KR101440276B1 - Polyimide film for electronic device component - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리이미드 필름에 관한 것으로, 2,2'-비스(4-(3,4-다이카복시페녹시)페닐)프로판 이무수물과 3,3',4,4'-바이페닐테트라카복실산 이무수물을 전체 산 이무수물 성분 중 30 내지 100 몰%로 포함하는 방향족 산 이무수물 성분과, 파라페닐렌 다이아민을 전체 다이아민 성분 중 50 내지 100 몰%로 포함하는 방향족 다이아민 성분을 공중합시켜 얻은 폴리아미드산 수지로부터 유도된 본 발명의 폴리이미드 필름은, 인장탄성율이 4.5 내지 9.0GPa, 열팽창계수가 10 내지 25ppm/℃, 흡습율이 2.0% 이하, 흡습팽창계수가 20ppm/%RH 이하, 알칼리 감량율이 5% 이하로서, 전자기기 재료에 적용시 우수한 금속 접착력, 내굴곡성, 에칭 후 치수변화율 및 컬(curl)을 나타내므로, 전자기기 부품 분야에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a polyimide film, and more particularly, to a polyimide film comprising a polyimide film comprising 2,2'-bis (4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl) propane dianhydride and 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride An aromatic dianhydride component containing 30 to 100 mol% of water in the total acid dianhydride component and an aromatic diamine component containing 50 to 100 mol% of paraphenylenediamine in the total diamine component The polyimide film of the present invention derived from a polyamide acid resin has a tensile modulus of 4.5 to 9.0 GPa, a thermal expansion coefficient of 10 to 25 ppm / 占 폚, a moisture absorption rate of 2.0% or less, a moisture absorption coefficient of expansion of 20 ppm / Since the weight loss rate is 5% or less, it exhibits excellent metal bonding strength, bending resistance, rate of dimensional change after etching, and curl when applied to electronic equipment materials, and thus can be usefully used in the field of electronic devices.
Description
본 발명은 전자기기 부품용으로 유용한 폴리이미드 필름에 관한 것이다.The present invention relates to polyimide films useful for electronic component parts.
폴리이미드 필름은 내열성, 내약품성, 전기 절연성 뿐만 아니라 기계적 치수 안정성이 뛰어나며, 특히 내열성과 전기 절연성의 우수성을 이용하여 전자기기 부품 분야, 예를 들어 반도체 절연 테이프, 연성회로기판(flexible printed circuit board; FPCB)의 절연 기재, 테이프 자동 본딩(tape automated bonding; TAB)용 절연 필름 및 칩 온 필름(chip on film; COF) 등의 용도로 사용되고 있다. The polyimide film is excellent in heat resistance, chemical resistance, electrical insulation and mechanical dimensional stability. Particularly, the polyimide film is advantageously used in the field of electronic equipment parts, for example, a semiconductor insulating tape, a flexible printed circuit board (FPCB), insulation tape for tape automated bonding (TAB), and chip on film (COF).
최근, 회로 제조 기술 및 부품 실장 기술의 비약적 발전과 함께, COF용 FPCB는 빠르게 미세 피치화되고 있다. 이러한 COF의 미세 피치 실장 기술의 발전에 부응하기 위해서는 FPCB의 회로를 단락 없이 제조할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 회로 제조 기술뿐 아니라 절연재료인 폴리이미드 필름의 가열 및 인장력에 대한 치수 안정성이 매우 중요하다. 일반적으로 가열에 대한 치수 안정성은 열팽창계 수(coefficient of thermal expansion; CTE)가 낮을수록 우수해지고, 인장력에 대한 치수 안정성은 탄성율이 높을수록 우수하다. 종래, 낮은 열팽창계수 및 높은 탄성율을 갖는 필름의 제조 방법으로 피로멜리트산 이무수물 또는 파라페닐렌 다이아민 등의 직선성이 높으며 강직한 구조의 모노머를 사용하여 필름을 제조하는 기술이 알려져 있다. 그러나 상기 기술은 그 구성이 강직한 원료로만 이루어져 있어서 극히 낮은 열팽창계수 및 높은 탄성율을 달성할 수는 있으나, 필름의 유연성이 현저히 부족하여 연성회로기판에서 요구하는 굴곡성을 만족시키지 못하고, 피로멜리트산 이무수물과 같이 전자친화성이 매우 높은 모노머만을 사용할 경우에는 최종 폴리이미드 필름의 흡습율이 상승하는 문제가 있다. In recent years, along with the breakthrough of circuit manufacturing technology and component mounting technology, the FPCB for COF is rapidly becoming finer. In order to cope with the development of the fine pitch packaging technology of COF, it is necessary to manufacture the FPCB circuit without short circuit. For this purpose, dimensional stability of heating and tensile force of the polyimide film as the insulating material is very important . In general, the dimensional stability for heating is improved as the coefficient of thermal expansion (CTE) is lower, and the dimensional stability for the tensile force is higher as the elastic modulus is higher. Conventionally, there is known a technique for producing a film using a monomer having a high linearity and a rigid structure such as pyromellitic dianhydride or para-phenylenediamine as a method of producing a film having a low thermal expansion coefficient and a high elastic modulus. However, the above technology can achieve an extremely low coefficient of thermal expansion and a high elastic modulus because it is composed of only a rigid raw material, but the flexibility of the film is insufficient to satisfy the flexural properties required in the flexible circuit board, and pyromellitic acid dyes There is a problem that the moisture absorption rate of the final polyimide film rises when only monomers having high electron affinity such as water are used.
또한, 다른 고분자 소재와는 달리 폴리이미드가 다소 높은 흡습율을 가짐으로 인해 회로의 미세 피치화 진전에 따라 낮은 흡습율과 낮은 흡습팽창계수를 갖는 필름에 대한 요구도 증대되고 있다. 흡습율 또는 흡습팽창계수가 클 경우 FPCB 공정 중에 수분 흡수에 의한 치수 변화가 발생될 수 있고, 이에 따라 회로간의 단락이 일어나거나, 패턴간의 거리가 변화하는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위한 방법으로, 낮은 흡습율을 가지는 모노머, 예를 들면, 2,2-비스(3,4-안하이드로다이카복시페닐)헥사플루오로프로판 등의 불소계 모노머를 사용하여 필름을 제조하는 공정이 알려져 있다. 그러나 이러한 불소계 모노머는 단가가 매우 비쌀 뿐 아니라 반응성이 지나치게 낮아 수지 제조에 어려움이 있다. In addition, unlike other polymer materials, polyimide has a somewhat higher moisture absorption rate, and accordingly, there is an increasing demand for a film having a low moisture absorption rate and a low moisture absorption expansion coefficient as the circuit is progressed to fine pitch. If the moisture absorption coefficient or hygroscopic expansion coefficient is large, a dimensional change due to moisture absorption may occur during the FPCB process, thereby causing a short circuit between the circuits or a problem that the distance between the patterns changes. As a method for solving this problem, there is a process for producing a film using a fluorine-based monomer such as a monomer having a low moisture absorption rate, for example, 2,2-bis (3,4-anhydrodicarboxyphenyl) hexafluoropropane Is known. However, such fluorine-based monomers are not only expensive but also have low reactivity, making it difficult to produce resins.
한편, 미국특허 제5,166,308호에는 3,3',4,4'-바이페닐테트라카복실산 이무수물, 피로멜리트산 이무수물, 4,4'-다이아미노다이페닐에테르 및 파라페닐렌 다이 아민을 사용하는 4 성분계 폴리이미드필름이 개시되어 있다. 상기 특허에 개시된 실시예에 의하면, 이렇게 제조된 필름은 8.0∼22.0ppm/℃의 열팽창계수, 16.8∼29.8ppm/%RH의 흡습팽창계수 및 상온에서 100%RH에 4시간 방치했을 때 2.26%∼2.84%의 흡습율을 가져 기존의 2 성분 또는 3 성분계 필름에 비해 개선된 열팽창계수, 흡습율 및 흡습팽창계수 등을 보이고 있으나, 미세피치 제조 공정에 사용하기에는 미흡하다. 또한, 이렇게 제조된 필름은 상기 특허에 언급된 바와 같이 알칼리 에칭속도가 다른 필름에 비해 빠르며, 이것은 내알칼리성이 좋지 않다는 것을 의미한다. COF 제조 공정에 있어서 내알칼리성이 부족할 경우, 알칼리 에칭 공정에서 치수변화가 발생하여 미세 피치의 간격 유지가 곤란하며, 알칼리액에 의해 필름과 동박의 접착력 저하가 발생하는 문제가 있다.On the other hand, U.S. Patent No. 5,166,308 discloses the use of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether and paraphenylene diamine A four-component polyimide film is disclosed. According to the example disclosed in the patent, the film thus produced had a coefficient of thermal expansion of 8.0 to 22.0 ppm / ° C, a coefficient of hygroscopic expansion of 16.8 to 29.8 ppm /% RH, and a coefficient of thermal expansion of 2.26% The film has a moisture absorption rate of 2.84%, which shows improved thermal expansion coefficient, moisture absorption rate and hygroscopic expansion coefficient compared to conventional two- or three-component films, but is insufficient for use in the fine pitch manufacturing process. In addition, the film thus produced has a higher alkaline etching rate than the other films as mentioned in the patent, which means that the alkali resistance is poor. When the alkali resistance is insufficient in the COF production process, there is a problem that the dimensional change occurs in the alkali etching process and it is difficult to maintain the fine pitch interval, and the adhesive strength between the film and the copper foil is lowered by the alkaline solution.
또한, 기계적, 열적 및 화학적 치수 안정성 모두가 충분히 확보되지 않고, 어떤 요인에 의해 치수의 변화가 발생할 경우, IC 드라이브의 연속 실장 공정에서 그 치수 변화가 누적되어 시간이 지날수록 드라이브의 실장 위치 변동폭이 커져서 최종적으로 COF 등의 제조 수율이 현저히 저하될 수 있다.In addition, if the mechanical, thermal, and chemical dimensional stability are not sufficiently secured, and dimensional changes occur due to some factors, the dimensional changes of the IC drive in the continuous mounting process accumulate, And finally the production yield of COF and the like may be remarkably lowered.
따라서, 최근 전자기기 재료로서 요구되는 고탄성율, 저열팽창계수, 저흡습율 및 우수한 내알칼리성을 동시에 만족하는 폴리이미드 필름의 개발이 절실히 필요하다.Therefore, it is urgently required to develop a polyimide film which simultaneously satisfies both the high modulus of elasticity, the low thermal expansion coefficient, the low moisture absorption rate and the excellent alkali resistance required for electronic equipment materials.
따라서, 본 발명의 목적은 FPCB, COF 또는 TAB 등의 전자기기 재료에 요구되는 고탄성율, 저열팽창계수, 저흡습율, 저흡습팽창계수 및 우수한 내알칼리성을 동시에 만족하는 폴리이미드 필름을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a polyimide film which simultaneously satisfies the requirements of high elastic modulus, low thermal expansion coefficient, low moisture absorption rate, low moisture absorption expansion coefficient and excellent alkali resistance required for electronic equipment materials such as FPCB, COF or TAB .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방향족 산 이무수물 성분으로서 2,2'-비스(4-(3,4-다이카복시페녹시)페닐)프로판 이무수물과 3,3',4,4'-바이페닐테트라카복실산 이무수물을 전체 산 이무수물 성분 중 30 내지 100 몰%로 포함하고, 방향족 다이아민 성분으로서 파라페닐렌 다이아민을 전체 다이아민 성분 중 50 내지 100 몰%로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing an aromatic dianhydride which comprises reacting 2,2'-bis (4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl) propane dianhydride and 3,3 ' Biphenyltetracarboxylic acid dianhydride in an amount of 30 to 100 mole% of the total acid dianhydride component and 50 to 100 mole% of paraxylene diamine as an aromatic diamine component in the total diamine component And a polyimide film.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 폴리이미드 필름은, 전구물질로 사용되는 폴리아미드산 수지의 산 이무수물 성분으로서 2,2'-비스(4-(3,4-다이카복시페녹시)페닐)프로판 이무수물과 3,3',4,4'-바이페닐테트라카복실산 이무수물을, 다이아민 성분으로서 파라페닐렌 다이아민을 필수 성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다. The polyimide film according to the present invention comprises 2,2'-bis (4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl) propane dianhydride as the acid dianhydride component of the polyamide acid resin used as a precursor and 3 , 3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and paraphenylenediamine as an essential component as a diamine component.
본 발명에 있어서, 폴리아미드산 수지의 산 이무수물 성분으로서 필수적으로 사용되는 2,2'-비스(4-(3,4-다이카복시페녹시)페닐)프로판 이무수물(BPADA)과 3,3',4,4'-바이페닐테트라카복실산 이무수물(BPDA)의 몰비는 6:94 내지 80:20의 범위이며, 전체 산 이무수물 성분 중 BPADA와 BPDA의 함량은 30 내지 100 몰%이다. In the present invention, 2,2'-bis (4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl) propane dianhydride (BPADA) which is essentially used as an acid dianhydride component of the polyamide acid resin and 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) is in the range of 6:94 to 80:20, and the content of BPADA and BPDA in the total acid dianhydride component is 30 to 100 mol%.
BPADA가 BPDA 대비 6 몰% 미만일 경우, 폴리이미드 필름과 동박 간의 접착력이 저하되며, 특히 스퍼터링과 도금공정을 거치는 2 층형 연성 동박 적층판(flexible copper clad laminate; FCCL)에서 접착력 저하가 크고, 이에 따라 최종 회로의 내굴곡성도 저하될 수 있다. 또한 본 발명에서는, 다이아민 성분으로서 강직한 구조를 가진 파라페닐렌 다이아민을 다량으로 사용하고 있으므로, BPADA가 BPDA 대비 6몰% 미만일 경우 최종 필름이 지나치게 강직해져서 FPCB 용도로 적합한 수준의 내굴곡성을 확보하기 어렵다. 반면, BPADA가 BPDA 대비 80 몰%를 초과할 경우에는 최종 필름의 유리 전이 온도가 지나치게 낮아져 실장 공정에서 만족할만한 치수 안정성을 확보하기 곤란하며, 필름 제조 공정에서 기포 발생을 제어하기 곤란해질 수 있다. 또한 양호한 외관의 필름을 제조한다 하더라도 열팽창계수가 커져 FPCB 제조 공정 및 실장공정에서 컬(curl)이 심해지는 문제가 발생한다. When the BPADA is less than 6 mol% based on the BPDA, the adhesion between the polyimide film and the copper foil is deteriorated. In particular, the adhesive strength of the two-layer flexible copper clad laminate (FCCL), which undergoes sputtering and plating, The bending resistance of the circuit may also be reduced. Also, in the present invention, since a large amount of paraphenylene diamine having a rigid structure is used as the diamine component, if the BPADA is less than 6 mol% based on the BPDA, the final film becomes too rigid and the flexing resistance suitable for the FPCB application It is difficult to secure. On the other hand, when BPADA exceeds 80 mol% with respect to BPDA, the glass transition temperature of the final film becomes too low to ensure satisfactory dimensional stability in the packaging process and it may become difficult to control bubble generation in the film production process. In addition, even when a film having good appearance is produced, the coefficient of thermal expansion becomes large, and curling becomes serious in the FPCB manufacturing process and the mounting process.
한편, 전체 산 이무수물 성분 중 BPADA와 BPDA의 함량이 30몰% 미만일 경우, 최종 폴리이미드 필름의 흡습율 및 흡습팽창계수가 증가하고, 내알칼리성이 불량해질 수 있다. 특히, BPDA와 BPADA의 몰비 및 전체 산 이무수물에 대한 BPDA와 BPADA의 함량이 상기 범위를 만족시키지 않을 경우, 최종 필름의 내알칼리성은 매우 불량해진다.On the other hand, when the content of BPADA and BPDA in the total acid dianhydride component is less than 30 mol%, the moisture absorption rate and hygroscopic expansion coefficient of the final polyimide film may increase and the alkali resistance may become poor. Particularly, when the molar ratio of BPDA to BPADA and the content of BPDA and BPADA to the total acid dianhydride do not satisfy the above range, the alkali resistance of the final film becomes very poor.
또한, 본 발명에서는 공중합 폴리아미드산 제조에 사용되는 산 이무수물 성분으로서, BPADA 및 BPDA와 함께, 다른 방향족 산 이무수물, 지방족 산 이무수물 및 지환족 산 이무수물을 추가로 사용할 수 있으며, 필름의 내열성 저하 방지 측면에서 방향족 산 이무수물을 사용하는 것이 바람직하다. 방향족 산 이무수물의 예 로는 피로멜리트산 이무수물, 4,4'-옥시다이프탈산 이무수물, 3,4,3',4'-벤조페논 테트라카복실산 이무수물, 3,4,3',4'-다이페닐설폰 테트라카복실산 이무수물, 2,2'-비스(3,4-다이카복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물, 2,3,6,7-나프탈렌 테트라카복실산 이무수물, 1,4,5,8-나프탈렌 테트라카복실산 이무수물, 3,4,9,10-페릴렌 테트라카복실산 이무수물 및 그 유도체를 들 수 있다. 이중 하나를 선택하거나 둘 이상을 조합하여 BPADA 및 BPDA와 함께 사용할 수 있다. Further, in the present invention, other aromatic dianhydrides, aliphatic acid dianhydrides and alicyclic dianhydrides may be used together with BPADA and BPDA as the acid dianhydride component used in the production of the copolymerized polyamic acid, It is preferable to use an aromatic acid dianhydride from the viewpoint of prevention of decrease in heat resistance. Examples of the aromatic acid dianhydride include pyromellitic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 3,4,3 ', 4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,4,3', 4'- Diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride and derivatives thereof. You can choose one or a combination of two or more to work with BPADA and BPDA.
또한, 본 발명의 폴리이미드 필름을 제조하는데 사용되는 공중합 폴리아미드산은, 다이아민 성분으로서 파라페닐렌 다이아민(PPD)을 전체 다이아민 성분에 대하여 50 내지 100몰%의 범위로 사용할 수 있다. PPD의 함량이 50몰% 미만일 경우에는 폴리이미드 필름의 열팽창계수가 증가하고 인장탄성율이 저하되는 문제가 있다. In addition, the copolymerized polyamic acid used for producing the polyimide film of the present invention can be used in an amount of 50 to 100 mol% based on the total diamine component, as the diamine component, paraphenylenediamine (PPD). When the content of PPD is less than 50 mol%, the thermal expansion coefficient of the polyimide film increases and the tensile elastic modulus deteriorates.
또한, 본 발명에서는 폴리아미드산 수지를 제조하는데 있어서 다이아민 성분으로서, 상기 PPD와 함께, 지방족 다이아민, 지환족 다이아민 또는 다른 방향족 다이아민을 50몰% 이하의 양으로 사용할 수 있다. 필름의 내열성 및 탄성율의 저하를 막기 위하여 방향족 다이아민을 사용하는 것이 바람직하며, 그 예로는, 4,4'-다이아미노다이페닐 프로판, 4,4'-다이아미노다이페닐 메탄, 벤지딘, 4,4'-다이아미노다이페닐 에테르, 3,3'-다이아미노다이페닐 설폰, 4,4'-다이아미노다이페닐 설폰, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)다이페닐 설폰, 4,4'-비스(3-아미노페녹시)다이페닐 설폰, 3,6-치옥산텐다이아민-10,10-다이옥사이드, 3,3'-다이클로로벤지딘, 4,4'-다이아미노다이페닐 설파이드, 3,3'-다이아미노다이페닐 에테르, 3,4'-다이아미노다 이페닐 에테르, 1,5-다이아미노 나프탈렌, 2,6-다이아미노나프탈렌, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)바이페닐, 2,2'-비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판, 4,4'-다이아미노다이페닐 다이에틸 실란, 4,4'-다이아미노다이페닐 실란, 4,4'-다이아미노다이페닐 에틸 포스핀 옥사이드, 메타페닐렌다이아민, 오르쏘페닐렌다이아민, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 및 그 유도체 등이 있으며, 이들 중 하나를 선택하거나 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다. In the present invention, an aliphatic diamine, an alicyclic diamine or other aromatic diamine may be used in an amount of 50 mol% or less together with the PPD as a diamine component in the production of a polyamic acid resin. It is preferable to use an aromatic diamine in order to prevent deterioration of heat resistance and elastic modulus of the film, and examples thereof include 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, benzidine, 4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) (3-aminophenoxy) diphenylsulfone, 3,6-dioxanthenediamine-10,10-dioxide, 3,3'-dichlorobenzidine, 4,4'-diaminodiphenylsulfide , 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) phenyl) propane, 4,4'-diaminodiphenyldiethylsilane, 4,4'-diaminodiphenylsilane, 4,4'-diaminodiphenylethyl po Bis (4-aminophenoxy) benzene and its derivatives, and the like. One of these compounds may be selected or a combination of two or more thereof may be used .
본 발명의 폴리이미드의 전구체인 공중합 폴리아미드산 용액은 공지의 방법을 사용하여 제조할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 방법들을 이용하여 제조할 수 있다: The copolymer polyamic acid solution which is a precursor of the polyimide of the present invention can be prepared by using a known method, for example, by using the following methods:
(1) 방향족 테트라카복실산 이무수물과 이에 대하여 과소 몰량의 방향족 다이아민 화합물을 유기 극성 용매 중에 반응시켜 양말단에 산무수물기를 갖는 프리폴리머를 얻고, 이어서 전공정에서 방향족 테트라카르복실산 이무수물과 방향족 다이아민 화합물이 실질적으로 등몰이 되도록 방향족 다이아민 화합물을 첨가하면서 중합시키는 방법; (1) reacting an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic dianamine compound having an inferior molar amount thereinto in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having an acid anhydride group at both ends thereof, and then reacting the aromatic tetracarboxylic dianhydride with an aromatic diamine A method of polymerizing while adding an aromatic diamine compound such that the compound is substantially equimolar;
(2) 방향족 테트라카복실산 이무수물과 이에 대하여 과잉 몰량의 방향족 다이아민 화합물을 유기 극성용매 중에서 반응시켜 양말단에 아미노기를 갖는 프리폴리머를 얻고, 이어서 전공정에서 방향족 테트라카복실산 이무수물과 방향족 다이아민 화합물이 실질적으로 등몰이 되도록 방향족 테트라카복실산 이무수물을 첨가하면서 중합시키는 방법;(2) reacting an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride and an excess molar amount of an aromatic diamine compound in an organic polar solvent to obtain a prepolymer having an amino group at both ends thereof, and then adding an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine compound A method in which an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride is added so as to be substantially equimolar;
(3) 방향족 다이아민을 유기 극성 용매 중에 용해시키고, 이를 실질적으로 등몰의 방향족 테트라카복실산 이무수물과 반응시켜 중합시키는 방법;(3) dissolving an aromatic diamine in an organic polar solvent and reacting it with substantially equimolar aromatic tetracarboxylic dianhydride to polymerize;
(4) 방향족 테트라카복실산 이무수물을 유기 극성 용매 중에 용해 및/또는 분산시킨 후 실질적으로 등몰이 되도록 방향족 다이아민 화합물을 첨가하면서 중합시키는 방법; 또는(4) a method in which an aromatic tetracarboxylic dianhydride is dissolved and / or dispersed in an organic polar solvent and then polymerized while adding an aromatic diamine compound so as to be substantially equimolar; or
(5) 실질적으로 등몰의 방향족 테트라카복실산 이무수물과 방향족 다이아민 화합물의 혼합물을 유기 극성용매 중에서 반응시켜서 중합시키는 방법.(5) A method in which a mixture of substantially equimolar aromatic tetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine compound is reacted in an organic polar solvent to effect polymerization.
폴리아미드산을 합성하는 공정에 사용가능한 용매로는 극성 비양성자성 용매로서, N,N-다이메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 N,N-다이메틸아세트아미드를 예시할 수 있으며, 이중 하나를 선택하거나 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.Examples of the solvent which can be used in the step of synthesizing polyamic acid include N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide as polar aprotic solvents And one of them can be selected or a combination of two or more can be used.
이어서, 상기와 같이 제조된 폴리아미드산 용액은 통상의 열 또는 화학적 경화법에 의해 이미드화되어 폴리이미드로 변환된다. 열 경화법은 탈수제나 이미드화 촉매 등을 사용하지 않고 가열만으로 이미드화 반응을 진행시키는 방법이며, 화학적 경화법은 폴리아미드산 유기용매 용액에, 무수초산 등의 산무수물로 대표되는 탈수제와, 이소퀴놀린, β-피콜린 또는 피리딘 등의 3급 아민류 등으로 대표되는 이미드화 촉매를 투입하여 반응시키는 방법이다. The polyamic acid solution thus prepared is then imidized by conventional thermal or chemical curing methods and converted into polyimide. The thermosetting method is a method in which the imidization reaction is promoted only by heating without using a dehydrating agent or an imidation catalyst. In the chemical curing method, a dehydrating agent represented by an acid anhydride such as anhydrous acetic acid, Quinoline, p-picoline, or pyridine, and the like.
상기와 같이 제조된 폴리아미드산 용액을 이용한 본 발명에 따른 폴리이미드 필름의 제조공정은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 다음과 같은 방법으로 수행될 수 있다.The production process of the polyimide film according to the present invention using the polyamide acid solution prepared as described above is not particularly limited and can be carried out, for example, in the following manner.
먼저, 탈수제 및 이미드화 촉매를 저온에서 폴리아미드산 용액 중에 혼합한 후, 이 혼합물을 지지판, 회전하는 드럼 또는 스틸벨트 등의 지지체 위에 도포 또 는 캐스팅하고, 지지체상에서 50℃ 내지 200℃, 바람직하게는 70℃ 내지 150℃의 범위의 온도로 가열하여 탈수제 및 촉매를 활성화함으로써 부분적으로 경화 및 건조한 후, 자기 지지성 막인 겔 필름을 얻을 수 있다. First, a dehydrating agent and an imidation catalyst are mixed in a polyamic acid solution at a low temperature, and the mixture is applied or cast on a support such as a support plate, a rotating drum or a steel belt, Is heated to a temperature in the range of 70 占 폚 to 150 占 폚 to activate the dehydrating agent and the catalyst to partially cure and dry the gel film to obtain a gel film as a self-supporting film.
그 다음, 얻어진 폴리아미드산 겔 필름의 단부를 지지체상에 고정한 후 가열하는데, 이때 남은 아미드산을 완전히 이미드화하기 위하여 최종적으로 200 내지 600℃의 온도에서 3 내지 30분 동안 가열하여 탈수 폐환 건조한다. 이 때, 가열 온도가 상기 범위보다 높거나 가열 시간이 길어지는 경우에는 필름의 열화가 발생하여 바람직하지 않으며, 반대로 가열 온도가 상기 범위보다 낮거나 가열 시간이 짧아지게 되면 이미드화가 충분히 이루어지지 않아 필름이 깨지기 쉽다. Then, the end portion of the obtained polyamic acid gel film is fixed on the support and heated, and then, in order to completely imidize the remaining amide acid, dehydration cyclization drying is performed by heating at a temperature of 200 to 600 ° C for 3 to 30 minutes . At this time, if the heating temperature is higher than the above range or the heating time is prolonged, the film deteriorates, which is undesirable. Conversely, if the heating temperature is lower than the above range or the heating time is shortened, The film is fragile.
상기와 같이 제조된 폴리이미드 필름은 7 내지 125㎛ 범위의 평균 두께를 갖는다.The polyimide film thus prepared has an average thickness in the range of 7 to 125 占 퐉.
본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 인장탄성율이 4.5 내지 9.0 GPa이고, 50 내지 200 ℃의 온도 범위에서 측정한 열팽창계수가 10 내지 25 ppm/℃이다. 또한 99%RH에서 상온 24시간 방치할 경우 흡습율이 2.0중량% 이하, 바람직하게는 1.5중량% 이하이며, 23℃에서 20 내지 80 %RH 구간의 흡습팽창계수가 20ppm/%RH 이하, 바람직하게는 18ppm/%RH 이하이고, 55℃에서 5중량%의 NaOH 수용액으로 4시간 처리할 경우 알칼리 감량율이 5중량% 이하, 바람직하게는 4중량% 이하이다. The polyimide film according to the present invention has a tensile modulus of 4.5 to 9.0 GPa and a thermal expansion coefficient of 10 to 25 ppm / 占 폚 as measured in a temperature range of 50 to 200 占 폚. Further, when left at room temperature for 24 hours at 99% RH, the moisture absorption rate is 2.0% by weight or less, preferably 1.5% by weight or less, and the moisture absorption coefficient of expansion at 20 to 80% RH at 23 캜 is 20 ppm / Is 18 ppm /% RH or less, and when treated with 5 wt% NaOH aqueous solution at 55 캜 for 4 hours, the alkali reduction rate is 5 wt% or less, preferably 4 wt% or less.
인장탄성율이 4.5GPa 미만일 경우에는 필름의 외력에 대한 저항이 작아져 작은 외력에도 치수변화가 쉽게 일어나는 문제가 있다. 반면 9.0GPa을 초과할 경우 외력에 대한 저항은 커지나, 필름의 강직도(stiffness)가 증가하여 이 필름으로 제 조한 FCCL의 굴곡성이 불량해질 수 있다. 한편, 열팽창계수가 10ppm/℃ 미만이거나 25ppm/℃를 초과할 경우 동박과의 열팽창계수 편차가 커져서 FCCL 제조공정, 회로 제조공정 또는 드라이브 실장 공정에서 열에 의해 컬(curl)이 발생하는 문제가 있으며, 반복적으로 가열과 냉각이 되풀이되면 열팽창계수의 편차에 의해 피로 파단이 일어나기 쉬워 회로의 신뢰성에 문제를 일으킨다. 또한, 99%RH에서 상온 24시간 방치했을 때의 흡습율이 2.0%를 초과할 경우 필름의 흡습팽창계수가 커지는 문제가 있으며, 스퍼터링 및 도금 공정으로 제조하는 2층형 FCCL의 경우 스퍼터링 시 진공 도달 시간이 길어지고, 스퍼터링 균일성이 나빠질 수도 있다. 게다가 높은 흡습율을 가지게 되면, 예를 들어 프레셔 쿠커 테스트(Pressure Cooker Test, 이하 PCT) 시와 같이 가혹한 조건에서 접착력이 심하게 저하된다. When the tensile modulus of elasticity is less than 4.5 GPa, the resistance against the external force of the film becomes small, and the dimensional change easily occurs even with a small external force. On the other hand, if it exceeds 9.0 GPa, the resistance to external force increases, but the stiffness of the film increases, and the flexural property of the FCCL produced by this film may become poor. On the other hand, when the thermal expansion coefficient is less than 10 ppm / ° C or more than 25 ppm / ° C, the thermal expansion coefficient deviation with the copper foil becomes large, causing curl due to heat in the FCCL manufacturing process, circuit manufacturing process, Repetition of heating and cooling repeatedly tends to cause fatigue fracture due to a variation in the coefficient of thermal expansion, which causes problems in the reliability of the circuit. When the moisture absorption rate is more than 2.0% at a room temperature of 99% RH for 24 hours, the coefficient of hygroscopic expansion of the film becomes large. In the case of the two-layer type FCCL manufactured by the sputtering and plating processes, The sputtering uniformity may be deteriorated. In addition, if the moisture absorption rate is high, the adhesive strength is severely deteriorated under severe conditions such as, for example, in a pressure cooker test (PCT).
흡습팽창계수가 20ppm/%RH를 초과하게 되면 FCCL 제조 공정에서의 습도 환경에 따른 치수와 완성된 FCCL의 사용 중 습도 환경에 따른 치수의 차이가 커져서 컬이 발생할 수 있고, 필름의 치수 변화율과 동박의 치수 변화율 차이에 따라 회로간 간격이 변화하거나 단락 또는 단선이 발생할 가능성이 있다.When the coefficient of hygroscopic expansion exceeds 20 ppm /% RH, the difference between the dimensions according to the humidity environment in the manufacturing process of the FCCL and the dimension due to the humidity environment during the use of the finished FCCL becomes large, curling may occur, There is a possibility that a distance between circuits changes or a short circuit or disconnection may occur depending on the difference in the dimensional change rate.
또한, 본 발명의 폴리이미드 필름은 55℃에서 5중량%의 NaOH 수용액에 대한 저항성이 4시간 침지 후 알칼리 감량율을 측정했을 때 5 중량% 이하이다. 알칼리 감량율이 5 중량%를 초과할 경우 내알칼리성이 불량하여 회로 제조 중 알칼리 액에 의한 치수 변화가 일어나 드라이브 IC 실장 공정에서 불량을 유발할 뿐만 아니라, 필름과 구리층 간의 접착력이 저하되는 문제도 발생할 수 있다. Further, the polyimide film of the present invention has a resistance to 5 wt% NaOH aqueous solution at 55 ° C of 5 wt% or less when the alkali reduction rate is measured after immersing for 4 hours. If the weight loss of the alkali exceeds 5 wt%, the alkali resistance is poor and the dimensional change due to the alkaline solution occurs during the circuit production, causing a defect in the drive IC mounting process, and the adhesion between the film and the copper layer may be deteriorated .
상기한 바와 같은 물성을 만족하는 본 발명의 폴리이미드 필름은 통상의 방 법에 따라 연성회로기판 등의 전자기기재료에 사용되어 우수한 금속 접착력, 내굴곡성, 에칭 후 치수변화율 및 컬(curl)을 부여할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 폴리이미드 필름은 2층형 연성 동박 적층판(FCCL) 제조에 사용될 경우 금속 접착력이 상온 박리 강도 기준 0.62kN/m 이상, 바람직하게는 0.68kN/m 이상이고, 프레셔 쿠커 테스트(PCT) 박리 강도 기준 0.45kN/m 이상, 바람직하게는 0.50kN/m 이상이다. 또한 내굴곡성이 130회 이상, 바람직하게는 150회 이상이며, 에칭 후 치수 변화율이 -0.05% 내지 +0.05%, 컬(curl)이 2mm 이하로 우수한 물성을 부여할 수 있다.The polyimide film of the present invention satisfying the above physical properties is used in electronic equipment such as a flexible circuit board according to a conventional method, and has excellent metal bonding strength, bending resistance, rate of dimensional change after etching and curl can do. For example, the polyimide film of the present invention has a metal bonding strength of 0.62 kN / m or more, preferably 0.68 kN / m or more based on the room temperature peel strength when used in the manufacture of a two-layer flexible copper clad laminate (FCCL) The peel strength is 0.45 kN / m or more, preferably 0.50 kN / m or more. Further, it is possible to impart excellent physical properties such as a flexural resistance of not less than 130 times, preferably not less than 150 times, a rate of dimensional change after etching of -0.05% to +0.05%, and a curl of not more than 2 mm.
본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 고탄성율, 저열팽창계수, 저흡습율, 저흡습팽창계수 및 우수한 내알칼리성을 동시에 만족하여 전자기기 재료에 적용시 우수한 금속접착력, 내굴곡성, 에칭 후 치수변화율 및 컬을 나타내므로, 전자기기 부품 분야에 유용하게 사용될 수 있다.The polyimide film according to the present invention satisfies both the high modulus of elasticity, the low coefficient of thermal expansion, the low moisture absorption rate, the low moisture absorption expansion coefficient and the excellent alkali resistance, and is excellent in metal adhesion, bending resistance, It can be usefully used in the field of electronic device parts.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
다이메틸아세트아미드 (DMAc) 635.21g을 반응기 내에 투입한 후 반응온도를 40℃로 설정하였다. 여기에 p-페닐렌 다이아민(PPD) 17.39g(전체 다이아민 성분의 60몰%)과 4,4'-다이아미노다이페닐에테르(DPE) 21.40g(전체 다이아민 성분의 40몰%)을 투입하여 완전히 용해할 때까지 교반하였다. 용해가 완료된 후, 3,3',3,4'-바이페닐테트라카복실산 이무수물(BPDA) 63.21g (전체 산 이무수물 성분의 80몰%)과 2,2'-비스(4-(3,4-다이카복시페녹시)페닐)프로판 이무수물(BPADA) 28.11g(전체 산 이무수물 성분의 20몰%)을 서서히 가하여 실질적으로 산 이무수물과 다이아민이 등몰이 되도록 조절한 후 1시간 동안 교반하여 DMAc 중의 폴리아미드산 용액을 얻었다. After 635.21 g of dimethylacetamide (DMAc) was charged into the reactor, the reaction temperature was set at 40 占 폚. Thereto were added 17.39 g of p-phenylenediamine (PPD) (60 mol% of the total diamine component) and 21.40 g of 4,4'-diaminodiphenyl ether (DPE) (40 mol% of the total diamine component) And the mixture was stirred until completely dissolved. After the dissolution was completed, 63.21 g of 3,3 ', 3,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) (80 mol% of the total acid dianhydride component) and 2,2'-bis (4- 28.11 g (20 mol% of the total acid dianhydride component) of the dianhydride was adjusted to be substantially equimolar with the acid dianhydride and the diamine was stirred, followed by stirring for 1 hour To obtain a polyamic acid solution in DMAc.
상기에서 얻어진 폴리아미드산 용액을 아세트산 무수물(AA) 5몰 당량(폴리아미드산 1몰 당량 기준)과 이소퀴놀린(IQ) 1몰 당량(폴리아미드산 1몰 당량 기준)과 혼합한 후, 그 혼합액을 유리판 상에 균일 두께로 도포하고, 110℃에서 10분 동안 건조한 후 박리하여 겔필름을 제조하였다. 그 다음, 겔필름을 지지 프레임에 핀으로 고정한 후, 250℃에서 5분, 450℃에서 5분 동안 가열하여 탈수 폐환 건조하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 얻었다. The polyamic acid solution obtained above is mixed with 5 molar equivalents of acetic anhydride (AA) (based on 1 molar equivalent of polyamic acid) and 1 molar equivalent of isoquinoline (IQ) based on 1 molar equivalent of polyamic acid, Was applied on a glass plate to have a uniform thickness, dried at 110 DEG C for 10 minutes and peeled to prepare a gel film. Then, the gel film was fixed to the support frame with a pin, and then heated at 250 캜 for 5 minutes and at 450 캜 for 5 minutes, followed by dehydration ring closure drying to obtain a polyimide film having a thickness of 38 탆.
실시예 2Example 2
DMAc 635.39g, 다이아민 성분으로서 PPD 33.70g(100몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 BPDA 54.98g (60몰%)과 BPADA 24.46g (40몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(60 mol%) and BPDAA (24.46 g, 40 mol%) were used as the diamine component, 33.70 g (100 mol%) of PPD as the diamine component, and 54.98 g And a polyimide film having a thickness of 38 mu m was produced by carrying out the same procedure.
실시예 3Example 3
DMAc 634.89g, 다이아민 성분으로서 PPD 19.33g(60몰%)과 DPE 23.80g(40몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 BPDA 67.33g(77몰%), BPADA 7.81g (5몰%)과 피로멜리트산 이무수물(PMDA) 11.77g(18몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(60 mol%) of DPD as a diamine component, 23.80 g (40 mol%) of DPE and 67.33 g (77 mol%) of BPDA as an acid dianhydride component, 7.81 g (5 mol% A polyimide film having a thickness of 38 탆 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 11.77 g (18 mol%) of melted acid dianhydride (PMDA) was used.
실시예 4Example 4
DMAc 634.20g, 다이아민 성분으로서 PPD 32.72g(100몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 BPDA 7.06g(8몰%), BPADA 50.49g (32몰%)과 PMDA 39.68g(60몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(100 mol%) of PPD as diamine component and 7.06 g (8 mol%) of BPDA, 50.49 g (32 mol%) of BPADA and 39.68 g (60 mol%) of PMDA as an acid dianhydride component , A polyimide film having a thickness of 38 탆 was prepared.
실시예 5Example 5
DMAc 633.69g, 다이아민 성분으로서 PPD 22.79g(70몰%)과 DPE 18.00g(30몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 BPDA 7.06g(8몰%), BPADA 37.48g (24몰%)과 PMDA 44.47g(68몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(30 mol%) of DPE and 7.06 g (8 mol%) of BPDA as an acid dianhydride component, 37.48 g (24 mol%) of BPADA and 23.39 g of PMDA A polyimide film having a thickness of 38 탆 was produced in the same manner as in Example 1, except that 44.47 g (68 mol%) was used.
비교예 1Comparative Example 1
DMAc 634.41g, 다이아민 성분으로서 PPD 25.60g(70몰%), DPE 20.40g(30몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 BPDA 39.69g(40몰%)과 PMDA 44.25g(60몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(30 mol%) of DPE, and 39.69 g (40 mol%) of BPDA and 44.25 g (60 mol%) of PMDA as the diamine component, 25.0 g , A polyimide film having a thickness of 38 탆 was prepared.
비교예 2Comparative Example 2
DMAc 632.65g, 다이아민 성분으로서 PPD 17.39g(60몰%)과 DPE 21.40g(40몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 PMDA 35.10g(60몰%)과 BPADA 55.69g(40몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(60 mol%) of DPD and 20.40 g (40 mol%) of DPE and 35.10 g (60 mol%) of PMDA and 55.69 g (40 mol%) of BPADA as the dianhydride component , A polyimide film having a thickness of 38 탆 was prepared.
비교예 3Comparative Example 3
DMAc 634.70g, 다이아민 성분으로서 DPE 62.20g(100몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 PMDA 67.80g(100몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.Except that 63.70 g of DMAc, 62.20 g (100 mol%) of DPE was used as a diamine component, and 67.80 g (100 mol%) of PMDA was used as an acid dianhydride component. To prepare a polyimide film.
비교예 4Comparative Example 4
DMAc 634.88g, 다이아민 성분으로서 PPD 8.21g(30몰%)과 DPE 35.60g(70몰%) 및 산 이무수물 성분으로서 BPDA 59.68g(80몰%)과 BPADA 26.55g(20몰%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 두께 38㎛의 폴리이미드 필름을 제조하였다.(70 mol%) of DPE and 59.68 g (80 mol%) of BPDA as an acid dianhydride component and 26.55 g (20 mol%) of BPADA as a diamine component , A polyimide film having a thickness of 38 탆 was prepared.
시험예 1Test Example 1
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 폴리미이드 필름들을 무장력 하에서 320℃에서 10분간 추가 열처리한 다음, 다음과 같은 방법으로 각종 성능을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The polyimide films prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were subjected to additional heat treatment at 320 DEG C for 10 minutes under an emulsion force, and various performances were evaluated by the following methods. The results are shown in the following Table 1 Respectively.
(1) 인장탄성율(1) Tensile modulus
인스트론(Instron)사의 UTM기기를 사용하여 ASTM D882의 방법에 따라 측정하였다. It was measured according to the method of ASTM D882 using an UTM instrument of Instron.
(2) 열팽창계수(2) Coefficient of thermal expansion
TA사의 TMA-2940을 사용하여 0.05N의 하중을 가하고 분당 10℃의 승온 속도로 상온에서 400℃까지 가열하여 5분 방치한 후, 다시 분당 10℃의 강온 속도로 30℃까지 냉각하였다. 이 때 냉각 과정에서 50℃ 내지 200℃ 구간의 열팽창계수를 측정하였다.Using a TMA-2940 manufactured by TA Corporation, a load of 0.05 N was applied. The substrate was heated from 400 ° C to room temperature for 5 minutes at a heating rate of 10 ° C per minute, and then cooled to 30 ° C at a cooling rate of 10 ° C per minute. The thermal expansion coefficient in the range of 50 to 200 캜 was measured during the cooling process.
(3) 흡습율(3) Absorption rate
폴리이미드 필름을 150℃에서 30분간 건조시켜 중량을 측정하였다(Ww1). 이 어, 이 필름을 23℃, 99%RH의 조건 하에서 항온항습기에 24시간 처리하였다. 이렇게 처리한 필름 표면의 물방울을 닦고 다시 중량을 측정하였다(Ww2). 측정된 Ww1과 Ww2로부터 다음 수학식 1에 의해 흡습율을 산출하였다.The polyimide film was dried at 150 占 폚 for 30 minutes and its weight was measured (Ww1). This film was treated for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber under conditions of 23 DEG C and 99% RH. The surface of the film thus treated was polished and again weighed (Ww2). The moisture absorption rate was calculated from the measured Ww1 and Ww2 by the following equation (1).
(4) 흡습팽창계수(4) Moisture expansion coefficient
폴리이미드 필름을 23℃, 20%RH의 조건에서 24시간 방치한 후 그 길이를 측정하였다(L1). 이 필름을 다시 23℃, 80%RH의 조건에 24시간 방치한 후 그 길이(L2)를 측정하여 하기 수학식 2에 의하여 흡습팽창계수를 계산하였다.The polyimide film was allowed to stand at 23 캜 and 20% RH for 24 hours, and its length was measured (L1). The film was again left under the conditions of 23 ° C and 80% RH for 24 hours, and its length (L2) was measured. The coefficient of hygroscopic expansion was calculated by the following formula (2).
(5) 알칼리 감량율(5) Alkali reduction rate
폴리이미드 필름을 150℃에서 30분간 건조시켜 그 중량을 측정하였다(Wa1). 이어서 이 필름을 5 중량%의 NaOH 수용액에 완전히 침지하여 55℃에서 4시간 방치하였다. 이렇게 처리한 필름을 흐르는 증류수에 5분간 수세하여 표면에 남아 있는 NaOH를 완전히 제거하고 다시 150℃ 오븐에서 30분 간 건조한 후 그 중량을 측정하였다(Wa2). 측정된 Wa1과 Wa2로부터 다음 수학식 3에 의해 알칼리 감량율을 측정하였다. 알칼리 감량율은 일반적으로 음수의 값을 가지며, 그 수가 작아질수록 내알칼리성이 불량함을 의미한다.The polyimide film was dried at 150 DEG C for 30 minutes and its weight was measured (Wa1). Subsequently, this film was completely immersed in an aqueous 5 wt% NaOH solution and allowed to stand at 55 캜 for 4 hours. The treated film was washed with distilled water for 5 minutes to completely remove NaOH remaining on the surface, dried again in an oven at 150 ° C. for 30 minutes, and the weight thereof was measured (Wa2). From the measured Wa1 and Wa2, the alkali reduction rate was measured by the following equation (3). The alkali reduction rate generally has a negative value, and the smaller the number, the more the alkali resistance is poor.
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예에서 제조된 폴리이미드 필름은 비교예에 따른 폴리이미드 필름에 비해 물성이 전반적으로 우수함을 알 수 있다. From the results shown in Table 1, it can be seen that the polyimide film produced in the example according to the present invention has better physical properties than the polyimide film according to the comparative example.
실시예 6 내지 10 및 비교예 5 내지 8 : 2층형 연성 동박 적층판(FCCL)의 제조Examples 6 to 10 and Comparative Examples 5 to 8: Preparation of two-layer flexible copper-clad laminate (FCCL)
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 얻은 폴리이미드 필름을 이용하여 다음의 방법으로 2층형 연성 동박 적층판(FCCL)을 제조하였다.Two-layer type flexible copper clad laminate (FCCL) was produced by the following method using the polyimide films obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4.
먼저, 폴리이미드 필름의 표면을 산소와 아르곤 분위기 하에서 감압 플라즈마 처리한 후 니켈과 크롬 합금을 사용하여 진공 스퍼터링 처리하였다. 그 다음, 이 기재를 다시 구리를 타겟으로 진공 스퍼터링 처리하여 금속층이 접착된 기재를 제조하였다. 이 때 금속층의 두께는 2500Å로 고정하였다. 수득된 증착 필름을 다시 전해 도금하여 최종적으로 8㎛±1㎛의 구리가 도금된 2 층형 FCCL을 제조하였다. First, the surface of the polyimide film was subjected to a reduced pressure plasma treatment in oxygen and argon atmosphere, followed by vacuum sputtering using nickel and chromium alloy. Subsequently, this substrate was vacuum-sputtered again with copper as a target to prepare a substrate to which a metal layer was adhered. At this time, the thickness of the metal layer was fixed to 2500 Å. The obtained deposited film was electrolytically plated again to finally produce a 2-layer type FCCL plated with copper of 8 mu m +/- 1 mu m.
이렇게 제조한 2 층형 FCCL을 에칭하여 회로폭 1mm, 스페이스폭 1.5mm로 패턴을 형성시켰다.The thus prepared two-layer type FCCL was etched to form a pattern with a circuit width of 1 mm and a space width of 1.5 mm.
시험예 2 Test Example 2
상기 실시예 6 내지 10 및 비교예 5 내지 8의 방법으로 제조된 2 층형 FCCL의 특성을 다음의 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The properties of the two-layer type FCCL prepared by the methods of Examples 6 to 10 and Comparative Examples 5 to 8 were measured according to the following method, and the results are shown in Table 2 below.
(1) 금속접착력(1) Metal bond strength
① 상온 박리강도: IPC TM 650 2.4.9의 방법에 따라 상온에서 90˚ 박리 강도를 측정하였으며, 10회 측정하여 그 평균값을 취하였다.(1) Peel strength at room temperature: The peel strength at 90 ° was measured at room temperature according to the method of IPC TM 650 2.4.9, and the average value was measured ten times.
② 프레셔 쿠커 테스트(PCT) 박리강도: 제조한 회로를 120℃, 100%RH, 2기압 하에서 96시간 처리한 후, 상기의 방법에 따라 90˚ 박리 강도를 10회 측정하여 그 평균을 취하였다.(2) Pressure Cooker Test (PCT) Peel strength: The produced circuit was treated for 96 hours at 120 ° C, 100% RH and 2 atmospheric pressure, and then the 90 ° peel strength was measured 10 times and the average was taken.
(2) 내굴곡성(2) Flexibility
제조한 회로를 도요세이끼사의 MIT-DA 테스터에 장착하고 굴곡 각도 ±135˚, 하중 200g을 가하여 단선이 일어날 때까지 굴곡 횟수를 측정하였으며, 마찬가지로 10회 측정하여 그 평균을 취하였다. The manufactured circuit was mounted on an MIT-DA tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and the bending angle was measured with a bending angle of ± 135 ° and a load of 200 g until the disconnection occurred.
(3) 에칭 후 치수 변화율(3) Dimensional change rate after etching
상기 제조한 FCCL의 지정된 구간의 회로 제조 전 길이를 측정하였다(Le1). 이후 이 FCCL을 에칭하여 회로를 제조하고, 이전에 지정한 구간의 길이를 재측정하여(Le2) 다음 수학식 4에 따라 에칭 후 치수 변화율을 계산하였다.The pre-circuit length of the specified section of the fabricated FCCL was measured (Le1). Then, the circuit is fabricated by etching the FCCL, and the length of the previously designated section is re-measured (Le2) to calculate the dimensional change rate after etching according to the following equation (4).
(4) 컬(Curl)(4) Curl
제조한 FCCL을 10cm×10cm의 크기로 잘라 FPCB 제조 공정 또는 실장 공정의 모사를 위하여 400℃에서 30초 간 열처리하였다. 이 샘플을 평평한 바닥에 놓은 뒤 그 단부가 바닥으로부터 떠 있는 높이를 측정하였다. 컬 측정의 결과는 작으면 작을수록 좋다.The fabricated FCCL was cut into a size of 10 cm × 10 cm and heat-treated at 400 ° C. for 30 seconds in order to simulate an FPCB manufacturing process or a mounting process. The sample was placed on a flat floor and the height at which the end floated from the floor was measured. The smaller the result of the curl measurement, the better.
상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예에서 제조된 탄성율, 열팽창계수, 흡습율, 흡습팽창계수 및 내알칼리성이 우수한 폴리이미드 필름을 사용한 FCCL은 비교예에 따른 필름에 비해 우수한 금속 접착력, 내굴곡성, 에칭 후 치수변화율 및 컬을 나타내는 것을 확인할 수 있다. From the results shown in Table 2, it can be seen that the FCCL using the polyimide film excellent in elastic modulus, thermal expansion coefficient, moisture absorption rate, hygroscopic expansion coefficient and alkali resistance, produced in the example according to the present invention, The flexural resistance, the dimensional change rate after etching, and curl can be confirmed.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 고탄성율, 저열팽창계수, 저흡습율, 저흡습팽창계수 및 우수한 내알칼리성을 동시에 만족하여 전자기기 재료에 적용시 우수한 금속 접착력, 내굴곡성, 에칭 후 치수변화율 및 컬을 나타내므로, 전자기기 부품 분야에 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the polyimide film according to the present invention satisfies both the high modulus of elasticity, the low coefficient of thermal expansion, the low moisture absorption rate, the low moisture absorption coefficient and the excellent alkali resistance, Dimensional change rate and curl, it can be usefully used in the field of electronic device parts.
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