JP5261563B2 - Method for producing polyimide film having high adhesiveness - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-thermoplastic polyimide film whose precursor solution has high storage stability and which achieves high adhesivity without expensive surface treatment. <P>SOLUTION: The high storage stability of the precursor solution and the high adhesivity, in particular, the high adhesion to a polyimide-based adhesive are achieved by specifying polyimide structure and designing the polyimide film so that the average birefringence thereof is controlled to be equal to or less than a specific value. Particularly, the high adhesivity is achieved without performing surface treatment to enhance adhesion. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、前駆体溶液の高い貯蔵安定性を有し、接着剤との高い密着性、特には熱可塑性ポリイミドとの高い密着性を示し、2層CCLに好適に使用することができる非熱可塑性ポリイミドフィルムに関する。   The present invention has high storage stability of the precursor solution, high adhesion to the adhesive, particularly high adhesion to the thermoplastic polyimide, and can be suitably used for two-layer CCL. The present invention relates to a plastic polyimide film.

近年、エレクトロニクス製品の軽量化、小型化、高密度化にともない、各種プリント基板の需要が伸びているが、中でも、フレキシブル積層板(フレキシブルプリント配線板(FPC)等とも称する)の需要が特に伸びている。フレキシブル積層板は、絶縁性フィルム上に金属箔からなる回路が形成された構造を有している。   In recent years, the demand for various printed circuit boards has increased along with the reduction in weight, size and density of electronic products. ing. The flexible laminate has a structure in which a circuit made of a metal foil is formed on an insulating film.

上記フレキシブル積層板は、一般に、各種絶縁材料により形成され、柔軟性を有する絶縁性フィルムを基板とし、この基板の表面に、各種接着材料を介して金属箔を加熱・圧着することにより貼りあわせる方法により製造される。上記絶縁性フィルムとしては、ポリイミドフィルム等が好ましく用いられている。上記接着材料としては、エポキシ系、アクリル系等の熱硬化性接着剤が一般的に用いられている(これら熱硬化性接着剤を用いたFPCを以下、三層FPCともいう)。   The flexible laminate is generally formed of various insulating materials, and a flexible insulating film is used as a substrate, and a metal foil is bonded to the surface of the substrate by heating and pressure bonding via various adhesive materials. Manufactured by. A polyimide film or the like is preferably used as the insulating film. As the adhesive material, a thermosetting adhesive such as epoxy or acrylic is generally used (FPC using these thermosetting adhesives is hereinafter also referred to as three-layer FPC).

熱硬化性接着剤は比較的低温での接着が可能であるという利点がある。しかし今後、耐熱性、屈曲性、電気的信頼性といった要求特性が厳しくなるに従い、熱硬化性接着剤を用いた三層FPCでは対応が困難になると考えられる。これに対し、絶縁性フィルムに直接金属層を設けたり、接着層に熱可塑性ポリイミドを使用したFPC(以下、二層FPCともいう)が提案されている。この二層FPCは、三層FPCより優れた特性を有し、今後需要が伸びていくことが期待される。   Thermosetting adhesives have the advantage that they can be bonded at relatively low temperatures. However, in the future, as required characteristics such as heat resistance, flexibility, and electrical reliability become stricter, it is considered that it is difficult to cope with a three-layer FPC using a thermosetting adhesive. On the other hand, an FPC (hereinafter also referred to as a two-layer FPC) in which a metal layer is directly provided on an insulating film or a thermoplastic polyimide is used for an adhesive layer has been proposed. This two-layer FPC has characteristics superior to those of the three-layer FPC, and demand is expected to increase in the future.

しかしながら一般にポリイミドフィルムは熱可塑性ポリイミドとの接着性が低く、高い接着性を得るためにはプラズマ処理やコロナ処理などの表面粗化処理やカップリング剤や特定の金属成分を含有させるなどの処理が必要であり、コストが高くなったり、フィルムの特性が低下したりするという問題を有している。(特許文献1〜3)
また、近年熱的寸法安定性、吸水特性、機械特性の改善が望まれているが、例えばパラフェニレンジアミンとピロメリット酸二無水物により剛直な非熱可塑性ポリイミドのブロック成分を含有させることによりこれら特性を達成しているが、これらはポリイミド前駆体溶液の貯蔵安定性が悪く、分子量制御などを行って貯蔵安定性を改善しない限り安定的に工業生産することは困難であった。(特許文献4、5)
一方、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、フェニレンジアミン、ビスアミノフェノキシフェニルプロパンからなる4成分共重合ポリアミド酸から製造されたポリイミドフィルムが開示されている。(特許文献5)しかし、ここで用いられているポリイミドフィルムは、TAB用テープに好適なフィルムの諸特性をバランスさせることを目的としており、さらに複屈折率を規定することにより、接着剤を介して金属箔と積層した場合の密着性をも改善できることについては、一切言及されていない。また、本発明の非熱可塑性ポリイミドフィルムであって、かつ、複屈折率が0.14よりも大きいフィルムとは異なるフィルムである。
However, in general, polyimide film has low adhesion to thermoplastic polyimide, and in order to obtain high adhesion, surface roughening treatment such as plasma treatment and corona treatment, and treatments such as coupling agents and specific metal components are included. It is necessary and has the problem that the cost increases and the characteristics of the film deteriorate. (Patent Documents 1 to 3)
In recent years, improvements in thermal dimensional stability, water absorption properties, and mechanical properties have been desired. For example, by containing a rigid non-thermoplastic polyimide block component with paraphenylenediamine and pyromellitic dianhydride. Although the properties have been achieved, they have poor storage stability of the polyimide precursor solution, and it has been difficult to stably industrially produce them unless molecular weight control is performed to improve storage stability. (Patent Documents 4 and 5)
On the other hand, a polyimide film manufactured from a quaternary copolymerized polyamic acid composed of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, phenylenediamine, and bisaminophenoxyphenylpropane It is disclosed. (Patent Document 5) However, the polyimide film used here is for the purpose of balancing various properties of a film suitable for a TAB tape, and further, by specifying the birefringence, an adhesive is used. No mention is made that the adhesiveness when laminated with a metal foil can be improved. The non-thermoplastic polyimide film of the present invention is a film different from a film having a birefringence greater than 0.14.

特開平5−222219号公報JP-A-5-222219 特開平6−32926号公報JP-A-6-32926 特開平11−158276号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-158276 特開2000−80178号公報JP 2000-80178 A 特開2000−119521号公報JP 2000-119521 A

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、接着剤との密着性、特にはポリイミド系接着剤との密着性を有するポリイミドフィルムを提供することにある。   This invention is made | formed in view of said subject, The objective is to provide the polyimide film which has adhesiveness with an adhesive agent, especially adhesiveness with a polyimide-type adhesive agent.

本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討した結果、ポリイミドの構造を規定し、かつその平均複屈折率を特定の値以下に抑えるようにポリイミドフィルムを設計することにより、接着剤との密着性、特にはポリイミド系接着剤との高い密着性を有するポリイミドフィルムが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have prescribed the polyimide structure and designed the polyimide film so that its average birefringence is kept below a specific value. The inventors have found that a polyimide film having high adhesiveness, particularly high adhesiveness with a polyimide adhesive, can be obtained, and the present invention has been completed.

即ち本発明は、以下の発明を包含する。   That is, the present invention includes the following inventions.

(1)2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパンおよびパラフェニレンジアミンを必須成分とするジアミン、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必須成分とする酸二無水物成分を原料とする非熱可塑性ポリイミドフィルムであって、かつ平均複屈折率が0.14未満であるポリイミドフィルムの製造方法であって、前記2,2−ビス(アミノフェノキシフェニル)プロパンと3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とを選択的に反応させる工程を有するポリイミドフィルムの製造方法。   (1) Essential diamine, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride containing 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane and paraphenylenediamine as essential components A non-thermoplastic polyimide film using an acid dianhydride component as a raw material, and having a mean birefringence of less than 0.14, comprising the 2,2-bis (aminophenoxy) A process for producing a polyimide film comprising a step of selectively reacting (phenyl) propane with 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

(2)弾性率が5〜10GPa、100〜200℃における平均線膨張係数が5〜15ppmとなっている(1)記載のポリイミドフィルムの製造方法。   (2) The method for producing a polyimide film according to (1), wherein an elastic modulus is 5 to 10 GPa and an average linear expansion coefficient at 100 to 200 ° C. is 5 to 15 ppm.

(3)平均複屈折率が0.13未満である(1)または(2)記載のポリイミドフィルムの製造方法。   (3) The method for producing a polyimide film according to (1) or (2), wherein the average birefringence is less than 0.13.

(4)ジアミン成分としてオキシジアニリンを含む(1)〜(3)のいずれか1項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   (4) The manufacturing method of the polyimide film of any one of (1)-(3) containing oxydianiline as a diamine component.

(5)ジアミン成分を基準として10〜50mol%の2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン、30〜60mol%のパラフェニレンジアミン、10〜30mol%のオキシジアニリンを用いる(1)〜(3)のいずれか1項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   (5) 10 to 50 mol% 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane, 30 to 60 mol% paraphenylenediamine, and 10 to 30 mol% oxydianiline based on the diamine component are used. The manufacturing method of the polyimide film of any one of Claims 1.

(6)オキシジアニリンが4,4’−オキシジアニリンである(3)又は(4)に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   (6) The method for producing a polyimide film according to (3) or (4), wherein the oxydianiline is 4,4′-oxydianiline.

(7)酸二無水物成分を基準として60〜95mol%のピロメリット酸二無水物、5〜40mol%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る(1)〜(6)のいずれか1項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   (7) 60 to 95 mol% of pyromellitic dianhydride and 5 to 40 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride are used based on the acid dianhydride component (1) The manufacturing method of the polyimide film of any one of-(6).

本発明により得られたポリイミドフィルムは、例えばフレキシブル金属張積層板を製造した場合の、金属箔とポリイミドフィルムとの接着性を改善することができる。
具体的には、高い密着性を実現することにより高密度実装に伴う配線パターンの微細化に対応することができる。また特に、接着剤として熱可塑性ポリイミドを用いた場合の低い密着性を改善できるため、半田の無鉛化に伴うリフロー温度の上昇にも対応することができる。
The polyimide film obtained by this invention can improve the adhesiveness of metal foil and a polyimide film at the time of manufacturing a flexible metal-clad laminate, for example.
Specifically, by realizing high adhesion, it is possible to cope with the miniaturization of wiring patterns accompanying high-density mounting. In particular, since low adhesion when thermoplastic polyimide is used as the adhesive can be improved, it is possible to cope with an increase in reflow temperature accompanying lead-free soldering.

本発明のポリイミドフィルムは、組成とフィルムの平均複屈折率を規定し、かつ非熱可塑性とすることによって、その組成例えば金属箔とポリイミドフィルムを接着剤を介して張り合わせた場合の密着性が優れたものとなっている。本発明の実施の一形態について、以下に説明する。   The polyimide film of the present invention defines the composition and the average birefringence of the film, and is non-thermoplastic, so that the adhesiveness when the composition, for example, a metal foil and a polyimide film are bonded together with an adhesive is excellent. It has become. One embodiment of the present invention will be described below.

(ポリイミドフィルムの組成)
本発明においては、ポリイミドフィルムの組成が規定されている。ポリイミドフィルムを製造する際に用いられるモノマーについて説明する。
ジアミン成分は、本発明においては、2,2-ビスアミノフェノキシフェニルプロパン、パラフェニレンジアミンを必須成分として用いることによって優れた密着性を発現させることができる。一般的な傾向としてパラフェニレンジアミン使用量を大きくすると、後述する弾性率が上昇・線膨張係数が低下・複屈折率が上昇し、2,2-ビスアミノフェノキシフェニルプロパンの使用量を大きくすると弾性率が低下・線膨張係数が上昇・複屈折率が低下・吸水率が低下・接着性が向上する。ここに、さらにオキシジアニリンを併用するとさらに接着性が向上する傾向にあるため、オキシジアニリンをも用いることが好ましい。この場合、線膨張係数、複屈折率のバランスのとりやすさという観点からジアミン成分を基準として10〜50mol%の2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン、30〜60mol%のパラフェニレンジアミン、10〜30mol%のオキシジアニリンを用いることが好ましい。
(Composition of polyimide film)
In the present invention, the composition of the polyimide film is defined. The monomer used when manufacturing a polyimide film is demonstrated.
In the present invention, the diamine component can exhibit excellent adhesion by using 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane and paraphenylenediamine as essential components. As a general tendency, when the amount of paraphenylenediamine used is increased, the elastic modulus described later increases, the linear expansion coefficient decreases, the birefringence increases, and the amount of 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane increases. Decrease in rate, increase in linear expansion coefficient, decrease in birefringence, decrease in water absorption, and improve adhesion. If oxydianiline is further used here, the adhesiveness tends to be further improved, so that oxydianiline is also preferably used. In this case, from the viewpoint of easy balance of linear expansion coefficient and birefringence, 10 to 50 mol% 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane, 30 to 60 mol% paraphenylenediamine, It is preferable to use 30 mol% oxydianiline.

オキシジアニリンとしては4,4’−オキシジアニリン、3,4’−オキシジアニリン、3,3’−オキシジアニリン、2,4’−オキシジアニリンなどがあるが、これらの中で4,4’−オキシジアニリンを用いると、上記課題が解決しやすい傾向にあるため好ましい。   Examples of the oxydianiline include 4,4′-oxydianiline, 3,4′-oxydianiline, 3,3′-oxydianiline, 2,4′-oxydianiline, and among these, 4 , 4′-oxydianiline is preferable because the above problem tends to be solved.

酸成分としては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必須成分として用いることで優れた密着性を発現させることができる。。これらの好ましい使用割合はピロメリット酸二無水物が60〜95mol%、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が5〜40mol%である。これら酸二無水物の使用割合がこの範囲を外れると接着強度が低下したり、線膨張係数が大きくなりすぎたりする傾向にある。   By using pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride as essential components as the acid component, excellent adhesion can be expressed. . The preferable use ratio of these is 60 to 95 mol% of pyromellitic dianhydride and 5 to 40 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. If the use ratio of these acid dianhydrides is out of this range, the adhesive strength tends to decrease or the linear expansion coefficient tends to be too large.

(平均複屈折率)
本発明のポリイミドフィルムは、平均複屈折率が0.14未満であることが重要である。これにより、優れた密着性を発現させることができる。平均複屈折率がこの範囲を上回ると接着強度が小さくなる、もしくはプレッシャークッカー後の接着強度が極端に小さくなってしまい、高い信頼性を要求される2層CCL用途に適さなくなる。従って、上記組成を用い、平均複屈折率が0.14未満となるようにポリイミドフィルムの設計をすればよい。本発明の平均複屈折率は、2×2cmに切り出したフィルム片をクロスニコル下で偏光顕微鏡により消光角を決定し、直行する2方向の複屈折率の平均値(すなわち複屈折率の最大値と最小値の平均値)として求めることができる。なお、本発明で言う複屈折率とは膜面内の方向の屈折率と厚み方向の屈折率の差である。より高い密着性を発現するという点から、平均複屈折率が0.13未満であることが好ましい。
(Average birefringence)
It is important that the polyimide film of the present invention has an average birefringence of less than 0.14. Thereby, the outstanding adhesiveness can be expressed. If the average birefringence exceeds this range, the adhesive strength is reduced, or the adhesive strength after pressure cooker is extremely reduced, making it unsuitable for two-layer CCL applications that require high reliability. Therefore, the polyimide film may be designed using the above composition so that the average birefringence is less than 0.14. The average birefringence of the present invention is determined by determining the extinction angle with a polarizing microscope under a crossed Nicol film piece cut into 2 × 2 cm, and the average value of the birefringence in two directions orthogonal (that is, the maximum birefringence) And the average value of the minimum values). The birefringence referred to in the present invention is the difference between the refractive index in the film plane direction and the refractive index in the thickness direction. The average birefringence is preferably less than 0.13 from the viewpoint of expressing higher adhesion.

(ポリイミドフィルムの物性)
本発明のポリイミドフィルムは、組成・複屈折率の規定に加えて、非熱可塑性であることが重要である。非熱可塑性であるとは、フィルムを450〜500℃程度に加熱した際に熔融し、フィルムの形状を保持しているものを指す。従って、上記組成を用い、非熱可塑性となるようにポリイミドフィルムの設計をすればよい。
(Physical properties of polyimide film)
It is important that the polyimide film of the present invention is non-thermoplastic in addition to the definition of composition and birefringence. Non-thermoplastic refers to a material that melts when the film is heated to about 450 to 500 ° C. and maintains the shape of the film. Therefore, the polyimide film may be designed to be non-thermoplastic using the above composition.

さらに、本発明のポリイミドフィルムは、その弾性率が、5〜10GPaであることが好ましく、さらには6〜9GPaが好ましい。弾性率がこの範囲を下回ると2層CCLに適用した場合に寸法安定性が悪くなる傾向にあり、この範囲を上回るとフィルムの可撓性が悪くなりCCLの屈曲特性が低下する傾向にある。   Furthermore, the polyimide film of the present invention preferably has an elastic modulus of 5 to 10 GPa, more preferably 6 to 9 GPa. If the elastic modulus is below this range, the dimensional stability tends to be poor when applied to a two-layer CCL, and if it exceeds this range, the flexibility of the film tends to be poor and the bending properties of the CCL tend to be reduced.

また本発明のポリイミドフィルムの平均線膨張係数は5〜15ppm、特には7〜13ppmが好ましい。平均線膨張係数の値がこの範囲を外れると、2層CCLにした場合の寸法安定性が悪くなる傾向にある。   The average linear expansion coefficient of the polyimide film of the present invention is preferably 5 to 15 ppm, particularly 7 to 13 ppm. If the value of the average linear expansion coefficient is outside this range, the dimensional stability when the two-layer CCL is used tends to be deteriorated.

(ポリイミドフィルムの製造)
本発明に用いられるポリイミドフィルムはポリアミド酸を前駆体として用いて製造される。ポリアミド酸の製造方法としては公知のあらゆる方法を用いることができ、通常、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンを、実質的等モル量を有機溶媒中に溶解させて、得られたポリアミド酸有機溶媒溶液を、制御された温度条件下で、上記酸二無水物とジアミンの重合が完了するまで攪拌することによって製造される。これらのポリアミド酸溶液は通常5〜35wt%、好ましくは10〜30wt%の濃度で得られる。この範囲の濃度である場合に適当な分子量と溶液粘度を得る。
(Manufacture of polyimide film)
The polyimide film used in the present invention is manufactured using polyamic acid as a precursor. Any known method can be used as a method for producing the polyamic acid. Usually, the polyamic acid obtained by dissolving a substantially equimolar amount of an aromatic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent is obtained. The organic solvent solution is produced by stirring under controlled temperature conditions until the polymerization of the acid dianhydride and the diamine is completed. These polyamic acid solutions are usually obtained at a concentration of 5 to 35 wt%, preferably 10 to 30 wt%. When the concentration is in this range, an appropriate molecular weight and solution viscosity are obtained.

重合方法としてはあらゆる公知の方法およびそれらを組み合わせた方法を用いることができる。ポリアミド酸の重合における重合方法の特徴はそのモノマーの添加順序にあり、このモノマー添加順序を制御することにより得られるポリイミドの諸物性を制御することができる。従い、本発明においてポリアミド酸の重合にはいかなるモノマーの添加方法を用いても良い。代表的な重合方法として次のような方法が挙げられる。すなわち、
1)芳香族ジアミンを有機極性溶媒中に溶解し、これと実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させて重合する方法。
2)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過小モル量の芳香族ジアミン化合物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、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物が実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
3)芳香族テトラカルボン酸二無水物とこれに対し過剰モル量の芳香族ジアミン化合物と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。続いてここに芳香族ジアミン化合物を追加添加後、全工程において芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物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を用いて重合する方法。
4)芳香族テトラカルボン酸二無水物を有機極性溶媒中に溶解及び/または分散させた後、実質的に等モルとなるように芳香族ジアミン化合物を用いて重合させる方法。
5)実質的に等モルの芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン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。これら方法を単独で用いても良いし、部分的に組み合わせて用いることもできる。
As the polymerization method, any known method and a combination thereof can be used. The characteristic of the polymerization method in the polymerization of polyamic acid is the order of addition of the monomers, and the physical properties of the polyimide obtained can be controlled by controlling the order of addition of the monomers. Therefore, in the present invention, any method of adding monomers may be used for the polymerization of polyamic acid. The following method is mentioned as a typical polymerization method. That is,
1) A method in which an aromatic diamine is dissolved in an organic polar solvent and this is reacted with a substantially equimolar amount of an aromatic tetracarboxylic dianhydride for polymerization.
2) An aromatic tetracarboxylic dianhydride is reacted with a small molar amount of an aromatic diamine compound in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having acid anhydride groups at both ends. Then, the method of superposing | polymerizing using an aromatic diamine compound so that an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine compound may become substantially equimolar in all the processes.
3) An aromatic tetracarboxylic dianhydride and an excess molar amount of the aromatic diamine compound are reacted in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having amino groups at both ends. Subsequently, after adding an aromatic diamine compound here, using the aromatic tetracarboxylic dianhydride so that the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine compound are substantially equimolar in all steps. How to polymerize.
4) A method in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride is dissolved and / or dispersed in an organic polar solvent and then polymerized using an aromatic diamine compound so as to be substantially equimolar.
5) A method of polymerizing by reacting a substantially equimolar mixture of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine in an organic polar solvent.
And so on. These methods may be used singly or in combination.

これらポリアミック酸溶液からポリイミドフィルムを製造する方法については従来公知の方法を用いることができる。この方法には熱イミド化法と化学イミド化法が挙げられ、どちらの方法を用いてフィルムを製造してもかまわないが、化学イミド化法によるイミド化の方が本発明に好適に用いられる諸特性を有したポリイミドフィルムを得やすい傾向にある。   A conventionally well-known method can be used about the method of manufacturing a polyimide film from these polyamic acid solutions. This method includes a thermal imidization method and a chemical imidization method, and either method may be used to produce a film, but the imidization by the chemical imidation method is more preferably used in the present invention. It tends to be easy to obtain a polyimide film having various characteristics.

また、本発明において特に好ましいポリイミドフィルムの製造工程は、
a) 有機溶剤中で芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を反応させてポリアミック酸溶液を得る工程、
b)上記ポリアミック酸溶液を含む製膜ドープを支持体上に流延する工程、
c)支持体上で加熱した後、支持体からゲルフィルムを引き剥がす工程、
d)更に加熱して、残ったアミック酸をイミド化し、かつ乾燥させる工程、
を含むことが好ましい。
In addition, the production process of the polyimide film particularly preferable in the present invention is as follows.
a) reacting an aromatic diamine with an aromatic tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent to obtain a polyamic acid solution;
b) casting a film-forming dope containing the polyamic acid solution on a support;
c) a step of peeling the gel film from the support after heating on the support;
d) further heating to imidize and dry the remaining amic acid,
It is preferable to contain.

上記工程において無水酢酸等の酸無水物に代表される脱水剤と、イソキノリン、β−ピコリン、ピリジン等の第三級アミン類等に代表されるイミド化触媒とを含む硬化剤を用いても良い。   In the above step, a curing agent containing a dehydrating agent typified by an acid anhydride such as acetic anhydride and an imidation catalyst typified by a tertiary amine such as isoquinoline, β-picoline or pyridine may be used. .

以下本発明の好ましい一形態、化学イミド法を一例にとり、ポリイミドフィルムの製造工程を説明する。ただし、本発明は以下の例により限定されるものではなく、製膜条件や加熱条件は、ポリアミド酸の種類、フィルムの厚さ等により、変動し得る。   In the following, a preferred embodiment of the present invention, the chemical imide method, is taken as an example to describe the process for producing a polyimide film. However, the present invention is not limited to the following examples, and the film forming conditions and heating conditions may vary depending on the type of polyamic acid, the thickness of the film, and the like.

例えば、脱水剤及びイミド化触媒を低温でポリアミド酸溶液中に混合して製膜ドープを得る。引き続いてこの製膜ドープをガラス板、アルミ箔、エンドレスステンレスベルト、ステンレスドラムなどの支持体上にフィルム状にキャストし、支持体上で80℃〜200℃、好ましくは100℃〜180℃の温度領域で加熱することで脱水剤及びイミド化触媒を活性化することによって部分的に硬化及び/または乾燥した後、支持体から剥離してポリアミック酸フィルム(以下、ゲルフィルムという)を得る。
ゲルフィルムは、ポリアミド酸からポリイミドへの硬化の中間段階にあり、自己支持性を有し、式(1)
(A−B)×100/B・・・・(1)
式(1)中
A,Bは以下のものを表す。
A:ゲルフィルムの重量
B:ゲルフィルムを450℃で20分間加熱した後の重量
から算出される揮発分含量は5〜500重量%の範囲、好ましくは5〜200重量%、より好ましくは5〜150重量%の範囲にある。この範囲のフィルムを用いることが好適であり、焼成過程でフィルム破断、乾燥ムラによるフィルムの色調ムラ、特性ばらつき等の不具合が起こることがある。
脱水剤の好ましい量は、ポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して、0.5〜5モル、好ましくは1.0〜4モルである。
また、イミド化触媒の好ましい量はポリアミド酸中のアミド酸ユニット1モルに対して、0.05〜3モル、好ましくは0.2〜2モルである。
脱水剤及びイミド化触媒が上記範囲を下回ると化学的イミド化が不十分で、焼成途中で破断したり、機械的強度が低下したりすることがある。また、これらの量が上記範囲を上回ると、イミド化の進行が早くなりすぎ、フィルム状にキャストすることが困難となることがあるため好ましくない。
For example, a film forming dope is obtained by mixing a dehydrating agent and an imidization catalyst in a polyamic acid solution at a low temperature. Subsequently, this film-forming dope is cast into a film on a support such as a glass plate, an aluminum foil, an endless stainless steel belt, or a stainless drum, and the temperature on the support is 80 ° C. to 200 ° C., preferably 100 ° C. to 180 ° C. After partially curing and / or drying by activating the dehydrating agent and imidization catalyst by heating in the region, the polyamic acid film (hereinafter referred to as gel film) is obtained by peeling from the support.
The gel film is in the intermediate stage of curing from polyamic acid to polyimide and has self-supporting properties,
(AB) × 100 / B (1)
In formula (1), A and B represent the following.
A: Weight of gel film B: The volatile content calculated from the weight after heating the gel film at 450 ° C. for 20 minutes is in the range of 5 to 500% by weight, preferably 5 to 200% by weight, more preferably 5 to 5%. It is in the range of 150% by weight. It is preferable to use a film in this range, and problems such as film breakage, uneven film color due to drying unevenness, and characteristic variations may occur during the baking process.
The preferable amount of the dehydrating agent is 0.5 to 5 mol, preferably 1.0 to 4 mol, relative to 1 mol of the amic acid unit in the polyamic acid.
Moreover, the preferable quantity of an imidation catalyst is 0.05-3 mol with respect to 1 mol of amic acid units in a polyamic acid, Preferably it is 0.2-2 mol.
If the dehydrating agent and the imidization catalyst are below the above ranges, chemical imidization may be insufficient, and may break during firing or mechanical strength may decrease. Moreover, when these amounts exceed the above range, the progress of imidization becomes too fast, and it may be difficult to cast into a film, which is not preferable.

前記ゲルフィルムの端部を固定して硬化時の収縮を回避して乾燥し、水、残留溶媒、残存転化剤及び触媒を除去し、そして残ったアミド酸を完全にイミド化して、本発明のポリイミドフィルムが得られる。   The end of the gel film is fixed to avoid shrinkage during curing, water, residual solvent, residual conversion agent and catalyst are removed, and the remaining amic acid is completely imidized to obtain the present invention. A polyimide film is obtained.

この時、最終的に400〜650℃の温度で5〜400秒加熱するのが好ましい。この温度より高い及び/または時間が長いと、フィルムの熱劣化が起こり問題が生じることがある。逆にこの温度より低い及び/または時間が短いと所定の効果が発現しないことがある。   At this time, it is preferable to finally heat at a temperature of 400 to 650 ° C. for 5 to 400 seconds. Above this temperature and / or for a long time, the film may suffer from thermal degradation and may cause problems. Conversely, if the temperature is lower than this temperature and / or the time is shorter, the predetermined effect may not be exhibited.

また、フィルム中に残留している内部応力を緩和させるためにフィルムを搬送するに必要最低限の張力下において加熱処理をすることもできる。この加熱処理はフィルム製造工程において行ってもよいし、また、別途この工程を設けても良い。加熱条件はフィルムの特性や用いる装置に応じて変動するため一概に決定することはできないが、一般的には200℃以上500℃以下、好ましくは250℃以上500℃以下、特に好ましくは300℃以上450℃以下の温度で、1〜300秒、好ましくは2〜250秒、特に好ましくは5〜200秒程度の熱処理により内部応力を緩和することができる。   Moreover, in order to relieve the internal stress remaining in the film, heat treatment can be performed under the minimum tension necessary for transporting the film. This heat treatment may be performed in the film manufacturing process, or may be provided separately. The heating conditions vary depending on the characteristics of the film and the apparatus used, and therefore cannot be determined in general. The internal stress can be relaxed by heat treatment at a temperature of 450 ° C. or lower for 1 to 300 seconds, preferably 2 to 250 seconds, particularly preferably 5 to 200 seconds.

また、ゲルフィルムの固定前後でフィルムを延伸することもできる。この時、このましい揮発分含有量は100〜500重量%、好ましくは150〜500重量%である。揮発分含有量がこの範囲を下回ると延伸しにくくなる傾向にあり、この範囲を上回るとフィルムの自己支持性が悪く、延伸操作そのものが困難になる傾向にある。   Further, the film can be stretched before and after fixing the gel film. At this time, the preferable volatile content is 100 to 500% by weight, preferably 150 to 500% by weight. If the volatile content is below this range, stretching tends to be difficult, and if it exceeds this range, the self-supporting property of the film is poor and the stretching operation itself tends to be difficult.

延伸は、差動ロールを用いる方法、テンターの固定間隔を広げていく方法等公知のいかなる方法を用いてもよい。   For stretching, any known method such as a method using a differential roll or a method of widening the fixing interval of the tenter may be used.

またさらに本発明のポリイミドフィルムの平均複屈折率は、0.14以下、好ましくは0.13以下である。本発明においてポリイミドフィルムの平均複屈折率を制御する方法としてはいかなる方法を用いてもよいが、例えば以下のような方法により複屈折率を制御することが可能である。
1)用いるモノマーの配合比を種々変更する(パラフェニレンジジアミンを多く2,2-ビス(アミノフェノキシフェニル)プロパンを少なく)すると大きくなり、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を増やすと小さくなる傾向にある)
2)重合時にモノマーの添加順序を変更する(パラフェニレンジアミンとピロメリット酸二無水物が選択的に反応するような添加順序を選ぶと大きくなり、2,2-ビス(アミノフェノキシフェニル)プロパンと3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が選択的に反応するような添加順序を選ぶと小さくなる傾向にある)
3)製膜条件を変更する(揮発分含有量を低くし、加熱工程の第一段階目の温度を低く設定すると小さくなる傾向にある)
4)脱水剤、イミド化触媒の量を種々変更する(脱水剤及び/又はイミド化触媒の量を少なくすると小さくなる傾向にある)
5)製膜時に延伸操作を行う(延伸倍率を大きくすると大きくなり、逆に収縮するような操作をすると小さくなる傾向にある)
6)上記の方法を適宜組み合わせる
ポリイミド前駆体(以下ポリアミド酸という)を合成するための好ましい溶媒は、ポリアミド酸を溶解する溶媒であればいかなるものも用いることができるが、アミド系溶媒すなわちN,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどであり、N,N−ジメチルフォルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが特に好ましく用い得る。
Furthermore, the average birefringence of the polyimide film of the present invention is 0.14 or less, preferably 0.13 or less. In the present invention, any method may be used as a method for controlling the average birefringence of the polyimide film. For example, the birefringence can be controlled by the following method.
1) Increased by changing the mixing ratio of the monomers used (more paraphenylenedidiamine and less 2,2-bis (aminophenoxyphenyl) propane) 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid (Increased dianhydride tends to decrease)
2) Change the order of monomer addition during polymerization (selecting the order of addition such that paraphenylenediamine and pyromellitic dianhydride react selectively increases the amount of 2,2-bis (aminophenoxyphenyl) propane and (It tends to be smaller when the order of addition is selected so that 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride reacts selectively)
3) Change the film forming conditions (they tend to decrease when the volatile content is lowered and the temperature of the first stage of the heating process is set low)
4) Various amounts of dehydrating agent and imidation catalyst are changed (they tend to decrease if the amount of dehydrating agent and / or imidization catalyst is reduced).
5) Stretching operation during film formation (increases when the stretching ratio is increased, and conversely tends to decrease when the operation is contracted)
6) As a preferred solvent for synthesizing a polyimide precursor (hereinafter referred to as polyamic acid) appropriately combining the above methods, any solvent that dissolves polyamic acid can be used. N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like, and N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide can be particularly preferably used.

また、摺動性、熱伝導性、導電性、耐コロナ性、ループスティフネス等のフィルムの諸特性を改善する目的でフィラーを添加することもできる。フィラーとしてはいかなるものを用いても良いが、好ましい例としてはシリカ、酸化チタン、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、リン酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、雲母などが挙げられる。   In addition, a filler can be added for the purpose of improving various film properties such as slidability, thermal conductivity, conductivity, corona resistance, and loop stiffness. Any filler may be used, but preferred examples include silica, titanium oxide, alumina, silicon nitride, boron nitride, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, mica and the like.

フィラーの粒子径は改質すべきフィルム特性と添加するフィラーの種類によって決定されるため、特に限定されるものではないが、一般的には平均粒径が0.05〜100μm、好ましくは0.1〜75μm、更に好ましくは0.1〜50μm、特に好ましくは0.1〜25μmである。粒子径がこの範囲を下回ると改質効果が現れにくくなり、この範囲を上回ると表面性を大きく損なったり、機械的特性が大きく低下したりする可能性がある。また、フィラーの添加部数についても改質すべきフィルム特性やフィラー粒子径などにより決定されるため特に限定されるものではない。一般的にフィラーの添加量はポリイミド100重量部に対して0.01〜100重量部、好ましくは0.01〜90重量部、更に好ましくは0.02〜80重量部である。フィラー添加量がこの範囲を下回るとフィラーによる改質効果が現れにくく、この範囲を上回るとフィルムの機械的特性が大きく損なわれる可能性がある。フィラーの添加は、
1.重合前または途中に重合反応液に添加する方法
2.重合完了後、3本ロールなどを用いてフィラーを混錬する方法
3.フィラーを含む分散液を用意し、これをポリアミド酸有機溶媒溶液に混合する方法
などいかなる方法を用いてもよいが、フィラーを含む分散液をポリアミド酸溶液に混合する方法、特に製膜直前に混合する方法が製造ラインのフィラーによる汚染が最も少なくすむため、好ましい。フィラーを含む分散液を用意する場合、ポリアミド酸の重合溶媒と同じ溶媒を用いるのが好ましい。また、フィラーを良好に分散させ、また分散状態を安定化させるために分散剤、増粘剤等をフィルム物性に影響を及ぼさない範囲内で用いることもできる。
The particle size of the filler is not particularly limited because it is determined by the film characteristics to be modified and the kind of filler to be added, but generally the average particle size is 0.05 to 100 μm, preferably 0.1. It is -75 micrometers, More preferably, it is 0.1-50 micrometers, Most preferably, it is 0.1-25 micrometers. If the particle size is below this range, the modification effect is less likely to appear. If the particle size is above this range, the surface properties may be greatly impaired or the mechanical properties may be greatly deteriorated. Further, the number of added parts of the filler is not particularly limited because it is determined by the film properties to be modified, the filler particle diameter, and the like. Generally, the addition amount of the filler is 0.01 to 100 parts by weight, preferably 0.01 to 90 parts by weight, and more preferably 0.02 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide. If the amount of filler added is less than this range, the effect of modification by the filler hardly appears, and if it exceeds this range, the mechanical properties of the film may be greatly impaired. Addition of filler
1. 1. A method of adding to a polymerization reaction solution before or during polymerization 2. A method of kneading fillers using three rolls after the completion of polymerization. Any method such as preparing a dispersion containing filler and mixing it with a polyamic acid organic solvent solution may be used, but a method of mixing a dispersion containing filler with a polyamic acid solution, particularly immediately before film formation. This method is preferable because the contamination by the filler in the production line is minimized. When preparing a dispersion containing a filler, it is preferable to use the same solvent as the polymerization solvent for the polyamic acid. Further, in order to disperse the filler satisfactorily and stabilize the dispersion state, a dispersant, a thickener and the like can be used within a range not affecting the film physical properties.

以上のようにして得られた本発明のポリイミドフィルムは、例えば接着剤を介して金属箔を積層した場合の常態における密着性に優れるだけでなく、PCT試験後の密着性も優れたものとなっている。特に、ポリイミド系接着材との密着性を良好なものとすることができるが、本発明のポリイミドフィルムは、ポリイミド系接着剤以外の接着剤も使用することができ、また、金属を直接設けて用いてもよい。   The polyimide film of the present invention obtained as described above has not only excellent adhesion in a normal state when a metal foil is laminated through an adhesive, for example, but also excellent adhesion after a PCT test. ing. In particular, the adhesiveness with the polyimide-based adhesive can be improved, but the polyimide film of the present invention can also use an adhesive other than the polyimide-based adhesive, and can be directly provided with a metal. It may be used.

また、本発明には、以下の態様も含まれ得る。   The present invention may also include the following aspects.

(1)ジアミン成分として2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパンおよびパラフェニレンジアミン、酸二無水物成分として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必須成分として含むポリイミドフィルムであって、弾性率が5〜10GPa、100〜200℃における平均線膨張係数が5〜15ppm、平均複屈折率が0.14未満であることを特徴とするポリイミドフィルム。   (1) 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane and paraphenylenediamine as diamine components, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride as acid dianhydride components A polyimide film characterized by having an elastic modulus of 5 to 10 GPa, an average coefficient of linear expansion at 100 to 200 ° C. of 5 to 15 ppm, and an average birefringence of less than 0.14. .

(2)また本発明は、平均複屈折率が0.13未満であることを特徴とする前記ポリイミドフィルム。   (2) The polyimide film according to the invention is characterized in that an average birefringence is less than 0.13.

(3)またさらに本発明はジアミン成分としてオキシジアニリンを含むことを特徴とする前記ポリイミドフィルム。   (3) Still further, the present invention is characterized in that the polyimide film contains oxydianiline as a diamine component.

(4)さらに本発明はジアミン成分を基準として10〜50mol%の2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン、30〜60mol%のパラフェニレンジアミン、10〜30mol%のオキシジアニリンを用いることを特徴とする前記ポリイミドフィルム。   (4) Further, the present invention is characterized by using 10 to 50 mol% 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane, 30 to 60 mol% paraphenylenediamine and 10 to 30 mol% oxydianiline based on the diamine component. The polyimide film.

(5)さらに本発明はオキシジアニリンが4,4’−オキシジアニリンであることを特徴とする前記ポリイミドフィルム。   (5) The polyimide film according to the invention, wherein the oxydianiline is 4,4'-oxydianiline.

(6)さらに本発明は酸二無水物成分を基準として60〜95mol%のピロメリット酸二無水物、5〜40mol%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ることを特徴とする前記ポリイミドフィルム。   (6) The present invention further comprises 60 to 95 mol% of pyromellitic dianhydride and 5 to 40 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride based on the acid dianhydride component. The polyimide film characterized by being used.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples.

なお、合成例、実施例及び比較例における平均複屈折率、弾性率、線膨張係数、接着性評価法は次の通りである。
(平均複屈折率)
2×2cmに切り出したフィルム片をクロスニコル下で偏光顕微鏡(日本光学社製OPTIPHOT・POL)により消光角を決定し、直行する2方向の複屈折率の平均値(すなわち複屈折率の最大値と最小値の平均値)として求めた。なお、本発明で言う複屈折率とは膜面内の方向の屈折率と厚み方向の屈折率の差である。
The average birefringence, elastic modulus, linear expansion coefficient, and adhesion evaluation method in the synthesis examples, examples, and comparative examples are as follows.
(Average birefringence)
An extinction angle is determined with a polarizing microscope (OPTOPHOT / POL, manufactured by Nihon Kogyo Co., Ltd.) under a crossed Nicol film piece cut into 2 × 2 cm, and the average value of birefringence in two orthogonal directions (that is, the maximum value of the birefringence) And the average value of the minimum values). The birefringence referred to in the present invention is the difference between the refractive index in the film plane direction and the refractive index in the thickness direction.

複屈折率の測定は偏光板付接眼鏡を備えた屈折計(株式会社アタゴ製、4T型)を用いてNaランプを光源として測定した。
(接着性評価)
前処理としてポリイミドフィルムをコロナ密度200W・min/m2で表面処理した。
The birefringence was measured using a refractometer (manufactured by Atago Co., Ltd., 4T type) equipped with an eyepiece with a polarizing plate and using a Na lamp as a light source.
(Adhesion evaluation)
As a pretreatment, the polyimide film was surface-treated at a corona density of 200 W · min / m 2.

参考例1で得られたポリアミド酸溶液を固形分濃度10重量%になるまでDMFで希釈した後、表面処理したポリイミドフィルムの両面に、熱可塑性ポリイミド層(接着層)の最終片面厚みが4μmとなるようにポリアミド酸を塗布した後、140℃で1分間加熱を行った。続いて、雰囲気温度390℃の遠赤外線ヒーター炉の中を20秒間通して加熱イミド化を行って、耐熱性接着フィルムを得た。得られた接着フィルムの両側に18μm圧延銅箔(BHY−22B−T,ジャパンエナジー社製)を、さらに銅箔の両側に保護材料(アピカル125NPI;鐘淵化学工業株式会社製)を用いて、ラミネート温度360℃、ラミネート圧力196N/cm(20kgf/cm)、ラミネート速度1.5m/分の条件で熱ラミネートを行い、FCCLを作製した。このFCCLからJIS C6471の「6.5 引きはがし強さ」に従って、サンプルを作製し、5mm幅の金属箔部分を、180度の剥離角度、50mm/分の条件で剥離し、その荷重を測定した。
プレッシャークッカーテスト(PCT)は121℃ 100%RHで96時間処理した後の接着強度を測定した。
(弾性率)
弾性率の測定はASTM D882に準じて行った。
(線膨張係数)
50〜200℃の線膨張係数の測定は、セイコー電子(株)社製TMA120Cを用いて(サンプルサイズ 幅3mm、長さ10mm)、荷重3gで10℃/minで10℃〜400℃まで一旦昇温させた後、10℃まで冷却し、さらに10℃/minで昇温させて、2回目の昇温時の50℃及び200℃における熱膨張率から平均値として計算した。
(可塑性の判定)
可塑性の判定は、得られたフィルム20×20cmを正方形のSUS製枠(外径20×20cm、内径18×18cm)に固定し、450℃3分間熱処理して判定し、形態を保持しているものを非熱可塑性、シワが入ったり、のびたりしたものを熱可塑性とした。
(参考例1;熱可塑性ポリイミド前駆体の合成)
容量2000mlのガラス製フラスコにDMFを780g、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン(BAPP)を115.6g加え、窒素雰囲気下で攪拌しながら、3,3’4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)を78.7g徐々に添加した。続いて、エチレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(TMEG)を3.8g添加し、氷浴下で30分間撹拌した。2.0gのTMEGを20gのDMFに溶解させた溶液を別途調製し、これを上記反応溶液に、粘度に注意しながら徐々に添加、撹拌を行った。粘度が3000poiseに達したところで添加、撹拌をやめ、ポリアミド酸溶液を得た。
このポリアミド酸溶液を25μmPETフィルム(セラピールHP,東洋メタライジング社製)上に最終厚みが20μmとなるように流延し、120℃で5分間乾燥を行った。乾燥後の自己支持性フィルムをPETから剥離した後、金属製のピン枠に固定し、150℃で5分間、200℃で5分間、250℃で5分間、350℃で5分間乾燥を行い、単層シートを得た。この熱可塑性ポリイミドのガラス転移温度は240℃であった。
After diluting the polyamic acid solution obtained in Reference Example 1 with DMF to a solid content concentration of 10% by weight, the final single-sided thickness of the thermoplastic polyimide layer (adhesive layer) is 4 μm on both sides of the surface-treated polyimide film. After applying the polyamic acid, heating was performed at 140 ° C. for 1 minute. Subsequently, heat imidization was performed by passing through a far infrared heater furnace having an atmospheric temperature of 390 ° C. for 20 seconds to obtain a heat resistant adhesive film. By using 18 μm rolled copper foil (BHY-22B-T, manufactured by Japan Energy Co., Ltd.) on both sides of the obtained adhesive film, and further using a protective material (Apical 125 NPI; manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd.) on both sides of the copper foil, FCCL was manufactured by performing thermal lamination under conditions of a lamination temperature of 360 ° C., a lamination pressure of 196 N / cm (20 kgf / cm), and a lamination speed of 1.5 m / min. From this FCCL, a sample was prepared according to “6.5 peel strength” of JIS C6471, and a 5 mm wide metal foil part was peeled off at a peeling angle of 180 degrees and 50 mm / min, and the load was measured. .
The pressure cooker test (PCT) measured the adhesive strength after treating at 121 ° C. and 100% RH for 96 hours.
(Elastic modulus)
The elastic modulus was measured according to ASTM D882.
(Linear expansion coefficient)
The linear expansion coefficient at 50 to 200 ° C. was measured by using TMA120C manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd. (sample size: 3 mm width, 10 mm length), and the temperature was temporarily increased from 10 ° C. to 400 ° C. at a load of 3 g at 10 ° C./min. After heating, the temperature was cooled to 10 ° C., the temperature was further increased at 10 ° C./min, and the average value was calculated from the thermal expansion coefficients at 50 ° C. and 200 ° C. during the second temperature increase.
(Judgment of plasticity)
The plasticity is determined by fixing the obtained film 20 × 20 cm to a square SUS frame (outer diameter 20 × 20 cm, inner diameter 18 × 18 cm), heat-treating at 450 ° C. for 3 minutes, and maintaining the form. Things were non-thermoplastic, and wrinkled or stretched were made thermoplastic.
(Reference Example 1: Synthesis of thermoplastic polyimide precursor)
780 g of DMF and 115.6 g of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP) were added to a glass flask having a capacity of 2000 ml, and 3,3′4 while stirring under a nitrogen atmosphere. , 4′-Biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) was gradually added. Subsequently, 3.8 g of ethylenebis (trimellitic acid monoester acid anhydride) (TMEG) was added and stirred for 30 minutes in an ice bath. A solution in which 2.0 g of TMEG was dissolved in 20 g of DMF was separately prepared, and this was gradually added to the reaction solution while being careful of the viscosity and stirred. When the viscosity reached 3000 poise, addition and stirring were stopped to obtain a polyamic acid solution.
This polyamic acid solution was cast on a 25 μm PET film (Therapy HP, manufactured by Toyo Metallizing Co., Ltd.) so as to have a final thickness of 20 μm, and dried at 120 ° C. for 5 minutes. After peeling off the dried self-supporting film from PET, it is fixed to a metal pin frame and dried at 150 ° C. for 5 minutes, 200 ° C. for 5 minutes, 250 ° C. for 5 minutes, 350 ° C. for 5 minutes, A single layer sheet was obtained. The glass transition temperature of this thermoplastic polyimide was 240 ° C.

(実施例1、2)
10℃に冷却したN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(BAPP)および4,4’−オキシジアニリン(4,4’ODA)を溶解した。ここに3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)を添加して溶解させた後、ピロメリット酸二無水物(PMDA)を添加して30分攪拌し、プレポリマーを形成した。各モノマーの配合比は表1に示すとおりである。
この溶液にp−フェニレンジアミン(p−PDA)を溶解した後、PMDAを添加し1時間撹拌して溶解させた。さらにこの溶液に別途調製してあったPMDAのDMF溶液(PMDA1.85g/DMF24.6g)を注意深く添加し、粘度が3000ポイズ程度に達したところで添加を止めた。1時間撹拌を行って固形分濃度約19重量%、23℃での回転粘度が3400ポイズのポリアミド酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液100gに、無水酢酸/イソキノリン/DMF(重量比18.90/7.17/18.93)からなる硬化剤を50g添加して0℃以下の温度で攪拌・脱泡し、コンマコーターを用いてアルミ箔上に流延塗布した。この樹脂膜を130℃×100秒で加熱した後アルミ箔から自己支持性のゲル膜を引き剥がして(揮発分含量45重量%)金属枠に固定し、300℃×20秒、450℃×20秒、500℃×20秒で乾燥・イミド化させて厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。得られたフィルム特性および接着特性を表1に示す。
(Examples 1 and 2)
2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane (BAPP) and 4,4′-oxydianiline (4,4′ODA) were dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) cooled to 10 ° C. . After 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) was added and dissolved therein, pyromellitic dianhydride (PMDA) was added and stirred for 30 minutes. A polymer was formed. The mixing ratio of each monomer is as shown in Table 1.
After p-phenylenediamine (p-PDA) was dissolved in this solution, PMDA was added and stirred for 1 hour to dissolve. Further, a DMF solution of PMDA (PMDA 1.85 g / DMF 24.6 g) prepared separately was carefully added to this solution, and the addition was stopped when the viscosity reached about 3000 poise. Stirring was performed for 1 hour to obtain a polyamic acid solution having a solid content of about 19% by weight and a rotational viscosity at 23 ° C. of 3400 poise.
To 100 g of this polyamic acid solution, 50 g of a curing agent composed of acetic anhydride / isoquinoline / DMF (weight ratio 18.90 / 7.17 / 18.93) was added, and the mixture was stirred and degassed at a temperature of 0 ° C. or less. Using a coater, it was cast on aluminum foil. This resin film is heated at 130 ° C. for 100 seconds, and then the self-supporting gel film is peeled off from the aluminum foil (volatile content 45% by weight) and fixed on a metal frame, 300 ° C. × 20 seconds, 450 ° C. × 20 Second and 500 ° C. × 20 seconds to dry and imidize to obtain a polyimide film having a thickness of 18 μm. The obtained film properties and adhesive properties are shown in Table 1.

(比較例1)
10℃に冷却したDMFにp−PDAを溶解した後PMDAを添加して1時間攪拌、溶解した。ここにBAPPを添加・溶解した後PMDAを添加して固形分濃度が約19重量%のポリアミド酸溶液を得た。この溶液を用いて実施例1と同様にして厚み18μmのポリイミドフィルムを得た。得られたフィルム特性および接着特性を表1に示す。
(Comparative Example 1)
After p-PDA was dissolved in DMF cooled to 10 ° C., PMDA was added and stirred for 1 hour to dissolve. BAPP was added and dissolved therein, and then PMDA was added to obtain a polyamic acid solution having a solid content concentration of about 19% by weight. Using this solution, a polyimide film having a thickness of 18 μm was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained film properties and adhesive properties are shown in Table 1.

(比較例2)
特開2000−119521号公報の実施例1にしたがってフィルムを作成、評価した。
すなわち、500ccのガラス製フラスコに、DMAc150mlを入れた後、p−PDAを溶解させ、続いてBAPP、BPDA及びPMDAを順次添加し、室温で約1時間攪拌した。引き続きジアミン成分に対して0.5モル%の無水フタル酸を添加し更に約1時間攪拌してモル比がp−PDA/BAPP/BPDA/PMDA=70/30/30/70のポリアミド酸濃度20重量%の溶液を得た。この共重合ポリアミド酸溶液60gを、25.4mlのDMAc、7.2mlの無水酢酸及び7.2mlのβ−ピコリンを添加して0℃以下の温度で攪拌・脱泡し、コンマコーターを用いてガラス板上に流延塗布した。このガラス板を150℃に加熱したホットプレート上で約4分間加熱して、自己支持性のゲル膜を形成し、これをガラス板から剥離した。このゲル膜(揮発分含量30重量%)を金属枠に固定し、250℃から330℃に昇温しながら30分間、その後400℃で約5分間加熱し、厚さ約25μmのポリイミドフィルムを得た。得られたフィルム特性および接着特性を表1に示す。
(Comparative Example 2)
A film was prepared and evaluated according to Example 1 of JP-A-2000-119521.
That is, after putting 150 ml of DMAc into a 500 cc glass flask, p-PDA was dissolved, then BAPP, BPDA and PMDA were sequentially added and stirred at room temperature for about 1 hour. Subsequently, 0.5 mol% of phthalic anhydride with respect to the diamine component was added and stirred for about 1 hour, and the polyamic acid concentration of p-PDA / BAPP / BPDA / PMDA = 70/30/30/70 was 20 A weight percent solution was obtained. 60 g of this copolymerized polyamic acid solution was added with 25.4 ml of DMAc, 7.2 ml of acetic anhydride and 7.2 ml of β-picoline, stirred and degassed at a temperature of 0 ° C. or lower, and then using a comma coater. It was cast on a glass plate. The glass plate was heated on a hot plate heated to 150 ° C. for about 4 minutes to form a self-supporting gel film, which was peeled from the glass plate. This gel film (volatile content 30% by weight) is fixed to a metal frame and heated for 30 minutes while raising the temperature from 250 ° C. to 330 ° C., and then heated at 400 ° C. for about 5 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of about 25 μm. It was. The obtained film properties and adhesive properties are shown in Table 1.

(比較例3)
特開2000−119521号公報の実施例2にしたがってフィルムを作成、評価した。
すなわち、500ccのガラス製フラスコに、DMAc150mlを入れた後、p−PDAを溶解させ、続いてPMDAを添加し、室温で約1時間攪拌した。この溶液にBAPPを添加して完全に溶解させた後、さらにBPDAを添加し、室温で約1時間攪拌した。引き続きジアミン成分に対して0.25モル%の無水酢酸を添加し更に約1時間攪拌して、モル比がp−PDA/BAPP/BPDA/PMDA=50/50/50/50のポリアミド酸濃度20重量%の溶液を得た。この溶液を用いて比較例3と同様にして厚さ約25μmのポリイミドフィルムを得た。得られたフィルム特性を表1に示す。
(Comparative Example 3)
A film was prepared and evaluated according to Example 2 of JP-A-2000-119521.
That is, after putting 150 ml of DMAc into a 500 cc glass flask, p-PDA was dissolved, then PMDA was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 1 hour. After BAPP was added to this solution and completely dissolved, BPDA was further added and stirred at room temperature for about 1 hour. Subsequently, 0.25 mol% acetic anhydride with respect to the diamine component was added, and the mixture was further stirred for about 1 hour, and the polyamic acid concentration of p-PDA / BAPP / BPDA / PMDA = 50/50/50/50 was 20 A weight percent solution was obtained. Using this solution, a polyimide film having a thickness of about 25 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 3. The obtained film characteristics are shown in Table 1.

Figure 0005261563
Figure 0005261563

Claims (6)

2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパンおよびパラフェニレンジアミンを必須成分とするジアミン、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必須成分とする酸二無水物成分を原料とする非熱可塑性ポリイミドフィルムであって、かつ平均複屈折率が0.14未満であるポリイミドフィルムの製造方法であって、
前記2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパンと3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とを選択的に反応させる工程を有し、
ジアミン成分としてオキシジアニリン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。
Acids containing 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane and paraphenylenediamine as essential components, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride as essential components A non-thermoplastic polyimide film using a dianhydride component as a raw material, and a method for producing a polyimide film having an average birefringence of less than 0.14,
Have a step of selectively reacting the 2,2-bis aminophenoxy phenyl propane and 3,3 ', 4,4'-biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride,
A method for producing a polyimide film comprising oxydianiline as a diamine component .
弾性率が5〜10GPa、100〜200℃における平均線膨張係数が5〜15ppmとなっていることを特徴とする請求項1記載のポリイミドフィルムの製造方法。   The method for producing a polyimide film according to claim 1, wherein an elastic modulus is 5 to 10 GPa and an average linear expansion coefficient at 100 to 200 ° C. is 5 to 15 ppm. 平均複屈折率が0.13未満であることを特徴とする請求項1または2記載のポリイミドフィルムの製造方法。   The method for producing a polyimide film according to claim 1 or 2, wherein the average birefringence is less than 0.13. ジアミン成分を基準として10〜50mol%の2,2−ビスアミノフェノキシフェニルプロパン、30〜60mol%のパラフェニレンジアミン、10〜30mol%のオキシジアニリンを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。   The use of 10 to 50 mol% 2,2-bisaminophenoxyphenylpropane, 30 to 60 mol% paraphenylenediamine, and 10 to 30 mol% oxydianiline based on the diamine component The manufacturing method of the polyimide film of any one of Claims 1. オキシジアニリンが4,4’−オキシジアニリンであることを特徴とする請求項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。 The method for producing a polyimide film according to claim 1 , wherein the oxydianiline is 4,4'-oxydianiline. 酸二無水物成分を基準として60〜95mol%のピロメリット酸二無水物、5〜40mol%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ることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のポリイミドフィルムの製造方法。 60 to 95 mol% of pyromellitic dianhydride and 5 to 40 mol% of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride are used based on the acid dianhydride component. the process for producing a polyimide film as described in any one of clauses 1-5.
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