KR20150138032A - Polyimide film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 치수 안정성이 뛰어나고, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 치수 안정성이 요구되는 용도에 적합한 폴리이미드 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a polyimide film which is excellent in dimensional stability and suitable for use in semiconductor packages, semiconductor manufacturing process applications, display applications, solar cell substrates, substrates for fine pitch circuits, and the like requiring dimensional stability.
플렉시블 프린트 기판(FPC)이나 반도체 패키지의 고섬세화에 따라, 그들에 사용되는 폴리이미드 필름에 대한 요구 사항도 많아지고 있고, 예를 들면, 금속과의 접합(張合)에 의한 치수 변화나 컬을 작게 하는 것, 핸들링성이 높은 것 등을 들 수 있고, 폴리이미드 필름의 물성으로서 금속 수준의 열팽창 계수를 가지는 것 및 고탄성율인 것, 더욱이 흡수에 의한 치수 변화가 작은 필름이 요구되어, 그에 따른 폴리이미드 필름이 개발되어 왔다.As the flexible printed circuit board (FPC) and the semiconductor package are made highly refined, the requirements for the polyimide film used therefor are increasing. For example, a dimensional change due to bonding with a metal, And a high handling property. Examples of the physical properties of the polyimide film include those having a thermal expansion coefficient of a metal level, a high elastic modulus, and a film having a small dimensional change due to absorption. A polyimide film has been developed.
예를 들면, 탄성률을 높이기 위해 파라페닐렌디아민을 사용한 폴리이미드 필름의 예가 알려져 있다(특허문헌 1, 2, 3). 또한, 고탄성을 유지하면서 흡수에 의한 치수 변화를 저감시키기 위해 파라페닐렌디아민에 첨가하여 비페닐테트라카르본산 이무수물을 사용한 폴리이미드 필름의 예가 알려져 있다(특허문헌 4, 5).For example, examples of polyimide films using paraphenylenediamine for increasing the modulus of elasticity are known (Patent Documents 1, 2, and 3). Examples of polyimide films using biphenyltetracarboxylic dianhydride added to paraphenylenediamine in order to reduce dimensional changes due to absorption while maintaining high elasticity are known (Patent Documents 4 and 5).
또한, 금속과의 첩합(貼合) 공정에서의 치수 변화를 억제하기 위해, 필름의 기계 반송 방향(이하, MD라고도 한다)의 열팽창 계수를 필름의 폭방향(이하, TD라고도 한다)의 열팽창 계수보다도 작게 설정하여 이방성을 갖게 한 폴리이미드 필름의 예가 알려져 있다. 이것은, 통상의 FPC 제조 공정에서는 금속과의 첩합을 롤투롤 방식으로 가열해서 실시하는 라미네이션 방식이 채용되고 있고, 이 공정에서의 필름의 MD에 텐션이 걸려 신장이 생기는 한편, TD에는 수축이 생기는 현상을 상쇄하는 것을 목적으로 하고 있다(특허문헌 6).The thermal expansion coefficient of the film in the machine direction (hereinafter, also referred to as MD) is preferably set so that the thermal expansion coefficient of the film in the width direction of the film (hereinafter also referred to as TD) Anisotropy is set to be smaller than that of the polyimide film. This is because in the ordinary FPC production process, a lamination method is employed in which the fusion with a metal is heated and carried out in a roll-to-roll manner. In this process, tension is applied to the MD of the film in this process, (Patent Document 6).
폴리이미드 필름의 최근 용도로는, 경량화, 플렉시블성 등의 이점부터, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 전자 페이퍼 등의 디스플레이의 베이스 필름, 태양 전지 기판의 용도 등을 들 수 있다. 종래 폴리이미드 필름은 회로 기판 용도로 많이 사용되고, 그 열팽창 계수는 배선을 형성하는 구리의 열팽창 계수를 기준으로 조정되는 것이 많았다. 그러나 이들의 최근 용도는 구리보다도 낮은 열팽창 계수를 가지는 실리카, 유리를 사용하는 것이 많고, 종래의 폴리이미드 필름에서는 치수 안정성이 불충분하거나, MD와 TD의 열팽창 계수의 차이로부터 휘어짐이 발생해 버리는 경우가 있었다. 또한, 종래의 회로용 기판 용도에서도 파인 피치가 요구되는 경우가 나오고 있고, 이 경우, 종래의 폴리이미드 필름에서는 치수 안정성이 불충분했다.Recent applications of the polyimide film include use of semiconductor packages, applications of semiconductor manufacturing processes, base films of displays such as electronic paper, and applications of solar cell substrates, from the advantages of weight reduction and flexibility. Conventionally, polyimide films are widely used for circuit boards, and the coefficient of thermal expansion thereof is often adjusted based on the thermal expansion coefficient of copper forming the wiring. However, there are many cases where silica or glass having a thermal expansion coefficient lower than that of copper is used in recent years, and the conventional polyimide film has insufficient dimensional stability or warpage due to the difference in thermal expansion coefficient between MD and TD there was. In addition, a fine pitch is also required for use in conventional circuit boards, and in this case, dimensional stability of the conventional polyimide film is insufficient.
발명의 개요Summary of the Invention
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be solved by the invention
본 발명은, 상술한 종래 기술에 있어서의 문제점의 해결을 과제로 하여 검토한 결과로 된 것이고, 필름의 치수 변화가 저감되고, 또한 MD와 TD의 열팽창계수 차가 적은 등방성이며, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 치수 안정성이 요구되는 용도에 적합한 폴리이미드 필름을 얻는 것을 목적으로 한다.DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems in the prior art described above and to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can reduce the dimensional change of a film and is isotropic in which the difference in thermal expansion coefficient between MD and TD is small, It is an object of the present invention to obtain a polyimide film suitable for applications requiring dimensional stability such as production process use, display use, solar cell substrate, fine pitch circuit substrate and the like.
과제를 해결하기 위한 수단Means for solving the problem
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의검토를 실시한 결과, 파라페닐렌디아민을 포함하는 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 사용하여 얻어지는 폴리이미드 필름으로서, 쉬마즈제작소 제 TMA-50을 사용하여, 측정 온도 범위: 50 ∼ 200 ℃, 승온 속도: 10 ℃/분의 조건으로(에서) 측정한 필름의 기계 반송 방향(MD)의 열팽창 계수αMD 및 폭방향(TD)의 열팽창 계수αTD의 양방이 0 ppm/℃ 이상 7.0 ppm/℃ 미만의 범위에 있고, │αMD―αTD│<3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름이, 필름의 치수 변화가 저감되고, 또한 MD와 TD의 열팽창 계수 차가 적은 등방성 필름인 것을 발견하였다.Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polyimide film obtained by using an aromatic diamine component containing paraphenylenediamine and an acid anhydride component is produced by using Shimazu TMA- The thermal expansion coefficient? MD of the film in the machine direction (MD) and the thermal expansion coefficient? TD in the width direction (TD) of the film measured at () at a measurement temperature range of 50 to 200 占 폚 and a temperature raising rate of 10 占 폚 / Is in the range of 0 ppm / DEG C to less than 7.0 ppm / DEG C, and satisfies the relation of? MD - ? TD ? <3, TD is an isotropic film having a small difference in thermal expansion coefficient.
본 발명자들은, 상기 이외에도 하기와 같은 여러 가지 뜻밖의 새로운 지견을 얻고, 더욱 예의검토를 거듭하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present invention have obtained various new and unexpected new discoveries as described below and have completed the present invention by repeatedly examining the examples carefully.
즉, 본 발명은, 이하의 발명에 관한 것이다.That is, the present invention relates to the following invention.
[1] 파라페닐렌디아민을 포함하는 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 사용하여 얻어지는 폴리이미드 필름으로서, 쉬마즈제작소 제 TMA-50을 사용하여, 측정 온도 범위: 50 ∼ 200 ℃, 승온 속도: 10 ℃/분의 조건으로 측정한 필름의 기계 반송 방향(MD)의 열팽창 계수αMD 및 폭방향(TD)의 열팽창 계수αTD의 양방이 0 ppm/℃ 이상 7.0 ppm/℃ 미만의 범위에 있고, │αMD―αTD│<3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[1] A polyimide film obtained by using an aromatic diamine component containing paraphenylenediamine and an acid anhydride component, using a TMA-50 manufactured by Shimazu Seisakusho under the conditions of a measurement temperature range of 50 to 200 ° C and a temperature raising rate of 10 ℃ / and the thermal expansion coefficient α MD and the thermal expansion coefficient range of both the α TD 0 ppm / ℃ or more and less than 7.0 ppm / ℃ in the transverse direction (TD) of the machine conveying direction (MD) of the film measured under the conditions of a minute, ? MD - ? TD ? <3.
[2] 파라페닐렌디아민을 포함하는 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 사용하여 얻어지는 폴리이미드 필름으로서, 쉬마즈제작소 제 TMA-50을 사용하여, 측정 온도 범위: 50 ∼ 200 ℃, 승온 속도: 10 ℃/분의 조건으로 측정한 필름의 기계 반송 방향(MD)의 열팽창 계수αMD 및 폭방향(TD)의 열팽창 계수αTD의 양방이 0 ppm/℃ 이상 7.0 ppm/℃ 미만의 범위에 있고, │αMD―αTD│<2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[2] A polyimide film obtained by using an aromatic diamine component containing paraphenylenediamine and an acid anhydride component was measured using a TMA-50 manufactured by Shimazu Corporation under the conditions of a measurement temperature range of 50 to 200 ° C and a temperature raising rate of 10 ℃ / and the thermal expansion coefficient α MD and the thermal expansion coefficient range of both the α TD 0 ppm / ℃ or more and less than 7.0 ppm / ℃ in the transverse direction (TD) of the machine conveying direction (MD) of the film measured under the conditions of a minute, ? MD - ? TD ? ≪ 2.
[3] 청구항 1 또는 2에 있어서, 필름의 MD와 TD의 200 ℃ 가열 수축률이, 모두 0.05 % 이하인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[3] The polyimide film according to claim 1 or 2, wherein the heat shrinkage ratio of MD and TD at 200 ° C is 0.05% or less.
[4] 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 MD와 TD의 200 ℃ 가열 수축률이, 모두 0.03 % 이하인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[4] The polyimide film according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat shrinkage ratio at 200 ° C of MD and TD of the film is 0.03% or less.
[5] 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 인장 탄성률이, 6.0 GPa 이상인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[5] The polyimide film according to any one of claims 1 to 4, wherein the tensile modulus of the film is 6.0 GPa or more.
[6] 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 흡수율이, 3.0 % 이하인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[6] The polyimide film according to any one of claims 1 to 5, wherein the film has a water absorption of 3.0% or less.
[7] 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 파라페닐렌디아민이, 방향족 디아민 성분 전량에 대해서, 적어도 31 몰% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[7] The polyimide film according to any one of claims 1 to 6, wherein the para-phenylenediamine is at least 31 mol% with respect to the total amount of the aromatic diamine component.
[8] 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 방향족 디아민 성분으로서, 4, 4'-디아미노디페닐에테르 및 3, 4'-디아미노디페닐에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[8] The aromatic diamine compound according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one selected from the group consisting of 4,4'-diaminodiphenyl ether and 3,4'-diaminodiphenyl ether is added as the aromatic diamine component Wherein the polyimide film is a polyimide film.
[9] 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 산무수물 성분이, 피로메리트산 이무수물 및 3, 3'- 4, 4'-디페닐테트라카르본산 이무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 폴리이미드 필름.[9] The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the acid anhydride component is at least one selected from the group consisting of pyromellitic acid dianhydride and 3,3'-4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride ≪ / RTI >
[10] 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 폴리이미드 필름이 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 동장(銅張) 적층체.[10] A copper-clad laminate characterized by using the polyimide film according to any one of claims 1 to 9.
[11] 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 폴리이미드 필름이 사용되고 있는 것을 특징으로 하는 유리/폴리이미드 적층체.[11] A glass / polyimide laminate, wherein the polyimide film according to any one of claims 1 to 10 is used.
본 발명의 폴리이미드 필름은, 치수 안정성이 우수하기 때문에, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 치수 안정성이 요구되는 용도에 적합하게 사용할 수 있다.Since the polyimide film of the present invention is excellent in dimensional stability, it can be suitably used for applications requiring dimensional stability, such as semiconductor package applications, semiconductor manufacturing process applications, display applications, solar cell substrates, substrates for fine pitch circuits and the like .
또한, 본 발명의 폴리이미드 필름은, MD와 TD의 열팽창 계수 차가 적은 등방성 필름이기 때문에, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 용도에 사용했을 때의 휘어짐의 발생을 저감할 수 있다.Further, since the polyimide film of the present invention is an isotropic film having a small difference in thermal expansion coefficient between MD and TD, the polyimide film can be used for semiconductor package applications, semiconductor manufacturing process applications, display applications, solar cell substrates, and substrates for fine pitch circuits It is possible to reduce the occurrence of warping.
발명을 실시하기Carrying out the invention 위한 형태 Form for
본 발명의 폴리이미드 필름은, 파라페닐렌디아민을 포함하는 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 사용하여 얻어지는 폴리이미드 필름으로서, 쉬마즈제작소 제 TMA-50을 사용하여, 측정 온도 범위: 50 ∼ 200 ℃, 승온 속도: 10 ℃/분의 조건으로 측정한 필름의 기계 반송 방향(MD)의 열팽창 계수αMD 및 폭방향(TD)의 열팽창 계수αTD의 양방이 0 ppm/℃ 이상 7.0 ppm/℃ 미만의 범위에 있고, │αMD―αTD│<3의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 한다.The polyimide film of the present invention is a polyimide film obtained by using an aromatic diamine component containing paraphenylenediamine and an acid anhydride component and measuring the temperature range of 50 to 200 DEG C , The thermal expansion coefficient? MD in the machine direction (MD) of the film and the thermal expansion coefficient? TD in the width direction (TD) of the film measured under the condition of a temperature rise rate of 10 占 폚 / , And satisfies a relation of |? MD - ? TD | <3.
본 발명의 폴리이미드 필름의 기계 반송 방향(MD)의 열팽창 계수αMD 및 폭방향(TD)의 열팽창 계수αTD는, 모두, 통상 0 ppm/℃ 이상 7.0 ppm/℃ 미만의 범위이고, 1.0 ppm/℃ 이상 7.0 ppm/℃ 미만의 범위가 바람직하고, 2.0 ppm/℃ 이상 6.5 ppm/℃ 이하의 범위가 보다 바람직하고, 2.0 ppm/℃ 이상 6.0 ppm/℃ 이하의 범위가 더욱 바람직하고, 2.0 ppm/℃ 이상 5.5 ppm/℃ 이하의 범위가 특히 바람직하다.The thermal expansion coefficient? MD in the machine direction (MD) and the thermal expansion coefficient? TD in the width direction (TD) of the polyimide film of the present invention are generally in the range of 0 ppm / 占 폚 to 7.0 ppm / 占 폚, / C to 7.0 ppm / ° C., more preferably from 2.0 ppm / ° C. to 6.5 ppm / ° C., still more preferably from 2.0 ppm / ° C. to 6.0 ppm / / C < / RTI > and 5.5 ppm / DEG C or less is particularly preferred.
상기 범위를 하회하면, 강도(예를 들면, 인장신도 등)가 뒤떨어지고, 얻어지는 필름에 균열이 생기기 쉬워지기 때문에, 바람직하지 않다. αMD 및 αTD를 상기 범위 내로 하고, 본 발명의 각 구성 요소와 조합함으로써, 폴리이미드 필름이 접착하는 상대를 불문하고(예를 들면, 필름이 접착하는 상대가 금속(예를 들면, 구리)이여도, 유리여도) 우수한 치수 안정성을 가지기 때문에, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 치수 안정성이 요구되는 용도에 적합하게 사용할 수 있다.Below the above range, the strength (for example, tensile elongation and the like) is inferior and the resulting film tends to be cracked, which is not preferable. By making α MD and α TD fall within the above ranges and by combining with the respective components of the present invention, regardless of the relative to which the polyimide film adheres (for example, the metal to which the film adheres is a metal (for example, copper) Or glass), it can be suitably used for applications requiring dimensional stability, such as semiconductor package applications, semiconductor manufacturing process applications, display applications, solar cell substrates, substrates for fine pitch circuits, and the like.
본 발명에 있어서의 열팽창 계수αMD 및 αTD의 측정 조건은, 쉬마즈제작소 제 TMA-50을 사용하여, 측정 온도 범위: 50 ∼ 200 ℃, 승온 속도: 10 ℃/분의 조건으로 측정한 값이다.The measurement conditions of the thermal expansion coefficients α MD and α TD in the present invention were measured using a TMA-50 manufactured by Shimazu Corporation under the conditions of a measurement temperature range of 50 to 200 ° C. and a temperature increase rate of 10 ° C./min to be.
본 발명의 폴리이미드 필름은, 상기 αMD와 상기 αTD에 대해, 통상, │αMD―αTD│<3의 관계를 만족하고, 바람직하게는, │αMD―αTD│<2의 관계를 만족하고, 보다 바람직하게는 │αMD―αTD│<1.5의 관계를 만족하고, 더욱 바람직하게는 │αMD―αTD│<1.0의 관계를 만족한다.The polyimide film of the present invention, the relationship between the α MD and TD are relative to the α, to satisfy the relationship of the normal, │α MD -α TD │ <3 , and preferably, │α MD -α TD │ <2 to satisfy, and more preferably satisfy the relation of │α MD -α TD │ <satisfies the relationship of 1.5, more preferably │α MD -α TD │ <1.0.
본 발명의 폴리이미드 필름의 200 ℃ 가열 수축률은, MD와 TD 모두 0.05 % 이하인 것이 바람직하고, 모두 0.03 % 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 200 ℃ 가열 수축률이란, 후술한 실시예에 기재된 방법에서 산출한 값이다.The polyimide film of the present invention preferably has a heat shrinkage at 200 ° C of not more than 0.05% in both MD and TD, more preferably not more than 0.03%. In the present invention, the heat shrinkage at 200 캜 is a value calculated by the method described in the following Examples.
본 발명의 폴리이미드 필름의 인장 탄성률은, 6.0 GPa 이상이 바람직하고, 6.5 GPa 이상이 보다 바람직하고, 7.0 GPa 이상이 더욱 바람직하다. 또한, MD와 TD 모두 6.0 GPa 이상이 바람직하고, MD와 TD 모두 6.5 GPa 이상이 보다 바람직하고, MD와 TD 모두 7.0 GPa 이상이 더욱 바람직하다.The tensile modulus of elasticity of the polyimide film of the present invention is preferably 6.0 GPa or more, more preferably 6.5 GPa or more, and further preferably 7.0 GPa or more. Further, both MD and TD are preferably 6.0 GPa or more, more preferably 6.5 GPa or more in both MD and TD, and more preferably 7.0 GPa or more in both MD and TD.
본 발명의 폴리이미드 필름의 흡수율은, 3.0 % 이하가 바람직하고, 2.8 % 이하가 보다 바람직하다.The water absorption of the polyimide film of the present invention is preferably 3.0% or less, more preferably 2.8% or less.
본 발명의 폴리이미드 필름의 인열 전파(傳播) 저항은, 특별히 한정되지 않지만, 필름의 주행성이 양호한 점으로부터, 인열 전파 저항이 MD와 TD 모두 3.0 N/mm 이상이 바람직하고, 5.0 N/mm 이상이 보다 바람직하다. 인열 전파 저항은, 엘멘도프 인열법과 유사한 경하중 인열 시험기를 사용하여 측정한 값이다. 그 측정값은, 필름이 인열될 때의 저항을 나타내고 있는 점에서, 두께 방향 전체를 감안한 인열되기 어려움을 나타내고 있고, 클수록 필름이 인열되기 어려운 것을 의미하고, 주행성이 우수하다.The tear propagation resistance of the polyimide film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 3.0 N / mm or more in both the MD and the TD, more preferably 5.0 N / mm or more in terms of the good running property of the film Is more preferable. The tear propagation resistance is a value measured using a light load tester similar to the Elmendorf tear method. The measured value indicates the resistance when the film is torn, indicating that it is difficult to tear in consideration of the entire thickness direction. The larger the value, the more difficult the film is tearable.
본 발명의 폴리이미드 필름의 치수 변화율은, 0.01 % 미만이 바람직하고, 0.008 % 이하가 보다 바람직하다.The dimensional change ratio of the polyimide film of the present invention is preferably less than 0.01%, more preferably 0.008% or less.
본 발명의 폴리이미드 필름을 제조할 때에는, 우선 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 유기용매 중에서 중합시킴으로써, 폴리아믹산 용액을 얻는다.In producing the polyimide film of the present invention, first, the polyamic acid solution is obtained by polymerizing the aromatic diamine component and the acid anhydride component in an organic solvent.
본 발명의 폴리이미드 필름은, 상기 방향족 디아민 성분으로서 파라페닐렌디아민을 포함한다. 방향족 디아민 성분으로서 파라페닐렌디아민 이외의 것을 포함하고 있어도 되고, 파라페닐렌디아민 이외의 상기 방향족 디아민 성분의 구체예로서는, 메타페닐렌디아민, 벤지딘, 파라크실릴렌디아민, 4, 4'-디아미노디페닐에테르, 3, 4'-디아미노디페닐에테르, 4, 4'-디아미노디페닐메탄, 4, 4'-디아미노디페닐술폰, 3, 3'-디메틸-4, 4'-디아미노디페닐메탄, 1, 5-디아미노나프탈렌, 3, 3'-디메톡시벤지딘, 1, 4-비스(3메틸-5아미노페닐)벤젠 및 이들의 아미드 형성성 유도체를 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다. 방향족 디아민 성분으로는, 파라페닐렌디아민과 4, 4'-디아미노디페닐에테르 및/또는 3, 4'-디아미노디페닐에테르와의 조합이 바람직하다. 이 중에서 필름의 인장 탄성률을 높게 하는 효과가 있는 파라페닐렌디아민, 3, 4'-디아미노디페닐에테르의 디아민 성분의 양을 조정하고, 얻어지는 폴리이미드 필름의 인장 탄성률을 6.0 GPa 이상으로 하는 것이, 반송성도 좋아지므로 바람직하다.The polyimide film of the present invention contains paraphenylenediamine as the aromatic diamine component. And aromatic diamine components other than paraphenylenediamine. Specific examples of the aromatic diamine component other than paraphenylenediamine include metaphenylenediamine, benzidine, para-xylylenediamine, 4,4'-diamino Diphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl methane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-dimethyl-4,4'-dia 1,3-dimethoxybenzidine, 1,4-bis (3-methyl-5-aminophenyl) benzene, and amide-forming derivatives thereof. These may be used singly or in combination of two or more kinds. As the aromatic diamine component, a combination of paraphenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether and / or 3,4'-diaminodiphenyl ether is preferable. Among them, the amount of the diamine component of paraphenylenediamine, 3, 4'-diaminodiphenyl ether, which has an effect of increasing the tensile modulus of the film, is adjusted, and the tensile modulus of the obtained polyimide film is set to 6.0 GPa or more , And conveyability is also improved.
상기 산무수물 성분의 구체예로서는, 피로메리트산, 3, 3', 4, 4'-디페닐테트라카르본산, 2, 3', 3, 4'-디페닐테트라카르본산, 3, 3', 4, 4'-벤조페논테트라카르본산, 2, 3, 6, 7-나프탈렌테트라카르본산, 2, 2-비스(3, 4-디카르복시페닐)에테르, 피리딘-2, 3, 5, 6-테트라카르본산 및 이들의 아미드 형성성 유도체 등의 방향족 테트라 카르본산 무수물 성분을 들 수 있고, 피로메리트산 이무수물, 3, 3', 4, 4'-디페닐테트라카르본산 이무수물이 바람직하다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.Specific examples of the acid anhydride component include pyromellitic acid, 3,3 ', 4,4'-diphenyltetracarboxylic acid, 2,3', 3,4'-diphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ', 4 , 4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, pyridine-2,3,5,6-tetra And aromatic tetracarboxylic anhydride components such as carboxylic acid and amide-forming derivatives thereof, and pyromellitic dianhydride and 3,3 ', 4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride are preferable. These may be used singly or in combination of two or more kinds.
이 중에서도, 특히 적합한, 방향족 디아민 성분 및 산무수물 성분의 조합으로는, 파라페닐렌디아민, 4, 4'-디아미노디페닐에테르 및 3, 4'-디아미노디페닐에테르로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방향족 디아민 성분과, 피로메리트산 이무수물 및 3, 3', 4, 4'-디페닐테트라카르본산 이무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 산무수물 성분과의 조합을 들 수 있다.Of these, particularly preferred examples of the combination of the aromatic diamine component and the acid anhydride component include a compound selected from the group consisting of paraphenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether and 3,4'-diaminodiphenyl ether A combination of at least one aromatic diamine component with at least one acid anhydride component selected from the group consisting of pyromellitic acid dianhydride and 3,3 ', 4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride .
상기 방향족 디아민 성분에 있어서의 파라페닐렌디아민의 배합 비율(몰비)은, 상기 범위의 열팽창 계수를 얻는 것과 동시에, 필름에 적절한 강도를 주어, 주행성 불량을 방지하는 점에서, 방향족 디아민 성분 전량에 대해서, 통상 적어도 31 몰% 이상이고, 33 몰% 이상이 바람직하고, 35 몰% 이상이 보다 바람직하다.The compounding ratio (molar ratio) of the paraphenylenediamine in the aromatic diamine component is preferably in the range of 0.1 to 5 parts by weight, , Usually at least 31 mol%, preferably at least 33 mol%, more preferably at least 35 mol%.
상기한 산무수물 성분에 있어서의 배합 비율(몰비)로서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 3, 3', 4, 4'-디페닐테트라카르본산 이무수물을 포함하는 경우, 3, 3', 4, 4'-디페닐테트라카르본산 이무수물의 함유량은, 산무수물 성분 전량에 대해서, 15 몰% 이상이 바람직하고, 20 몰% 이상이 보다 바람직하고, 25 몰% 이상이 더욱 바람직하다.The compounding ratio (molar ratio) in the above-mentioned acid anhydride component is not particularly limited as long as it does not hinder the effect of the present invention. For example, 3,3 ', 4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride , The content of 3,3 ', 4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride is preferably at least 15 mol%, more preferably at least 20 mol%, and most preferably at least 25 mol%, based on the total amount of the acid anhydride component. Mol% or more is more preferable.
본 발명의 폴리이미드 필름이 이들 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분으로 이루어지는 폴리아믹산으로 제조되는 경우, 폴리이미드 필름의 열팽창 계수를, 필름의 기계 반송 방향(MD), 폭방향(TD) 모두 상기 범위로 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 바람직하다.When the polyimide film of the present invention is made of a polyamic acid comprising these aromatic diamine component and an acid anhydride component, the coefficient of thermal expansion of the polyimide film is set to be in the above range in both the machine direction (MD) and the width direction (TD) It is preferable because it can be easily adjusted.
또한, 본 발명에 있어서, 폴리아믹산 용액의 형성에 사용되는 유기용매의 구체예로서는, 예를 들면, 디메틸 설폭사이드, 디에틸 설폭사이드 등의 설폭사이드계 용매, N, N-디메틸 포름아미드, N, N-디에틸 포름아미드 등의 포름아미드계 용매, N, N-디메틸 아세트아미드, N, N-디에틸 아세트아미드 등의 아세트아미드계 용매, N-메틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 용매, 페놀, o-, m-, 또는 p-크레졸, 크실레놀, 할로겐화 페놀, 카테콜 등의 페놀계 용매 또는 헥사메틸포스포르아미드, γ-부티롤락톤 등의 비프로톤성 극성 용매를 들 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상을 사용한 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하지만, 또한 크실렌, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소의 사용도 가능하다.In the present invention, specific examples of the organic solvent used for forming the polyamic acid solution include sulfoxide type solvents such as dimethylsulfoxide and diethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-dimethylacetamide, and N, N-diethylacetamide; organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl- Phenol, o-, m-, or a phenol-based solvent such as p-cresol, xylenol, halogenated phenol, catechol or the like, or hexamethylphosphoramide,? -Butyrolactone And non-protonic polar solvents such as lactone. It is preferable to use them as a single or a mixture of two or more kinds, but it is also possible to use aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene.
중합 방법은, 공지의 어느 하나의 방법으로 해도 좋고, 예를 들면 The polymerization may be carried out by any known method. For example,
(1) 우선 방향족 디아민 성분 전량을 용매 안에 넣고, 그 후, 산무수물 성분을 방향족 디아민 성분 전량과 당량(등몰)이 되도록 첨가하여 중합하는 방법.(1) First, the entire aromatic diamine component is added to a solvent, and then the acid anhydride component is added to the total amount of the aromatic diamine component (equivalent) to effect polymerization.
(2) 우선 산무수물 성분 전량을 용매 안에 넣고, 그 후, 방향족 디아민 성분을 산무수물 성분과 당량이 되도록 첨가하여 중합하는 방법.(2) First, the entire amount of the acid anhydride component is put into a solvent, and then the aromatic diamine component is added so as to be equivalent to the acid anhydride component, and polymerization is carried out.
(3) 한쪽의 방향족 디아민 성분(a1)을 용매 안에 넣은 후, 반응 성분에 대해서 한쪽의 산무수물 성분(b1)이 95 ∼ 105 몰%가 되는 비율로 반응에 필요한 시간 혼합한 후, 다른 한쪽의 방향족 디아민 성분(a2)을 첨가하고, 이어서, 또 다른 한쪽의 산무수물 성분(b2)을 전체 방향족 디아민 성분과 전체 산무수물 성분이 거의 당량이 되도록 첨가해서 중합하는 방법.(3) One aromatic diamine component (a1) is placed in a solvent, and the mixture is stirred for a time required for the reaction to be 95 to 105 mol% of one acid anhydride component (b1) relative to the reaction component. The aromatic diamine component (a2) is added, and then the other acid anhydride component (b2) is added so that the total aromatic diamine component and the total acid anhydride component are substantially equivalent.
(4) 한쪽의 산무수물 성분(b1)을 용매 안에 넣은 후, 반응 성분에 대해서 한쪽의 방향족 디아민 성분(a1)이 95 ∼ 105 몰%가 되는 비율로 반응에 필요한 시간 혼합한 후, 다른 한쪽의 산무수물 성분(b2)을 첨가하고, 이어서 또 다른 한쪽의 방향족 디아민 성분(a2)을 전체 방향족 디아민 성분과 전체 산무수물 성분이 거의 당량이 되도록 첨가해서 중합하는 방법.(4) One of the acid anhydride components (b1) is put into the solvent, and the mixture is stirred for a time required for the reaction so that one aromatic diamine component (a1) accounts for 95 to 105 mol% Adding the acid anhydride component (b2), and then adding another aromatic diamine component (a2) so that the total aromatic diamine component and the total acid anhydride component are substantially equivalent.
(5) 용매 중에서 한쪽의 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 어느 한쪽이 과잉이 되도록 반응시켜서 폴리아믹산 용액(A)을 조정하고, 다른 용매 중에서 또 다른 한쪽의 방향족 디아민 성분과 산무수물 성분을 어느 한쪽이 과잉이 되도록 반응시켜서 폴리아믹산 용액(B)을 조정한다. 이렇게 해서 얻어진 각 폴리아믹산 용액(A)와 (B)를 혼합해서, 중합을 완결하는 방법. 이 때 폴리아믹산 용액(A)를 조정할 때 방향족 디아민 성분이 과잉인 경우, 폴리아믹산 용액(B)에서는 산무수물 성분을 과잉으로, 또한 폴리아믹산 용액(A)에서 산무수물 성분이 과잉인 경우, 폴리아믹산 용액(B)에서는 방향족 디아민 성분을 과잉으로 하고, 폴리아믹산 용액(A)와 (B)를 혼합시켜 이들 반응에 사용되는 전체 방향족 디아민 성분과 전체 산무수물 성분이 거의 당량이 되도록 조정한다. 또한, 중합 방법은 이들로 한정되는 것은 아니고, 그 외 공지의 방법을 사용해도 된다.(5) The polyamic acid solution (A) is adjusted by reacting one of the aromatic diamine component and the acid anhydride component in the solvent so that one of the aromatic diamine component and the acid anhydride component is excessive, and the other one of the aromatic diamine component and the acid anhydride component And the polyamic acid solution (B) is adjusted by reacting the excess amount. A method in which each of the polyamic acid solutions (A) and (B) thus obtained is mixed to complete the polymerization. When the aromatic diamine component is excessive in the preparation of the polyamic acid solution (A), the acid anhydride component is excessively used in the polyamic acid solution (B), and when the acid anhydride component is excessive in the polyamic acid solution (A) In the mixed acid solution (B), the aromatic diamine component is excessively mixed, and the polyamic acid solutions (A) and (B) are mixed so that the total aromatic diamine component and the total acid anhydride component used in these reactions are adjusted to be approximately equivalent. The polymerization method is not limited to these, and other known methods may be used.
이렇게 하여 얻어지는 폴리아믹산 용액은, 통상 5 ∼ 40 중량%의 고형분을 함유하고, 바람직하게는 10 ∼ 30 중량%의 고형분을 함유한다. 또한, 그 점도는, 브룩필드 점도계에 의한 측정값으로 통상 10 ∼ 2000 Pa·s이며, 안정된 송액을 위해서, 바람직하게는 100 ∼ 1000 Pa·s이다. 또한, 유기용매 용액 중 폴리아믹산은 부분적으로 이미드화되어 있어도 된다.The polyamic acid solution thus obtained usually contains 5 to 40% by weight of solids, preferably 10 to 30% by weight of solids. The viscosity is a value measured by a Brookfield viscometer, usually 10 to 2000 Pa · s, and preferably 100 to 1000 Pa · s, for stable feeding. In addition, the polyamic acid in the organic solvent solution may be partially imidized.
다음에, 폴리이미드 필름의 제조 방법에 관해서 설명한다. 폴리이미드 필름을 제막하는 방법으로는, 폴리아믹산 용액을 필름상으로 캐스트하여 열적으로 탈환화 탈용매시켜서 폴리이미드 필름을 얻는 방법, 및 폴리아믹산 용액에 환화 촉매 및 탈수제를 혼합해서 화학적으로 탈환화시켜서 겔 필름을 제작하고, 이것을 가열 탈용매함으로써 폴리이미드 필름을 얻는 방법을 들 수 있지만, 후자쪽이 얻어지는 폴리이미드 필름의 열팽창 계수를 낮게 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.Next, a method for producing a polyimide film will be described. Examples of the method for forming the polyimide film include a method of casting a polyamic acid solution into a film form to thermally depolarize and desolvate the polyimide film to obtain a polyimide film and a method in which a polyamic acid solution is mixed with a cyclization catalyst and a dehydrating agent, A gel film is prepared, and a polyimide film is obtained by heating and removing the solvent therefrom. However, the latter is preferable because the coefficient of thermal expansion of the polyimide film to be obtained can be suppressed to a low level.
화학적으로 탈환화시키는 방법에 있어서는, 우선 상기 폴리아믹산 용액을 조제한다. 또한, 이 폴리아믹산 용액은, 필요에 따라, 산화 티탄, 실리카, 탄산칼슘, 인산 칼슘, 인산 수소 칼슘 및 폴리이미드 필러 등의 화학적으로 불활성인 유기 필러나 무기 필러를 함유할 수 있다. 필러의 함유량은, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.In the method of chemically de-catalyzing, the polyamic acid solution is first prepared. The polyamic acid solution may contain chemically inert organic fillers such as titanium oxide, silica, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate and polyimide filler, and inorganic filler, if necessary. The content of the filler is not particularly limited as long as it does not hinder the effect of the present invention.
여기서 사용하는 폴리아믹산 용액은, 미리 중합한 폴리아믹산 용액이여도, 또한 필러 입자를 함유시킬 때에 차례로 중합한 것이여도 된다.The polyamic acid solution used herein may be a preliminarily polymerized polyamic acid solution or may be a solution obtained by sequentially polymerizing filler particles.
상기 폴리아믹산 용액은, 환화 촉매(이미드화 촉매), 탈수제 및 겔화 지연제 등을 함유할 수 있다.The polyamic acid solution may contain a cyclization catalyst (imidization catalyst), a dehydrating agent and a gelling retarder.
본 발명에서 사용되는 환화 촉매의 구체예로서는, 트리메틸아민, 트리에틸렌디아민 등의 지방족 제 3급 아민, 디메틸아닐린 등의 방향족 제 3급 아민, 및 이소퀴놀린, 피리딘, 베타 피콜린 등의 복소환 제 3급 아민 등을 들 수 있지만, 복소환식 제 3급 아민이 바람직하다. 이들은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.Specific examples of the cyclization catalyst used in the present invention include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine and triethylenediamine, aromatic tertiary amines such as dimethylaniline, and heterocyclic amines such as isoquinoline, pyridine, Tertiary amines, and the like, but heterocyclic tertiary amines are preferred. These may be used singly or in combination of two or more kinds.
본 발명에서 사용되는 탈수제의 구체예로서는, 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 부티르산 등의 지방족 카르본산 무수물, 및 무수 벤조산 등의 방향족 카르본산 무수물 등을 들 수 있지만, 무수 아세트산 및/또는 무수 벤조산이 바람직하다. 겔화 지연제로서는, 특별히 한정되지 않고, 아세틸아세톤 등을 사용할 수 있다.Specific examples of the dehydrating agent used in the present invention include an aliphatic carboxylic anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride and the like, and an aromatic carboxylic anhydride such as benzoic anhydride, but acetic anhydride and / or benzoic anhydride are preferable . The gelling retarder is not particularly limited, and acetylacetone and the like can be used.
폴리아믹산 용액으로부터 폴리이미드 필름을 제조하는 방법으로서는, 상기 환화 촉매 및 상기 탈수제를 함유시킨 폴리아믹산 용액을, 슬릿 부착식 구금(口金)으로부터 지지체 상에 유연해서 필름상으로 성형하고, 지지체 위에서 이미드화를 일부 진행시켜서 자기 지지성을 가지는 겔 필름으로 한 후, 지지체로부터 박리하고, 가열 건조/이미드화하고, 열처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.As a method for producing a polyimide film from a polyamic acid solution, a polyamic acid solution containing the above-mentioned cyclization catalyst and the dehydrating agent is formed into a film by molding on a support from a slit-type mouthpiece and imidized on a support To a gel film having a self-supporting property, followed by peeling from the support, heat drying / imidization, and heat treatment.
상기 지지체란, 금속제의 회전 드럼이나 무한 벨트(endless belt)이고, 그 온도는 액체 또는 기체의 열매(熱媒)에 의해 및/또는 전기 히터 등의 복사열에 의해 제어된다.The support is a metal rotary drum or an endless belt, the temperature of which is controlled by the heat of the liquid or gas and / or by the radiant heat of an electric heater or the like.
상기 겔 필름은, 지지체로부터의 수열 및/또는 열풍이나 전기 히터 등의 열원으로부터의 수열에 의해 통상 30 ∼ 200 ℃, 바람직하게는 40 ∼ 150 ℃로 가열되어 폐환 반응하고, 유리(遊離)한 유기용매 등의 휘발분을 건조시킴으로써 자기 지지성을 가지게 되어, 지지체로부터 박리된다.The gel film is heated to a temperature of usually 30 to 200 ° C, preferably 40 to 150 ° C due to hydrothermal heat from a support and / or hydrothermal source such as hot air or an electric heater to effect a ring-closing reaction, The volatile matter such as a solvent is dried to have self-supporting property and peeled off from the support.
상기 지지체로부터 박리된 겔 필름은, 특별히 한정되지 않지만, 통상 회전롤에 의해 주행 속도를 규제하면서 반송 방향으로 연신되는 것이 바람직하다. 반송 방향으로의 연신은, 140 ℃ 이하의 온도로 실시된다. 그 연신 배율(MDX)은, 통상 1.05 ∼ 1.9 배이고, 바람직하게는 1.1 ∼ 1.6 배이고, 더욱 바람직하게는 1.1 ∼ 1.5 배이다. 반송 방향으로 연신된 겔 필름은, 텐터 장치에 도입되고, 텐터 클립으로 폭방향 양단부를 파지(把持)되고, 텐터 클립과 함께 주행하면서, 폭방법으로 연신된다. 폭방향으로의 연신은, 200 ℃ 이상의 온도로 실시된다. 그 연신 배율(TDX)은, 통상 MDX의 1.1 ∼ 1.5 배이고, 바람직하게는 1.2 ∼ 1.45 배이다. 상기 배합으로 얻어진 겔 필름에 대해서, 이 연신 배율의 조합을 실시함에 따라, 등방성의 필름을 얻을 수 있고, 본 발명의 효과를 가지는 필름을 얻을 수 있다.The gel film peeled off from the support is not particularly limited, but is preferably stretched in the carrying direction while regulating the traveling speed by a rotary roll. The stretching in the carrying direction is carried out at a temperature of 140 캜 or lower. The draw ratio MDX thereof is usually 1.05 to 1.9 times, preferably 1.1 to 1.6 times, more preferably 1.1 to 1.5 times. The gel film stretched in the carrying direction is introduced into a tenter device, is gripped at both ends in the width direction by a tenter clip, and is stretched by a width method while traveling together with the tenter clip. The stretching in the width direction is carried out at a temperature of 200 DEG C or higher. The stretching magnification (TDX) is usually 1.1 to 1.5 times, preferably 1.2 to 1.45 times the MDX. By applying this stretching magnification ratio combination to the gel film obtained by the above blending, an isotropic film can be obtained and a film having the effect of the present invention can be obtained.
상기의 건조 존에서 건조한 필름은, 열풍, 적외 히터 등으로 15 초 ∼ 10 분 가열된다. 이어서, 열풍 및/또는 전기 히터 등에 의해, 250 ∼ 500 ℃의 온도로 15 초에서 20 분 열처리를 실시한다.The film dried in the above-mentioned drying zone is heated for 15 seconds to 10 minutes by hot air or an infrared heater. Then, heat treatment is performed at a temperature of 250 to 500 占 폚 for 15 seconds to 20 minutes by hot air and / or an electric heater.
또한, 주행 속도를 조정하여 폴리이미드 필름의 두께를 조정하지만, 폴리이미드 필름의 두께로서는, 제막성의 악화를 방지하기 위해서, 3 ∼ 250 ㎛가 바람직하고, 5 ∼ 150 ㎛가 보다 바람직하다.The thickness of the polyimide film is adjusted by adjusting the running speed. However, the thickness of the polyimide film is preferably 3 to 250 占 퐉, more preferably 5 to 150 占 퐉 in order to prevent deterioration of film formability.
이와 같이 하여 얻어진 폴리이미드 필름에 대해서, 어닐링 처리를 추가로 하는 것이 바람직하다. 그렇게 함에 따라 필름의 열 릴렉스가 일어나 가열 수축률을 작게 억제할 수 있다. 어닐링 처리의 온도로서는, 특별히 한정되지 않지만, 200 ℃ 이상 500 ℃ 이하가 바람직하고, 200 ℃ 이상 370 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 210 ℃ 이상 350 ℃ 이하가 특히 바람직하다. 어닐링 처리로부터의 열 릴렉스에 의해, 200 ℃에서의 가열 수축률을 상기 범위 내로 억제할 수 있기 때문에, 보다 한층 치수 정밀도가 높아져 바람직하다. 구체적으로는, 상기 온도 범위로 가열된 로(爐) 안의 저장력 하에서 필름을 주행시켜서, 어닐링 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 로 안에서 필름이 체류하는 시간이 처리 시간이 되지만, 주행 속도를 바꾸는 것으로 컨트롤 하게 되어, 30 초 ∼ 5 분의 처리 시간인 것이 바람직하다. 이것보다 짧으면 필름에 충분히 열이 전해지지 않고, 또한 길면 과열될 기미로 되어 평면성을 해치므로 바람직하지 않다. 또한 주행 시의 필름 장력은 10 ∼ 50 N/m가 바람직하고, 20 ∼ 30 N/m가 더욱 바람직하다. 이 범위보다 장력이 낮으면 필름의 주행성이 나빠지고, 또한 장력이 높으면 얻어진 필름의 주행 방향의 열수축률이 높아지므로 바람직하지 않다.The polyimide film thus obtained is preferably subjected to an annealing treatment. As a result, thermal relaxation of the film occurs and the heat shrinkage rate can be suppressed to be small. The temperature of the annealing treatment is not particularly limited, but is preferably 200 ° C to 500 ° C, more preferably 200 ° C to 370 ° C, and particularly preferably 210 ° C to 350 ° C. Thermal shrinkage from the annealing treatment can suppress the heat shrinkage rate at 200 占 폚 within the above-mentioned range, which is preferable because the dimensional accuracy becomes higher. More specifically, it is preferable that the film is run under a storage force in a furnace heated to the above-mentioned temperature range to perform an annealing treatment. It is preferable that the processing time is 30 seconds to 5 minutes since the time required for the film to stay in the furnace is controlled by changing the running speed. If it is shorter than this, heat is not sufficiently transferred to the film, and if it is longer, the film tends to be overheated and the planarity is deteriorated. The film tension at the time of running is preferably 10 to 50 N / m, more preferably 20 to 30 N / m. If the tension is lower than this range, the running property of the film deteriorates, and if the tension is high, the heat shrinkage rate in the running direction of the obtained film becomes high.
또한, 얻어진 폴리이미드 필름에 접착성을 갖게하기 위해서, 필름 표면에 코로나 처리나 플라즈마 처리와 같은 전기 처리 또는 블라스트 처리와 같은 물리적 처리를 실시해도 되고, 이들 물리적 처리는, 상법에 따라 실시할 수 있다. 플라즈마 처리를 실시하는 경우의 분위기의 압력은, 특별히 한정되지 않지만, 통상 13.3 ∼ 1330 kPa의 범위, 13.3 ∼ 133 kPa(100 ∼ 1000 Torr)의 범위가 바람직하고, 80.0 ∼ 120 kPa(600 ∼ 900 Torr)의 범위가 보다 바람직하다.In order to impart adhesiveness to the obtained polyimide film, the surface of the film may be subjected to a physical treatment such as an electric treatment or a blast treatment such as a corona treatment or a plasma treatment, and these physical treatments may be carried out according to a conventional method . The pressure of the atmosphere in the case of performing the plasma treatment is not particularly limited, but is usually in the range of 13.3 to 1330 kPa, preferably in the range of 13.3 to 133 kPa (100 to 1000 Torr), more preferably in the range of 80 to 120 kPa ) Is more preferable.
플라즈마 처리를 실시하는 분위기는, 불활성 가스를 적어도 20 몰% 포함하는 것이고, 불활성 가스를 50 몰% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 80 몰% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하고, 90 몰% 이상 함유하는 것이 가장 바람직하다. 상기 불활성 가스는, He, Ar, Kr, Xe, Ne, Rn, N2 및 이들 2종 이상의 혼합물을 포함한다. 특히 바람직한 불활성 가스는 Ar이다. 또한, 상기 불활성 가스에 대해서, 산소, 공기, 일산화탄소, 이산화탄소, 사염화탄소, 클로로포름, 수소, 암모니아, 테트라플루오로메탄(카본테트라플루오라이드), 트리클로로플루오로에탄, 트리플루오로메탄 등을 혼합해도 된다. 본 발명의 플라즈마 처리의 분위기로서 사용되는 바람직한 혼합 가스의 조합은, 아르곤/산소, 아르곤/암모니아, 아르곤/헬륨/산소, 아르곤/이산화탄소, 아르곤/질소/이산화탄소, 아르곤/헬륨/질소, 아르곤/헬륨/질소/이산화탄소, 아르곤/헬륨, 헬륨/공기, 아르곤/헬륨/모노실란, 아르곤/헬륨/디실란 등을 들 수 있다.The atmosphere in which the plasma treatment is carried out includes at least 20 mol% of an inert gas, preferably 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and 90 mol% or more of an inert gas Most preferred. The inert gas may, include He, Ar, Kr, Xe, Ne, Rn, N 2 and their two or more mixture. A particularly preferred inert gas is Ar. The inert gas may be mixed with oxygen, air, carbon monoxide, carbon dioxide, carbon tetrachloride, chloroform, hydrogen, ammonia, tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride), trichlorofluoroethane, trifluoromethane . A preferred combination of gas mixtures used as the atmosphere for the plasma treatment of the present invention is a combination of argon / oxygen, argon / ammonia, argon / helium / oxygen, argon / carbon dioxide, argon / nitrogen / carbon dioxide, argon / helium / nitrogen, / Nitrogen / carbon dioxide, argon / helium, helium / air, argon / helium / monosilane, argon / helium / disilane and the like.
플라즈마 처리를 실시할 때의 처리 전력 밀도는, 특별히 한정되지 않지만, 200 W·분/㎡ 이상이 바람직하고, 500W·분/㎡ 이상이 보다 바람직하고, 1000 W·분/㎡ 이상이 가장 바람직하다. 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 조사 시간은 1초 ∼ 10분이 바람직하다. 플라즈마 조사 시간을 이 범위 내로 설정함에 따라, 필름의 열화를 수반하는 것 없이, 플라즈마 처리의 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 플라즈마 처리의 가스 종류, 가스압, 처리 밀도는 상기의 조건으로 한정되지 않고 대기 중에서 행해지는 경우도 있다.The treatment power density when plasma treatment is performed is not particularly limited, but is preferably 200 W · min / m 2 or more, more preferably 500 W · min / m 2 or more, and most preferably 1000 W · min / . The plasma irradiation time for plasma treatment is preferably 1 second to 10 minutes. By setting the plasma irradiation time within this range, the effect of the plasma treatment can be sufficiently exhibited without involving deterioration of the film. The gas type, the gas pressure, and the processing density of the plasma treatment are not limited to the above-described conditions, and may be performed in the atmosphere.
이와 같이 하여 얻어지는 폴리이미드 필름은, 필름의 치수 변화가 적고, 또한 MD와 TD의 열팽창 계수 차가 적은 등방성의 폴리이미드 필름이기 때문에, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 치수 안정성이 요구되는 용도로 적합하게 사용할 수 있다.Since the polyimide film obtained in this way is an isotropic polyimide film having a small dimensional change of the film and a small difference in thermal expansion coefficient between MD and TD, the polyimide film can be suitably used for semiconductor package applications, semiconductor manufacturing process applications, display applications, And can be suitably used for applications requiring dimensional stability, such as substrates for pitch circuits.
또한, 본 발명은, 상술한 본 발명의 폴리이미드 필름이 사용되고 있는 동장 적층체도 포함한다. 본 발명의 동장 적층체의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 제조 방법에 따르면 된다. 본 발명의 동장 적층체는, 예를 들면, 본 발명의 폴리이미드 필름을 기재로 하고, 이 위에 두께가 1 ∼ 10 ㎛의 구리를 상법에 따라 형성시키는 것으로 얻을 수 있다.The present invention also includes a copper-clad laminate in which the above-described polyimide film of the present invention is used. The method for producing the copper-clad laminate of the present invention is not particularly limited, and can be obtained by conventionally known production methods. The copper-clad laminate of the present invention can be obtained, for example, by using the polyimide film of the present invention as a base and forming a copper layer having a thickness of 1 to 10 탆 according to a conventional method.
또한, 본 발명은, 상술한 본 발명의 폴리이미드 필름이 사용되고 있는 유리/폴리이미드 적층체를 포함한다. 상기 적층체의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 유리와 본 발명의 폴리이미드 필름을 상법에 따라 첩합한 것이어도 되고, 또한, 유리와 본 발명의 폴리이미드 필름의 사이에, 소망에 의해 접착제 등을 상법에 따라 사이에 넣은 것이어도 된다.The present invention also includes a glass / polyimide laminate in which the above-mentioned polyimide film of the present invention is used. The method for producing the laminate is not particularly limited. For example, the glass and the polyimide film of the present invention may be laminated in accordance with a conventional method. Further, between the glass and the polyimide film of the present invention, An adhesive or the like may be interposed between them in accordance with a conventional method.
본 발명의 폴리이미드 필름을, 디스플레이에 사용하는 경우는, 예를 들면, 본 발명의 유리/폴리이미드 적층체의 폴리이미드 필름 측에 디스플레이를 적층시킨 후, 유리 부분을 없애는 것에 의해, 본 발명의 폴리이미드 필름을 사용한 디스플레이를 얻을 수 있다.When the polyimide film of the present invention is used in a display, for example, by laminating a display on the polyimide film side of the glass / polyimide laminate of the present invention and removing the glass portion, A display using a polyimide film can be obtained.
본 발명은, 본 발명의 효과가 주효한 한, 본 발명의 기술적 범위 내에서, 상기의 구성을 여러 가지 조합한 양태를 포함한다.The present invention includes various combinations of the above configurations within the technical scope of the present invention as long as the effects of the present invention are effective.
실시예Example
이어서, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 어떠한 한정이 되는 것은 아니고, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에 있어서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 가능하다.The present invention will now be described more specifically with reference to Examples. However, it should be understood that the present invention is not limited to these Examples, and many variations are possible within the technical scope of the present invention. Lt; / RTI >
또한, 실시예 중, PPD는 파라페닐렌디아민을 나타내고, 4, 4'-ODA는 4, 4'-디아미노디페닐에테르를 나타내고, PMDA는 피로메리트산 이무수물을 나타내고, BPDA는 3, 3', 4, 4'-비페닐테트라카르본산 이무수물을 나타내고, DMAc는 N, N-디메틸아세트아미드를 각각 나타낸다.In the examples, PPD represents paraphenylenediamine, 4,4'-ODA represents 4,4'-diaminodiphenyl ether, PMDA represents pyromellitic acid dianhydride, BPDA represents 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and DMAc represents N, N-dimethylacetamide, respectively.
또한, 실시예 중의 각 특성은 다음의 방법으로 평가했다.Each characteristic in the examples was evaluated by the following method.
(1) 열팽창 계수(1) Coefficient of thermal expansion
기기: TMA-50(상품명, 쉬마즈제작소 제)을 사용하여, 측정 온도 범위: 50 ∼ 200 ℃, 승온 속도: 10 ℃/분의 조건으로 측정했다.Measurement was conducted under the conditions of a measurement temperature range of 50 to 200 占 폚 and a temperature increase rate of 10 占 폚 / min using a machine TMA-50 (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation).
(2) 가열 수축률(2) Heat shrinkage
25 ℃, 60 %RH로 조정된 방(部屋)에 2일간 방치한 후의 필름 치수(L1)를 측정하고, 이어서 200 ℃ 60분간 가열한 후 다시 25 ℃, 60 %RH로 조정된 방에 2일간 방치한 후 필름 치수(L2)를 측정하고, 하기식 계산에 의해 평가했다.The film dimensions (L1) after being left in a room adjusted to 25 ° C and 60% RH for 2 days were measured. Subsequently, the film was heated at 200 ° C for 60 minutes and then again in a room adjusted at 25 ° C and 60% RH for 2 days After leaving, the film dimension (L2) was measured and evaluated by the following formula.
가열 수축률(%)= -(L2-L1)/L1}×100Heat shrinkage percentage (%) = - (L2-L1) / L1} x 100
(3) 인장 탄성률(3) Tensile modulus
기기: RTM-250(상품명, A&D 제작)을 사용하여, 인장 속도: 100mm/분의 조건으로 측정했다.Instrument: Measured under RTM-250 (trade name, manufactured by A & D) under the conditions of a tensile rate of 100 mm / min.
(4) 치수 변화율(4) Dimensional change rate
필름 상에 황산구리 도금액에 의해 전해 도금에서 10 ㎛ 두께의 구리층을 형성시키고, 30 ㎛피치(라인 간격 15 ㎛)로 패턴 에칭하여 TD에 구리를 배선시킨 후, 시플레이 파 이스트(Shipley Far East Ltd.) 제 무전해 주석 도금액 LT34에서 주석 도금을 실시하여, 이 때의 TD의 치수를 측정했다(L3). 이것을 250 ℃의 본딩 스테이지에 놓고 400 ℃의 본딩 툴에 의해 칩과 본딩한 후의 TD의 치수를 측정했다(L4). 치수 변화율은 하기식에 의해 구했다.A copper layer having a thickness of 10 占 퐉 was formed on the film by electroplating with a copper sulfate plating solution and patterned with a 30 占 퐉 pitch (line spacing 15 占 퐉) to wire the copper to TD. .) Electroless plating The tin plating solution LT34 was tin plated, and the dimensions of the TD were measured (L3). This was placed on a bonding stage at 250 占 폚, and dimensions of TD after bonding with a chip by a bonding tool of 400 占 폚 were measured (L4). The dimensional change ratio was obtained by the following formula.
치수 변화율(%)={(L4-L3)/L3}×100Dimensional change ratio (%) = {(L4-L3) / L3} 100
(5) 인열 전파 저항(5) Tear propagation resistance
폴리이미드 필름으로부터 63.5 mm×50 mm의 시험편을 준비하고, 시험편에 길이 12.7 mm의 칼집을 넣고, 토요세이키가 제 경하중 인열 시험기를 사용하여, JIS P8116에 준거하여 측정했다.A 63.5 mm 50 mm test piece was prepared from the polyimide film, and a 12.7 mm cut sheath was placed on the test piece. The tensile strength was measured in accordance with JIS P8116 using a light load tester.
(6) 흡수율(6) Absorption rate
필름을 증류수에 48 시간 침지한 후 꺼내서, 표면의 물을 재빠르게 닦아내어, 약 5 mm×15 mm의 크기로 샘플을 잘랐다. 그 필름을 서전기(徐電機)에 걸친 후, 쉬마즈제작소 제 열중량 분석 장치 TG-50에서 측정했다. 승온 속도는 10 ℃/분에 200 ℃까지 승온하여, 그 중량 변화로부터 하기식을 사용해서 흡수율을 계산했다.The film was immersed in distilled water for 48 hours and then taken out, the surface water was quickly wiped off, and the sample was cut to a size of about 5 mm x 15 mm. The film was passed through Seo Electric Co., Ltd. and measured by a thermogravimetric analyzer TG-50 manufactured by Shimazu Corporation. The temperature raising rate was raised to 200 占 폚 at 10 占 폚 / min, and the absorptivity was calculated from the change in weight by using the following formula.
흡수율(%)={(가열전의 중량)-(가열 후의 중량)}/(가열 후의 중량)×100Absorption rate (%) = {(weight before heating) - (weight after heating)} / (weight after heating) x 100
[실시예 1][Example 1]
500 ml의 세퍼러블 플라스크에 DMAc 238.6 g을 넣고, 여기에 PPD 5.68 g(0.053 몰), 4, 4'-ODA 19.52 g(0.098 몰), BPDA 11.03 g(0.038 몰), PMDA 24.54 g(0.113 몰)을 넣고, 상온 상압 중에서 1시간 반응시켜, 균일하게 될 때까지 교반하여 폴리아믹산 용액을 얻었다.To a 500 ml separable flask was added 238.6 g of DMAc, and 5.68 g (0.053 mole) of PPD, 19.52 g (0.098 mole) of 4,4'-ODA, 11.03 g (0.038 mole) of BPDA and 24.54 g ), And the mixture was reacted for 1 hour at room temperature and normal pressure, and stirred until homogeneous to obtain a polyamic acid solution.
이 폴리아믹산 용액으로부터 15 g을 뽑아, 마이너스 5 ℃로 냉각한 후, 무수아세트산 1.9 g과 β-피콜린 1.8 g을 혼합함으로써, 혼합액을 얻었다.15 g was taken out from the polyamic acid solution, cooled to minus 5 캜, and then mixed with 1.9 g of acetic anhydride and 1.8 g of? -Picoline to obtain a mixed solution.
이렇게 하여 얻어진 혼합액을, 90 ℃의 회전 드럼에 30초 유연시킨 후, 얻어진 겔 필름을 100 ℃에서 5분간 가열하면서, 주행 방향으로 1.23 배 연신했다. 이어서 폭방향 양단부를 파지하여, 270 ℃에서 2분간 가열하면서 폭방향으로 1.4 배 연신한 후, 380 ℃에서 5분간 가열하고, 38 ㎛ 두께의 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드 필름을 220 ℃로 설정된 로 안에서 20 N/m의 장력을 걸어 1분간 어닐링 처리를 실시한 후, 표 1과 같이 각 특성을 평가했다.The thus obtained mixed solution was poured into a rotating drum at 90 DEG C for 30 seconds, and the obtained gel film was stretched 1.23 times in the running direction while heating at 100 DEG C for 5 minutes. Subsequently, both ends in the width direction were held and stretched 1.4 times in the width direction while heating at 270 DEG C for 2 minutes, and then heated at 380 DEG C for 5 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 38 mu m. The polyimide film was subjected to annealing for 1 minute under a tension of 20 N / m in a furnace set at 220 占 폚, and then the properties were evaluated as shown in Table 1.
[실시예 2 ∼ 3][Examples 2 to 3]
실시예 1과 동일한 순서로, 방향족 디아민 성분 및 방향족 테트라 카르본산 무수물 성분을 표 1에 나타낸 비율로 각각 폴리아믹산 용액을 얻은 후, 가로 방향·세로 방향의 연신 배율을 표 1과 같이 실시하여 실시예 1와 동일한 조작으로 얻어진 폴리이미드 필름의 각 특성 평가를 실시하여, 표 1에 그 결과를 나타냈다.The aromatic diamine component and the aromatic tetracarboxylic acid anhydride component were respectively subjected to a polyamic acid solution in the ratios shown in Table 1 in the same procedure as in Example 1 and then subjected to stretching magnifications in the transverse direction and the longitudinal direction as shown in Table 1, The polyimide film obtained by the same operation as in Example 1 was evaluated for each characteristic, and the results are shown in Table 1.
(몰비)Percentage of each ingredient
(Molar ratio)
4, 4'-ODA 65
BPDA 25
PMDA 75PPD 35
4, 4'-ODA 65
BPDA 25
PMDA 75
4, 4'-ODA 60
BPDA 25
PMDA 75PPD 40
4, 4 ' -ODA 60
BPDA 25
PMDA 75
4, 4'-ODA 60
BPDA 25
PMDA 75PPD 40
4, 4 ' -ODA 60
BPDA 25
PMDA 75
(ppm/℃)Coefficient of thermal expansion
(ppm / DEG C)
(%)Heat Shrinkage Rate
(%)
(GPa)Tensile modulus
(GPa)
(N/mm)Tear propagation resistance
(N / mm)
(표 중, 몰비는, 전체 방향족 디아민 성분 중에 있어서의 몰% 및 전체 산무수물 성분 중에 있어서의 몰%를 각각 나타낸다.)(In the table, the molar ratio represents mol% in the total aromatic diamine component and mol% in the total acid anhydride component).
상기 실시예 1 ∼ 3의 결과로부터, 본 발명의 폴리이미드 필름은, 치수 변화가 적고, 또한 MD와 TD의 열팽창 계수 차가 적은 등방성 필름인 것이 확인되었다.From the results of Examples 1 to 3, it was confirmed that the polyimide film of the present invention is an isotropic film having a small dimensional change and a small difference in thermal expansion coefficient between MD and TD.
본 발명의 폴리이미드 필름은, 치수 변화가 적고, 또한 MD와 TD의 열팽창 계수 차가 적은 등방성의 필름이기 때문에, 반도체 패키지 용도, 반도체 제조 공정 용도, 디스플레이 용도, 태양 전지 기판, 파인 피치 회로용 기판 등의 치수 안정성이 요구되는 용도에 적합하게 사용할 수 있다.Since the polyimide film of the present invention is an isotropic film having a small dimensional change and a small difference in thermal expansion coefficient between MD and TD, the polyimide film can be suitably used for a semiconductor package application, a semiconductor manufacturing process application, a display application, a solar cell substrate, Can be suitably used for applications requiring dimensional stability.
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