KR102429121B1 - 폴리이미드 수지, 이를 이용한 금속 적층체 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리이미드 수지, 이를 이용한 금속 적층체 및 이를 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것으로, 상기 폴리이미드 수지의 열전도도가 우수하기 때문에 본 발명은 방열성이 향상된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

Description

폴리이미드 수지, 이를 이용한 금속 적층체 및 이를 포함하는 인쇄회로기판{POLYIMIDE RESIN, METAL LAMINATE USING THE SAME AND PRINTED CIRCUIT BOARD COMPRISING THE SAME}
본 발명은 절연층으로 사용되는 폴리이미드 수지, 상기 폴리이미드 수지를 이용한 금속 적층체 및 상기 금속 적층체를 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것이다.
전자기기의 고성능화, 경박단소화에 따라 전자부품의 발열량이 증대하고 있다. 또한, 신재생에너지의 등장과 에너지 효율증대의 요구에 따라 고전압의 고 동력 장치(high power device)의 사용이 증대되고 있으며, 이러한 고 동력 장치에서 특히 발열은 안전 및 기기의 수명에 큰 영향을 미친다. 따라서 장치 내에서 발생한 열을 효율적으로 방출할 수 있는 인쇄회로기판의 필요성이 증대되고 있다.
종래의 인쇄회로기판은 절연층에 에폭시 수지를 적용하였다. 상기 에폭시 수지는 강도, 절연성, 내열성, 접착성 등이 우수하나 열전도도가 낮아 인쇄회로기판에 접속된 장치에서 발생한 열을 효율적으로 방출하는데 한계가 있었다.
이에 따라, 에폭시 수지의 열전도도를 개선하기 위해 에폭시 수지에 무기필러를 도입하는 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 기술은 요구되는 만큼의 열전도도를 얻기 위해 무기필러가 고함량으로 사용됨에 따라 인쇄회로기판의 가공성(드릴성), 휨특성 등이 저하되는 문제점이 있었다.
이외에, 에폭시 수지보다 열전도도가 높은 폴리이미드 수지에 무기필러를 도입하여 인쇄회로기판의 절연층에 적용하는 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 기술은 무기필러의 특성을 고려하지 않고 무기필러를 단순 혼합한 것으로, 해당 기술로도 인쇄회로기판의 절연층의 열전도도를 개선하는데 한계가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0037552호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 절연성, 내열성, 접착성뿐만 아니라 열전도도도 우수한 폴리이미드 수지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리이미드 수지를 이용한 금속 적층체 및 이를 포함하는 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제1 무기필러, 제2 무기필러 및 제3 무기필러를 포함하는 폴리이미드 수지 조성물로 형성되며, 열전도도가 10 W/mk 이상인 폴리이미드 수지를 제공한다.
이러한 본 발명의 폴리이미드 수지는, 121 ℃의 온도 및 2 기압의 압력에서 10 시간 동안 방치 후 ASTM D2861 규격으로 접착력 평가 시 접착력이 1.0 kgf/㎝ 이상을 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 제1 무기필러는 알루미나이며, 상기 알루미나는 입경이 0.3 내지 0.6 ㎛인 제1 알루미나와 입경이 2.3 내지 4.1 ㎛인 제2 알루미나가 혼합된 것일 수 있다.
또한, 상기 제2 무기필러는 질화붕소이며, 상기 질화붕소는 입경이 0.2 내지 1 ㎛인 제1 질화붕소와 입경이 8 내지 60 ㎛인 제2 질화붕소가 혼합된 것일 수 있다.
또, 상기 질화붕소는 판상 응집형일 수 있다.
또한, 상기 제3 무기필러는 질화알루미늄이며, 상기 질화알루미늄은 입경이 0.8 내지 2 ㎛일 수 있다.
또, 상기 제1 무기필러(a) 대 상기 제2 무기필러(b) 대 상기 제3 무기필러(c)의 혼합비(a : b : c)는 30 내지 40 : 60 내지 70 : 1 내지 10 중량비일 수 있다.
또한, 상기 폴리이미드 수지 조성물은 방향족 디아민; 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드; 및 유기용매를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 제1 금속층; 상기 제1 금속층 상에 구비되는 수지층; 및 상기 수지층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고, 상기 수지층이 상기 폴리이미드 수지로 이루어진 금속 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 금속 적층체를 포함하는 인쇄회로기판을 제공한다.
본 발명의 폴리이미드 수지는 특정 조성의 무기필러 혼합물을 포함하는 폴리이미드 수지 조성물로 형성되며, 열전도도가 10 W/mk 이상으로 높기 때문에 이를 인쇄회로기판의 절연층에 적용할 경우, 종래의 인쇄회로기판에 비해 방열성이 향상된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
이하 본 발명을 설명한다.
1. 폴리이미드 수지
본 발명은 열전도도가 우수한 폴리이미드 수지를 제공한다. 상기 폴리이미드 수지는 다수의 무기필러가 특정 조성으로 혼합된 폴리이미드 수지 조성물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
종래에는 인쇄회로기판의 방열성을 높이는 하나의 방법으로, 절연층의 재료를 개선하는 방법이 있었다. 구체적으로, 에폭시 수지, 또는 폴리이미드 수지에 열전도성을 가지는 무기필러를 혼합하여 조성물을 제조하고, 제조된 조성물을 인쇄회로기판의 절연층의 형성에 사용한 것이다. 그러나, 상기 조성물은 통상적으로 알려진 무기필러를 단순 혼합한 것으로, 인쇄회로기판의 절연층의 열전도도를 높이는데 한계가 있었다.
이에 본 발명은 인쇄회로기판의 절연층의 재료로 사용되는 폴리이미드 수지의 열전도도를 개선하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 폴리이미드 수지는 다수의 무기필러를 포함하는 폴리이미드 수지 조성물로 형성되되, 상기 다수의 무기필러는 형상 및/또는 입경이 특정 범위로 제어(Horsfield 이론 적용)되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 다수의 무기필러의 형상 및/또는 입경이 특정 범위로 제어될 경우 폴리이미드 수지의 내부에 무기필러가 최적으로 배열되기 때문에 본 발명은 열전도도가 우수한 폴리이미드 수지를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 폴리이미드 수지를 형성하는데 사용되는 폴리이미드 수지 조성물은 제1 무기필러, 제2 무기필러 및 제3 무기필러를 포함한다.
상기 제1 무기필러는 특별히 한정되지 않으나, 열전도성이 우수한 알루미나(alumina)인 것이 바람직하다. 이때, 상기 알루미나는 입자의 형상이 구형이며, 입경이 0.3 내지 0.6 ㎛인 제1 알루미나와 입경이 2.3 내지 4.1 ㎛인 제2 알루미나가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 입경이 상이한 제1 알루미나와 제2 알루미나가 혼합된 알루미나를 사용할 경우 입경이 큰 알루미나 입자 사이에 입경이 작은 알루미나 입자가 배열되어 알루미나 간의, 또는 다른 무기필러와의 열전도성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 제2 무기필러는 특별히 한정되지 않으나, 질화붕소(boron nitride)인 것이 바람직하다. 이때, 상기 질화붕소는 입경이 0.2 내지 1 ㎛인 제1 질화붕소와 입경이 8 내지 60 ㎛인 제2 질화붕소가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 입경이 상이한 제1 질화붕소와 제2 질화붕소가 혼합된 질화붕소를 사용할 경우 입경이 큰 질화붕소 입자 사이에 입경이 작은 질화붕소 입자가 배열되어 질화붕소 간의, 또는 다른 무기필러와의 열전도성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한 상기 질화붕소는 입자의 형상이 판상 응집형인 것이 바람직하다. 상기 판상 응집형은 판상형의 질화붕소 입자를 서로 응집하여 구형화한 것으로, 이와 같이 판상 응집형의 질화붕소를 사용할 경우 열전도가 입자의 X축 및 Y축과 더불어 Z축으로도 효율적으로 이루어지기 때문에 질화붕소의 열전도성을 향상시킬 수 있다. 즉, 판상형은 입자의 X축 및 Y축으로 열전도가 잘 이루어지는 반면, Z축으로는 열전도가 잘 이루어지지 않는데, 본 발명을 이를 해결하고자 판상형의 질화붕소 입자를 서로 응집하여 구형화시킨 판상 응집형 질화붕소를 사용하는 것이다.
상기 제3 무기필러는 특별히 한정되지 않으나, 입자의 형상이 구형이며, 입경이 0.8 내지 2 ㎛인 질화알루미늄(aluminum nitride)인 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 상기 제1 무기필러, 상기 제2 무기필러 및 상기 제3 무기필러의 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 폴리이미드 수지의 물성을 고려할 때, 상기 제1 무기필러(a) 대 상기 제2 무기필러(b) 대 상기 제3 무기필러(c)의 혼합비(a : b : c)는 30 내지 40 : 60 내지 70 : 1 내지 10의 중량비인 것이 바람직하다. 구체적으로, 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물이 무기필러로 상기 제1 알루미나, 상기 제2 알루미나, 상기 제1 질화붕소, 상기 제2 질화붕소 및 상기 질화알루미늄를 모두 포함할 경우, 그 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 상기 제1 알루미늄 대 상기 제2 알루미늄 대 상기 제1 질화붕소 대 상기 제2 질화붕소 대 상기 질화알루미늄의 혼합비는 1 내지 8 : 32 내지 44 : 1 내지 8 : 25 내지 25 : 0.5 내지 6의 중량비인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물은 방향족 디아민; 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드; 및 유기용매를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 방향족 디아민과 상기 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드를 포함함에 따라 폴리이미드 수지의 내열성, 접착성 및 방열성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 방향족 디아민은 특별히 한정되지 않으나, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112015126836310-pat00001
[화학식 2]
Figure 112015126836310-pat00002
[화학식 3]
Figure 112015126836310-pat00003
상기 화학식 1 내지 3에서,
X 및 Y는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로,
Figure 112015126836310-pat00004
,
Figure 112015126836310-pat00005
,
Figure 112015126836310-pat00006
Figure 112015126836310-pat00007
로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택되고,
A 및 B는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로,
Figure 112015126836310-pat00008
,
Figure 112015126836310-pat00009
,
Figure 112015126836310-pat00010
,
Figure 112015126836310-pat00011
,
Figure 112015126836310-pat00012
Figure 112015126836310-pat00013
로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 특별히 한정되지 않으나, 4-아미노페닐-4-아미노벤조에이트(4-aminophenyl-4-aminobenzoate, APAB)인 것이 바람직하다. 상기 4-아미노페닐-4-아미노벤조에이트는 결정성 구조를 가짐에 따라 반결정성 구조를 가지는 폴리이미드 수지에 결정성을 부여하여 폴리이미드 수지의 열전도도를 높일 수 있기 때문이다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 특별히 한정되지 않으나, 2,2-비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판(2,2-Bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane, BAPP), 2,2-비스(4-[3-아미노페녹시]페닐)술폰 (2,2-bis(4-[3-aminophenoxy]phenyl)sulfone, m-BAPS) 및 4,4'-비스 (4-아미노페녹시)비페닐(4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 특별히 한정되지 않으나, 2,2'-(1,2-페닐렌비스옥시)다이아닐린(2,2'-(1,2-phenylenebis(oxy))dianiline, APBN), (2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, m-TB-HG), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, TPE-R)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 상기 화합물을 사용함에 따라 유기 용매와의 분산성 또는 용해성을 높일 수 있으며, 이로 인해 폴리이미드 수지 필름의 제조가 용이해지기 때문이다.
여기서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(제1 방향족 디아민)과, 상기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물(제2 방향족 디아민)의 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 제1 디아민과 제2 디아민의 총 몰수를 기준으로, 3:7 내지 7:3 몰비인 것이 바람직하다. 상기 몰비로 혼합됨에 따라 폴리이미드 수지의 열전도도를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리이미드 수지 조성물의 코팅성을 높일 수 있기 때문이다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드는 특별히 한정되지 않으나, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실릭 디안하이드라이드 (3,3',4,4'-Benzophenonetetracarboxylicdianhydride, BTDA), 2,2-비스3,4-디카르복실페녹시페닐프로판 디안하이드라이드(2,2-Bis(3,4-Dicarboxyphenoxy)phenylpropane dianhydride, BPADA), 2,2-비스3,4-안하이드로디카르복시페닐헥사플루오르프로판 (2,2-Bis(3,4-anhydrodicarboxyphenyl)hexafluoropropane, 6-FDA), 피로메리틱 디안하이드라이드(pyromellitic dianhydride, PMDA) 및 4,4'-옥시디프탈릭안하이드라이드(4,4'-Oxydiphthalicanhydride, ODPA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 이러한 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드를 사용함에 따라 폴리이미드 수지의 접착성을 높일 수 있기 때문이다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 방향족 디아민과 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드의 사용비율(혼합비율)은 특별히 한정되지 않으나, 방향족 디아민의 몰수(a) 대 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드의 몰수(b)의 비(a:b)가 1 내지 1.05 : 1인 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 유기 용매는 당 업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으나, N-메틸피롤리디논(NMP), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), 테트라하이드로퓨란(THF), N,N-디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭시드(DMSO), 시클로헥산 및 아세토니트릴로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 각 성분의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 조성물 총 중량%를 기준으로, 방향족 디아민 3 내지 8.5 중량%; 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 5 내지 7 중량%; 무기필러(제1 무기필러 + 제2 무기필러 + 제3 무기필러) 40 내지 50 중량%; 및 유기 용매 40 내지 50 중량%인 것이 바람직하다.
이러한 폴리이미드 수지 조성물로 형성된 본 발명의 폴리이미드 수지는 열전도도가 10 W/mk 이상(구체적으로, 13 내지 20 W/mk)으로 높은 열전도도를 나타낸다. 또한 본 발명의 폴리이미드 수지는 121 ℃의 온도 및 2 기압의 압력에서 10 시간 동안 방치 후 ASTM D2861 규격으로 접착력 평가 시 1.0 kgf/㎝ 이상의 접착력을 나타낼 수 있다.
2. 금속 적층체
본 발명은 제1 금속층; 상기 제1 금속층 상에 구비되는 수지층; 및 상기 수지층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하는 금속 적층체를 제공한다.
본 발명의 금속 적층체에 포함되는 제1 금속층과 제2 금속층은 회로 패턴이 형성되는 층이거나, 방열 역할을 하는 층이다. 이러한 제1 금속층과 제2 금속층을 이루는 물질은 특별히 한정되지 않으나, 구리, 주석, 금 또는 은인 것이 바람직하다. 이때, 제1 금속층과 제2 금속층은 서로 동일하거나 상이한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 금속 적층체에 포함되는 수지층은 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 구비되며, 상기에서 설명한 폴리이미드 수지로 이루어진다. 이러한 수지층은 절연 역할을 하는 층으로, 상기 폴리이미드 수지로 이루어져 있기 때문에 제1 금속층 및 제2 금속층과의 접착성이 우수하며, 금속 적층체의 절연성, 내열성 및 방열성을 높일 수 있다.
3. 인쇄회로기판
본 발명은 상기에서 설명한 금속 적층체를 포함하는 인쇄회로기판을 제공한다. 구체적으로, 상기 금속 적층체에 포함된 제1 금속층 및/또는 제2 금속층에 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 제공하는 것이다. 이때, 상기 금속 적층체에 포함된 수지층은 절연층 역할을 하게 된다. 이러한 본 발명의 인쇄회로기판은 절연층이 상기에서 설명한 폴리이미드 수지로 이루어져 있기 때문에 절연성, 내열성 등의 물성과 더불어 방열성이 우수하다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2] 수지 조성물 제조
하기 표 1의 조성 및 성분을 가지는 수지 조성물을 각각 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
에폭시 수지1
(국도화학, YD-011)
- - - - - 3g 3g
에폭시 수지2
(국도화학, YD-019)
- - - - - 4.6g 4.6g
에폭시 수지3
(DOW, DER-383)
- - - - - 2.7g 2.7g
경화제
(EMomentive, DICY)
- - - - - 0.8g 0.8g
디아민 BAPP 1.9g 1.9g 1.9g 1.9g 1.9g - -
0.26mol 0.26mol 0.26mol 0.26mol 0.26mol - -
APBN 1.4g 1.4g 1.4g 1.4g 1.4g - -
0.26mol 0.26mol 0.26mol 0.26mol 0.26mol - -
APAB 2.1g 2.1g 2.1g 2.1g 2.1g - -
0.5mol 0.5mol 0.5mol 0.5mol 0.5mol - -
방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 ODPA 4.5g 4.5g 4.5g 4.5g 4.5g - -
0.8mol 0.8mol 0.8mol 0.8mol 0.8mol - -
BTDA 1.2g 1.2g 1.2g 1.2g 1.2g - -
0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.2mol - -
제1 무기필러 Sumitomo AA-03
(입경: 0.3 ㎛)
3.3g 0g 4.4g 4.4g 0g 3.3g 0g
Sumitomo AA-3
(입경: 3 ㎛)
17.8g 20g 20g 20g 24.4g 17.8g 20g
제2 무기필러 Momentive NX-1
(입경: 1 ㎛)
3.3g 4.4g 0g 4.4g 0g 3.3g 4.4g
Momentive PTX-25
(입경: 20 ㎛)
15.6g 16.9g 17.8g 14.3g 19.6g 15.6g 16.9g
제3 무기필러 Toyo, MF
(입경: 2 ㎛)
4.4g 3.1g 2.2g 1.3g 0.4g 4.4g 3.1g
NMP 44.5ml 44.5ml 44.5ml 44.5ml 44.5ml 44.5ml 44.5ml
[ 제조예 1 내지 5 및 비교제조예 1 내지 2] 금속 적층체 제조
35㎛ 두께의 동박에 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 수지 조성물을 100 ㎛ 두께로 도포한 후, 실시예 1 내지 5의 수지 조성물은 200 ℃에서, 비교예 1 내지 2의 수지 조성물은 150 ℃에서, 약 1 시간 동안 건조시켜 수지층을 각각 형성시켰다. 다음, 2 ㎜ 두께의 알루미늄박을 상기 수지층 상에 적층한 후, 220 ℃에서 100 ㎫의 압력으로 1 시간 동안 프레스하여 금속 적층체를 각각 제조하였다.
[ 실험예 1] 금속 적층체 물성 평가
상기 제조예 1 내지 5 및 비교제조예 1 내지 2에서 제조된 금속 적층체의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 코팅성: 동박 상에 도포한 조성물의 두께와 동박 상에 형성된 수지층의 두께의 차이를 측정하여 평가하였다(◎: 두께 편차 ±2 ㎛, ○: 두께 편차 ±3 ㎛, △: 두께 편차 ±4 ㎛, ×: 두께 편차 ±5 ㎛).
2. 열전도도: ASTM D5470 규격으로 평가하였다.
3. 내열성: 288℃ 납조에 띄운 후 blister가 생기는 시간을 측정하였다.
4. 내습성: 습도 85%, 온도 85 ℃의 환경에서 24 시간 동안 방치 후 ASTM D2861 규격으로 평가하였다.
5. 접착력: 121 ℃의 온도 및 2 기압의 압력에서 10 시간 동안 방치 후 ASTM D2861 규격으로 평가하였다.
제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 5 비교
제조예 1
비교
제조예 2
코팅성
열전도도 (W/mK) 19 16 14 11 10 8 7
내열성(S/D @288) > 10min > 10min > 10min > 10min > 10min > 10min > 10min
내습성 (@1Oz-kgf/cm) 1.1 0.8 0.8 0.9 0.9 0.8 0.8
접착력 (@1Oz-kgf/cm) 1.5 1.3 1.3 1.4 1.2 0.9 0.8
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 금속 적층체인 제조예 1 내지 5는 비교제조예 1 내지 2에 비해 물성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명의 금속 적층체는 열전도도가 우수하며, 장시간 사용하더라도 접착력이 우수하게 유지된다는 점을 내습성 평가 결과에 의해 확인할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제1 무기필러, 제2 무기필러 및 제3 무기필러를 포함하는 폴리이미드 수지 조성물로 형성되며,
    상기 제1 무기필러는 알루미나이며,
    상기 알루미나는 입경이 0.3 내지 0.6 ㎛인 제1 알루미나와 입경이 2.3 내지 4.1 ㎛인 제2 알루미나가 혼합된 것이고,
    상기 제2 무기필러는 질화붕소이며,
    상기 질화붕소는 입경이 0.2 내지 1 ㎛인 제1 질화붕소와 입경이 8 내지 60 ㎛인 제2 질화붕소가 혼합된 것이며,
    상기 제3 무기필러는 질화알루미늄이며,
    상기 질화알루미늄은 입경이 0.8 내지 2 ㎛이고,
    열전도도가 10 W/mk 이상인 폴리이미드 수지.
  2. 제1항에 있어서,
    121 ℃의 온도 및 2 기압의 압력에서 10 시간 동안 방치 후 ASTM D2861 규격으로 접착력 평가 시 접착력이 1.0 kgf/㎝ 이상을 나타내는 폴리이미드 수지.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 질화붕소는 판상 응집형인 폴리이미드 수지.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기필러(a) 대 상기 제2 무기필러(b) 대 상기 제3 무기필러(c)의 혼합비(a : b : c)가 30~40 : 60~70 : 1~10 중량비인 폴리이미드 수지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리이미드 수지 조성물이 방향족 디아민; 방향족 테트라카르복실릭 디안하이드라이드; 및 유기용매를 더 포함하는 폴리이미드 수지.
  9. 제1 금속층;
    상기 제1 금속층 상에 구비되는 수지층; 및
    상기 수지층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고,
    상기 수지층이 제1항, 제2항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 폴리이미드 수지로 이루어진 금속 적층체.
  10. 제9항의 금속 적층체를 포함하는 인쇄회로기판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102303632B1 (ko) * 2018-11-09 2021-09-23 피아이첨단소재 주식회사 금속층과의 접착력이 향상된 폴리이미드 복합 필름 및 이를 제조하는 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140113127A (ko) * 2013-03-15 2014-09-24 엘에스전선 주식회사 우수한 고방열 특성을 갖는 금속 인쇄회로기판

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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