JP2001244380A - Polyimide film for surface mounted area array package - Google Patents

Polyimide film for surface mounted area array package

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JP2001244380A
JP2001244380A JP2000383499A JP2000383499A JP2001244380A JP 2001244380 A JP2001244380 A JP 2001244380A JP 2000383499 A JP2000383499 A JP 2000383499A JP 2000383499 A JP2000383499 A JP 2000383499A JP 2001244380 A JP2001244380 A JP 2001244380A
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JP
Japan
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polyimide film
area array
array package
aromatic diamine
mol
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JP2000383499A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Sawazaki
孔一 沢崎
Kenji Uhara
賢治 鵜原
Masabumi Yasuda
巨文 安田
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Du Pont Toray Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Toray Co Ltd
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide film for a surface mounted area array package that can maintain a thickness of a film so as to provide a sufficient handling performance for use of the surface mounted area array package, reduce effectively popcorn phenomenon of a polyimide film in mounting a chip, and has low water absorptivity and high-water vapor permeability, and is made of the same material having a high thermal expansion coefficient and excellent elastic modulus as metal. SOLUTION: This polyimide film for the surface mounted area array package is characterized by a water absorptivity of not more than 2.2% and water vapor transmittance of not less than 1.5 g/(m2.24 h).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低吸水でなおかつ
水蒸気透過性が高くポップコーン現象を効果的に低減し
た表面実装型エリアアレイパッケージ(SMA)用に用
いられるポリイミドフィルムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyimide film used for a surface mount area array package (SMA) which has low water absorption and high water vapor permeability and effectively reduces the popcorn phenomenon.

【0002】[0002]

【従来の技術】ネットブレインマーケティングリポー
ト’96 BGA/CSP新世代パッケージの開発現状
と市場探索:株式会社ネットブレイン発行で定義される
表面実装型エリアアレイパッケージ用フィルムとして
は、アルミナなどのセラミックの使用や、ガラスエポキ
シやBTレジンなどの樹脂基板が従来から使用されてい
る。しかし、これらは多ピン化が困難であることや、厚
く大型化になることなどの問題があり、今後ファインピ
ッチ化が進む表面実装型エリアアレイパッケージへの対
応が厳しくなることが予想される。
2. Description of the Related Art Net Brain Marketing Report '96 Development status and market search of new generation BGA / CSP packages: Use of ceramics such as alumina as a film for surface mount area array packages defined by Net Brain Co., Ltd. In addition, resin substrates such as glass epoxy and BT resin have been conventionally used. However, these have problems such as difficulty in increasing the number of pins and increase in thickness and size, and it is expected that correspondence to a surface mount area array package in which fine pitch will be advanced in the future will be severe.

【0003】一方、表面実装型エリアアレイパッケージ
用フィルムとしてポリイミドフィルムを用いることによ
って、多ピン化が容易になり、ファインピッチ化にも対
応可能となる。ただし、表面実装型エリアアレイパッケ
ージ用に使用されるポリイミドフィルムへの要求事項は
多く、例えば金属との張り合わせによる寸法変化やカー
ルを小さくすること、およびハンドリング性の高いこと
などが挙げられ、ポリイミドフィルムの物性として前者
からは金属並の熱膨張係数を有することが、また後者か
らは高弾性率であることが要求される。そして、このよ
うな物性を持つポリイミドフィルムとしては、宇部興産
(株)製の“UPILEX”−Sが挙げられ、表面実装型エリ
アアレイパッケージ用として現市場で使用されている。
On the other hand, by using a polyimide film as a film for a surface mount area array package, it is easy to increase the number of pins and to cope with a fine pitch. However, there are many requirements for polyimide films used for surface mount area array packages, such as minimizing dimensional change and curl due to bonding with metal, and high handling properties. The former is required to have a thermal expansion coefficient comparable to that of metal, and the latter is required to have a high elastic modulus. As a polyimide film having such physical properties, "UPILEX" -S manufactured by Ube Industries, Ltd. is listed, and is used in the current market for surface mounting area array packages.

【0004】しかるに、表面実装型エリアアレイパッケ
ージ用にポリイミドフィルムを使用する場合には、チッ
プ実装時のリフロー工程での急激な高温度上昇により、
ポリイミドフィルム中の水分が爆発する、いわゆるポッ
プコーン現象を生じるという課題を抱えていた。
However, when a polyimide film is used for a surface mount area array package, a sharp high temperature rise in a reflow process at the time of chip mounting causes a problem.
There has been a problem that the water in the polyimide film explodes, which causes a so-called popcorn phenomenon.

【0005】このポップコーン現象は、チップや回路の
剥離や、半田端子のショートなどの問題を生起すること
から、その改善がしきりに求められている。また、表面
実装型エリアアレイパッケージ用としては、ハンドリン
グ性の高いものが要求されるので、フィルム厚も大きい
ものが必要となるが、ポリイミドフィルムにおいては、
厚みが増すほどこのポップコーン現象が顕著になるとい
う問題もあった。
The popcorn phenomenon causes problems such as peeling of chips and circuits and short-circuiting of solder terminals. In addition, for surface mount area array packages, those with high handling properties are required, so those with a large film thickness are required.
There was also a problem that the popcorn phenomenon became remarkable as the thickness increased.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】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、表面実装型エリアアレイパッケー
ジ用途として充分なハンドリング性を付与できるフィル
ム厚を保持すると共に、チップ実装時でのポリイミドフ
ィルムのポップコーン現象を効果的に低減することがで
き、かつ低吸水でなおかつ水蒸気透過性が高く、さらに
金属並の熱膨張係数及び高弾性率を併せ持つ表面実装型
エリアアレイパッケージ用ポリイミドフィルムの提供を
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of studying to solve the above-mentioned problems in the prior art, and is a film capable of imparting sufficient handleability as a surface mount type area array package. While maintaining the thickness, the popcorn phenomenon of the polyimide film at the time of chip mounting can be effectively reduced, and it has low water absorption and high water vapor permeability, and also has the same thermal expansion coefficient and high elastic modulus as metal An object of the present invention is to provide a polyimide film for a surface mount area array package.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の表面実装型エリアアレイパッケージ用ポ
リイミドフィルムは、吸水率が2.2%以下で、かつ水
蒸気透過率が1.5g/(m2 ・24h)以上であるこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a polyimide film for a surface mount area array package of the present invention has a water absorption of 2.2% or less and a water vapor transmission rate of 1.5 g. / (M 2 · 24h) or more.

【0008】さらに、本発明の表面実装型エリアアレイ
パッケージ用ポリイミドフィルムは、下記(1)〜
(7)の条件を併せ持つことが好ましい。 (1)フィルム厚が30μm以上であること。 (2)弾性率が4.5GPa以上であること。 (3)熱膨張係数が24ppm/℃以下であること。 (4)芳香族ジアミン成分として剛構造の芳香族ジアミ
ン化合物と柔構造の芳香族ジアミン化合物の両方を含む
ポリイミドからなること。 (5)前記剛構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族ジ
アミン成分の10モル%以上、90モル%以下であり、
前記柔構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族ジアミン
成分の10モル%以上、90モル%以下であること (6)前記剛構造の芳香族ジアミン化合物がパラフェニ
レンジアミンからなり、前記柔構造の芳香族ジアミン化
合物が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のいずれか単独あるいは混合物であ
ること (7)芳香族テトラカルボン酸類化合物としてピロメリ
ット酸類と2個以上のベンゼン環を有する芳香族テトラ
カルボン酸類化合物を含むポリイミドからなること。 (8)前記ピロメリット酸類が全芳香族テトラカルボン
酸類成分の50モル%以上、80モル%以下であり、前
記2個以上のベンゼン環を有する芳香族テトラカルボン
酸類化合物が全芳香族テトラカルボン酸類成分の20モ
ル%以上、50モル%以下であること。
Further, the polyimide film for a surface-mounted area array package of the present invention has the following (1) to
It is preferable that the condition (7) is also satisfied. (1) The film thickness is 30 μm or more. (2) The elastic modulus is 4.5 GPa or more. (3) The coefficient of thermal expansion is 24 ppm / ° C. or less. (4) A polyimide containing both a rigid aromatic diamine compound and a flexible aromatic diamine compound as an aromatic diamine component. (5) the aromatic diamine compound having a rigid structure is 10 mol% or more and 90 mol% or less of the total aromatic diamine component;
The flexible structure aromatic diamine compound is at least 10 mol% and at most 90 mol% of the whole aromatic diamine component. (6) The rigid structure aromatic diamine compound is composed of paraphenylenediamine, The aromatic diamine compound is 4,4′-diaminodiphenyl ether;
Any one of 4'-diaminodiphenyl ether and 4,4'-diaminodiphenylmethane or a mixture thereof. (7) Pyromellitic acids and aromatic tetracarboxylic acid compounds having two or more benzene rings as aromatic tetracarboxylic acid compounds Consisting of polyimide containing (8) The pyromellitic acid is 50 mol% or more and 80 mol% or less of the total aromatic tetracarboxylic acid component, and the aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings is a wholly aromatic tetracarboxylic acid. 20 mol% or more and 50 mol% or less of the components.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明表面実装型エリアアレイパ
ッケージ用ポリイミドフィルムについて以下詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyimide film for a surface mount type area array package of the present invention will be described in detail below.

【0010】リフロー工程の急激な高温度上昇でポップ
コーン現象を生じさせないためには、ポリイミドフィル
ム中の残存水分を低減させる必要があり、すなわちフィ
ルムの吸水率が2.2%以下でかつ水蒸気透過率が1.
5g/(m2 ・24h)以上であることが好ましい。
In order to prevent the popcorn phenomenon from occurring due to the rapid high temperature rise in the reflow step, it is necessary to reduce the residual moisture in the polyimide film, that is, the film has a water absorption of 2.2% or less and a water vapor transmission rate of Is 1.
It is preferably at least 5 g / (m 2 · 24 h).

【0011】また、実工程でのハンドリング性を良くす
るためには、弾性率が4.5GPa以上、フィルム厚が
30μm以上であることが好ましい。
Further, in order to improve the handling property in the actual process, it is preferable that the elastic modulus is 4.5 GPa or more and the film thickness is 30 μm or more.

【0012】さらに、金属との張り合わせによる寸法変
化率およびカールを小さくするには、熱膨張係数が24
ppm/℃以下であることが好ましい。
Further, in order to reduce the dimensional change rate and curl due to bonding with a metal, the coefficient of thermal expansion must be 24.
It is preferably at most ppm / ° C.

【0013】まず、このようなポリイミドフィルムを得
るに際しての前駆体であるポリアミド酸溶液について説
明する。
First, a polyamic acid solution as a precursor for obtaining such a polyimide film will be described.

【0014】本発明に用いられるポリアミド酸溶液は、
剛構造の芳香族ジアミン化合物と柔構造の芳香族ジアミ
ン化合物の2種からなる芳香族ジアミン成分と、ピロメ
リット酸類と2個以上のベンゼン環を有する芳香族テト
ラカルボン酸類化合物の2種以上からなる芳香族テトラ
カルボン酸類成分とを、溶媒中で重合させることによっ
て得られる。
The polyamic acid solution used in the present invention comprises:
An aromatic diamine component comprising two kinds of aromatic diamine compounds having a rigid structure and an aromatic diamine compound having a flexible structure, and two or more aromatic tetracarboxylic acid compounds having pyromellitic acids and two or more benzene rings. It is obtained by polymerizing an aromatic tetracarboxylic acid component in a solvent.

【0015】重合方法は公知のいずれの方法で行っても
よく、例えば (1)先に芳香族ジアミン成分全量を溶媒中に入れ、そ
の後芳香族テトラカルボン酸類成分を芳香族ジアミン成
分全量と当量になるよう加えて重合する方法。
The polymerization may be carried out by any known method. For example, (1) First, the whole amount of the aromatic diamine component is put into a solvent, and then the aromatic tetracarboxylic acid component is made equivalent to the whole amount of the aromatic diamine component. A method of adding and polymerizing as much as possible.

【0016】(2)先に芳香族テトラカルボン酸類成分
全量を溶媒中に入れ、その後芳香族ジアミン成分を芳香
族テトラカルボン酸類成分と等量になるよう加えて重合
する方法。
(2) A method in which the entire amount of the aromatic tetracarboxylic acid component is first placed in a solvent, and then the aromatic diamine component is added in an amount equivalent to that of the aromatic tetracarboxylic acid component to carry out polymerization.

【0017】(3)剛構造の芳香族ジアミン化合物を溶
媒中に入れた後、反応成分に対して芳香族テトラカルボ
ン酸類化合物が95〜105モル%となる比率で反応に
必要な時間混合した後、柔構造の芳香族ジアミン化合物
を添加し、続いて芳香族テトラカルボン酸類化合物を全
芳香族ジアミン成分と全芳香族テトラカルボン酸類成分
とがほぼ等量になるよう添加して重合する方法。
(3) After the aromatic diamine compound having a rigid structure is placed in a solvent, the aromatic tetracarboxylic acid compound is mixed at a ratio of 95 to 105 mol% with respect to the reaction components for a time necessary for the reaction, and then mixed. A method of adding an aromatic diamine compound having a flexible structure, followed by adding an aromatic tetracarboxylic acid compound so that the total aromatic diamine component and the total aromatic tetracarboxylic acid component are substantially equal in amount, and then polymerizing.

【0018】(4)芳香族テトラカルボン酸類化合物を
溶媒中に入れた後、反応成分に対して剛構造の芳香族ジ
アミン化合物が95〜105モル%となる比率で反応に
必要な時間混合した後、芳香族テトラカルボン酸類化合
物を添加し、続いて柔構造の芳香族ジアミン化合物を全
芳香族ジアミン成分と全芳香族テトラカルボン酸類成分
とがほぼ等量になるよう添加して重合する方法。
(4) After the aromatic tetracarboxylic acid compound is placed in a solvent, the aromatic diamine compound having a rigid structure is mixed in a ratio of 95 to 105 mol% with respect to the reaction components for a time necessary for the reaction. A method of adding an aromatic tetracarboxylic acid compound, followed by adding a flexible aromatic diamine compound such that the total aromatic diamine component and the total aromatic tetracarboxylic acid component are substantially equal in amount and polymerized.

【0019】(5)溶媒中で剛構造の芳香族ジアミン成
分と芳香族テトラカルボン酸類をどちらかが過剰になる
よう反応させてポリアミド酸溶液(A)を調整し、別の
溶媒中で柔構造の芳香族ジアミン成分と芳香族テトラカ
ルボン酸類をどちらかが過剰になるよう反応させポリア
ミド酸溶液(B)を調整する。こうして得られた各ポリ
アミド酸溶液(A)と(B)を混合し、重合を完結する
方法。この時ポリアミド酸溶液(A)を調整するに際し
芳香族ジアミン成分が過剰の場合、ポリアミド酸溶液
(B)では芳香族テトラカルボン酸成分を過剰に、また
ポリアミド酸溶液(A)で芳香族テトラカルボン酸成分
が過剰の場合、ポリアミド酸溶液(B)では芳香族ジア
ミン成分を過剰にし、ポリアミド酸溶液(A)と(B)
を混ぜ合わせこれら反応に使用される全芳香族ジアミン
成分と全芳香族テトラカルボン酸類成分とがほぼ等量に
なるよう調整する。
(5) A polyamic acid solution (A) is prepared by reacting an aromatic diamine component having a rigid structure with an aromatic tetracarboxylic acid in a solvent so that either one of them is in excess, and then preparing a flexible structure in another solvent. (A) by reacting the aromatic diamine component with the aromatic tetracarboxylic acid so that either one becomes excessive. A method in which the polyamic acid solutions (A) and (B) thus obtained are mixed to complete the polymerization. In this case, when the polyamic acid solution (A) is adjusted to have an excess of the aromatic diamine component, the polyamic acid solution (B) contains an excessive amount of the aromatic tetracarboxylic acid component, and the polyamic acid solution (A) contains the aromatic tetracarboxylic acid component. When the acid component is excessive, the aromatic diamine component is excessive in the polyamic acid solution (B), and the polyamic acid solutions (A) and (B)
And the total aromatic diamine component and the total aromatic tetracarboxylic acid component used in these reactions are adjusted so as to be substantially equivalent.

【0020】なお、重合方法はこれらに限定されること
はなく、その他公知の方法を用いてもよい。
The polymerization method is not limited to these, and other known methods may be used.

【0021】次に、得られたポリアミド酸溶液からポリ
イミドフィルムを得る方法を説明する。
Next, a method for obtaining a polyimide film from the obtained polyamic acid solution will be described.

【0022】まず、ポリアミド酸溶液を環化触媒および
脱水剤を用いて化学環化するか加熱処理による熱的環化
によりポリイミドのゲルフィルムを得る。
First, a polyimide gel film is obtained by chemically cyclizing a polyamic acid solution using a cyclization catalyst and a dehydrating agent or by thermal cyclization by heat treatment.

【0023】次に、このゲルフィルムの端部を固定し、
縦方向に1.05〜1.5、横方向に1.05〜2.0
の倍率で延伸するのが好ましい。このような2軸延伸を
行うと、得られるポリイミドフィルムの機械特性向上、
さらには等方性が改良されるので好ましい。
Next, the end of the gel film is fixed,
1.05 to 1.5 in the vertical direction, 1.05 to 2.0 in the horizontal direction
It is preferable to stretch at a magnification of. When such biaxial stretching is performed, the mechanical properties of the obtained polyimide film are improved,
Further, it is preferable because the isotropy is improved.

【0024】なお、本発明に用いる剛構造の芳香族ジア
ミン化合物の例としては、下記に示したような化合物を
挙げることができる。
The examples of the rigid aromatic diamine compound used in the present invention include the following compounds.

【0025】[0025]

【化1】 (ただし、式中のX,Yは、水素、ハロゲン基、カルボ
キシル基、低級アルキル基、低級アルコキシル基から選
ばれる1価の置換基を表し、X,Yは同じ置換基でも異
なった置換基でも良い。) 上記に示した剛構造の芳香族ジアミン化合物のなかで
も、得られるポリイミドフィルムの弾性率を高める点や
取り扱い面、コスト面の点で、特にパラフェニレンジア
ミンを使用するのが好ましい。
Embedded image (However, X and Y in the formula represent a monovalent substituent selected from hydrogen, a halogen group, a carboxyl group, a lower alkyl group and a lower alkoxyl group, and X and Y may be the same or different. Among the rigid aromatic diamine compounds having the rigid structure described above, it is particularly preferable to use paraphenylenediamine from the viewpoints of increasing the elastic modulus of the obtained polyimide film, handling, and cost.

【0026】また、柔構造の芳香族ジアミン化合物の例
としては、下記に示したような化合物を挙げることがで
きる。
Examples of the flexible aromatic diamine compound include the following compounds.

【0027】[0027]

【化2】 (ただし、式中のX、Yは水素、ハロゲン基、カルボキ
シル基、低級アルキル基、低級アルコキシ基から選ばれ
る1価の置換基を表し、X、Yは同じ置換基でも異なっ
た置換基でも良い。またAは−O−,−S−,−CO
−,−SO−,−SO2 −,−CH2 −などの2価の連
結基を表す。) 上記に示した柔構造の芳香族ジアミンのうちでも、得ら
れるポリイミドフィルムの成形性を高める点で、特にジ
アミノジフェニルエーテル類を使用するのが好ましい。
Embedded image (However, X and Y in the formula represent a monovalent substituent selected from hydrogen, a halogen group, a carboxyl group, a lower alkyl group and a lower alkoxy group, and X and Y may be the same or different substituents. A represents -O-, -S-, -CO
-, - SO -, - SO 2 -, - CH 2 - represents a divalent linking group, such as. Among the above-mentioned aromatic diamines having a flexible structure, it is particularly preferable to use diaminodiphenyl ethers from the viewpoint of enhancing the moldability of the obtained polyimide film.

【0028】本発明で使用する芳香族テトラカルボン酸
類化合物の内で、ピロメリット酸類の例としては、ピロ
メリット酸またはその二無水物を、また、2個以上のベ
ンゼン環を有する芳香族テトラカルボン酸類化合物の例
としては、3,3’−4,4’−ビフェニルテトラカル
ボン酸またはその二無水物や3,3’−4,4’−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸またはその二無水物を挙げ
ることができる。
Among the aromatic tetracarboxylic acid compounds used in the present invention, examples of pyromellitic acids include pyromellitic acid or dianhydride thereof, and aromatic tetracarboxylic acids having two or more benzene rings. Examples of the acid compound include 3,3'-4,4'-biphenyltetracarboxylic acid or its dianhydride and 3,3'-4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid or its dianhydride. it can.

【0029】上記の重合で使用する溶媒としては、ジメ
チルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル
−2−ピロリドンおよびジメチルスルホンなどが挙げら
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。
As the solvent used in the above polymerization, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide,
Examples thereof include N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfone, and the like, and these are preferably used alone or in combination.

【0030】上記の重合で得られるポリアミド酸は、前
記溶媒中に10〜30重量%の割合となるように調整す
る。
The polyamic acid obtained by the above polymerization is adjusted so as to have a ratio of 10 to 30% by weight in the solvent.

【0031】得られたポリアミド酸を環化させてポリイ
ミドフィルムにする際には、脱水剤と触媒を用いて脱水
する化学閉環法、熱的に脱水する熱閉環法のいずれで行
ってもよいが、化学閉環法で行った方が、得られるポリ
イミドフィルムの弾性率が高く、熱膨張係数が低くな
り、さらにケミカルエッチング性が付与できるため好ま
しい。
When the obtained polyamic acid is cyclized into a polyimide film, any of a chemical ring closing method of dehydrating using a dehydrating agent and a catalyst and a thermal ring closing method of thermally dehydrating may be used. It is preferable to perform the chemical ring closure method because the resulting polyimide film has a high modulus of elasticity, a low coefficient of thermal expansion, and a chemical etching property.

【0032】化学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芳
香族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。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。
Examples of the dehydrating agent used in the chemical ring closure method include aliphatic acid anhydrides such as acetic anhydride and aromatic acid anhydrides such as phthalic anhydride. These may be used alone or in combination. Is preferred. Examples of the catalyst include heterocyclic tertiary amines such as pyridine, picoline and quinoline, aliphatic tertiary amines such as triethylamine,
Aromatic tertiary amines such as N, N-dimethylaniline and the like can be mentioned, and it is preferable to use these alone or as a mixture.

【0033】また、化学閉環法を行う場合は、ポリアミ
ド酸溶液中に触媒・脱水剤を混合させイミド化した後に
この溶液をコーティングしてポリイミドフィルムを得る
方法と、ポリアミド酸溶液をコーティングして薄膜化さ
せた後に触媒・脱水剤の混合中に浸漬してイミド化させ
ることによってポリイミドフィルムを得る方法がある。
理由は定かではないが、前者の方法が水蒸気透過率を高
くできるため好ましい。後者の方法はフィルムの表層で
イミド化が偏って進み、その結果水蒸気透過率を低下さ
せることから好ましくない。
When the chemical ring closure method is used, a catalyst and a dehydrating agent are mixed into a polyamic acid solution, imidization is performed, and then the solution is coated to obtain a polyimide film. There is a method of obtaining a polyimide film by immersing in a mixture of a catalyst and a dehydrating agent and imidizing the mixture after the reaction.
Although the reason is not clear, the former method is preferable because the water vapor permeability can be increased. The latter method is not preferable because imidization proceeds unevenly in the surface layer of the film, and as a result, the water vapor permeability is reduced.

【0034】なお、得られるポリイミドフィルムの表面
を粗化させてフィルムに滑り性を与え工程安定性を良く
するために、有機フィラーまたは無機フィラーをポリア
ミド酸溶液に混合してもよい。
An organic filler or an inorganic filler may be mixed with the polyamic acid solution in order to roughen the surface of the obtained polyimide film to give the film slipperiness and improve the process stability.

【0035】また、得られたポリイミドフィルムに接着
性を持たせるため、フィルム表面にコロナ処理やプラズ
マ処理のような電気処理あるいはブラスト処理のような
物理的処理を行ってもよく、さらには熱的安定化させる
ために、フィルムをアニール処理により熱リラックスさ
せてもよい。
In order to give the obtained polyimide film an adhesive property, the film surface may be subjected to an electrical treatment such as a corona treatment or a plasma treatment or a physical treatment such as a blast treatment. For stabilization, the film may be thermally relaxed by annealing.

【0036】このようにして得られるポリイミドフィル
ムは、表面実装型エリアアレイパッケージ用として好適
な特性を有する。すなわち、チップ実装時でのポリイミ
ドフィルムの含水量を少なくしてポップコーン現象を低
減することができ、さらには金属との張り合わせによる
寸法変化及びカールを小さくすることができ、ハンドリ
ング性も高いポリイミドフィルムが得られる。
The polyimide film thus obtained has characteristics suitable for a surface mount area array package. In other words, it is possible to reduce the popcorn phenomenon by reducing the water content of the polyimide film at the time of chip mounting, and further reduce the dimensional change and curl due to bonding with metal, and a polyimide film having high handling properties. can get.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0038】なお、実施例中PPDはパラフェニレンジ
アミン、4,4’−ODAは4,4’−ジアミノジフェ
ニルエーテル、3,4’−ODAは3,4’−ジアミノ
ジフェニルエーテル、PMDAはピロメリット酸二無水
物、BPDAは3,3’−4,4’−ジフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、DMAcはN,N−ジメチルアセ
トアミドをそれぞれ表す。
In Examples, PPD was paraphenylenediamine, 4,4'-ODA was 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-ODA was 3,4'-diaminodiphenyl ether, and PMDA was pyromellitic acid. Anhydride and BPDA represent 3,3'-4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, and DMAc represents N, N-dimethylacetamide.

【0039】また、実施例中の各特性は次の方法で評価
した。 (1)吸水率 98%RH雰囲気下のデシケーター内に2日間静置し、
乾燥時重量に対しての増加重量%で評価した。 (2)水蒸気透過率 40℃,90%RHにおいてJIS K7129のB法
(赤外センサー法)にしたがって測定した。 (3)フィルム厚 Mitutoyo製ライトマチック(Series318 )を使
用して測定した。 (4)弾性率 機器:RTM−250を使用し、引張速度:100mm
/minの条件で測定した。 (5)熱膨張係数 機器:TMA−50を使用し、測定温度範囲:50〜2
00℃、昇温速度:10℃/minの条件で測定した。 (6)ポップコーン評価 ポリイミドフィルムに接着剤(エポキシ系)を介して銅
張りした3層積層体を作成し、これを常温で2日間水に
浸漬した後、250℃で加熱する。各水準共N数20で
行い、発泡が発生したピース数でポップコーン評価し
た。 [実施例1]500mlのセパルブルフラスコにDMA
c239.1gを入れ、ここにPPD1.552g
(0.0144モル)とPMDA3.068g(0.0
141モル)を投入し、常温常圧中で1時間反応させ
た。次に、ここにODA25.862g(0.1292
モル)を投入し均一になるまで撹拌した後、BPDA
8.445g(0.0287モル)を添加し、1時間反
応させた。続いて、ここにPMDA21.974g
(0.1007モル)を添加してさらに1時間反応させ
ポリアミド酸溶液を得た。
Each characteristic in the examples was evaluated by the following methods. (1) Water absorption rate: Leave in a desiccator under a 98% RH atmosphere for 2 days,
Evaluation was made in terms of% by weight relative to the dry weight. (2) Water vapor permeability Measured at 40 ° C. and 90% RH according to the method B (infrared sensor method) of JIS K7129. (3) Film thickness The film thickness was measured using a lightmatic manufactured by Mitutoyo (Series 318). (4) Elastic modulus Equipment: Using RTM-250, tensile speed: 100 mm
/ Min. (5) Coefficient of thermal expansion Equipment: Use TMA-50, measurement temperature range: 50 to 2
The measurement was performed under the conditions of 00 ° C. and a heating rate of 10 ° C./min. (6) Evaluation of popcorn A three-layer laminate in which a polyimide film was copper-clad with an adhesive (epoxy) was prepared, immersed in water at room temperature for 2 days, and then heated at 250 ° C. For each level, the number of N was 20, and popcorn evaluation was performed based on the number of pieces where foaming occurred. [Example 1] DMA was placed in a 500 ml separable flask.
239.1 g of cPD and 1.552 g of PPD
(0.0144 mol) and 3.068 g (0.0
141 mol) and reacted at normal temperature and normal pressure for 1 hour. Next, 25.862 g of ODA (0.1292
Mol) and stirred until uniform, then BPDA
8.445 g (0.0287 mol) was added and reacted for 1 hour. Then, here, PMDA21.974g
(0.1007 mol) was added, and the mixture was further reacted for 1 hour to obtain a polyamic acid solution.

【0040】なお、この重合で各原料の添加モル比は、
表1に示す割合で行い、固形分合計重量は60.9gに
調整した。このポリアミド酸溶液から15gを採ってマ
イナス5℃で冷却後、無水酢酸1.5gとβ−ピコリン
1.6gを混合することにより、ポリアミド酸のイミド
化を行った。
In this polymerization, the molar ratio of each raw material added was as follows:
The operation was performed at the ratio shown in Table 1, and the total weight of the solid contents was adjusted to 60.9 g. After 15 g of this polyamic acid solution was taken and cooled at minus 5 ° C., 1.5 g of acetic anhydride and 1.6 g of β-picoline were mixed to imidize the polyamic acid.

【0041】こうして得られたポリイミドポリマーをガ
ラス板にコーティングして100℃で5分間加熱してゲ
ルフィルムを得た後、このゲルフィルムをガラス板から
剥がして、そのゲルフィルムの端部をピン止めし、縦方
向1.1倍、横方向1.3倍に延伸した。その後300
℃で20分間、続いて400℃で5分間加熱乾燥し、厚
さ50μmのポリイミドフィルムを得た。
The thus obtained polyimide polymer was coated on a glass plate and heated at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a gel film. The gel film was peeled off from the glass plate, and the end of the gel film was pinned. Then, the film was stretched 1.1 times in the vertical direction and 1.3 times in the horizontal direction. Then 300
The resultant was dried by heating at 20 ° C. for 20 minutes and subsequently at 400 ° C. for 5 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 50 μm.

【0042】このポリイミドフィルムの各特性の評価を
行った結果を表1に示した。 [実施例2]ポリイミドフィルムのフィルム厚を75μ
mに調整した以外は、実施例1と同様の手順にて操作を
行い、得られたポリイミドフィルムの各物性評価結果を
表1に併記した。 [実施例3〜8]実施例1と同様の手順で、芳香族ジア
ミン成分および芳香族テトラカルボン酸成分を表1に示
す割合に変更し、それぞれポリアミド酸溶液を得た後、
ポリアミド酸溶液からポリイミドフィルムを得る操作に
ついては実施例1と同様にして行い、フィルム厚を表1
に示す厚みにて調整した。
Table 1 shows the results of evaluation of each characteristic of the polyimide film. [Example 2] The film thickness of the polyimide film was 75 μm.
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the value was adjusted to m, and the physical property evaluation results of the obtained polyimide film are also shown in Table 1. [Examples 3 to 8] In the same procedure as in Example 1, the aromatic diamine component and the aromatic tetracarboxylic acid component were changed to the ratios shown in Table 1, and polyamic acid solutions were obtained, respectively.
The procedure for obtaining a polyimide film from the polyamic acid solution was performed in the same manner as in Example 1.
The thickness was adjusted as shown in FIG.

【0043】得られた各ポリイミドフィルムの各物性評
価結果を表1および表2に併記した。
The results of evaluation of the properties of each of the obtained polyimide films are also shown in Tables 1 and 2.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [比較例1]宇部興産(株)製”UPILEX”−50Sを使
用して、各物性を評価した結果を表3に示した。 [比較例2] 宇部興産(株)製”UPILEX”−75Sを
使用して、各物性を評価した結果を表3に示した。
[Table 2] [Comparative Example 1] Table 3 shows the results of evaluating each property using "UPILEX" -50S manufactured by Ube Industries, Ltd. [Comparative Example 2] The results of evaluating each property using "UPILEX" -75S manufactured by Ube Industries, Ltd. are shown in Table 3.

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリイミ
ドフィルムは、吸水率が2.2%以下でかつ水蒸気透過
率が1.5g/(m2 ・24h)以上であり、フィルム
厚が30μm以上、弾性率4.5GPa以上、熱膨張係
数24ppm/℃以下であるので、チップ実装時でのポ
リイミドフィルムの含水量を少なくしてポップコーン現
象を低減することができ、さらには金属との張り合わせ
による寸法変化率およびカールを小さくすることがで
き、ハンドリング性も高いため、表面実装型エリアアレ
イパッケージ用として好適に用いることができる。
As described above, the polyimide film of the present invention has a water absorption of 2.2% or less, a water vapor transmission rate of 1.5 g / (m 2 · 24 h) or more, and a film thickness of 30 μm. As described above, since the modulus of elasticity is 4.5 GPa or more and the thermal expansion coefficient is 24 ppm / ° C. or less, the popcorn phenomenon can be reduced by reducing the water content of the polyimide film at the time of chip mounting. Since the dimensional change rate and the curl can be reduced and the handling property is high, it can be suitably used for a surface mount area array package.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸水率が2.2%以下で、かつ水蒸気透
過率が1.5g/(m2・24h)以上であることを特
徴とする表面実装型エリアアレイパッケージ用ポリイミ
ドフィルム。
1. A polyimide film for a surface-mounted area array package, having a water absorption of 2.2% or less and a water vapor transmission rate of 1.5 g / (m 2 · 24 h) or more.
【請求項2】 フィルム厚が30μm以上であることを
特徴とする請求項1に記載の表面実装型エリアアレイパ
ッケージ用ポリイミドフィルム。
2. The polyimide film for a surface mount area array package according to claim 1, wherein the film thickness is 30 μm or more.
【請求項3】 弾性率が4.5GPa以上であることを
特徴とする請求項1または2に記載の表面実装型エリア
アレイパッケージ用ポリイミドフィルム。
3. The polyimide film for a surface mount area array package according to claim 1, wherein the elastic modulus is 4.5 GPa or more.
【請求項4】 熱膨張係数が24ppm/℃以下である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
表面実装型エリアアレイパッケージ用ポリイミドフィル
ム。
4. The polyimide film for a surface mount area array package according to claim 1, wherein the polyimide film has a coefficient of thermal expansion of 24 ppm / ° C. or less.
【請求項5】 芳香族ジアミン成分として剛構造の芳香
族ジアミン化合物と柔構造の芳香族ジアミン化合物の両
方を含むポリイミドからなることを特徴とする請求項1
〜4のいずれか1項に記載の表面実装型エリアアレイパ
ッケージ用ポリイミドフィルム。
5. A polyimide comprising both an aromatic diamine compound having a rigid structure and an aromatic diamine compound having a flexible structure as an aromatic diamine component.
5. The polyimide film for a surface-mounted area array package according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】 前記剛構造の芳香族ジアミン化合物が全
芳香族ジアミン成分の10モル%以上、90モル%以下
であり、前記柔構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族
ジアミン成分の10モル%以上、90モル%以下である
ことを特徴とする請求項5に記載の表面実装型エリアア
レイパッケージ用ポリイミドフィルム。
6. The aromatic diamine compound having a rigid structure is 10 mol% or more and 90 mol% or less of the total aromatic diamine component, and the aromatic diamine compound having a flexible structure is 10 mol% of the total aromatic diamine component. The polyimide film for a surface mount area array package according to claim 5, wherein the content is 90 mol% or less.
【請求項7】 前記剛構造の芳香族ジアミン化合物がパ
ラフェニレンジアミンからなり、前記柔構造の芳香族ジ
アミン化合物が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のいずれか単独あるいは混
合物であることを特徴とする請求項5または6に記載の
表面実装型エリアアレイパッケージ用ポリイミドフィル
ム。
7. The aromatic diamine compound having a rigid structure is composed of paraphenylenediamine, and the aromatic diamine compound having a flexible structure is composed of 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, and 4,4 ′.
7. The polyimide film for a surface-mounted area array package according to claim 5, wherein the polyimide film is any one or a mixture of diaminodiphenylmethane. 8.
【請求項8】 芳香族テトラカルボン酸類化合物として
ピロメリット酸類と2個以上のベンゼン環を有する芳香
族テトラカルボン酸類化合物を含むポリイミドからなる
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の
表面実装型エリアアレイパッケージ用ポリイミドフィル
ム。
8. The polyimide according to claim 5, wherein the aromatic tetracarboxylic acid compound is a polyimide containing pyromellitic acids and an aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings. 4. The polyimide film for a surface mount area array package according to item 1.
【請求項9】 前記ピロメリット酸類が全芳香族テトラ
カルボン酸類成分の50モル%以上、80モル%以下で
あり、前記2個以上のベンゼン環を有する芳香族テトラ
カルボン酸類化合物が全芳香族テトラカルボン酸類成分
の20モル%以上、50モル%以下であることを特徴と
する請求項8に記載の表面実装型エリアアレイパッケー
ジ用ポリイミドフィルム。
9. The method wherein the pyromellitic acid accounts for 50 mol% or more and 80 mol% or less of the total aromatic tetracarboxylic acid component, and the aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings is a wholly aromatic tetracarboxylic acid compound. The polyimide film for a surface-mounted area array package according to claim 8, wherein the content of the carboxylic acid component is 20 mol% or more and 50 mol% or less.
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