JP5563519B2 - Method for producing polyimide film - Google Patents

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本発明は、ポリイミドフィルムの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、銅張り版作成時に使用される接着材に対する接着性にすぐれたポリイミドフィルムの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a polyimide film . More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyimide film excellent in adhesiveness to an adhesive used when a copper-clad plate is produced .

4,4’−ジアミノジフェニルエーテルに代表される芳香族ジアミンと、ピロメリット酸二無水物に代表される芳香族テトラカルボン酸二無水物とを有機溶媒中で重合反応させてポリアミド酸重合体溶液を得た後、該ポリアミド酸重合液をフィルム状に形成し、これを熱的及び/又は化学的に脱水閉環、すなわちイミド化させることにより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るため、電線の電気絶縁材料、断熱材、フレキシビルプリント基板(以下、FPCと略するときがある)のベースフィルム、ICのテープオートメイティッドボンディング(以下、TABと略するときがある)用のキャリアテープフィルム、およびICのリードフレーム固定用テープなどに広く利用されている。   A polyamic acid polymer solution is obtained by polymerizing an aromatic diamine typified by 4,4′-diaminodiphenyl ether and an aromatic tetracarboxylic dianhydride typified by pyromellitic dianhydride in an organic solvent. After being obtained, the polyamic acid polymerization liquid is formed into a film, and this is thermally and / or chemically dehydrated and closed, that is, imidized to obtain a polyimide film having heat resistance, insulation, and mechanical properties. In order to be superior to the above, electric insulation material for wires, heat insulation, base film for flexible building printed circuit board (hereinafter sometimes abbreviated as FPC), IC tape automated bonding (hereinafter sometimes abbreviated as TAB) It is widely used for carrier tape films and lead frame fixing tapes for ICs.

特に、FPC、TAB用キャリアーテープおよびリード固定用テープなどの用途においては、通常、種々の接着剤を介してポリイミドフィルムと銅箔とが接着されて用いられるが、この場合には、ポリイミドフィルムが種々の接着剤に対して良好な接着性を示すことが要求される。ところが、ポリイミドフィルム表面は元来撥水性が高く、接着剤との被着性が不良である。接着剤との被着性が不良であると、ポリイミドフィルムと他材料を接着して使用する場合に接着不良を起こし、製品の信頼性が低下することとなる。したがって、ポリイミドフィルムの接着剤との被着性を改善し、その接着性を向上させる必要があり、 このための方法としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、あるいはケミカルエッチング処理、サンドブラスト処理など種々の技術を用いることによる表面改質の検討が従来からなされてきた。   In particular, in applications such as FPC, TAB carrier tapes and lead fixing tapes, a polyimide film and a copper foil are usually bonded via various adhesives. It is required to show good adhesion to various adhesives. However, the polyimide film surface is inherently highly water-repellent and has poor adhesion to the adhesive. If the adherence with the adhesive is poor, adhesion failure occurs when the polyimide film and another material are used together, and the reliability of the product is lowered. Therefore, it is necessary to improve the adhesion of the polyimide film with the adhesive, and to improve the adhesion. As a method for this, various methods such as corona discharge treatment, plasma treatment, chemical etching treatment, and sand blast treatment are available. Conventionally, surface modification by using a technique has been studied.

たとえば、芳香族ポリイミドフィルムを低温プラズマで処理することにより改質する技術(例えば、特許文献1及び2参照)や、1段階目の低温プラズマ処理でWBL層を取り除き、2段階目の低温プラズマ処理で接着性を上げる処理を行う方法(例えば、特許文献3参照)が提案されている。   For example, a technique for modifying an aromatic polyimide film by treating it with low-temperature plasma (see, for example, Patent Documents 1 and 2), or removing the WBL layer by the first-stage low-temperature plasma treatment, and the second-stage low-temperature plasma treatment. A method (for example, see Patent Document 3) for performing a process for increasing the adhesiveness is proposed.

一方、該芳香族ポリイミドフィルムに対するサンドブラスト処理技術が開発され、従来から広く使用されているが、これに関連する従来技術としては、フィルム表面を機械的にふき取る方法(例えば、特許文献4参照)およびコロナ放電処理による方法(例えば、特許文献5参照)が提案されている。さらには、フィルムに擦過処理を行うことで、フィルム表面に凹凸をつけてフィルムの接着力を上げる方法(例えば、特許文献6参照)、及び常圧でのプラズマ処理による表面改質方法(例えば、特許文献7参照)が提案されている。   On the other hand, a sandblasting technique for the aromatic polyimide film has been developed and widely used. Conventional techniques related to this include a method of mechanically wiping the film surface (for example, see Patent Document 4) and A method using corona discharge treatment (see, for example, Patent Document 5) has been proposed. Furthermore, by rubbing the film, the film surface is made uneven to increase the adhesion of the film (for example, see Patent Document 6), and the surface modification method by plasma treatment at normal pressure (for example, Patent Document 7) has been proposed.

しかしながら、これらの方法には次のような問題点がある。   However, these methods have the following problems.

サンドブラスト処理は、比較的安価に処理できるために広く行われているが、この方法の場合、処理フィルムの表面や表層中に砂が残るため、処理後洗浄処理が必要であり、その際にどの程度洗浄すればよいかを明確に規定できず、生産工程で品質管理が極めて困難であるなどの問題がある。また、サンドブラスト処理は接着性のバラツキをなくし、芳香族ポリイミドのもつ本来の接着力を回復させる点では効果があるが、接着力そのものの向上にはそれ程効果がないという問題がある。さらに、この方法は、砂を強い力で噴きつけるため、砂がフィルムにつきささり、薄いフィルムでは砂が貫通してピンホールを生じたり、あるいはサンドブラスト処理のために表層が削られたりするため、フィルムの強度が低下するなどの問題がある。なかでも、特許文献4に記載の方法は実用的であるが、改質効果がかなり低く、たかだかサンドブラスト並であるうえ、ふき取る際に静電気などによるごみの付着、つまり再汚染が懸念され、生産工程での品質管理が難しいという欠点がある。   Sandblasting is widely performed because it can be processed at a relatively low cost. In this method, sand remains on the surface and surface layer of the treated film, and therefore, after treatment, cleaning treatment is necessary. There is a problem that it is not possible to clearly define whether or not the cleaning should be performed to some extent, and quality control is extremely difficult in the production process. Further, the sandblasting treatment is effective in eliminating adhesive variation and restoring the original adhesive strength of the aromatic polyimide, but there is a problem that the improvement in the adhesive strength itself is not so effective. Furthermore, since this method blasts sand with a strong force, the sand hits the film, and in the case of a thin film, the sand penetrates to form a pinhole, or the surface layer is shaved for sand blasting. There are problems such as a decrease in strength. Among them, the method described in Patent Document 4 is practical, but the reforming effect is considerably low, and it is at the same level as sandblasting. In addition, there is a concern about dust adhesion due to static electricity when wiping, that is, recontamination, and the production process. There is a disadvantage that quality control is difficult.

また、ポリイミドフィルムに擦過処理行う方法は、フィルムにキズをつけてしまうことから、高度にファインピッチ化された昨今のFPCなどでは、キズそのものが配線不良の起因となるために処理方法として採用することが問題となるときがある。特許文献5による方法は、20〜300W/m2/分の放電密度でコロナ放電する方法であり、この方法では十分な改質効果があげられないという問題がある。   In addition, since the method of rubbing the polyimide film scratches the film, it is adopted as a treatment method in recent FPCs and the like with a high fine pitch because the scratch itself causes wiring defects. Sometimes it becomes a problem. The method according to Patent Document 5 is a method in which corona discharge is performed at a discharge density of 20 to 300 W / m 2 / min, and this method has a problem that a sufficient reforming effect cannot be achieved.

これに対して、低温プラズマ処理による方法は、低圧力下で発生する放電によって処理するものであり、この方法は、容易に安定した放電であるグロー放電が形成されるため、安定した品質の表面改質がなされる利点がある。しかしながら、この低温プラズマ処理による方法は、低圧力雰囲気域を形成する必要上がるため、真空容器および大きな排気設備を必要とし、著しくコスト高になるうえ、所定の圧力雰囲気の調節あるいは条件変更などに長時間を要するなどの問題があるために処理費用がかさむなどの難点がある。また、常圧を含むプラズマ処理は、フィルムの表層にのみ影響を与えていることから、ポリイミドフィルムの接着力が十分に発現しないときがあるという問題があった。   On the other hand, the method using the low temperature plasma treatment is performed by a discharge generated under a low pressure, and this method easily forms a glow discharge, which is a stable discharge. There is an advantage that modification is made. However, this low temperature plasma processing method requires the formation of a low-pressure atmosphere region, which necessitates a vacuum vessel and a large exhaust facility, which increases the cost significantly and is long for adjusting a predetermined pressure atmosphere or changing conditions. There is a problem that processing costs increase due to problems such as time. In addition, since the plasma treatment including normal pressure affects only the surface layer of the film, there is a problem that the adhesive force of the polyimide film may not be sufficiently developed.

特開昭61−141532号公報JP 61-141532 A 特開昭61−229388号公報JP 61-229388 A 特開平8−3338号公報JP-A-8-3338 特開昭62−184842号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-184842 特開昭62−162542号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-162542 特開2008−56756号公報JP 2008-56756 A 特開平1−138242号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-138242

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。したがって、本発明の目的は、接着性、特に銅張り版作成時に使用される接着材に対する接着性が向上したポリイミドフィルムの製造方法を提供することである。 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. Therefore, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the polyimide film which improved adhesiveness, especially the adhesiveness with respect to the adhesive material used at the time of copper-clad printing.

上記の目的を達成するため本発明によれば、ポリイミドフィルムに対して、ドラム状電極の比誘電率を25以下とし、酸素濃度を500ppm以下の条件で放電処理を行い、放電状態が沿面放電となっており、その沿面放電長さが3cm以上となるように放電処理を行うことにより、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.30以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.25以上であるポリイミドフィルムを製造することを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a polyimide film is subjected to a discharge treatment under the condition that the relative permittivity of the drum electrode is 25 or less and the oxygen concentration is 500 ppm or less, and the discharge state is creeping discharge. it is, by its creeping discharge length makes the discharge treatment so that the above 3 cm, and a 50nm layer of the plane orientation index from the surface layer in the thickness direction of the film is 0.30 or more, and likewise 100nm inner layer There is provided a method for producing a polyimide film, characterized by producing a polyimide film having an in-plane orientation index of 0.25 or more .

なお、本発明の製造方法により得られるポリイミドフィルムにおいては、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.40以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.30以上であること、及び、フィルムが放電処理によって表面処理されたものであり、フィルムが該放電処理による表面処理を施される前と比較して、該放電処理(表面処理)後、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数、および同じく100nm内層の面内配向指数が、それぞれ0.10以上上昇していることが、いずれも好ましい条件として挙げられる。 In the polyimide film obtained by the production method of the present invention , the in-plane orientation index of the 50 nm inner layer is 0.40 or more in the thickness direction from the surface layer of the film, and the in-plane orientation index of the 100 nm inner layer is also 0.30. not less than, and, which film is surface treated by a discharge treatment, compared to before the film is subjected to a surface treatment by the discharge process, after the discharge treatment (surface treatment), the film A preferable condition is that the in-plane orientation index of the 50 nm inner layer and the in-plane orientation index of the 100 nm inner layer are each increased by 0.10 or more in the thickness direction from the surface layer.

本発明によれば、以下に説明するとおり、接着性、特に銅張り版作成時に使用される接着材に対する接着性が向上したポリイミドフィルムの製造方法を得ることができる。 According to the present invention, as described below, it is possible to obtain a method for producing a polyimide film having improved adhesiveness, in particular, adhesiveness to an adhesive used at the time of producing a copper-clad plate.

本発明で使用するフィルム処理装置の一例を示す概略図。Schematic which shows an example of the film processing apparatus used by this invention.

以下に、本発明のポリイミドフィルムの製造方法について具体的に説明する。   Below, the manufacturing method of the polyimide film of this invention is demonstrated concretely.

まず、本発明のポリイミドフィルムの製造方法により製造されるポリイミドフィルムの特性は、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.30以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.25以上であることを特徴とする。 First, the characteristics of the polyimide film produced by the method for producing a polyimide film of the present invention are such that the in-plane orientation index of the 50 nm inner layer is 0.30 or more in the thickness direction from the surface layer of the film, and the in-plane orientation of the 100 nm inner layer is also the same. The index is 0.25 or more.

ここで、本発明におけるフィルムの面内配向指数とは、各測定点(本発明では、後述するように、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の位置、同じく100nm内層の位置の2点)での面内配向値から、フィルムの表層から2μm内層での面内配向値を減じた値である。そのことから、フィルムの面内配向指数とは、その測定点において、フィルム表層から2μm内層の箇所と比較して、分子鎖がフィルムの表面と平行の面にどれだけ配向しているかを示す値となる。 Here, the in-plane orientation index of the film in the present invention refers to each measurement point (in the present invention, as described later, two points of the position of the 50 nm inner layer in the thickness direction from the film surface layer, and also the position of the 100 nm inner layer) . This is a value obtained by subtracting the in-plane orientation value in the 2 μm inner layer from the surface layer of the film . Therefore, the in-plane orientation index of the film is a value indicating how much the molecular chain is oriented in a plane parallel to the surface of the film at the measurement point as compared with the 2 μm inner layer from the film surface layer. It becomes.

本発明の製造方法により得られるポリイミドフィルムにおいては、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.30以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.25以上であることが必要で重要な特性である。また、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.40以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.30以上であることがより好ましい特性であるIn the polyimide film obtained by the production method of the present invention, the in-plane orientation index of the 50 nm inner layer is 0.30 or more in the thickness direction from the surface layer of the film, and the in-plane orientation index of the 100 nm inner layer is also 0.25 or more. It is a necessary and important characteristic . Furthermore, it is plane orientation index of 50nm inner in the thickness direction from the surface layer of the film is 0.40 or more, and also in-plane orientation index of 100nm inner layer is more desirable properties to be at least 0.30.

ポリイミドフィルムと被接着層との接着は、ポリイミドフィルムの最表面だけに依存せず、極内層の影響を受け、面内配向が高いほど接着力が高くなる傾向がみられる。その理由については定かではないが、面内配向が揃うと芳香環が層状に揃うスタック化が進み、分子間力が上昇して内層の分子も接着に影響している可能性が考えられる。また、その影響度は、最表面に近いほど大きく内層に行くほど減少する。もし、内層の面内配向指数が低いと、接着は最表層の官能基密度でのみの影響で接着力がきまるため、接着が弱くなってしまうのである。   Adhesion between the polyimide film and the adherend layer does not depend only on the outermost surface of the polyimide film, is affected by the inner layer, and the higher the in-plane orientation, the higher the adhesive force. The reason for this is not clear, but if the in-plane orientation is aligned, the stacking of aromatic rings in layers progresses, the intermolecular force increases, and the molecules in the inner layer may affect adhesion. In addition, the degree of influence is larger as it is closer to the outermost surface and decreases as it goes to the inner layer. If the in-plane orientation index of the inner layer is low, the adhesion becomes weak because the adhesion is affected only by the functional group density of the outermost layer, and the adhesion becomes weak.

本発明において、面内配向指数を上げる手段については、特に常圧プラズマによる処理で、放電状態が沿面放電となるようにして処理することが重要である。沿面放電は誘電体表面から内部に流れる電流が発生することが知られており、フィルム内層の分子状態にも効率的に影響を与えることができるのである。さらに、沿面放電は、放電がフィルムの表面上を這うように広がって放電が流れることから、ムラが少なく処理できることも利点であるこれに対して、常圧プラズマで一般的に行われているグロー放電に近い放電では、フィルムの表層にしか影響を与えることができないので上述した特性を得ることができないと考えられるIn the present invention, as a means for increasing the in-plane orientation index, it is important to treat the discharge state to be creeping discharge , particularly by treatment with atmospheric pressure plasma. Creeping discharge is known to generate a current flowing from the dielectric surface to the inside, and can efficiently affect the molecular state of the inner layer of the film. Furthermore, creeping discharge spreads so that the discharge spreads over the surface of the film and the discharge flows, so that it can be treated with less unevenness. On the other hand, it is considered that the above-mentioned characteristics can not be obtained in a discharge close to a glow discharge that is generally performed with atmospheric pressure plasma because it can affect only the surface layer of the film.

具体的には、ポリイミドフィルムに対して、ドラム状電極の比誘電率を25以下とし、酸素濃度を500ppm以下の条件で放電処理を行い、放電状態が沿面放電となっており、その沿面放電長さが3cm以上となるように放電処理を行うことにより製造される。   Specifically, a polyimide film is subjected to a discharge treatment under the conditions that the relative permittivity of the drum electrode is 25 or less and the oxygen concentration is 500 ppm or less, and the discharge state is creeping discharge. It is manufactured by performing a discharge treatment so that the thickness becomes 3 cm or more.

本発明における放電処理とは、内部に冷媒を流すことによって10〜100℃程度に冷却された金属管などの導体の表面を誘電体で被覆した高電圧印加電極と、該電極に対向して設けられ、放電が形成される面が誘電体で被覆された、被処理物を支持するための電極との間で形成される。高電圧印加電極としては中空棒状構造を有するものが好ましく、内部を流す冷媒としては空気、フレオンまたは水などがあげられるが、特に水が好ましい。   The discharge treatment in the present invention is a high voltage application electrode in which the surface of a conductor such as a metal tube cooled to about 10 to 100 ° C. by flowing a coolant inside is covered with a dielectric, and is provided opposite to the electrode. And a surface on which a discharge is formed is covered with an electrode for supporting an object to be processed, which is covered with a dielectric. The high voltage application electrode preferably has a hollow rod-like structure, and the refrigerant flowing inside is air, freon, water, or the like, with water being particularly preferred.

導体の表面を覆う誘電体としては、ゴム、ガラス、セラミックなどがあげられるが、比誘電率(ε)が20以下、より好ましくは10以下であることが好ましい。比誘電率が低いほど、電子なだれが発生した放電が被処理物の上を這うような沿面放電に発展しやすくなり、処理を行うフィルムの内層に影響を与えやすくなるのである。また、誘電体の厚さは0.1〜5mmが好ましい。さらに、誘電体の材質は、印加される電圧に対し、十分な耐電圧を持つものを選択するのがよい。   Examples of the dielectric covering the surface of the conductor include rubber, glass, and ceramic. The relative dielectric constant (ε) is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. The lower the relative dielectric constant, the easier the electric avalanche discharge develops into a creeping discharge that crawls on the workpiece, and the inner layer of the film being processed is more likely to be affected. Further, the thickness of the dielectric is preferably 0.1 to 5 mm. Furthermore, it is preferable to select a dielectric material having a sufficient withstand voltage with respect to the applied voltage.

非処理物を支持する電極の形状は、被処理物の形態に応じて選択されるが、フィルムなどの長尺物の場合は被処理物を搬送自在に支持できるドラム状電極であることが好ましく、その大きさは例えば前記の棒状高電圧印加電極の直径に対し、2倍以上の直径を持つように形成するのがよい。ドラム状電極の少なくとも放電が形成される面は同様に誘電体で被覆することが重要であり、該誘電体の厚さ、材質など棒状電極の場合と同様のものが使用される。   The shape of the electrode that supports the non-processed object is selected according to the form of the object to be processed, but in the case of a long object such as a film, it is preferably a drum electrode that can support the object to be processed in a freely transportable manner. The size is preferably formed to have a diameter more than twice the diameter of the rod-shaped high voltage application electrode. Similarly, it is important that at least the surface of the drum-like electrode where discharge is formed is covered with a dielectric, and the same thickness and material as that of the rod-like electrode are used.

本発明において、高電圧印加電極と被処理物を支持する電極とは同数である必要はなく、被処理物を支持する電極1個に対し、高電圧印加電極を2個以上設けてもよい。   In the present invention, the number of high voltage application electrodes and the number of electrodes that support the object to be processed need not be the same, and two or more high voltage application electrodes may be provided for one electrode that supports the object to be processed.

高電圧印加電極に印加する高電圧の周波数は20kHz〜100MHzの範囲で選択するのが好ましい。20kHz未満では放電が開始しにくく、100MHzより高いと整合をとることが困難になる。より、好ましい周波数は50kHz〜500kHzである。   The frequency of the high voltage applied to the high voltage application electrode is preferably selected in the range of 20 kHz to 100 MHz. If it is less than 20 kHz, it is difficult to start discharge, and if it is higher than 100 MHz, it is difficult to achieve matching. A more preferable frequency is 50 kHz to 500 kHz.

本発明において、被処理物を支持する電極は接地していてもよいし、あるいは該電極を大地より浮かし、高電圧電源との結線端子の対となる出力端子と結線してもよい。   In the present invention, the electrode that supports the object to be processed may be grounded, or the electrode may be floated from the ground and connected to an output terminal that is a pair of connection terminals with a high voltage power source.

本発明において、高電圧電源は整合回路を持っていることが好ましい。   In the present invention, the high voltage power supply preferably has a matching circuit.

本発明において、放電雰囲気のガス組成は、酸素分子濃度が1000ppm以下で行うことが好ましい。沿面放電とするためには、放電活性種は電子なだれを起こす必要がある。酸素は、その活性種を失活させるので濃度が低いことが好まれる。   In the present invention, the gas composition in the discharge atmosphere is preferably performed at an oxygen molecular concentration of 1000 ppm or less. In order to achieve creeping discharge, the discharge active species must cause avalanche. Since oxygen deactivates the active species, it is preferable that oxygen has a low concentration.

本発明において、放電雰囲気のガス組成は、希ガス元素を少なくとも50モル%以上であることが好ましい。希ガスが少ない雰囲気下では放電が安定しない可能性がある。本発明においては使用される希ガス元素としては、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rnなどが挙げられる。   In the present invention, the gas composition of the discharge atmosphere is preferably at least 50 mol% or more of a rare gas element. There is a possibility that the discharge is not stable in an atmosphere with a small amount of rare gas. Examples of the rare gas element used in the present invention include He, Ne, Ar, Kr, Xe, and Rn.

本発明においては、放電処理部に処理を行いたい雰囲気のエアーを常時供給することが好ましい。ロールトゥロールで処理を行った場合に発生する随伴気流や分子内の結合が破壊されて発生する酸素の活性種による、酸素濃度の上昇を防ぐためである。   In the present invention, it is preferable to always supply air in an atmosphere where processing is desired to the discharge processing unit. This is to prevent an increase in oxygen concentration due to an accompanying airflow generated when the treatment is performed by roll-to-roll or an active species of oxygen generated by breaking a bond in a molecule.

本発明において、処理部に供給する雰囲気のエアーはフィルムに直接当てられる方向で供給をすることが好ましい。ポリイミドに対して放電処理を行うと、分子内の結合が破壊されて発生する酸素活性種が放出される。酸素活性種は寿命が短いために、失活した酸素は他の活性種の失活に作用することから、雰囲気ガスで効率的に酸素原子をフィルム表面から遠ざけるためにエアーの流れがフィルム方向に向かっている方が好ましいのである。もし、そうなっていない場合は、雰囲気ガスの供給量を増やして強制的な置換を進めるなどの方法が考えられる。また、給排気のバランスをとるために、排気装置を取り付けてもよい。   In this invention, it is preferable to supply the air of the atmosphere supplied to a process part in the direction directly applied to a film. When discharge treatment is performed on polyimide, oxygen active species generated by breaking bonds in the molecule are released. Since the oxygen active species has a short lifetime, the deactivated oxygen acts on the deactivation of other active species, so the air flow is directed in the direction of the film in order to efficiently keep oxygen atoms away from the film surface with the atmospheric gas. It is preferable to head. If this is not the case, a method such as increasing the supply amount of atmospheric gas and forcibly replacing the gas can be considered. Moreover, in order to balance supply and exhaust, an exhaust device may be attached.

ポリイミドフィルムに対する処理強度は、処理を施すべきフィルムに応じて選択するのがよいが、100W.分/m以上の処理電力密度で処理するのが好ましい。なお、本発明の処理電力密度とは出力を放電幅とフィルムの処理速度で割った値である。 The treatment strength for the polyimide film is preferably selected according to the film to be treated, but is 100 W. It is preferable to perform the treatment at a treatment power density of min / m 2 or more. The processing power density of the present invention is a value obtained by dividing the output by the discharge width and the film processing speed.

なお、図1にしたがって、本発明で使用するフィルム処理装置の一例を説明すれば以下のとおりである。   In addition, according to FIG. 1, it will be as follows if an example of the film processing apparatus used by this invention is demonstrated.

図1において、ポリイミドフィルム1は送り出しロール2により放電処理部9へ送り出される。放電処理部9にはガス導入系8より、所定組成のガスが供給され、ここでは図示していない簡単な排気装置によって給排気のバランスを維持する。フィルム1は放電処理部において、高圧印加電極3に高電圧電源5より整合トランス6を介して印加された高周波高電圧によって、接地されたドラム状電極4との間で形成される放電により処理された後、巻き取りローラー7に巻き取られる。このとき、放電は目視することができ、フィルム面に当たった放電はフィルムの搬送方向へ流れる。この状態を沿面放電と称し、沿面放電が長いほど好ましいが、3cm以上目視できれば好ましい結果が得られる。   In FIG. 1, the polyimide film 1 is sent out to the discharge processing unit 9 by a feed roll 2. A gas having a predetermined composition is supplied to the discharge processing unit 9 from the gas introduction system 8, and a balance between supply and exhaust is maintained by a simple exhaust device not shown here. The film 1 is processed in the discharge processing section by a discharge formed between the high voltage application electrode 3 and the grounded drum electrode 4 by a high frequency high voltage applied from the high voltage power source 5 through the matching transformer 6. After that, the film is taken up by the take-up roller 7. At this time, the discharge can be visually observed, and the discharge that hits the film surface flows in the transport direction of the film. This state is referred to as creeping discharge, and the longer the creeping discharge, the better. However, a preferable result can be obtained if 3 cm or more can be observed.

本発明でいうポリイミドフィルムとは、有機溶媒中に溶解したポリアミド酸を用いてフィルムをイミド化して作られるものであり、有機溶媒溶液中のポリアミド酸は、部分的にイミド化されていてもよく、少量の無機化合物を含有していてもよい。   The polyimide film in the present invention is produced by imidizing a film using polyamic acid dissolved in an organic solvent, and the polyamic acid in the organic solvent solution may be partially imidized. A small amount of an inorganic compound may be contained.

本発明におけるポリイミドの先駆体であるポリアミド酸としては、芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とからなり、次式[I]で示される繰り返し単位で構成されるものが好ましい。   The polyamic acid which is a polyimide precursor in the present invention is preferably composed of an aromatic tetracarboxylic acid and an aromatic diamine and composed of a repeating unit represented by the following formula [I].

Figure 0005563519
Figure 0005563519

上記式において、Rは少なくとも1個の芳香族環を有する4価の有機基で、その炭素数は25以下であるものとし、Rは少なくとも1個の芳香族環を有する2価の有機基で、その炭素数は25以下である。 In the above formula, R 1 is a tetravalent organic group having at least one aromatic ring, the carbon number thereof is 25 or less, and R 2 is a divalent organic group having at least one aromatic ring. The group has 25 or fewer carbon atoms.

本発明において、芳香族テトラカルボン酸類と芳香族ジアミン類とは、それぞれのモル数が大略等しくなる割合で重合されるが、その一方が10モル%、好ましくは5モル%の範囲内で、他方に対して過剰に配合されてもよい。   In the present invention, the aromatic tetracarboxylic acids and the aromatic diamines are polymerized in such a ratio that the respective mole numbers are approximately equal, and one of them is within a range of 10 mol%, preferably 5 mol%, and the other. May be blended in excess.

上記の芳香族テトラカルボン酸類の具体例としては、ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、ピリジン−2,3,5,6−テトラカルボン酸またはその酸無水物、あるいはその酸のエステル化合物またはハロゲン化物から誘導される芳香族テトラカルボン酸類が挙げられる。   Specific examples of the aromatic tetracarboxylic acids include pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, pyridine-2,3,5,6 -Aromatic tetracarboxylic acids derived from tetracarboxylic acids or acid anhydrides, or ester compounds or halides of the acids.

上記の芳香族ジアミン類の具体例としては、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンジジン、パラキシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジニフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジメチルー4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3’−ジメトキシベンジジン、1,4−ビス(3−メチル−5−アミノフェニル)ベンゼンおよびこれらの誘導体が挙げられる。   Specific examples of the aromatic diamines include paraphenylene diamine, metaphenylene diamine, benzidine, paraxylylene diamine, 4,4′-diaminodiniphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′- Diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3′-dimethoxybenzidine, 1,4-bis (3-methyl -5-aminophenyl) benzene and derivatives thereof.

本発明の方法におけるポリイミドに特に適合する芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分の組み合わせとしては、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルおよび3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの組み合わせが挙げられ、さらにこれらの共重合および/またはパラフェニレンジアミンの共重合が好ましい。また、本発明を阻害しない範囲であれば、製膜時に多層体で成形することもできる。   Examples of combinations of an aromatic tetracarboxylic acid component and an aromatic diamine component that are particularly suitable for the polyimide in the method of the present invention include pyromellitic dianhydride, 4,4′-diaminodiphenyl ether, and 3,3 ′, 4,4 ′. -A combination of biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether is mentioned, and further, copolymerization thereof and / or copolymerization of paraphenylenediamine is preferable. Moreover, if it is a range which does not inhibit this invention, it can also shape | mold with a multilayer body at the time of film forming.

ポリイミドの固有粘度(25℃硫酸中で測定)は、0.2〜3.0の範囲が好ましく、より好ましくは0.8〜2の範囲である。   The intrinsic viscosity (measured in sulfuric acid at 25 ° C.) of the polyimide is preferably in the range of 0.2 to 3.0, more preferably in the range of 0.8 to 2.

本発明において、ポリアミド酸溶液を形成するために使用される有機溶媒の具体例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドおよびN−メチル−2−ピロリドンなどの有機極性アミド系溶媒が挙げられ、これらの有機溶媒は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用されるが、ベンゼン、トルエンおよびキシレンのような非溶媒と組み合わせて使用してもよい。   In the present invention, specific examples of the organic solvent used for forming the polyamic acid solution include organic polar amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone. A solvent is mentioned, These organic solvents are used individually or in combination of 2 or more types, but may be used in combination with non-solvents such as benzene, toluene and xylene.

本発明で用いるポリアミド酸の有機溶媒溶液は、固形分を好ましくは5〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%含有するものであって、またその粘度はブルックフィールド粘度計による測定で10〜2000Pa・s、好ましくは100〜1000Pa・sのものが、安定した送液が可能であることから好ましい。   The organic solvent solution of polyamic acid used in the present invention preferably contains a solid content of 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight, and its viscosity is 10 as measured by a Brookfield viscometer. Those having a viscosity of ˜2000 Pa · s, preferably 100 to 1000 Pa · s are preferable because stable liquid feeding is possible.

重合反応は、有機溶媒中で撹拌および/または混合しながら、0〜80℃の温度範囲で、10分〜30時間連続して進められるが、必要により重合反応を分割したり、温度を上下させたりしてもかまわない。   The polymerization reaction is continuously carried out in the temperature range of 0 to 80 ° C. for 10 minutes to 30 hours while stirring and / or mixing in an organic solvent. The polymerization reaction can be divided or the temperature can be increased or decreased as necessary. It does not matter.

この場合に、両反応体の添加順序には特に制限はないが、芳香族ジアミン類の溶液中に芳香族テトラカルボン酸類を添加するのが好ましい。   In this case, the order of addition of both reactants is not particularly limited, but it is preferable to add aromatic tetracarboxylic acids to the solution of aromatic diamines.

重合反応中に真空脱泡することは、良質なポリアミド酸の有機溶媒溶液を製造するために有効な方法である。また、重合反応の前に芳香族ジアミン類に少量の末端封鎖剤を添加して重合を制御することを行ってもよい。   Vacuum degassing during the polymerization reaction is an effective method for producing a good quality organic solvent solution of polyamic acid. Moreover, you may perform polymerization by adding a small amount of terminal blockers to aromatic diamines before a polymerization reaction.

本発明で使用される閉環触媒の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの脂肪族第3級アミンおよびイソキノリン、ピリジン、ベータピコリンなどの複素環式第3級アミンなどが挙げられるが、複素環式第3級アミンから選ばれる少なくとも一種のアミンを使用するのが好ましい。   Specific examples of the ring-closing catalyst used in the present invention include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine, and heterocyclic tertiary amines such as isoquinoline, pyridine and betapicoline. It is preferable to use at least one amine selected from tertiary amines.

本発明で使用される脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などの脂肪族カルボン酸無水物、および無水安息香酸などの芳香族カルボン酸無水物などが挙げられるが、無水酢酸および/または無水安息香酸が好ましい。   Specific examples of the dehydrating agent used in the present invention include aliphatic carboxylic acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and butyric anhydride, and aromatic carboxylic acid anhydrides such as benzoic anhydride, Acetic anhydride and / or benzoic anhydride are preferred.

ポリアミド酸に対する閉環触媒の含有量は、閉環触媒の含有量(モル)/ポリアミド酸の含有量(モル)が0.5〜8となる範囲が好ましい。   The content of the ring-closing catalyst with respect to the polyamic acid is preferably in a range where the content (mol) of the ring-closing catalyst / the content (mol) of the polyamic acid is 0.5 to 8.

また、ポリアミド酸に対する脱水剤の含有量は、脱水剤の含有量(モル)/ポリアミド酸の含有量(モル)が0.1〜4となる範囲が好ましい。なお、この場合には、アセチルアセトンなどのゲル化遅延剤を併用してもよい。   In addition, the content of the dehydrating agent relative to the polyamic acid is preferably in a range where the content of dehydrating agent (mole) / polyamic acid content (mole) is 0.1 to 4. In this case, a gelation retarder such as acetylacetone may be used in combination.

本発明の製造方法に用いられるポリイミドフィルムは、ポリアミド酸溶液を回転する支持体上にフィルム状に連続的に押し出しまたは塗布したゲルフィルムを、前記支持体から剥離し、延伸、乾燥、熱処理することにより製造されることが好ましいが、ポリアミド酸の有機溶媒からポリイミドフィルムを製造する代表的な方法としては、閉環触媒および脱水剤を含有しないポリイミド酸の有機溶媒溶液をスリット付き口金から支持体上に流延してフィルムに成形し、支持体上で加熱乾燥することにより自己支持性を有するゲルフィルムにした後、支持体よりフィルムを剥離し、更に高温下で乾燥熱処理することによりイミド化する熱閉環法、および閉環触媒および脱水剤を含有せしめたポリアミド酸の有機溶媒をスリット付き口金から支持体上に流延してフィルム状に成形し、支持体上でイミド化を一部進行させて自己支持性を有するフィルムとした後、支持体よりフィルムを剥離し、加熱乾燥/イミド化し、熱処理を行う化学閉環法が挙げられる。 The polyimide film used in the production method of the present invention is obtained by peeling, stretching, drying, and heat-treating a gel film obtained by continuously extruding or coating a polyamic acid solution in a film form on a rotating support. However, as a typical method for producing a polyimide film from an organic solvent of polyamic acid, an organic solvent solution of polyimide acid that does not contain a ring closure catalyst and a dehydrating agent is placed on a support from a slit base. After casting into a film and heating and drying on a support to form a gel film having self-supporting properties, the film is peeled off from the support and then heat imidized by heat treatment at high temperature. Ring-closing method, and organic solvent of polyamic acid impregnated with ring-closing catalyst and dehydrating agent from a base with a slit The film is cast into a film and partially imidized on the support to form a film having self-supporting properties. Then, the film is peeled off from the support, heat-dried / imidized, and subjected to heat treatment. A chemical ring closure method is mentioned.

本発明は、上記のいずれの閉環方法を採用してもよいが、化学閉環法はポリアミド酸の有機溶媒溶液に閉環触媒および脱水剤を含有させる設備が必要とするものの、自己保持性を有するゲルフィルムを短時間で得られる点で、より好ましい方法といえる。   The present invention may employ any of the above ring closure methods, but the chemical ring closure method requires a facility for containing a ring closure catalyst and a dehydrating agent in an organic solvent solution of polyamic acid, but has a self-retaining gel. It can be said that it is a more preferable method in that a film can be obtained in a short time.

本発明でいうゲルフィルムとはポリイミド前駆体およびまたは部分的にイミド化した溶媒を含むポリイミドフィルムのことである。
次に、本発明の記述に用いた、特性の評価方法および評価の基準を述べる。
The gel film referred to in the present invention is a polyimide film containing a polyimide precursor and / or a partially imidized solvent.
Next, characteristics evaluation methods and evaluation criteria used in the description of the present invention will be described.

[面内配向指数]
本発明で面内配向測定には偏光ラマン分析を使用した。偏光ラマン分析の空中分解能を上げるために斜め切片を作成して空中分解能を50nmまで上げた。もし科学技術の進歩でより分解能が上がる装置が入手できれば、切片法と同じ評価結果がでる限りにおいては斜め切片を作成しての測定を行う必要はない。なお、切片を作成する際は、サンプル作成時の外乱を防止するために、全てのサンプルの切り出し方向を一定にし、かつ刃の進行方向をフィルム面に平行になるようにおこなった。
[In-plane orientation index]
In the present invention, polarized Raman analysis was used for in-plane orientation measurement. In order to increase the aerial resolution of polarized Raman analysis, an oblique section was created to increase the aerial resolution to 50 nm. If a device with higher resolution can be obtained as a result of advances in science and technology, it is not necessary to make an oblique section as long as the same evaluation results as the section method can be obtained. In preparing the slices, in order to prevent disturbance during sample preparation, the cutting direction of all the samples was made constant, and the advancing direction of the blade was parallel to the film surface.

今回の評価での測定点での面内配向値は、ポリイミド分子が面内に配向をしている時に、偏光ラマン分析においてフィルム面に平行に近いと考えられる分子構造Aに対して帰属されるラマンバンド強度IAとフィルム面に垂直に近いと考えられる分子構造Bに対して帰属されるラマンバンド強度IBについて以下の式で定義した。
(各測定点での面内配向値)=(IA平行 /IB平行)/(IA垂直 /IB垂直
A平行 :平行条件でのA のラマンバンド強度
B平行 :平行条件でのB のラマンバンド強度
A垂直 :垂直条件でのA のラマンバンド強度
B垂直 :垂直条件でのB のラマンバンド強度
The in-plane orientation value at the measurement point in this evaluation is attributed to the molecular structure A that is considered to be nearly parallel to the film surface in the polarized Raman analysis when the polyimide molecules are oriented in the plane. defined by the following equation for the Raman band intensity I B attributable relative molecular structures B considered nearly perpendicular to the Raman band intensity I a and the film surface.
(In- plane orientation value at each measurement point) = (I A parallel / I B parallel) / (I A vertical / I B vertical )
I A parallel : Raman band intensity I B parallel A in parallel condition : B Raman band intensity I A perpendicular under parallel conditions : A 1 Raman band intensity I B vertical under vertical conditions : Raman band intensity of B under vertical conditions

なお、サンプルに対して励起光の偏光方向がフィルム面と平行(フィルム厚み方向と垂直)のときを平行条件、励起光の偏光方向がフィルム面と垂直(フィルム厚み方向と平行)のときを垂直条件とする。各測定点での面内配向値を測定し、その値から、表層から2μmの面内配向値減じた値を、その測定点の面内配向指数とする。フィルムの面内配向指数は、サンプルを5検体作成し、最大と最小を除いた3検体の平均を小数点第3位を四捨五入して求めた。当然のことであるが、面内配向指数は最終的には差分によって求められることから、差を減じることを行うことができるのは、同じ切片から測定した結果のみである。 Note that the parallel condition is when the excitation light polarization direction is parallel to the film surface (perpendicular to the film thickness direction), and the excitation light polarization direction is perpendicular to the film surface (parallel to the film thickness direction). Condition. The in- plane orientation value at each measurement point is measured, and a value obtained by subtracting the in- plane orientation value of 2 μm from the surface layer from the value is defined as the in- plane orientation index at the measurement point. Plane orientation index of the film samples to create 5 specimens, the average of 3 samples excluding the maximum and minimum was determined by rounding off to two decimal. Of course, the in-plane orientation index since it is ultimately determined by the difference, can be performed to reduce the difference is only the result of measurement from the same slice.

本評価方法を例えば、芳香族ジアミンとして4,4’−ジアミノジフェニルエーテルと、芳香族テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物を使用した場合は、フィルム面に平行に近いと考えられる分子構造Aは1395cm−1に帰属されるイミド結合のCN伸縮振動、フィルム面に垂直に近いと考えられる分子構造Bは1795cm−1に帰属されるC=O伸縮振動を使用することができる。 In this evaluation method, for example, when 4,4′-diaminodiphenyl ether is used as the aromatic diamine and pyromellitic dianhydride is used as the aromatic tetracarboxylic dianhydride, the molecule is considered to be almost parallel to the film surface. The structure A can use the CN stretching vibration of the imide bond attributed to 1395 cm −1 , and the molecular structure B considered to be nearly perpendicular to the film surface can use the C═O stretching vibration attributed to 1795 cm −1 .

本評価で使用した装置と、測定条件を下記する。
装置:PDP320 (Photon Design)
測定モード:顕微ラマン
対物レンズ:×100
ビーム径:1μm
クロススリット:120μm
光源:He−Ne レーザー/632.8nm
レーザーパワー:35mW
回折格子:Single 600gr/mm
スリット:100μm
検出器:CCD((株)日本ローパー)
The equipment and measurement conditions used in this evaluation are described below.
Device: PDP320 (Photon Design)
Measurement mode: Micro Raman objective lens: x100
Beam diameter: 1μm
Cross slit: 120 μm
Light source: He-Ne laser / 632.8 nm
Laser power: 35mW
Diffraction grating: Single 600gr / mm
Slit: 100 μm
Detector: CCD (Nippon Roper, Inc.)

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、実施例における特性評価方法について説明すれば次のとおりである。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples. The characteristics evaluation method in the examples will be described as follows.

(1)アクリル系接着剤との接着強度
ポリイミドフィルムと銅箔の間に、アクリル系接着剤(デュポン(株):パイララックスLF010)をはさみ、成形温度160℃、成形時間30分、成形圧力10.2MPa(400mm□プレート)の条件でプレスを行い、積層板を作成する。その積層板を10mmにカットし、90°剥離を100mm/分で引っ張り測定を行った。なお、評価結果は以下の様に行い○以上を合格とした。
◎:20.0N/cm以上
○:18.0N/cm以上20.0N/cm未満
×:18.0N/cm未満
(1) Adhesive strength with acrylic adhesive An acrylic adhesive (DuPont Co., Ltd .: Piralux LF010) is sandwiched between a polyimide film and copper foil, a molding temperature of 160 ° C., a molding time of 30 minutes, a molding pressure of 10 .Pressing is performed under the condition of 2 MPa (400 mm square plate) to produce a laminated board. The laminate was cut into 10 mm, and 90 ° peeling was measured at 100 mm / min. In addition, the evaluation result was performed as follows, and it was considered as “good”.
A: 20.0 N / cm or more B: 18.0 N / cm or more and less than 20.0 N / cm x: less than 18.0 N / cm

(2)エポキシ系接着剤との接着強度
エポキシ樹脂接着剤(東亜合成(株):アロンマイティBX−60)をポリイミドフィルムにバーコーターで塗布し、さらに接着剤の上に銅箔をのせてから100℃で2分乾燥する。その後、150℃、50kgf/cm2で30分間、硬化処理し、積層板を作成する。その積層板を10mmにカットし、90°剥離を100mm/分で引っ張り測定を行った。なお、評価結果は以下の様に行い○以上を合格とした。
◎:20.0N/cm以上
○:18.0N/cm以上20.0N/cm未満
×:18.0N/cm未満
(2) Adhesive strength with epoxy adhesive After applying an epoxy resin adhesive (Toa Gosei Co., Ltd .: Aronmite BX-60) to a polyimide film with a bar coater, and further placing a copper foil on the adhesive Dry at 100 ° C. for 2 minutes. Then, it hardens at 150 degreeC and 50 kgf / cm <2> for 30 minutes, and produces a laminated board. The laminate was cut into 10 mm, and 90 ° peeling was measured at 100 mm / min. In addition, the evaluation result was performed as follows, and it was considered as “good”.
A: 20.0 N / cm or more B: 18.0 N / cm or more and less than 20.0 N / cm x: less than 18.0 N / cm

(3)O/C,N/C比の評価
ポリイミドフィルム表面の各元素の原子存在比率は、超高真空中においたポリイミドフィルムに軟X線を照射し、表面から放出される光電子をアナライザーで検出する事によっておこなった。具体的には、X線光電子分光装置(ESCALAB220IXL,Thermo VG Scientific)に、励起X線としてmonochromatic AlKα1,2線(1486.6eV)を用い、X線径1mm、光電子脱出角度を90°にして測定をした。なお、本評価では、中性炭素のC1sピークを284.6eVにしている。
(3) Evaluation of O / C, N / C ratio The atomic abundance ratio of each element on the polyimide film surface is determined by irradiating the polyimide film placed in an ultra-high vacuum with soft X-rays and analyzing the photoelectrons emitted from the surface with an analyzer. It was done by detecting. Specifically, using an X-ray photoelectron spectrometer (ESCALAB220IXL, Thermo VG Scientific) using monochromatic AlK α1,2 line ( 1486.6 eV) as an excitation X-ray, an X-ray diameter of 1 mm and a photoelectron escape angle of 90 °. Measurements were taken. In this evaluation, the C 1s peak of neutral carbon is set to 284.6 eV.

なお、O/C比とは炭素1原子に対して酸素原子の存在比率、N/C比とは炭素1原子に対して窒素原子の存在比率を示している。   The O / C ratio indicates the abundance ratio of oxygen atoms per carbon atom, and the N / C ratio indicates the abundance ratio of nitrogen atoms per carbon atom.

(4)放電雰囲気内の酸素濃度
酸素濃度は、処理するフィルムを処理速度で搬送しながら、放電を行わないこと以外は、全て同じ条件で放電雰囲気内のガスを200ml/分の流量でサンプリングしながら、東レエンジニアリング(株)社製のジルコニア式酸素濃度計(LC−850KS)を用いて測定した。
(4) Oxygen concentration in the discharge atmosphere The oxygen concentration was sampled at a flow rate of 200 ml / min under the same conditions except that no discharge was performed while the film to be processed was transported at a processing speed. However, the measurement was performed using a zirconia oxygen analyzer (LC-850KS) manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.

(5)放電状態の確認
放電処理時に目視にて放電状態を確認し、放電が搬送フィルムに沿って流れる状態(沿面放電)になっているときは、沿面放電長さが測定できるように設備の横に設置した物差しでその長さを目視にて測定した。
(5) Confirmation of discharge state When the discharge state is confirmed visually during the discharge process and the discharge is in a state of flowing along the transport film (creeping discharge), the equipment should be installed so that the creeping discharge length can be measured. The length was measured visually with a ruler placed beside.

[実施例1]
カプトン50H(ポリイミドフィルム〔厚み12.5μm〕;東レ・デュポン(株)社製)に対し、図に示したような装置を用いて、常圧プラズマ処理を行った。なお、高電圧印加電極としては、SUS304の棒状電極を、ドラム状電極としては、アルミナコーティングをした鉄製電極(100kHzでの比誘電率=7)を用い、冷媒は水を用いた。処理雰囲気としては、Arガスをフィルム面から3cmの高さから2.8m/秒の流速で、フィルムの搬送方向(横方向)に噴出させ、酸素濃度は200ppm、処理強度は150W・分/m2で処理をおこなった。放電時の状況として、4cm以上の沿面放電が見られた。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は20.8N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は20.5N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示す。なお、処理前のフィルムの面内配向指数等も表1に記載した。
[Example 1]
A normal pressure plasma treatment was performed on Kapton 50H (polyimide film [thickness: 12.5 μm]; manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) using an apparatus as shown in the figure. As the high voltage application electrode, a SUS304 rod electrode was used, and as the drum electrode, an alumina-coated iron electrode (relative permittivity at 100 kHz = 7) was used, and the coolant was water. As the processing atmosphere, Ar gas was jetted in a film transport direction (lateral direction) at a flow rate of 2.8 m / sec from a height of 3 cm from the film surface, the oxygen concentration was 200 ppm, and the processing strength was 150 W · min / m 2. The process was done. As a situation at the time of discharge, creeping discharge of 4 cm or more was observed. When adhesion evaluation was performed on the obtained film, the adhesive strength with the acrylic adhesive was 20.8 N / cm, and the adhesive strength with the epoxy adhesive was 20.5 N / cm. Table 1 also shows the in-plane orientation index, the O / C ratio, and the N / C ratio. The in-plane orientation index of the film before the treatment is also shown in Table 1.

[実施例2]
ドラム状電極として、ポリイミド樹脂、アルミナ、チタン酸バリウムの3層コーティングコーティングをした鉄製電極(100kHzでの比誘電率=16)を用いたこと以外、すべて実施例1と同様の操作を行うことにより、表面処理を行ったポリイミドフィルムを得た。放電時の状況として、3cmの沿面放電が見られた。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は19.0N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は18.5N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示した。
[Example 2]
By performing the same operation as in Example 1 except that an iron electrode (relative dielectric constant at 100 kHz = 16) having a three-layer coating coating of polyimide resin, alumina, and barium titanate was used as the drum electrode. Then, a surface-treated polyimide film was obtained. As a situation at the time of discharge, creeping discharge of 3 cm was observed. When adhesion evaluation was performed on the obtained film, the adhesive strength with the acrylic adhesive was 19.0 N / cm, and the adhesive strength with the epoxy adhesive was 18.5 N / cm. The in-plane orientation index, O / C ratio, and N / C ratio are also shown in Table 1.

[比較例1]
ドラム状電極として、アルミナ、チタン酸バリウムの2層コーティングコーティングをした鉄製電極(100kHzでの比誘電率=22)を用いたこと以外、すべて実施例1と同様の操作を行うことにより、表面処理を行ったポリイミドフィルムを得た。放電時の状況として、沿面放電は見られなかった。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は18.3N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は17.0N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示した。
[Comparative Example 1]
By performing the same operation as in Example 1 except that an iron electrode (relative dielectric constant at 100 kHz = 22) with a two-layer coating of alumina and barium titanate was used as the drum electrode, surface treatment was performed. The polyimide film which performed was obtained. There was no creeping discharge as a condition during discharge. When adhesion evaluation was performed on the obtained film, the adhesive strength with the acrylic adhesive was 18.3 N / cm, and the adhesive strength with the epoxy adhesive was 17.0 N / cm. The in-plane orientation index, O / C ratio, and N / C ratio are also shown in Table 1.

[実施例3]
Arガスをフィルム面から3cmの高さから倍量の5.6m/秒の流速でフィルムの搬送方向(横方向)に噴出させて、酸素濃度は50ppmに変化させたこと以外は、すべて実施例2と同様の操作を行うことにより、表面処理を行ったポリイミドフィルムを得た。放電時の状況として、4cm以上の沿面放電が見られた。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は21.0N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は20.5N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示した。
[Example 3]
All examples except that Ar gas was jetted in the film transport direction (lateral direction) at a flow rate of 5.6 m / sec from the height of 3 cm from the film surface to change the oxygen concentration to 50 ppm. By performing the same operation as 2, a surface-treated polyimide film was obtained. As a situation at the time of discharge, creeping discharge of 4 cm or more was observed. When adhesion evaluation was performed on the obtained film, the adhesive force with the acrylic adhesive was 21.0 N / cm, and the adhesive force with the epoxy adhesive was 20.5 N / cm. The in-plane orientation index, O / C ratio, and N / C ratio are also shown in Table 1.

[実施例4]
Arガスをフィルム面から3cmの高さから2.8m/秒の流速でフィルム面に向けて(下方向)噴出させて、酸素濃度が180ppmに変化させたこと以外は、すべて実施例2と同様の操作を行うことにより、表面処理を行ったポリイミドフィルムを得た。放電時の状況として、4cm以上の沿面放電が見られた。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は20.5N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は20.2N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示した。
[Example 4]
Except that Ar gas was jetted from the height of 3 cm from the film surface toward the film surface at a flow rate of 2.8 m / sec (downward) to change the oxygen concentration to 180 ppm, all the same as in Example 2. By performing this operation, a polyimide film subjected to surface treatment was obtained. As a situation at the time of discharge, creeping discharge of 4 cm or more was observed. When adhesion evaluation was performed with respect to the obtained film, the adhesive force with an acrylic adhesive was 20.5 N / cm, and the adhesive force with an epoxy adhesive was 20.2 N / cm. The in-plane orientation index, O / C ratio, and N / C ratio are also shown in Table 1.

[実施例5]
ドラム状電極としては、アルミナ、チタン酸バリウムの2層コーティングコーティングをした鉄製電極(100kHzでの比誘電率=22)を用いこと以外は、すべて実施例4と同様の操作を行うことにより、表面処理を行ったポリイミドフィルムを得た。放電時の状況として、3cmの沿面放電が見られた。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は18.2N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は18.0N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示した。
[Example 5]
By using the same operation as in Example 4 except that an iron electrode with a two-layer coating coating of alumina and barium titanate (relative permittivity at 100 kHz = 22) was used as the drum electrode, A treated polyimide film was obtained. As a situation at the time of discharge, creeping discharge of 3 cm was observed. When adhesion evaluation was performed with respect to the obtained film, the adhesive force with the acrylic adhesive was 18.2 N / cm, and the adhesive force with the epoxy adhesive was 18.0 N / cm. The in-plane orientation index, O / C ratio, and N / C ratio are also shown in Table 1.

[比較例2]
カプトン50H(ポリイミドフィルム〔厚み12.5μm〕;東レ・デュポン(株)社製)に対し、ガス組成がアルゴンガス雰囲気中で、圧力0.1torr、出力150W・分/m2の条件で、グロー放電によるプラズマ処理を行うことで、処理フィルムを作成した。なお、グロー放電なので、沿面放電は発生していなかった。得られたフィルムに対し、接着評価を行ったところ、アクリル系接着剤との接着力は18.0N/cm、エポキシ系接着剤との接着力は16.8N/cmであった。面内配向指数とO/C比、N/C比についても表1に示した。
[Comparative Example 2]
Glow discharge with Kapton 50H (polyimide film [thickness: 12.5 μm]; manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) under a gas composition of argon gas atmosphere, pressure of 0.1 torr, output of 150 W · min / m 2 A processed film was prepared by performing plasma treatment according to the above. Note that creeping discharge did not occur because of glow discharge. When adhesion evaluation was performed on the obtained film, the adhesive strength with the acrylic adhesive was 18.0 N / cm, and the adhesive strength with the epoxy adhesive was 16.8 N / cm. The in-plane orientation index, O / C ratio, and N / C ratio are also shown in Table 1.

Figure 0005563519
Figure 0005563519

本発明で得られたポリイミドフィルムは、金属箔または金属薄膜が積層された電気配線板の支持体、フレキシブルプリント回路保護用カバーレイフィルム、ワイヤまたはケーブルの絶縁フィルムおよびフィルム表面接着剤をコーティングした粘着テープなどの用途に対して好適に適用することができる。   The polyimide film obtained in the present invention is a pressure-sensitive adhesive coated with a support for an electric wiring board laminated with a metal foil or a metal thin film, a coverlay film for protecting a flexible printed circuit, a wire or cable insulating film, and a film surface adhesive. It can be suitably applied to uses such as tape.

1:ポリイミドフィルム
2:送り出しロール
3:高電圧印加電極
4:被処理ポリイミドフィルム支持電極
5:高電圧電源
6:整合トランス
7:巻き取りロール
8:ガス導入系
9:放電処理部
1: Polyimide film 2: Delivery roll 3: High voltage application electrode 4: Polyimide film support electrode 5 to be treated: High voltage power supply 6: Matching transformer 7: Winding roll 8: Gas introduction system 9: Discharge treatment section

Claims (2)

ポリイミドフィルムに対して、ドラム状電極の比誘電率を25以下とし、酸素濃度を500ppm以下の条件で放電処理を行い、放電状態が沿面放電となっており、その沿面放電長さが3cm以上となるように放電処理を行うことにより、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.30以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.25以上であるポリイミドフィルムを製造することを特徴とするポリイミドフィルムの製造方法A polyimide film is subjected to a discharge treatment with a drum electrode having a relative dielectric constant of 25 or less and an oxygen concentration of 500 ppm or less, and the discharge state is creeping discharge, and the creeping discharge length is 3 cm or more. become so by performing the discharge treatment, in-plane orientation index of 50nm inner in the thickness direction from the surface layer of the film is at least 0.30, and it also is 0.25 or more in-plane orientation index of 100nm inner layer polyimide The manufacturing method of the polyimide film characterized by manufacturing a film . 前記フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.30以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.25以上であるポリイミドフィルムが、フィルムの表層から厚み方向に50nm内層の面内配向指数が0.40以上であり、かつ同じく100nm内層の面内配向指数が0.30以上であ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。A polyimide film in which the in-plane orientation index of the 50 nm inner layer is 0.30 or more in the thickness direction from the surface layer of the film and the in-plane orientation index of the 100 nm inner layer is also 0.25 or more in the thickness direction from the surface layer of the film in the thickness direction. The method for producing a polyimide film according to claim 1, wherein the in-plane orientation index of the 50 nm inner layer is 0.40 or more, and the in-plane orientation index of the 100 nm inner layer is also 0.30 or more.
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