知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特許7195848ポリアミド酸、ポリイミド、樹脂フィルム、金属張積層体及びその製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-16
(45)【発行日】2022-12-26
(54)【発明の名称】ポリアミド酸、ポリイミド、樹脂フィルム、金属張積層体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C08G 73/10 20060101AFI20221219BHJP
B32B 15/088 20060101ALI20221219BHJP
B32B 27/34 20060101ALI20221219BHJP
【ＦＩ】
C08G73/10
B32B15/088
B32B27/34
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2018186217
(22)【出願日】2018-09-29
(65)【公開番号】P2020055930
(43)【公開日】2020-04-09
【審査請求日】2021-08-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000006644
【氏名又は名称】日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100115118
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 和浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095588
【弁理士】
【氏名又は名称】田治米 登
(74)【代理人】
【識別番号】100094422
【弁理士】
【氏名又は名称】田治米 惠子
(74)【代理人】
【識別番号】110000224
【氏名又は名称】弁理士法人田治米国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】橘高 直樹
【審査官】堀内 建吾
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１０４５２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２０７１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００４／０１８５４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１６７１３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８７９８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２７７５０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｇ ７３／１０
Ｂ３２Ｂ １５／０８８
Ｂ３２Ｂ ２７／３４
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸無水物成分から誘導される酸無水物残基と、ジアミン成分から誘導されるジアミン残基と、を含有するポリアミド酸であって、前記酸無水物残基が、前記酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）から誘導されるＰＭＤＡ残基を８０～１００モル部の範囲内で含有し、
前記ジアミン残基が、前記ジアミン残基の合計１００モル部に対して、下記式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基を５０～９０モル部の範囲内で含有するとともに、下記式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を１０～５０モル部の範囲内で含有することを特徴とするポリアミド酸。
【化1】
【請求項2】
酸無水物成分から誘導される酸無水物残基と、ジアミン成分から誘導されるジアミン残基と、を含有するポリアミド酸であって、
前記酸無水物残基が、前記酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）から誘導されるＰＭＤＡ残基を８０～１００モル部の範囲内で含有し、
前記ジアミン残基が、前記ジアミン残基の合計１００モル部に対して、下記式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基を１０～５０モル部の範囲内で含有するとともに、下記式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を５０～９０モル部の範囲内で含有することを特徴とするポリアミド酸。
【化2】
【請求項3】
請求項１に記載のポリアミド酸をイミド化して得られるポリイミド。
【請求項4】
請求項２に記載のポリアミド酸をイミド化して得られるポリイミド。
【請求項5】
単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、請求項３又は４に記載のポリイミドからなる樹脂フィルム。
【請求項6】
単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、請求項３に記載のポリイミドからなり、前記請求項３に記載のポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５０％以上であることを特徴とする樹脂フィルム。
【請求項7】
単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、請求項４に記載のポリイミドからなり、前記請求項４に記載のポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５％以上５０％未満の範囲内であることを特徴とする樹脂フィルム。
【請求項8】
厚みが２μｍ以上１２μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の樹脂フィルム。
【請求項9】
線膨張係数（ＣＴＥ）が３０ｐｐｍ／Ｋ以下であることを特徴とする請求項５～８のいずれか１項に記載の樹脂フィルム。
【請求項10】
引き裂き伝播抵抗が２．５ｋＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項５～９のいずれか１項に記載の樹脂フィルム。
【請求項11】
単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の少なくとも片面の面に積層された金属層と、を備えた金属張積層体であって、前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが請求項３又は４に記載のポリイミドからなることを特徴とする金属張積層体。
【請求項12】
単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の少なくとも片面の面に積層された金属層と、を備えた金属張積層体であって、前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、請求項３に記載のポリイミドからなり、前記請求項３に記載のポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５０％以上であることを特徴とする金属張積層体。
【請求項13】
単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の少なくとも片面の面に積層された金属層と、を備えた金属張積層体であって、前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、請求項４に記載のポリイミドからなり、前記請求項４に記載のポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５％以上５０％未満の範囲内であることを特徴とする金属張積層体。
【請求項14】
前記金属層が、銅、鉄又はニッケルの少なくとも１つの金属元素を含有することを特徴する請求項１１に記載の金属張積層体。
【請求項15】
単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の少なくとも片面の面に積層された金属層と、を備えた金属張積層体の製造方法であって、前記金属層の上に、請求項１又は２に記載のポリアミド酸の樹脂層を積層し、前記ポリアミド酸をイミド化することによって、単層又は複数層のポリイミド層を形成する工程を含むことを特徴とする金属張積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品の部材、補助材料などに好適に利用できるポリイミド及びその利用に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、ポリイミドおよびその組成物と金属箔から構成される金属張積層体は、各種電子機器に使用されるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、フレキシブル太陽電池、リチウムイオン電池の負極材、ハードディスクドライブのサスペンション、ＬＣＤの材料、有機ＥＬディスプレイの部材、補助材料、印刷技術を用いてフレキシブル電子デバイスないしは少なくともその構成要素を形成する目的に用いられる積層体等、広く検討され、各種用途での採用が拡大している。
【0003】
また、電子機器の小型化、軽量化、省スペース化の進展に伴い、金属張積層体には従来からの要求である耐熱性や接着性に加え、薄く軽量であることや金属箔のファインパターン化、ポリイミドの微細加工性、更なる高寸法安定性、機械的強度等が求められてきている。
【0004】
一方、ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、電気絶縁性、機械的強度等において優れた特性を有することから、種々の分野で広く利用されている。特に優れた耐熱性と高い剛性を持つという特性を利用して、ＦＰＣやテープ・オートメーテッド・ボンディング（ＴＡＢ）用キャリアテープなどの製造に用いる基材フィルムとして広く使用されている。特にＦＰＣは、限られたスペースでも立体的かつ高密度の実装が可能であるため、例えば、ＨＤＤ、ＤＶＤ、携帯電話、スマートフォン等の電子機器の可動部分の配線や、ケーブル、コネクター等の部品にその用途が拡大しつつある。
【0005】
今後、電子機器は、さらに高機能化、小型化していくことが予想される。そのため、例えば、ＦＰＣにおいては、多層化した状態で使用するニーズが高まると考えられる。また、携帯電話、スマートフォン等の電子機器の筐体の薄型化に対応して、回路基板自体もより薄いものが求められる傾向が高まる。しかし、回路基板自体の薄化に伴い絶縁層が薄くなるにつれて、パターン加工時に破れなどの不良が発生するリスクが高まるため、絶縁層であるポリイミドの靱性向上が求められる。
【0006】
特許文献１では、ポリイミドとして引き裂き伝播抵抗を向上させた極薄ポリイミドフィルムが提案されている。しかしながら、特許文献１に記載のポリイミドフィルムは、搬送方向（ＭＤ方向）と幅方向（ＴＤ方向）の線膨張係数の異方性に注意が払われておらず、寸法精度に懸念がある。
【0007】
また、ポリイミド層に特定の化学構造を有するポリイミドを採用した配線基板用積層体が提案されている（例えば、特許文献２など）。しかしながら、今後の絶縁層の薄層化の進展を考慮すると、ポリイミド層の靱性については、さらに改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２０１４－１９６４６７号公報
【文献】特開２００９－４７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、高い寸法安定性及び高い靱性を備えるポリイミドフィルム、金属張積層体及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の構造を有するポリイミドを用いることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明のポリアミド酸は、酸無水物成分から誘導される酸無水物残基と、ジアミン成分から誘導されるジアミン残基と、を含有するポリアミド酸であって、
前記酸無水物残基が、前記酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）から誘導されるＰＭＤＡ残基を２０～１００モル部の範囲内で含有し、
前記ジアミン残基が、前記ジアミン残基の合計１００モル部に対して、下記式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基を１０～９０モル部の範囲内で含有するとともに、下記式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を１０～９０モル部の範囲内で含有する。
前記酸無水物残基が、前記酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）から誘導されるＰＭＤＡ残基を２０～１００モル部の範囲内で含有し、
前記ジアミン残基が、前記ジアミン残基の合計１００モル部に対して、下記式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基を１０～９０モル部の範囲内で含有するとともに、下記式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を１０～９０モル部の範囲内で含有する。
【0012】
【化1】
【0013】
式（１）及び（２）において、Ｒは独立に、ハロゲン原子、又は炭素数１～６のハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基若しくはアルコキシ基、又は炭素数１～６の１価の炭化水素基若しくはアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基若しくはフェノキシ基を示し、Ｚ１は独立に単結合、芳香族環若しくは複素環を含む２価の基、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ(ＣＨ３)－、－Ｃ(ＣＨ３)２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＳＯ２－、－ＮＨ－又は－ＮＨＣＯ－から選ばれる２価の基を示し、Ｚ２は独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ(ＣＨ３)－、－Ｃ(ＣＨ３)２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＳＯ２－、－ＮＨ－又は－ＮＨＣＯ－から選ばれる２価の基を示し、ｎ１は０～３の整数、ｎ２は独立に０～４の整数、ｎ３は０～２の整数を示す。
【0014】
本発明のポリアミド酸は、前記酸無水物残基が、前記酸無水物残基の合計１００モル部に対して、前記ＰＭＤＡ残基を５０～１００モル部の範囲内で含有するものであってもよい。この場合、前記ジアミン残基が、前記ジアミン残基の合計１００モル部に対して、前記式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基を５０～９０モル部の範囲内で含有するとともに、前記式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を１０～５０モル部の範囲内で含有するものであってもよく、あるいは、前記ジアミン残基が、前記ジアミン残基の合計１００モル部に対して、前記式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基を１０～５０モル部の範囲内で含有するとともに、前記式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を５０～９０モル部の範囲内で含有するものであってもよい。
【0015】
本発明のポリイミドは、上記いずれかのポリアミド酸をイミド化して得られるものである。
【0016】
本発明の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を有する樹脂フィルムであって、
前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、上記いずれかのポリイミドからなるものである。ここで、該ポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５０％以上であってもよく、あるいは、全体の厚みに対して５％以上５０％未満の範囲内であってもよい。
前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが、上記いずれかのポリイミドからなるものである。ここで、該ポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５０％以上であってもよく、あるいは、全体の厚みに対して５％以上５０％未満の範囲内であってもよい。
【0017】
また、本発明の樹脂フィルムは、厚みが２μｍ以上１２μｍ以下の範囲内であってもよい。
【0018】
また、本発明の樹脂フィルムは、線膨張係数（ＣＴＥ）が３０ｐｐｍ／Ｋ以下であってもよい。
【0019】
また、本発明の樹脂フィルムは、引き裂き伝播抵抗が２．５ｋＮ／ｍ以上であってもよい。
【0020】
本発明の金属張積層体は、単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の少なくとも片面の面に積層された金属層と、を備えた金属張積層体であって、
前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが上記いずれかのポリイミドからなるものである。ここで、該ポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５０％以上であってもよく、あるいは、全体の厚みに対して５％以上５０％未満の範囲内であってもよい。
前記ポリイミド層の少なくとも１層を構成するポリイミドが上記いずれかのポリイミドからなるものである。ここで、該ポリイミドからなるポリイミド層の合計の厚みが、全体の厚みに対して５０％以上であってもよく、あるいは、全体の厚みに対して５％以上５０％未満の範囲内であってもよい。
【0021】
本発明の金属張積層体は、前記金属層が銅、鉄又はニッケルの少なくとも１つの金属元素を含有するものであってもよい。
【0022】
本発明の金属張積層体の製造方法は、単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の少なくとも片面の面に積層された金属層と、を備えた金属張積層体を製造する方法であって、
前記金属層の上に、上記ポリアミド酸の樹脂層を積層し、前記ポリアミド酸をイミド化することによって、単層又は複数層のポリイミド層を形成する工程を含む。
前記金属層の上に、上記ポリアミド酸の樹脂層を積層し、前記ポリアミド酸をイミド化することによって、単層又は複数層のポリイミド層を形成する工程を含む。
【発明の効果】
【0023】
本発明のポリイミドは、耐熱性が高く、寸法安定性に優れており、モノマーに由来する剛直構造によって、ポリマーの靭性が高く、例えばＦＰＣなどの回路基板材料や、電子部品を製造する過程で使用する部材として有用である。本発明の金属張積層体を利用することによって、電子部品、電子機器の信頼性と歩留まりの向上を図ることができる。
【0024】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0025】
＜ポリアミド酸＞
本実施の形態のポリアミド酸は、本実施の形態のポリイミドの前駆体であり、特定の酸無水物残基及び特定のジアミン残基を含むものである。なお、本発明において、酸無水物残基とは、テトラカルボン酸二無水物から誘導された４価の基のことを表し、ジアミン残基とは、ジアミン化合物から誘導された２価の基のことを表す。
本実施の形態のポリアミド酸は、本実施の形態のポリイミドの前駆体であり、特定の酸無水物残基及び特定のジアミン残基を含むものである。なお、本発明において、酸無水物残基とは、テトラカルボン酸二無水物から誘導された４価の基のことを表し、ジアミン残基とは、ジアミン化合物から誘導された２価の基のことを表す。
【0026】
＜ポリイミド＞
本実施の形態のポリイミドは、上記ポリアミド酸をイミド化してなるものであり、特定の酸無水物残基及び特定のジアミン残基を含むものである。
本実施の形態のポリイミドは、上記ポリアミド酸をイミド化してなるものであり、特定の酸無水物残基及び特定のジアミン残基を含むものである。
【0027】
以下、本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドに含まれる酸無水物残基及びジアミン残基について、まとめて説明する。
【0028】
（酸無水物残基）
本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、酸無水物残基として、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）から誘導されるテトラカルボン酸残基（以下、「ＰＭＤＡ残基」ともいう。）を含有する。ＰＭＤＡ残基は、剛直骨格を有するため、他の一般的な酸無水物成分に比べて、イミド化後のポリイミド中の分子の面内配向性の制御が可能であり、熱膨張係数（ＣＴＥ）の抑制とガラス転移温度（Ｔｇ）の向上効果がある。
本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、酸無水物残基として、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）から誘導されるテトラカルボン酸残基（以下、「ＰＭＤＡ残基」ともいう。）を含有する。ＰＭＤＡ残基は、剛直骨格を有するため、他の一般的な酸無水物成分に比べて、イミド化後のポリイミド中の分子の面内配向性の制御が可能であり、熱膨張係数（ＣＴＥ）の抑制とガラス転移温度（Ｔｇ）の向上効果がある。
【0029】
このような観点から、本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ＰＭＤＡ残基を２０モル部以上、好ましくは５０モル部以上、より好ましくは７０モル部以上、特に好ましくは８０モル部以上で含有するように制御する。ＰＭＤＡ残基が２０モル未満では、ＣＴＥが増加するおそれがある。
【0030】
本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドに含まれるＰＭＤＡ残基以外の酸無水物残基としては、ポリイミドの原料として通常使用される酸無水物の残基を挙げることができる。具体的には、例えば、３，３’、４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、１,４-フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル)二無水物（ＴＡＨＱ）、２,３,６,７－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）、３,３’,４,４’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４,４’-オキシジフタル酸無水物、２,３',３,４'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２,２',３,３'-、２,３,３',４'-又は３,３',４,４'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２,３',３,４'-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ビス(２,３-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、３,３'',４,４''-、２,３,３'',４''-又は２,２'',３,３''-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２,２-ビス(２,３-又は３,４-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(２,３-又は３.４-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(２,３-又は３,４-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、１,１-ビス(２,３-又は３,４-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、１,２,７,８-、１,２,６,７-又は１,２,９,１０-フェナンスレン-テトラカルボン酸二無水物、２,３,６,７-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、２,２-ビス（３,４-ジカルボキシフェニル）テトラフルオロプロパン二無水物、２,３,５,６-シクロヘキサン二無水物、１,２,５,６-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１,４,５,８-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、４,８-ジメチル-１,２,３,５,６,７-ヘキサヒドロナフタレン-１,２,５,６-テトラカルボン酸二無水物、２,６-又は２,７-ジクロロナフタレン-１,４,５,８-テトラカルボン酸二無水物、２,３,６,７-（又は１,４,５,８-）テトラクロロナフタレン-１,４,５,８-（又は２,３,６,７-）テトラカルボン酸二無水物、２,３,８,９-、３,４,９,１０-、４,５,１０,１１-又は５,６,１１,１２-ペリレン-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-１,２,３,４-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-２,３,５,６-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-２,３,４,５-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-２,３,４,５-テトラカルボン酸二無水物、４,４’-ビス（２,３-ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール ビスアンヒドロトリメリテート等の芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸残基が挙げられる。
【0031】
（ジアミン残基）
本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、ジアミン残基として、一般式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基及び一般式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を含有する。
本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、ジアミン残基として、一般式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物から誘導されるジアミン残基及び一般式（２）で表されるジアミン化合物から誘導されるジアミン残基を含有する。
【0032】
【化2】
【0033】
式（１）及び（２）において、Ｒは独立に、ハロゲン原子、又は炭素数１～６のハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基若しくはアルコキシ基、又は炭素数１～６の１価の炭化水素基若しくはアルコキシ基で置換されてもよいフェニル基若しくはフェノキシ基を示し、Ｚ１は独立に単結合、芳香族環若しくは複素環を含む２価の基、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ(ＣＨ３)－、－Ｃ(ＣＨ３)２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＳＯ２－、－ＮＨ－又は－ＮＨＣＯ－から選ばれる２価の基を示し、Ｚ２は独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ(ＣＨ３)－、－Ｃ(ＣＨ３)２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＳＯ２－、－ＮＨ－又は－ＮＨＣＯ－から選ばれる２価の基を示し、ｎ１は０～３の整数、ｎ２は独立に０～４の整数、ｎ３は０～２の整数を示す。ここで、「独立に」とは、上記式（１）及び（２）において、複数の置換基Ｒ、２価の基Ｚ１及びＺ２、さらに整数ｎ２が、同一でもよいし、異なっていてもよいことを意味する。なお、上記式（１）及び（２）において、末端の二つのアミノ基における水素原子は置換されていてもよく、例えば－ＮＲ３Ｒ４（ここで、Ｒ３，Ｒ４は、独立してアルキル基などの任意の置換基を意味する）であってもよい。他のジアミン化合物についても同様である。
【0034】
一般式（１）で表されるベンゾイミダゾール化合物（以下、「ジアミン（１）」と記すことがある）は、複素環を有しているため、平面性が高いので、ＣＴＥを低下させ、ガス透過性が低いポリイミドが得られる。また、イミダゾール部位由来の分子間水素結合が高靱性化を促すと考えられる。
【0035】
このような観点から、本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、ジアミン残基の合計１００モル部に対して、ジアミン（１）から誘導されるジアミン残基を１０～９０モル部の範囲内、好ましくは２０～８０モル部の範囲内、より好ましくは２５～７５モル部の範囲内で含有するように制御する。ジアミン（１）から誘導されるジアミン残基が１０モル部未満では、ＣＴＥが増加するおそれがあり、イミダゾール部位由来の分子間水素結合が形成され難くなり、高靱性化を十分に図ることができなくなる。また、ジアミン（１）から誘導されるジアミン残基が９０モル部を超えると、イミダゾール部位由来の極性が高くなり、ポリイミドの吸湿率が増大する傾向となる。
【0036】
ジアミン（１）は、好ましくは下記式（３）又は（４）で表されるジアミノベンゾイミダゾール化合物がよい。
【0037】
【化3】
【0038】
式（３）において、Ｒ１は独立に単結合又は芳香族環を含む２価の基を示す。
【0039】
【化4】
【0040】
式（４）において、Ａｒ２は単結合又は芳香族環を含む２価の基を示す。
【0041】
また、式（３）で表されるジアミノベンゾイミダゾール化合物は、より好ましくは、一般式（５）で表されるジアミンがよい。
【0042】
【化5】
【0043】
式（５）において、Ａｒ１は単結合又は芳香族環を含む２価の基を示す。ここで、基Ａｒ１としては、フェニル基を含む２価の基が好ましい。
【0044】
ジアミン（１）としては、例えば、４－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、５－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、６－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、７－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、５－アミノ－２－（３－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、４－アミノ－２－（３－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、２，２‘－ｐ－フェニレンビス（５－アミノベンゾイミダゾール）、２，２‘－ｐ－フェニレンビス（６－アミノベンゾイミダゾール）等が挙げられる。これらの中でも特に、６－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール、５－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾールが好ましい。
【0045】
また、一般式（２）で表されるジアミン化合物（以下、「ジアミン（２）」と記すことがある）は、２つ以上のベンゼン環を有する芳香族ジアミンである。このジアミン（２）は、少なくとも２つのベンゼン環に直結したアミノ基と２価の連結基Ｚ２があることで、ポリイミド分子鎖が有する自由度が増加して高い屈曲性を有しており、ポリイミド分子鎖の柔軟性の向上に寄与し、高靭性化を促すと考えられる。ここで、連結基Ｚ２としては、－Ｏ－、－ＣＨ２－、－Ｃ（ＣＨ３）２－、－ＣＯ－、－ＳＯ２－、－Ｓ－が好ましい。また、２つ以上のベンゼン環は、ポリイミドのイミド基濃度を低下させ、低吸湿化を促すと考えられる。ここで、ｎ３は１～２が好ましい。
【0046】
このような観点から、本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドは、ジアミン残基の合計１００モル部に対して、ジアミン（２）から誘導されるジアミン残基を１０～９０モル部の範囲内、好ましくは２０～８０モル部の範囲内、より好ましくは２５～７５モル部の範囲内で含有するように制御する。ジアミン（２）から誘導されるジアミン残基が１０モル部未満では、ポリイミドの柔軟性不足や吸湿率が増大するおそれがある。また、ジアミン（２）から誘導されるジアミン残基が９０モル部を超えると、ジアミン（１）から誘導されるジアミン残基のイミダゾール部位由来の分子間水素結合が形成され難くなり、高靱性化を十分に図ることができなくなる。
【0047】
ジアミン（２）は、好ましくは下記式（６）で表されるジアミン化合物がよい。
【0048】
【化6】
【0049】
式（６）において、Ｚ２は独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＨ２－、－ＣＨ(ＣＨ３)－、－Ｃ(ＣＨ３)２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＳＯ２－、－ＮＨ－又は－ＮＨＣＯ－から選ばれる２価の基を示し、ｎ３は０～２の整数を示す。
【0050】
ジアミン（２）としては、例えば、３,３’-ジアミノジフェニルメタン、３,３’-ジアミノジフェニルプロパン、３,３’-ジアミノジフェニルスルフィド、３,３’-ジアミノジフェニルスルホン、３,３-ジアミノジフェニルエーテル、３,４'-ジアミノジフェニルエーテル、３,４’-ジアミノジフェニルメタン、３,４’-ジアミノジフェニルプロパン、３,４’-ジアミノジフェニルスルフィド、３,４’-ジアミノベンゾフェノン、(３,３’-ビスアミノ)ジフェニルアミン、１,４-ビス（３-アミノフェノキシ）ベンゼン、１,３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ－Ｒ）、３-[４-（４-アミノフェノキシ）フェノキシ]ベンゼンアミン、３-[３-（４-アミノフェノキシ）フェノキシ]ベンゼンアミン、１,３-ビス（３-アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ）、４,４'-[２-メチル-(１,３-フェニレン)ビスオキシ]ビスアニリン、４,４'-[４-メチル-(１,３-フェニレン)ビスオキシ]ビスアニリン、４,４'-[５-メチル-(１,３-フェニレン)ビスオキシ]ビスアニリン、ビス［４-（３-アミノフェノキシ）フェニル］メタン、ビス［４-（３-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４-（３-アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、ビス［４-（３-アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４-（３-アミノフェノキシ）］ベンゾフェノン、ビス［４,４'-（３-アミノフェノキシ）］ベンズアニリド、４-[３-[４-(４-アミノフェノキシ)フェノキシ]フェノキシ]アニリン、４,４’-[オキシビス（３,１-フェニレンオキシ）]ビスアニリン、ビス［４-（４-アミノフェノキシ）フェニル］エーテル（ＢＡＰＥ）、ビス［４-（４-アミノフェノキシ）フェニル］ケトン（ＢＡＰＫ）、ビス［４-（３-アミノフェノキシ）］ビフェニル、ビス［４-（４-アミノフェノキシ）］ビフェニル、２,２-ビス（４-アミノフェノキシフェニル）プロパン（ＢＡＰＰ）等が挙げられる。これらの中でも，４,４’－ジアミノジフェニルエーテル（４，４’－ＤＡＰＥ）、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ－Ｒ）、１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン（ＡＰＢ）、２，２－ビス（４－アミノフェノキシフェニル）プロパン（ＢＡＰＰ）が好ましい。
【0051】
ただし、本発明の目的を阻害しない限り、他のジアミンを併用することも可能である。他のジアミンとしては、ポリイミドの原料として通常用いられるものを使用可能であり、例えば、２，２’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル（ｍ－ＴＢ）、２,２’－ジエチル－４,４’－ジアミノビフェニル（ｍ－ＥＢ）、２,２’－ジエトキシ－４,４’－ジアミノビフェニル（ｍ－ＥＯＢ）、２,２’－ジプロポキシ－４,４’－ジアミノビフェニル（ｍ－ＰＯＢ）、２,２’－ｎ－プロピル－４,４’－ジアミノビフェニル（ｍ－ＮＰＢ）、２,２’－ジビニル－４,４’－ジアミノビフェニル（ＶＡＢ）、４，４’－ジアミノビフェニル、４,４’-ジアミノ-２,２’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル（ＴＦＭＢ）、ｐ‐フェニレンジアミン（ｐ－ＰＤＡ）、ｍ‐フェニレンジアミン（ｍ－ＰＤＡ）等が挙げられる。
【0052】
本実施の形態のポリアミド酸及びポリイミドにおいて、上記酸無水物及びジアミンの種類や、２種以上の酸無水物又はジアミンを使用する場合のそれぞれのモル比を選定することにより、靭性、熱膨張性、接着性、ガラス転移温度（Ｔｇ）等を制御することができる。
【0053】
（ポリイミドの合成）
本実施の形態のポリイミドは、上記酸無水物及びジアミンを溶媒中で反応させ、前駆体樹脂を生成したのち加熱閉環させることにより製造できる。例えば、酸無水物成分とジアミン成分をほぼ等モルで有機溶媒中に溶解させて、０～１００℃の範囲内の温度で３０分～２４時間撹拌し重合反応させることでポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が得られる。反応にあたっては、生成する前駆体が有機溶媒中に５～３０重量％の範囲内、好ましくは１０～２０重量％の範囲内となるように反応成分を溶解する。重合反応に用いる有機溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、２－ブタノン、ジメチルスホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム等が挙げられる。これらの溶媒を２種以上併用して使用することもでき、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の併用も可能である。また、このような有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応によって得られるポリアミド酸溶液（ポリイミド前駆体溶液）の濃度が５～３０重量％程度になるような使用量に調整して用いることが好ましい。
本実施の形態のポリイミドは、上記酸無水物及びジアミンを溶媒中で反応させ、前駆体樹脂を生成したのち加熱閉環させることにより製造できる。例えば、酸無水物成分とジアミン成分をほぼ等モルで有機溶媒中に溶解させて、０～１００℃の範囲内の温度で３０分～２４時間撹拌し重合反応させることでポリイミドの前駆体であるポリアミド酸が得られる。反応にあたっては、生成する前駆体が有機溶媒中に５～３０重量％の範囲内、好ましくは１０～２０重量％の範囲内となるように反応成分を溶解する。重合反応に用いる有機溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、２－ブタノン、ジメチルスホキシド、硫酸ジメチル、シクロヘキサノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジグライム、トリグライム等が挙げられる。これらの溶媒を２種以上併用して使用することもでき、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の併用も可能である。また、このような有機溶剤の使用量としては特に制限されるものではないが、重合反応によって得られるポリアミド酸溶液（ポリイミド前駆体溶液）の濃度が５～３０重量％程度になるような使用量に調整して用いることが好ましい。
【0054】
ポリイミドの合成において、上記酸無水物及びジアミンはそれぞれ、その１種のみを使用してもよく２種以上を併用して使用することもできる。酸無水物及びジアミンの種類や、２種以上の酸無水物又はジアミンを使用する場合のそれぞれのモル比を選定することにより、熱膨張性、接着性、ガラス転移温度等を制御することができる。
【0055】
合成されたポリアミド酸は、通常、反応溶媒溶液として使用することが有利であるが、必要により濃縮、希釈又は他の有機溶媒に置換することができる。また、ポリアミド酸は一般に溶媒可溶性に優れるので、有利に使用される。ポリアミド酸をイミド化させる方法は、特に制限されず、例えば前記溶媒中で、８０～４００℃の範囲内の温度条件で１～２４時間かけて加熱するといった熱処理が好適に採用される。
【0056】
ポリアミド酸の重量平均分子量は、例えば１０,０００～４００,０００の範囲内が好ましく、５０,０００～３５０,０００の範囲内がより好ましい。重量平均分子量が１０,０００未満であると、フィルムの強度が低下して脆化しやすい傾向となる。一方、重量平均分子量が４００,０００を超えると、過度に粘度が増加して塗工作業の際にフィルム厚みムラ、スジ等の不良が発生しやすい傾向になる。
【0057】
＜樹脂フィルム＞
本実施の形態の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を有し、少なくとも１層のポリイミド層が本実施の形態のポリイミドで構成され、絶縁樹脂からなるフィルム（シート）であってもよく、銅箔、ガラス板、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルムなどの樹脂シート等の基材に積層された状態の絶縁樹脂のフィルムであってもよい。
本実施の形態の樹脂フィルムは、単層又は複数層のポリイミド層を有し、少なくとも１層のポリイミド層が本実施の形態のポリイミドで構成され、絶縁樹脂からなるフィルム（シート）であってもよく、銅箔、ガラス板、ポリイミド系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリエステル系フィルムなどの樹脂シート等の基材に積層された状態の絶縁樹脂のフィルムであってもよい。
【0058】
また、本実施の形態の樹脂フィルムの厚みは、好ましくは２～１２μｍの範囲内、より好ましくは３～１０μｍの範囲とすることがよい。樹脂フィルムの厚みが２μｍを下回ると靱性を担保できないため、加工時に破れ等の不具合が発生しやすい。また、樹脂フィルムの厚みが１２μｍを上回ると、製造工程において発泡が頻発し、外観上の不具合が発生しやすい。
【0059】
本実施の形態の樹脂フィルムが、本実施の形態のポリイミドから構成される単層のポリイミド層を有するか、又は複数層のポリイミド層であって、本実施の形態のポリイミドから構成されるポリイミド層の合計の厚みが、樹脂フィルム全体の厚みに対して、５０％以上である場合、本実施の形態のポリイミド（以下、「主ポリイミド（Ａ）」とも記すことがある）は、酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ＰＭＤＡ残基を好ましくは５０～１００モル部の範囲内、より好ましくは８０～１００モル部の範囲内で含有し、ジアミン残基の合計１００モル部に対して、ジアミン（１）から誘導されるジアミン残基を好ましくは５０～９０モル部の範囲内、より好ましくは６０～９０モル部の範囲内で含有し、ジアミン（２）から誘導されるジアミン残基を好ましくは１０～５０モル部の範囲内、より好ましくは１０～４０モル部の範囲内で含有することがよい。このような範囲で制御することによって、樹脂フィルムの低ＣＴＥ化による寸法安定性を向上させることが可能となる。従って、このような範囲で制御されたポリイミドから構成されるポリイミド層を樹脂フィルムにおける主たる層、すなわちベースフィルム層に適用することが最も好ましい実施形態となる。
【0060】
また、本実施の形態の樹脂フィルムが、複数層のポリイミド層であり、本実施の形態のポリイミドから構成されるポリイミド層の合計の厚みが、樹脂フィルム全体の厚みに対して、５％以上５０％未満の範囲内である場合、本実施の形態のポリイミド（以下、「副ポリイミド（Ｂ）」と記すことがある）は、酸無水物残基の合計１００モル部に対して、ＰＭＤＡ残基を好ましくは５０～１００モル部の範囲内、より好ましくは８０～１００モル部の範囲内で含有し、ジアミン残基の合計１００モル部に対して、ジアミン（１）から誘導されるジアミン残基を好ましくは１０～５０モル部の範囲内、より好ましくは１０～４０モル部の範囲内で含有し、ジアミン（２）から誘導されるジアミン残基を好ましくは５０～９０モル部の範囲内、より好ましくは６０～９０モル部の範囲内で含有することがよい。このような範囲で制御することによって、樹脂フィルムの寸法安定性と高靭性化を担保し、例えば金属層や他の樹脂層などの基材との接着層としての適用が好適である。従って、このような範囲で制御されたポリイミドから構成されるポリイミド層を表層部に有する樹脂フィルムが最も好ましい実施形態となる。
【0061】
本実施の形態の樹脂フィルムのＣＴＥは、好ましくは３０ｐｐｍ／Ｋ以下、より好ましくは２５ｐｐｍ／Ｋ以下がよい。このような範囲に制御することで、カール等の変形を抑制でき、また高い寸法安定性を担保できる。ここで、ＣＴＥは、樹脂フィルムのＭＤ方向及びＴＤ方向の熱膨張係数の平均値である。
【0062】
また、本実施の形態の樹脂フィルムの引き裂き伝播抵抗は、好ましくは２．５ｋＮ／ｍ以上、より好ましくは３．０ｋＮ／ｍ以上、最も好ましくは３．５ｋＮ／ｍ以上がよい。このような範囲に制御することで、加工時の破れ等の不具合を防止することができる。
【0063】
本実施の形態の樹脂フィルムの形成方法については特に限定されないが、例えば、［１］支持基材に、ポリアミド酸の溶液を塗布・乾燥した後、イミド化して樹脂フィルムを製造する方法（以下、キャスト法）、［２］支持基材に、ポリアミド酸の溶液を塗布・乾燥した後、ポリアミド酸のゲルフィルムを支持基材から剥がし、イミド化して樹脂フィルムを製造する方法などが挙げられる。また、本実施の形態で製造される樹脂フィルムが、複数層のポリイミド層からなる場合、その製造方法の態様としては、例えば、［３］支持基材に、ポリアミド酸の溶液を塗布・乾燥することを複数回繰り返した後、イミド化を行う方法（以下、逐次塗工法）、［４］支持基材に、多層押出により、同時にポリアミド酸の積層構造体を塗布・乾燥した後、イミド化を行う方法（以下、多層押出法）などが挙げられる。ポリイミド溶液（又はポリアミド酸溶液）を基材上に塗布する方法としては特に制限されず、例えばコンマ、ダイ、ナイフ、リップ等のコーターにて塗布することが可能である。多層のポリイミド層の形成に際しては、ポリイミド溶液（又はポリアミド酸溶液）を基材に塗布、乾燥する操作を繰り返す方法が好ましい。
【0064】
本実施の形態の樹脂フィルムは、必要に応じて、ポリイミド層中に無機フィラーを含有してもよい。具体的には、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を混合して用いることができる。
【0065】
＜金属張積層体＞
本実施の形態の金属張積層体は、単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の少なくとも片側の面に積層された金属層と、を有する。この場合、ポリイミド層の少なくとも１層が、本実施の形態のポリイミドを用いて形成されていればよい。
本実施の形態の金属張積層体は、単層又は複数層のポリイミド層を含む絶縁樹脂層と、この絶縁樹脂層の少なくとも片側の面に積層された金属層と、を有する。この場合、ポリイミド層の少なくとも１層が、本実施の形態のポリイミドを用いて形成されていればよい。
【0066】
本実施の形態の金属張積層体において、例えば、本実施の形態のポリイミドによって形成されたポリイミド層をＰ１、任意のポリイミド層をＰ２、金属層をＭ１及びＭ２とすると、前記Ｐ１が本実施の形態の主ポリイミド（Ａ）からなる場合（以下、「Ｐ１（Ａ）」と記すことがある）、好ましくは次のような構成１～８が例示される。好ましくは、絶縁樹脂層と金属層との接着性を高めるため、金属層Ｍ１又はＭ２の少なくとも一方の面に接するＰ２が、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、例えば３６０℃以下、好ましくは２００～３２０℃の範囲内にある熱可塑性ポリイミドによって形成された接着層であることがよい。ここで、Ｐ１の合計の厚みは、絶縁樹脂層の厚みに対して、５０％以上とすることが好ましい。
【0067】
構成１；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）
構成２；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２
構成３；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｍ２
構成４；Ｍ１／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）
構成５；Ｍ１／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２
構成６；Ｍ１／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｍ２
構成７；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）
構成８；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｍ２
構成２；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２
構成３；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｍ２
構成４；Ｍ１／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）
構成５；Ｍ１／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２
構成６；Ｍ１／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｍ２
構成７；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）
構成８；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｐ１（Ａ）／Ｐ２／Ｍ２
【0068】
また、本実施の形態の金属張積層体において、例えば、前記Ｐ１が本実施の形態の副ポリイミド（Ｂ）からなる場合（以下、「Ｐ１（Ｂ）」と記すことがある」、好ましくは次のような構成９～１５が例示される。好ましくは、絶縁樹脂層の寸法安定性を高めるため、Ｐ２が、例えば熱膨張係数（ＣＴＥ）が３０×１０－６（１／Ｋ）以下、好ましくは１０×１０－６～３０×１０－６（１／Ｋ）の範囲内にある低熱膨張性のポリイミド層であり、Ｐ２をベースフィルム層に適用するとよい。ここで、Ｐ１の合計の厚みは、絶縁樹脂層の厚みに対して、５％以上５０％未満の範囲内とすることが好ましい。
【0069】
構成９；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ２
構成１０；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ２／Ｐ１（Ｂ）／Ｍ２
構成１１；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）
構成１２；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）／Ｍ２
構成１３；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ１（Ａ）
構成１４；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）
構成１５；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）／Ｍ２
構成１０；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ２／Ｐ１（Ｂ）／Ｍ２
構成１１；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）
構成１２；Ｍ１／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）／Ｍ２
構成１３；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ１（Ａ）
構成１４；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）
構成１５；Ｍ１／Ｐ１（Ｂ）／Ｐ１（Ａ）／Ｐ１（Ｂ）／Ｍ２
【0070】
本実施の形態の金属張積層体において、最も好ましい実施形態は、上記の構成１、構成１１～１５である。
【0071】
（金属層）
本実施の形態の金属張積層体における金属層の材質としては、特に制限はないが、例えば、銅、ステンレス、鉄、ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム、銀、金、スズ、ジルコニウム、タンタル、チタン、鉛、マグネシウム、マンガン及びこれらの合金等が挙げられる。この中でも、銅、鉄又はニッケルの金属元素が好ましく、これらの金属元素を含有する銅、銅合金、ステンレス又はインバーが特に好ましい。
本実施の形態の金属張積層体における金属層の材質としては、特に制限はないが、例えば、銅、ステンレス、鉄、ニッケル、ベリリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム、銀、金、スズ、ジルコニウム、タンタル、チタン、鉛、マグネシウム、マンガン及びこれらの合金等が挙げられる。この中でも、銅、鉄又はニッケルの金属元素が好ましく、これらの金属元素を含有する銅、銅合金、ステンレス又はインバーが特に好ましい。
【0072】
金属層の厚みは特に限定されるものではないが、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは１０～５０μｍの範囲内がよい。生産安定性及びハンドリング性の観点から、金属層の厚みの下限値は５μｍとすることが好ましい。
【0073】
本実施の形態の金属張積層体は、例えば本実施の形態のポリイミドを含んで構成される樹脂フィルムを用意し、これに金属をスパッタリングしてシード層を形成した後、例えばメッキによって金属層を形成することによって調製してもよい。
【0074】
また、本実施の形態の金属張積層体は、本実施の形態のポリイミドを含んで構成される樹脂フィルムを用意し、これに金属箔を熱圧着などの方法でラミネートすることによって調製してもよい。
【0075】
本実施の形態の金属張積層体は、樹脂フィルムと金属層の接着性を高めるために、樹脂フィルムの表面を例えばプラズマ処理などの改質処理を施しても良い。
【0076】
さらに、本実施の形態の金属張積層体は、金属層の上に本実施の形態のポリアミド酸を含有する塗布液をキャストし、乾燥して塗布膜とした後、熱処理してイミド化し、ポリイミド層を形成する方法（キャスト法）によって調製してもよい。なお、本実施の形態のポリアミド酸を含有する塗布液は、金属層の上に直接にキャストしてもよいし、他のポリアミド酸を含有する塗布膜を形成した後にキャストしてもよい。
【0077】
キャスト法では、ポリアミド酸の樹脂層が金属箔に固定された状態でイミド化されるので、イミド化過程におけるポリイミド層の伸縮変化を抑制して、搬送方向（ＭＤ方向）と幅方向（ＴＤ方向）の異方性を低減することができるので、好ましい実施形態となる。また、発泡を効果的に抑制するために、絶縁樹脂層の厚みは、好ましくは２～１２μｍの範囲内、より好ましくは３～１０μｍの範囲とすることがよい。
【0078】
本実施の形態の金属張積層体の好ましい態様として、銅張積層体を挙げることができる。銅張積層体は、単層又は複数層からなるポリイミド層と、該ポリイミド層の少なくとも一方の面に銅箔を備えていればよい。また、ポリイミド層と銅箔の接着性を高めるために、ポリイミド層における銅箔に接する層は、熱可塑性ポリイミド層であってもよい。銅箔は、絶縁層の片面又は両面に設けることができる。つまり、本実施の形態の銅張積層体は、片面銅張積層体（片面ＣＣＬ）でもよいし、両面銅張積層体（両面ＣＣＬ）でもよい。本実施の形態の銅張積層体は、銅箔をエッチングするなどして配線回路加工して銅配線を形成し、例えばＦＰＣとして使用することができる。
【0079】
本実施の形態の金属張積層体は、主にＦＰＣなどの回路基板材料や、電子部品を製造する過程で使用するマスクなどの部材として有用である。すなわち、本実施の形態の金属張積層体の金属層を常法によってパターン状に加工することによって、パターン化金属張積層体とすることができる。このパターン化金属張積層体は、例えばＦＰＣに代表される回路基板や、トランジスタ、ダイオードなどの能動素子や、抵抗、キャパシタ、インダクタなどの受動デバイスを含む電子回路などの他に、圧力、温度、光、湿度などをセンシングするセンサー素子、発光素子、液晶表示、電気泳動表示、自発光表示などの画像表示素子、無線、有線による通信素子、演算素子、記憶素子、ＭＥＭＳ素子、太陽電池、薄膜トランジスタなどとして利用可能なものである。
【実施例】
【0080】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。
【0081】
［粘度の測定］
Ｅ型粘度計（ブルックフィールド社製、商品名；ＤＶ－ＩＩ＋Ｐｒｏ）を用いて、２５℃における粘度を測定した。トルクが１０％～９０％になるよう回転数を設定し、測定を開始してから２分経過後、粘度が安定した時の値を読み取った。
Ｅ型粘度計（ブルックフィールド社製、商品名；ＤＶ－ＩＩ＋Ｐｒｏ）を用いて、２５℃における粘度を測定した。トルクが１０％～９０％になるよう回転数を設定し、測定を開始してから２分経過後、粘度が安定した時の値を読み取った。
【0082】
［熱膨張係数（ＣＴＥ）の測定］
ポリイミドフィルム（３ｍｍ×１５ｍｍ）を、熱機械分析（ＴＭＡ）装置にて５．０ｇの荷重を加えながら２０℃／ｍｉｎの昇温速度で室温から２６０℃まで昇温した後、５℃／ｍｉｎの降温速度で２６０℃から３０℃まで降温する温度条件で引張り試験を行った。降温時の温度に対するポリイミドフィルムの伸び量から熱膨張係数を測定した。
ポリイミドフィルム（３ｍｍ×１５ｍｍ）を、熱機械分析（ＴＭＡ）装置にて５．０ｇの荷重を加えながら２０℃／ｍｉｎの昇温速度で室温から２６０℃まで昇温した後、５℃／ｍｉｎの降温速度で２６０℃から３０℃まで降温する温度条件で引張り試験を行った。降温時の温度に対するポリイミドフィルムの伸び量から熱膨張係数を測定した。
【0083】
［引き裂き伝播抵抗の測定］
ポリイミドフィルム（６３．５ｍｍ×５０ｍｍ）を準備し、このポリイミドフィルムに長さ１２．７ｍｍの切り込みを入れ、軽荷重引き裂き試験機（東洋精機社製）を用いて測定した。
ポリイミドフィルム（６３．５ｍｍ×５０ｍｍ）を準備し、このポリイミドフィルムに長さ１２．７ｍｍの切り込みを入れ、軽荷重引き裂き試験機（東洋精機社製）を用いて測定した。
【0084】
［加工性評価］
金属張積層体に対して、ロール・トゥ・ロールプロセスにて、金属層の一部をエッチングするパターン加工を行い、ポリイミドフィルムに破れが発生するかを評価する加工性評価を行った。ポリイミドフィルムに破れが発生しなかった場合を「可」、破れが発生した場合を「不可」と評価した。
金属張積層体に対して、ロール・トゥ・ロールプロセスにて、金属層の一部をエッチングするパターン加工を行い、ポリイミドフィルムに破れが発生するかを評価する加工性評価を行った。ポリイミドフィルムに破れが発生しなかった場合を「可」、破れが発生した場合を「不可」と評価した。
【0085】
本実施例で用いた略号は以下の化合物を示す。
ＡＰＢＩＺ ：５－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール
ＴＰＥ－Ｒ ：1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン
ｍ－ＴＢ：２，２’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル
ＤＡＰＥ: ４,４’－ジアミノジフェニルエーテル
ＡＰＢＯＺ: ５－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾオキサゾール
ＭＡＢＡ：４,４’－ジアミノベンズアニリド
ＤＡＢＡ：２’－メトキシ－４,４’－ジアミノベンズアニリド
ＰＭＤＡ ：ピロメリット酸二無水物
ＢＰＤＡ ：３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
ＢＴＤＡ：ベンゾフェノン‐３,４,３',４'－テトラカルボン酸二無水物
ＤＭＡｃ：Ｎ，Ｎ－-ジメチルアセトアミド
ＡＰＢＩＺ ：５－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾイミダゾール
ＴＰＥ－Ｒ ：1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン
ｍ－ＴＢ：２，２’－ジメチル－４，４’－ジアミノビフェニル
ＤＡＰＥ: ４,４’－ジアミノジフェニルエーテル
ＡＰＢＯＺ: ５－アミノ－２－（４－アミノフェニル）ベンゾオキサゾール
ＭＡＢＡ：４,４’－ジアミノベンズアニリド
ＤＡＢＡ：２’－メトキシ－４,４’－ジアミノベンズアニリド
ＰＭＤＡ ：ピロメリット酸二無水物
ＢＰＤＡ ：３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
ＢＴＤＡ：ベンゾフェノン‐３,４,３',４'－テトラカルボン酸二無水物
ＤＭＡｃ：Ｎ，Ｎ－-ジメチルアセトアミド
【0086】
［実施例１～３］
ポリアミド酸ａ～ｃを合成するため、窒素気流下で、５００ｍｌのセパラブルフラスコの中に、表１で示した固形分濃度となるように溶剤のＤＭＡｃを加え、表１に示したジアミン成分及び酸無水物成分を攪拌しながら溶解させた。その後、溶液を室温で４時間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸ａ～ｃの黄～茶褐色の粘稠な溶液を調製した。
ポリアミド酸ａ～ｃを合成するため、窒素気流下で、５００ｍｌのセパラブルフラスコの中に、表１で示した固形分濃度となるように溶剤のＤＭＡｃを加え、表１に示したジアミン成分及び酸無水物成分を攪拌しながら溶解させた。その後、溶液を室温で４時間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸ａ～ｃの黄～茶褐色の粘稠な溶液を調製した。
【0087】
【表1】
【0088】
（合成例１～１０）
ポリアミド酸ｄ～ｍを合成するため、窒素気流下で、５００ｍｌのセパラブルフラスコの中に、表１で示した固形分濃度となるように溶剤のＤＭＡｃを加え、表１に示したジアミン成分及び酸無水物成分を攪拌しながら溶解させた。その後、溶液を室温で４時間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸ｄ～ｍの黄～茶褐色の粘稠な溶液を調製した。
ポリアミド酸ｄ～ｍを合成するため、窒素気流下で、５００ｍｌのセパラブルフラスコの中に、表１で示した固形分濃度となるように溶剤のＤＭＡｃを加え、表１に示したジアミン成分及び酸無水物成分を攪拌しながら溶解させた。その後、溶液を室温で４時間攪拌を続けて重合反応を行い、ポリアミド酸ｄ～ｍの黄～茶褐色の粘稠な溶液を調製した。
【0089】
【表2】
【0090】
［実施例４～１０］
銅箔１（電解銅箔、厚み；１２μｍ）の光沢面に、ポリアミド酸ａ～ｃの溶液を、表３に示すように、それぞれアプリケータを用いて塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥した後、更に１３０℃～３６０℃の温度範囲で段階的な熱処理を行い、銅箔上にポリイミド層ａ～ｃのいずれかを形成し、金属張積層体１～７を調製した。
銅箔１（電解銅箔、厚み；１２μｍ）の光沢面に、ポリアミド酸ａ～ｃの溶液を、表３に示すように、それぞれアプリケータを用いて塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥した後、更に１３０℃～３６０℃の温度範囲で段階的な熱処理を行い、銅箔上にポリイミド層ａ～ｃのいずれかを形成し、金属張積層体１～７を調製した。
【0091】
塩化第二鉄水溶液を用いて、金属張積層体１～７の銅箔をエッチング除去して、ポリイミドフィルム１～７を調製した。各ポリイミドフィルムの引き裂き伝播抵抗、熱膨張係数（ＣＴＥ）及び加工性の評価結果を表３に示す。ここで、表３中、ＣＴＥ（ＭＤ）はＭＤ方向のＣＴＥを示し、ＣＴＥ（ＴＤ）はＴＤ方向のＣＴＥを示す。
【0092】
【表3】
【0093】
（参考例１～９）
銅箔１の光沢面に、ポリアミド酸ｄ～ｌの溶液を、表４に示すように、それぞれアプリケータを用いて塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥した後、更に１３０℃～３６０℃の温度範囲で段階的な熱処理を行い、銅箔上にポリイミド層ｄ～ｌのいずれかを形成し、金属張積層体８～１６を調製した。
銅箔１の光沢面に、ポリアミド酸ｄ～ｌの溶液を、表４に示すように、それぞれアプリケータを用いて塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥した後、更に１３０℃～３６０℃の温度範囲で段階的な熱処理を行い、銅箔上にポリイミド層ｄ～ｌのいずれかを形成し、金属張積層体８～１６を調製した。
【0094】
塩化第二鉄水溶液を用いて、金属張積層体８～１６の銅箔をエッチング除去して、ポリイミドフィルム８～１６を調製した。各ポリイミドフィルムの引き裂き伝播抵抗、熱膨張係数（ＣＴＥ）及び加工性の評価結果を表４に示す。ここで、表４中、ＣＴＥ（ＭＤ）はＭＤ方向のＣＴＥを示し、ＣＴＥ（ＴＤ）はＴＤ方向のＣＴＥを示す。
【0095】
【表4】
【0096】
［実施例１１］
銅箔１の光沢面に、熱処理後の厚みが約２μｍとなるようにポリアミド酸ｂの溶液を均一に塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥して溶媒を除去した。その上に、熱処理後の厚みが約８μｍとなるようにポリアミド酸ｍの溶液を均一に塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥して溶媒を除去した。更に、その上に、熱処理後の厚みが約２μｍとなるようにポリアミド酸ｂの溶液を均一に塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥して溶媒を除去した。その後、１３０℃から３６０℃まで段階的な熱処理を行い、銅箔上に、ポリイミド層ｂ／ポリイミド層ｍ／ポリイミド層ｂからなる絶縁樹脂層１７を形成し、金属張積層体１７を調製した。
銅箔１の光沢面に、熱処理後の厚みが約２μｍとなるようにポリアミド酸ｂの溶液を均一に塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥して溶媒を除去した。その上に、熱処理後の厚みが約８μｍとなるようにポリアミド酸ｍの溶液を均一に塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥して溶媒を除去した。更に、その上に、熱処理後の厚みが約２μｍとなるようにポリアミド酸ｂの溶液を均一に塗布し、５０～１３０℃で１～６０分間乾燥して溶媒を除去した。その後、１３０℃から３６０℃まで段階的な熱処理を行い、銅箔上に、ポリイミド層ｂ／ポリイミド層ｍ／ポリイミド層ｂからなる絶縁樹脂層１７を形成し、金属張積層体１７を調製した。
【0097】
塩化第二鉄水溶液を用いて、金属張積層体１７の銅箔をエッチング除去して、ポリイミドフィルム１７を調製した。ポリイミドフィルム１７の引き裂き伝播抵抗、熱膨張係数（ＣＴＥ）及び加工性の評価結果を表５に示す。ここで、表５中、ＣＴＥ（ＭＤ）はＭＤ方向のＣＴＥを示し、ＣＴＥ（ＴＤ）はＴＤ方向のＣＴＥを示す。
【0098】
［実施例１２～１４］
実施例１１と同様に、金属張積層体１８～２０を調製するため、表５で示したように、ポリアミド酸の種類と熱処理後の厚みを変えて、絶縁樹脂層１８～２０を形成し、金属張積層体１８～２１を調製した。
実施例１１と同様に、金属張積層体１８～２０を調製するため、表５で示したように、ポリアミド酸の種類と熱処理後の厚みを変えて、絶縁樹脂層１８～２０を形成し、金属張積層体１８～２１を調製した。
【0099】
塩化第二鉄水溶液を用いて、金属張積層体１８～２０の銅箔をエッチング除去して、ポリイミドフィルム１８～２０を調製した。各ポリイミドフィルムの引き裂き伝播抵抗、熱膨張係数（ＣＴＥ）及び加工性の評価結果を表５に示す。
【0100】
【表5】
【0101】
参考例１～９の結果から、ポリイミドフィルムの引き裂き伝播抵抗が２．５ｋＮ／ｍに満たない場合は、靱性が不足し、特に、厚みが１２μｍ以下のポリイミドフィルムでは、加工時に破れが見られた。一方、実施例１～１４のポリイミドフィルムは、加工時の破れもなく、絶縁層が薄いＦＰＣ材料として好適な金属張積層体を提供することができることがわかる。
【0102】
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはない。