JP2008201940A - Low thermally shrinkable polyimide film and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱に対する収縮性が向上したポリイミドフィルムに関する。 The present invention relates to a polyimide film having improved heat shrinkage.
芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを重縮合して得られるポリイミドフィルムは、耐熱性、絶縁性および機械特性に優れているため、フレキシブルプリント基板のベースフィルムとして広く利用されてきた。 A polyimide film obtained by polycondensation of an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine has been widely used as a base film for a flexible printed circuit board because of its excellent heat resistance, insulation and mechanical properties.
ポリイミドフィルムをベースフィルムに使用してフレキシブルプリント基板を作るためには、銅などの金属箔を接着剤を介してフィルムに積層するか、あるいは真空蒸着、スパッタリングなどにより金属を直接フィルムに付着させる必要がある。これらの工程では、ベースフィルムにかなりの熱がかかるため、ベースフィルムであるポリイミドフィルムには熱に対する寸法安定性が要求される。さらに、最近の動向として、ファインピッチ化が進められており、熱による収縮がより小さなポリイミドフィルムが求められている。 In order to make a flexible printed circuit board using a polyimide film as a base film, it is necessary to laminate a metal foil such as copper on the film via an adhesive, or to attach the metal directly to the film by vacuum deposition, sputtering, etc. There is. In these processes, since considerable heat is applied to the base film, the polyimide film as the base film is required to have dimensional stability against heat. Furthermore, as a recent trend, fine pitches are being promoted, and a polyimide film with smaller shrinkage due to heat is required.
このような要求に応える手段としては、ポリイミドフィルムを実質的に無張力下において、加熱オーブン中で加熱処理した後、冷却する方法(例えば、特許文献1参照)が提案されている。この方法では、無張力下で熱処理をするために、フィルムを巻いたロールを加熱オーブン中に放置する手順、あるいは、巻出し、巻取り機を備えた連続的加熱炉中でフィルムを連続的に処理する手順がとられている。このような無張力下で熱処理する方法は、フィルムの潜在収縮応力が緩和され、熱処理後の加熱に対するフィルムの収縮が小さくなるため、有効な方法であるといえる。しかしながら、上述のような手順で熱処理することは、いずれにしても無張力下で長時間処理することになるため、得られるフィルムが波を打つ状態になり、これによって熱収縮率がばらつくという問題があった。また、特に連続処理の場合には、フィルムが蛇行して完全な製品ロールが得られないという不都合も生じていた。 As means for meeting such demands, a method is proposed in which a polyimide film is heated in a heating oven under substantially no tension and then cooled (for example, see Patent Document 1). In this method, in order to heat-treat under no tension, the film-wrapped roll is left in a heating oven, or the film is continuously removed in a continuous heating furnace equipped with an unwinder and a winder. Procedures for processing are taken. Such a heat treatment method under no tension can be said to be an effective method because the latent shrinkage stress of the film is relaxed and the shrinkage of the film with respect to heating after the heat treatment is reduced. However, the heat treatment according to the procedure as described above, in any case, will be treated for a long time under no tension, so that the resulting film will be in a state of undulation, which causes the heat shrinkage rate to vary. was there. In particular, in the case of continuous processing, there has been a disadvantage that the film meanders and a complete product roll cannot be obtained.
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、熱に対する収縮性が向上したポリイミドフィルム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 heat shrinkability.
上記の目的を達成するための、本発明によれば、(1)1,4−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得られるポリイミド、および、(2)粒子径が0.01〜1.5μmの範囲内にあり、かつ、平均粒子径が0.05〜0.7μmである無機粒子を主体とする粉体を、ポリアミド酸の重量に対して0.1〜0.9重量%、からなるポリイミドフィルムであって、前記粉体はポリイミドフィルム内に均一に分散されており、前記ポリイミドフィルムに、フィルムの長さ方向の張力を一定に保ちながらの加熱処理を施すことで、ポリイミドフィルムは、200℃、1時間での加熱収縮率0.10%以下を有することを特徴とするポリイミドフィルムが提供される。 According to the present invention to achieve the above object, (1) 1,4-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′- Polyimide obtained from biphenyltetracarboxylic dianhydride, and (2) inorganic particles having a particle diameter in the range of 0.01 to 1.5 μm and an average particle diameter of 0.05 to 0.7 μm Is a polyimide film comprising 0.1 to 0.9% by weight of polyamic acid, and the powder is uniformly dispersed in the polyimide film. The polyimide film has a heat shrinkage rate of 0.10% or less at 200 ° C. for 1 hour by subjecting the film to heat treatment while keeping the tension in the length direction of the film constant. A polyimide film is provided.
上記ポリイミドフィルムは、芳香族ジアミンとして12〜30モル%の1,4−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と、芳香族テトラカルボン酸二無水物として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からなる共重合ポリイミドであることを特徴とする。 The polyimide film is composed of 12-30 mol% 1,4-phenylenediamine and 70-88 mol% 4,4′-diaminodiphenyl ether as aromatic diamine, and 50-99.% As aromatic tetracarboxylic dianhydride. It is a copolymerized polyimide comprising 5 mol% of pyromellitic dianhydride and 0.5 to 50 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
なお、本発明の低熱収縮性のポリイミドフィルムにおいては、ポリイミドフィルムの弾性率が4〜7GPaであり、50〜200℃での線膨張係数が5〜20ppm/℃であり、湿度膨張係数が20ppm/%RH以下であり、吸水率が2%以下であることが、好ましい。 In the low heat shrinkable polyimide film of the present invention, the polyimide film has an elastic modulus of 4 to 7 GPa, a linear expansion coefficient at 50 to 200 ° C. of 5 to 20 ppm / ° C., and a humidity expansion coefficient of 20 ppm / % RH or less and a water absorption of 2% or less are preferred.
本発明は、上記ポリイミドフィルムの製造方法を包含する。この製造方法は、(1)1,4−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得られるポリイミド、および
(2)粒子径が0.01〜1.5μmの範囲内にあり、かつ、平均粒子径が0.05〜0.7μmである無機粒子を、ポリアミド酸の重量に対して0.1〜0.9重量%からなり、前記粉体がポリイミドフィルム内に均一に分散されたポリイミドフィルムの製造方法であって、前記(1)および(2)からなるポリイミド酸を調製する工程と、前記ポリイミド酸からポリイミドフィルムを製造する工程と、前記ポリイミドフィルムにフィルムの長さ方向の張力を一定に保ちながら加熱処理を施す工程を含むことを特徴とする。
The present invention includes a method for producing the polyimide film. This production method is obtained from (1) 1,4-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. (2) Polyimide, and (2) inorganic particles having a particle diameter in the range of 0.01 to 1.5 μm and an average particle diameter of 0.05 to 0.7 μm are added to the polyamic acid in an amount of 0.00. 1 to 0.9% by weight, a method for producing a polyimide film in which the powder is uniformly dispersed in a polyimide film, the step of preparing a polyimide acid comprising the above (1) and (2), A step of producing a polyimide film from the polyimide acid, and a step of subjecting the polyimide film to a heat treatment while maintaining a constant tension in the length direction of the film.
本発明の製造方法では、前記加熱処理が、フィルムの長さ方向の張力を1kg/m以上、10kg/m以下の範囲で一定に保ちながら行う処理であることを特徴とする。 In the production method of the present invention, the heat treatment is a treatment performed while keeping the tension in the length direction of the film constant within a range of 1 kg / m to 10 kg / m.
本発明によれば、熱に対する収縮性が向上したポリイミドフィルムを得ることができる。すなわち、本発明の低熱収縮性ポリイミドフィルムは、熱に対する寸法安定性が優れ、熱による収縮が従来よりも格段に向上したものである。 According to the present invention, a polyimide film having improved heat shrinkage can be obtained. That is, the low heat-shrinkable polyimide film of the present invention is excellent in dimensional stability against heat, and the shrinkage due to heat is markedly improved as compared with the prior art.
以下、本発明の低熱収縮性のポリイミドフィルムについて、詳細に説明する。 Hereinafter, the low heat shrinkable polyimide film of the present invention will be described in detail.
まず、ポリイミドを得る手順について説明する。ポリイミドは、その前駆体であるポリイミド酸から得ることができる。本発明における好ましいポリアミド酸は、芳香族ジアミン成分と芳香族テトラカルボン酸に無水物から調製することができる。本発明では、芳香族ジアミン成分としての1,4−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、芳香族テトラカルボン酸二無水物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ポリアミド酸が得られる。得られたポリアミド酸は、次にポリイミドに転化される。 First, a procedure for obtaining polyimide will be described. A polyimide can be obtained from the polyimide acid which is the precursor. Preferred polyamic acids in the present invention can be prepared from an anhydride to an aromatic diamine component and an aromatic tetracarboxylic acid. In the present invention, 1,4-phenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether as aromatic diamine components and pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4 as aromatic tetracarboxylic dianhydride components are used. Polyamide acid is obtained by polymerizing, 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride. The resulting polyamic acid is then converted to polyimide.
ポリアミド酸は、芳香族ジアミンとして12〜30モル%の1,4−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と、芳香族テトラカルボン酸二無水物として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からなることが望ましい。 The polyamic acid is composed of 12-30 mol% 1,4-phenylenediamine and 70-88 mol% 4,4′-diaminodiphenyl ether as aromatic diamine, and 50-99.5 as aromatic tetracarboxylic dianhydride. It preferably comprises mol% pyromellitic dianhydride and 0.5 to 50 mol% 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
ポリイミドを得る方法としては当該技術において知られている任意の方法を用いることができるが、1)芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分を反応させてポリアミド酸を形成するアミド化工程と、2)ポリアミド酸中のアミドおよびカルボン酸を反応させてポリイミドを形成するイミド化工程とを含む方法により調製することが好ましい。 Any method known in the art can be used as a method for obtaining polyimide. 1) Amidation in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride component and an aromatic diamine component are reacted to form a polyamic acid. It is preferable to prepare by a method including a step and 2) an imidization step in which an amide and a carboxylic acid in a polyamic acid are reacted to form a polyimide.
ポリアミド酸を形成するアミド化工程としては、当該技術において知られている任意の方法論を用いることができる。アミド化方法としてはあらゆる公知の方法を用いることができるが、好ましいアミド化方法として次のような方法が挙げられる。すなわち、
(1) 芳香族ジアミン成分を有機極性溶媒中に溶解し、これと実質的に等モル量の芳香族テトラカルボン酸二無水物成分を添加して重合させる方法;
(2) 芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と、これに対し過小モル量の芳香族ジアミン成分とを有機極性溶媒中で反応させ、両末端に酸無水物基を有するプレポリマーを得る。続いて、プレポリマー溶液に対して、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分とが実質的に等モル量となるようにジアミン成分を添加して重合させる方法;
(3) 芳香族テトラカルボン酸二無水物成分とこれに対し過剰モル量の芳香族ジアミン成分を有機極性溶媒中で反応させ、両末端にアミノ基を有するプレポリマーを得る。プレポリマー溶液に対して、芳香族ジアミン成分を追加添加し、続いて、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分とが実質的に等モルとなるように芳香族テトラカルボン酸二無水物成分を添加して重合させる方法;
(4) 芳香族テトラカルボン酸二無水物成分を有機極性溶媒中に溶解および/または分散させた後に、実質的に等モル量の芳香族ジアミン成分を添加して重合させる方法;または
(5) 実質的に等モル量の芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分との混合物を有機極性溶媒中で反応させて重合する方法
などのような方法である。
Any method known in the art can be used as the amidation step for forming the polyamic acid. Although any known method can be used as the amidation method, the following methods are preferable as the amidation method. That is,
(1) A method in which an aromatic diamine component is dissolved in an organic polar solvent, and a substantially equimolar amount of the aromatic tetracarboxylic dianhydride component is added thereto for polymerization.
(2) An aromatic tetracarboxylic dianhydride component is reacted with a small molar amount of an aromatic diamine component in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having acid anhydride groups at both ends. Subsequently, a method of polymerizing the prepolymer solution by adding a diamine component so that the aromatic tetracarboxylic dianhydride component and the aromatic diamine component are substantially equimolar in all steps;
(3) An aromatic tetracarboxylic dianhydride component and an excess molar amount of an aromatic diamine component are reacted in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having amino groups at both ends. An aromatic diamine component is additionally added to the prepolymer solution, and then the aromatic tetracarboxylic dianhydride component and the aromatic diamine component are substantially equimolar in all steps. A method of polymerizing by adding a carboxylic dianhydride component;
(4) A method in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride component is dissolved and / or dispersed in an organic polar solvent, and then a substantially equimolar amount of an aromatic diamine component is added and polymerized; or (5) A method such as a method in which a mixture of a substantially equimolar amount of an aromatic tetracarboxylic dianhydride component and an aromatic diamine component is reacted in an organic polar solvent for polymerization.
本発明では、たとえば、実質的に等モル量の芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分との有機溶媒溶液を、制御された温度条件下で、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分の反応が完了するまで撹拌することによってポリアミド酸溶液を製造することができる。 In the present invention, for example, an organic solvent solution of a substantially equimolar amount of an aromatic tetracarboxylic dianhydride component and an aromatic diamine component is added to the aromatic tetracarboxylic dianhydride under controlled temperature conditions. A polyamic acid solution can be produced by stirring until the reaction between the component and the aromatic diamine component is complete.
これらのポリアミド酸溶液は、通常5〜35質量%、好ましくは10〜30質量%の濃度で得られる。このような範囲内の濃度とすることによって、適当な分子量のポリアミド酸を得ることができる。また、引き続く処理に適当な範囲内の溶液粘度を有するポリアミド酸溶液を提供することが可能となる。 These polyamic acid solutions are usually obtained at a concentration of 5 to 35% by mass, preferably 10 to 30% by mass. By setting the concentration within such a range, a polyamic acid having an appropriate molecular weight can be obtained. Moreover, it becomes possible to provide a polyamic acid solution having a solution viscosity within a range suitable for the subsequent treatment.
本発明において、上記のいずれの方法を用いて得られるポリアミド酸を用いてもよく、重合方法は特に限定されるものではない。これらの方法の中で、安定的に工程を制御するという観点から、全工程において用いられる芳香族ジアミン成分すべてを有機溶剤に溶解し、その後に実質的に等モル量となるように芳香族テトラカルボン酸二無水物成分を添加して重合反応を行う方法(1)を用いるのが好ましい。 In the present invention, the polyamic acid obtained by using any of the above methods may be used, and the polymerization method is not particularly limited. Among these methods, from the viewpoint of stably controlling the process, all of the aromatic diamine components used in all the processes are dissolved in an organic solvent, and then the aromatic tetramolar amount is adjusted so as to be a substantially equimolar amount. It is preferable to use the method (1) in which a carboxylic dianhydride component is added to conduct a polymerization reaction.
本発明において、芳香族テトラカルボン酸二無水物成分としては、ピロメリット酸二無水物と3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を併用して用いるが、40モル%以下であれば他の芳香族テトラカルボン酸二無水物を併用することができる。併用できる他の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−カルボキシフェニル)エーテル二無水物、ナフタレン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、フェナントレン−1,8,9,10−テトラカルボン酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、3,4,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、またはこれらの2種以上の混合物などを挙げることができる。 In the present invention, as the aromatic tetracarboxylic dianhydride component, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride are used in combination. Other aromatic tetracarboxylic dianhydrides can be used in combination as long as they are below. Other aromatic tetracarboxylic dianhydrides that can be used in combination include 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride. Bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-carboxyphenyl) ether dianhydride, naphthalene-1, 2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, decahydronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 4 , 8-dimethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8 -Tetracarboxylic Dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid Anhydride, phenanthrene-1,8,9,10-tetracarboxylic dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-di Carboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone Mention an anhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 3,4,3 ′, 4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, or a mixture of two or more thereof. Can .
また、芳香族ジアミン成分は、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび1,4−フェニレンジアミン(p−フェニレンジアミン)の2種類を使用するが、40モル%以下であれば他の芳香族ジアミンをさらに併用することができる。併用できる他の芳香族ジアミンとしては、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,3−フェニレンジアミン(m−フェニレンジアミン)、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ベンチジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、2,6−ジアミノピリジン、ビス(4−アミノフェニル)ジエチルシラン、ビス(4−アミノフェニル)ジフェニルシラン、3,3’−ジクロロベンチジン、ビス(4−アミノフェニル)エチルホスフィンオキシド、ビス(4−アミノフェニル)フェニルホスフィンオキシド、N,N−ビス(4−アミノフェニル)−N−フェニルアミン、N,N−ビス(4−アミノフェニル)−N−メチルアミン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,4’−ジメチル−3’,4−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシベンチジン、2,4−ビス(2−アミノ−1,1−ジメチルエチル)トルエン、ビス(4−(2−アミノ−1,1−ジメチルエチル)フェニル)エーテル、1,4−ビス(2−メチル−4−アミノペンチル)ベンゼン、1,4−ビス(1,1−ジメチル−5−アミノペンチル)ベンゼン、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン(m−キシリレンジアミン)、1,4−ビス(アミノメチル)ベンゼン(p−キシリレンジアミン)、1,3−ジアミノアダマンタン、3,3’−ジアミノ−1,1’−ジアダマンタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ヘキサメチレンジアミン、ペプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3−メチルヘプタン−1,7−ジアミン、4,4−ジメチルヘプタン−1,7−ジアミン、2,11−ジアミノドデカン、1,2−ビス−(3−アミノプロピルオキシ)エタン、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジアミン、3−メトキシヘキサン−1,6−ジアミン、2,5−ジメチルヘキサン−1,6−ジアミン、5−メチルノナン−1,9−ジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,12−ジアミノオクタデカン、2,5−ジアミノ−1,3,4−オキサジアゾール、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、N−(3−アミノフェニル)−4−アミノベンズアミド、4−アミノフェニル−3−アミノベンゾエートなどを挙げることができる。 The aromatic diamine component uses two kinds of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 1,4-phenylenediamine (p-phenylenediamine). If the amount is 40 mol% or less, another aromatic diamine is added. Can be used together. Other aromatic diamines that can be used in combination include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 1,3-phenylenediamine (m-phenylenediamine), 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, and 4,4'-diamino. Diphenylmethane, benzidine, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 2,6-diaminopyridine, bis (4-aminophenyl) diethylsilane, bis ( 4-aminophenyl) diphenylsilane, 3,3′-dichlorobenzidine, bis (4-aminophenyl) ethylphosphine oxide, bis (4-aminophenyl) phenylphosphine oxide, N, N-bis (4-aminophenyl) -N-phenylamine, N, N-bis (4-amino Enyl) -N-methylamine, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,4′-dimethyl-3 ′, 4-diaminobiphenyl, 3,3′- Dimethoxybenzidine, 2,4-bis (2-amino-1,1-dimethylethyl) toluene, bis (4- (2-amino-1,1-dimethylethyl) phenyl) ether, 1,4-bis (2 -Methyl-4-aminopentyl) benzene, 1,4-bis (1,1-dimethyl-5-aminopentyl) benzene, 1,3-bis (aminomethyl) benzene (m-xylylenediamine), 1,4 -Bis (aminomethyl) benzene (p-xylylenediamine), 1,3-diaminoadamantane, 3,3'-diamino-1,1'-diadamantane, bis (4-aminocyclohexyl) M) methane, hexamethylenediamine, peptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, 3-methylheptane-1,7-diamine, 4,4-dimethylheptane-1,7-diamine, 2 , 11-Diaminododecane, 1,2-bis- (3-aminopropyloxy) ethane, 2,2-dimethylpropane-1,3-diamine, 3-methoxyhexane-1,6-diamine, 2,5-dimethyl Hexane-1,6-diamine, 5-methylnonane-1,9-diamine, 1,4-diaminocyclohexane, 1,12-diaminooctadecane, 2,5-diamino-1,3,4-oxadiazole, 2, 2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, N- (3-aminophenyl) -4-aminobenz Examples thereof include amide and 4-aminophenyl-3-aminobenzoate.
ポリアミド酸を形成するためのアミド化工程において用いることができる有機溶剤は、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−ジメチルメトキシアセトアミド、N−メチル−ε−カプロラクタム、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホロアミド、テトラメチレンスルホン、ホルムアミド、N−メチルホルムアミドおよびγ−ブチロラクトンなどの有機極性溶媒を含む。これらの有機極性溶媒は単独または組み合わせて使用することもできるし、あるいはベンゼン、ベンゾニトリル、ジオキサン、キシレン、トルエンおよびシクロヘキサンのごとき溶解性の劣る溶媒と組み合わせて用いることもできる。 Organic solvents that can be used in the amidation step to form the polyamic acid are N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, N-diethylformamide, N, N- Diethylacetamide, N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl-ε-caprolactam, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylphosphoramide, tetramethylenesulfone, formamide, N -Organic polar solvents such as methylformamide and γ-butyrolactone are included. These organic polar solvents can be used alone or in combination, or can be used in combination with solvents having poor solubility such as benzene, benzonitrile, dioxane, xylene, toluene and cyclohexane.
本発明におけるイミド化工程は、当該技術において知られている任意の方法論を用いることができる。たとえば、添加剤の存在または不存在下において、ポリアミド酸を乾燥、熱処理することによって、イミド化工程を実施することができる。触媒を添加せずにイミド化を行うことも可能であるが、本発明においては、転化剤を添加してイミド化を行うことが好ましい。転化剤は、一般的に触媒および脱水剤を含む。本発明では、以下に挙げる触媒および脱水剤を添加してイミド化を行うことが好ましい。 Any method known in the art can be used for the imidization step in the present invention. For example, the imidization step can be performed by drying and heat-treating the polyamic acid in the presence or absence of an additive. Although imidization can be performed without adding a catalyst, in the present invention, it is preferable to perform imidization by adding a conversion agent. The conversion agent generally comprises a catalyst and a dehydrating agent. In the present invention, it is preferable to perform imidization by adding the following catalyst and dehydrating agent.
本発明において用いることができる触媒としては、第三級アミン類の使用が望ましく、これらのアミン類の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジエチル−N−シクロヘキシルアミン、N,N−ジメチル−N−シクロヘキシルアミン、N,N−ジメチル−N−ベンジルアミン、N,N−ジメチル−N−ドデシルアミン、N−エチルモルフォリン、N−メチルモルフォリン、トリエチレンジアミン、ピリジン、2−エチルピリジン、2−メチルピリジン、3−メチルピリジン、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、4−ベンゾイルピリジン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、3,4−ルチジン、3,5−ルチジン、2,4,6−コリジン、およびイソキノリンなどの非求核性アミンを含むが、これらに限定されない。 As the catalyst that can be used in the present invention, tertiary amines are desirably used. Specific examples of these amines include trimethylamine, triethylamine, N, N-diethyl-N-cyclohexylamine, N, N- Dimethyl-N-cyclohexylamine, N, N-dimethyl-N-benzylamine, N, N-dimethyl-N-dodecylamine, N-ethylmorpholine, N-methylmorpholine, triethylenediamine, pyridine, 2-ethylpyridine 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 4-isopropylpyridine, 4-benzylpyridine, 4-benzoylpyridine, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, 3,4-lutidine, 3 , 5-lutidine, 2,4,6-collidine, and isoquinoline Including sexual amine, and the like.
脱水剤としては、有機カルボン酸無水物、N,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、ハロゲン化低級脂肪酸ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリールホスホン酸ジハロゲン化物およびチオニルハロゲン化物が挙げられる。 Examples of the dehydrating agent include organic carboxylic acid anhydrides, N, N-dialkylcarbodiimides, lower fatty acid halides, halogenated lower fatty acid halides, halogenated lower fatty acid anhydrides, arylphosphonic acid dihalides, and thionyl halides. .
具体的には、脱水剤として用いることができる有機カルボン酸無水物は、
(a) 酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸などの脂肪族モノカルボン酸の無水物および混合酸無水物;
(b) 安息香酸、ナフトエ酸(異性体を含む)、トルイル酸(異性体を含む)、m−エチル安息香酸、p−エチル安息香酸、p−プロピル安息香酸、p−イソプロピル安息香酸、アニス酸、ニトロ安息香酸(異性体を含む)、モノハロ安息香酸(異性体を含む)、ジブロモ安息香酸(異性体を含む)、ジクロロ安息香酸(異性体を含む)、トリブロモ安息香酸(異性体を含む)、トリクロロ安息香酸(異性体を含む)、ジメチル安息香酸(たとえば、3,4−キシリル酸、イソキシリル酸などの異性体を含む)、メシチレン酸、ベラトルム酸、トリメトキシ安息香酸、ビフェニルカルボン酸などの芳香族モノカルボン酸の無水物および混合酸無水物;
(c) 脂肪族モノカルボン酸と芳香族モノカルボン酸との混合酸無水物;
(d) 炭酸またはギ酸とモノカルボン酸(脂肪族および芳香族を含む)との混合酸無水物;および
(e) 脂肪酸ケテン類(ケテンおよびジメチルケテンを含む)と上記の酸無水物との混合物(無水酢酸とケテン類が好ましい)
を含む。
Specifically, an organic carboxylic acid anhydride that can be used as a dehydrating agent is:
(A) anhydrides and mixed acid anhydrides of aliphatic monocarboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid;
(B) Benzoic acid, naphthoic acid (including isomers), toluic acid (including isomers), m-ethylbenzoic acid, p-ethylbenzoic acid, p-propylbenzoic acid, p-isopropylbenzoic acid, anisic acid , Nitrobenzoic acid (including isomers), monohalobenzoic acid (including isomers), dibromobenzoic acid (including isomers), dichlorobenzoic acid (including isomers), tribromobenzoic acid (including isomers) Fragrances such as trichlorobenzoic acid (including isomers), dimethylbenzoic acid (including isomers such as 3,4-xylylic acid and isoxysilylic acid), mesitylene acid, veratromic acid, trimethoxybenzoic acid, and biphenylcarboxylic acid Group monocarboxylic acid anhydrides and mixed acid anhydrides;
(C) a mixed acid anhydride of an aliphatic monocarboxylic acid and an aromatic monocarboxylic acid;
(D) Mixed acid anhydride of carbonic acid or formic acid and monocarboxylic acid (including aliphatic and aromatic); and (e) Mixture of fatty acid ketene (including ketene and dimethylketene) and the above acid anhydride (Acetic anhydride and ketenes are preferred)
including.
N,N’−ジアルキルカルボジイミド類は、式:R−N=C=N−R(式中、Rは異なったアルキル基であり得るが、一般に同一である)により表され、好ましくは、R基は1乃至8個の炭素原子の低級アルキル基である。 N, N′-dialkylcarbodiimides are represented by the formula: R—N═C═N—R, wherein R can be different alkyl groups but are generally the same, preferably R groups Is a lower alkyl group of 1 to 8 carbon atoms.
脱水剤として用いることができる低級脂肪酸ハロゲン化物は、アセチルクロリド、アセチルブロミド、アセチルヨージド、アセチルフルオリド、プロピオニルクロリド、プロピオニルブロミド、プロピオニルヨージド、プロピオニルフルオリド、イソブチリルクロリド、イソブチリルブロミド、n−ブチリルクロリド、n−ブチリルブロミド、およびバレリルクロリドを含む。 Lower fatty acid halides that can be used as dehydrating agents are acetyl chloride, acetyl bromide, acetyl iodide, acetyl fluoride, propionyl chloride, propionyl bromide, propionyl iodide, propionyl fluoride, isobutyryl chloride, isobutyryl bromide N-butyryl chloride, n-butyryl bromide, and valeryl chloride.
脱水剤として用いることができるハロゲン化低級脂肪酸ハロゲン化物は、モノクロロアセチルクロリド、ジクロロアセチルクロリド、トリクロロアセチルクロリド、およびブロモアセチルブロミドを含む。 Halogenated lower fatty acid halides that can be used as dehydrating agents include monochloroacetyl chloride, dichloroacetyl chloride, trichloroacetyl chloride, and bromoacetyl bromide.
脱水剤として用いることができるハロゲン化低級脂肪酸無水物は、クロロ酢酸無水物およびトリフルオロ酢酸無水物を含む。 Halogenated lower fatty acid anhydrides that can be used as dehydrating agents include chloroacetic anhydride and trifluoroacetic anhydride.
脱水剤として用いることができるアリールホスホン酸ジハロゲン化物は、フェニルホスホン酸ジクロリドを含む。 Arylphosphonic dihalides that can be used as dehydrating agents include phenylphosphonic dichloride.
脱水剤として用いることができるチオニルハロゲン化物は、チオニルクロリド、チオニルブロミド、チオニルフルオリド、およびチオニルクロロフルオリドを含む。 Thionyl halides that can be used as dehydrating agents include thionyl chloride, thionyl bromide, thionyl fluoride, and thionyl chlorofluoride.
次に、本発明のフィルム中に含まれる無機粒子について説明する。本発明で使用しうる無機粉体は、粒子径が0.01〜1.5μmの範囲内にあり、かつ、平均粒子径が0.05〜0.7μmである無機粒子である。平均粒子径が0.05μm以下になると、フィルムの易滑性効果が低下するので好ましくなく、0.70μm以上になると局所的に大きな粒子となって存在するので好ましくない。好ましい平均粒子径の範囲は、0.1〜0.6μmであり、より好ましい範囲は0.3〜0.5μmである。さらに、粒子径の分布に関しては、0.15〜0.6μmが全粒子中の80重量%以上含まれていることが好ましい。 Next, the inorganic particles contained in the film of the present invention will be described. The inorganic powder that can be used in the present invention is an inorganic particle having a particle diameter in the range of 0.01 to 1.5 μm and an average particle diameter of 0.05 to 0.7 μm. An average particle size of 0.05 μm or less is not preferable because the slipperiness effect of the film is reduced, and an average particle size of 0.70 μm or more is not preferable because it is locally present as large particles. The range of a preferable average particle diameter is 0.1-0.6 micrometer, and a more preferable range is 0.3-0.5 micrometer. Furthermore, regarding the particle size distribution, it is preferable that 0.15 to 0.6 μm is contained in an amount of 80% by weight or more based on the total particles.
本発明の無機粒子の種類については、特に限定されることはない。例えば、酸化チタン、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、アルミナなどが一般的である。これらの中では二酸化ケイ素が好ましい。二酸化ケイ素の製造方法については特に限定されないが、ケイ酸エステル類を出発原料とし加水分解する製造方法が不純物の含有量、粒子径、粒度分布の点から特に好ましい。 The kind of the inorganic particles of the present invention is not particularly limited. For example, titanium oxide, silicon dioxide, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, alumina and the like are common. Of these, silicon dioxide is preferred. The method for producing silicon dioxide is not particularly limited, but a production method in which silicates are used as starting materials for hydrolysis is particularly preferred from the viewpoint of impurity content, particle size, and particle size distribution.
本発明の効果を得るためには、ポリアミド酸重量に対して0.1〜0.9重量%の割合で上記無機粉体をフィルム中に均一に分散させることが必要である。より好ましい添加量は、0.3〜0.8重量%の範囲である。 In order to obtain the effect of the present invention, it is necessary to uniformly disperse the inorganic powder in the film at a ratio of 0.1 to 0.9% by weight with respect to the weight of the polyamic acid. A more preferable addition amount is in the range of 0.3 to 0.8% by weight.
無機粉体の分散を容易にするためには、例えば、N,Nージメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、nーメチルピロリドン等の極性溶媒に、無機粉体を均一に分散させたスラリーを使用することができる。この方法は、無機粉体の凝集を防止することができる点からも好ましい。また、このスラリーは、無機粒子の粒子径が非常に小さいため、沈降速度が遅く、安定しており、たとえ沈降しても再攪拌することで容易に再分散可能である。 In order to facilitate the dispersion of the inorganic powder, for example, the inorganic powder is uniformly dispersed in a polar solvent such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, or n-methylpyrrolidone. The slurried slurry can be used. This method is also preferable from the viewpoint of preventing aggregation of the inorganic powder. In addition, since the particle size of the inorganic particles is very small, the slurry has a low sedimentation rate and is stable, and even if it settles, it can be easily redispersed by re-stirring.
次に、本発明のポリイミドフィルムの製膜法について説明する。ポリイミドフィルムの成膜法は特に限定されないが、以下の手順をとるのが一般的である。まず、適切な溶媒中、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分(本発明では、1,4−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、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)を混合して反応させることによりポリアミド酸溶液を得る。次に、このポリアミド酸溶液に無機粉体を添加し攪拌し、さらに、触媒および脱水剤を加え攪拌する。得られた溶液を流延またはフィルム状に押出す。次に、このフィルムを、乾燥および熱処理することにより、イミド化を行う。 Next, the method for forming the polyimide film of the present invention will be described. The method for forming the polyimide film is not particularly limited, but the following procedure is generally adopted. First, in a suitable solvent, a diamine component and a tetracarboxylic dianhydride component (in the present invention, 1,4-phenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride) is mixed and reacted to obtain a polyamic acid solution. Next, an inorganic powder is added to the polyamic acid solution and stirred, and further a catalyst and a dehydrating agent are added and stirred. The resulting solution is cast or extruded into a film. Next, imidation is performed by drying and heat-treating this film.
乾燥および熱処理は、流延またはフィルム状に押し出されたポリアミド酸溶液を、200〜550℃、好ましくは250〜500℃の高温雰囲気に維持した乾燥熱処理ゾーンを通過させることにより達成することができる。 Drying and heat treatment can be achieved by passing the polyamic acid solution cast or cast into a film through a dry heat treatment zone maintained in a high temperature atmosphere of 200 to 550 ° C, preferably 250 to 500 ° C.
本発明においては、フィルム厚みが5〜150μm、好ましくは7〜125μmになるように調整することが望ましい。 In the present invention, it is desirable to adjust the film thickness to be 5 to 150 μm, preferably 7 to 125 μm.
本発明のポリイミドフィルムは、上述のように、芳香族ジアミンとして12〜30モル%の1,4−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と、芳香族テトラカルボン酸二無水物として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なるポリアミド酸から形成されることが望ましい。 As described above, the polyimide film of the present invention comprises 12 to 30 mol% 1,4-phenylenediamine and 70 to 88 mol% 4,4′-diaminodiphenyl ether as aromatic diamine, and aromatic tetracarboxylic acid dicarboxylic acid. Formed from polyamic acid consisting of 50-99.5 mol% pyromellitic dianhydride as anhydride and 0.5-50 mol% 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride It is desirable.
本発明の共重合ポリイミドフィルムでは、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが多くなると共重合ポリイミドフィルムが柔らかくなり、逆に1,4−フェニレンジアミンが多くなると共重合ポリイミドフィルムが硬くなる。このため、ジアミン成分における1,4−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割合は、共重合ポリイミドフィルムの用途に応じて両者の添加割合を設定するのが好ましい。また、得られた共重合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。かかる条件に適合する共重合ポリイミドフィルムを得るには1,4−フェニレンジアミンが12〜30モル%であることが好ましい。 In the copolymerized polyimide film of the present invention, the copolymerized polyimide film becomes soft when the amount of 4,4′-diaminodiphenyl ether increases, and conversely, when the amount of 1,4-phenylenediamine increases, the copolymerized polyimide film becomes hard. For this reason, it is preferable that the ratio of 1,4-phenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether in the diamine component is set in accordance with the use of the copolymerized polyimide film. Moreover, when using the obtained copolymerization polyimide film for a flexible printed circuit board, it is preferable that it is not too hard and not too soft as a characteristic of a film. In order to obtain a copolymerized polyimide film meeting such conditions, it is preferable that 1,4-phenylenediamine is 12 to 30 mol%.
また、本発明のポリイミドフィルムは、200℃/1時間の加熱条件における熱収縮率が0.10%以下であることが好ましく、0.05%以下であることがより好ましい。 Further, the polyimide film of the present invention preferably has a thermal shrinkage rate of 0.10% or less, more preferably 0.05% or less under a heating condition of 200 ° C./1 hour.
熱収縮率が0.10%を超える場合には、熱に対する収縮性の改善効果が小さくなるため好ましくない。 When the thermal shrinkage rate exceeds 0.10%, the effect of improving the shrinkability to heat is reduced, which is not preferable.
さらに、本発明のポリイミドフィルムは、弾性率が4〜7GPaであり、50〜200℃での線膨張係数が5〜20ppm/℃であり、湿度膨張係数が20ppm/%RH以下であり、吸水率が2%以下であることが好ましい。より好ましい範囲は、弾性率5〜6GPa、線膨張係数8〜18ppm/℃、湿度膨張係数15ppm/RH%以下、および、吸水率1.8%以下の範囲である。 Furthermore, the polyimide film of the present invention has an elastic modulus of 4 to 7 GPa, a linear expansion coefficient at 50 to 200 ° C. of 5 to 20 ppm / ° C., a humidity expansion coefficient of 20 ppm /% RH or less, and a water absorption rate. Is preferably 2% or less. A more preferable range is an elastic modulus of 5 to 6 GPa, a linear expansion coefficient of 8 to 18 ppm / ° C., a humidity expansion coefficient of 15 ppm / RH% or less, and a water absorption rate of 1.8% or less.
上記の特性を満たす本発明のポリイミドフィルムは、上記の組成からなるポリイミドを製膜後、このポリイミドフィルムに、フィルムの長さ方向の張力を一定に保ちながら加熱処理を施すことにより製造することができる。 The polyimide film of the present invention satisfying the above characteristics can be produced by forming a polyimide having the above composition and then subjecting the polyimide film to a heat treatment while maintaining a constant tension in the length direction of the film. it can.
本発明における加熱処理は、得られたポリイミドフィルムを、フィルムの長さ方向の張力を1kg/m以上、10kg/m以下に保ちながら、比較的低い温度で、しかも比較的短時間で加熱処理することが重要である。 In the heat treatment according to the present invention, the obtained polyimide film is heat-treated at a relatively low temperature and in a relatively short time while maintaining the tension in the length direction of the film at 1 kg / m or more and 10 kg / m or less. This is very important.
加熱処理においては、張力が小さい程低熱収縮性のフィルムが得られる。しかし、完全無張力下では、フィルムの巻き取り時、特に連続巻取りを行うときに、フィルムが蛇行する。さらに、完全無張力下では、このようなフィルムの蛇行に加え、フィルムにシワや波打ちが発生し、熱収縮率のバラツキが大きくなる傾向もある。このため、加熱処理における張力を1kg/m以上にする必要がある。また、張力が10kg/mを越えると、本発明で目的とする加熱低収縮性のフィルムが得られなくなるため好ましくない。より好ましい張力の範囲は2kg/m〜7kg/mである。 In heat treatment, the lower the tension, the lower the heat shrinkable film. However, under complete tension, the film meanders when the film is wound, particularly when continuous winding is performed. Furthermore, under complete no tension, in addition to such meandering of the film, wrinkles and undulations occur in the film, and there is a tendency that the variation in the heat shrinkage rate increases. For this reason, the tension in the heat treatment needs to be 1 kg / m or more. On the other hand, if the tension exceeds 10 kg / m, it is not preferable because the desired heat-shrinkable film in the present invention cannot be obtained. A more preferable range of tension is 2 kg / m to 7 kg / m.
加熱処理時の加熱の好ましい手段としては、遠赤外線を照射する方法または熱風を吹き付ける方法が含まれる。ポリイミドフィルムは遠赤外線領域に吸収ピークがあり、この吸収波長を含む遠赤外線を照射することにより、極めて短時間で加熱処理を行うことができる。また、遠赤外線照射や熱風吹き付けに加えて、ラジエーションヒーターを併用することもでき、ラジエーションヒーターのみを用いて加熱処理を行うこともできる。 As a preferable means of heating at the time of heat treatment, a method of irradiating far infrared rays or a method of blowing hot air is included. The polyimide film has an absorption peak in the far-infrared region, and heat treatment can be performed in a very short time by irradiating far-infrared rays including this absorption wavelength. Moreover, in addition to far-infrared irradiation or hot air spraying, a radiation heater can be used in combination, and heat treatment can be performed using only the radiation heater.
加熱処理温度は特に限定されないが、300〜500℃が好ましく、さらに好ましくは350〜450℃である。 Although heat processing temperature is not specifically limited, 300-500 degreeC is preferable, More preferably, it is 350-450 degreeC.
また、加熱処理時間は1秒から10分程度が好ましい。処理時間がこれより長くなると、フィルム平面性が悪くなるなどの特性の低下を生じる場合がある。 The heat treatment time is preferably about 1 second to 10 minutes. If the treatment time is longer than this, the characteristics such as film flatness may be deteriorated.
本発明において、放電処理および加熱処理を行ったポリイミドフィルムは、端部をスリットするなどして規定の幅にした後、巻き取られる。 In the present invention, the polyimide film that has been subjected to the discharge treatment and the heat treatment is wound up after having a specified width, for example, by slitting the end portion.
上述のようにして得られる本発明のポリイミドフィルムは、熱に対する寸法安定性が従来よりも格段に向上したものである。このため、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)として、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 polyimide film of the present invention obtained as described above has much improved dimensional stability against heat than before. For this reason, taking advantage of these characteristics, TAB (Tape Automated Bonding), which is a base material used for flexible printed wiring boards (FPC) such as electronic components, COF (Chip On Flex) base insulating films, or semiconductors It can be usefully used as a LOC tape that is a support member in the apparatus.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。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。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. Each characteristic of the polyimide film in an Example was evaluated with the following method.
(熱収縮率測定)
熱収縮率の測定は、200℃、1時間の加熱条件を用いた以外は、IPC−FC−231 Number 2.2.4.に準じて行った。
(Measurement of heat shrinkage)
The measurement of the heat shrinkage rate is IPC-FC-231 Number 2.2.4. It went according to.
(ヤング率)
ヤング率の測定は、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。
(Young's modulus)
The Young's modulus was measured 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.
(線膨張係数)
線膨張係数の測定は、島津社製熱機械分析装置TMA−50により、温度範囲50℃から200℃、昇温速度10℃/minの条件で測定した値である。
(Linear expansion coefficient)
The linear expansion coefficient is measured by a thermomechanical analyzer TMA-50 manufactured by Shimadzu Corporation under the conditions of a temperature range of 50 ° C. to 200 ° C. and a temperature increase rate of 10 ° C./min.
(吸水率)
吸水率の測定は、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、島津社製熱機械分析装置TGA−50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、50〜200℃までの重量減少から求めた値である。
(Water absorption rate)
The water absorption is measured by immersing the polyimide film in distilled water for 48 hours, wiping off the surface moisture, and heating from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min with a thermomechanical analyzer TGA-50 manufactured by Shimadzu Corporation. It is a value obtained from the weight loss up to 50 to 200 ° C.
(湿度膨張係数(C.H.E.))
湿度膨張係数は、アルバックリコー社製の湿度膨張係数分析ユニット(TM9400、NESLAB−RTE7、HC−1湿度雰囲気調節装置、MTS9000)を用い、サンプル(長さ15mm、幅5mm)を炉内にセットし、相対湿度を25%RHから相対湿度75%RHまで上昇させ、湿度75%RH時のサンプル長及び湿度25%RH時のサンプル長、相対湿度差(50%RH)を測定し以下の式により算出した。尚、測定は室温25±3℃、相対湿度60±5%の部屋(恒温恒湿室)で行った。
(Humidity expansion coefficient (CHE))
For the humidity expansion coefficient, a humidity expansion coefficient analysis unit (TM9400, NESLAB-RTE7, HC-1 humidity atmosphere adjustment device, MTS9000) manufactured by ULVAC-RICOH is used, and a sample (length 15 mm, width 5 mm) is set in the furnace. Increase the relative humidity from 25% RH to 75% RH, measure the sample length when the humidity is 75% RH, the sample length when the humidity is 25% RH, and the relative humidity difference (50% RH). Calculated. The measurement was performed in a room (constant temperature and humidity chamber) having a room temperature of 25 ± 3 ° C. and a relative humidity of 60 ± 5%.
(シリカスラリーの作成)
平均粒子径0.4μmの球状シリカの濃度が5wt%になるように、N,N−ジメチルアセトアミドに均一に分散させ、シリカスラリーを得た。
(Creation of silica slurry)
A silica slurry was obtained by uniformly dispersing in N, N-dimethylacetamide so that the concentration of spherical silica having an average particle size of 0.4 μm was 5 wt%.
<実施例1>
500ccのガラス製フラスコにN,N−ジメチルアセトアミド253.4gを入れ、ここにパラフェニレンジアミン1.947gと、ピロメリット酸二無水物3.828g投入し、常温常圧中で1時間反応させた。次に、ここに4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを26.431g投入し均一になるまで攪拌した後、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物8.826gを添加し、1時間反応させた。続いて、ここにピロメリット酸二無水物22.314gを添加し、さらに1時間反応させることによりポリアミド酸溶液を得た。
<Example 1>
Into a 500 cc glass flask, 253.4 g of N, N-dimethylacetamide was added, and 1.947 g of paraphenylenediamine and 3.828 g of pyromellitic dianhydride were added thereto and reacted at room temperature and normal pressure for 1 hour. . Next, 26.431 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether was added thereto and stirred until uniform, and then 8.826 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride was added, The reaction was carried out for 1 hour. Subsequently, 22.314 g of pyromellitic dianhydride was added thereto and further reacted for 1 hour to obtain a polyamic acid solution.
このポリアミド酸溶液にシリカスラリー3.8gを添加し攪拌した。シリカの添加量はポリアミド酸に対して0.3%となる。さらに、転化剤としての無水酢酸とイソキノリン、および、溶媒としてのN,N−ジメチルアセトアミドを加え攪拌した後、加熱支持体(85℃)上に溶液を押出し、ポリイミドに一部転化させて自己支持性のフィルムを得た。 To this polyamic acid solution, 3.8 g of silica slurry was added and stirred. The amount of silica added is 0.3% with respect to the polyamic acid. Furthermore, after adding acetic anhydride and isoquinoline as conversion agents and N, N-dimethylacetamide as a solvent and stirring, the solution is extruded onto a heated support (85 ° C.) and partially converted into polyimide to self-support. Sex film was obtained.
次に、上記の自己支持性フィルムを支持体から剥離し、イミドへの転化反応を完結させるための乾燥、加熱処理を行った。乾燥、加熱処理は、250〜450℃の乾燥熱処理ゾーンを通過させることにより実施した。これにより、厚み25μmのポリイミドフィルムを調製し、これをロール上に巻き取った。得られた、フィルムの熱収縮はMD:0.12、TD:0.15であった。 Next, the above self-supporting film was peeled off from the support and subjected to drying and heat treatment to complete the conversion reaction to imide. Drying and heat treatment were carried out by passing through a drying heat treatment zone at 250 to 450 ° C. As a result, a polyimide film having a thickness of 25 μm was prepared and wound on a roll. The obtained film had thermal shrinkage of MD: 0.12 and TD: 0.15.
次いで、このポリイミドフィルムを400℃のトンネル型赤外線照射炉に連続的に送り込み、張力1.0kg/mで熱処理した。処理温度および処理時間は、それぞれ、400℃で30秒であった。次いで、熱処理したポリイミドフィルムを、炉外で巻取りながら室温まで冷却し、目的とするポリイミドフィルムを得た。熱処理中のフィルム張力は送りローラと巻取ローラの回転速度差で調節し、熱処理時間は各ローラの相対回転速度で調節した。 Next, this polyimide film was continuously fed into a tunnel type infrared irradiation furnace at 400 ° C. and heat-treated at a tension of 1.0 kg / m. The treatment temperature and treatment time were 30 seconds at 400 ° C., respectively. Next, the heat-treated polyimide film was cooled to room temperature while being wound outside the furnace to obtain a target polyimide film. The film tension during the heat treatment was adjusted by the difference in rotation speed between the feed roller and the take-up roller, and the heat treatment time was adjusted by the relative rotation speed of each roller.
このようにして得られたポリイミドフィルムについて物性の測定を行い、結果を表1にまとめた。 The properties of the polyimide film thus obtained were measured, and the results are summarized in Table 1.
<実施例2>
フィルム厚みを7.5μmにした以外は、実施例1と同様の方法でポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて物性の測定を行い、結果を表1にまとめた。
<Example 2>
A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was 7.5 μm. The physical properties of this polyimide film were measured, and the results are summarized in Table 1.
<比較例1>
400℃の加熱処理を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法でポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて物性の測定を行い、結果を表1にまとめた。
<Comparative Example 1>
A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment at 400 ° C. was not performed. The physical properties of this polyimide film were measured, and the results are summarized in Table 1.
<比較例2>
無張力で熱処理を行った以外は、実施例1と同様の方法でポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムについて物性の測定を行い、結果を表1にまとめた。
<Comparative example 2>
A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was performed without tension. The physical properties of this polyimide film were measured, and the results are summarized in Table 1.
本発明のポリイミドフィルムは、熱に対する寸法安定性が優れ、熱による収縮が従来よりも格段に向上したものである。このため、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)として、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 polyimide film of the present invention has excellent dimensional stability against heat, and the shrinkage due to heat is significantly improved as compared with the conventional film. For this reason, taking advantage of these characteristics, TAB (Tape Automated Bonding), which is a base material used for flexible printed wiring boards (FPC) such as electronic components, COF (Chip On Flex) base insulating films, or semiconductors It can be usefully used as a LOC tape that is a support member in the apparatus.
Claims (5)
(2)粒子径が0.01〜1.5μmの範囲内にあり、かつ、平均粒子径が0.05〜0.7μmである無機粒子をを、ポリアミド酸の重量に対して0.1〜0.9重量%
からなるポリイミドフィルムであって、
前記粉体はポリイミドフィルム内に均一に分散されており、
前記ポリイミドフィルムに、フィルムの長さ方向の張力を一定に保ちながらの加熱処理を施すことで、ポリイミドフィルムは、200℃、1時間での加熱収縮率0.10%以下を有することを特徴とするポリイミドフィルム。 (1) polyimide obtained from 1,4-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and (2) ) Inorganic particles having a particle size in the range of 0.01 to 1.5 [mu] m and an average particle size of 0.05 to 0.7 [mu] m are added in an amount of 0.1 to 0. 9% by weight
A polyimide film comprising:
The powder is uniformly dispersed in the polyimide film,
The polyimide film has a heat shrinkage rate of 0.10% or less at 200 ° C. for 1 hour by subjecting the polyimide film to heat treatment while keeping the tension in the length direction of the film constant. Polyimide film.
(2)粒子径が0.01〜1.5μmの範囲内にあり、かつ、平均粒子径が0.05〜0.7μmである無機粒子を、ポリアミド酸の重量に対して0.1〜0.9重量%
からなり、前記粉体がポリイミドフィルム内に均一に分散されたポリイミドフィルムの製造方法であって、
前記(1)および(2)からなるポリイミド酸を調製する工程と、
前記ポリイミド酸からポリイミドフィルムを製造する工程と、
前記ポリイミドフィルムにフィルムの長さ方向の張力を一定に保ちながら加熱処理を施す工程
を含むことを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法。 (1) Polyimide obtained from 1,4-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and (2) ) Inorganic particles having a particle diameter in the range of 0.01 to 1.5 μm and an average particle diameter of 0.05 to 0.7 μm are added in an amount of 0.1 to 0.9 relative to the weight of the polyamic acid. weight%
A method for producing a polyimide film in which the powder is uniformly dispersed in the polyimide film,
Preparing a polyimide acid comprising the above (1) and (2);
Producing a polyimide film from the polyimide acid;
A method for producing a polyimide film, comprising a step of subjecting the polyimide film to a heat treatment while keeping a tension in a length direction of the film constant.
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