JPH072852B2 - シリコン変性ポリイミドフィルムおよびその製造法 - Google Patents
シリコン変性ポリイミドフィルムおよびその製造法Info
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- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Description
コン変性ポリイミドに関するものである。
性、耐薬品性、電気絶縁性、機械的強度などの優れた諸
特性を有し、これらの諸特性を利用して電気絶縁フィル
ム、耐熱フィルム、フレキシブルプリント配線板のベー
スフィルムなどに広く利用されている。近年、シリコン
ウエハーやガラス基板などへの接着性向上、ポリイミド
への溶媒可溶性付加、曲げ弾性率、引っ張せん断強度等
の改善のためシリコン変性ポリイミドが開発され用いら
れるようになってきた。しかしながら、シリコン変性ポ
リイミドのフィルムは、接着剤との密着性に劣り、高接
着性を要求される用途には使用できないという欠点があ
った。
理、アルカリ処理およびポリイミドフィルム中に無機フ
ィラーを添加などが提案されている。例えば、公知の方
法であるサンドブラスト処理などによるマット加工(例
えば、特公昭38−11838号公報)では、フィルム
両端部が傷つき裂け易くなるため、マット加工後フィル
ム両端部をスリットしなければならず、このフィルムロ
スによりフィルムコストが高くなる問題がある。また、
サンドブラスト処理はポリイミドフィルムの上から粒を
うちつけるため、ポリイミドフィルムに微小な亀裂が生
じ、中には反対面に達するような亀裂が発生して耐電圧
が低下するなどの問題があった。
アルカリ溶液と共に後処理として洗浄、乾燥が必要とな
り、安全性、作業性、生産性において問題があった。ま
た、無機フィラーを添加して接着性を向上をさせる方法
(例えば特開昭62−68852号)は、フィルムに無
機フィラーを添加しているためポリイミド本来の物性を
損なう問題があった。
性が改良されたシリコン変性ポリイミドフィルムおよび
その製造法を提供することである。
に鑑み、これらの技術課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、特定のシリコン変性ポリイミドフィルムに特定
のコロナ放電処理することにより、接着性の改良された
シリコン変性ポリイミドフィルムを得ることに成功し、
本発明の接着性の改良されたシリコン変性ポリイミドフ
ィルムとその製造法を完成するに至った。
ポリイミドフィルムは、シリコン変性ポリイミドまたは
シリコン変性ポリイミドと芳香族ポリイミドとの複合体
からなるポリイミドフィルムからなり、フィルム表面の
赤外線吸収スペクトル吸光度比N1 /N2 (1074cm
-1の吸光度/824cm-1の吸光度)が0.7以下である
ことを特徴とする。
ポリイミドフィルムの製造法は、シリコン変性ポリイミ
ドまたはシリコン変性ポリイミドと芳香族ポリイミドと
の複合体からなるポリイミドフィルムに2500〜87
000W.min /m2 のコロナ放電処理をすることから
なる。
におけるフィルム表面の赤外線吸収スペクトルの吸光度
N1 /N2 (1074cm-1の吸光度/824cm-1の吸光
度)とは、フィルム表面層の赤外線吸収スペクトルの測
定においてSi−Oに基づく1074cm-1の吸収スペク
トルの吸光度N1 とベンゼン環に基づく824cm-1の吸
収スペクトルの吸光度N2 との比を表す。
の上記吸光度比N1/N2 は0.7以下が必要である。
N1 /N2 が0.7をこえると接着性はなくなり、本発
明の接着性の改良されたシリコン変性ポリイミドフィル
ムではない。
条件は、2500〜8700W.min /m2 であり、好
ましくは5700〜18000W.min /m2 である。
2500W.min /m2 未満の処理条件では充分な接着
強度を安定して得ることが困難である。又、87000
W.min /m2 以上の処理条件ではコロナ放電処理によ
るものと思われる有機分解物が析出するブロッキング現
象がおこると共にフィルムの機械的強度に悪影響をおよ
ぼすため実用的な処理として問題がある。
たはシリコン変性ポリイミドと芳香族ポリイミドとの複
合体からなるポリイミドフィルムは、シリコン変性ポリ
イミド前駆体の溶液を塗布液として、ガラス板、銅板、
アルミニウム板、ガラス箔、銅箔、アルミニウム箔、ま
たはシリコンウェーハーなどの基板上に塗布した後、約
140℃で溶媒を除去した約200〜400℃でイミド
化を行なうことにより得ることができる。またPETフ
ィルムの上に塗布液を流延して塗布し、これを140℃
で乾燥し、ポリイミド前駆体フィルムをはく離し、金属
枠に挾み込み140℃から350℃位まで約1時間で昇
温し350℃〜400℃焼成して得ることもできる。
ピロリドン、N,N‐ジメチルアセトアミド、N,N‐
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラ
メチル尿素、ピリジン、ヘキサメチルホスホルアミド、
メチルホルムアミド、N‐アセチル‐2‐ピロリドン、
2‐メトキシエタノール、2‐エトキシエタノール、2
‐ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、シクロ
ペンタノン、シクロヘキサノン、クレゾール、γ‐ブチ
ロラクトン、イソヘホロン、N,N,‐ジエチルアセト
アミド、N,N‐ジエチルホルムアミド、N,N‐ジメ
チルメトキシアセトアミド、テトラヒドロフラン、N‐
アセチル‐2‐ピロリドン、N‐メチル‐ε‐カプロラ
クタム、テトラヒドロチオフェンジオキシド{スルフォ
ラン(sulpholane)}をあげることができる。また、上
記のような有機溶媒を、混合して得られる混合溶媒でも
よい。更に、上記の好ましい有機溶媒を、他の非プロト
ン性(中性)有機溶媒、例えば、芳香族、脂環式もしく
は脂肪族炭化水素、またはそれらの塩素化誘導体(例え
ば、ベンゼン、トルエン、キシレン類、シクロヘキサ
ン、ペンタン、ヘキサン、石油エーテル、塩化メチレン
等)、またはジオキサン等で希釈したものを用いること
もできる。
の厚みは、特に限定されるものではないが、下限として
は10μm好ましくは25μm、上限としては175μ
m好ましくは150μmのものである。又、シリコン変
性ポリイミドフィルムの製法はイミド化剤を用いる方法
(ケミカルキュア法)であるか、加熱だけによる方法
(ドライアップ法)であるかにはこだわらない。
およびその製造法において、適用されるシリコン変性ポ
リイミドとは、芳香族テトラカルボン酸二無水物とジア
ミノシロキサン、芳香族ジアミンを主成分として得られ
るシリコン変性ポリイミドであり、シリコン変性ポリイ
ミド単独、シリコン変性ポリイミドとポリイミドとの混
合物いずれでもよい。このシリコン変性ポリイミドは、
つぎの式
基などの有機基を、R2 は2価の有機基であり炭素数2
以上の脂肪族基、環式脂肪族基、炭素環式芳香族基、複
素環式基またはポリシロキサン基等である。また、R1
またはR2 は、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素ま
たは臭素)または炭素原子数1〜4のアルキレン基など
の1個以上で置換されたものでもよい。R3 およびR4
は、それぞれ同一または異なる低級アルキレン基、また
はフェニレン基を表し、R5、R6 、R7 およびR
8 は、それぞれ同一または異なる低級アルキル基、低級
アルコシキ基、フェニル基、フェノキシ基を示しmは1
〜100の整数を示す。)で示される構造単位から本質
的に構成される。
リイミドは、式
反応して得られる。
R4 、R5 、R6 、R7 、およびR8 は前述と同じ、x
は0〜90、yは10〜100、x+y=100を示
す。)
ン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタ
メチレン、ヘキサメチレン基などの炭素数1〜6のアル
キレン基が例示される。低級アルキル基としては、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピルブチル、イソブチ
ル、tert‐ブチル、ペンチル、ヘキシル基などの炭
素数1〜6のアルキル基が例示される。低級アルコキシ
基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプ
ロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、tert‐ブトキ
シ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ基などの炭素数1
〜6のアルコキシ基が例示される。
無水物の代表的なものとしては、例えば、ピロメリト酸
二無水物、ベンゼン‐1,2,3,4,‐テトラカルボ
ン酸二無水物、2,2′,3,3′‐ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′‐ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,
4′‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,
2′,3,3′‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物、3,3′,4,4′‐ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、2,3,3′,4′‐ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,6,7‐ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物、3,4,9,10‐ペリレンテトト
ラカルボン酸二無水物、2,3,6,7‐アントラセン
テトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8‐フェナン
トレンテトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3‐ジカ
ルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4‐ジ
カルボキシフェニル)メタン二無水物、1,2,5,6
‐ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2,‐ビ
ス(2,3‐ジカルボキシフェニル)プロパン二無水
物、2,2‐ビス(3,4‐ジカルボキシフェニル)プ
ロパン二無水物、1,1‐ビス(2,3‐ジカルボキシ
フェニル)エタン二無水物、ビス(3,4‐ジカルボキ
シフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4‐ジカル
ボキシフェニル)エーテル二無水物、3,3′,4,
4′‐テトラカルボキシベンゾイルオキシベンゼン二無
水物、N,N‐(3,4‐ジカルボキシフェニル)N‐
メチルアミン二無水物、チオフェン‐2,3,4,5‐
テトラカルボン酸二無水物、ピラジン‐2,3,5,6
‐テトラカルボン酸二無水物、ピリジン‐2,3,5,
6‐テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4‐ブタ
ンテトラカルボン酸二無水物、ペンタンテトラカルボン
酸二無水物、1,2,3,4‐シクロペンタンテトラカ
ルボン酸二無水物、1,2,3,4‐ビシクロヘキセン
テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4‐テトラヒ
ドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4
‐シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5
‐トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物などがあ
げられる。これらの酸二無水物は単独もしくは複数のも
のを同時に使用することができる。
ては、炭素環式ジアミン、複素環式ジアミン、脂肪族ジ
アミン、脂環式ジアミン、芳香脂肪族ジアミンなどがあ
げられる。
‐、m‐及びp‐フェニレンジアミン、ジアミノトルエ
ン類(例えば、2,4‐ジアミノトルエン)、1,4‐
ジアミノ‐2‐メトキシベンゼン、2,5‐ジアミノキ
シレン類、1,3‐ジアミノ‐4‐クロルベンゼン、
1,4‐ジアミノ‐2,5‐ジクロルベンゼン、1,4
‐ジアミノ‐2‐ブロムベンゼン、1,3‐ジアミノ‐
4‐イソプロピルベンゼン、N,N‐ジフェニル‐1,
4‐フェニレンジアミン、4,4′‐ジアミノフェニル
‐2,2‐ブロパン、4,4′‐ジアミノフェニルメタ
ン、2,2‐ジアミノスチルベン、4,4′‐ジアミノ
スチルベン、4,4′ジアミノフェニルエーテル、4,
4′ジアミノフェニル‐チオエーテル、4,4′‐ジア
ミノジフェニルスルホン、3,3′‐ジアミノジフェニ
ルスルホン、4,4′‐ジアミノ安息香酸フェニルエス
テル、2,2′‐ジアミノベンゾフェノン、4,4′‐
ジアミノベンゾフェノン、4,4′‐ジアミノベンジ
ル、4‐(4′アミノフェニルカルバモイル)‐アニリ
ン、ビス(4‐アミノフェニル‐ホスフィンオキシド、
ビス(4‐アミノフェニル)‐メチル‐ホスフィンオキ
シド、ビス(3‐アミノフェニル)‐メチルスルフィン
オキシド、ビス(4‐アミノフェニル)‐フェニルホス
フィンオキシド、ビス(4‐アミノフェニル)‐クロヘ
キシルホスフィンオキシド、N,N‐ビス(4‐アミノ
フェニル)‐N‐フェニルアミン、N,N‐ビス(4‐
アミノフェニル)‐N‐メチルアミン、4,4′‐ジア
ミノジフェニル尿素、1,8‐ジアミノナフタレン、
1,5‐ジアミノナフタレン、1,5‐ジアミノアント
ラキノン、ジアミノフルオランテンなどがあげられる。
アミノピリジン、2,4‐ジアミノピリジン、2,4‐
ジアミノ‐s‐トリアジン、2,7‐ジアミノ‐ジベン
ゾフラン、2,7‐ジアミノカルバゾール、3,7‐ジ
アミノフェノチアジン、2,5‐ジアミノ‐1,3,4
‐チアジアゾールなどがあげられる。
ミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミ
ン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、
デカメチレンジアミン、2,2‐ジメチルプロピレンジ
アミン、2,5‐ジメチルヘキサメチレンジアミン、
2,5‐ジメチルヘプタメチレンジアミン、4,4‐ジ
メチルヘプタメチレンジアミン、3‐メトキシヘキサメ
チレンジアミン、5‐メチルノナメチレンジアミン、
2,11‐ジアミノドデカン、1,12‐ジアミノオク
タデカン、1,2‐ビス(3‐アミノプロポキシ)‐エ
タン、N,N‐ジメチル‐エチレンジアミン、N,N′
‐ジエチル‐1,3‐ジアミノプロパン、N,N′‐ジ
メチル‐1,6‐ジアミノヘキサンなどがあげられる。
また、式:H2 N(CH2 )3 O(CH2 )2 O(CH
2 )3 NH2 で表されるジアミン、式:H2 N(C
H2 )3 S(CH2 )3 NH2 で表されるジアミンなど
があげられる。
ノシクロヘキサンおよび4,4′‐ジアミノ‐ジシクロ
ヘキシルメタンであり、芳香族脂肪族ジアミンとして
は、1,4‐ビス(2‐メチル‐4‐アミノペンチル)
‐ベンゼン、1,4‐ビス(1,1‐ジメチル‐5‐ア
ミノペンチル)‐ベンゼン、1,3‐ビス(アミノメチ
ル)‐ベンゼンおよび1,4‐ビス(アミノメチル)‐
ベンゼンが適当である。これらのジアミンの単独もしく
は複数のもを同時に使用することができる。
ロキサンの例としては、1,1,3,3‐テトラメチル
‐1,3‐ビス(4‐アミノフェニル)ジシロキサン、
1,1,3,3‐テトラフェノキシ‐1,3‐ビス(4
‐アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3,5,
5‐ヘキサメチル‐1,5‐ビス(4‐アミノフェニ
ル)トリシロキサン、1,1,3,3‐テトラフェニル
‐1,3‐ビス(2‐アミノエチル)ジシロキサン、
1,1,3,3‐テトラフェニル‐1,3‐ビス(3‐
アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,5,5‐テト
ラフェニル‐3,3‐ジメチル‐1,5‐ビス(3‐ア
ミノプロピル)トリシロキサン、1,1,5,5‐テト
ラフェニル‐3,3‐ジメトキシ‐1,5‐ビス(4‐
アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5‐テト
ラフェニル‐3,3‐ジメトキシ‐1,5‐ビス(5‐
アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3‐テ
トラメチル‐1,3‐ビス(2‐アミノエチル)ジシロ
キサン、1,1,3,3‐テトラメチル‐1,3‐ビス
(3‐アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,3,3
‐テトラメチル‐1,3‐ビス(4‐アミノブチル)ジ
シロキサン、1,3‐ジメチル‐1,3‐ジメトキシ‐
1,3‐ビス(4‐アミノブチル)ジシロキサン、1,
1,5,5‐テトラメチル‐3,3‐ジメトキシ‐1,
5‐ビス(2‐アミノエチル)トリシシロキサン、1,
1,5,5‐テトラメチル‐3,3‐ジメトキシ‐1,
5‐ビス(3‐アミノプロピル)トリシロキサン、1,
1,5,5‐テトラメチル‐3,3‐ジメトキシ‐1,
5‐ビス(4‐アミノブチル)トリシロキサン、1,
1,5,5‐テトラメチル‐3,3‐ジメトキシ‐1,
5‐ビス(5‐アミノペンチル)トリシロキサン、1,
1,3,3,5,5‐ヘキサメチル‐1,5‐ビス(3
‐アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,
5,5‐ヘキサメチル‐1,5‐ビス(3‐アミノプロ
ピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5‐ヘキ
サプロピル‐1,5‐ビス(3‐アミノプロピル)トリ
シロキサンなどがあげられる。これらは単独もしくは複
数のものを同時に使用することができる。
は、従来のフィルムに比べて著しく接着性が改善された
ものである。すなわち、従来のシリコン変性ポリイミド
フィルムは表面にシロキサン含有量の高い層が形成さ
れ、これが接着性を阻害するものと考えられる。コロナ
放電処理によってフィルム表面の接触角が小さくなり、
酸素基が導入され、極性基の増加やフィルム表面に形成
されている高濃度シロキサン層が除去されて接着に有効
な界面が出現し、結果としてフィルム全体が良好な接着
性が得られるものと推察される。
するが、本発明はこれらにより制限されるものではな
い。実施例に使用するシリコン変性ポリイミド前駆体、
およびシリコン変性ポリイミドフィルムの製造ならび
に、フィルムの接着強度および吸光度比N1 /N2 の測
定はつぎの方法で行なった。 シリコン変性ポリイミド前駆体の製造:温度計、かくは
ん機、窒素吹き込み口を付けた三つ口フラスコに窒素ガ
スを吹き込みながら、ジアミンとしてパラフェニレンジ
アミン(以下p−PDAと略記する。)の0.1mol 、
α,ωジアミノシロキサンとして、1,1,3,3,
5,5‐ヘキサメチル‐1,5‐ビス(3‐アミノプロ
ピル)トリシロキサンの0.1mol 、溶媒としてN,N
‐ジメチルアセトアミド400gを仕込み、20℃に冷
却し、かくはんしながら、酸無水物として3,3,4,
4‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下s−B
PDAと略記する)400gを徐々に加え、6時間重合
反応させ、固形分濃度15重量%のポリイミド前駆体を
得た。このポリイミド前駆体溶液の粘度は25000c
psであった。 シリコン変性ポリイミドフィルムの製造:このポリイミ
ド前駆体をPETフィルム上にフィルム厚さが25μm
になるように流延塗布し、140℃のオーブンで10分
間乾燥した。その後、自己支持性となったポリイミド前
駆体フィルムを剥離し金属枠に挾み込み140℃から3
50℃まで1時間かけて昇温を行い、350℃にて30
分間焼成しイミド化してシリコン変性ポリイミドフィル
ムを得た。
(株)製パイララックスを用いて、シリコン変性ポリイ
ミドとパイララックスを温度180℃、圧力40kg/cm
2 、時間1時間の条件で加熱圧着した後、サンプル幅1
0mm、はく離角度180゜、はく離速度50mm/min で
はく離強度を測定した。 赤外線吸収スペクトル吸光度比の測定:フィルムの赤外
線吸収スペクトルのチャートにより、1074cm-1の吸
光度(N1 )824cm-1の吸光度(N2 )の強度を測定
し、その比N1/N2 を算出した。
FS−400F−1型コロナ表面処理装置(発振周波数
15KHz 、高周波出力4KW)を用いて8050〜6
8400W.min /m2 範囲の種々条件下でコロナ処理
を施した。これらのフィルムを用いてフィルム表面のN
1 /N2 の増加及び接着強度等を測定した。結果を表1
に示す。(実施例2におけるN1 /N2 の算出のための
赤外スペクトルは図1に示す。) 比較例1 25μm厚みのシリコン変性ポリイミドフィルムを作製
しコロナ表面処理を施さず、N1 /N2 、接着強度を調
べた結果を表1に示した。(N1 /N2 の算出のための
赤外スペクトルは図2に示す。)
ムは、従来のフィルムに比べて著しく接着強度(はく離
強度)が優れている。また、本発明のフィルムの製造法
は従来のシリコン変性ポリイミドフィルムに特定のコロ
ナ放電処理を施すことにより簡便に接着性の改善された
シリコン変性ポリイミドフィルムを提供する。
理)の赤外吸収スペクトル
赤外吸収スペクトル
Claims (2)
- 【請求項1】 シリコン変性ポリイミドまたはシリコン
変性ポリイミドと芳香族ポリイミドとの複合体からなる
ポリイミドフィルムであって、フィルム表面の赤外線吸
収スペクトル吸光度比N1 /N2 (1074cm-1の吸光
度/824cm-1の吸光度)が0.7以下であることを特
徴とする接着性の改良されシリコン変性ポリイミドフィ
ルム。 - 【請求項2】 シリコン変性ポリイミドまたはシリコン
変性ポリイミドと芳香族ポリイミドとの複合体からなる
ポリイミドフィルムに2500〜87000W.min /
m2 のコロナ放電処理をすることからなる接着性の改良
されたシリコン変性ポリイミドフィルムの製造法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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