JP2007191705A - Highly adhesive polyimide film and its manufacturing method - Google Patents

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Masabumi Yasuda
巨文 安田
Hironori Ishikawa
裕規 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly adhesive polyimide film that exhibits enhanced adhesiveness to a copper foil and is excellent in dimensional stability and water wettability, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The highly adhesive polyimide film is formed by using a diamine component comprised of 12-30 mol% of p-phenylenediamine and 70-88 mol% of 4,4'-diaminodiphenyl ether and an acid component comprised of 50-99.5 mol% of pyromellitic dianhydride and 0.5-50 mol% of 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and has surface free energy of at least 80 mN/m as measured by the contact angle method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高接着性ポリイミドフィルムおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、銅箔との接着性が向上し、寸法安定性、水濡れ性にも優れた高接着性ポリイミドフィルムおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a highly adhesive polyimide film and a method for producing the same, and more specifically, relates to a highly adhesive polyimide film having improved adhesion to copper foil and excellent in dimensional stability and water wettability, and a method for producing the same. .

ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、電気絶縁性、機械強度などの優れた諸特性を有することが知られており、電線の電気絶縁材料、断熱材、フレキシブルプリント配線基板(FPC)のベースフィルム、ICのテープオートメイティッドボンディング(TAB)用のキャリアテープフィルム、ICのリードフレーム固定用テープなどに広く利用されている。このうち、FPC、TAB用キャリアテープ、リード固定用テープなどの用途においては、通常、種々の接着剤を介してポリイミドフィルムと銅箔とが接着されて用いられている。   Polyimide films are known to have excellent properties such as heat resistance, cold resistance, chemical resistance, electrical insulation, and mechanical strength. Electrical insulation materials for wires, heat insulating materials, flexible printed wiring boards (FPCs) ) Base films, carrier tape films for IC tape automated bonding (TAB), and IC lead frame fixing tapes. Among these, in applications such as FPC, TAB carrier tape, lead fixing tape, etc., a polyimide film and a copper foil are usually bonded and used via various adhesives.

ところが、ポリイミドフィルムはその化学構造及び高度な耐薬品性により、銅箔との接着性が不十分な場合が多いことから、フィルム表面を酸やアルカリを用いて化学的処理する方法(例えば、特許文献1参照)、およびサンドブラストのような物理的処理する方法(例えば、特許文献2参照)などを施すことにより、接着性を改善する試みが従来からなされている。   However, since polyimide films often have insufficient adhesion to copper foil due to their chemical structure and high chemical resistance, a method of chemically treating the film surface with acid or alkali (for example, patents) Conventionally, attempts have been made to improve adhesiveness by applying a physical processing method such as sandblasting (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、これらの処理は、処理後に、洗浄、乾燥などの別工程を要することから、生産性、安定性、コスト面だけでなく、環境保全の面でも問題を含んでいた。
特開2002−294965号公報参照 特開平9−48864号公報参照
However, since these processes require separate steps such as washing and drying after the process, they have problems in terms of not only productivity, stability and cost but also environmental conservation.
See JP 2002-294965 A See JP-A-9-48864

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達成されたものである。   The present invention has been achieved as a result of studying the solution of the problems in the prior art described above as an issue.

したがって、本発明の目的は、銅箔との接着性が向上し、寸法安定性、水濡れ性にも優れたポリイミドフィルムおよびその効率的な製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyimide film having improved adhesion to copper foil and excellent in dimensional stability and water wettability, and an efficient production method thereof.

上記の目的を達成するために本発明によれば、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から形成されたポリイミドフィルムであって、接触角法に基づき測定した表面自由エネルギーが80mN/m以上であることを特徴とする高接着性ポリイミドフィルムが提供される。   To achieve the above object, according to the present invention, paraphenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride A highly adhesive polyimide film characterized in that the surface free energy measured based on the contact angle method is 80 mN / m or more.

なお、本発明の高接着性ポリイミドフィルムにおいては、前記ポリイミドフィルムが、ジアミン成分として12〜30モル%のパラフェニレンジアミン、70〜88モル%の4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用い、酸性分として50〜99.5モル%のピロメリット酸二無水物および0.5〜50モル%の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いて形成されたものであることが好ましい。   In the highly adhesive polyimide film of the present invention, the polyimide film uses 12-30 mol% paraphenylene diamine, 70-88 mol% 4,4′-diaminodiphenyl ether as a diamine component, and has an acidic content. It was formed using 50-99.5 mol% pyromellitic dianhydride and 0.5-50 mol% 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. Is preferred.

また、本発明の上記高接着性ポリイミドフィルムの製造方法は、パラフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から形成されたポリイミドフィルムの表面にプラズマ処理を施すに際し、希ガスを少なくとも20モル%以上含有する100〜1000Torrの雰囲気下で、表面が誘電体によって被覆されかつ10℃〜100℃に冷却された高電圧印加電極と、これに対して対向して設けられ、放電が形成される面が誘電体で被覆され、かつポリイミドフィルムを支持する支持電極との間に希ガスを少なくとも20モル%以上含有する100〜1000Torrの雰囲気下で印加された高電圧によって、ポリイミドフィルムの表面を500w・min/m以上の処理強度で連続的にプラズマ処理することを特徴とし、この場合には、前記共重合ポリイミドフィルムが、12〜30モル%のパラフェニレンジアミン、70〜88モル%の4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、50〜99.5モル%のピロメリット酸二無水物および0.5〜50モル%の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から形成されたものであることが好ましい。 In addition, the method for producing the highly adhesive polyimide film of the present invention includes paraphenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid dihydrate. When performing plasma treatment on the surface of a polyimide film formed from an anhydride, the surface is coated with a dielectric and cooled to 10 ° C. to 100 ° C. in an atmosphere of 100 to 1000 Torr containing at least 20 mol% of a rare gas. At least 20 mol% of noble gas between the applied high-voltage applying electrode and the support electrode which is provided opposite to the high-voltage applying electrode and the surface on which the discharge is formed is covered with a dielectric and supports the polyimide film. The surface of the polyimide film is 5 by a high voltage applied in an atmosphere of 100 to 1000 Torr containing the above. Characterized by continuously plasma treatment 0w · min / m 2 or more processing force, in this case, the copolyimide film, 12-30 mol% p-phenylenediamine, of 70 to 88 mol% Formed from 4,4′-diaminodiphenyl ether, 50-99.5 mol% pyromellitic dianhydride and 0.5-50 mol% 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride It is preferred that

本発明によれば、以下に説明するとおり、例えば銅箔との接着性が高く、また寸法安定性に優れ、さらに水濡れ性にも優れたポリイミドフィルムを得ることができる。   According to the present invention, as will be described below, for example, a polyimide film having high adhesion to a copper foil, excellent dimensional stability, and excellent water wettability can be obtained.

以下、本発明の高接着ポリイミドフィルムおよびその製造方法についてさらに詳しく説明する。   Hereinafter, the highly adhesive polyimide film of the present invention and the production method thereof will be described in more detail.

まず、本発明のポリイミドフィルムを得るに際してその前駆体であるポリイミド酸について説明する。本発明に用いられるポリアミド酸は、ジアミン成分としてのパラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテルと、酸成分としてのピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とを重合させることにより得られるものである。   First, the polyimide acid that is a precursor for obtaining the polyimide film of the present invention will be described. The polyamic acid used in the present invention comprises paraphenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether as diamine components, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic as acid components. It is obtained by polymerizing with acid dianhydride.

本発明に用いられるパラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテルは、有機溶媒に溶解させて用いるのが好ましい。ピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、並びに、パラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを重合してポリアミド酸を得る方法は、各種公知の方法で行ってもよく、例えば予め所定量のパラフェニレンジアミンおよび4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを有機溶媒に溶解させておき、それにピロメリット酸二無水物および3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を添加し、所定の粘度を有するポリアミド酸を得る方法が挙げられる。   The paraphenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether used in the present invention are preferably used after being dissolved in an organic solvent. There are various methods for obtaining polyamic acid by polymerizing pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and paraphenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether. For example, a predetermined amount of paraphenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether are previously dissolved in an organic solvent, and pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4 are added thereto. Examples thereof include a method in which polyamic acid having a predetermined viscosity is obtained by adding '-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

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.

まず、開環触媒および脱水剤を用いて脱水する化学閉環法または加熱処理によって脱水する熱閉環法によりポリアミド酸を環化させることにより、ポリイミドのゲルフィルムを得ることが好ましく行われる。そして、得られたゲルフィルムの端部を固定し、縦方向に1.05〜1.5の倍率、横方向に1.05〜2.0の倍率で2軸延伸してポリイミドフィルムを得ることができる。かかる2軸延伸を行うことにより、得られるポリイミドフィルムの機械的特性を向上させることができる。化学閉環法または熱閉環法のいずれの方法で行っても良いが、得られるポリイミドフィルムの弾性率を向上させることができること、熱膨張係数を低下せせることができることなどの利点を有する化学閉環法が好ましく採用される。   First, it is preferable to obtain a polyimide gel film by cyclizing the polyamic acid by a chemical ring closure method using a ring-opening catalyst and a dehydrating agent or by a thermal ring closure method using a heat treatment. And the edge part of the obtained gel film is fixed, and a polyimide film is obtained by biaxial stretching at a magnification of 1.05-1.5 in the vertical direction and a magnification of 1.05-2.0 in the horizontal direction. Can do. By performing such biaxial stretching, the mechanical properties of the resulting polyimide film can be improved. A chemical ring closure method or a thermal ring closure method may be used. However, the chemical ring closure method has advantages such as that the elastic modulus of the obtained polyimide film can be improved and the thermal expansion coefficient can be reduced. Preferably employed.

化学閉環法で使用される脱水剤としては、無水酢酸などの脂肪族酸無水物,N−ジアルキルカルボジイミド類、低級脂肪酸ハロゲン化物、アリルホスホン酸次ハロゲン化物、安息香酸無水物、フタル酸無水物などの芳香族酸無水物およびケテンなどが挙げられ、なかでも無水酢酸の使用が好ましい。   Dehydrating agents used in the chemical ring closure method include aliphatic acid anhydrides such as acetic anhydride, N-dialkylcarbodiimides, lower fatty acid halides, allylphosphonic acid subhalides, benzoic acid anhydrides, phthalic acid anhydrides, etc. Aromatic acid anhydrides and ketene, and the use of acetic anhydride is preferable.

また、使用される環化触媒としては、3,4’−Nルチジン、3,5−ルチジン、4−メチルピリジン、4−イソプロピルピリジン、4−ベンジルピリジンなどのピリジン類、N−ジメチルベンジルアミン、4−ジメチルベンジルアミン、4−ジメチルドデシルアミン、β−ピコリンなどのピコリン類、トリエチルアミン、N−ジメチルアニリン、キノリンおよびイソキノリンなどが挙げられ、なかでもβ−ピコリンの使用が好ましい。これらを単独または混合して使用するのが好ましい。   Examples of the cyclization catalyst used include pyridines such as 3,4′-N lutidine, 3,5-lutidine, 4-methylpyridine, 4-isopropylpyridine, 4-benzylpyridine, N-dimethylbenzylamine, Examples thereof include picolines such as 4-dimethylbenzylamine, 4-dimethyldodecylamine, and β-picoline, triethylamine, N-dimethylaniline, quinoline, and isoquinoline. Among them, β-picoline is preferably used. These are preferably used alone or in combination.

化学閉環法を行うに際しては、ポリアミド酸溶液中に環化触媒、脱水剤を混合させイミド化した後に、この溶液をコ−ティングしてポリイミドフィルムを得る方法、およびポリアミド酸溶液をコ−ティングして薄膜化させた後、これを環化触媒、脱水剤の混合中に浸積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などを採用し得る。   In carrying out the chemical ring closure method, after mixing the cyclization catalyst and the dehydrating agent in the polyamic acid solution and imidizing, this solution is coated to obtain a polyimide film, and the polyamic acid solution is coated. For example, a method of obtaining a polyimide film by immersing it in a mixture of a cyclization catalyst and a dehydrating agent and imidizing it can be employed.

なお、得られるポリイミドフィルムの機械的性質などを改善させるために、種々の添加剤と触媒をポリアミド酸に添加してもよく、また、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付与し工程安定性を向上させる観点から、有機フィラ−または無機フィラ−をポリアミド酸に混合することもできる。   In order to improve the mechanical properties of the resulting polyimide film, various additives and catalysts may be added to the polyamic acid, and the surface of the polyimide film is roughened to give the film slipperiness. From the viewpoint of improving process stability, an organic filler or an inorganic filler can be mixed with the polyamic acid.

本発明のポリイミドフィルムを構成するポリイミドは、ブロックポリマ−、ランダムポリマ−および混合ポリマ−のいずれであってもよい。
ポリアミド酸溶液は粘性が高いことから、通常、キャスティングドラムあるいはエンドレスベルトの上にポリアミド酸溶液をフィルム状に押し出し、あるいは流延塗布し、前記キャスティングドラムまたはエンドレスベルトの上にポリアミド酸を少なくとも自己支持を備える程度に硬化させた後、必要に応じて熱処理などを施し、安定なポリイミドフィルムとすることも好ましく行われる。
The polyimide constituting the polyimide film of the present invention may be any of a block polymer, a random polymer, and a mixed polymer.
Since the polyamic acid solution is highly viscous, the polyamic acid solution is usually extruded onto a casting drum or an endless belt in a film form or cast, and at least the polyamic acid is self-supported on the casting drum or the endless belt. It is also preferably performed to make a stable polyimide film by performing heat treatment or the like as necessary after curing to the extent that it is provided.

本発明の高接着性ポリイミドフィルムは、ジアミン成分として20〜40モル%のパラフェニレンジアミン、60〜80モル%の4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、酸性分として50〜99.5モル%のピロメリット酸二無水物、0.5〜50モル%の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物から形成されることが望ましい。   The highly adhesive polyimide film of the present invention comprises 20 to 40 mol% paraphenylenediamine as a diamine component, 60 to 80 mol% 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 50 to 99.5 mol% pyromerit as an acidic component. Desirably, it is formed from an acid dianhydride, 0.5-50 mol% 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

ただし、ジアミン成分におけるパラフェニレンジアミンと4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの添加割合は、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが多くなるとポリイミドフィルムが柔らかくなり、逆にパラフェニレンジアミンが多くなるとポリイミドフィルムが硬くなるため、ポリイミドフィルムの用途に応じて両者の添加割合を上記範囲内で設定するのが好ましい。また、得られたポリイミドフィルムを例えばフレキシブルプリント基板に用いる際には、フィルムの特性として硬すぎず且つ柔らかすぎないことが好ましいため、かかる条件に適合するポリイミドフィルムを得るにはパラフェニレンジアミンが20〜40モル%であることが好ましい。   However, the addition ratio of paraphenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether in the diamine component is such that when 4,4′-diaminodiphenyl ether increases, the polyimide film becomes soft, and conversely, when paraphenylenediamine increases, the polyimide film becomes hard. Therefore, it is preferable to set the addition ratio of both within the above range depending on the use of the polyimide film. Further, when the obtained polyimide film is used for, for example, a flexible printed board, it is preferable that the film characteristics are not too hard and not too soft. It is preferably ˜40 mol%.

そして、本発明の高接着性ポリイミドフィルムは、接触角法に基づき測定した表面自由エネルギ−が80mN/m以上であることを特徴とする。   And the highly adhesive polyimide film of this invention is characterized by the surface free energy measured based on the contact angle method being 80 mN / m or more.

ここで、ポリイミドフィルムの表面自由エネルギ−が80mN/m未満の場合は、接着性改良効果が不十分となるため好ましくない。表面自由エネルギ−が80mN/m以上であること事により、銅箔との接着性が高く、また寸法安定性に優れ、さらに水濡れ性にも優れたポリイミドフィルムとなる。   Here, when the surface free energy of the polyimide film is less than 80 mN / m, the effect of improving adhesiveness becomes insufficient, which is not preferable. When the surface free energy is 80 mN / m or more, the polyimide film has high adhesiveness to the copper foil, excellent dimensional stability, and excellent water wettability.

上記の特性を満たす本発明の高接着性ポリイミドフィルムは、上記の組成からなるポリイミドフィルムに、特定条件のプラズマ処理を施すことにより製造することができる。   The highly adhesive polyimide film of the present invention satisfying the above characteristics can be produced by subjecting a polyimide film having the above composition to plasma treatment under specific conditions.

すなわち、本発明の高接着性ポリイミドフィルムを製造するには、上記ポリイミドフィルムの表面にプラズマ処理を施すに際し、希ガスを少なくとも20モル%以上含有する100〜1000Torrの雰囲気下で、表面が誘電体によって被覆されかつ10℃〜100℃に冷却された高電圧印加電極と、これに対して対向して設けられ、放電が形成される面が誘電体で被覆され、かつポリイミドフィルムを支持する支持電極との間に希ガスを少なくとも20モル%以上含有する100〜1000Torrの雰囲気下で印加された高電圧によって、ポリイミドフィルムの表面を500w・min/m以上の処理強度で連続的にプラズマ処理することが重要である。 That is, in order to produce the highly adhesive polyimide film of the present invention, when the plasma treatment is performed on the surface of the polyimide film, the surface is a dielectric in an atmosphere of 100 to 1000 Torr containing at least 20 mol% of a rare gas. A high-voltage applying electrode covered with the substrate and cooled to 10 ° C. to 100 ° C., and a support electrode which is provided facing the electrode and covered with a dielectric and which supports the polyimide film The surface of the polyimide film is continuously plasma-treated at a treatment strength of 500 w · min / m 2 or more by a high voltage applied in an atmosphere of 100 to 1000 Torr containing at least 20 mol% or more of a rare gas. This is very important.

このプラズマ処理におけるプラズマ放電は、内部に冷媒を流すことにより、その表面を10〜100℃に冷却された金属管などの導体の表面を誘電体で被覆した高電圧印加電極と、この電極に対向して設けられ、放電が形成される面が誘電体で被覆された被処理物を支持するための電極との間で形成される。   The plasma discharge in this plasma treatment is performed by flowing a coolant through the inside, so that the surface of the conductor such as a metal tube cooled to 10 to 100 ° C. is covered with a dielectric, and this electrode is opposed to this electrode. The surface on which the discharge is formed is formed between the electrode for supporting the workpiece covered with the dielectric.

高電圧印加電極としては中空棒構造を有するものが好ましく、内部に流す冷媒としては空気、フレオンまたは水などが挙げられ、なかでも水が好ましい。導体の表面を覆う誘電体としては、ゴム、ガラス、セラミックスなどが挙げられるが、なかでもガラスが好ましく、その厚さは0.1〜0.5mmであることが好ましい。誘電体の材質は印加される電圧に対し、十分な耐電をもつものを選択するのがよい。   As the high voltage application electrode, one having a hollow rod structure is preferable, and as the refrigerant flowing inside, air, freon, water or the like can be mentioned, and water is particularly preferable. Examples of the dielectric covering the surface of the conductor include rubber, glass, ceramics, etc. Among them, glass is preferable, and the thickness is preferably 0.1 to 0.5 mm. The material of the dielectric is preferably selected to have a sufficient withstand voltage against the applied voltage.

被処理物を支持するための電極は、被処理物がフィルムなどの長尺物の場合は、被処理物は搬送自在に支持できるドラム状電極であることが好ましく、その大きさは例えば前記棒状高電圧印加電極の直径に対し、2倍以上の直径を持つように形成するのがよい。ドラム状電極の少なくとも放電が形成される面は同様に誘電体で被覆することが重要であり、誘電体の厚さ、材質などの棒状電極の場合と同様のものが使用される。   When the object to be processed is a long object such as a film, the electrode for supporting the object to be processed is preferably a drum-shaped electrode that can support the object to be processed, and the size thereof is, for example, the rod shape It is preferable to form it so as to have a diameter that is twice or more the diameter of the high voltage application electrode. Similarly, it is important that at least the surface of the drum electrode where the discharge is formed is covered with a dielectric, and the same material as that of the rod electrode such as the thickness and material of the dielectric is used.

高電圧印加電極と被処理物を支持する電極とは同数である必要はなく、被処理物を支持する電極1個に対し、高電圧印加電極を2個以上設けるのが良い。
高電圧印加電極と対向電極の距離は0.5mm以上10mm以下にするのが好ましく、さらに好ましくは0.5mm以上5mm以下である。この距離が10mmを超えると放電が不安定となり、また0.5mm未満では機械的な精度を出すのが困難なため、処理むら、処理抜けが起こりやすい。
The number of high voltage application electrodes and the number of electrodes that support the object to be processed need not be the same, and it is preferable to provide two or more high voltage application electrodes for each electrode that supports the object to be processed.
The distance between the high voltage application electrode and the counter electrode is preferably 0.5 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less. If this distance exceeds 10 mm, the discharge becomes unstable, and if it is less than 0.5 mm, it is difficult to obtain mechanical accuracy, so that processing unevenness and processing omission are likely to occur.

高電圧印加電極に印加する高電圧の周波数は20KHz〜100MHzの範囲で選択するのが好ましい。20KHz未満では放電が開始しにくく、100MHz以上では整合をとることが困難であり、好ましい周波数は50KHz〜500KHzである。
被処理物を支持する電極は設置しても良いし、あるいは該電極を大地より浮かし、高電圧電源の高電圧電極との結線端子と対になる出力端子と結線してもよい。
The frequency of the high voltage applied to the high voltage application electrode is preferably selected in the range of 20 KHz to 100 MHz. If it is less than 20 KHz, it is difficult to start discharge, and if it is 100 MHz or more, it is difficult to achieve matching, and a preferable frequency is 50 KHz to 500 KHz.
An electrode that supports the object to be processed may be provided, or the electrode may be floated from the ground and connected to an output terminal that is paired with a connection terminal with a high voltage electrode of a high voltage power supply.

また、当然のことながら、高電圧電源は整合回路をもっていることが好ましい。   As a matter of course, the high voltage power supply preferably has a matching circuit.

本発明で行うプラズマ処理においては、雰囲気ガス組成が極めて重要であり、上記装置を用い、希ガス元素を少なくとも20モル%以上含有する、100〜1000Torrのガス雰囲気中で放電すると、放電が通常の火花放電(当業者間ではコロナ放電と呼ばれている)ではなく、真空下で起こるグロー放電に似た放電になり、このグロー放電は火花放電に比べ多くの電力を放電に供給することができ、かつポリイミドフィルムに対しての処理効果が著しく、またブロッキングなどの欠点を生じないという利点がある。   In the plasma treatment performed in the present invention, the atmospheric gas composition is extremely important. When discharging is performed in a gas atmosphere of 100 to 1000 Torr containing at least 20 mol% of a rare gas element using the above apparatus, the discharge is normal. It is not a spark discharge (called a corona discharge by those skilled in the art), but a discharge that resembles a glow discharge that occurs under vacuum, and this glow discharge can supply more power to the discharge than a spark discharge. In addition, there is an advantage that the treatment effect on the polyimide film is remarkable and there is no drawback such as blocking.

本発明で使用される希ガス元素としては、He、Ne、Kr、Xe、Rnなどが挙げられるが、Arが最も好ましい。かかる希ガスは雰囲気ガス中に少なくとも20モル%以上含まれている必要がある。   Examples of the rare gas element used in the present invention include He, Ne, Kr, Xe, and Rn, and Ar is most preferable. Such noble gas needs to be contained in the atmospheric gas at least 20 mol% or more.

雰囲気ガス中の希ガスが20モル%未満では、放電が火花放電になり、通常のコロナ放電と同様に処理効果が低く、かつ裏うつりや、ブロッキングを生じるため好ましくない。より好ましくは雰囲気ガス中に希ガスを50モル%以上含有させるのが良い。希ガスと混合して使用できるガスとしては、CO、メタンなどの有機ガスが挙げられ、これらに限定されない。ただし、OおよびN濃度は、放電の安定性、処理効果の点から極力小さい方がよく、好ましくは1モル%未満、更に好ましくは0.5モル%未満にするのがよい。 If the rare gas in the atmospheric gas is less than 20 mol%, the discharge becomes a spark discharge, the treatment effect is low as in the case of the normal corona discharge, and the back surface and blocking are not preferable. More preferably, the atmosphere gas contains a rare gas in an amount of 50 mol% or more. Examples of the gas that can be used by mixing with a rare gas include, but are not limited to, organic gases such as CO 2 and methane. However, the O 2 and N 2 concentrations should be as small as possible from the viewpoint of discharge stability and treatment effect, and are preferably less than 1 mol%, more preferably less than 0.5 mol%.

雰囲気の圧力は100〜1000Torrの範囲で選択することが重要であり、100Torr未満では高度の真空排気装置などを必要とする等の問題があり、また1000Torrを超えると放電が開始しにくくなる。より好ましくは600〜900Torrの圧力範囲で選択するのがよい。   It is important to select the atmospheric pressure in the range of 100 to 1000 Torr. When the pressure is less than 100 Torr, there is a problem that an advanced vacuum exhaust device is required. When the pressure exceeds 1000 Torr, it is difficult to start discharge. More preferably, the pressure is selected in the pressure range of 600 to 900 Torr.

ポリイミドフィルムに対する処理強度は、200w・min/m以上の処理電力密度で処理するのがよく、より好ましくは500w・min/m以上、さらに好ましくは1000w・min/m処理電力密度で処理するのがよい。通常のコロナ放電処理では、500w・min/m以上の電力密度で処理すると、放電がアーク放電になり、被処理フィルムやドラム状電極の被誘電体にピンホールが生じるが、本発明の方法ではこの様な現象が全く見られず、大電力を供給できるという利点がある。なお、ここでいう処理電力密度とは、出力を放電部分の幅(ドラム状電極の幅方向)との処理速度で割った値である。 Processing strength against the polyimide film may have to process at 200w · min / m 2 or more processing power density, more preferably 500w · min / m 2 or more, more preferably 1000w · min / m 2 treatment power density in the process It is good to do. In a normal corona discharge treatment, if the treatment is performed at a power density of 500 w · min / m 2 or more, the discharge becomes an arc discharge, and a pinhole is generated in the dielectric material of the film to be processed or the drum-shaped electrode. Then, such a phenomenon is not seen at all, and there is an advantage that high power can be supplied. The processing power density referred to here is a value obtained by dividing the output by the processing speed with the width of the discharge portion (the width direction of the drum electrode).

ポリイミドフィルムは送り出しロールにより放電部分へ送り出される。放電部分にはガス導入系より、所定組成のガスが供給され、簡単な排気装置よって所定のガスに維持させる。ポリイミドフィルムは放電処理部において、高電圧印加電極に高電圧電源より整合トランスを介し印加された高周波高電圧によって、接地されたドラム状電極との間で形成される放電によって処理された後、巻き取りローラーに巻き取られる。   The polyimide film is delivered to the discharge part by a delivery roll. A gas having a predetermined composition is supplied to the discharge portion from the gas introduction system and is maintained at the predetermined gas by a simple exhaust device. After the polyimide film is processed in the discharge processing section by the high-frequency high voltage applied to the high-voltage application electrode from the high-voltage power supply through the matching transformer by the discharge formed between the grounded drum electrode, It is wound on a take-up roller.

かくして得られる本発明の高接着性ポリイミドフィルムは、銅箔との接着性が高く、また寸法安定性に優れ、さらに水濡れ性にも優れた特性を有しているため、これらの特性を活かして、電子部品などのフレキシブルプリント配線基板(FPC)に用いる基材であるTAB(Tape Automated Bonding)、COF(Chip On Flex)の基材絶縁フィルムとして、あるいは半導体装置における支持部材であるLOC用テープなどとして有用に利用することができる。   The highly adhesive polyimide film of the present invention thus obtained has high adhesion to copper foil, excellent dimensional stability, and excellent water wettability. As a base insulating film for TAB (Tape Automated Bonding) and COF (Chip On Flex), which are base materials used for flexible printed circuit boards (FPC) such as electronic parts, or for LOC tapes as support members in semiconductor devices It can be usefully used as such.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.

実施例中のPPDはパラフェニレンジアミン、ODAは4,4'−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'−ベンゾフェノン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 the examples, PPD is paraphenylenediamine, ODA is 4,4′-diaminodiphenyl ether, PMDA is pyromellitic dianhydride, BPDA is 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, DMAC Represents N, N-dimethylacetamide, respectively.

また、実施例中のポリイミドフィルムの各特性は、次の方法で評価した。   Moreover, each characteristic of the polyimide film in an Example was evaluated with the following method.

(1)表面自由エネルギー(mN/m)
表面処理を実施したフィルム表面を水、エチレングリコール、ヨウ化メチレンで各n=5回測定した接触角の平均値から、Kyowa Interface ScienceのFACE CA-W150を用い表面自由エネルギーを求めた。この値が大きいということは水濡れ性が良く接着力が一般に高い。
(1) Surface free energy (mN / m)
The surface free energy was determined using the FACE CA-W150 of Kyoto Interface Science from the average value of contact angles obtained by measuring n = 5 times each with water, ethylene glycol, and methylene iodide on the surface of the film subjected to the surface treatment. A large value means good wettability and generally high adhesion.

(2)各フィルムの接着力評価
三井化学株式会社製 エポキシ樹脂接着剤(商品名エポックス AH−357A/AH−357B/AH−357C=100/5/12重量比)で混合した接着剤をコータで各フィルムに塗布し130℃×4分で予備乾燥を行い18μm圧延銅箔(BHY−22B−T、ジャパンエナジ−社製)を重ねて2MPa加圧下170℃80分のプレスキュアで銅張り積層板を得た。得られた積層板に0.8mmの回路をきり塩化第2鉄溶液でエッチングを行い評価用サンプルを作製した。得られた0.8mm幅の金属箔部分を90°の剥離角度、50mm/分の条件で剥離し、n=5回測定しその平均値を接着力とした。
(2) Adhesive strength evaluation of each film Adhesive mixed with epoxy resin adhesive (trade name Epox AH-357A / AH-357B / AH-357C = 100/5/12 weight ratio) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. with a coater It is applied to each film, pre-dried at 130 ° C. for 4 minutes, 18 μm rolled copper foil (BHY-22B-T, manufactured by Japan Energy Co., Ltd.) is layered, and a copper-clad laminate by press curing at 170 ° C. for 80 minutes under 2 MPa pressure. Got. A 0.8 mm circuit was cut into the obtained laminate and etched with a ferric chloride solution to prepare a sample for evaluation. The obtained metal foil part with a width of 0.8 mm was peeled off at a peeling angle of 90 ° and 50 mm / min, measured n = 5 times, and the average value was defined as the adhesive strength.

(3)プラズマ処理
プラズマ処理は、表面が誘電体によって被覆されかつ25℃に冷却された高電圧印加電極と、これに対向して設けられ、放電が形成される面が誘電体で被覆され、かつポリイミドフィルムを支持する支持電極との間に希ガスを少なくとも20モル%以上含有する750Torrの雰囲気下で印加された高電圧によって、ポリイミドフィルムの表面を500w・min/mの処理強度で連続的にプラズマ処理を施した。
(3) Plasma treatment In the plasma treatment, a high voltage application electrode whose surface is covered with a dielectric and cooled to 25 ° C. is provided opposite to this, and a surface on which a discharge is formed is covered with a dielectric, The surface of the polyimide film is continuously applied at a treatment strength of 500 w · min / m 2 by a high voltage applied in an atmosphere of 750 Torr containing at least 20 mol% of a rare gas between the support electrode supporting the polyimide film. Plasma treatment was performed.

[実施例1]
500ccのガラス製フラスコにDMAc239.1gを入れ、ここにPPD1.870g(0.0173モル)とPMDA3.659g(0.0168モル)を投入し常温常圧中で1時間反応させた。次ぎにここにODAを25.398g(0.1268モル)を投入し均一になるまで攪拌した後、BPDA8.481g(0.0288モル)を添加し、1時間反応させた。続いてここにPMDA21.491g(0.0985モル)を添加し、さらに1時間反応させたポリアミド酸溶液を得た。尚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、固形分重量は、60.9gに調整した。このポリアミド酸溶液公知の方法により25μmのポリイミドフィルムを得て、これに上記プラズマ処理を行った。得られたポリイミドフィルムの接着強度、表面自由エネルギーは表1に示すとおりであった。
[Example 1]
239.1 g of DMAc was placed in a 500 cc glass flask, and 1.870 g (0.0173 mol) of PPD and 3.659 g (0.0168 mol) of PMDA were added thereto and reacted at room temperature and normal pressure for 1 hour. Next, 25.398 g (0.1268 mol) of ODA was added thereto and stirred until uniform, then 8.481 g (0.0288 mol) of BPDA was added and reacted for 1 hour. Subsequently, 21.491 g (0.0985 mol) of PMDA was added thereto, and a polyamic acid solution was further reacted for 1 hour. In this polymerization, the addition molar ratio of each raw material was carried out at the ratio shown in Table 1, and the solid content weight was adjusted to 60.9 g. A 25 μm polyimide film was obtained by a known method of this polyamic acid solution, and this was subjected to the above plasma treatment. The adhesive strength and surface free energy of the obtained polyimide film were as shown in Table 1.

[実施例2〜9]
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に示す割合と順序でそれぞれのポリアミド酸溶液を得た後、実施例1と同じ操作で得られた25μmのポリイミドフィルムに、上記プラズマ処理を行った。得られたポリイミドフィルムの接着強度、表面自由エネルギーは表1に示すとおりであった。
[Examples 2 to 9]
In the same procedure as in Example 1, after obtaining each polyamic acid solution in the ratio and order shown in Table 1 for the aromatic diamine component and aromatic tetracarboxylic acid component, 25 μm obtained by the same operation as in Example 1 The above-mentioned plasma treatment was performed on the polyimide film. The adhesive strength and surface free energy of the obtained polyimide film were as shown in Table 1.

[実施例10〜18]
フィルムの厚みをは7.5μmとした以外は、実施例1〜15と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の割合を同様として得られたポリイミドフィルムの接着強度、表面自由エネルギーは表1に示すとおりであった。
[Examples 10 to 18]
Table 1 shows the adhesive strength and surface free energy of polyimide films obtained in the same manner as in Examples 1 to 15, except that the thickness of the film was 7.5 μm, and the ratios of the aromatic diamine component and aromatic tetracarboxylic acid component. It was as shown in.

[比較例1〜9]
実施例1〜15のフィルムについて、プラズマ処理を行わずに得られたポリイミドフィルムの接着強度、表面自由エネルギーは表3に示すとおりであった
[比較例10〜18]
実施例16〜30のフィルムについて、プラズマ処理を行わずに得られたポリイミドフィルムの接着強度、表面自由エネルギーは表4に示すとおりであった
[Comparative Examples 1 to 9]
Regarding the films of Examples 1 to 15, the adhesive strength and surface free energy of the polyimide films obtained without performing the plasma treatment were as shown in Table 3 [Comparative Examples 10 to 18].
Regarding the films of Examples 16 to 30, the adhesive strength and surface free energy of the polyimide films obtained without performing the plasma treatment were as shown in Table 4.

Figure 2007191705
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表1〜4の結果から明らかなとおり、本発明によるポリイミドフィルムはプラズマ処理を施さないポリイミドフィルムに較べて、厚みに関係なく接着性が顕著に向上している。   As is clear from the results of Tables 1 to 4, the polyimide film according to the present invention has significantly improved adhesiveness regardless of the thickness as compared with the polyimide film not subjected to the plasma treatment.

本発明の高接着性ポリイミドフィルムは、銅箔との接着性が高く、また寸法安定性に優れ、さらに水濡れ性にも優れた特性を有しているため、これらの特性を活かして、電子部品などのフレキシブルプリント配線基板(FPC)に用いる基材であるTAB(Tape Automated Bonding)、COF(Chip On Flex)の基材絶縁フィルムとして、あるいは半導体装置における支持部材であるLOC用テープなどとして有用に利用することができる。   The highly adhesive polyimide film of the present invention has high adhesion to copper foil, excellent dimensional stability, and excellent water wettability. Useful as a base insulating film for TAB (Tape Automated Bonding), COF (Chip On Flex), which is a base material used for flexible printed circuit boards (FPC) of parts, etc., or as a LOC tape as a support member in semiconductor devices Can be used.

Claims (2)

ジアミン成分として12〜30モル%のパラフェニレンジアミンおよび70〜88モル%の4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用い、酸成分として50〜99.5モル%のピロメリット酸二無水物および0.5〜50モル%の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いて形成されたポリイミドフィルムであって、接触角法に基づき測定した表面自由エネルギーが80mN/m以上であることを特徴とする高接着性ポリイミドフィルム。 Using 12-30 mol% paraphenylenediamine and 70-88 mol% 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine component, 50-99.5 mol% pyromellitic dianhydride and 0.5 A polyimide film formed using ˜50 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, the surface free energy measured based on the contact angle method is 80 mN / m or more A highly adhesive polyimide film characterized by being. ジアミン成分として12〜30モル%のパラフェニレンジアミンおよび70〜88モル%の4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを用い、酸成分として50〜99.5モル%のピロメリット酸二無水物および0.5〜50モル%の3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いて形成されたポリイミドフィルムの表面にプラズマ処理を施すに際し、希ガスを少なくとも20モル%以上含有する100〜1000Torrの雰囲気下で、表面が誘電体によって被覆されかつ10℃〜100℃に冷却された高電圧印加電極と、これに対向して設けられ、放電が形成される面が誘電体で被覆され、かつポリイミドフィルムを支持する支持電極との間に希ガスを少なくとも20モル%以上含有する100〜1000Torrの雰囲気下で印加された高電圧によって、ポリイミドフィルムの表面を500w・min/m以上の処理強度で連続的にプラズマ処理することを特徴とする請求項1記載の高接着性ポリイミドフィルムの製造方法。 Using 12-30 mol% paraphenylenediamine and 70-88 mol% 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine component, 50-99.5 mol% pyromellitic dianhydride and 0.5 When a plasma treatment is performed on the surface of a polyimide film formed using ˜50 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, it contains at least 20 mol% of noble gas. A high voltage applying electrode whose surface is covered with a dielectric and cooled to 10 ° C. to 100 ° C. in an atmosphere of ˜1000 Torr, and a surface on which a discharge is formed is covered with a dielectric. And an atmosphere of 100 to 1000 Torr containing at least 20 mol% of a rare gas between the support electrode supporting the polyimide film In the applied high voltage, the method of producing a high adhesive polyimide film of claim 1, wherein the continuous plasma treatment of the surface of the polyimide film at 500w · min / m 2 or more processing force.
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