JP2008238788A - Laminated polyimide film, its manufacturing process, and flexible circuit board - Google Patents

Laminated polyimide film, its manufacturing process, and flexible circuit board Download PDF

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Tadashi Ishibashi
忠司 石橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain polyimide film which can acquire extremely large peeling strength by increasing no water suction rate in case of gluing to metallic foil through an adhesive. <P>SOLUTION: In laminated polyimide film composed by laminating two or more layers of the polyimide film, the polyimide of at least one uppermost surface layer of the laminating polyimide film is a characteristic composed of polyimide obtained by thermally and/or chemically imide deriving a polyamic acid synthesized from aromatic diamine containing carboxy-4,4'-diaminodiphenylether of a ratio of 1 to 100 mol.%, and aromatic tetracarboxylate dianhydride or its derivative. This laminating polyimide film has water absorption rate of 3.0 wt.% or less and small dimensional change, and, further, peeling strength in case of pressure bonding through the metallic foil and the adhesive is high such as 10N/cm or more. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、積層ポリイミドフィルムおよびその製造方法、並びに該積層ポリイミドフィルムを用いたフレキシブル回路基板に関するものである。更に詳しくは、吸水率を増加することなく、接着剤を介して金属箔と接着した場合に極めて大きな剥離強度を得ることのできる積層ポリイミドフィルム、および該積層ポリイミドフィルムの製造方法およびそれを利用したフレキシブル回路基板に関するものである。   The present invention relates to a laminated polyimide film, a method for producing the same, and a flexible circuit board using the laminated polyimide film. More specifically, a laminated polyimide film capable of obtaining extremely high peel strength when bonded to a metal foil via an adhesive without increasing water absorption, a method for producing the laminated polyimide film, and the same The present invention relates to a flexible circuit board.

ポリイミドは、通常、主鎖に環状イミド結合を有するポリマーを指し、芳香族ポリイミドは、芳香環の共役による剛直な分子構造と、極性の高いイミド結合による分子鎖間の強固な結合力を有するため、高い耐熱性、機械特性、耐化学薬品性を持つ。現在工業的に利用されている一般的な合成方法としては、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを等モルで重合させ、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を得て、その溶液を乾燥させて所望のフィルムやコーティングとし、加熱または触媒等を用いてイミド化するというものである。こうして得られるポリイミドは、その特性から、成形加工して複写機の軸受けや自動車のタイヤホイール等の構造材に、またフィルムとしてフレキシブルプリント基板用、電線の絶縁被覆材等に広く使用されている。   Polyimide usually refers to a polymer having a cyclic imide bond in the main chain, and aromatic polyimide has a rigid molecular structure due to conjugation of an aromatic ring and a strong bonding force between molecular chains due to a highly polar imide bond. High heat resistance, mechanical properties and chemical resistance. As a general synthesis method currently used industrially, diamine and tetracarboxylic dianhydride are polymerized in an equimolar amount to obtain a polyamic acid which is a polyimide precursor, and the solution is dried. A desired film or coating is formed and imidized using heat or a catalyst. Polyimides thus obtained are widely used for structural materials such as bearings of copying machines and automobile tire wheels after being molded, and as films for flexible printed circuit boards and insulation coating materials for electric wires.

中でも、成長著しいエレクトロニクスの分野では不可欠な材料であり、銅箔などの金属箔と接着剤を介し積層したフレキシブル回路基板用のベースフィルムとして、高い絶縁性と耐熱性を有する材料として優れた効果を発揮している。しかし、高密度回路の形成に当たってポリイミドフィルムには金属箔との高い剥離強度が要求されているところ、必ずしも充分とは言えないために、微小パターン形成時に断線したり、長期的に使用された際に剥離することがあり、長期信頼性に欠けるという問題があった。この欠点を改良するために、ポリイミドフィルムに対するさまざまな電気、物理あるいは化学的処理が試みられてきたが、これらの処理はその処理工程に多くの試薬、時間、労力などを要するという問題があった。   Above all, it is an indispensable material in the field of rapidly growing electronics, and as a base film for flexible circuit boards laminated with metal foil such as copper foil via an adhesive, it has excellent effects as a material with high insulation and heat resistance. Demonstrating. However, the polyimide film is required to have high peel strength with the metal foil in forming a high-density circuit. This is not always sufficient. There is a problem in that it may peel off and lack long-term reliability. In order to remedy this drawback, various electrical, physical or chemical treatments have been attempted on polyimide films. However, these treatments have a problem that a lot of reagents, time, and labor are required for the treatment steps. .

すなわち、ポリイミドフィルムの接着力を改質する方法としては、例えば、フィルム表面をプラズマ処理する方法(例えば、特許文献1参照)が知られているが、この場合には、フィルム表面をアルカリ処理した後プラズマ処理を施すので工程数が増えるという問題があった。   That is, as a method for modifying the adhesive strength of the polyimide film, for example, a method of plasma-treating the film surface (see, for example, Patent Document 1) is known. In this case, the film surface is treated with an alkali. There is a problem that the number of processes increases because the post-plasma treatment is performed.

また、ポリイミドフィルムと熱可塑性ポリイミド系接着剤層と金属箔の少なくとも1種以上の両面又は片面にシランカップリング剤が塗布されている金属箔張り積層板(例えば、特許文献2参照)も知られている。しかし、この場合には、シラン系カップリング剤を塗布する工程が増え、シラン系カップリング剤のpHの調整に注意しなければ(低pHでは分子内の水素結合で環状分子が生成するためであり、一方高pHでは屈曲構造をとるため樹脂との相互作用が弱くなるためと考えられているが)、接着力が低下してしまうという問題があった。   Also known is a metal foil-clad laminate (see, for example, Patent Document 2) in which a silane coupling agent is applied to at least one or both of a polyimide film, a thermoplastic polyimide adhesive layer, and a metal foil. ing. However, in this case, the number of steps for applying the silane coupling agent is increased, and care must be taken in adjusting the pH of the silane coupling agent (because cyclic molecules are generated by intramolecular hydrogen bonding at low pH). On the other hand, it is considered that the interaction with the resin is weakened due to the bending structure at a high pH), but there is a problem that the adhesive strength is reduced.

さらに、チタン化合物を含有する接着性に優れたポリイミドフィルム(例えば、特許文献3参照)も知られている。この方法は、有機チタン化合物の溶液を塗布するか該溶液にフィルムを浸漬することによってチタン原子をポリイミドフィルムに添加しようとするものであるが、チタン原子を均一に添加することは非常に困難であり、部分的に接着力が改善されることはあっても、品質管理が困難であるという問題があった。   Furthermore, a polyimide film containing a titanium compound and excellent in adhesiveness (for example, see Patent Document 3) is also known. This method is intended to add titanium atoms to a polyimide film by applying a solution of an organic titanium compound or immersing a film in the solution. However, it is very difficult to add titanium atoms uniformly. There is a problem that quality control is difficult even though the adhesive force is partially improved.

さらにまた、接着性に優れた溶媒可溶性熱可塑性ポリイミド(例えば、特許文献4参照)も知られているが、この場合には、熱可塑性のために製造工程において加熱された場合にポリイミドフィルム基板が沈み込むという欠点を有していた。   Furthermore, a solvent-soluble thermoplastic polyimide having excellent adhesion (see, for example, Patent Document 4) is also known, but in this case, when heated in the manufacturing process due to thermoplasticity, the polyimide film substrate is It had the disadvantage of sinking.

ポリイミドフィルムは、上記剥離強度の他に、電子部品の高機能化に伴う寸法安定性が要求され、このため吸水率が低いことが好ましい。吸水によるサイズ変化、形状変化を最小限にすることによって寸法安定性を保ち得るからである。しかし、剥離強度を充分に向上させるためには接着剤フィルムとの親和性を向上させることが必要であるが、このような親和性は通常、水酸基、カルボキシル基などの親水性基であることから、剥離強度の向上とともに吸水性も上昇する傾向があり(従って寸法安定性は低下する方向である)、両者を同時に満足させるようなフィルムは未だ完成されているとは言い難いのである。
特開平8−12779号公報 特開平7−137196号公報 特開平11−71474号公報 特開2003−27014号公報
In addition to the above-mentioned peel strength, the polyimide film is required to have dimensional stability associated with higher functionality of the electronic component, and therefore it is preferable that the water absorption is low. This is because dimensional stability can be maintained by minimizing changes in size and shape due to water absorption. However, in order to sufficiently improve the peel strength, it is necessary to improve the affinity with the adhesive film, but such affinity is usually a hydrophilic group such as a hydroxyl group or a carboxyl group. In addition, the water absorption tends to increase as the peel strength increases (thus, the dimensional stability tends to decrease), and it is difficult to say that a film that satisfies both at the same time has not yet been completed.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-12779 JP 7-137196 A JP-A-11-71474 JP 2003-27014 A

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果なされたものであり、その目的とするところは、接着剤を介して金属箔と接着した場合に、吸水率を増加することなく極めて大きな剥離強度を発揮することのできるポリイミドフィルムを得ることにある。   This invention is made | formed as a result of examining as a subject the solution of the problem in the prior art mentioned above, and the place made into the objective increases a water absorption, when adhere | attaching with metal foil through an adhesive agent. The object is to obtain a polyimide film that can exhibit extremely high peel strength without any problems.

また、本発明の他の目的は、ポリイミドフィルムの剥離強度を向上させるための処理に、多くの試薬、時間、労力などを必要とせず、大量生産に適し、低コストでかつ高品質の高剥離強度ポリイミドフィルムを製造する方法を確立することにある。   Another object of the present invention is that the treatment for improving the peel strength of the polyimide film does not require many reagents, time, labor, etc., and is suitable for mass production, low cost and high quality and high peel. The purpose is to establish a method for producing a strength polyimide film.

さらに、本発明の目的は、前記ポリイミドフィルムを用いて薄く、軽く、柔軟性に富み、小型化と多機能化を両立するフレキシブル回路基板を提供することである。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a flexible circuit board that is thin, light and flexible using the polyimide film, and that achieves both miniaturization and multi-functionality.

本発明者は、上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、ポリイミドフィルムを二層以上の積層体とし、その最表面層の少なくとも一方に存在するポリイミドフィルムが、下記一般式(I)で表されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを1〜100モル%の割合で含有する芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成されたことを特徴とするポリアミック酸を熱的および/または化学的にイミド化せしめることによって得られるポリイミドからなることによって、上記目的を効果的に達成することを見出し、本発明に至った。

Figure 2008238788
(ただし、式中のm、nは0を含む4以下の整数であり、(m+n)は1以上の整数である) As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made a polyimide film a laminate of two or more layers, and the polyimide film present in at least one of the outermost surface layers is represented by the following general formula (I) A polyamic synthesized from an aromatic diamine containing carboxy-4,4'-diaminodiphenyl ether represented by 1 to 100 mol% and an aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof It has been found that the above object can be effectively achieved by comprising a polyimide obtained by imidizing an acid thermally and / or chemically, and has led to the present invention.
Figure 2008238788
(However, m and n in the formula are integers of 4 or less including 0, and (m + n) is an integer of 1 or more.)

また、本発明の積層ポリイミドフィルムは、前記式(I)で表されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを1〜100モル%の割合で含有する芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成されるポリアミック酸を、ポリイミドフィルムの片面または両面に塗布し、これを熱的および/または化学的にイミド化せしめることによって得られることを特徴とする。   In addition, the laminated polyimide film of the present invention includes an aromatic diamine containing carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether represented by the formula (I) at a ratio of 1 to 100 mol%, and an aromatic tetracarboxylic acid diester. It is characterized by being obtained by applying a polyamic acid synthesized from an anhydride or a derivative thereof to one or both sides of a polyimide film and imidizing it thermally and / or chemically.

さらに、前記カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが下記一般式(II)で表される3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルであることを好ましい条件とする。

Figure 2008238788
Furthermore, it is preferable that the carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether is 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether represented by the following general formula (II).
Figure 2008238788

そして、積層ポリイミドフィルムの少なくとも一方の最表面層のポリイミドが、下記一般式(III)および(IV)で示される構造単位を有することをその要旨とする。

Figure 2008238788
Figure 2008238788
(ただし、式中のR1は、下記一般式で示される基のいずれかであり、
Figure 2008238788
式中のR2は、下記一般式で示される基のいずれかであり、
Figure 2008238788
また、式中のX:Yのモル比は1:99〜100:0である。) The gist is that the polyimide of at least one outermost surface layer of the laminated polyimide film has a structural unit represented by the following general formulas (III) and (IV).
Figure 2008238788
Figure 2008238788
(However, R 1 in the formula is one of the groups represented by the following general formula,
Figure 2008238788
R 2 in the formula is any of the groups represented by the following general formula:
Figure 2008238788
Moreover, the molar ratio of X: Y in the formula is 1:99 to 100: 0. )

上記構成の積層ポリイミドフィルムを、接着剤を介して金属箔と熱圧着する場合には、接着剤と接する表面層のポリイミドが、前記特徴的な構造単位を有するポリイミドから構成されていることが本発明の目的を効果的に達成する条件である。   When the laminated polyimide film having the above structure is thermocompression bonded to a metal foil via an adhesive, the surface layer polyimide in contact with the adhesive may be composed of a polyimide having the characteristic structural unit. This is a condition for effectively achieving the object of the invention.

また、接着剤を介して銅箔と熱圧着した際に、下記の方法により測定した剥離強度が10N/cm以上であること、吸水率が3.0wt%以下であること、はいずれも本発明の好ましい条件として挙げられる。
(剥離強度:接着剤フィルムであるパイララックスR(デュポン社の登録商標)LF−0100を用いて、積層ポリイミドフィルムと銅箔(厚み35μm、ジャパンエナジー社製BAC−13−T)とを、180℃、4.4×10Paで60分間加熱圧着し、得られた接着物をJIS C5016−1994に記載の方法で引き剥がした強さを剥離強度とする。
吸水率:積層ポリイミドフィルムを蒸留水に48時間浸析後、表面の水分をふき取り、加熱重量減分析により室温から200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱された際に、50℃から200℃の間の重量減少率を吸水率とする。)
In addition, when thermocompression bonding with a copper foil via an adhesive, the peel strength measured by the following method is 10 N / cm or more, and the water absorption is 3.0 wt% or less. It is mentioned as preferable conditions.
(Peel strength: using Lailax R (registered trademark of DuPont) LF-0100, which is an adhesive film, a laminated polyimide film and a copper foil (thickness 35 μm, BAC-13-T manufactured by Japan Energy Co., Ltd.), 180 The strength obtained by heat-pressing for 60 minutes at a temperature of 4.4 × 10 7 Pa and peeling off the obtained adhesive by the method described in JIS C5016-1994 is defined as the peel strength.
Water absorption rate: After immersing the laminated polyimide film in distilled water for 48 hours, the surface moisture was wiped off, and when heated from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. The weight reduction rate between 200 ° C. is the water absorption rate. )

また、本発明の積層ポリイミドフィルムの製造方法の一つとしては、上記カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを1〜100モル%の割合で含有する芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成されるポリアミック酸を、ポリイミドフィルムまたはポリアミック酸フィルムの少なくとも一方の表面に塗布し、これを熱的および/または化学的にイミド化せしめることが好適である。   Further, as one of the methods for producing the laminated polyimide film of the present invention, an aromatic diamine containing the above carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether in a proportion of 1 to 100 mol% and an aromatic tetracarboxylic dianhydride It is preferable to apply a polyamic acid synthesized from a product or a derivative thereof to at least one surface of a polyimide film or a polyamic acid film and imidize it thermally and / or chemically.

そして、本発明のフレキシブル回路基板は、前記積層ポリイミドフィルムの特徴的構造を有するポリイミドからなる表面層に接着剤を介して金属箔を圧着してなることを特徴とする。   The flexible circuit board of the present invention is characterized in that a metal foil is pressure-bonded to a surface layer made of polyimide having the characteristic structure of the laminated polyimide film via an adhesive.

本発明の積層ポリイミドフィルムは、新規なポリアミック酸を前駆体とするポリイミドをその表面層に有するから、接着剤を介して金属箔に圧着された際の剥離強度が10N/cm以上と高く、かつ吸水率も3.0wt%以下であり、フレキシブル回路基板用ベースフィルムとして使用された際に長期的に寸法安定性および剥離強度を維持することができる。   Since the laminated polyimide film of the present invention has a polyimide having a novel polyamic acid as a precursor in its surface layer, the peel strength when pressed onto a metal foil via an adhesive is as high as 10 N / cm or more, and A water absorption is also 3.0 wt% or less, and when used as a base film for flexible circuit boards, dimensional stability and peel strength can be maintained for a long time.

また、ポリイミドフィルムの剥離強度を向上させるための処理に、多くの試薬、時間、労力などを必要とせず、大量生産に適し、低コストでかつ高品質の高剥離強度ポリイミドを製造する方法が提供でき、前記積層ポリイミドフィルムを用いて薄く、軽く、柔軟性に富み、小型化と多機能化を両立するフレキシブル回路基板を提供することができる。   In addition, the process for improving the peel strength of polyimide film does not require a lot of reagents, time, and labor, and is suitable for mass production, providing a method for producing high quality, high peel strength polyimide at low cost. It is possible to provide a flexible circuit board that is thin, light and flexible using the laminated polyimide film, and that achieves both miniaturization and multi-functionality.

以下、本発明について具体的に詳述する。
本発明の積層ポリイミドフィルムは、少なくとも一方の最表面層に存在するポリイミド(以下「表面層ポリイミド」ということがある)が特定構造のポリアミック酸を前駆体として得られたことを特徴とする。ポリアミック酸は、周知の通り芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とを略等モル反応させることにより得られるが、本発明においては、特に芳香族ジアミンに下記式(I)で表されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを含有することが必須の条件である。この芳香族ジアミンを含有しない場合には、得られるポリイミドフィルムが、目的とする剥離強度を示さないからである。従来の代表的ポリイミドには芳香族ジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを使用していた。この化合物は、2つのアミノ基が結合に関与するためにポリマー形成後は芳香環に置換基が残らず、接着剤フィルムとの接着力において、フリーのカルボキシ基を有する本発明のカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの方が優れているのである。なお、最表面層とは、二層以上に積層されたポリイミドフィルムの最も外側に位置する層であり、接着剤を介して金属箔との接着に使用される表面層を意味し、複数枚の積層ポリイミドフィルム、接着剤、金属箔を積み重ねる場合には、積層ポリイミドフィルムの両最表面層が接着剤との接着に使用されるので、該両最表面層がいずれも前記の特定構造のポリアミック酸を前駆体として得られるポリイミドであることを要する。

Figure 2008238788
(ただし、式中のm、nは0を含む4以下の整数であり、(m+n)は1以上の整数である) Hereinafter, the present invention will be specifically described in detail.
The laminated polyimide film of the present invention is characterized in that a polyimide present in at least one outermost surface layer (hereinafter sometimes referred to as “surface layer polyimide”) is obtained using a polyamic acid having a specific structure as a precursor. As is well known, the polyamic acid is obtained by reacting an aromatic diamine and an aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof in an approximately equimolar amount. In the present invention, the aromatic diamine is represented by the following formula (I). It is an essential condition to contain carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether represented by: This is because when the aromatic diamine is not contained, the obtained polyimide film does not exhibit the intended peel strength. Conventional representative polyimides used 4,4′-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine. Since this compound has two amino groups involved in the bond, no substituent remains on the aromatic ring after polymer formation, and the carboxy-4 of the present invention having a free carboxy group in the adhesive force with the adhesive film, 4'-diaminodiphenyl ether is superior. In addition, the outermost surface layer is a layer located on the outermost side of the polyimide film laminated in two or more layers, and means a surface layer used for adhesion to the metal foil through an adhesive. When stacking laminated polyimide films, adhesives, and metal foils, both outermost surface layers of the laminated polyimide film are used for adhesion to the adhesive, and therefore both outermost surface layers are both polyamic acids having the specific structure described above. It is necessary to be a polyimide obtained using as a precursor.
Figure 2008238788
(However, m and n in the formula are integers of 4 or less including 0, and (m + n) is an integer of 1 or more.)

本発明の積層ポリイミドフィルムの表面層ポリイミドの前駆体である特定構造のポリアミック酸について説明する。ポリアミック酸は前記の通り芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成される。特定構造のポリアミック酸は、芳香族ジアミンとしてカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを使用し、そのの添加量は組み合わされる他の酸二無水物などによって異なり一義的には決定できないが、一般的には1〜100モル%、好ましくは5〜100モル%の範囲とすることが重要である。この場合のモル%は、全芳香族ジアミンを100モル%としたときのカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの占める割合を指す。添加量が前記範囲未満の場合は、目的とする剥離強度が得難いからである。   The polyamic acid having a specific structure which is a precursor of the surface layer polyimide of the laminated polyimide film of the present invention will be described. As described above, the polyamic acid is synthesized from an aromatic diamine and an aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof. A polyamic acid having a specific structure uses carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine, and the amount of the polyamic acid varies depending on other acid dianhydrides to be combined and cannot be uniquely determined. In this case, it is important that the amount be in the range of 1 to 100 mol%, preferably 5 to 100 mol%. The mol% in this case refers to the proportion of carboxy-4,4'-diaminodiphenyl ether when the total aromatic diamine is 100 mol%. This is because when the addition amount is less than the above range, it is difficult to obtain the intended peel strength.

前記カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルのカルボキシル基の置換基数は1つ以上であり多置換であってもかまわない。置換基数が3より多い場合には置換基数2の場合に比して相対的に使用量を少なくすることが望ましい。このカルボキシ基は接着強度を向上させるものであるが、同時にポリイミドフィルムを親水化するものでもあるため、吸水率の増加によって寸法安定性に影響を及ぼすおそれがあるからである。さらに、カルボキシル基の置換位置は任意の位置であり、その具体例としては2,6’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび2,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが挙げられる。しかし、合成面での簡便さの観点から3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(下記式(II))を用いることは好ましい条件である。

Figure 2008238788
The number of substituents of the carboxyl group of the carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether is one or more and may be polysubstituted. When the number of substituents is more than 3, it is desirable to use a relatively small amount as compared with the case of 2 substituents. This carboxy group improves the adhesive strength, but at the same time, it also hydrophilizes the polyimide film, so that an increase in water absorption may affect the dimensional stability. Furthermore, the substitution position of the carboxyl group is an arbitrary position, and specific examples thereof include 2,6′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether. And 2,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether. However, it is preferable to use 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether (the following formula (II)) from the viewpoint of simplicity in terms of synthesis.
Figure 2008238788

前記特定構造のポリアミック酸の合成には、前記カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル以外に以下の芳香族ジアミン類(以下「その他の芳香族ジアミン類」ということがある)を一種以上適宜組み合わせて使用できる。具体的には、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンジジン、パラキシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、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ホン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3’−ジメトキシベンジジン、1,4−ビス(3メチル−5アミノフェニル)ベンゼン、3,3’カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,6’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノビフェニルおよびこれらのアミド形成性誘導体が挙げられる。これらのうち、入手が容易で代表的ポリイミドに使用されている4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが特に好ましい。これは、前記カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルと構造上類似し、ポリアミック酸の合成においても両者が均等に反応するからであり、ポリアミック酸分子鎖にランダムにカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル単位が分散することとなって、フィルムに成形した後の接着力も均質なものが得られるからである。   For the synthesis of the polyamic acid having the specific structure, in addition to the carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether, one or more of the following aromatic diamines (hereinafter sometimes referred to as “other aromatic diamines”) are appropriately combined. Can be used. Specifically, paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, benzidine, paraxylylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamino Diphenylsulfone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3′-dimethoxybenzidine, 1,4-bis (3methyl-5aminophenyl) benzene, 3, 3'carboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,6'-dicarboxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminobiphenyl and their amide-forming derivatives Is mentioned. Of these, 4,4'-diaminodiphenyl ether, which is easily available and used for typical polyimides, is particularly preferred. This is because the structure is similar to the carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether, and both react evenly in the synthesis of the polyamic acid, and the carboxy-4,4′-diamino is randomly added to the polyamic acid molecular chain. This is because the diphenyl ether units are dispersed, and a uniform adhesive strength after being formed into a film can be obtained.

また、3,3’カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタンを用いると、ポリイミドフィルムのヤング率の制御のために使用することができる。当該使用量は1〜10モル%の範囲とすることが好ましい。なお、ヤング率は、JISK7113に準じて、室温でORIENREC社製のテンシロン型引張試験器により、引張速度100mm/分にて得られる張力−歪み曲線において、初期立ち上がり部の勾配から求めた値である。ヤング率は、2.5Gpa以上7Gpa以下であることが必要であり、2.5Gpa未満の場合はハンドリング性を、7Gpaより大きい場合はフレキシビリティを、それぞれ損なうので好ましくない。   Further, when 3,3′carboxy-4,4′-diaminodiphenylmethane is used, it can be used for controlling the Young's modulus of the polyimide film. The amount used is preferably in the range of 1 to 10 mol%. The Young's modulus is a value obtained from the slope of the initial rising portion in a tension-strain curve obtained at a tensile speed of 100 mm / min with a Tensilon type tensile tester manufactured by ORIENREC at room temperature according to JISK7113. . The Young's modulus needs to be not less than 2.5 Gpa and not more than 7 Gpa. If it is less than 2.5 Gpa, handling properties are impaired, and if it is greater than 7 Gpa, flexibility is impaired.

さらに、2,6’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノビフェニルおよび/または、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノビフェニルを用いると、ポリイミドフィルムの剥離強度を向上させる効果がある。   Furthermore, when 2,6′-dicarboxy-4,4′-diaminobiphenyl and / or 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminobiphenyl is used, the effect of improving the peel strength of the polyimide film is obtained. is there.

前記のその他の芳香族ジアミン類の使用モル数は、カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとの合計のモル数が、ポリアミック酸の合成系における芳香族テトラカルボン酸のモル数と実質上等モルまで添加することができる。ポリアミック酸は芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸の交互重合体であり、等モル反応が基本だからである。   The number of moles of the other aromatic diamines used is such that the total number of moles of carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether is substantially equal to the number of moles of aromatic tetracarboxylic acid in the polyamic acid synthesis system. Can be added. This is because polyamic acid is an alternating polymer of aromatic diamine and aromatic tetracarboxylic acid, and is based on equimolar reaction.

特定構造のポリアミック酸のもう一つの構成成分である芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体について説明する。前記芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体の具体例としては、ピロメリット酸、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、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,6,7−ナフタレンジカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、ピリジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸およびこれらのアミド形成性誘導体が挙げられる。ポリアミック酸の製造にあたっては、これらの芳香族テトラカルボン酸類の酸無水物が好ましく使用される。前記芳香族テトラカルボン酸類の酸無水物は二種以上を組み合わせて使用することもできる。これらのうち、入手が容易で代表的ポリイミドに使用されている実績の観点から、ピロメリット酸二無水物が特に好ましい。   An aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof, which is another component of the polyamic acid having a specific structure, will be described. Specific examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride or its derivative include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic acid. Acid 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid, 2,3,6,7-naphthalenedicarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, pyridine-2,3 , 5,6-tetracarboxylic acid and their amide-forming derivatives. In the production of polyamic acid, acid anhydrides of these aromatic tetracarboxylic acids are preferably used. The aromatic tetracarboxylic acid anhydrides may be used in combination of two or more. Among these, pyromellitic dianhydride is particularly preferable from the viewpoint of easy acquisition and the results used for typical polyimides.

前記特定構造のポリアミック酸を構成する芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とは、それぞれのモル数が実質上等しくなる割合で重合されるが、その一方が10モル%の範囲内で他方に対して過剰に配合されることが好ましく、5モル%の範囲内で他方に対して過剰に配合されることがより好ましい。過剰に配合された成分は後に未反応モノマーとして残留することになるが、少ない方の成分が略完全に重合に利用される為、後のフィルム形成過程で残留成分を容易に除去できるからである。過剰に配合する成分としては、その他の芳香族ジアミン類の方を選択するのが好ましい。特にその他の芳香族ジアミン類として4,4’−ジアミノジフェニルエーテルは工業的に大量に生産され、コスト的にも、入手のし易さの点でも、あるいは残留成分の除去の容易性の点でも有利である。   The aromatic tetracarboxylic acids and aromatic diamines constituting the polyamic acid having the specific structure are polymerized in such a ratio that the respective mole numbers are substantially equal, and one of them is within the range of 10 mol%. It is preferable to mix | blend excessively with respect to the other, and it is more preferable to mix | blend excessively with respect to the other within the range of 5 mol%. This is because the excessively blended component will remain as an unreacted monomer later, but the smaller component is almost completely utilized for polymerization, so that the remaining component can be easily removed in the subsequent film formation process. . It is preferable to select other aromatic diamines as the component to be added in excess. In particular, 4,4′-diaminodiphenyl ether as other aromatic diamines is industrially produced in large quantities, and is advantageous in terms of cost, availability, and ease of removal of residual components. It is.

次に、本発明の表面層ポリイミドの前駆体である特定構造のポリアミック酸の重合について説明する。重合反応に際しては、反応系の各成分を溶解する有機溶媒を使用することが好ましい。溶媒はすべての反応成分およびポリアミック酸生成物と実質上非反応性であることが望ましく、そのような溶媒として、具体的には、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−,m−,またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどの非プロトン性極性溶媒を挙げることができ、これらを単独又は混合物として用いるのが望ましいが、さらにはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の使用も可能である。これらのうち、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが重合反応および後のフィルム成形工程において操作性、コストなどの点で好ましい。   Next, polymerization of a polyamic acid having a specific structure which is a precursor of the surface layer polyimide of the present invention will be described. In the polymerization reaction, it is preferable to use an organic solvent that dissolves each component of the reaction system. The solvent is desirably substantially non-reactive with all reaction components and the polyamic acid product. Specific examples of such solvents include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide, and N, N-dimethyl. Formamide solvents such as formamide, N, N-diethylformamide, acetamide solvents such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, etc. List pyrrolidone solvents, phenol solvents such as phenol, o-, m-, or p-cresol, xylenol, halogenated phenol, and catechol, or aprotic polar solvents such as hexamethylphosphoramide and γ-butyrolactone. These can be used alone or as a mixture It is desirable to use Te, but further xylene, the use of aromatic hydrocarbons such as toluene are also possible. Of these, N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are preferable in terms of operability and cost in the polymerization reaction and the subsequent film forming step.

前記有機溶媒の使用量は、反応成分(芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類)として5〜40重量%で含有するのが好ましく、10〜30重量%で含有するのがより好ましい。この濃度に設定することにより、得られるポリアミック酸の分子量が最適に制御できるからである。本発明においてポリアミック酸溶液を得るための反応手順としては、有機溶媒中に芳香族ジアミンを添加し溶解したのち、別途準備した芳香族テトラカルボン酸二無水物を有機溶媒に溶解した溶液を添加する方法、または有機溶媒中に芳香族テトラカルボン酸二無水物を添加し溶解したのち、別途準備した芳香族ジアミンを有機溶媒に溶解した溶液を添加する方法、後に添加する成分を固体のまま添加する方法などいずれの方法でも可能である。このとき芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの添加量は、前記の通り一方を多く添加することも、或いは実質的に等モルとすることもできる。通常の重合反応は、カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミン類を前記溶媒に溶解しておき、これに、前記溶媒に芳香族テトラカルボン酸二無水物を溶解した溶液を添加する方法が採用される。   The amount of the organic solvent used is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight as reaction components (aromatic tetracarboxylic acids and aromatic diamines). This is because the molecular weight of the resulting polyamic acid can be optimally controlled by setting this concentration. As a reaction procedure for obtaining a polyamic acid solution in the present invention, an aromatic diamine is added and dissolved in an organic solvent, and then a solution prepared by dissolving an aromatic tetracarboxylic dianhydride separately prepared in an organic solvent is added. Method or a method of adding an aromatic tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent and dissolving it, and then adding a solution prepared by dissolving a separately prepared aromatic diamine in an organic solvent, and adding components to be added later as solids Any method can be used. At this time, as for the addition amount of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, one can add many as above-mentioned, or can also be made substantially equimolar. In a normal polymerization reaction, an aromatic diamine such as carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether is dissolved in the solvent, and a solution in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride is dissolved in the solvent is added thereto. Is adopted.

前記重合反応は、不活性雰囲気中で前記の添加方法に従ってゆっくりと撹拌および/または混合しながら、0〜80℃の温度の範囲で、10分〜30時間連続して進めるのが好ましく、必要により重合反応を分割したり、温度を上下させてもかまわない。また数種の芳香族テトラカルボン酸類および/または芳香族ジアミン類を使用する場合にあっては、それぞれのモノマーを溶解させた溶液を交互に添加することによってブロックポリマーを生成することもできる。さらに、重合反応中に真空脱泡することは、重合反応の進行を阻害する酸素などを除去し溶液内を均一化するので、良質なポリアミック酸の溶液を製造するために有効な方法である。   The polymerization reaction is preferably allowed to proceed continuously for 10 minutes to 30 hours in a temperature range of 0 to 80 ° C. while slowly stirring and / or mixing in an inert atmosphere according to the addition method. The polymerization reaction may be divided or the temperature may be increased or decreased. When several kinds of aromatic tetracarboxylic acids and / or aromatic diamines are used, the block polymer can be produced by alternately adding a solution in which each monomer is dissolved. Furthermore, vacuum degassing during the polymerization reaction is an effective method for producing a high-quality polyamic acid solution because oxygen and the like that inhibit the progress of the polymerization reaction are removed and the solution is made uniform.

また、重合反応の前に芳香族ジアミン類に少量の末端封止剤、例えばアニリン、4−アミノビフェニル、2−ナフチルアミン、無水フタル酸、3,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物などを、芳香族ジアミン類および芳香族テトラカルボン酸二無水物の全モル数に対し、1〜10モル%の範囲で添加することによって、分子量の調整など重合反応の制御を行ってもよい。   In addition, a small amount of end-capping agent such as aniline, 4-aminobiphenyl, 2-naphthylamine, phthalic anhydride, 3,4-diphenyl ether dicarboxylic acid anhydride, 1,8-naphthalene is added to aromatic diamines before the polymerization reaction. Control of polymerization reaction such as adjustment of molecular weight is performed by adding dicarboxylic acid anhydride etc. in the range of 1-10 mol% with respect to the total number of moles of aromatic diamines and aromatic tetracarboxylic dianhydrides. May be.

次に、本発明の積層ポリイミドフィルムおよびその製造方法について説明する。本発明の積層ポリイミドフィルムの表面層ポリイミドは前記特定構造のポリアミック酸を前駆体とするフィルムをイミド化することにより得られる。芳香族ポリイミドは、芳香環の共役による剛直な分子構造と、極性の高いイミド結合による分子鎖間の強固な結合力を有するので、一般的には熱可塑性を有さず、また溶媒に対して難溶性であるため、成形に際しては前駆体であるポリアミック酸を利用するのである。特定構造のポリアミック酸の溶液は、重合反応系の溶液をそのまま使用しても良いし、一旦ポリアミック酸を精製して未反応モノマーを除去し、フィルム形成用の溶媒に再溶解させて調製することもできる。本発明のフィルム形成用のポリアミック酸溶液の粘度は、安定した送液のため、ブルックフィールド粘度計による測定値で10〜2000Pa・sの範囲が好ましく、100〜1000Pa・sの範囲がより好ましい。この範囲の粘度がフィルム形成に際し均一な膜厚を形成し、溶液を塗布した際の適度な広がりが得られるからである。なお、溶液中の特定構造のポリアミック酸は部分的にイミド化されていてもよい。   Next, the laminated polyimide film of the present invention and the production method thereof will be described. The surface layer polyimide of the laminated polyimide film of the present invention can be obtained by imidizing a film having the specific structure polyamic acid as a precursor. Aromatic polyimide has a rigid molecular structure due to conjugation of aromatic rings and a strong bonding force between molecular chains due to highly polar imide bonds, so it generally does not have thermoplasticity, and it does not react with solvents. Since it is sparingly soluble, the precursor polyamic acid is used for molding. The solution of the polyamic acid having a specific structure may be prepared by directly using the solution of the polymerization reaction system, or once purifying the polyamic acid to remove the unreacted monomer and re-dissolving it in a solvent for film formation. You can also. The viscosity of the polyamic acid solution for film formation of the present invention is preferably in the range of 10 to 2000 Pa · s, more preferably in the range of 100 to 1000 Pa · s as measured by a Brookfield viscometer, for stable liquid feeding. This is because a viscosity in this range forms a uniform film thickness when forming a film, and an appropriate spread when a solution is applied can be obtained. The polyamic acid having a specific structure in the solution may be partially imidized.

本発明の積層ポリイミドフィルムは、(1)前記表面層ポリイミドを形成する特定構造のポリアミック酸溶液を、これを含まないポリイミドフィルムもしくはポリアミック酸フィルムの上に積層する、または(2)先に表面層ポリイミドまたは特定構造のポリアミック酸を含むフィルムを形成した後、その上に上記特定構造のポリアミック酸を含まないポリアミック酸フィルムを積層することにより得られる。積層する方法としては、積層ブロックから口金内部の押し出し中に積層される共押出し法または押出後に積層される方法がある。   The laminated polyimide film of the present invention comprises (1) laminating a polyamic acid solution having a specific structure for forming the surface layer polyimide on a polyimide film or polyamic acid film not containing this, or (2) a surface layer first. After a film containing polyimide or a polyamic acid having a specific structure is formed, a polyamic acid film not containing the polyamic acid having the specific structure is laminated thereon. As a method of laminating, there is a co-extrusion method in which lamination is performed during extrusion inside a die from a lamination block, or a method in which lamination is performed after extrusion.

例えば二層構造の積層ポリイミドフィルムの形成について前記(1)の方式で積層する場合は、まず、先にポリイミドフィルム(以後「ポリイミド基体」という)の前駆体であるポリアミック酸溶液を加熱ドラム(ベルト)上に流延し、70℃〜120℃の熱風で有機溶媒を乾燥する。ポリイミド基体は溶媒の含有量が40%以下にされており加熱等の処理により最終的にイミド化されるのであるが、特定構造のポリアミック酸溶液を積層した後に、全体を同時にイミド化してもよい。ポリイミド基体が完全にイミド化された後に特定のポリアミック酸を積層する場合には、後のポリアミック酸溶液を流延した際に、その溶媒によりポリイミド基体が溶解することがないので、取り扱い・作業上便利である。一方、ポリイミド基体中にポリアミック酸を残した状態で、特定のポリアミック酸を積層する場合には、ポリイミド基体と表面層ポリイミドとが同時にイミド化されるので、積層体の各層間の結合がより強固なものとすることができる。   For example, in the case of laminating the laminated polyimide film having a two-layer structure by the method (1), first, a polyamic acid solution that is a precursor of a polyimide film (hereinafter referred to as “polyimide substrate”) is first heated to a heating drum (belt). ) And then the organic solvent is dried with hot air of 70 ° C to 120 ° C. The polyimide substrate has a solvent content of 40% or less and is finally imidized by a treatment such as heating, but after laminating a polyamic acid solution having a specific structure, the whole may be imidized simultaneously. . When laminating a specific polyamic acid after the polyimide substrate is completely imidized, the polyimide substrate is not dissolved by the solvent when casting the polyamic acid solution later. Convenient. On the other hand, when a specific polyamic acid is laminated with the polyamic acid remaining in the polyimide substrate, the polyimide substrate and the surface layer polyimide are simultaneously imidized, so the bond between the layers of the laminate is stronger. Can be.

前記により得られたポリイミド基体上に、特定構造のポリアミック酸溶液をさらに流延し、同様にして熱風で有機溶媒を除去する。こうして形成された二層構造の積層フィルムを加熱ドラムより剥離して、端部を固定し、その後、200℃以上500℃以下の温度、好ましくは200℃〜400℃で徐々に加熱して、1〜5時間、好ましくは2〜3時間かけて熱処理を行うことにより積層ポリイミドフィルムを得るのが好ましい。加熱により脱水・環化(イミド化)を進行させると同時に残留モノマーや溶媒を除去することもできるからである。なお前記積層フィルムは、流延後の乾燥工程において、加熱ドラムより剥離する前の溶媒含有量を5%以上40%以下とすることが必要である。これ以上に溶媒を含有していると、剥離操作の際にフィルムの表面にしわ等が発生するおそれがあるからである。また、溶媒含有量が少なすぎると、剥離性が悪くなるからである。   A polyamic acid solution having a specific structure is further cast on the polyimide substrate obtained as described above, and the organic solvent is removed with hot air in the same manner. The laminated film having the two-layer structure thus formed is peeled off from the heating drum, the end is fixed, and then gradually heated at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C., preferably 200 ° C. to 400 ° C. It is preferable to obtain a laminated polyimide film by performing heat treatment for ˜5 hours, preferably 2-3 hours. This is because dehydration and cyclization (imidization) can be advanced by heating, and at the same time, residual monomers and solvents can be removed. In the drying process after casting, the laminated film needs to have a solvent content of 5% or more and 40% or less before peeling from the heating drum. This is because if the solvent is contained more than this, wrinkles or the like may occur on the surface of the film during the peeling operation. Moreover, it is because peelability will worsen when there is too little solvent content.

また、ガラス、金属、高分子フィルムなど平面を有し、ポリアミック酸をこの上に流延させた場合に、流延されたポリアミック酸を支持することができるものであれば、前記加熱ドラムの代わりに使用することもできる。   In addition, if the polyamic acid has a flat surface such as glass, metal, polymer film, and the polyamic acid is cast thereon, it can support the cast polyamic acid instead of the heating drum. Can also be used.

イミド化は、前記加熱による方法以外にも、脱水剤と触媒を用いて閉環する化学的閉環法、あるいはその両者を併用した閉環法のいずれで行ってもよい。化学的閉環法で使用する脱水剤としては、無水酢酸などの脂肪族酸無水物、フタル酸無水物などの酸無水物などが挙げられ、これらを単独あるいは混合して使用するのが好ましい。脱水剤の濃度範囲はイミド基に対し200〜400モル%が好ましい。前記以上の濃度であっても反応に寄与しない成分濃度が増すだけであり、前記以下の濃度では、充分な効果を発揮しないからである。また、触媒としては、ピリジン、ピコリン、キノリンなどの複素環式第3級アミン類、トリエチルアミンなどの脂肪族第3級アミン類、N,N−ジメチルアニリンなどの芳香族第3級アミン類などが挙げられ、これらを単独あるいは混合して使用するのが好ましい。これらの触媒添加量は、使用する触媒によって一概には決定できないが、例えばβ−ピコリンを使用する場合にはイミド基に対し200〜400モル%の濃度範囲で使用される。なお、化学的閉環法による場合にイミド化を完了させたのちに300℃〜500℃で熱処理することによりフィルムの物性をより向上させることができる。   Imidization may be performed by any of the chemical ring closure method using a dehydrating agent and a catalyst, or the ring closure method using both in addition to the heating method. Examples of the dehydrating agent used in the chemical ring closure method include aliphatic acid anhydrides such as acetic anhydride and acid anhydrides such as phthalic anhydride, and these are preferably used alone or in combination. The concentration range of the dehydrating agent is preferably 200 to 400 mol% with respect to the imide group. This is because the concentration of the component that does not contribute to the reaction only increases even if the concentration is higher than the above, and the sufficient effect is not exhibited if the concentration is lower than the above. Examples of the catalyst include heterocyclic tertiary amines such as pyridine, picoline and quinoline, aliphatic tertiary amines such as triethylamine, and aromatic tertiary amines such as N, N-dimethylaniline. These are preferably used alone or in combination. These catalyst addition amounts cannot be determined unconditionally depending on the catalyst used. For example, when β-picoline is used, it is used in a concentration range of 200 to 400 mol% with respect to the imide group. In addition, the physical property of a film can be improved more by heat-processing at 300 to 500 degreeC after completing imidation in the case of a chemical ring closure method.

また、上記流延に先立って0.02〜10重量%となるように錫(II)塩または錫(IV)塩をポリアミック酸溶液に添加することができる。これによりさらなる接着性の改善が期待できるからである。   Prior to the casting, a tin (II) salt or a tin (IV) salt can be added to the polyamic acid solution so as to be 0.02 to 10% by weight. This is because further improvement in adhesion can be expected.

一方、ポリアミック酸フィルムまたはポリイミドフィルムに特定構造のポリアミック酸を塗布する方法としては、「コーティングのすべて」(加工技術研究会編、1999年12月10日発刊)または「プラスチックのコーテイング技術総覧」(材料技術研究協会プラスチックのコーテイング技術総覧編集委員会編集、299〜312頁、(株)産業技術サービスセンター発行、1989年8月3日初版)に記述してあるように、ロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、エアドクターコーター、スクリーン塗工、スプレー塗工、真空塗工、スピンコーター、含浸塗工などがある。   On the other hand, as a method of applying a polyamic acid having a specific structure to a polyamic acid film or a polyimide film, “all coatings” (published December 10, 1999) or “Plastic coating technology overview” ( Roller coater, gravure coater, as described in the Materials Technology Research Association, Plastic Coating Technology Overview Editorial Committee, pp. 299-312, published by Industrial Technology Service Center Co., Ltd., August 3, 1989) There are knife coater, blade coater, knife coater, air doctor coater, screen coating, spray coating, vacuum coating, spin coater, impregnation coating and the like.

こうして得られる表面層のポリイミドは、下記式(III)および式(IV)で示される構造単位を有することが特徴である。特に式(III)で示されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル単位を有するポリイミドによって剥離強度に優れた特性を発揮するのである。式(III)の構造単位Xと式(IV)の構造単位Yとの構成比率はX:Yが1:99〜100:0の範囲で剥離強度が所望の強さを有すること、後述する寸法安定性に影響しないような線膨張係数となることを基準に設定されるが、該構成比率は好ましくは3:97〜50:50、さらに好ましくは5:95〜20:80である。式(III)の構造単位が比較的少なくても、すなわちカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを芳香族ジアミンとして少量添加したポリアミック酸を前駆体とするポリイミドを使用するだけで充分な剥離強度を得ることができるからである。

Figure 2008238788
Figure 2008238788
(ただし、式中のR1は、下記一般式で示される基のいずれかであり、
Figure 2008238788
式中のR2は、下記一般式で示される基のいずれかであり、
Figure 2008238788
また、式中のX:Yのモル比は1:99〜100:0である。) The polyimide of the surface layer thus obtained is characterized by having structural units represented by the following formulas (III) and (IV). In particular, the polyimide having a carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether unit represented by the formula (III) exhibits excellent properties in peel strength. The structural ratio of the structural unit X of the formula (III) and the structural unit Y of the formula (IV) is such that the peel strength has a desired strength when X: Y is in the range of 1:99 to 100: 0, and the dimensions described later. Although it is set on the basis that the linear expansion coefficient does not affect the stability, the constituent ratio is preferably 3:97 to 50:50, more preferably 5:95 to 20:80. Even if the structural unit of the formula (III) is relatively small, that is, sufficient peel strength can be obtained only by using a polyimide having a precursor of polyamic acid added with a small amount of carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine. Because it can be obtained.
Figure 2008238788
Figure 2008238788
(However, R 1 in the formula is one of the groups represented by the following general formula,
Figure 2008238788
R 2 in the formula is any of the groups represented by the following general formula:
Figure 2008238788
Moreover, the molar ratio of X: Y in the formula is 1:99 to 100: 0. )

なお、本発明の表面層のポリイミドを積層ポリイミドフィルムの両表面に形成させる場合には、両表面層のポリイミドを同じ素材で作成しても良く、また別個の素材で作成しても良い。同じ素材で作成する場合の利点は、特定構造のポリアミック酸を一種類製造するだけでよいため、コスト面に優れることであり、別個の素材で作成する場合の利点は、異なる接着剤フィルムを使用することができるので、金属箔に合わせて剥離強度を調整することができることである。   When the polyimide of the surface layer of the present invention is formed on both surfaces of the laminated polyimide film, the polyimide of both surface layers may be made of the same material or may be made of separate materials. The advantage of using the same material is that it only requires one type of polyamic acid with a specific structure to be manufactured, which is cost effective. The advantage of using a different material is that different adhesive films are used. Therefore, the peel strength can be adjusted according to the metal foil.

ここで、本発明でいう剥離強度とは、接着剤フィルムであるパイララックスR(デュポン社の登録商標)LF−0100を用いて、積層ポリイミドフィルムと銅箔(厚み35μm、ジャパンエナジー社製BAC−13−T)とを、180℃、4.4×10Paで60分間加熱圧着することにより得られた接着物を、JIS C5016−1994に記載の方法で引き剥がした時の強さである。 Here, the peel strength as used in the present invention refers to a laminate polyimide film and a copper foil (thickness 35 μm, BAC-made by Japan Energy Co., Ltd.) using Piralux R (registered trademark of DuPont) LF-0100 which is an adhesive film. 13-T) is the strength when the adhesive obtained by thermocompression bonding at 180 ° C. and 4.4 × 10 7 Pa for 60 minutes is peeled off by the method described in JIS C5016-1994. .

剥離強度は、ポリイミドフィルムに対し必要に応じてプラズマ処理、コロナ処理などの電気処理や、物理、化学処理を行うことによって、さらに向上させることが可能である。しかしながら、本発明では、前記処理を全く施さない状態で、上記方法により測定した値を剥離強度と定義する。この値はポリイミドフィルムが本質的に有する剥離強度を的確に再現するからである。   The peel strength can be further improved by subjecting the polyimide film to electrical treatment such as plasma treatment and corona treatment, physical treatment, and chemical treatment as necessary. However, in this invention, the value measured by the said method in the state which does not perform the said treatment at all is defined as peeling strength. This value is because the peel strength inherently possessed by the polyimide film is accurately reproduced.

本発明のポリイミドフィルムの剥離強度は、10N/cm以上、好ましくは13N/cm以上である。剥離強度が10N/cm未満の場合は、フレキシブル回路基板としての使用時に金属箔層の剥がれなどを生ずることがあるため好ましくない。   The peel strength of the polyimide film of the present invention is 10 N / cm or more, preferably 13 N / cm or more. A peel strength of less than 10 N / cm is not preferable because the metal foil layer may peel off when used as a flexible circuit board.

また本発明のポリイミドフィルムの特性として吸水率が小さいことが挙げられる。本発明でいう吸水率とは、積層ポリイミドフィルムを蒸留水に48時間浸析後、表面の水分をふき取り、加熱重量減分析により室温から200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱された際に、50℃から200℃の間の重量減少率を吸水率と定義する。吸水率は小さければ小さいほど好ましく、一方、吸水率が3.0wt%より大きい場合には、湿度の高い環境などに曝された場合に吸水によりポリイミドフィルムが寸法変化し、極端な場合にはフレキシブル回路基板としての使用時に反りを生ずることもあり得る。   Moreover, a low water absorption is mentioned as a characteristic of the polyimide film of this invention. The water absorption referred to in the present invention means that the laminated polyimide film was soaked in distilled water for 48 hours, and then the surface moisture was wiped off and heated from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min by heating weight loss analysis. In this case, the weight reduction rate between 50 ° C. and 200 ° C. is defined as the water absorption rate. The smaller the water absorption rate, the better. On the other hand, when the water absorption rate is larger than 3.0 wt%, the polyimide film changes its dimensions due to water absorption when exposed to a high humidity environment, and in extreme cases it is flexible. Warpage may occur during use as a circuit board.

本発明の積層ポリイミドフィルムの全体の厚みは3〜250μmであることが望ましい。すなわち、厚みが3μm未満では形状を保持することが困難となり、また250μmを越えると屈曲性に欠けるため、フレキシブル回路基板用途には適用しにくくなるからである。この中、ポリイミド基体の厚みは積層ポリイミドフィルム全体の厚みの50〜80%であり、表面層ポリイミドは片面につき積層ポリイミドフィルム全体の厚みの25%〜10%である。積層ポリイミドフィルムの両面を本発明の表面層ポリイミドで形成する場合に、前記両面の厚みを同じにしても、あるいは相異なる厚みにすることもできる。本発明の積層ポリイミドフィルムはポリイミド基体に対して表面層ポリイミドを適宜調製することによって好ましい厚さに調製できるという利点を有するのである。本発明においては接着に使用される表面層のみが特定のポリアミック酸を前駆体とするポリイミドよりなれば良い。これにより、従来のポリイミドフィルムと比較して、剥離強度が改善されるのである。なお、積層ポリイミドフィルムは、延伸および未延伸のものをいずれも使用することができる。さらに、加工性改善などを目的として10重量%以下の無機質または有機質の添加物を含有することも可能である。   The total thickness of the laminated polyimide film of the present invention is preferably 3 to 250 μm. That is, when the thickness is less than 3 μm, it is difficult to maintain the shape, and when it exceeds 250 μm, the flexibility is insufficient, so that it is difficult to apply to flexible circuit board applications. In this, the thickness of a polyimide base | substrate is 50 to 80% of the thickness of the whole lamination polyimide film, and surface layer polyimide is 25% to 10% of the thickness of the whole lamination polyimide film per side. When both surfaces of the laminated polyimide film are formed of the surface layer polyimide of the present invention, the thicknesses of the both surfaces may be the same or different. The laminated polyimide film of the present invention has the advantage that it can be adjusted to a preferred thickness by appropriately preparing the surface layer polyimide with respect to the polyimide substrate. In the present invention, only the surface layer used for adhesion may be made of polyimide having a specific polyamic acid as a precursor. Thereby, compared with the conventional polyimide film, peel strength is improved. The laminated polyimide film can be either stretched or unstretched. Furthermore, it is also possible to contain 10% by weight or less of an inorganic or organic additive for the purpose of improving processability.

こうして得られた本発明の積層ポリイミドフィルムは、吸水率が3.0wt%以下であり寸法安定性に優れ、接着剤を介して金属箔に圧着された際の剥離強度が10N/cm以上と高く、フレキシブル回路基板用ベースフィルムとして極めて有用である。   The laminated polyimide film of the present invention thus obtained has a water absorption of 3.0 wt% or less, excellent dimensional stability, and a high peel strength of 10 N / cm or more when pressed onto a metal foil via an adhesive. It is extremely useful as a base film for flexible circuit boards.

本発明のフレキシブル回路基板は、上記の積層ポリイミドフィルムをベースフィルムとし、これに接着剤を介して金属箔を圧着することによって得られるが、ここで用いられる接着剤としては、アクリル系、ポリイミド系およびエポキシ系接着剤などが挙げられ、特に限定するものではないが、接着剤フィルムであるパイララックスR(デュポン社の登録商標)が好適に使用できる。   The flexible circuit board of the present invention can be obtained by using the above laminated polyimide film as a base film and crimping a metal foil to this through an adhesive, but the adhesive used here is acrylic or polyimide. Although not particularly limited, Pyrarax R (registered trademark of DuPont), which is an adhesive film, can be suitably used.

また、接着剤を介して本発明の積層ポリイミドフィルムと熱圧着される金属箔は銅箔であることが好ましいが、アルミニウムなど他の金属箔でもかまわない。   The metal foil that is thermocompression bonded to the laminated polyimide film of the present invention via an adhesive is preferably a copper foil, but other metal foils such as aluminum may be used.

かくして得られる本発明のフレキシブル回路基板は、長期的に高い剥離強度を維持し、寸法安定性に優れるという性能を発揮する。   The flexible circuit board of the present invention thus obtained exhibits the performance of maintaining high peel strength over the long term and excellent dimensional stability.

以下の実施例によって本発明の効果をより具体的に説明する。なお、実施例中の各物性値は、以下の方法により測定した値である。
[剥離強度]
接着剤フィルムであるパイララックスR(デュポン社の登録商標)LF−0100を用いて、積層ポリイミドフィルムと銅箔(厚み35μm、ジャパンエナジー社製BAC−13−T)とを、180℃、4.4×10Paで60分間加熱圧着し、得られた接着物をJIS C5016−1994に記載の方法で引き剥がした強さを剥離強度とする。
The effects of the present invention will be described more specifically by the following examples. In addition, each physical property value in an Example is the value measured with the following method.
[Peel strength]
Using a Lailax R (registered trademark of DuPont) LF-0100, which is an adhesive film, a laminated polyimide film and a copper foil (thickness 35 μm, BAC-13-T manufactured by Japan Energy Co., Ltd.) at 180 ° C. The strength at which the pressure-sensitive adhesive was peeled off by the method described in JIS C5016-1994 is determined as the peel strength at 60 × 4 7 Pa for 60 minutes.

[吸水率]
積層ポリイミドフィルムを蒸留水に48時間浸析後、表面の水分をふき取り、加熱重量減分析により室温から200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱された際に、50℃から200℃の間の重量減少率を吸水率とする。なお、ここで使用する積層ポリイミドフィルムのサンプル形状は、厚み約40〜70μm、長さ100mm、幅5mmである。
[Water absorption rate]
After immersing the laminated polyimide film in distilled water for 48 hours, the moisture on the surface was wiped off, and when heated from room temperature to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min. The rate of weight loss between them is the water absorption rate. In addition, the sample shape of the laminated polyimide film used here is about 40 to 70 μm in thickness, 100 mm in length, and 5 mm in width.

[実施例1]
DCスターラーを備えた300mlセパラブルフラスコ中に、3、3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル2.20g(7.6mmol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル17.58g(88mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド149.62gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物20.19g(93mmol)を固体(粉末)状態で数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)12.36gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Example 1]
In a 300 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 2.20 g (7.6 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 17.58 g (88 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, N, N′-dimethylacetamide (149.62 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere. Further, after 30 minutes to 1 hour, 20.19 g (93 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions in a solid (powder) state. After stirring for 1 hour, 12.36 g of an N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) of pyromellitic dianhydride was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 1 hour.

得られたポリアミック酸溶液100.00gを、株式会社キーエンス社製ハイブリットミキサーを用いて5分脱泡した。このポリアミック酸混合物の一部を厚さ50μmのカプトンR200H(デュポン社の登録商標)上に取り、アプリケーターを用いて均一な膜を形成した。これを100℃で1時間加熱した後金枠に固定し、200℃30分、300℃30分、400℃5分で熱処理を行い、厚さ63μmの積層ポリイミドフィルムを得た。得られた積層ポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   100.00 g of the obtained polyamic acid solution was degassed for 5 minutes using a hybrid mixer manufactured by Keyence Corporation. A part of this polyamic acid mixture was placed on Kapton R200H (registered trademark of DuPont) having a thickness of 50 μm, and a uniform film was formed using an applicator. This was heated at 100 ° C. for 1 hour, then fixed to a metal frame, and heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes, 300 ° C. for 30 minutes, and 400 ° C. for 5 minutes to obtain a laminated polyimide film having a thickness of 63 μm. The results of measuring the peel strength of the obtained laminated polyimide film are shown in Table 1.

[実施例2]
DCスターラーを備えた300mlセパラブルフラスコ中に、3、3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル4.07g(14mmol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル16.01g(80mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド149.75gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物19.91g(91mmol)を数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)11.75gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Example 2]
In a 300 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 4.07 g (14 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 16.01 g (80 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, N, 149.75 g of N′-dimethylacetamide was added and stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere. Further, 19.91 g (91 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions over 30 minutes to 1 hour. After stirring for 1 hour, 11.75 g of a pyromellitic dianhydride N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) was added dropwise over 30 minutes, followed by further stirring for 1 hour.

得られたポリアミック酸を実施例1と同様の方法を用いて、厚さ61μmの積層ポリイミドフィルムを得た。得られた積層ポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   The obtained polyamic acid was used in the same manner as in Example 1 to obtain a laminated polyimide film having a thickness of 61 μm. The results of measuring the peel strength of the obtained laminated polyimide film are shown in Table 1.

[実施例3]
DCスターラーを備えた300mlセパラブルフラスコ中に、3、3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル6.64g(23mmol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル13.85g(69mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド149.94gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物19.51g(89mmol)を数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)10.45gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Example 3]
In a 300 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 6.64 g (23 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 13.85 g (69 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, N, N'-dimethylacetamide 149.94g was put, and it stirred at room temperature under nitrogen atmosphere. Further, 19.51 g (89 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions over 30 minutes to 1 hour. After stirring for 1 hour, 10.45 g of an N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) of pyromellitic dianhydride was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 1 hour.

得られたポリアミック酸を実施例1と同様の方法を用いて、厚さ64μmの積層ポリイミドフィルムを得た。得られた積層ポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   The obtained polyamic acid was used in the same manner as in Example 1 to obtain a laminated polyimide film having a thickness of 64 μm. The results of measuring the peel strength of the obtained laminated polyimide film are shown in Table 1.

[比較例1]
DCスターラーを備えた500mlセパラブルフラスコ中に、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル38.48g(190mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド320.00gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物40.27g(185mmol)を数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)22.01gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Comparative Example 1]
In a 500 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 38.48 g (190 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 320.00 g of N, N′-dimethylacetamide were placed and stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere. Further, after 30 minutes to 1 hour, 40.27 g (185 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions. After stirring for 1 hour, 22.01 g of a pyromellitic dianhydride N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) was added dropwise over 30 minutes, followed by further stirring for 1 hour.

得られたポリアミック酸100.00gと、株式会社キーエンス社製ハイブリットミキサーを用いて5分撹拌した。このポリアミック酸混合物の一部をポリエステルフィルム上に取り、アプリケーターを用いて均一な膜を形成した。これを100℃で1時間加熱し、ポリエステルフィルムから引き剥がし、自己保持性のポリアミック酸フィルムを得た。得られたフィルムを、200℃30分、300℃30分、400℃5分で熱処理を行い、厚さ46μmのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   It stirred for 5 minutes using 100.00 g of obtained polyamic acids and the hybrid mixer by Keyence Corporation. A part of this polyamic acid mixture was taken on a polyester film, and a uniform film was formed using an applicator. This was heated at 100 ° C. for 1 hour and peeled off from the polyester film to obtain a self-holding polyamic acid film. The obtained film was heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes, 300 ° C. for 30 minutes, and 400 ° C. for 5 minutes to obtain a 46 μm thick polyimide film. The results of measuring the peel strength of the obtained polyimide film are shown in Table 1.

[比較例2]
DCスターラーを備えた300mlセパラブルフラスコ中に、3、3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル2.20g(7.6mmol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル17.58g(88mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド149.62gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物20.19g(93mmol)を数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)12.36gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Comparative Example 2]
In a 300 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 2.20 g (7.6 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 17.58 g (88 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, N, N′-dimethylacetamide (149.62 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere. Further, after 30 minutes to 1 hour, 20.19 g (93 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions. After stirring for 1 hour, 12.36 g of an N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) of pyromellitic dianhydride was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 1 hour.

得られたポリアミック酸を比較例1と同様の方法を用いて、厚さ52μmのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   A polyimide film having a thickness of 52 μm was obtained using the obtained polyamic acid in the same manner as in Comparative Example 1. The results of measuring the peel strength of the obtained polyimide film are shown in Table 1.

[比較例3]
DCスターラーを備えた300mlセパラブルフラスコ中に、3、3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル4.07g(14mmol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル16.01g(80mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド149.75gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物19.91g(91mmol)を数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)11.75gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Comparative Example 3]
In a 300 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 4.07 g (14 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 16.01 g (80 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, N, 149.75 g of N′-dimethylacetamide was added and stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere. Further, 19.91 g (91 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions over 30 minutes to 1 hour. After stirring for 1 hour, 11.75 g of a pyromellitic dianhydride N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) was added dropwise over 30 minutes, followed by further stirring for 1 hour.

得られたポリアミック酸を比較例1と同様の方法を用いて、ポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   A polyimide film was obtained from the obtained polyamic acid using the same method as in Comparative Example 1. The results of measuring the peel strength of the obtained polyimide film are shown in Table 1.

[比較例4]
DCスターラーを備えた300mlセパラブルフラスコ中に、3、3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル6.64g(23mmol)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル13.85g(69mmol)、N,N’−ジメチルアセトアミド149.94gを入れ、窒素雰囲気下、室温で撹拌した。さらに30分から1時間後にかけてピロメリット酸二無水物19.51g(89mmol)を数回に分けて投入した。1時間撹拌した後、ピロメリット酸二無水物のN,N’−ジメチルアセトアミド溶液(6wt%)10.45gを30分かけて滴下し、さらに1時間撹拌した。
[Comparative Example 4]
In a 300 ml separable flask equipped with a DC stirrer, 6.64 g (23 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 13.85 g (69 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether, N, N'-dimethylacetamide 149.94g was put, and it stirred at room temperature under nitrogen atmosphere. Further, 19.51 g (89 mmol) of pyromellitic dianhydride was added in several portions over 30 minutes to 1 hour. After stirring for 1 hour, 10.45 g of an N, N′-dimethylacetamide solution (6 wt%) of pyromellitic dianhydride was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further stirred for 1 hour.

得られたポリアミック酸を比較例1と同様の方法を用いて、厚さ42μmのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの剥離強度を測定した結果を表1に示した。   Using the obtained polyamic acid in the same manner as in Comparative Example 1, a polyimide film having a thickness of 42 μm was obtained. The results of measuring the peel strength of the obtained polyimide film are shown in Table 1.

Figure 2008238788
Figure 2008238788

表1の結果から明らかなように、本発明の積層ポリイミドフィルム(実施例1〜3)は、比較例1〜4のポリイミドフィルムに比べて、吸水率を増加することなく接着力が著しく改質されたものであることがわかる。従って、仮に湿度の極めて高い環境下でも寸法安定性を有するフレキシブル回路基板を提供することができる。   As is clear from the results in Table 1, the laminated polyimide films of the present invention (Examples 1 to 3) are significantly improved in adhesion without increasing the water absorption rate compared to the polyimide films of Comparative Examples 1 to 4. It can be seen that Therefore, it is possible to provide a flexible circuit board having dimensional stability even under an extremely high humidity environment.

以上説明したように、本発明による積層ポリイミドフィルムは、吸水率が3.0wt%以下に制御され、かつ接着剤を介して金属箔と接着した場合に、10N/cm以上の剥離強度を発現するフィルムを得ることができ、長期信頼性に優れたフレキシブル回路基板用のベースフィルムとして利用することが可能である。   As described above, the laminated polyimide film according to the present invention exhibits a peel strength of 10 N / cm or more when the water absorption is controlled to 3.0 wt% or less and bonded to the metal foil through an adhesive. A film can be obtained and can be used as a base film for a flexible circuit board having excellent long-term reliability.

また、本発明によれば、吸水率を制御し、金属箔との剥離強度を向上させるための処理に、多くの試薬、時間、労力などを必要とせず、大量生産に適し、低コストでかつ高品質の高剥離強度ポリイミドフィルムを製造することができるため、この分野へ与える貢献度が高い。   In addition, according to the present invention, it is not necessary to use a lot of reagents, time, labor and the like for the treatment for controlling the water absorption rate and improving the peel strength with the metal foil, and suitable for mass production, at low cost, and Since a high-quality, high peel strength polyimide film can be produced, the contribution to this field is high.

Claims (8)

二層以上のポリイミドフィルムを積層してなる積層ポリイミドフィルムであって、該積層ポリイミドフィルムの少なくとも一方の最表面層のポリイミドが、下記一般式(I)で表されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを1〜100モル%の割合で含有する芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成されるポリアミック酸を熱的および/または化学的にイミド化せしめることによって得られるポリイミドからなることを特徴とする積層ポリイミドフィルム。
Figure 2008238788
(ただし、式中のm、nは0を含む4以下の整数であり、(m+n)は1以上の整数である)
It is a laminated polyimide film formed by laminating two or more polyimide films, and the polyimide of at least one outermost layer of the laminated polyimide film is represented by the following general formula (I): carboxy-4,4′- By thermally and / or chemically imidizing a polyamic acid synthesized from an aromatic diamine containing 1 to 100 mol% of diaminodiphenyl ether and an aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof. A laminated polyimide film comprising the resulting polyimide.
Figure 2008238788
(However, m and n in the formula are integers of 4 or less including 0, and (m + n) is an integer of 1 or more.)
前記式(I)で表されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを1〜100モル%の割合で含有する芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成されるポリアミック酸を、ポリイミドフィルムの片面または両面に塗布し、これを熱的および/または化学的にイミド化せしめることによって得られることを特徴とする積層ポリイミドフィルム。   It is synthesized from an aromatic diamine containing 1 to 100 mol% of carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether represented by the formula (I) and an aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof. A laminated polyimide film obtained by applying polyamic acid to one or both sides of a polyimide film and thermally and / or chemically imidizing it. 前記カルボキシ−4,4’− ジアミノジフェニルエーテルが、下記一般式(II)で表される3,3’−ジカルボキシ−4,4’− ジアミノジフェニルエーテルであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の積層ポリイミドフィルム。
Figure 2008238788
The carboxy-4,4'-diaminodiphenyl ether is 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenyl ether represented by the following general formula (II): 2. The laminated polyimide film according to 2.
Figure 2008238788
前記積層ポリイミドフィルムの少なくとも一方の最表面層のポリイミドが、下記一般式(III)および(IV)で示される構造単位を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の積層ポリイミドフィルム。
Figure 2008238788
Figure 2008238788
(ただし、式中のR1は、下記一般式で示される基のいずれかであり、
Figure 2008238788
式中のR2は、下記一般式で示される基のいずれかであり、
Figure 2008238788
また、式中のX:Yのモル比は1:99〜100:0である。)
The polyimide of at least one outermost surface layer of the laminated polyimide film has a structural unit represented by the following general formulas (III) and (IV), according to any one of claims 1 to 3. Laminated polyimide film.
Figure 2008238788
Figure 2008238788
(However, R 1 in the formula is one of the groups represented by the following general formula,
Figure 2008238788
R 2 in the formula is any of the groups represented by the following general formula:
Figure 2008238788
Moreover, the molar ratio of X: Y in the formula is 1:99 to 100: 0. )
接着剤を介して銅箔と熱圧着した際に、下記の方法により測定した剥離強度が10N/cm以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の積層ポリイミドフィルム。
(剥離強度:接着剤フィルムであるパイララックスR(デュポン社の登録商標)LF−0100を用いて、積層ポリイミドフィルムと銅箔(厚み35μm、ジャパンエナジー社製BAC−13−T)とを、180℃、4.4×10Paで60分間加熱圧着し、得られた接着物をJIS C5016−1994に記載の方法で引き剥がした強さを剥離強度とする)
The laminated polyimide film according to any one of claims 1 to 4, wherein a peel strength measured by the following method is 10 N / cm or more when thermocompression bonded with a copper foil through an adhesive. .
(Peel strength: using Lailax R (registered trademark of DuPont) LF-0100, which is an adhesive film, a laminated polyimide film and a copper foil (thickness 35 μm, BAC-13-T manufactured by Japan Energy Co., Ltd.), 180 The strength obtained by thermocompression bonding at a temperature of 4.4 × 10 7 Pa at 60 ° C. for 60 minutes and peeling off the obtained adhesive by the method described in JIS C5016-1994 is taken as the peel strength)
下記の方法により測定した吸水率が3.0wt%以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の積層ポリイミドフィルム。
(吸水率:積層ポリイミドフィルムを蒸留水に48時間浸析後、表面の水分をふき取り、加熱重量減分析により室温から200℃まで10℃/分の昇温速度で加熱された際に、50℃から200℃の間の重量減少率を吸水率とする。)
The laminated polyimide film according to any one of claims 1 to 5, wherein the water absorption measured by the following method is 3.0 wt% or less.
(Water absorption: after immersing the laminated polyimide film in distilled water for 48 hours, wiping the surface moisture, and heating at a rate of temperature increase of 10 ° C./min from room temperature to 200 ° C. by heating weight loss analysis; The weight reduction rate between 1 to 200 ° C. is the water absorption rate.)
前記式(I)で示されるカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを1〜100モル%の割合で含有する芳香族ジアミンと、芳香族テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とから合成されるポリアミック酸を、ポリイミドフィルムまたはポリアミック酸フィルムの少なくとも一方の表面に塗布し、これを熱的および/または化学的にイミド化せしめることを特徴とする、積層ポリイミドフィルムの製造方法。   A polyamic synthesized from an aromatic diamine containing carboxy-4,4′-diaminodiphenyl ether represented by the formula (I) in a proportion of 1 to 100 mol% and an aromatic tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof. A method for producing a laminated polyimide film, comprising applying an acid to at least one surface of a polyimide film or a polyamic acid film and imidizing it thermally and / or chemically. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層ポリイミドフィルムに接着剤を介して金属箔を圧着してなることを特徴とするフレキシブル回路基板。   A flexible circuit board obtained by pressure-bonding a metal foil to the laminated polyimide film according to any one of claims 1 to 6 via an adhesive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7336614B1 (en) * 2023-03-29 2023-08-31 住友化学株式会社 laminated film
JP7357815B1 (en) * 2023-03-29 2023-10-06 住友化学株式会社 laminated film

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