KR20220044928A - High Modulus Polyimide Film And Flexible Metal Foil Clad Laminate Comprising the Same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a polyimide film prepared by imidizing a polyamic acid prepared by combining a diamine monomer containing a diamine represented by chemical formula 1 and a dianhydride monomer containing pyromellitic dianhydride (PMDA). The polyimide film has a modulus at 25℃ of greater than 6.5 Gpa and a coefficient of thermal expansion (CTE) of -5 to 13 ppm/℃. The polyimide film can exhibit excellent mechanical properties such as elastic modulus and chemical resistance as well as low moisture absorption, dielectric constant, and dielectric loss.

Description

고탄성 폴리이미드 필름 및 이를 포함하는 연성금속박적층판 {High Modulus Polyimide Film And Flexible Metal Foil Clad Laminate Comprising the Same}High Modulus Polyimide Film And Flexible Metal Foil Clad Laminate Comprising the Same}

본 발명은 고탄성 폴리이미드 필름 및 이를 포함하는 연성금속박적층판에 관한 것이다.The present invention relates to a highly elastic polyimide film and a flexible metal clad laminate comprising the same.

폴리이미드(polyimide, PI)는, 강직한 방향족 주쇄와 함께 화학적 안정성이 매우 우수한 이미드 고리를 기초로 하여, 유기 재료들 중에서도 최고 수준의 내열성, 내약품성, 전기 절연성, 내화학성, 내후성을 가지는 고분자 재료이다. 따라서, 폴리이미드는 전술의 특성들이 강력하게 요구되는 미소 전자 부품의 절연 소재로서 각광받고 있다.Polyimide (PI) is a polymer with the highest level of heat resistance, chemical resistance, electrical insulation, chemical resistance, and weather resistance among organic materials based on an imide ring with excellent chemical stability along with a rigid aromatic main chain. is the material Accordingly, polyimide is in the spotlight as an insulating material for microelectronic components that strongly require the above-mentioned properties.

미소 전자 부품을 예로는 전자제품의 경량화와 소형화에 대응 가능하도록 회로 집적도가 높고 유연한 박형 회로기판을 들 수 있으며, 상기 폴리이미드가 박형 회로기판의 절연 필름으로 널리 이용되고 있다.Examples of microelectronic components include thin circuit boards that have high circuit integration and are flexible in order to cope with weight reduction and miniaturization of electronic products, and the polyimide is widely used as an insulating film for thin circuit boards.

참고로, 박형 회로기판은, 폴리이미드 필름 상에 금속박을 포함하는 회로가 형성되어 있는 구조가 일반적이며, 이러한 박형 회로기판을 넓은 의미에서 연성금속박적층판(Flexible Metal Foil Clad Laminate)으로 지칭하기도 한다.For reference, the thin circuit board generally has a structure in which a circuit including a metal foil is formed on a polyimide film, and such a thin circuit board is also referred to as a flexible metal foil clad laminate in a broad sense.

상기와 같은 연성금속박적층판에 적용되는 폴리이미드 필름은 우수한 기계적 특성 및 내화학성이 요구되며, 특히, 낮은 열팽창계수와 높은 탄성률이 요구된다.The polyimide film applied to the flexible metal clad laminate as described above requires excellent mechanical properties and chemical resistance, in particular, a low coefficient of thermal expansion and a high modulus of elasticity.

이러한 특성을 갖는 폴리이미드 필름을 얻기 위해서는 상대적으로 강직한 구조의 모노머, 즉 고분자 사슬의 직선성이 높은 모노머를 사용하는 것이 일반적으로 알려져 있으나, 상기와 같이 강직한 구조의 모노머를 다량으로 사용하는 경우, 오히려 폴리이미드 필름의 유연성이 저하되고, 경우에 따라서 필름화하는 것 자체가 불가능한 경우도 발생할 수 있다.In order to obtain a polyimide film having such properties, it is generally known to use a monomer having a relatively rigid structure, that is, a monomer having high polymer chain linearity. , rather, the flexibility of the polyimide film is lowered, and in some cases, filming itself may be impossible.

한편, 최근 전자 기기에 다양한 기능들이 내재됨에 따라 상기 전자기기에 빠른 연산 속도와 통신 속도가 요구되고 있으며, 이를 충족하기 위해 2 GHz 이상의 고주파로 고속 통신이 가능한 박형 회로기판이 개발되고 있다.On the other hand, as various functions are embedded in electronic devices in recent years, fast operation speed and communication speed are required for the electronic devices.

고주파 고속 통신을 실현하기 위해서는, 고주파에서도 전기 절연성을 유지할 수 있는 높은 임피던스(impedance)를 가지는 절연체가 필요하다. 임피던스는 절연체에 형성되는 주파수 및 유전상수(dielectric constant; Dk)와 반비례 관계인 바, 고주파에서도 절연성을 유지하기 위해서는 유전상수가 가능한 낮아야 한다.In order to realize high-frequency and high-speed communication, an insulator having a high impedance capable of maintaining electrical insulation even at a high frequency is required. Impedance is inversely proportional to the frequency and dielectric constant (Dk) formed in the insulator. In order to maintain insulation even at high frequencies, the dielectric constant must be as low as possible.

그러나, 통상의 폴리이미드의 경우 유전상수가 3.4 내지 3.6 정도로 고주파 통신에서 충분한 절연성을 유지할 수 있을 정도로 우수한 수준은 아니며, 예를 들어, 2 GHz 이상의 고주파 통신이 진행되는 박형 회로기판에서 절연성을 부분적으로 또는 전체적으로 상실할 가능성이 존재한다.However, in the case of conventional polyimide, the dielectric constant is about 3.4 to 3.6, which is not excellent enough to maintain sufficient insulation in high-frequency communication. Or there is a possibility of total loss.

또한, 절연체의 유전상수가 낮을수록 박형 회로기판에서 바람직하지 않은 부유 용량(stray capacitance)과 노이즈의 발생을 감소시킬 수 있어, 통신 지연의 원인을 상당부분 해소할 수 있는 것으로 알려져 있는 바, 폴리이미드의 유전상수를 가능한 낮게 하는 것은 박형 회로기판의 성능에 무엇보다 중요한 요인으로 인식되고 있는 실정이다.In addition, as the dielectric constant of the insulator is lower, the occurrence of undesirable stray capacitance and noise in the thin circuit board can be reduced, and it is known that the cause of communication delay can be largely resolved. It is recognized that making the dielectric constant of the thin circuit board as low as possible is the most important factor in the performance of the thin circuit board.

또 하나 주목할 것은, 2 GHz 이상의 고주파 통신의 경우 필연적으로 폴리이미드를 통한 유전 손실(dielectric dissipation)이 발생한다는 점이다. 유전 손실률(dielectric dissipation factor; Df)은 박형 회로기판의 전기 에너지 낭비 정도를 의미하고, 통신 속도를 결정하는 신호 전달 지연과 밀접하게 관계되어 있어, 폴리이미드의 유전 손실률을 가능한 낮게 하는 것 역시, 박형 회로기판의 성능에 중요한 요인으로 인식되고 있다.Another thing to note is that, in the case of high-frequency communication of 2 GHz or higher, dielectric dissipation occurs inevitably through polyimide. Dielectric dissipation factor (Df) refers to the degree of wastage of electrical energy in a thin circuit board, and is closely related to the signal propagation delay that determines the communication speed. It is recognized as an important factor in the performance of circuit boards.

고분자 필름에 습기가 많이 포함될수록 유전상수가 커지고 유전 손실률이 증가한다. 폴리이미드 필름의 경우 최고 수준의 기계적 특성 및 내화학성 등을 가지는 점에서 박형 회로기판의 소재로서 적합한 반면, 극성을 띄는 이미드기에 의해 습기에는 상대적으로 취약할 수 있으며, 이로 인해 최고 수준의 절연특성을 구현하는 것이 용이하지 않다.As the polymer film contains more moisture, the dielectric constant increases and the dielectric loss factor increases. In the case of polyimide film, it is suitable as a material for thin circuit boards in that it has the highest level of mechanical properties and chemical resistance, but it may be relatively vulnerable to moisture due to polar imide groups, and thus the highest level of insulation properties is not easy to implement.

따라서, 탄성률 등의 기계적 특성 및 내화학성을 최고 수준으로 유지하면서도 필름화가 가능하고, 유전상수와 유전 손실률 모두 상대적으로 낮은 폴리이미드 필름의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a polyimide film capable of film formation while maintaining mechanical properties such as elastic modulus and chemical resistance at the highest level, and having a relatively low dielectric constant and dielectric loss factor.

본 발명의 목적은, 폴리이미드 필름의 탄성률 등의 기계적 특성 및 내화학성을 우수하고, 유전상수와 유전 손실률 모두 상대적으로 낮은 폴리이미드 필름 및 이를 포함하는 연성금속박적층판을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a polyimide film having excellent mechanical properties such as elastic modulus and chemical resistance, and having relatively low dielectric constant and dielectric loss factor, and a flexible metal clad laminate including the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 특정 화학식으로 표현되는 디아민을 포함하는 디아민 단량체와 피로멜리틱디안하이드라이드(PMDA)를 포함하는 디안하이드라이드 단량체를 조합하여 폴리아믹산을 제조하고, 이를 이미드화하여 제조되는 폴리이미드 필름은, 탄성률 등의 기계적 특성 및 내화학성이 우수함과 동시에 낮은 흡습률, 유전상수 및 유전 손실률을 나타낼 수 있다.According to an aspect of the present invention, a polyamic acid is prepared by combining a diamine monomer containing a diamine represented by a specific chemical formula and a dianhydride monomer containing pyromellitic dianhydride (PMDA), and imidizing it. The polyimide film to be used has excellent mechanical properties such as elastic modulus and chemical resistance, and at the same time can exhibit low moisture absorption, dielectric constant, and dielectric loss rate.

또 다른 일 측면에 따르면, 상기 폴리이미드 필름을 포함하는 연성금속박적층판은, 폴리이미드 필름의 높은 탄성률과 상대적으로 낮은 흡습률, 유전상수 및 유전 손실률에 기반하여 높은 주파수로 고속 통신이 가능한 회로로 구현될 수 있다.According to another aspect, the flexible metal clad laminate including the polyimide film is implemented as a circuit capable of high-speed communication at a high frequency based on the high elastic modulus, relatively low moisture absorption, dielectric constant and dielectric loss factor of the polyimide film. can be

이에 본 발명은 이의 구체적 실시예를 제공하는데 실질적인 목적이 있다.Accordingly, it is a practical object of the present invention to provide specific examples thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

하기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는 디아민 단량체; 및a diamine monomer comprising a diamine represented by the following formula (1); and

피로멜리틱디안하이드라이드(PMDA)를 포함하는 디안하이드라이드 단량체의 중합에서 유래된 폴리아믹산을 이미드화하여 제조되며,It is prepared by imidizing a polyamic acid derived from polymerization of a dianhydride monomer including pyromellitic dianhydride (PMDA),

25℃에서의 모듈러스가 6.5 Gpa 이상이고, 열팽창계수(CTE)가 -5 내지 13 ppm/℃인, 폴리이미드 필름을 제공한다.Provided is a polyimide film having a modulus at 25°C of 6.5 Gpa or more and a coefficient of thermal expansion (CTE) of -5 to 13 ppm/°C.

Figure pat00001
(1)
Figure pat00001
(One)

상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6 알킬기, 또는 C1-C6 알콕시기이다.In Formula 1, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group or a C 1 -C 6 alkoxy group.

본 발명에 따른 폴리이미드 필름의 경우, 우수한 탄성률을 가지면서도 상대적으로 낮은 흡습률, 유전상수 및 유전 손실률을 가짐으로써, 높은 주파수로 고속 통신이 가능한 회로에 바람직하게 적용될 수 있다.In the case of the polyimide film according to the present invention, it has a relatively low moisture absorption, dielectric constant and dielectric loss while having an excellent elastic modulus, so that it can be preferably applied to a circuit capable of high-speed communication at a high frequency.

따라서, 이의 구현을 위한 구체적인 내용을 본 명세서에서 설명한다.Accordingly, specific details for its implementation will be described herein.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, since the configuration of the embodiments described in the present specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent all the technical spirit of the present invention, various equivalents and modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that examples may exist.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise", "comprising" or "have" are intended to designate the existence of an embodied feature, number, step, element, or a combination thereof, but one or more other features or It should be understood that the existence or addition of numbers, steps, elements, or combinations thereof, is not precluded in advance.

본 명세서에서 "디안하이드라이드(이무수물; dianhydride)"는 그 전구체 또는 유도체를 포함하는 것으로 의도되는데, 이들은 기술적으로는 디안하이드라이드가 아닐 수 있지만, 그럼에도 불구하고 디아민과 반응하여 폴리아믹산을 형성할 것이며, 이 폴리아믹산은 다시 폴리이미드로 변환될 수 있다.As used herein, "dianhydride (dianhydride)" is intended to include its precursors or derivatives, which may not technically be dianhydrides, but nevertheless react with diamines to form polyamic acids. and this polyamic acid can be converted back to polyimide.

본 명세서에서 "디아민"은 그의 전구체 또는 유도체를 포함하는 것으로 의도되는데, 이들은 기술적으로는 디아민이 아닐 수 있지만, 그럼에도 불구하고 디안하이드라이드와 반응하여 폴리아믹산을 형성할 것이며, 이 폴리아믹산은 다시 폴리이미드로 변환될 수 있다.As used herein, "diamine" is intended to include precursors or derivatives thereof, which may not technically be diamines, but will nevertheless react with dianhydrides to form polyamic acids, which in turn are polyamic acids. can be converted to mid.

본 명세서에서 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한 값 및 바람직한 하한 값의 열거로서 주어지는 경우, 범위가 별도로 개시되는 지에 상관없이 임의의 한 쌍의 임의의 위쪽 범위 한계치 또는 바람직한 값 및 임의의 아래쪽 범위 한계치 또는 바람직한 값으로 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다.Where an amount, concentration, or other value or parameter is given herein as a range, a preferred range, or a recitation of a preferred upper value and a lower preferred value, any pair of any upper limit of the range or It is to be understood that the preferred values and any lower range limits or all ranges formed by the preferred values are specifically disclosed.

수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하는 것으로 의도된다.When a range of numerical values is recited herein, unless otherwise stated, the range is intended to include the endpoint and all integers and fractions within the range.

본 발명의 범주는 범위를 정의할 때 언급되는 특정 값으로 한정되지 않는 것으로 의도된다.It is intended that the scope of the invention not be limited to the particular values recited when defining the ranges.

제1 양태: 폴리이미드 필름First aspect: polyimide film

본 발명에 따른 폴리이미드 필름은,The polyimide film according to the present invention comprises:

하기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는 디아민 단량체; 및a diamine monomer comprising a diamine represented by the following formula (1); and

피로멜리틱디안하이드라이드(PMDA)를 포함하는 디안하이드라이드 단량체의 중합에서 유래된 폴리아믹산을 이미드화하여 제조되며,It is prepared by imidizing a polyamic acid derived from polymerization of a dianhydride monomer including pyromellitic dianhydride (PMDA),

25℃에서의 모듈러스가 6.5 Gpa 이상이고, 열팽창계수(CTE)가 -5 내지 13 ppm/℃인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the modulus at 25°C is 6.5 Gpa or more, and the coefficient of thermal expansion (CTE) is -5 to 13 ppm/°C.

Figure pat00002
(1)
Figure pat00002
(One)

상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6 알킬기, 또는 C1-C6 알콕시기이다.In Formula 1, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group or a C 1 -C 6 alkoxy group.

따라서, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 모듈러스 및 열팽창계수가 상기 범위를 만족함에 따라 우수한 기계적 특성을 나타내며, 또한 연성동박적층판을 제조할 때에 발생되는 치수 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.Therefore, the polyimide film according to the present invention exhibits excellent mechanical properties as the modulus and the coefficient of thermal expansion satisfy the above ranges, and can effectively suppress dimensional changes occurring when the flexible copper clad laminate is manufactured.

폴리이미드 필름과 금속박을 라미네이트할 때에 발생될 수 있는 열 왜곡을 억제하기 위해서는, 300 내지 350℃의 온도 범위에서 폴리이미드 필름과 금속박의 열팽창 계수가 서로 동일한 것이 가장 이상적이다. 그러나, 폴리이미드 필름의 열팽창 계수를 금속박과 완전히 동일하게 설정하는 것이 현실적으로 용이하지 않으므로, 열 왜곡의 발생을 억제하는 실용적인 측면에서, 폴리이미드 필름과 금속박의 열팽창 계수의 차이가 ±10 ppm 이내, 상세하게는 ±5 ppm 이내가 되는 것이 바람직하다.In order to suppress thermal distortion that may occur when laminating the polyimide film and the metal foil, it is most ideal that the thermal expansion coefficients of the polyimide film and the metal foil are the same in the temperature range of 300 to 350°C. However, since it is not practically easy to set the coefficient of thermal expansion of the polyimide film to be exactly the same as that of the metal foil, from the practical point of view of suppressing the occurrence of thermal distortion, the difference between the coefficient of thermal expansion of the polyimide film and the metal foil is within ±10 ppm, detailed It is preferable to be within ±5 ppm.

또한, 폴리이미드 필름과 금속박 사이에 접착성을 가지는 접착층이 형성될 수 있는바, 상기 접착층이 갖는 열팽창 계수와의 차이도 고려해야 할 것이므로, 열가소성 폴리이미드를 접착층으로서 사용할 경우에, 이와 접하는 폴리이미드 필름이 300 내지 350℃에서 -5 내지 13 ppm/℃의 열팽창 계수를 가질 때 제조되는 연성금속박적층판의 치수 변화가 최소가 될 수 있으며, 이를 벗어나는 경우 MD 및 TD 방향으로의 팽창 정도의 차이로 인해 외관 불량이 유발될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 열팽창 계수는 -5 내지 5 ppm/℃ 일 수 있다.In addition, since an adhesive layer having adhesive properties may be formed between the polyimide film and the metal foil, the difference from the coefficient of thermal expansion of the adhesive layer should also be considered. When it has a coefficient of thermal expansion of -5 to 13 ppm/°C at 300 to 350°C, the dimensional change of the manufactured flexible metal clad laminate can be minimal, and when it is out of this, the appearance due to the difference in the degree of expansion in the MD and TD directions defects may be caused. More preferably, the coefficient of thermal expansion may be -5 to 5 ppm/℃.

한편, 유전율(Permittivity)이란 유전체(또는 절연체), 즉, 부도체의 전기적인 특성을 나타내는 중요한 특성 값으로 유전율은 DC전류에 대한 전기적 특성을 나타내는 것이 아니라 AC 전류, 특히 교류 전자기파의 특성과 직접적인 관련이 있는 것으로 알려져 있다.On the other hand, permittivity is an important characteristic value indicating the electrical characteristics of a dielectric (or insulator), that is, an insulator. It is known that there is

절연체(예를 들어, 폴리이미드 필름)에서 평상 시 무작위 방향으로 각자 흩어져있던 +, - 모멘트(moment) 성분은, 외부에서 걸린 전자계의 교류 변화에 맞추어 정렬된다. 즉 모멘트 성분들이 전자계의 변화방향에 맞추어 따라 변함으로써, 부도체이면서도 건너편에 내부에 전자기파의 진행을 가능하게 할 수 있다.In an insulator (eg, polyimide film), + and - moment components, which are normally scattered in random directions, are aligned according to the change in alternating current of an externally applied electromagnetic field. That is, as the moment components change according to the change direction of the electromagnetic field, it is possible to enable the propagation of electromagnetic waves to the other side even though it is an insulator.

이러한 외부의 전자계의 변화에 대해, 물질 내부의 모멘트가 얼마나 민감하게 잘 반응하여 움직이느냐의 정도를 유전율이라고 표현할 수 있다.The degree of how sensitively the moment inside the material responds to such a change in the external electromagnetic field and moves can be expressed as the permittivity.

이러한 유전율은 통상적으로 비유전율(Relative Permittivity)을 통해 직관적 해석이 가능하도록 하는데, 비유전율이란 공기를 1로 하고, 그에 비례한 각 유전체의 유전율을 의미하는 것이며, 그 중에서도 비유전율의 산정에서 허수를 배제하고 실수로 표현한 것이 유전상수(Dk)이다.In general, this permittivity allows intuitive interpretation through relative permittivity. The relative permittivity refers to the permittivity of each dielectric in proportion to air as 1, and among them, an imaginary number is Excluded and expressed as a real number is the dielectric constant (Dk).

유전상수가 높다는 것은 전기에너지가 잘 전달된다는 것을 의미하므로, 폴리이미드 필름과 같은 절연체는 유전상수가 낮을수록 바람직하다.Since a high dielectric constant means that electric energy is transmitted well, an insulator such as a polyimide film has a lower dielectric constant, which is preferable.

그럼에도 불구하고, 통상의 폴리이미드 필름은 고주파 통신에서 충분한 절연성을 유지할 수 있을 정도의 수준은 아님을 이미 설명한 바 있다. 이는 액정 고분자(liquid crystal polymer)의 유전상수와 비교할 때 분명해지는데, 액정 고분자의 경우 유전상수가 대략 2.9에서 3.3으로 알려져 있어, 대부분이 그 이상의 유전상수를 가지는 통상의 폴리이미드 대비 절연체로서는 더 우수한 것으로 볼 수 있다.Nevertheless, it has already been described that a typical polyimide film is not at a level sufficient to maintain sufficient insulation in high-frequency communication. This becomes clear when compared with the dielectric constant of liquid crystal polymers. In the case of liquid crystal polymers, the dielectric constant is known to be approximately 2.9 to 3.3, and most of them are superior as insulators compared to conventional polyimides having a dielectric constant higher than that of polyimide. can see.

반면, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 상기 액정 고분자의 유전상수에 육박하거나, 또는 그보다 낮은 유전상수, 구체적으로 3.5 이하일 수 있고, 그 하한은 적어도 2.8일 수 있다. 이는 폴리이미드 필름의 엔지니어링 특성이 최고 수준인 점을 상기할 때, 절연체로서 이상적인 형태임을 알 수 있다.On the other hand, the polyimide film according to the present invention may have a dielectric constant close to or lower than that of the liquid crystal polymer, specifically 3.5 or less, and the lower limit thereof may be at least 2.8. It can be seen that this is an ideal shape as an insulator, considering that the engineering properties of the polyimide film are at the highest level.

이러한 유전상수가 가지는 의미를 구체적으로 설명한다.The meaning of these dielectric constants will be described in detail.

모든 도체는 서로 떨어져 있더라도 그 사이에는 전기장에 의한 정전결합(capacitive coupling)이 항상 존재하여, 다층기판의 층과 층 사이도 서로 전기적으로 떨어져 있다고 하더라도 이는 직류에 대해 개방 회로(open circuit)일 뿐 실제로는 그 사이에 어떤 값의 커패시터가 연결되어 있는 것으로 볼 수 있다.Even if all conductors are separated from each other, capacitive coupling by an electric field always exists between them. It can be seen that a capacitor of a certain value is connected between them.

한편, 커패시터는 그 양단의 전류나 전압의 주파수가 높을수록 임피던스가 낮아지는 성질이 있으며, 그 값은 다음 식과 같이 표현될 수 있다.On the other hand, as the frequency of the current or voltage across the capacitor increases, the impedance of the capacitor decreases, and the value can be expressed as the following equation.

-임피던스 = 1/(2*π*f*C); 여기서, f는 주파수이고 C=커패시턴스이다.-Impedance = 1/(2*π*f*C); where f is the frequency and C = capacitance.

-C = e*S/d; 여기서 e는 유전상수이고, S는 도체의 면적이며, d는 거리이다.-C = e*S/d; where e is the dielectric constant, S is the area of the conductor, and d is the distance.

일반적으로, 눈에 보이고 맨손으로 다룰 수 있는 정도의 규모에서는 두 도체를 아무리 가까이 가져다 놓아도 그 사이의 커패시턴스 값(패럿, farad)이 피코(pico) 단위를 벗어나기 어려우며, 일반 PCB도 마찬가지로 층 간의 C가 워낙 작아서 회로가 어느 정도 높은 주파수로 동작한다 해도 층 간의 절연이 잘 유지될 수 있다.In general, on a scale that can be seen and handled with bare hands, it is difficult for the capacitance value (farad) between the two conductors to exceed the pico unit no matter how close the two conductors are brought. It is so small that even if the circuit operates at a somewhat high frequency, the insulation between the layers can be maintained well.

반면에, 기가(GIGA) 단위의 주파수, 예를 들어 2 GHz 이상의 초고주파로 동작하는 통신장비 등의 특수한 경우에는 상기 식에서와 같이 주파수가 워낙 높아서 임피던스가 낮아지기 때문에 절연이 유지되기 어려울 수 있다.On the other hand, in special cases such as communication equipment operating at a frequency of giga (GIGA) units, for example, 2 GHz or higher, insulation may be difficult to maintain because the frequency is so high that the impedance is lowered as in the above equation.

따라서, 절연체를 선택할 때, 가능한 유전상수가 낮은 물질을 사용하여 정전결합과 커패시턴스(즉, 임피던스)를 최소화하여야 하는 것이다.Therefore, when selecting an insulator, it is necessary to minimize electrostatic coupling and capacitance (ie, impedance) by using a material with as low a dielectric constant as possible.

이에, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은, 전술한 바와 같이 상대적으로 낮은 유전상수를 가짐으로써, 기가(GIGA) 단위의 주파수, 예를 들어 2 GHz 이상의 초고주파로 동작하는 통신장비 등에도 절연 유지가 용이한 이점이 있다.Accordingly, the polyimide film according to the present invention has a relatively low dielectric constant as described above, so it is easy to maintain insulation even in communication equipment operating at a frequency of giga (GIGA) units, for example, a very high frequency of 2 GHz or more. There is one advantage.

다음으로, "유전 손실률"은 분자들의 마찰이 교대 전기장에 의해 야기된 분자 운동을 방해할 때 유전체(또는 절연체)에 의해 소멸되는 힘을 의미한다.Next, “dielectric loss factor” refers to the force dissipated by a dielectric (or insulator) when friction of molecules interferes with molecular motion caused by alternating electric fields.

유전 손실률의 값은 전하의 소실(유전 손실)의 용이성을 나타내는 지수로서 통상적으로 사용되며, 유전 손실률이 높을수록 전하가 소실되기가 쉬워지며, 반대로 유전 손실률이 낮을수록 전하가 소실되기가 어려워질 수 있다. 즉, 유전 손실률은 전력 손실의 척도인 바, 유전 손실률이 낮을 수록 전력 손실에 따른 신호 전송 지연이 완화되면서 통신 속도가 빠르게 유지될 수 있다.The value of the dielectric loss factor is commonly used as an index indicating the ease of dissipation of electric charge (dielectric loss). The higher the dielectric loss factor, the easier it is to dissipate the charge. there is. That is, since the dielectric loss factor is a measure of power loss, the lower the dielectric loss factor, the faster the communication speed can be maintained while signal transmission delay due to power loss is alleviated.

이것은 절연 필름인 폴리이미드 필름에 강력하게 요구되는 사항으로, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 약 2 GHz의 상당히 높은 주파수 하에서 유전 손실률이 0.006 이하, 상세하게는 0.005 이하, 보다 상세하게는 0.004 이하일 수 있다.This is a strong requirement for the polyimide film, which is an insulating film. The polyimide film according to the present invention may have a dielectric loss factor of 0.006 or less, specifically 0.005 or less, and more specifically 0.004 or less, under a fairly high frequency of about 2 GHz. there is.

한편, 흡습률은, 재료가 흡습하고 있는 수분량을 나타내는 비율로서, 일반적으로 흡습률이 높을 때 유전상수와 유전 손실률이 증가하는 것으로 알려져 있다.On the other hand, the moisture absorption rate is a ratio indicating the amount of moisture absorbed by a material, and it is generally known that when the moisture absorption rate is high, the dielectric constant and the dielectric loss rate increase.

일반적으로, 물이 고체의 상태일 때, 유전상수가 100 이상이고, 액체 상태일 때, 약 80이며, 기체 상태의 수증기일 때, 1.0059로 알려져 있다.In general, it is known that when water is in a solid state, the dielectric constant is greater than 100, in a liquid state, about 80, and when water vapor in a gaseous state, it is 1.0059.

즉, 폴리이미드 필름 외에서 수증기 상태로 존재하는 물은 폴리이미드 필름의 유전상수와 유전 손실률에 실질적으로 영향을 끼치지 않는다. 그러나 수증기 등이 폴리이미드 필름에 흡습 된 상태에서는 물은 액체 상태로 존재하는데, 이 경우, 폴리이미드 필름의 유전상수와 유전 손실률은 비약적으로 증가할 수 있다.That is, water existing in a water vapor state outside the polyimide film does not substantially affect the dielectric constant and dielectric loss factor of the polyimide film. However, when water vapor or the like is absorbed into the polyimide film, water exists in a liquid state. In this case, the dielectric constant and dielectric loss factor of the polyimide film may dramatically increase.

즉, 미량의 수분 흡습만으로도 폴리이미드 필름의 유전상수와 유전 손실률은 급변할 수 있다. 따라서, 흡습률을 낮게 하는 것은, 절연 필름으로서의 폴리이미드 필름에 매우 중요한 요소로 볼 수 있다.That is, the dielectric constant and dielectric loss factor of the polyimide film may change rapidly with only a small amount of moisture absorption. Therefore, making the moisture absorption rate low can be seen as a very important factor for the polyimide film as an insulating film.

본 발명에 따른 폴리이미드 필름은, 흡습률이 1.0 중량% 미만, 상세하게는 0.8 중량% 이하, 보다 상세하게는 0.6 중량% 이하일 수 있으며, 이의 달성은 본 발명에 따른 폴리이미드 필름의 구성적 특징에 기인한다.The polyimide film according to the present invention may have a moisture absorption of less than 1.0% by weight, specifically 0.8% by weight or less, and more specifically 0.6% by weight or less, and achieving this is a structural characteristic of the polyimide film according to the present invention. is due to

이에 대해서는 후에 보다 구체적으로 설명할 것이나, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름의 분자구조 중, 비극성 부분이 포함되어 있는 것에 기인하는 것으로 예측된다.This will be described in more detail later, but it is expected that it is due to the inclusion of a non-polar portion in the molecular structure of the polyimide film according to the present invention.

이상의 조건들을 갖는 폴리이미드 필름에 대한 본 발명의 구현 예로서, 디아민 단량체, 디안하이드라이드 단량체 및 이들의 배합비는 이하의 비제한적인 예들을 통해 상세하게 설명한다.As an embodiment of the present invention for a polyimide film having the above conditions, a diamine monomer, a dianhydride monomer, and a blending ratio thereof will be described in detail through the following non-limiting examples.

하나의 구체적인 예에서, 상기 디안하이드라이드 단량체는 피로멜리틱디안하이드라이드(PMDA)를 포함할 수 있다. PMDA는 디안하이드라이드 단량체들 중에서도 상대적으로 강직한 구조를 가지는 단량체로서, 이를 포함하여 제조되는 폴리이미드 필름에 우수한 탄성을 부여할 수 있고, 이러한 PMDA와 상기 화학식 1로 표현되는 디아민의 중합으로부터 제조되는 폴리이미드 필름은 폴리이미드 사슬 특유의 구조적인 요인에 기인하여 더욱 우수한 탄성률을 발휘할 수 있다.In one specific example, the dianhydride monomer may include pyromellitic dianhydride (PMDA). PMDA is a monomer having a relatively rigid structure among dianhydride monomers, and can provide excellent elasticity to a polyimide film prepared including the same. The polyimide film can exhibit a more excellent modulus of elasticity due to structural factors unique to the polyimide chain.

구체적으로, 상기 PMDA와 화학식 1의 디아민으로부터 유래되는 폴리이미드 사슬은 전하이동착체(CTC: Charge transfer complex)로 명명된 구조, 즉 전자주게(electron donor)와 전자받게(electron acceptor)가 서로 근접하게 위치하는 규칙적인 구조를 가지며, 이러한 구조로 인해 분자간 상호 2차 결합력이 강화되어 높은 탄성율을 나타낸다.Specifically, the polyimide chain derived from the PMDA and the diamine of Formula 1 has a structure named as a charge transfer complex (CTC), that is, an electron donor and an electron acceptor are close to each other. It has a regular structure in which it is positioned, and due to this structure, the intermolecular secondary bonding force is strengthened, thereby exhibiting a high modulus of elasticity.

또한, 하나의 구체적인 예에서, 상기 디안하이드라이드 단량체는 상기 PMDA와 함께 BPDA를 추가적으로 포함할 수 있다. 이때, 상기 BPDA와 화학식 1의 디아민으로부터 유래되는 폴리이미드 사슬 또한 앞서 설명한 CTC 구조를 가지며, 이러한 구조는 수분과의 수소결합을 방지하는 효과가 있으므로, 폴리이미드 필름의 흡습률을 낮출 수 있다. 특히, 상기 화학식 1로 표현되는 디아민에 포함되는 지방족 부분의 소수성 성질이 더해져서 폴리이미드 필름의 흡습률이 보다 낮아지는 효과를 기대할 수 있다.In addition, in one specific example, the dianhydride monomer may further include BPDA together with the PMDA. In this case, the polyimide chain derived from the BPDA and the diamine of Formula 1 also has the CTC structure described above, and since this structure has an effect of preventing hydrogen bonding with moisture, the moisture absorption rate of the polyimide film can be lowered. In particular, the hydrophobicity of the aliphatic moiety included in the diamine represented by Chemical Formula 1 is added, so that the effect of lowering the moisture absorption of the polyimide film can be expected.

다만, 폴리이미드 필름이 우수한 탄성률을 나타내면서도, 이와 동시에 낮은 흡습률을 만족하기 위해서는 특히 디안하이드라이드 단량체로서 포함되는 PMDA와 BPDA의 함량비가 중요하다. 예를 들어, BPDA의 함량비가 상대적으로 작아질수록 상기 CTC 구조에 기인하는 낮은 흡습률을 기대하기 어려워진다.However, in order for the polyimide film to exhibit an excellent elastic modulus and at the same time satisfy a low moisture absorption rate, the content ratio of PMDA and BPDA included as a dianhydride monomer is particularly important. For example, as the content ratio of BPDA becomes relatively small, it is difficult to expect a low moisture absorption rate due to the CTC structure.

이는, BPDA는 방향족 부분에 해당하는 벤젠 고리를 2개 포함하는 반면에 PMDA는 방향족 부분에 해당하는 벤젠 고리를 1개 포함하므로, 디안하이드라이드 단량체에서 PMDA의 함량이 증가하면 동일한 분자량을 기준으로 분자 내의 이미드기가 증가하는 것으로 이해할 수 있으며, 이는 폴리이미드 고분자 사슬에 상기 PMDA로부터 유래되는 이미드기의 비율이 BPDA로부터 유래되는 이미드기 대비 상대적으로 증가하는 것으로 이해할 수 있다.This is because BPDA contains two benzene rings corresponding to the aromatic moiety, whereas PMDA contains one benzene ring corresponding to the aromatic moiety. It can be understood that the imide group in the polyimide polymer chain increases, and it can be understood that the ratio of the imide group derived from PMDA in the polyimide polymer chain is relatively increased compared to the imide group derived from BPDA.

즉, PMDA의 함량 증가는 폴리이미드 필름 전체에 대해서도 이미드기의 상대적인 증가로 볼 수 있고, 이로 인해 낮은 흡습률을 기대하기 어려워진다. 이와 반대로, PMDA의 함량 감소는 상대적으로 강직한 구조의 디안하이드라이드 단량체가 감소하게 되므로, 폴리이미드 필름의 탄성률이 소망하는 수준을 달성하지 못할 수 있다.That is, the increase in the content of PMDA can be seen as a relative increase in the imide group in the entire polyimide film, and thus it is difficult to expect a low moisture absorption rate. Conversely, a decrease in the content of PMDA results in a decrease in the dianhydride monomer having a relatively rigid structure, and thus the elastic modulus of the polyimide film may not achieve a desired level.

이러한 이유에서, 본 발명에서는 상기 BPDA를 디아민 단량체로서 포함하는 경우, PMDA 대 BPDA의 몰비가 4 : 6 내지 8 : 2, 상세하게는 6 : 4 내지 8 : 2인 것이 바람직하다.For this reason, in the present invention, when the BPDA is included as a diamine monomer, the molar ratio of PMDA to BPDA is 4:6 to 8:2, specifically 6:4 to 8:2.

또한, 상기 디안하이드라이드 단량체는 그것의 전체 몰수를 기준으로 상기 PMDA를 40 몰 내지 80 몰%, 상세하게는 60 몰% 내지 80 몰% 포함하고, 상기 BPDA를 20 몰% 내지 60 몰% 포함할 수 있다.In addition, the dianhydride monomer contains 40 mol% to 80 mol% of PMDA, specifically 60 mol% to 80 mol%, and 20 mol% to 60 mol% of BPDA based on the total number of moles thereof. can

상기 PMDA의 함량이 상기 범위를 상회하거나, 또는 BPDA의 함량이 상기 범위를 하회하는 경우, 소망하는 수준의 유전상수, 유전 손실률 및 흡습률의 달성이 어려우므로 바람직하지 않다. 이와 반대로, 상기 PMDA의 함량이 상기 범위를 하회하거나, 또는 BPDA의 함량이 상기 범위를 상회하는 경우, 제조되는 폴리이미드 필름의 탄성률 등의 기계적 물성이 저하되고, 또한 연성금속박적층판을 제조하기에 적절한 수준의 내열성을 확보할 수 없으므로 바람직하지 않다.When the content of PMDA exceeds the above range or the content of BPDA is below the above range, it is not preferable because it is difficult to achieve desired levels of dielectric constant, dielectric loss rate, and moisture absorption rate. On the contrary, when the content of PMDA is lower than the above range or the content of BPDA is higher than the above range, mechanical properties such as elastic modulus of the polyimide film to be manufactured are reduced, and suitable for manufacturing a flexible metal clad laminate It is not preferable because the level of heat resistance cannot be ensured.

하나의 구체적인 예에서, 상기 디아민 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함할 수 있다.In one specific example, the diamine monomer may include a diamine represented by Formula 1 below.

Figure pat00003
(1)
Figure pat00003
(One)

상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6 알킬기, 또는 C1-C6 알콕시기이다.In Formula 1, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group or a C 1 -C 6 alkoxy group.

이때, 상기 R1 및 R2가 메틸기인 경우, 상기 화학식 1은 m-Tolidine일 수 있다.In this case, when R1 and R2 are methyl groups, Formula 1 may be m-Tolidine.

하나의 구체적인 예에서, 상기 디아민 단량체는, 그것의 전체 몰수를 기준으로 상기 화학식 1로 표현되는 디아민을 80 몰% 내지 100 몰%, 상세하게는 90 몰% 내지 100 몰% 포함할 수 있다.In one specific example, the diamine monomer may include 80 mol% to 100 mol%, specifically, 90 mol% to 100 mol%, of the diamine represented by Formula 1 based on the total number of moles thereof.

이때, 상기 화학식 1의 디아민의 함량이 100 몰% 미만인 경우, 상기 디아민 단량체는, 상기 화학식 1의 디아민과 함께, 이하와 같이 분류된 디아민을 포함할 수 있다.In this case, when the content of the diamine of Formula 1 is less than 100 mol%, the diamine monomer may include the diamine classified as follows along with the diamine of Formula 1 above.

1) 1,4-디아미노벤젠(또는 파라페닐렌디아민, PPD), 1,3-디아미노벤젠, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, 3,5-디아미노벤조익 애시드(또는 DABA) 등과 같이, 구조 상 벤젠 핵 1개를 갖는 디아민으로서, 상대적으로 강직한 구조의 디아민;1) 1,4-diaminobenzene (or paraphenylenediamine, PPD), 1,3-diaminobenzene, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 3,5-diaminobenzo A diamine having a single benzene nucleus in structure, such as acid acid (or DABA), and a diamine having a relatively rigid structure;

2) 4,4'-디아미노디페닐에테르(또는 옥시디아닐린, ODA), 3,4'-디아미노디페닐에테르 등의 디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐메테인(메틸렌디아민), 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노바이페닐, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노바이페닐, 2,2'-비스(트라이플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐메테인, 3,3'-디카복시-4,4'-디아미노디페닐메테인, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메테인, 비스(4-아미노페닐)설파이드, 4,4'-디아미노벤즈아닐라이드, 3,3'-디클로로벤지딘, 3,3'-디메틸벤지딘(또는 o-톨리딘), 2,2'-디메틸벤지딘(또는 m-톨리딘), 3,3'-디메톡시벤지딘, 2,2'-디메톡시벤지딘, 3,3'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노디페닐설파이드, 3,4'-디아미노디페닐설파이드, 4,4'-디아미노디페닐설파이드, 3,3'-디아미노디페닐설폰, 3,4'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노디페닐설폰, 3,3'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노-4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디아미노-4,4'-디메톡시벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐메테인, 3,4'-디아미노디페닐메테인, 4,4'-디아미노디페닐메테인, 2,2-비스(3-아미노페닐)프로페인, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로페인, 2,2-비스(3-아미노페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인, 2,2-비스(4-아미노페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인, 3,3'-디아미노디페닐설폭사이드, 3,4'-디아미노디페닐설폭사이드, 4,4'-디아미노디페닐설폭사이드 등과 같이, 구조 상 벤젠 핵 2개를 갖는 디아민;2) 4,4'-diaminodiphenyl ether (or oxydianiline, ODA), diaminodiphenyl ether such as 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane (methylenediamine), 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(trifluoromethyl ) -4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dicarboxy-4,4'-diaminodiphenylmethane , 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, bis(4-aminophenyl)sulfide, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,3' -dichlorobenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine (or o-tolidine), 2,2'-dimethylbenzidine (or m-tolidine), 3,3'-dimethoxybenzidine, 2,2'-dimethoxy Benzidine, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4' -diaminodiphenylsulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone , 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dichlorobenzophenone, 3,3'-diamino-4,4' -dimethoxybenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis (3- aminophenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane; 2,2-bis(4-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 3,3'-diaminodiphenylsulfoxide, 3,4'-diaminodi diamines having two benzene nuclei in structure, such as phenylsulfoxide and 4,4'-diaminodiphenylsulfoxide;

3) 1,3-비스(3-아미노페닐)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페닐)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페닐)벤젠, 1,4-비스(4-아미노 페닐)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페녹시)벤젠(또는 TPE-Q), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠(또는 TPE-Q), 1,3-비스(3-아미노페녹시)-4-트라이플루오로메틸벤젠, 3,3'-디아미노-4-(4-페닐)페녹시벤조페논, 3,3'-디아미노-4,4'-디(4-페닐페녹시)벤조페논, 1,3-비스(3-아미노페닐설파이드)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페닐설파이 드)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페닐설파이드)벤젠, 1,3-비스(3-아미노페닐설폰)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페닐설폰)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페닐설폰)벤젠, 1,3-비스〔2-(4-아미노페닐)아이소프로필〕벤젠, 1,4-비스〔2-(3-아미노페닐)아이소프로필〕벤젠, 1,4-비스〔2-(4-아미노페닐)아이소프로필〕벤젠 등과 같이, 구조 상 벤젠 핵 3개를 갖는 디아민;3) 1,3-bis(3-aminophenyl)benzene, 1,3-bis(4-aminophenyl)benzene, 1,4-bis(3-aminophenyl)benzene, 1,4-bis(4-amino) Phenyl)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(3-aminophenoxy)benzene (or TPE-Q), 1,4-bis(4-aminophenoxy) Benzene (or TPE-Q), 1,3-bis (3-aminophenoxy) -4-trifluoromethylbenzene, 3,3'-diamino-4- (4-phenyl) phenoxybenzophenone, 3 ,3'-diamino-4,4'-di(4-phenylphenoxy)benzophenone, 1,3-bis(3-aminophenylsulfide)benzene, 1,3-bis(4-aminophenylsulfide) Benzene, 1,4-bis(4-aminophenylsulfide)benzene, 1,3-bis(3-aminophenylsulfone)benzene, 1,3-bis(4-aminophenylsulfone)benzene, 1,4-bis( 4-aminophenylsulfone)benzene, 1,3-bis[2-(4-aminophenyl)isopropyl]benzene, 1,4-bis[2-(3-aminophenyl)isopropyl]benzene, 1,4- diamines having three benzene nuclei in the structure, such as bis[2-(4-aminophenyl)isopropyl]benzene;

4) 3,3'-비스(3-아미노페녹시)바이페닐, 3,3'-비스(4-아미노페녹시)바이페닐, 4,4'-비스(3-아미노페녹시)바이페닐, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)바이페닐, 비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕에테르, 비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕에테르, 비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕에테르, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕에테르, 비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕케톤, 비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕케톤, 비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕케톤, 비스〔4-(4-아미노 페녹시)페닐〕케톤, 비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕설파이드, 비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕설파이드, 비스 〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕설파이드, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕설파이드, 비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕설폰, 비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕설폰, 비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕설폰, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕설폰, 비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕메테인, 비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕메테인, 비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕메테인, 비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕메테인, 2,2-비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕프로페인, 2,2-비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕프로페인, 2,2-비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕프로페인, 2,2-비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕프로페인(BAPP), 2,2-비스〔3-(3-아미노페녹시)페닐〕-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인, 2,2-비스〔3-(4-아미노페녹시)페닐〕-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인, 2,2-비스〔4-(3-아미노페녹시)페닐〕-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인, 2,2-비스〔4-(4-아미노페녹시)페닐〕-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로페인 등과 같이, 구조 상 벤젠 핵 4개를 갖는 디아민.4) 3,3'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 3,3'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]ether, bis[3-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, bis[4- (3-aminophenoxy)phenyl]ether, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ether, bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]ketone, bis[3-(4-aminophenoxy) cy)phenyl]ketone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]ketone, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]ketone, bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfide , bis[3-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfide, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfide, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfide, bis[3- (3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[3-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4-aminophenoxy) cy)phenyl]sulfone, bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]methane, bis[3-(4-aminophenoxy)phenyl]methane, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl ]methane, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]methane, 2,2-bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[3-(4 -aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane ( BAPP), 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [3- (4- Aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3 structure, such as ,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, etc. Diamine with 4 phase benzene nuclei.

이들은 상기 화학식 1로 표현되는 디아민과 함께, 소망하는 바에 따라 단독 또는 2 종 이상을 조합하여 이용할 수 있지만, 본 발명에서 특히 바람직하게 이용될 수 있는 디아민은 1,4-페닐렌디아민(PPD) 및 4,4'-옥시디아닐린(ODA)에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.These may be used alone or in combination of two or more types together with the diamine represented by the above formula (1), as desired, but diamines that can be particularly preferably used in the present invention include 1,4-phenylenediamine (PPD) It may be at least one selected from 4,4'-oxydianiline (ODA).

본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 상기 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체의 중합에서 유래된 폴리아믹산을 이미드화하여 제조될 수 있으며, 상기 폴리아믹산이 이미드화되어 형성된 폴리이미드 고분자 사슬은, 상기 화학식 1로 표현되는 디아민의 R1과 R2로부터 유래된 지방족 부분을 포함할 수 있다.The polyimide film according to the present invention may be prepared by imidization of polyamic acid derived from polymerization of the diamine monomer and dianhydride monomer, and the polyimide polymer chain formed by imidization of the polyamic acid is represented by Formula 1 It may contain an aliphatic moiety derived from R1 and R2 of the diamine represented.

본 발명에서 디아민 단량체에 포함되는 디아민은 소망하는 수준의 내열성 또는 기계적 물성에 따라 적절히 선택될 수 있으나, 상기와 같이 지방족 부분을 포함하는 디아민을 일정 함량 이상 포함할 수 있으며, 상기 화학식 1로 표현되는 디아민의 함량이 상기 범위를 하회하는 경우, 소망하는 수준의 낮은 흡습률을 달성하지 못하므로 바람직하지 않다.In the present invention, the diamine included in the diamine monomer may be appropriately selected depending on a desired level of heat resistance or mechanical properties, but may contain a certain amount or more of the diamine including an aliphatic moiety as described above, and is represented by Formula 1 When the content of the diamine is less than the above range, it is not preferable because a low moisture absorption at a desired level cannot be achieved.

구체적으로, 상기 지방족 부분은, 비극성을 가지도록 선택될 수 있으며, 예를 들어, 상기 R1 및 R2는 과도한 지방족 부분의 분자량 점유를 배제하면서도 비극성을 가지는 알킬기일 수 있으며, 상세하게는 상기 R1 및 R2 각각 메틸기일 수 있다.Specifically, the aliphatic moiety may be selected to have non-polarity, and for example, R1 and R2 may be an alkyl group having non-polarity while excluding excessive occupation of the molecular weight of the aliphatic moiety, specifically, R1 and R2 Each may be a methyl group.

즉, 지방족 부분이 폴리아믹산에 포함된 경우, 폴리아믹산 전체에서 지방족 부분 대비 흡습성 증가에 상당한 영향을 미치는 아믹산기의 상대적 비율이 낮아질 수 있다. 따라서, 이러한 폴리아믹산으로부터 제조되는 폴리이미드 필름의 흡습성을 낮추는데 긍정적으로 작용할 수 있다.That is, when the aliphatic moiety is included in the polyamic acid, the relative ratio of amic acid groups that significantly affect the increase in hygroscopicity compared to the aliphatic moiety in the entire polyamic acid may be lowered. Therefore, it can act positively to lower the hygroscopicity of the polyimide film prepared from such polyamic acid.

유전상수와 유전 손실률과 밀접하게 관계됨을 이미 설명한 바 있으므로, 정리하면 R1과 R2로부터 유래된 지방족 부분은 본 발명에 따른 폴리이미드 필름이 낮은 유전상수와 낮은 유전 손실률을 가지게 하는 주요한 요소로 이해할 수 있을 것이다.Since it has already been explained that the dielectric constant and the dielectric loss factor are closely related, in summary, the aliphatic moiety derived from R1 and R2 can be understood as a major factor that allows the polyimide film according to the present invention to have a low dielectric constant and a low dielectric loss factor. will be.

이와 같이 소망하는 유전상수와 유전 손실률 및 흡습률을 달성하기 위해, 상기 지방족 부분의 분자량은, 상기 폴리이미드 고분자 사슬 하나의 전체 분자량을 기준으로 4 내지 25 %일 수 있으며, 상세하게는 6 내지 17 %일 수 있다.In order to achieve the desired dielectric constant, dielectric loss rate, and moisture absorption rate as described above, the molecular weight of the aliphatic moiety may be 4 to 25% based on the total molecular weight of one polyimide polymer chain, specifically 6 to 17 It can be %.

상기 지방족 부분의 분자량이 상기 범위를 상회하면, 폴리이미드 필름의 기계적 물성이 저하되고, 연성금속박적층판을 제조하기에 적절한 수준의 내열성을 달성하기 어려우며, 상기 범위를 하회하면 소망하는 수준의 유전상수, 유전 손실률 및 흡습률의 달성이 어려운 바, 바람직하지 않다.When the molecular weight of the aliphatic moiety exceeds the above range, the mechanical properties of the polyimide film are lowered, and it is difficult to achieve an appropriate level of heat resistance for manufacturing a flexible metal clad laminate. It is difficult to achieve a dielectric loss factor and a moisture absorption rate, which is not preferable.

한편, 상기 폴리아믹산이 이미드화되어 형성된 폴리이미드 고분자 사슬은 하나의 고분자 사슬 내에 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다. Meanwhile, the polyimide polymer chain formed by imidization of the polyamic acid may include a repeating unit represented by the following Chemical Formula 2 in one polymer chain.

Figure pat00004
(2)
Figure pat00004
(2)

상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6 알킬기, 또는 C1-C6 알콕시기이고,In Formula 2, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group, or a C 1 -C 6 alkoxy group,

n은 각각 10 이상의 정수일 수 있다.Each of n may be an integer of 10 or more.

상기 화학식 2에서 n이 각각 10 이상의 정수인 경우, 상기 폴리아믹산으로부터 제조된 폴리이미드 필름은 BPDA 및 상기 화학식 1로 표현되는 디아민 단량체로부터 유래되는 폴리이미드 사슬이 가지는 우수한 탄성률을 확보할 수 있다.When n in Formula 2 is an integer of 10 or more, the polyimide film prepared from the polyamic acid may secure an excellent modulus of elasticity of the polyimide chain derived from BPDA and the diamine monomer represented by Formula 1 above.

반대로, n이 10 미만의 정수인 경우, 즉, 화학식 2의 반복단위 길이가 지나치게 짧은 경우에는, 탄성률 등의 기계적 물성을 일정 수준 이상으로 발휘하기에는 한계가 있을 수 있다.Conversely, when n is an integer less than 10, that is, when the length of the repeating unit of Formula 2 is too short, there may be a limit to exhibiting mechanical properties such as elastic modulus to a certain level or more.

이를 고려할 때, 이하에서 후술하는 바와 같이, 폴리아믹산의 구체적인 중합 방법에 따라 폴리이미드 사슬에 포함되는 반복단위의 길이를 조절함으로써 폴리이미드 필름의 물성, 예를 들어, 유전상수, 유전 손실률, 흡습률, 유리전이온도, 열팽창 계수 및 모듈러스 등을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.Considering this, as will be described below, the physical properties of the polyimide film, for example, dielectric constant, dielectric loss rate, moisture absorption rate, by adjusting the length of the repeating unit included in the polyimide chain according to the specific polymerization method of the polyamic acid. , glass transition temperature, coefficient of thermal expansion and modulus can be more precisely controlled.

제2 양태: 폴리이미드 필름의 제조방법Second aspect: method for producing polyimide film

본 발명에서 폴리아믹산의 제조는 예를 들어,In the present invention, the preparation of the polyamic acid is, for example,

(1) 디아민 단량체 전량을 용매 중에 넣고, 그 후 디안하이드라이드 단량체를 디아민 단량체와 실질적으로 등몰이 되도록 첨가하여 중합하는 방법;(1) a method in which the whole amount of the diamine monomer is put in a solvent, and then the dianhydride monomer is added so as to be substantially equimolar with the diamine monomer and polymerized;

(2) 디안하이드라이드 단량체 전량을 용매 중에 넣고, 그 후 디아민 단량체를 디안하이드라이드 단량체와 실질적으로 등몰이 되도록 첨가하여 중합하는 방법;(2) a method in which the entire amount of the dianhydride monomer is placed in a solvent, and then the diamine monomer is added so as to be substantially equimolar with the dianhydride monomer and polymerized;

(3) 디아민 단량체 중 일부 성분을 용매 중에 넣은 후, 반응 성분에 대해서 디안하이드라이드 단량체 중 일부 성분을 약 95~105 몰%의 비율로 혼합한 후, 나머지 디아민 단량체 성분을 첨가하고 이에 연속해서 나머지 디안하이드라이드 단량체 성분을 첨가하여, 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체가 실질적으로 등몰이 되도록 하여 중합하는 방법;(3) After some components of the diamine monomer are put in the solvent, some components of the dianhydride monomer are mixed in a ratio of about 95 to 105 mol% with respect to the reaction component, and then the remaining diamine monomer components are added and the remaining components are continuously added thereto. a method of polymerization by adding a dianhydride monomer component so that the diamine monomer and the dianhydride monomer are substantially equimolar;

(4) 디안하이드라이드 단량체를 용매 중에 넣은 후, 반응 성분에 대해서 디아민 화합물 중 일부 성분을 95~105 몰%의 비율로 혼합한 후, 다른 디안하이드라이드 단량체 성분을 첨가하고 계속되어 나머지 디아민 단량체 성분을 첨가하여, 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체가 실질적으로 등몰이 되도록 하여 중합하는 방법;(4) After the dianhydride monomer is put in the solvent, some components of the diamine compound are mixed in a ratio of 95 to 105 mol% with respect to the reaction component, then another dianhydride monomer component is added and the remaining diamine monomer components are continued. a method of polymerization by adding a diamine monomer and a dianhydride monomer to be substantially equimolar;

(5) 용매 중에서 일부 디아민 단량체 성분과 일부 디안하이드라이드 단량체 성분을 어느 하나가 과량이도록 반응시켜, 제1 조성물을 형성하고, 또 다른 용매 중에서 일부 디아민 단량체 성분과 일부 디안하이드라이드 단량체 성분을 어느 하나가 과량이도록 반응시켜 제2 조성물을 형성한 후, 제1, 제2 조성물들을 혼합하고, 중합을 완결하는 방법으로서, 이 때 제1 조성물을 형성할 때 디아민 단량체 성분이 과잉일 경우, 제 2조성물에서는 디안하이드라이드 단량체 성분을 과량으로 하고, 제1 조성물에서 디안하이드라이드 단량체 성분이 과잉일 경우, 제2 조성물에서는 디아민 단량체 성분을 과량으로 하여, 제1, 제2 조성물들을 혼합하여 이들 반응에 사용되는 전체 디아민 단량체 성분과 디안하이드라이드 단량체 성분이 실질적으로 등몰이 되도록 하여 중합하는 방법 등을 들 수 있다.(5) reacting some diamine monomer components and some dianhydride monomer components in an excess of any one in a solvent to form a first composition, and mixing some diamine monomer components and some dianhydride monomer components in another solvent A method of forming a second composition by reacting in an excessive amount, then mixing the first and second compositions, and completing polymerization. At this time, when the diamine monomer component is excessive when forming the first composition, the second composition In an excess of the dianhydride monomer component, when the dianhydride monomer component is in excess in the first composition, the diamine monomer component is in excess in the second composition, and the first and second compositions are mixed and used for these reactions and a method of polymerization such that all the diamine monomer components and the dianhydride monomer components used are substantially equimolar.

다만, 상기 중합 방법이 이상의 예들로만 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 내지 제3 폴리아믹산의 제조는 공지된 어떠한 방법을 사용할 수 있음은 물론이다.However, the polymerization method is not limited to the above examples, and any known method may be used for the preparation of the first to third polyamic acids.

하나의 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름의 제조방법은,In one specific example, the method for producing a polyimide film according to the present invention,

(a) PMDA 및 디아민 단량체를 유기용매 중에서 중합하여 제1 폴리아믹산을 제조하는 과정;(a) polymerizing PMDA and a diamine monomer in an organic solvent to prepare a first polyamic acid;

(b) 상기 제1 폴리아믹산과 조성이 상이한 제2 폴리아믹산 및 폴리이미드 제조용 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 및 상기 제1 폴리아믹산을 포함하는 2차 조성물을 공중합하여 제3 폴리아믹산을 제조하는 과정; 및(b) copolymerizing a secondary composition comprising at least one selected from the group consisting of a second polyamic acid having a composition different from the first polyamic acid and a monomer for preparing a polyimide and the first polyamic acid to obtain a third polyamic acid manufacturing process; and

(c) 상기 제3 폴리아믹산을 포함하는 전구체 조성물을 지지체 상에 제막한 후, 이미드화하는 과정을 포함하고,(c) forming a film of the precursor composition containing the third polyamic acid on a support, and then imidizing;

상기 과정 (a)에서 디아민 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the process (a), the diamine monomer is characterized in that it comprises a diamine represented by the following formula (1).

Figure pat00005
(1)
Figure pat00005
(One)

상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6 알킬기, 또는 C1-C6 알콕시기이다.In Formula 1, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group or a C 1 -C 6 alkoxy group.

상기 제2 폴리아믹산은 BPDA 및 디아민 단량체를 유기용매 중에서 중합하여 제조되며, 상기 디아민 단량체는 상기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함할 수 있고, 상기 폴리이미드 제조용 단량체는 BPDA 및 디아민 단량체를 포함하며, 상기 디아민 단량체는 상기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함할 수 있다.The second polyamic acid is prepared by polymerizing BPDA and a diamine monomer in an organic solvent, the diamine monomer may include the diamine represented by Chemical Formula 1, and the monomer for preparing the polyimide includes BPDA and a diamine monomer, The diamine monomer may include a diamine represented by Formula 1 above.

본 발명에서는, 상기와 같은 폴리아믹산의 중합 방법을 블록(block) 중합 방식으로 정의할 수 있으며, 예를 들어, 제1 폴리아믹산 및 제2 폴리아믹산을 각각 중합한 상태에서 이들을 공중합하여 제3 폴리아믹산을 제조하는 제1 블록 중합 방식, 제1 폴리아믹산을 중합하고, 상기 제1 폴리아믹산에 폴리이미드 제조용 단량체를 추가로 혼합한 2차 조성물을 공중합하여 제3 폴리아믹산을 제조하는 제2 블록 중합 방식, 제1 폴리아믹산 및 일정량의 제2 폴리아믹산을 각각 중합하고, 이후에 폴리이미드 제조용 단량체를 추가로 혼합한 2차 조성물을 공중합하여 제3 폴리아믹산을 제조하는 제3 블록 중합 방식 등을 예로들 수 있다.In the present invention, the polymerization method of the polyamic acid as described above may be defined as a block polymerization method, for example, by copolymerizing the first polyamic acid and the second polyamic acid in a polymerization state, respectively, and the third polyamic acid A first block polymerization method of producing a mixed acid, a second block polymerization of polymerizing a first polyamic acid, and copolymerizing a second composition in which a monomer for preparing a polyimide is additionally mixed with the first polyamic acid to prepare a third polyamic acid Anticorrosive, a third block polymerization method in which a third polyamic acid is prepared by polymerizing each of the first polyamic acid and a predetermined amount of the second polyamic acid, and then copolymerizing a secondary composition in which a monomer for polyimide production is additionally mixed. can be heard

상기와 같은 과정으로 중합된 본 발명의 제3 폴리아믹산이 이미드화되어 형성된 폴리이미드 고분자 사슬은, 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 고분자 사슬 내에 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.As described above, the polyimide polymer chain formed by imidization of the third polyamic acid of the present invention polymerized by the above process may include a repeating unit represented by the following Chemical Formula 2 in one polymer chain.

Figure pat00006
(2)
Figure pat00006
(2)

상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1-C6 알킬기, 또는 C1-C6 알콕시기이고,In Formula 2, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group, or a C 1 -C 6 alkoxy group,

n은 각각 10 이상의 정수일 수 있다.Each of n may be an integer of 10 or more.

상기 화학식 2에서 n이 10 이상의 정수인 경우, 상기 폴리아믹산으로부터 제조된 폴리이미드 필름은 고탄성 특성을 포함하여 우수한 기계적 물성을 만족하는 동시에 필름화가 가능하며, 내열성 또한 향상시킬 수 있다.In Formula 2, when n is an integer of 10 or more, the polyimide film prepared from the polyamic acid can be formed into a film while satisfying excellent mechanical properties including high elasticity, and heat resistance can also be improved.

비 제한적인 예에서, 본 발명의 폴리아믹산 중합은 PMDA, BPDA 및 상기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는 디아민 단량체를 동시에 투입하고, 유기용매 중에서 중합하여 폴리아믹산을 제조하는 과정을 포함할 수 있다.In a non-limiting example, the polymerization of the polyamic acid of the present invention may include a process of simultaneously adding a diamine monomer including PMDA, BPDA, and a diamine represented by Formula 1, and polymerizing in an organic solvent to prepare a polyamic acid. .

본 발명에서는, 상기와 같은 폴리아믹산의 중합 방법을 임의(random) 중합 방식으로 정의할 수 있으며, 상기와 같은 과정으로 제조된 본 발명의 폴리아믹산으로부터 제조된 폴리이미드 필름은 유전상수(Dk), 유전 손실률(Df) 및 흡습률을 낮추는 측면에서 바람직하게 적용될 수 있다.In the present invention, the polymerization method of the polyamic acid as described above can be defined as a random polymerization method, and the polyimide film prepared from the polyamic acid of the present invention prepared by the above process has a dielectric constant (Dk), It can be preferably applied in terms of lowering the dielectric loss factor (Df) and moisture absorption.

다만, 상기 중합 방법은 앞서 설명한 고분자 사슬 내의 반복단위의 길이가 상대적으로 짧게 제조되므로, PMDA 및 상기 화학식 1로 표현되는 디아민으로부터 유래되는 폴리이미드 사슬이 가지는 우수한 특성을 발휘하기에는 한계가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명에서 특히 바람직하게 이용될 수 있는 폴리아믹산의 중합 방법은 상기 블록 중합 방식일 수 있다.However, in the polymerization method, since the length of the repeating unit in the polymer chain described above is relatively short, there may be a limit in exhibiting excellent properties of the polyimide chain derived from PMDA and the diamine represented by Formula 1 above. Accordingly, the polymerization method of the polyamic acid that can be particularly preferably used in the present invention may be the block polymerization method.

한편, 폴리아믹산을 합성하기 위한 용매는 특별히 한정되는 것은 아니고, 폴리아믹산을 용해시키는 용매이면 어떠한 용매도 사용할 수 있지만, 아미드계 용매인 것이 바람직하다.On the other hand, the solvent for synthesize|combining a polyamic acid is not specifically limited, Any solvent can be used as long as it is a solvent in which a polyamic acid is dissolved, It is preferable that it is an amide type solvent.

구체적으로는, 상기 용매는 유기 극성 용매일 수 있고, 상세하게는 비양성자성 극성 용매(aprotic polar solvent)일 수 있으며, 예를 들어, N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-피롤리돈(NMP), 감마 브티로 락톤(GBL), 디그림(Diglyme)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 단독으로 또는 2종 이상 조합해서 사용할 수 있다. Specifically, the solvent may be an organic polar solvent, specifically an aprotic polar solvent, for example, N,N-dimethylformamide (DMF), N,N- It may be at least one selected from the group consisting of dimethylacetamide, N-methyl-pyrrolidone (NMP), gamma butyrolactone (GBL), and Diglyme, but is not limited thereto. It can be used in combination of 2 or more types.

하나의 예에서, 상기 용매는 N,N-디메틸포름아미드 및 N,N-디메틸아세트아미드가 특히 바람직하게 사용될 수 있다.In one example, as the solvent, N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide may be particularly preferably used.

또한, 상기 "폴리아믹산 제조 공정"에서는 접동성, 열전도성, 코로나 내성, 루프 경도 등의 필름의 여러 가지 특성을 개선할 목적으로 충전재를 첨가할 수도 있다. 첨가되는 충전재는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직한 예로는 실리카, 산화티탄, 알루미나, 질화규소, 질화붕소, 인산수소칼슘, 인산칼슘, 운모 등을 들 수 있다.In addition, in the "polyamic acid manufacturing process", a filler may be added for the purpose of improving various properties of the film, such as sliding properties, thermal conductivity, corona resistance, and loop hardness. The filler to be added is not particularly limited, but preferred examples thereof include silica, titanium oxide, alumina, silicon nitride, boron nitride, calcium hydrogen phosphate, calcium phosphate, mica, and the like.

충전재의 입경은 특별히 한정되는 것은 아니고, 개질하여야 할 필름 특성과 첨가하는 충전재의 종류과 따라서 결정하면 된다. 일반적으로는, 평균 입경이 0.05 내지 100 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 75 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 50 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1 내지 25 ㎛이다.The particle size of the filler is not particularly limited, and may be determined according to the characteristics of the film to be modified and the type of filler to be added. Generally, the average particle diameter is 0.05 to 100 μm, preferably 0.1 to 75 μm, more preferably 0.1 to 50 μm, particularly preferably 0.1 to 25 μm.

입경이 이 범위를 하회하면 개질 효과가 나타나기 어려워지고, 이 범위를 상회하면 표면성을 크게 손상시키거나, 기계적 특성이 크게 저하되는 경우가 있다.When the particle size is less than this range, the modifying effect becomes difficult to appear, and when the particle size exceeds this range, the surface properties may be greatly impaired or the mechanical properties may be greatly reduced.

또한, 충전재의 첨가량에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니고, 개질하여야 할 필름 특성이나 충전재 입경 등에 의해 결정하면 된다. 일반적으로, 충전재의 첨가량은 폴리이미드 100 중량부에 대하여 0.01 내지 100 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 90 중량부, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 80 중량부이다.Moreover, it is not specifically limited also about the addition amount of a filler, What is necessary is just to determine by the film characteristic to be modified|reformed, a filler particle diameter, etc. In general, the added amount of the filler is 0.01 to 100 parts by weight, preferably 0.01 to 90 parts by weight, and more preferably 0.02 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of polyimide.

충전재 첨가량이 이 범위를 하회하면, 충전재에 의한 개질 효과가 나타나기 어렵고, 이 범위를 상회하면 필름의 기계적 특성이 크게 손상될 가능성이 있다. 충전재의 첨가 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 어떠한 방법을 이용할 수도 있다.When the filler addition amount is less than this range, the modifying effect by the filler is difficult to appear, and when it exceeds this range, the mechanical properties of the film may be greatly impaired. The method of adding a filler is not specifically limited, Any well-known method can also be used.

본 발명의 제조방법에서 폴리이미드 필름은 열 이미드화법을 통해 제조될 수 있으며 화학적 이미드화법도 병행될 수 있다.In the manufacturing method of the present invention, the polyimide film may be prepared through thermal imidization, and chemical imidization may also be performed in parallel.

상기 열 이미드화법이란, 화학적 촉매를 배제하고, 열풍이나 적외선 건조기 등의 열원으로 이미드화 반응을 유도하는 방법이다.The thermal imidization method is a method in which a chemical catalyst is excluded and the imidization reaction is induced by a heat source such as hot air or an infrared dryer.

상기 열 이미드화법은, 상기 과정 (c)를 포함할 수 있고, 상기 과정 (c)에서 상기 겔 필름을 100 내지 600 ℃의 범위의 가변적인 온도에서 열처리하여 겔 필름에 존재하는 아믹산기를 이미드화할 수 있으며, 상세하게는 200 내지 500 ℃, 더욱 상세하게는, 300 내지 500 ℃에서 열처리하여 겔 필름에 존재하는 아믹산기를 이미드화할 수 있다.The thermal imidization method may include the step (c), in which the gel film is heat treated at a variable temperature in the range of 100 to 600 ° C. The amic acid group present in the gel film may be imidized by heat treatment at 200 to 500 °C, more specifically, at 300 to 500 °C.

다만, 상기 겔 필름을 형성하는 과정 (b)에서도 아믹산 중 일부(약 0.1 몰% 내지 10 몰%)가 이미드화될 수 있으며, 이를 위해 상기 과정 (b)에서는 50 ℃ 내지 200 ℃의 범위의 가변적인 온도에서 폴리아믹산 조성물을 건조할 수 있고, 이 또한 상기 열 이미드화법의 범주에 포함될 수 있다.However, in the process (b) of forming the gel film, some (about 0.1 mol% to 10 mol%) of the amic acid may be imidized, and for this purpose, in the process (b), in the range of 50 ℃ to 200 ℃ The polyamic acid composition may be dried at a variable temperature, and this may also be included in the scope of the thermal imidization method.

화학적 이미드화법을 병행하는 경우, 당업계에 공지된 방법에 따라 탈수제 및 이미드화제를 이용하여, 폴리이미드 필름을 제조할 수 있다.When the chemical imidization method is concurrently used, a polyimide film may be prepared by using a dehydrating agent and an imidizing agent according to a method known in the art.

이상과 같은 제조방법에 따라 제조된 본 발명의 폴리이미드 필름은 열팽창계수가 -5 내지 13 ppm/℃이고, 모듈러스가 6.5 GPa 이상이고, 유전상수(Dk)가 3.5 이하이고, 유전 손실률(Df)가 0.006 이하이고, 흡습률이 1.0 중량% 미만이고, 유리전이온도(Tg)가 280℃ 이상일 수 있다. 상세하게는, 열팽창계수가 -5 내지 5 ppm/℃이고, 모듈러스가 12.0 GPa 이상일 수 있다.The polyimide film of the present invention prepared according to the above manufacturing method has a coefficient of thermal expansion of -5 to 13 ppm/℃, a modulus of 6.5 GPa or more, a dielectric constant (Dk) of 3.5 or less, and a dielectric loss factor (Df) is 0.006 or less, the moisture absorption is less than 1.0% by weight, and the glass transition temperature (Tg) may be 280 ℃ or more. Specifically, the coefficient of thermal expansion may be -5 to 5 ppm/℃, and the modulus may be 12.0 GPa or more.

제3 양태: 연성동박적층판Third aspect: flexible copper clad laminate

본 발명은, 상술한 폴리이미드 필름 및 전기전도성의 금속박을 포함하는 연성금속박적층판을 제공한다.The present invention provides a flexible metal foil laminate comprising the above-described polyimide film and an electrically conductive metal foil.

사용하는 금속박으로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전자 기기 또는 전기 기기용도에 본 발명의 연성금속박적층판을 이용하는 경우에는, 예를 들면 구리 또는 구리 합금, 스테인레스강 또는 그의 합금, 니켈 또는 니켈 합금(42 합금도 포함함), 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 금속박일 수 있다.The metal foil to be used is not particularly limited, but when the flexible metal foil laminate of the present invention is used for electronic devices or electrical devices, for example, copper or copper alloy, stainless steel or its alloy, nickel or nickel alloy (42 alloy). also included), may be a metal foil comprising aluminum or an aluminum alloy.

일반적인 연성금속박적층판에서는 압연 동박, 전해 동박이라는 구리박이 많이 사용되며, 본 발명에서도 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 이들 금속박의 표면에는 방청층, 내열층 또는 접착층이 도포되어 있을 수도 있다.In general flexible metal clad laminates, copper foils such as rolled copper foils and electrolytic copper foils are often used, and they can be preferably used in the present invention as well. Moreover, the antirust layer, the heat-resistant layer, or the adhesive layer may be apply|coated on the surface of these metal foils.

본 발명에서 상기 금속박의 두께에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 그 용도에 따라서 충분한 기능을 발휘할 수 있는 두께이면 된다.In the present invention, the thickness of the metal foil is not particularly limited, and may have a thickness capable of exhibiting a sufficient function according to its use.

본 발명에 따른 연성금속박적층판은, 상기 폴리이미드 필름의 일면에 금속박이 라미네이트되어 있거나, 상기 폴리이미드 필름의 일면에 열가소성 폴리이미드를 함유하는 접착층이 부가되어 있고, 상기 금속박이 접착층에 부착된 상태에서 라미네이트되어있는 구조일 수 있다.In the flexible metal clad laminate according to the present invention, a metal foil is laminated on one surface of the polyimide film, or an adhesive layer containing a thermoplastic polyimide is added to one surface of the polyimide film, and the metal foil is attached to the adhesive layer. It may have a laminated structure.

본 발명은 또한, 상기 연성금속박적층판을 전기적 신호 전송 회로로서 포함하는 전자 부품을 제공한다. 상기 전기적 신호 전송 회로는, 적어도 2 GHz의 고주파, 상세하게는 적어도 5 GHz의 고주파, 더욱 상세하게는 적어도 10 GHz의 고주파로 신호를 전송하는 전자 부품일 수 있다. The present invention also provides an electronic component including the flexible metal clad laminate as an electrical signal transmission circuit. The electrical signal transmission circuit may be an electronic component that transmits a signal at a high frequency of at least 2 GHz, specifically, a high frequency of at least 5 GHz, and more specifically, a high frequency of at least 10 GHz.

상기 전자 부품은 예를 들어, 휴대 단말기용 통신 회로, 컴퓨터용 통신 회로, 또는 우주 항공용 통신회로일 수 있으나 이것으로 한정되는 것은 아니다.The electronic component may be, for example, a communication circuit for a portable terminal, a communication circuit for a computer, or a communication circuit for aerospace, but is not limited thereto.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 특정 디아민 단량체와 디안하이드라이드 단량체와의 조합 및 이들의 특정한 배합비에 기인하여 탄성률 등의 기계적 특성 및 내화학성이 우수함과 동시에 낮은 흡습률, 유전상수 및 유전 손실률을 가지는 폴리이미드 필름을 제공할 수 있다.As described above, the present invention has excellent mechanical properties such as elastic modulus and chemical resistance due to the combination of a specific diamine monomer and a dianhydride monomer and a specific mixing ratio thereof, and at the same time, low moisture absorption, dielectric constant and dielectric loss rate. The branch can provide a polyimide film.

본 발명은 또한, 상기와 같은 폴리이미드 필름을 포함함으로써 2 GHz 이상의 고주파 통신이 가능한 전기적 전송 회로로서 활용할 수 있는 연성금속박적층판을 제공할 수 있다.The present invention can also provide a flexible metal clad laminate that can be utilized as an electrical transmission circuit capable of high-frequency communication of 2 GHz or more by including the polyimide film as described above.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, through specific examples of the invention, the operation and effect of the invention will be described in more detail. However, these embodiments are merely presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not defined thereby.

<실시예 1><Example 1>

교반기 및 질소 주입·배출관을 구비한 500 ㎖ 반응기에 질소를 주입시키면서 NMP을 투입하고 반응기의 온도를 30℃로 설정한 후 디아민 단량체로서 m-Tolidine, 디안하이드라이드 단량체로서 PMDA를 투입하여 완전히 용해된 것을 확인하였다. 질소 분위기하에 40℃로 온도를 올려 가열하면서 120 분간 교반을 계속한 후, 23℃에서의 점도가 200,000 cP를 나타내는 제1 폴리아믹산을 제조하였다.NMP was added while injecting nitrogen into a 500 ml reactor equipped with a stirrer and nitrogen injection/discharge tube, and the temperature of the reactor was set to 30 ° C. Then, m-Tolidine as a diamine monomer and PMDA as a dianhydride monomer were added to completely dissolved confirmed that. A first polyamic acid having a viscosity of 200,000 cP at 23°C was prepared after stirring was continued for 120 minutes while heating and raising the temperature to 40°C in a nitrogen atmosphere.

교반기 및 질소 주입·배출관을 구비한 500 ㎖ 반응기에 질소를 주입시키면서 NMP을 투입하고 반응기의 온도를 30℃로 설정한 후 디아민 단량체로서 m-Tolidine, 디안하이드라이드 단량체로서 BPDA를 투입하여 완전히 용해된 것을 확인하였다. 질소 분위기하에 40℃로 온도를 올려 가열하면서 120 분간 교반을 계속한 후, 23℃에서의 점도가 200,000 cP를 나타내는 제2 폴리아믹산을 제조하였다.NMP was added while injecting nitrogen into a 500 ml reactor equipped with a stirrer and nitrogen inlet/discharge tube, and the temperature of the reactor was set at 30 ° C. Then, m-Tolidine as a diamine monomer and BPDA as a dianhydride monomer were added confirmed that. A second polyamic acid having a viscosity of 200,000 cP at 23°C was prepared after stirring was continued for 120 minutes while heating and raising the temperature to 40°C in a nitrogen atmosphere.

이이서, 상기 제1 폴리아믹산 및 제2 폴리아믹산을 질소 분위기하에 40℃로 온도를 올려 가열하면서 120 분간 교반을 계속한 후, 23℃에서의 최종 점도가 200,000 cP를 나타내고, 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체를 하기 표 1과 같이 포함하는 제3 폴리아믹산을 제조하였다.Then, the temperature of the first polyamic acid and the second polyamic acid was raised to 40° C. under a nitrogen atmosphere and stirring was continued for 120 minutes while heating, and then the final viscosity at 23° C. was 200,000 cP, diamine monomer and dianhydride A third polyamic acid including the Ride monomer as shown in Table 1 was prepared.

상기에서 제조된 제3 폴리아믹산을 1,500 rpm 이상의 고속 회전을 통해 기포를 제거하였다. 이후 스핀 코터를 이용하여 유리 기판에 탈포된 폴리이미드 전구체 조성물을 도포하였다. 이후 질소 분위기하 및 120℃의 온도에서 30 분 동안 건조하여 겔 필름을 제조하고, 상기 겔 필름을 450℃까지 2 ℃/분의 속도로 승온하고, 450℃에서 60 분 동안 열처리하고, 30℃까지 2 ℃/분의 속도로 냉각하여 폴리이미드 필름을 수득하였다.The third polyamic acid prepared above was bubbled through a high-speed rotation of 1,500 rpm or more. Thereafter, the defoamed polyimide precursor composition was applied to the glass substrate using a spin coater. Thereafter, the gel film was prepared by drying under a nitrogen atmosphere and at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes, and the temperature of the gel film was raised to 450 ° C. A polyimide film was obtained by cooling at a rate of 2° C./min.

이후 증류수에 디핑(dipping)하여 유리 기판에서 폴리이미드 필름을 박리시켰다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 15 ㎛였다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 Anritsu사의 필름 두께 측정기(Electric Film thickness tester)를 사용하여 측정하였다.Thereafter, the polyimide film was peeled off the glass substrate by dipping in distilled water. The thickness of the prepared polyimide film was 15 μm. The thickness of the prepared polyimide film was measured using an Anritsu film thickness tester (Electric Film thickness tester).

<실시예 2 내지 8 및 비교예 2 내지 4><Examples 2 to 8 and Comparative Examples 2 to 4>

실시예 1에서, 단량체 및 이의 함량을 각각 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리이미드 필름을 제조하였다.In Example 1, a polyimide film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomers and their contents were respectively changed as shown in Table 1 below.

<비교예 1><Comparative Example 1>

교반기 및 질소 주입·배출관을 구비한 500 ㎖ 반응기에 질소를 주입시키면서 NMP을 투입하고 반응기의 온도를 30℃로 설정한 후 디아민 단량체로서 m-Tolidin, 디안하이드라이드 단량체로서 PMDA를 투입하여 완전히 용해된 것을 확인하였다. 질소 분위기하에 40℃로 온도를 올려 가열하면서 120 분간 교반을 계속한 후, 23℃에서의 점도가 200,000 cP를 나타내고, 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체를 하기 표 1과 같이 포함하는 폴리아믹산을 제조하였다.NMP was added while injecting nitrogen into a 500 ml reactor equipped with a stirrer and nitrogen inlet/discharge tube, and the temperature of the reactor was set to 30° C. confirmed that. After raising the temperature to 40 °C in a nitrogen atmosphere and stirring for 120 minutes while heating, the viscosity at 23 °C was 200,000 cP, and a polyamic acid containing a diamine monomer and a dianhydride monomer as shown in Table 1 was prepared. .

상기에서 제조된 폴리아믹산을 1,500 rpm 이상의 고속 회전을 통해 기포를 제거하였다. 이후 스핀 코터를 이용하여 유리 기판에 탈포된 폴리이미드 전구체 조성물을 도포하였다. 이후 질소 분위기하 및 120℃의 온도에서 30 분 동안 건조하여 겔 필름을 제조하고, 상기 겔 필름을 450℃까지 2 ℃/분의 속도로 승온하고, 450℃에서 60 분 동안 열처리하고, 30℃까지 2 ℃/분의 속도로 냉각하여 폴리이미드 필름을 수득하였다.The polyamic acid prepared above was bubbled through a high-speed rotation of 1,500 rpm or more. Thereafter, the defoamed polyimide precursor composition was applied to the glass substrate using a spin coater. Thereafter, the gel film was prepared by drying under a nitrogen atmosphere and at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes, and the temperature of the gel film was raised to 450 ° C. A polyimide film was obtained by cooling at a rate of 2° C./min.

이후 증류수에 디핑(dipping)하여 유리 기판에서 폴리이미드 필름을 박리시켰다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 15 ㎛였다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 Anritsu사의 필름 두께 측정기(Electric Film thickness tester)를 사용하여 측정하였다.Thereafter, the polyimide film was peeled off the glass substrate by dipping in distilled water. The thickness of the prepared polyimide film was 15 μm. The thickness of the prepared polyimide film was measured using an Anritsu film thickness tester (Electric Film thickness tester).

<비교예 5><Comparative Example 5>

교반기 및 질소 주입·배출관을 구비한 500 ㎖ 반응기에 질소를 주입시키면서 NMP을 투입하고 반응기의 온도를 30℃로 설정한 후 디아민 단량체로서 m-Tolidin, 디안하이드라이드 단량체로서 BPDA를 투입하여 완전히 용해된 것을 확인하였다. 질소 분위기하에 40℃로 온도를 올려 가열하면서 120 분간 교반을 계속한 후, 23℃에서의 점도가 200,000 cP를 나타내고, 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체를 하기 표 1과 같이 포함하는 폴리아믹산을 제조하였다.NMP was added while injecting nitrogen into a 500 ml reactor equipped with a stirrer and nitrogen injection/discharge tube, and the temperature of the reactor was set to 30 ° C. Then, m-Tolidin as a diamine monomer and BPDA as a dianhydride monomer were added confirmed that. After raising the temperature to 40 °C in a nitrogen atmosphere and stirring for 120 minutes while heating, the viscosity at 23 °C was 200,000 cP, and a polyamic acid containing a diamine monomer and a dianhydride monomer as shown in Table 1 was prepared. .

상기에서 제조된 폴리아믹산을 1,500 rpm 이상의 고속 회전을 통해 기포를 제거하였다. 이후 스핀 코터를 이용하여 유리 기판에 탈포된 폴리이미드 전구체 조성물을 도포하였다. 이후 질소 분위기하 및 120℃의 온도에서 30 분 동안 건조하여 겔 필름을 제조하고, 상기 겔 필름을 450℃까지 2 ℃/분의 속도로 승온하고, 450℃에서 60 분 동안 열처리하고, 30℃까지 2 ℃/분의 속도로 냉각하여 폴리이미드 필름을 수득하였다.The polyamic acid prepared above was bubbled through a high-speed rotation of 1,500 rpm or more. Thereafter, the defoamed polyimide precursor composition was applied to the glass substrate using a spin coater. Thereafter, the gel film was prepared by drying under a nitrogen atmosphere and at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes, and the temperature of the gel film was raised to 450 ° C. A polyimide film was obtained by cooling at a rate of 2° C./min.

이후 증류수에 디핑(dipping)하여 유리 기판에서 폴리이미드 필름을 박리시켰다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 15 ㎛였다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 Anritsu사의 필름 두께 측정기(Electric Film thickness tester)를 사용하여 측정하였다.Thereafter, the polyimide film was peeled off the glass substrate by dipping in distilled water. The thickness of the prepared polyimide film was 15 μm. The thickness of the prepared polyimide film was measured using an Anritsu film thickness tester (Electric Film thickness tester).

<실시예 9><Example 9>

교반기 및 질소 주입·배출관을 구비한 500 ㎖ 반응기에 질소를 주입시키면서 NMP을 투입하고 반응기의 온도를 30℃로 설정한 후 디아민 단량체로서 m-Tolidin, 디안하이드라이드 단량체로서 PMDA 및 BPDA를 투입하여 완전히 용해된 것을 확인하였다. 질소 분위기하에 40℃로 온도를 올려 가열하면서 120 분간 교반을 계속한 후, 23℃에서의 점도가 200,000 cP를 나타내고, 디아민 단량체 및 디안하이드라이드 단량체를 하기 표 1과 같이 포함하는 폴리아믹산을 제조하였다.NMP was added while injecting nitrogen into a 500 ml reactor equipped with a stirrer and nitrogen inlet/discharge tube, and the temperature of the reactor was set to 30° C. It was confirmed that it was dissolved. After raising the temperature to 40 °C in a nitrogen atmosphere and stirring for 120 minutes while heating, the viscosity at 23 °C was 200,000 cP, and a polyamic acid containing a diamine monomer and a dianhydride monomer as shown in Table 1 was prepared. .

상기에서 제조된 폴리아믹산을 1,500 rpm 이상의 고속 회전을 통해 기포를 제거하였다. 이후 스핀 코터를 이용하여 유리 기판에 탈포된 폴리이미드 전구체 조성물을 도포하였다. 이후 질소 분위기하 및 120℃의 온도에서 30 분 동안 건조하여 겔 필름을 제조하고, 상기 겔 필름을 450℃까지 2 ℃/분의 속도로 승온하고, 450℃에서 60 분 동안 열처리하고, 30℃까지 2 ℃/분의 속도로 냉각하여 폴리이미드 필름을 수득하였다.The polyamic acid prepared above was bubbled through a high-speed rotation of 1,500 rpm or more. Thereafter, the defoamed polyimide precursor composition was applied to the glass substrate using a spin coater. Thereafter, the gel film was prepared by drying under a nitrogen atmosphere and at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes, and the temperature of the gel film was raised to 450 ° C. A polyimide film was obtained by cooling at a rate of 2° C./min.

이후 증류수에 디핑(dipping)하여 유리 기판에서 폴리이미드 필름을 박리시켰다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 15 ㎛였다. 제조된 폴리이미드 필름의 두께는 Anritsu사의 필름 두께 측정기(Electric Film thickness tester)를 사용하여 측정하였다.Thereafter, the polyimide film was peeled off the glass substrate by dipping in distilled water. The thickness of the prepared polyimide film was 15 μm. The thickness of the prepared polyimide film was measured using an Anritsu film thickness tester (Electric Film thickness tester).

<실시예 10 내지 16 및 비교예 6 내지 8><Examples 10 to 16 and Comparative Examples 6 to 8>

실시예 9에서, 단량체를 각각 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리이미드 필름을 제조하였다.In Example 9, a polyimide film was prepared in the same manner as in Example 1, except that each of the monomers was changed as shown in Table 1 below.

디안하이드라이드
단량체
(몰%)
dianhydride
monomer
(mole%)
디아민 단량체
(몰%)
diamine monomer
(mole%)
폴리아믹산 중합 방식Polyamic acid polymerization method
PMDA
(몰%)
PMDA
(mole%)
BPDA
(몰%)
BPDA
(mole%)
m-Tolidine
(몰%)
m-Tolidine
(mole%)
PPD
(몰%)
PPD
(mole%)
ODA
(몰%)
ODA
(mole%)
실시예 1Example 1 8080 2020 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 실시예 2Example 2 7070 3030 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 실시예 3Example 3 6565 3535 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 실시예 4Example 4 6060 4040 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 실시예 5Example 5 4040 6060 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 실시예 6Example 6 6060 4040 8080 2020 -- 블록 중합block polymerization 실시예 7Example 7 6060 4040 8080 -- 2020 블록 중합block polymerization 실시예 8Example 8 6565 3535 9090 -- 1010 블록 중합block polymerization 실시예 9Example 9 8080 2020 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 실시예 10Example 10 7070 3030 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 실시예 11Example 11 6565 3535 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 실시예 12Example 12 6060 4040 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 실시예 13Example 13 4040 6060 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 실시예 14Example 14 6060 4040 8080 2020 -- 임의 중합random polymerization 실시예 15Example 15 6060 4040 8080 -- 2020 임의 중합random polymerization 실시예 16Example 16 6565 3535 9090 -- 1010 임의 중합random polymerization 비교예 1Comparative Example 1 100100 -- 100100 -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 9090 1010 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 비교예 3Comparative Example 3 2020 8080 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 비교예 4Comparative Example 4 1010 9090 100100 -- -- 블록 중합block polymerization 비교예 5Comparative Example 5 -- 100100 100100 -- -- -- 비교예 6Comparative Example 6 9090 1010 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 비교예 7Comparative Example 7 2020 8080 100100 -- -- 임의 중합random polymerization 비교예 8Comparative Example 8 1010 9090 100100 -- -- 임의 중합random polymerization

<실험예 1> 물성 평가 실시예 1 내지 실시예 16, 비교예 1 내지 비교예 8에서 각각 제조한 폴리이미드 필름에 대해서, 다음과 같은 방식으로 유리전이온도, 열팽창계수 및 모듈러스를 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.(1) 유리전이온도 측정 <Experimental Example 1> Physical property evaluation For the polyimide films prepared in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8, respectively, the glass transition temperature, the coefficient of thermal expansion, and the modulus were measured in the following manner, and the results is shown in Table 2 below. (1) Glass transition temperature measurement

유리전이온도(Tg)는 DMA를 이용하여 각 필름의 손실 탄성률과 저장 탄성률을 구하고, 이들의 탄젠트 그래프에서 변곡점을 유리전이온도로 측정하였다.The glass transition temperature (T g ) was obtained by obtaining the loss modulus and storage modulus of each film using DMA, and the inflection point was measured as the glass transition temperature in their tangent graph.

(2) 열팽창 계수 측정(2) Measurement of coefficient of thermal expansion

열팽창 계수(CTE)는 TA사 열기계 분석기(thermomechanical analyzer) Q400 모델을 사용하였으며, 폴리이미드 필름을 폭 4 mm, 길이 20 mm로 자른 후 질소 분위기하에서 0.05 N의 장력을 가하면서, 10 ℃/min의 속도로 상온에서 300℃까지 승온 후 다시 10 ℃/min의 속도로 냉각하면서 100℃ 에서 200℃ 구간의 기울기를 측정하였다.The coefficient of thermal expansion (CTE) was measured using a Q400 thermomechanical analyzer from TA, and after cutting a polyimide film to 4 mm in width and 20 mm in length, while applying a tension of 0.05 N under a nitrogen atmosphere, 10 °C/min After raising the temperature from room temperature to 300°C at a rate of

(3) 모듈러스 측정(3) Modulus measurement

모듈러스는 폴리이미드 필름을 폭 10 mm, 길이 40 mm로 자른 후 인스트론(Instron)사의 Instron5564 UTM 장비를 사용하여 ASTM D-882 방법으로 모듈러스를 측정하였다. 이때의 Cross Head Speed는 5 mm/min의 조건으로 측정하였다.For the modulus, the polyimide film was cut to 10 mm in width and 40 mm in length, and then the modulus was measured by ASTM D-882 using Instron5564 UTM equipment from Instron. The cross head speed at this time was measured under the condition of 5 mm/min.

<실험예 2> 흡습률, 유전상수 및 유전 손실률 평가<Experimental Example 2> Evaluation of moisture absorption rate, dielectric constant and dielectric loss rate

실시예 1 내지 실시예 16, 비교예 1 내지 비교예 8에서 각각 제조한 폴리이미드 필름에 대해서, 다음과 같은 방식으로 흡습률을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.For the polyimide films prepared in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8, respectively, moisture absorption was measured in the following manner, and the results are shown in Table 2 below.

이 후, 실시예 1 내지 실시예 16, 비교예 1 내지 비교예 8에서 각각 제조한 폴리이미드 필름에 대해서, 양면에 동박을 롤-투-롤 방식의 라미네이션을 행하여 연성금속박적층판을 제조하였고, 다음과 같은 방식으로 유전상수 및 유전 손실률을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Thereafter, for the polyimide films prepared in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 8, respectively, copper foil was laminated on both sides in a roll-to-roll method to prepare a flexible metal clad laminate, followed by The dielectric constant and dielectric loss factor were measured in the same manner as described above, and the results are shown in Table 2 below.

(1) 흡습률 측정(1) Measurement of moisture absorption

흡습률은 ASTMD 570 방법에 의거하여 폴리이미드 필름을 크기 5 ㎝ ㅧ 5 ㎝의 정방형으로 절단하여 시편을 제조하고, 절단된 시편을 50℃의 오븐에 24 시간 이상 건조한 후 무게를 측정하였으며, 무게를 측정한 시편을 24 시간 동안 23℃의 물에 침지한 후 다시 무게를 측정하고, 여기서 얻어진 무게의 차이를 %로 나타내어 측정하였다.For moisture absorption, a specimen was prepared by cutting a polyimide film in a square with a size of 5 cm × 5 cm in accordance with the ASTMD 570 method, and the cut specimen was dried in an oven at 50° C. for at least 24 hours, then the weight was measured and the weight was measured After the measured specimen was immersed in water at 23° C. for 24 hours, the weight was measured again, and the difference in weight obtained here was measured as a percentage.

(2) 유전상수 및 유전 손실률 측정(2) Measurement of dielectric constant and dielectric loss factor

유전상수(Dk) 및 유전 손실률(Df)은 저항계 Agilent 4294A을 사용하여 72 시간 동안 연성금속박적층판을 방치하여 측정하였다.The dielectric constant (Dk) and the dielectric loss factor (Df) were measured by leaving the flexible metal clad laminate for 72 hours using an Agilent 4294A ohmmeter.

DkDk DfDf 흡습률moisture absorption TgTg CTECTE ModulusModulus (%)(%) (℃)(℃) (ppm/℃)(ppm/℃) (GPa)(GPa) 실시예 1Example 1 3.53.5 0.0060.006 0.80.8 470470 -4.7-4.7 15.715.7 실시예 2Example 2 3.53.5 0.0050.005 0.70.7 340340 -4-4 15.215.2 실시예 3Example 3 3.53.5 0.0040.004 0.60.6 337337 -3.2-3.2 14.214.2 실시예 4Example 4 3.53.5 0.0040.004 0.60.6 332332 1.51.5 12.812.8 실시예 5Example 5 3.43.4 0.0040.004 0.60.6 322322 -2.4-2.4 12.112.1 실시예 6Example 6 3.53.5 0.0050.005 0.70.7 303303 -0.4-0.4 11.211.2 실시예 7Example 7 3.53.5 0.0040.004 0.60.6 303303 7.97.9 88 실시예 8Example 8 3.53.5 0.0030.003 0.50.5 314314 8.18.1 9.59.5 실시예 9Example 9 3.63.6 0.0050.005 0.70.7 409409 -4.7-4.7 15.115.1 실시예 10Example 10 3.53.5 0.0040.004 0.60.6 303303 7.97.9 88 실시예 11Example 11 3.43.4 0.0030.003 0.50.5 315315 3.43.4 10.710.7 실시예 12Example 12 3.43.4 0.0030.003 0.50.5 301301 7.77.7 9.89.8 실시예 13Example 13 3.43.4 0.0020.002 0.40.4 285285 11.811.8 88 실시예 14Example 14 3.53.5 0.0020.002 0.50.5 301301 13.013.0 7.37.3 실시예 15Example 15 3.43.4 0.0030.003 0.50.5 292292 8.28.2 6.96.9 실시예 16Example 16 3.53.5 0.0030.003 0.50.5 303303 6.56.5 7.67.6 비교예 1Comparative Example 1 3.53.5 0.0080.008 1.61.6 493493 -5.5-5.5 16.716.7 비교예 2Comparative Example 2 3.63.6 0.0070.007 1.41.4 481481 -5.1-5.1 16.216.2 비교예 3Comparative Example 3 3.53.5 0.0060.006 1.21.2 272272 19.119.1 4.24.2 비교예 4Comparative Example 4 3.53.5 0.0050.005 1.11.1 264264 21.521.5 3.63.6 비교예 5Comparative Example 5 3.53.5 0.0050.005 1.01.0 253253 24.024.0 3.23.2 비교예 6Comparative Example 6 3.63.6 0.0070.007 1.31.3 478478 -4.8-4.8 15.815.8 비교예 7Comparative Example 7 3.53.5 0.0050.005 1.01.0 266266 21.121.1 3.53.5 비교예 8Comparative Example 8 3.53.5 0.0040.004 1.01.0 258258 22.322.3 3.33.3

표 2로부터, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 폴리이미드 필름은 흡습률, 유전상수 및 유전 손실률이 현저히 낮을 뿐만 아니라, 유리전이온도, 열팽창 계수 및 모듈러스가 소망하는 수준으로 우수하다는 것을 확인할 수 있다.반면에, 비교예 1 내지 8에 따라 제조된 폴리이미드 필름은 실시예에 비해 유전상수, 유전 손실률 및 흡습률 중 적어도 하나 이상이 높게 나타나거나, 유리전이온도, 열팽창 계수 및 모듈러스 중 적어도 하나 이상의 물성이 본 발명에서 한정하는 범위를 벗어나도록 나타난 바, 이들은 기가 단위의 고주파로 신호 전송이 이루어지는 전자 부품에 적용되기 어렵다는 것을 알 수 있다.이상 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.From Table 2, it can be seen that the polyimide film prepared according to the embodiment of the present invention has not only remarkably low moisture absorption, dielectric constant and dielectric loss, but also excellent glass transition temperature, coefficient of thermal expansion and modulus at desired levels. On the other hand, in the polyimide films prepared according to Comparative Examples 1 to 8, at least one of a dielectric constant, a dielectric loss factor, and a moisture absorption rate is higher than in Examples, or at least one or more of a glass transition temperature, a coefficient of thermal expansion, and a modulus. Since the physical properties are shown to be outside the range limited by the present invention, it can be seen that these are difficult to be applied to electronic components in which signal transmission is performed at a high frequency of giga units. Those of ordinary skill in the art will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above content.

Claims (12)

하기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는 디아민 단량체; 및
피로멜리틱디안하이드라이드(PMDA) 및 바이페닐테트라카르복실릭디안하이드라이드(BPDA)를 포함하는 디안하이드라이드 단량체의 중합에서 유래된 폴리아믹산을 이미드화하여 제조되며, 상기 디안하이드라이드 단량체는 그것의 전체 몰수를 기준으로 상기 PMDA를 40몰% 내지 65몰% 이하, 상기 BPDA를 35몰% 이상 내지 60몰% 이하로 포함하고,
상기 폴리아믹산이 이미드화되어 형성된 폴리이미드 고분자 사슬은, 하나의 고분자 사슬 내에 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고,
25℃에서의 모듈러스가 6.5 Gpa 이상이고, 열팽창계수(CTE)가 -5 내지 13 ppm/℃이고, 유전상수(Dk)가 3.5 이하이고, 유전 손실률(Df)이 0.005 이하이고, 흡습률이 0.7 중량% 이하인,
2 GHz이상의 고주파 통신이 가능한 전기적 전송 회로에 사용하기 위한 폴리이미드 필름:
Figure pat00007
(1)
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬기이고;
Figure pat00008
(2)
상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬기이고,
n은 10 미만의 정수이다.
a diamine monomer including a diamine represented by the following formula (1); and
It is prepared by imidizing a polyamic acid derived from polymerization of a dianhydride monomer including pyromellitic dianhydride (PMDA) and biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), wherein the dianhydride monomer is 40 mol% to 65 mol% or less of PMDA and 35 mol% or more to 60 mol% or less of BPDA based on the total number of moles of
The polyimide polymer chain formed by imidization of the polyamic acid includes a repeating unit represented by the following Chemical Formula 2 in one polymer chain,
The modulus at 25°C is 6.5 Gpa or more, the coefficient of thermal expansion (CTE) is -5 to 13 ppm/°C, the dielectric constant (Dk) is 3.5 or less, the dielectric loss factor (Df) is 0.005 or less, and the moisture absorption is 0.7 weight % or less,
Polyimide film for use in electrical transmission circuits capable of high-frequency communication above 2 GHz:
Figure pat00007
(One)
In Formula 1, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group;
Figure pat00008
(2)
In Formula 2, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group,
n is an integer less than 10.
제1항에 있어서,
상기 디안하이드라이드 단량체는 PMDA 및 BPDA를 4 : 6 내지 6 : 4의 몰비로 포함하는, 폴리이미드 필름.
According to claim 1,
The dianhydride monomer includes PMDA and BPDA in a molar ratio of 4: 6 to 6: 4, a polyimide film.
제1항에 있어서,
상기 디아민 단량체는 그것의 전체 몰수를 기준으로 상기 화학식 1의 디아민을 80 몰% 내지 100 몰% 포함하는, 폴리이미드 필름.
According to claim 1,
The diamine monomer includes 80 mol% to 100 mol% of the diamine of Formula 1 based on the total number of moles thereof, the polyimide film.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 디아민의 함량이 100 몰% 미만인 경우, 상기 디아민 단량체는 1,4-페닐렌디아민(PPD) 및 4,4'-옥시디아닐린(ODA)에서 선택되는 1종 이상을 추가적으로 포함하는, 폴리이미드 필름.
According to claim 1,
When the content of the diamine of Formula 1 is less than 100 mol%, the diamine monomer additionally comprises at least one selected from 1,4-phenylenediamine (PPD) and 4,4'-oxydianiline (ODA) , polyimide film.
제1항에 있어서,
상기 R1 및 R2는 각각 메틸기인, 폴리이미드 필름.
According to claim 1,
wherein R1 and R2 are each a methyl group.
제1항에 있어서,
유리전이온도(Tg)가 280℃이상이고,
열팽창계수(CTE)가 -5 내지 5 ppm/℃이며,
흡습률이 1.0 중량% 미만이고,
모듈러스가 12 GPa 이상인, 폴리이미드 필름.
According to claim 1,
The glass transition temperature (Tg) is 280 ℃ or more,
The coefficient of thermal expansion (CTE) is -5 to 5 ppm/℃,
The moisture absorption is less than 1.0% by weight,
A polyimide film having a modulus of at least 12 GPa.
제1항에 따른 폴리이미드 필름을 제조하는 방법으로서,
(a) PMDA 및 디아민 단량체를 유기용매 중에서 중합하여 제1 폴리아믹산을 제조하는 과정;
(b) 상기 제1 폴리아믹산과 조성이 상이한 제2 폴리아믹산 및 폴리이미드 제조용 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 및 상기 제1 폴리아믹산을 포함하는 2차 조성물을 공중합하여 제3 폴리아믹산을 제조하는 과정; 및
(c) 상기 제3 폴리아믹산을 포함하는 전구체 조성물을 지지체 상에 제막한 후, 이미드화하는 과정을 포함하고,
상기 과정 (a)에서 디아민 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는, 2 GHz이상의 고주파 통신이 가능한 전기적 전송 회로에 사용하기 위한 폴리이미드 필름의 제조방법:
Figure pat00009
(1)
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬기이다.
A method for producing the polyimide film according to claim 1, comprising:
(a) polymerizing PMDA and a diamine monomer in an organic solvent to prepare a first polyamic acid;
(b) copolymerizing a second composition comprising at least one selected from the group consisting of a second polyamic acid having a composition different from that of the first polyamic acid and a monomer for preparing a polyimide and the first polyamic acid to obtain a third polyamic acid manufacturing process; and
(c) forming a film of the precursor composition containing the third polyamic acid on a support, and then imidizing;
Method of producing a polyimide film for use in an electrical transmission circuit capable of high-frequency communication of 2 GHz or higher, wherein the diamine monomer in the process (a) contains a diamine represented by the following formula (1):
Figure pat00009
(One)
In Formula 1, R1 and R2 are each independently a C 1 -C 6 alkyl group.
제7항에 있어서,
상기 제2 폴리아믹산은 BPDA 및 디아민 단량체를 유기용매 중에서 중합하여 제조되며,
상기 디아민 단량체는 상기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는, 폴리이미드 필름의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The second polyamic acid is prepared by polymerizing BPDA and a diamine monomer in an organic solvent,
The diamine monomer is a method of producing a polyimide film comprising the diamine represented by the formula (1).
제7항에 있어서,
상기 폴리이미드 제조용 단량체는 BPDA 및 디아민 단량체를 포함하며,
상기 디아민 단량체는 상기 화학식 1로 표현되는 디아민을 포함하는, 폴리이미드 필름의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The monomer for preparing the polyimide includes BPDA and a diamine monomer,
The diamine monomer is a method of producing a polyimide film comprising the diamine represented by the formula (1).
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디아민 단량체는 PPD 및 ODA에서 선택되는 1종 이상을 추가적으로 포함하는, 폴리이미드 필름의 제조방법.
10. The method according to any one of claims 7 to 9,
The diamine monomer further comprises at least one selected from PPD and ODA, the method for producing a polyimide film.
제1항에 따른 폴리이미드 필름 및 전기전도성의 금속박을 포함하는, 연성금속박적층판.A flexible metal clad laminate comprising the polyimide film according to claim 1 and an electrically conductive metal foil. 제11항에 따른 연성금속박적층판을 전기적 신호 전송 회로로서 포함하는, 전자 부품.
An electronic component comprising the flexible metal clad laminate according to claim 11 as an electrical signal transmission circuit.
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