無機充填剤、例えば、日
本アエロジル株式会社製の酸化ケイ素(商品名;アエロ
ジル200、アエロジル300、アエロジルR202,
アエロジルR972等)、シオノギ製薬株式会社製の酸
化ケイ素(商品名;カープレックス80等)、キャボッ
ト社製の酸化ケイ素(商品名;キャボシールTS−72
0等)を使用してもよい。
【0035】この発明の耐熱性接着剤組成物は、前記の
(a)ポリイミドシロキサン、(b)エポキシ変性ポリ
シロキサン化合物、(c)エポキシ基を有する他のエポ
キシ化合物、(d)エポキシ硬化剤の所定量を適当な有
機極性溶媒に均一に分散させ、撹拌・混合して容易に得
ることができる。有機極性溶媒と共に混合すると耐熱性
接着剤の溶液組成物が得られる。有機極性溶媒として
は、前記ポリイミドシロキサンを得る際に使用できる有
機極性溶媒、例えばジオキサン、テトラヒドロフラン等
の酸素原子を分子内に有する溶媒やN-メチル-2- ピロリ
ドン等のアミド系溶剤が好適に使用される。
【0036】前記の溶液組成物の濃度は、3〜50重量
%、好ましくは5〜40重量%が適当であり、溶液粘度
(30°c)は、0.1〜10000ポイズ、特に0.
2〜5000ポイズ、更に好ましくは0.3〜1000
ポイズ程度であることが好ましい。
【0037】この発明において使用する耐熱性接着剤組
成物は、未硬化の樹脂成分のみの組成物の軟化温度(熱
板上で軟化が開始する温度)が、150°C以下、特に
140°C以下、さらに好ましくは0〜130°C程度
であることが好ましい。
【0038】この発明の耐熱性接着剤組成物は、前記の
樹脂成分の全てが有機極性溶媒に溶解されている耐熱性
接着剤の溶液組成物(第1成分)を、適当な金属箔、芳
香族ポリイミドフィルム、芳香族ポリエステル等の耐熱
性フィルム面又はポリエチレン等の熱可塑性樹脂のフィ
ルム面上に塗布し、その塗布層を80〜200°Cの温
度で20秒〜100分間乾燥することによって、溶媒が
1重量%以下にまで、好ましくは溶媒残存率が0.5重
量%以下にまで実質的に除去された未硬化状態の耐熱性
接着剤の第1層の薄膜(厚さ約1〜200μmのドライ
フィルム又はシート)を形成する方法や、この薄膜を別
の耐熱性フイルムに転写する方法で得られる。
【0039】次に第1層の耐熱性接着剤組成物とは組成
物の各成分の種類及び/又はその含有割合が異なる溶液
組成物(第2成分)を第1層の上に同様に塗布・乾燥し
て第1層の上に第2層が積層された未硬化状態の耐熱性
接着剤の薄膜(厚さ約2〜200μm)を形成する。第
1層、第2層を形成した耐熱性接着剤の上に第2層とは
組成物の成分及び/又はその含有割合が異なる耐熱性接
着剤の溶液組成物(第3成分)を同様に塗布・乾燥し、
3層からなる耐熱性接着剤の薄膜(厚さ約3〜200μ
m)を形成させてもよく、この場合は第1層と第3層の
接着剤組成物は同じであってもよい。
【0040】この発明において、第1層と第2層の接着
剤組成物は、要求される接着剤の特性により多数の組み
合わせが可能である。例えば、ポリイミドフィルムとの
接着性は良好であるが、金属箔との接着製が良くない耐
熱性接着剤組成物の場合に、まず、この接着剤を第1成
分としてポリイミドフィルムの上に塗布・乾燥し第1層
を形成した後、金属箔との接着性の良い耐熱性接着剤組
成物を第2層とすべく、第1層の上に第2成分を塗布・
乾燥し、二層構造の耐熱性接着剤組成物を形成できる。
又、反りに関しては、耐熱性接着剤組成物の硬化後の弾
性率が小さい組成にすべきであるが、弾性率を小さくす
ると一般的に耐薬品性が悪くなったり、耐熱性が低下す
る。そこで、低弾性率の耐熱性接着剤組成物を、まずポ
リイミドフィルム面に第1成分として塗布・乾燥し第1
層をとし、その上に耐薬品性や耐熱性の良好な耐熱性性
接着剤組成物を第2成分として塗布・乾燥し第2層とす
ることにより、反りが小さく耐薬品性の良い耐熱性接着
剤組成物を形成することができる。
【0041】このようにして製造された未硬化の耐熱性
接着剤組成物の薄膜は、好適な柔軟性を有しており、紙
管等に巻きつけたり、又は打ち抜き法等の穴開け加工を
することもでき、更に前記の耐熱性又は熱可塑性フィル
ム上に未硬化の耐熱性接着剤の薄膜層が形成されている
積層シートと、転写先用の金属箔又は耐熱性フィルム等
とを重ね合わせて約20〜200°Cの温度に加熱され
た一対のロール(ラミネートロール)間を通すことによ
って、転写先用の金属箔又は耐熱性フィルム上に耐熱性
接着剤組成物のシート層を転写することも可能である。
【0042】この発明の耐熱性接着剤組成物を使用して
耐熱性フィルムと金属箔等とを接合させて銅張基板等の
積層体を形成するには、例えば、前記のように形成され
た薄膜状の耐熱性接着剤層を介して、耐熱性フィルムと
金属箔とを80〜200°C、特に100〜180°C
の温度で加圧(0.2〜8kg/cm2 )下にラミネー
ト(張り合わせ)して、更にそのラミネートされたもの
を140〜250°C、特に150〜230°Cの温度
で、30分〜40時間、特に1〜30時間加熱して、耐
熱性接着剤層を加熱・硬化させることによって、積層体
を何らの支障なく容易に連続的に製造することができ
る。
【0043】この発明の耐熱性接着剤組成物は、芳香族
ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエーテ
ルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォンフ
ィルム等の耐熱性フィルムと銅、アルムニウム、鉄等の
適当な金属箔とを接合するために好適に使用することが
できる。又、この発明の耐熱性接着剤は、樹脂成分とし
てビスマレイミド樹脂等の他の熱硬化性樹脂等が少ない
割合で含有されていてもよい。
【0044】
【実施例】以下、実施例を示し、この発明を更に詳しく
説明する。以下の実施例において、分子量の目安として
の対数粘度(η)は、濃度が0.5g/100ミリリッ
トル溶液となるように、ポリイミドシロキサンを、N-メ
チル−2-ピロリドンに均一に溶解して溶液を調製し、キ
ャノンフェンスケ型粘度計を用いてその溶液の溶液粘度
及び溶媒の粘度を30℃で測定して、下記の計算式から
算出された値である。
【0045】
【数1】
【0046】ポリイミドシロキサンフィルムの軟化温度
は、粘弾性試験における粘弾性ピークのTanδ(高温
側)をレオメリック社製のメカニカルスペクトロメータ
ーRDS−2を用いて求めた値である。
【0047】ポリイミドシロキサンの弾性率は、インテ
スコ社製の引張試験機を用いて、引張速度5mm/分の
条件で測定した結果である。
【0048】剥離強度は、インテスコ社製の引張試験機
を用いて、剥離速度50mm/分で、測定温度25°C
では90°剥離試験、そして測定温度180°Cでは1
80°剥離試験を行って測定した結果である。
【0049】耐熱性接着剤を使用して銅張基板を形成
し。その銅箔をエッチング処理して除去した後の配線板
の耐カール性の目安を示す曲率半径は、JIS規格C5
012に示された計算式〔曲率半径=L2 /8h(L:
試料長さ、h:そりの高さ、単位はmm)〕から算出さ
れた値である。
【0050】接着剤の総合評価は、接着剤組成物を使用
して種々の積層体を形成する工程において、タック性
(保護用フィルムとの粘着性)、積層体のパンチング
性、加熱接着時の作業性、剥離強度、エッチングの曲率
半径(耐カール性)、スズメッキ90°剥離強度を総合
的に評価したものであり、○は総合的にバランス良好を
示し、×は総合的にバランス不良を示す。
【0051】〔イミドシロキサンオリゴマーの製造〕 参考例1 温度計、仕込・留出口及び攪拌機を備えた容量500ミ
リリットルのガラス製フラスコに、2,3,3',4'-ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)0.04
5モル、ω, ω'-ビス(3-アミノプロピル) ポリジメチ
ルシロキサン(信越シリコン株式会社製、X−22−1
61AS、n:9)0.030モル、及びN- メチル-2
- ピロリドン( NMP)160gを仕込み、窒素気流中
で50°Cの温度に高め、この温度で2時間撹拌して、
アミック酸オリゴマーを生成させ、次いで、その反応液
を200°Cに昇温して、その温度で3時間撹拌して末
端に無水基を有するイミドシロキサンオリゴマー(A−
1成分、平均重合度:1)を製造した。
【0052】参考例2 第1表に示す量のa−BPDA、ジアミノポリシロキサ
ン(X−22−161AS)及びNMPをそれぞれ使用
したほかは、参考例1と同様にして末端に無水基を有す
るイミドシロキサンオリゴマー(A−2成分、平均重合
度:5)を製造した。
【0053】〔イミドオリゴマーの製造〕 参考例3 温度計、仕込・留出口及び攪拌機を備えた容量500ミ
リリットルのガラス製フラスコに、2,3,3',4'-ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)0.04
4モル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ) フェニル]
プロパン(BAPP)0.066モル、及びN- メチル
-2- ピロリドン( NMP)160gを仕込み、窒素気流
中で50°Cの温度に高め、この温度で2時間撹拌し
て、アミック酸オリゴマーを生成させ、次いで、その反
応液を200°Cに昇温して、その温度で3時間撹拌し
て末端にアミノ基を有するイミドオリゴマー(B−1成
分、平均重合度:2)を製造した。
【0054】参考例4〜5 第1表に示す量のa−BPDA、BAPP及びNMPを
それぞれ使用したほかは、参考例3と同様にして、末端
にアミノ基を有するイミドオリゴマーB−2成分(平均
重合度:5)、及びB−3成分(平均重合度:10)を
それぞれ製造した。
【0055】
【表1】
【0056】〔ポリイミドシロキサンの製造〕 参考例6 参考例1で製造したイミドシロキサンオリゴマー(A−
1成分)0.0055モルの20重量%NMP溶液及び
参考例4で製造したイミドオリゴマー(B−2成分)
0.0055モルの20重量%のNMP溶液を容量50
0ミリリットルのガラス製フラスコに仕込み、参考例1
と同様にして窒素気流中、昇温して50°Cで1時間撹
拌してポリアミック酸ブロックポリマーを生成させ、次
いで、昇温して200°Cで3時間撹拌してポリイミド
シロキサン(ブロックポリマー)を生成させた。このポ
リイミドシロキサンは、イミド化率が95%以上であ
り、対数粘度が0.49であった。
【0057】参考例7〜9 前記の参考例1〜5で製造された各オリゴマーを第2表
に示すような量及び反応条件で使用したほかは参考例6
と同様にして、ポリイミドシロキサン(ブロックポリマ
ー)をそれぞれ製造した。製造された各ポリイミドシロ
キサンの対数粘度、フイルムに成型した際の弾性率及び
軟化温度を第2表に示す。
【0058】参考例10 温度計、仕込・留出口及び攪拌機を備えた容量500ミ
リリットルのガラス製フラスコに、a−BPDA0.0
48モル、ジアミノポリシロキサン(X−22−161
AS)0.016モル、BAPP0.032モル及びN
MP165gを仕込み、窒素気流中で50°Cの温度に
高め、この温度で2時間撹拌して、アミック酸オリゴマ
ーを生成させ、次いで、その反応液を200°Cに昇温
して、その温度で3時間撹拌してポリイミドシロキサン
(ランダムポリマー、対数粘度:0.56、シロキサン
単位の含有率:33.3モル%)を製造した。それらの
ポリイミドシロキサンの物性を第2表に示す。
【0059】
【表2】
【0060】実施例1 〔耐熱性接着剤の溶液組成物の調製〕 耐熱性接着剤の溶液組成物:S1 容量500ミリリットルのガラス製フラスコに、前記の
参考例9で製造されたポリイミドシロキサン(ブロック
ポリマー、A−2- B−1)50g、エポキシ樹脂〔油
化シェルエポキシ(株)製、エピコート807〕30
g、フェノールノボラック型硬化剤〔明和化成株式会社
製、H−1〕20gとイミダゾール系硬化剤(四国化成
工業株式会社製、2PZ)0.1g、及びジオキサン1
85gを仕込み、室温(25°C)で約2時間攪拌して
均一な耐熱性接着剤の溶液組成物(25°Cの粘度:3
ポイズ)を調製した。この溶液組成物は、室温に1週間
放置しても均一な溶液の状態を保持していた。
【0061】耐熱性接着剤の溶液組成物:S2 容量500ミリリットルのガラス製フラスコに、前記の
参考例6で製造されたポリイミドシロキサン(ブロック
ポリマー、A−1- B−2)50g、エポキシ樹脂〔油
化シェルエポキシ(株)製、エピコート807〕30
g、フェノールノボラック型硬化剤〔明和化成(株)
製、H−1〕20gとイミダゾール系硬化剤〔四国化成
工業(株)製、2PZ〕0.1g、及びジオキサン18
5gを仕込み、室温(25°C)で約2時間攪拌して均
一な耐熱性接着剤の溶液組成物(25°Cの粘度:6ポ
イズ)を調製した。この溶液組成物は、室温に1週間放
置しても均一な溶液の状態を保持していた。
【0062】〔耐熱性接着剤による積層体の製造〕前記
の耐熱性接着剤の溶液組成物(S1 )をポリイミドフィ
ルム(宇部興産株式会社製、商品名:UPILEX−
S、厚さ75μm)上にドクターブレードで75μmの
厚さで塗布し、次いで、その塗布層を100°Cで3分
間、加熱して乾燥し、ポリイミドフィルム上に厚さ約1
5μmの耐熱性接着剤層を形成した。更に、形成した1
5μmの耐熱性接着剤層の上に前記の溶液組成物(S2
)を約25μmの厚さで塗布し、その塗布層を100
°Cで3分間加熱して乾燥し、厚さ約5μmの耐熱性接
着剤層を成形した。
【0063】〔金属箔との剥離強度〕前述の耐熱性接着
剤層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)の
処理していない面とを重ね合わせて、130°Cに加熱
したラミネートロール間で圧力を加えながら通過させる
ことにより圧着し、この圧着した積層体を100°Cで
1時間、120°Cで1時間、160°Cで10時間加
熱処理して,耐熱性接着剤層を硬化させ、積層体を製造
した。得られた積層体について剥離強度を測定した。2
5°C(90°)では1.7(kg/cm)、180°
C(180°)では0.9(kg/cm)であった。銅
箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半径は1
60mmであった。銅箔を線幅100μmにエッチング
し、スズメッキをした後の25°C(90°)剥離強度
を測定し、1.6(kg/cm)であった。その結果を
第3表に示す。
【0064】実施例2 〔耐熱性接着剤の溶液組成物の調製〕 耐熱性接着剤の溶液組成物:S3 参考例7 で製造されたポリイミドシロキサン( ブロック
ポリマー:A−2、B−3)を使用したほかは、実施例
1のS1 と同様にして耐熱性接着剤の溶液組成物を調整
した。 耐熱性接着剤の溶液組成物:S4 参考例8で製造されたポリイミドシロキサン( ブロック
ポリマー:A−1、B−1)を使用しエポキシ変性ポリ
シロキサン〔東レ・ダコーニング・シリコーン社製;S
F−8421EG〕6gを使用したほかは、実施例1の
S1 と同様にして耐熱性接着剤の溶液組成物を調整し
た。
【0065】〔耐熱性接着剤による積層体の製造〕前記
の耐熱性接着剤の溶液組成物(S3 )と(S4 )を使用
し、乾燥後の厚みをそれぞれ10μmとしたほかは、実
施例1と同様にして、ポリイミドフィルム上に厚さ約2
0μmの耐熱性接着剤層を形成した。
【0066】〔金属箔との剥離強度〕前記の耐熱性接着
剤層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)を
実施例1同様にして、圧着・硬化させ積層体を得た。得
られた積層体について剥離強度を測定した。25°C
(90°)では1.8(kg/cm)、180°C(1
80°)では0.7(kg/cm)であった。銅箔を前
面エッチング後の耐カール性を示す曲率半径は140m
mであった。銅箔を線幅100μmにエッチングし、ス
ズメッキをした後の25°C(90°)剥離強度を測定
し、1.7(kg/cm)であった。その結果を第3表
に示す。
【0067】実施例3 〔耐熱性接着剤の溶液組成物の調製〕 耐熱性接着剤の溶液組成物:S5 参考例10で製造されたポリイミドシロキサン( ランダ
ムポリマー、対数粘度:0.56、シロキサン単位含有
率:33.3モル%)を使用したほかはS4 と同様にし
て耐熱性接着剤の溶液組成物を調整した。
【0068】〔耐熱性接着剤による積層体の製造〕前記
の耐熱性接着剤の溶液組成物(S1 )と(S5 )を使用
し、乾燥後の厚みをそれぞれ10μmとしたほかは、実
施例1と同様にして、ポリイミドフィルム上に厚さ約2
0μmの耐熱性接着剤層を形成した。
【0069】〔金属箔との剥離強度〕前記の二層からな
る耐熱性接着剤層を有するポリイミドフィルムと銅箔
(35μm)を実施例1同様にして、圧着・硬化させ積
層体を得た。得られた積層体について剥離強度を測定し
た。25°C(90°)では1.6(kg/cm)、1
80°C(180°)では0.6(kg/cm)であっ
た。銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半
径は160mmであった。銅箔を線幅100μmにエッ
チングし、スズメッキをした後の25°C(90°)剥
離強度を測定し、1.6(kg/cm)であった。その
結果を第3表に示す。
【0070】実施例4 〔耐熱性接着剤による積層体の製造〕前記の耐熱性接着
剤の溶液組成物(S4 )を20μmの厚さで塗布したほ
かは実施例1と同様にして厚さ約5μmの耐熱性接着剤
層を形成した。この上に接着剤溶液(S1 )を厚さ50
μmに塗布し実施例1と同様に加熱・乾燥し厚さ約10
μmの耐熱性接着剤層を形成した。更に、この上に接着
剤溶液(S4 )を20μmの厚さ塗布したほかは、実施
例1と同様にして厚さ約5μmの耐熱性接着剤層を形成
し、三層からなる厚さ約20μmの耐熱性接着剤層をポ
リイミドフィルム上に形成した。
【0071】〔金属箔との剥離強度〕前記の三層からな
る耐熱性接着剤層を有するポリイミドフィルムと銅箔
(35μm)を実施例1同様にして、圧着・硬化させ積
層体を得た。得られた積層体について剥離強度を測定し
た。25°C(90°)では1.8(kg/cm)、1
80°C(180°)では0.7(kg/cm)であっ
た。銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半
径は140mmであった。銅箔を線幅100μmにエッ
チングし、スズメッキをした後の25°C(90°)剥
離強度を測定し、1.7(kg/cm)であった。その
結果を第3表に示す。
【0072】比較例1 接着剤溶液(S1 )を使用し実施例1と同様にして、前
記ポリイミドフィルム上にドクターブレードで100μ
mの厚さで塗布し、次いで、その塗布層を100°Cで
3分間、加熱して乾燥し、ポリイミドフィルム上に厚さ
約20μmの耐熱性接着剤層を形成した。
【0073】〔金属箔との剥離強度〕この耐熱性接着剤
層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)とを
重ね合わせたほかは、実施例1と同様にして積層体を製
造した。得られた積層体について剥離強度を測定した。
25°C(90°)では1.3(kg/cm)、180
°C(180°)では0.3(kg/cm)であった。
銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半径は
350mmであった。銅箔を線幅100μmにエッチン
グし、スズメッキをした後の25°C(90°)の剥離
強度を測定し、0.8(kg/cm)であった。その結
果を第3表に示す。
【0074】比較例2 接着剤溶液(S2 )を使用したほかは、比較例1同様に
してポリイミドフィルム上に厚さ約20μmの耐熱性接
着剤層を形成した。
【0075】〔金属箔との剥離強度〕この耐熱性接着剤
層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)とを
重ね合わせてたほかは、実施例1と同様にして積層体を
製造した。得られた積層体について剥離強度を測定し
た。25°C(90°)では1.7(kg/cm)、1
80°C(180°)では0.9(kg/cm)であっ
た。銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半
径は25mmであった。銅箔を線幅100μmにエッチ
ングし、スズメッキをした後の25°C(90°)の剥
離強度を測定し、1.6(kg/cm)であった。その
結果を第3表に示す。
【0076】比較例3 接着剤溶液(S1 )を使用し実施例1と同様にして、ポ
リイミドフィルム上にドクターブレードで50μmの厚
さに塗布し、次いで、その塗布層を100°Cで3分
間、加熱して乾燥し、ポリイミドフィルム上に厚さ約1
0μmの耐熱性接着剤層を形成した。更に、この上に接
着剤溶液(S1 )を実施例1と同様にして50μmの厚
さに塗布し、その塗布層を100°Cで3分間、加熱・
乾燥して厚さ10μmの耐熱性接着剤層を形成した。
【0077】〔金属箔との剥離強度〕この耐熱性接着剤
層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)とを
重ね合わせたほかは、実施例1と同様にして積層体を製
造した。得られた積層体について剥離強度を測定した。
25°C(90°)では1.2(kg/cm)、180
°C(180°)では0.3(kg/cm)であった。
銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半径は
370mmであった。銅箔を線幅100μmにエッチン
グし、スズメッキをした後の25°C(90°)の剥離
強度を測定し、0.9(kg/cm)であった。その結
果を第3表に示す。
【0078】比較例4 接着剤溶液(S2 )を使用し実施例1と同様にして、ポ
リイミドフィルム上にドクターブレードで50μmの厚
さに塗布し、次いで、その塗布層を100°Cで3分
間、加熱して乾燥し、ポリイミドフィルム上に厚さ約1
0μmの耐熱性接着剤層を形成した。更に、この上に接
着剤溶液(S2 )を実施例1と同様にして50μmの厚
さに塗布し、その塗布層を100°Cで3分間、加熱・
乾燥して厚さ10μmの耐熱性接着剤層を形成した。
【0079】〔金属箔との剥離強度〕この耐熱性接着剤
層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)とを
重ね合わせたほかは、実施例1と同様にして積層体を製
造した。得られた積層体について剥離強度を測定した。
25°C(90°)では1.6(kg/cm)、180
°C(180°)では0.9(kg/cm)であった。
銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半径は
22mmであった。銅箔を線幅100μmにエッチング
し、スズメッキをした後の25°C(90°)の剥離強
度を測定し、1.5(kg/cm)であった。その結果
を第3表に示す。
【0080】比較例5 接着剤溶液(S5 )を使用し実施例1と同様にして、ポ
リイミドフィルム(宇部興産株式会社製、商品名:UP
ILEX−S、厚さ75μm)上にドクターブレードで
50μmの厚さに塗布し、次いで、その塗布層を100
°Cで3分間、加熱して乾燥し、ポリイミドフィルム上
に厚さ約10μmの耐熱性接着剤層を形成した。更に、
この上に接着剤溶液(S5 )を実施例1と同様にして5
0μmの厚さに塗布し、その塗布層を100°Cで3分
間、加熱・乾燥して厚さ10μmの耐熱性接着剤層を形
成した。
【0081】〔金属箔との剥離強度〕この耐熱性接着剤
層を有するポリイミドフィルムと銅箔(35μm)とを
重ね合わせたほかは、実施例1と同様にして積層体を製
造した。得られた積層体について剥離強度を測定した。
25°C(90°)では1.6(kg/cm)、180
°C(180°)では0.6(kg/cm)であった。
銅箔を前面エッチング後の耐カール性を示す曲率半径は
60mmであった。銅箔を線幅100μmにエッチング
し、スズメッキをした後の25°C(90°)の剥離強
度を測定し、1.5(kg/cm)であった。その結果
を第3表に示す。
【0082】
【表3】
【0083】
【発明の効果】この発明の耐熱性接着剤組成物は、その
溶液組成物を支持フィルムに塗布し比較的低温で乾燥す
ることによって、未硬化で薄層状態の耐熱性接着剤層を
容易に形成することができ、しかも、その薄層の耐熱性
接着剤層が充分な柔軟性を有しており、しかも、その支
持フィルム上の薄層の耐熱性接着剤層が、穴開け加工を
受けても何ら支障がなく、又、他の耐熱性フィルムと銅
箔とのラミネートを比較的低温で実施することができる
作業性がよいものである。
【0084】更に、この発明の耐熱性接着剤組成物は、
積層体を形成するために加熱硬化させた後でも、耐熱
性、可撓性等に優れており、そして、銅箔等のエッチン
グ後のエッチングフィルムのカールも小さくスズメッキ
液に対する特性が優れており、、特にフレキシブル配線
基板、TAB用銅張基板等の接着剤として好適に使用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における接着剤組成物層をポリイミド
フィルム上に形成し、銅箔と圧着・接合した積層体の断
面図である。
【図2】実施例4における接着剤組成物層をポリイミド
フィルム上に形成し、銅箔と圧着・接合した積層体の断
面図である。
【図3】比較例1における接着剤組成物層をポリイミド
フィルム上に形成し、銅箔と圧着・接合した積層体の断
面図である。
【図4】比較例3における接着剤組成物層をポリイミド
フィルム上に形成し、銅箔と圧着・接合した積層体の断
面図である。
【符号の説明】
1 銅箔 2S1 、2S2 、2S4 耐熱性接着剤組成物 3 ポリイミドフィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園山 研二 大阪府枚方市中宮北町3番10号 宇部興 産株式会社枚方研究所内 審査官 佐藤 邦彦 (56)参考文献 特開 平4−218210(JP,A) 特開 平5−9441(JP,A) 特開 平1−121325(JP,A) 特開 昭63−77950(JP,A) 特開 昭63−234031(JP,A) 特開 昭63−199737(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09J 7/00 - 7/04 C09J 163/00 - 163/10 C09J 179/00 - 179/08 C09J 183/04 - 183/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)ビフェニルテトラカルボン酸類を
    主成分とする芳香族テトラカルボン酸成分と一般式
    (1) 【化1】 (但し、式中のRは2価の炭化水素残基を示し、R1
    2 、R3 及びR4 は低級アルキル基又はフェニル基を
    示し、nは3〜60の整数を示す)で示されるジアミノ
    ポリシロキサン10〜100モル%及び芳香族ジアミン
    0〜90モル%からなるジアミン成分とから得られた可
    溶性ポリイミドシロキサン100重量部、 (b)エポキシ変性ポリシロキサン0〜60重量部、 (c)エポキシ基を有する他のエポキシ化合物15〜2
    50重量部、及び (d)エポキシ硬化剤からなる耐熱性接着剤組成物の
    (a)〜(d)の成分の種類及び/又はその含有割合が
    異なる少なくとも2種の前記組成物を積層してなる耐熱
    性接着剤組成物。
JP4325470A 1992-12-04 1992-12-04 耐熱性接着剤組成物 Expired - Lifetime JP2805741B2 (ja)

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