JP7077064B2 - Polyimide film - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミドフィルム等に関する。 The present invention relates to a polyimide film or the like.
エレクトロニクス製品の軽量化、小型化、高密度化に伴い、フレキシブルプリント配線板(FPC)の需要が伸びている。FPCは絶縁性フィルム上に金属箔からなる回路が形成された構造を有しているが、耐熱性、寸法安定性から絶縁性フィルムにはポリイミドフィルムが好んで用いられてきた。 Demand for flexible printed wiring boards (FPCs) is increasing as electronic products become lighter, smaller, and have higher densities. The FPC has a structure in which a circuit made of a metal foil is formed on an insulating film, but a polyimide film has been preferably used as the insulating film because of heat resistance and dimensional stability.
そして、このようなFPCに求められる寸法安定性の要求は、近年のモバイル機器等の発展に伴い益々厳しくなってきている。 The dimensional stability requirements for such FPCs are becoming more and more stringent with the development of mobile devices and the like in recent years.
また、電子部品の実装においては、液晶テレビやノートパソコン、スマートフォン等の電子機器の薄型化、高機能化、高精細化により、ディスプレイを駆動するICの実装において、特に微細で高密度の配線が要求される様になり、これに対応するため、ICをフレキシブル配線板に直接実装するCOF(Chip On Film)方式が開発され、実用化されてきた。 In addition, in the mounting of electronic components, thinning, high functionality, and high definition of electronic devices such as liquid crystal televisions, notebook computers, and smartphones have made it possible to implement particularly fine and high-density wiring in the mounting of ICs that drive displays. In order to meet the demand, a COF (Chip On Film) method in which an IC is directly mounted on a flexible wiring board has been developed and put into practical use.
COFではFPCに比べてより高い寸法精度が要求される。そのため、COFに用いられる銅張り積層板には、配線の微細化への対応が可能な、ポリイミドフィルム上に銅層を直接形成し接着剤を用いない2層タイプが採用されている。 COF requires higher dimensional accuracy than FPC. Therefore, for the copper-clad laminate used for COF, a two-layer type in which a copper layer is directly formed on a polyimide film and no adhesive is used is adopted, which can cope with miniaturization of wiring.
なお、特許文献1には、50~100モル%がp-フェニレンジアミンである芳香族ジアミン成分と、50~100モル%がピロメリット酸二無水物である芳香族酸無水物成分とを使用して製造され、測定温度:50~400℃、昇温速度:10℃/分の条件において10℃刻みで測定したフィルムの機械搬送方向(MD)の熱膨張係数αMDがいずれも-15~10ppm/℃の範囲にあり、前記条件において10℃刻みで測定した幅方向(TD)の熱膨張係数αTDがいずれも-15~10ppm/℃の範囲にあり、フィルムを100℃から昇温速度:2℃/分で400℃まで加熱する条件で測定したフィルムのMD及びTDの貯蔵弾性率の100℃での値を起点とした減少率が75%以下であり、前記条件で測定したフィルムのMD及びTDの損失弾性率の100℃での値を起点とした減少率が75%以下であることを特徴とするポリイミドフィルムが開示されている。
また、この文献には、フィルムのMDの引張弾性率が5.5GPa以上であり、フィルムのTDの引張弾性率が5.5GPa以上であることが記載されている。
In Patent Document 1, an aromatic diamine component in which 50 to 100 mol% is p-phenylenediamine and an aromatic acid anhydride component in which 50 to 100 mol% is pyromellitic acid dianhydride are used. The thermal expansion coefficient αMD in the machine transport direction (MD) of the film measured in 10 ° C increments under the conditions of measurement temperature: 50 to 400 ° C and temperature rise rate: 10 ° C / min is -15 to 10 ppm / min. The thermal expansion coefficient αTD in the width direction (TD) measured in 10 ° C increments under the above conditions is in the range of -15 to 10 ppm / ° C, and the temperature of the film is raised from 100 ° C to 2 ° C. The reduction rate of the storage elasticity of the MD and TD of the film measured under the condition of heating to 400 ° C. at / min from the value at 100 ° C. is 75% or less, and the MD and TD of the film measured under the above conditions. There is disclosed a polyimide film characterized in that the reduction rate of the loss elastic rate starting from the value at 100 ° C. is 75% or less.
Further, this document describes that the tensile elastic modulus of MD of the film is 5.5 GPa or more, and the tensile elastic modulus of TD of the film is 5.5 GPa or more.
本発明の目的は、新規なポリイミドフィルム等を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel polyimide film or the like.
前記のように、COFでは高い寸法精度が要求されるが、近年では、配線や電子部品を異方向に設けるタイプのフレキシブルプリント基板なども普及しつつある。
また、電子部品の実装点数の増加に伴い、プリント配線板の限られたスペースに多数の電子部品を実装するため、リジッド・フレックスのような三次元実装に適した基板やフレキシブルプリント配線板においても3層板、4層板などの多層化の必要性が生じてきた。
As described above, COF requires high dimensional accuracy, but in recent years, flexible printed boards in which wiring and electronic components are provided in different directions are becoming widespread.
In addition, as the number of electronic component mounting points increases, a large number of electronic components are mounted in the limited space of the printed wiring board, so even in boards suitable for three-dimensional mounting such as rigid flex and flexible printed wiring boards. There has been a need for multi-layered boards such as 3-layer boards and 4-layer boards.
本発明者らの検討によれば、このような異方向に設けるタイプの基板や多層化する場合等においては、寸法精度が必要な方向が一定でない複雑な設計を要するため、これまでのポリイミドフィルムでは十分にこの要求に耐えられないことがわかってきた。このことは、例えば、ディスプレイを駆動するICを実装する部分と、複数個の電子機器を搭載し複雑な回路設計が必要な部分によって、フレキシブルプリント基板を分けて設計する必要があり、電子機器の設計上の大きな制約となりうる。 According to the studies by the present inventors, in the case of such a type of substrate provided in different directions or in the case of multi-layering, a complicated design in which the direction in which dimensional accuracy is required is not constant is required. It has become clear that this requirement cannot be fully tolerated. This means that, for example, it is necessary to separately design the flexible printed circuit board according to the part where the IC that drives the display is mounted and the part where a plurality of electronic devices are mounted and a complicated circuit design is required. It can be a major design constraint.
また、本発明者らの検討によれば、このようなポリイミドフィルムにおいては、加工プロセスでのハンドリング性や寸法安定性の観点からは高い弾性率(抗張力)が、生産性やハンドリング性の観点からは高い伸度(破断伸度)が必要であることがわかったが、これらは互いにトレードオフの関係にあるようであり、高い弾性率と高い伸度とを両立させること、さらには、高い寸法安定性を実現しつつ、これらを両立させることは困難を極めた。 Further, according to the study by the present inventors, in such a polyimide film, a high elastic modulus (tensile force) is obtained from the viewpoint of handleability and dimensional stability in the processing process, but from the viewpoint of productivity and handleability. It was found that high elongation (breaking elongation) is required, but these seem to be in a trade-off relationship with each other, achieving both high elastic modulus and high elongation, and even high dimensions. It was extremely difficult to achieve both while achieving stability.
このような中、本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、特定の物性がフィルムの寸法安定性等に影響を与えること、そして、当該物性を所定の値とすることで、異方向の配線を形成したり、複数の部品を実装したり、多層構造とするなど、特定の方向にとらわれない複雑な設計の基板に用いても、優れた寸法安定性を実現できること、さらには、ポリイミドを特定の組成にすること等により、このような優れた寸法安定性に加え、高い弾性率と高い伸度を有するポリイミドフィルムが得られること等を見出し、本発明を完成するに至った。 Under these circumstances, as a result of diligent studies, the present inventors have determined that specific physical properties affect the dimensional stability of the film, and that the physical properties are set to predetermined values in different directions. Excellent dimensional stability can be achieved even when used on a substrate with a complicated design that is not restricted to a specific direction, such as forming wiring, mounting multiple components, or having a multi-layer structure. We have found that a polyimide film having a high elasticity and a high elongation can be obtained in addition to such excellent dimensional stability by setting a specific composition, etc., and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、以下の発明等に関する。
[1]
MD方向の熱膨張係数(αMD)及びTD方向の熱膨張係数(αTD)がいずれも-5~+5ppm/℃、|αMD-αTD|が3ppm/℃以下であり、MD方向の引張弾性率(EMD)及びTD方向の引張弾性率(ETD)の合計値が15.5GPa以上であり、MD方向の破断伸度(RMD)及びTD方向の破断伸度(RTD)がいずれも20%以上である、ポリイミドフィルム。
[2]
αMD及びαTDがいずれも-3~+3ppm/℃であり、|αMD-αTD|が2ppm/℃以下である[1]記載のポリイミドフィルム。
[3]
|EMD-ETD|が1GPa以下である[1]又は[2]記載のポリイミドフィルム。
[4]
|RMD-RTD|が15%以下である[1]~[3]のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
[5]
MD方向の200℃における熱収縮率(SMD)及びTD方向の200℃における熱収縮率(STD)がいずれも0.03%以下である[1]~[4]のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
[6]
MD方向のループスティフネス及びTD方向のループスティフネスがいずれも75mN/cm以下である[1]~[5]のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
[7]
ガラス転移温度(フィルムを構成するポリイミドのガラス転移温度)が370℃以上である、[1]~[6]のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
[8]
パラフェニレンジアミン(PPD)と、4,4-オキシジアニリン(ODA)を含む芳香族ジアミン成分と、酸無水物成分とを重合成分とするポリイミドで構成されている[1]~[7]のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
[9]
芳香族ジアミン成分が、芳香族ジアミン成分全体に対して、PPDを45モル%以上、4,4-ODAを55モル%以下の割合で含む、[8]記載のポリイミドフィルム。
[10]
酸無水物成分が、酸無水物成分全体に対して、ピロメリット酸二無水物(PMDA)を45モル%以上の割合で含む[8]又は[9]記載のポリイミドフィルム。
[11]
芳香族ジアミン成分が、芳香族ジアミン成分全体に対して、PPDを45~70モル%、4,4-ODAを30~55モル%の割合で含み、酸無水物成分が、酸無水物成分全体に対して、PMDAを50~85モル%の割合で含む、[8]~[10]のいずれかに記載のポリイミドフィルム。
[12]
[1]~[11]のいずれかに記載のポリイミドフィルムと金属層とを備えた基板。
[13]
[1]~[11]のいずれかに記載のポリイミドフィルムと、このフィルム上に形成された配線とを備えた基板。
[14]
異方向の配線が形成されている[13]記載の基板。
[15]
[1]~[11]のいずれかに記載のポリイミドフィルムで構成されたカバーレイフィルム。
[16]
[12]~[15]のいずれかに記載の基板及び/又はカバーレイフィルムを備えた電子部品実装基板。
[17]
[12]~[16]のいずれかに記載の基板及び/又はカバーレイフィルムを備えた多層構造を有する基板。
That is, the present invention relates to the following inventions and the like.
[1]
The coefficient of thermal expansion (α MD ) in the MD direction and the coefficient of thermal expansion (α TD ) in the TD direction are both -5 to +5 ppm / ° C. The total value of the elastic modulus (EMD) and the tensile elastic modulus in the TD direction (ETD) is 15.5 GPa or more, and the breaking elongation (RMD) in the MD direction and the breaking elongation ( RTD ) in the TD direction are A polyimide film that is 20% or more in each case.
[2]
The polyimide film according to [1], wherein both α MD and α TD are -3 to +3 ppm / ° C, and | α MD − α TD | is 2 ppm / ° C or less.
[3]
The polyimide film according to [1] or [2], wherein | E MD -E TD | is 1 GPa or less.
[4]
The polyimide film according to any one of [1] to [3], wherein | R MD -R TD | is 15% or less.
[5]
The description in any one of [1] to [4], wherein the heat shrinkage rate (SMD) at 200 ° C. in the MD direction and the heat shrinkage rate (STD) at 200 ° C. in the TD direction are both 0.03% or less. Polyimide film.
[6]
The polyimide film according to any one of [1] to [5], wherein both the loop stiffness in the MD direction and the loop stiffness in the TD direction are 75 mN / cm or less.
[7]
The polyimide film according to any one of [1] to [6], wherein the glass transition temperature (glass transition temperature of the polyimide constituting the film) is 370 ° C. or higher.
[8]
[1] to [7], which are composed of a polyimide containing para-phenylenediamine (PPD), an aromatic diamine component containing 4,4-oxydianiline (ODA), and an acid anhydride component as a polymerization component. The polyimide film described in any of them.
[9]
The polyimide film according to [8], wherein the aromatic diamine component contains PPD in an amount of 45 mol% or more and 4,4-ODA in an amount of 55 mol% or less with respect to the entire aromatic diamine component.
[10]
The polyimide film according to [8] or [9], wherein the acid anhydride component contains pyromellitic acid dianhydride (PMDA) in a ratio of 45 mol% or more with respect to the entire acid anhydride component.
[11]
The aromatic diamine component contains 45 to 70 mol% of PPD and 30 to 55 mol% of 4,4-ODA with respect to the entire aromatic diamine component, and the acid anhydride component is the entire acid anhydride component. The polyimide film according to any one of [8] to [10], which contains PMDA in a proportion of 50 to 85 mol%.
[12]
A substrate provided with the polyimide film according to any one of [1] to [11] and a metal layer.
[13]
A substrate comprising the polyimide film according to any one of [1] to [11] and wiring formed on the film.
[14]
The substrate according to [13], wherein wiring in different directions is formed.
[15]
A coverlay film made of the polyimide film according to any one of [1] to [11].
[16]
An electronic component mounting board provided with the board and / or coverlay film according to any one of [12] to [15].
[17]
A substrate having a multilayer structure including the substrate according to any one of [12] to [16] and / or a coverlay film.
本発明では、新規なポリイミドフィルムを得ることができる。特に、本発明では、一方向に限らず、異方向(MD方向及びTD方向など)ないしあらゆる方向に対しても、寸法安定性に優れるフィルムを提供できる。
また、本発明では、高い弾性率と高い伸度を有するポリイミドフィルムを提供できる。このようなフィルムは、ハンドリング性や生産性に優れる。
さらに、本発明では、このような特性に加えて、低熱収縮性などの物性を兼ね備えたポリイミドフィルムを提供することもできる。
In the present invention, a novel polyimide film can be obtained. In particular, the present invention can provide a film having excellent dimensional stability not only in one direction but also in different directions (MD direction, TD direction, etc.) or in any direction.
Further, the present invention can provide a polyimide film having a high elastic modulus and high elongation. Such a film is excellent in handleability and productivity.
Further, in the present invention, it is also possible to provide a polyimide film having physical properties such as low heat shrinkage in addition to such characteristics.
このような本発明のポリイミドフィルムは、特に、上記のような良好な寸法安定性を備えているため、異方向(例えば、フィルム幅方向および長手方向)の配線(とりわけ、狭ピッチの配線)を形成したり、複数個の電子部品を実装したり、多層構造の基板を形成するなどの目的で好適に使用しうるものであり、また、生産性やハンドリング性を損なうことなく効率よく得ることができる。 Such a polyimide film of the present invention has particularly good dimensional stability as described above, so that wiring in different directions (for example, film width direction and longitudinal direction) (particularly, narrow pitch wiring) can be performed. It can be suitably used for the purpose of forming, mounting a plurality of electronic components, forming a substrate having a multi-layer structure, etc., and can be efficiently obtained without impairing productivity and handleability. can.
[ポリイミドフィルム]
本発明のポリイミドフィルムは、熱膨張性係数、引張弾性率、伸度(破断伸度)などの物性において、特定の範囲(値)を充足する。なお、本発明のポリイミドフィルムは、このような特定範囲の物性のうち、少なくともいずれかを充足すればよく、これらを組み合わせて充足してもよい。好ましい態様では、これらを組み合わせて(特に、少なくとも特定の範囲の熱膨張性係数、引張弾性率及び伸度を)充足する。
[Polyimide film]
The polyimide film of the present invention satisfies a specific range (value) in physical properties such as a coefficient of thermal expansion, a tensile elastic modulus, and an elongation (elongation at break). The polyimide film of the present invention may satisfy at least one of the physical properties in such a specific range, and may be satisfied by combining these. In a preferred embodiment, these are combined to satisfy (especially at least a specific range of coefficients of thermal expansion, modulus of tensile elasticity and elongation).
また、ポリイミドフィルムは、このような物性値を少なくともフィルムの一方の面(片面)を充足していればよく、両面(一方の面及び他方の面)に有していてもよい。 Further, the polyimide film may have such a physical property value on both sides (one side and the other side) as long as it satisfies at least one side (one side) of the film.
ポリイミドフィルムの熱膨張係数は、MD方向(機械搬送方向、長手方向、縦方向、長さ方向、流れ方向)の熱膨張係数(αMD)及び/又はTD方向(幅方向、横方向、MD方向に垂直な方向)の熱膨張係数(αTD)(特に、αMD及びαTDの双方)において、例えば、-10~+10ppm/℃(例えば、-8~+8ppm/℃)であってもよく、好ましくは-5~+5ppm/℃(例えば、-4~+4ppm/℃)、より好ましくは-3.5~+3.5ppm/℃(例えば、-3~+3ppm/℃)であり、-2.5~+2.5ppm℃(例えば、-2~+2ppm/℃、-1.5~+1.5ppm/℃、-1~+1ppm/℃)であってもよい。 The coefficient of thermal expansion of the polyimide film is the coefficient of thermal expansion (α MD ) in the MD direction (machine transport direction, longitudinal direction, vertical direction, length direction, flow direction) and / or the TD direction (width direction, lateral direction, MD direction). The coefficient of thermal expansion (α TD ) (particularly both α MD and α TD ) in the direction perpendicular to) may be, for example, −10 to +10 ppm / ° C. (eg, −8 to +8 ppm / ° C.). It is preferably −5 to +5 ppm / ° C. (for example, -4 to + 4 ppm / ° C.), more preferably −3.5 to +3.5 ppm / ° C. (for example, -3 to +3 ppm / ° C.), and −2.5 to −2.5 to ° C. It may be + 2.5 ppm ° C. (for example, -2 to + 2 ppm / ° C., −1.5 to +1.5 ppm / ° C., -1 to + 1 ppm / ° C.).
また、ポリイミドフィルムにおいて、|αMD-αTD|は、例えば、6ppm/℃以下(例えば、5ppm/℃以下)、好ましくは4ppm/℃以下(例えば、3.5ppm/℃以下)、さらに好ましくは3ppm/℃以下(例えば、2.5ppm/℃以下)、特に2ppm/℃以下であってもよく、1.5ppm/℃以下(例えば、1.2ppm/℃以下、1ppm/℃以下、0.8ppm/℃以下、0.7ppm/℃以下)であればなお好ましい。 Further, in the polyimide film, | α MD − α TD | is, for example, 6 ppm / ° C. or less (for example, 5 ppm / ° C. or less), preferably 4 ppm / ° C. or less (for example, 3.5 ppm / ° C. or less), and more preferably. It may be 3 ppm / ° C or lower (for example, 2.5 ppm / ° C or lower), particularly 2 ppm / ° C or lower, and may be 1.5 ppm / ° C or lower (for example, 1.2 ppm / ° C or lower, 1 ppm / ° C or lower, 0.8 ppm). (/ ° C or lower, 0.7 ppm / ° C or lower) is still preferable.
熱膨張係数を小さくすることで、熱による寸法変化(膨張)を抑えやすい。そのため、例えば、電子部品を実装する際の加工温度での基板の膨張を抑え、実装不良の発生リスクを低減しうる。
また、|αTMD-αTTD|を小さくすることで、このような寸法変化ないし膨張を多方向においてバラツキなく抑えることができる。そのため、例えば、配線の向きや電子部品の実装方向を一方向に限定することなく、回路設計の自由度が飛躍的に増大する。
By reducing the coefficient of thermal expansion, it is easy to suppress dimensional changes (expansion) due to heat. Therefore, for example, it is possible to suppress the expansion of the substrate at the processing temperature when mounting electronic components and reduce the risk of mounting defects.
Further, by reducing | αT MD − αT TD |, such dimensional change or expansion can be suppressed without variation in multiple directions. Therefore, for example, the degree of freedom in circuit design is dramatically increased without limiting the direction of wiring and the mounting direction of electronic components to one direction.
なお、熱膨張係数の測定方法は、特に限定されないが、例えば、温度範囲50~200℃、昇温速度10℃/分の条件下で測定してもよい。 The method for measuring the coefficient of thermal expansion is not particularly limited, but may be measured, for example, under the conditions of a temperature range of 50 to 200 ° C. and a heating rate of 10 ° C./min.
ポリイミドフィルムは、MD方向の引張弾性率(EMD)とTD方向の引張弾性率(ETD)(特に、EMD及びETDの双方)との合計(EMD+ETD)において、12GPa以上(例えば、13GPa以上)程度であってもよく、例えば、14GPa以上(例えば、14.5GPa以上)、好ましくは15GPa以上(例えば、15.2GPa以上)、さらに好ましくは15.5GPa以上(例えば、16GPa以上)、特に16.5GPa以上(例えば、17GPa以上、17.2GPa以上、17.5GPa以上、18GPa以上)であってもよい。
なお、EMD+ETDの上限値は、特に限定されないが、例えば、40GPa、35GPa、30GPa、28GPa、25GPa、24GPa、23GPa、22GPaなどであってもよい。
The polyimide film has a tensile elastic modulus in the MD direction (EMD) and a tensile elastic modulus in the TD direction ( ETD ) (particularly both EMD and ETD ) in total (EMD + ETD ) of 12 GPa or more (EMD + ETD). For example, it may be about 13 GPa or more, for example, 14 GPa or more (for example, 14.5 GPa or more), preferably 15 GPa or more (for example, 15.2 GPa or more), and more preferably 15.5 GPa or more (for example, 16 GPa or more). ), In particular, it may be 16.5 GPa or more (for example, 17 GPa or more, 17.2 GPa or more, 17.5 GPa or more, 18 GPa or more).
The upper limit of E MD + ETD is not particularly limited, but may be, for example, 40 GPa, 35 GPa, 30 GPa, 28 GPa, 25 GPa, 24 GPa, 23 GPa, 22 GPa, or the like.
このようなEMD+ETDを充足するフィルムは、比較的高い抗張力を有し、加工工程でのハンドリング性や寸法安定性などの点で有利である。 A film satisfying such E MD + ETD has a relatively high tensile strength, and is advantageous in terms of handleability and dimensional stability in the processing process.
|EMD-ETD|の値は、例えば、3GPa以下(例えば、2.5GPa以下)、好ましくは2GPa以下(例えば、1.8GPa以下)、さらに好ましくは1.5GPa以下(例えば、1.2GPa以下)であってもよく、特に1GPa以下(例えば、0.8GPa以下、0.7GPa以下、0.6GPa以下、0.5GPa以下)であってもよい。
このようなEMDとETDとの差が小さいフィルムは、等方性が高い。そのため、例えば、寸法安定性(例えば、複雑な設計を要する基板の寸法安定性)を効率よく高めうる。
The value of | E MD - ETD | is, for example, 3 GPa or less (for example, 2.5 GPa or less), preferably 2 GPa or less (for example, 1.8 GPa or less), and more preferably 1.5 GPa or less (for example, 1.2 GPa or less). It may be 1 GPa or less (for example, 0.8 GPa or less, 0.7 GPa or less, 0.6 GPa or less, 0.5 GPa or less).
A film having such a small difference between EMD and ETD has high isotropic properties. Therefore, for example, dimensional stability (for example, dimensional stability of a substrate that requires a complicated design) can be efficiently improved.
EMD及び/又はETD(特に、EMD及びETDの双方)の値は、特に限定されないが、例えば、3GPa以上(例えば、4GPa以上)程度であってもよく、例えば、4GPa以上(例えば、4.5GPa以上)、好ましくは5GPa以上(例えば、5.5GPa以上)、さらに好ましくは6GPa以上(例えば、6.5GPa以上)、特に7GPa以上(例えば、7.2GPa以上、7.5GPa以上、7.7GPa以上、8GPa以上、8.2GPa以上、8.5GPa以上など)であってもよい。
EMD及び/又はETDの上限値は、特に限定されないが、例えば、25GPa、20GPa、18GPa、15GPa、14GPa、13GPa、12GPa、11GPa、10.5GPaなどであってもよい。
このようなEMD及び/又はETDを有するフィルムは、寸法安定性やハンドリング性の点で有利である。例えば、このようなフィルムは、高張力がかかったプロセスにおいても高い寸法安定性を示す。そのため、ハンドリング性においても優れている。
The value of E MD and / or ETD (particularly both E MD and ETD ) is not particularly limited, but may be, for example, about 3 GPa or more (for example, 4 GPa or more), for example, 4 GPa or more (for example, 4 GPa or more). , 4.5 GPa or more), preferably 5 GPa or more (for example, 5.5 GPa or more), more preferably 6 GPa or more (for example, 6.5 GPa or more), especially 7 GPa or more (for example, 7.2 GPa or more, 7.5 GPa or more, It may be 7.7 GPa or more, 8 GPa or more, 8.2 GPa or more, 8.5 GPa or more, etc.).
The upper limit of E MD and / or ETD is not particularly limited, but may be, for example, 25 GPa, 20 GPa, 18 GPa, 15 GPa, 14 GPa, 13 GPa, 12 GPa, 11 GPa, 10.5 GPa, or the like.
A film having such an EMD and / or ETD is advantageous in terms of dimensional stability and handleability. For example, such films show high dimensional stability even in high tension processes. Therefore, it is also excellent in handleability.
なお、引張弾性率の測定方法は、特に限定されないが、例えば、引張速度100mm/分の条件下で測定してもよい。 The method for measuring the tensile elastic modulus is not particularly limited, but may be measured under the condition of a tensile speed of 100 mm / min, for example.
ポリイミドフィルムは、MD方向の破断伸度(RMD)及び/又はTD方向の破断伸度(RTD)(特に、RMD及びRTDの双方)において、10%以上(例えば、12%以上)程度であってもよく、例えば、15%以上(例えば、17%以上)、好ましくは20%以上(例えば、22%以上)、さらに好ましくは25%以上(例えば、27%以上)、特に30%以上(例えば、32%以上、33%以上、35%以上など)であってもよい。
なお、RMD又はRTDの上限値は、特に限定されないが、例えば、90%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%などであってもよい。
The polyimide film has a breaking elongation (RMD) in the MD direction and / or a breaking elongation (RTD) in the TD direction (particularly both RMD and RTD ) of 10% or more (for example, 12% or more). It may be about 15% or more (for example, 17% or more), preferably 20% or more (for example, 22% or more), more preferably 25% or more (for example, 27% or more), and particularly 30%. It may be more than 32% (for example, 32% or more, 33% or more, 35% or more, etc.).
The upper limit of R MD or R TD is not particularly limited, but may be, for example, 90%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50% or the like.
このようなRMD及び/又はRTDを充足するフィルムは、生産性やハンドリング性などの点で有利である。 A film satisfying such R MD and / or R TD is advantageous in terms of productivity and handleability.
|RMD-RTD|の値は、例えば、30%以下(例えば、25%以下)、好ましくは20%以下(例えば、18%以下)、さらに好ましくは15%以下(例えば、12%以下)であってもよく、特に10%以下(例えば、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下)であってもよい。
このようなRMDとRTDとの差が小さいフィルムは、等方性が高い。そのため、例えば、寸法安定性(例えば、複雑な設計を要する基板の寸法安定性)を効率よく高めうる。
The value of | R MD -R TD | is, for example, 30% or less (for example, 25% or less), preferably 20% or less (for example, 18% or less), and more preferably 15% or less (for example, 12% or less). It may be 10% or less (for example, 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less).
A film having such a small difference between R MD and R TD has high isotropic properties. Therefore, for example, dimensional stability (for example, dimensional stability of a substrate that requires a complicated design) can be efficiently improved.
なお、破断伸度の測定方法は、特に限定されないが、例えば、引張速度100mm/分の条件下で測定してもよい。 The method for measuring the elongation at break is not particularly limited, but may be measured under the condition of a tensile speed of 100 mm / min, for example.
ポリイミドフィルムの200℃におけるMD方向の熱収縮率(SMD)及び/又は200℃におけるTD方向の熱収縮率(STD)(特に、SMD及びSTDの双方)は、1%以下(例えば、0.8%以下)程度の範囲から選択でき、例えば、0.5%以下(例えば、0.3%以下)、好ましくは0.2%以下(例えば、0.15%以下)、さらに好ましくは0.1%以下(例えば、0.07%以下)、特に0.05%以下(例えば、0.04%以下)であってもよく、0.03%以下(例えば、0.025%以下)であってもよい。
なお、熱収縮率は、200℃加熱前のフィルムの寸法をL1、200℃で加熱後のフィルムの寸法をL2とするとき、下記式で表すことができる。
加熱収縮率(%)=-|(L2-L1)/L1|×100
SMD及び/又はSTDの下限値は、特に限定されず、例えば、0%(又は検出限界)、0.005%、0.01%などであってもよい。
このようなSMD及び/又はSTDを有するフィルムは、寸法安定性などの点で有利である。例えば、ICチップ実装等の高温プロセス通過時の寸法変化を効率よく低減しうる。
The heat shrinkage rate (SMD) in the MD direction at 200 ° C. and / or the heat shrinkage rate (STD) in the TD direction at 200 ° C. (particularly both SMD and STD ) of the polyimide film is 1% or less (for example). , 0.8% or less), for example, 0.5% or less (for example, 0.3% or less), preferably 0.2% or less (for example, 0.15% or less), more preferably. May be 0.1% or less (for example, 0.07% or less), particularly 0.05% or less (for example, 0.04% or less), and 0.03% or less (for example, 0.025% or less). ) May be.
The heat shrinkage rate can be expressed by the following formula when the size of the film before heating at 200 ° C. is L1 and the size of the film after heating at 200 ° C. is L2.
Heat shrinkage rate (%) =-| (L2-L1) / L1 | × 100
The lower limit of S MD and / or STD is not particularly limited, and may be, for example, 0% (or detection limit), 0.005%, 0.01%, or the like.
A film having such an S MD and / or STD is advantageous in terms of dimensional stability and the like. For example, it is possible to efficiently reduce dimensional changes when passing through a high-temperature process such as mounting an IC chip.
|SMD-STD|の値は、例えば、0.5%以下(例えば、0.4%以下)程度の範囲から選択でき、例えば、0.3%以下(例えば、0.2%以下)、好ましくは0.1%以下(例えば、0.08%以下)、さらに好ましくは0.05%以下(例えば、0.04%以下)、特に0.03%以下(例えば、0.02%以下)であってもよく、0.015%以下(例えば、0.01%以下)であってもよい。
このようなSMDとSTDとの差が小さいフィルムは、寸法安定性などの点で有利である。例えば、異方向に並ぶ配線設計を有する基板の寸法安定性を効率よく高めうる。
The value of | S MD - STD | can be selected from the range of, for example, about 0.5% or less (for example, 0.4% or less), and for example, 0.3% or less (for example, 0.2% or less). , Preferably 0.1% or less (for example, 0.08% or less), more preferably 0.05% or less (for example, 0.04% or less), particularly 0.03% or less (for example, 0.02% or less). ), And may be 0.015% or less (for example, 0.01% or less).
Such a film having a small difference between SMD and STD is advantageous in terms of dimensional stability and the like. For example, the dimensional stability of a substrate having a wiring design arranged in different directions can be efficiently improved.
SMD及び/又はSTDの測定方法は、特に限定されず、例えば、後述する実施例に記載の方法で測定してもよい。 The method for measuring S MD and / or STD is not particularly limited, and for example, the method described in Examples described later may be used for measurement.
ポリイミドフィルムのMD方向のループスティフネス(LMD)及び/又はTD方向のループスティフネス(LTD)(特にLMD及びLTDの双方)は、例えば、150mN/cm以下(例えば、100mN/cm以下)、好ましくは75mN/cm以下、さらに好ましくは60mN/cm、特に50mN/cm以下であってもよく、40mN/cm以下(30mN/cm以下、25mN/cm以下など)であってもよい。 The loop stiffness (LMD) in the MD direction and / or the loop stiffness (LTD) in the TD direction (particularly both L MD and LTD ) of the polyimide film is, for example, 150 mN / cm or less (for example, 100 mN / cm or less). It may be preferably 75 mN / cm or less, more preferably 60 mN / cm, particularly 50 mN / cm or less, or 40 mN / cm or less (30 mN / cm or less, 25 mN / cm or less, etc.).
このようなループスティフネスを有するポリイミドフィルムは、スプリングバック、特に、配線基板などにおけるスプリングバックを小さくすることができ、電子機器に組み込む際の電子部品の接続箇所に対するストレスを軽減しやすい。 A polyimide film having such loop stiffness can reduce the springback, particularly the springback in a wiring board or the like, and can easily reduce the stress on the connection points of electronic components when incorporated into an electronic device.
|LMD-LTD|の値は、例えば、30mN/cm以下(例えば、20mN/cm以下)、好ましくは10mN/cm以下、さらに好ましくは5mN/cm、特に3mN/cm以下であってもよく、2mN/cm以下(1.5mN/cm以下、1mN/cm以下など)であってもよい。
このようなLMDとLTDとの差が小さいフィルムは、比較的等方性であるといえ、上記のような効果をフィルムの方向を問わず実現しやすい。
The value of | L MD -L TD | may be, for example, 30 mN / cm or less (for example, 20 mN / cm or less), preferably 10 mN / cm or less, more preferably 5 mN / cm, and particularly 3 mN / cm or less. It may be 2 mN / cm or less (1.5 mN / cm or less, 1 mN / cm or less, etc.).
It can be said that such a film having a small difference between L MD and LTD is relatively isotropic, and it is easy to realize the above-mentioned effect regardless of the direction of the film.
なお、ループスティフネスの測定方法は、特に限定されないが、例えば、後述の方法で測定してもよい。 The method for measuring the loop stiffness is not particularly limited, but for example, it may be measured by the method described later.
ポリイミドフィルムは、無機粒子(又はフィラー)を含んでいてもよい。無機粒子としては、特に限定されず、例えば、酸化物(例えば、酸化チタン、シリカなど)、無機酸塩[例えば、炭酸塩(例えば、炭酸カルシウム)、リン酸塩(例えば、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム)など]が挙げられる。 The polyimide film may contain inorganic particles (or fillers). The inorganic particles are not particularly limited, and are, for example, oxides (for example, titanium oxide, silica, etc.), inorganic acid salts [for example, carbonates (for example, calcium carbonate), phosphates (for example, calcium phosphate, hydrogen phosphate, etc.). Calcium) etc.].
無機粒子の平均粒径は、例えば、0.01~5μm、好ましくは0.02~2μm(例えば、0.03~1μm)、さらに好ましくは0.05~0.5μm程度であってもよい。
なお、無機粒子の平均粒径は、例えば、DMAc(N,N-ジメチルアセトアミド)中に分散させたスラリー状態において、堀場製作所製レーザー回折/錯乱式粒子径分布測定装置LA-920にて測定した粒度分布において、メジアン径を平均粒径として定義される。
The average particle size of the inorganic particles may be, for example, 0.01 to 5 μm, preferably 0.02 to 2 μm (for example, 0.03 to 1 μm), and more preferably about 0.05 to 0.5 μm.
The average particle size of the inorganic particles was measured by, for example, a laser diffraction / confusion type particle size distribution measuring device LA-920 manufactured by Horiba Seisakusho in a slurry state dispersed in DMAc (N, N-dimethylacetamide). In the particle size distribution, the median diameter is defined as the average particle size.
無機粒子の含有量は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、例えば、ポリイミドフィルムに対して、0.05質量%以上、好ましくは0.1~1.5質量%、さらに好ましくは0.2~1.0質量%であってもよい。 The content of the inorganic particles is not particularly limited as long as it does not interfere with the effect of the present invention, but is, for example, 0.05% by mass or more, preferably 0.1 to 1.5% by mass, more preferably more preferably, with respect to the polyimide film. It may be 0.2 to 1.0% by mass.
ポリイミドフィルムの厚みは、特に限定されず、用途などに応じて適宜選択できる。例えば、ポリイミドフィルムの厚みは、1~200μm(例えば、2~150μm)、好ましくは3~100μm(例えば、4~90μm)、さらに好ましくは5~80μm(例えば、6~60μm)であってもよく、7~50μm、10~40μmなどであってもよい。 The thickness of the polyimide film is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended use and the like. For example, the thickness of the polyimide film may be 1 to 200 μm (for example, 2 to 150 μm), preferably 3 to 100 μm (for example, 4 to 90 μm), and more preferably 5 to 80 μm (for example, 6 to 60 μm). , 7 to 50 μm, 10 to 40 μm, and the like.
ポリイミドフィルム(又はポリイミドフィルムを構成するポリイミド)のガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、例えば、200℃以上(例えば、230~500℃)、好ましくは250℃以上(例えば、280~450℃)、さらに好ましくは300℃以上(例えば、330~420℃)であってもよく、特に350℃以上(例えば、360℃以上、365℃以上、370℃以上など)であってもよい。
本発明のポリイミドフィルムは、上記のように、比較的高いTgを有していてもよい。このようなTgの高いポリイミドフィルムは、耐熱性が高い。そのため、例えば、チップ実装等の高温プロセスにおいて変形することなく寸法変化率も小さく抑えうる。
なお、ガラス転移温度は、特に限定されないが、例えば、後述の方法(Tanδ法)による測定値であってもよい。
The glass transition temperature (Tg) of the polyimide film (or the polyimide constituting the polyimide film) is not particularly limited, but is, for example, 200 ° C. or higher (for example, 230 to 500 ° C.), preferably 250 ° C. or higher (for example, 280 to 450 ° C.). ° C.), more preferably 300 ° C. or higher (for example, 330 to 420 ° C.), and particularly 350 ° C. or higher (for example, 360 ° C. or higher, 365 ° C. or higher, 370 ° C. or higher, etc.).
As described above, the polyimide film of the present invention may have a relatively high Tg. Such a polyimide film having a high Tg has high heat resistance. Therefore, for example, the dimensional change rate can be kept small without deformation in a high temperature process such as chip mounting.
The glass transition temperature is not particularly limited, but may be, for example, a measured value by the method described later (Tanδ method).
ポリイミドフィルムは、比較的大きいサイズを有していてもよい。このようなポリイミドフィルムの長さは、1m以上(例えば、5m以上)、10m以上(例えば、20m以上)、好ましくは30m以上(例えば、40m以上)、さらに好ましくは50m以上(例えば、100m以上)であってもよく、200m以上、300m以上、500m以上、1000m以上、2000m以上、3000m以上、5000m以上などであってもよい。 The polyimide film may have a relatively large size. The length of such a polyimide film is 1 m or more (for example, 5 m or more), 10 m or more (for example, 20 m or more), preferably 30 m or more (for example, 40 m or more), and more preferably 50 m or more (for example, 100 m or more). It may be 200 m or more, 300 m or more, 500 m or more, 1000 m or more, 2000 m or more, 3000 m or more, 5000 m or more, and the like.
なお、ポリイミドフィルムの長さの上限値は、特に限定されず、例えば、30000m、20000m、10000mなどであってもよい。 The upper limit of the length of the polyimide film is not particularly limited, and may be, for example, 30,000 m, 20,000 m, 10,000 m, or the like.
ポリイミドフィルムの幅は、特に限定されないが、例えば、30mm以上(例えば、45mm以上)、好ましくは150mm以上(例えば、155mm以上)、さらに好ましくは200mm以上(例えば、250mm以上)であってもよく、500mm以上、1000mm以上、1500mm以上などであってもよい。 The width of the polyimide film is not particularly limited, but may be, for example, 30 mm or more (for example, 45 mm or more), preferably 150 mm or more (for example, 155 mm or more), and more preferably 200 mm or more (for example, 250 mm or more). It may be 500 mm or more, 1000 mm or more, 1500 mm or more, and the like.
なお、ポリイミドフィルムの幅の上限値は、特に限定されないが、例えば、10000mm、8000mm、5000mm、4000mm、3000mm、2000mm、1500mmなどであってもよい。 The upper limit of the width of the polyimide film is not particularly limited, but may be, for example, 10000 mm, 8000 mm, 5000 mm, 4000 mm, 3000 mm, 2000 mm, 1500 mm and the like.
ポリイミドフィルムは、巻き取られた状態、すなわち、ロール状(ロール)であってもよい。 The polyimide film may be in a rolled state, that is, in a roll shape.
(ポリイミド及びポリイミドフィルムの製造方法)
ポリイミドフィルム(又はポリイミドフィルムを構成するポリイミド、又はポリアミック酸)は、通常、芳香族ジアミン成分と酸無水物成分(テトラカルボン酸成分)とを重合成分とする。なお、重合成分は、芳香族ジアミン成分と酸無水物成分を主成分とする限り、他の重合成分を含んでいてもよい。
ポリイミドフィルムを製造するに際しては、特に限定されないが、まず、芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とを有機溶媒中で重合させることにより、ポリアミック酸(ポリアミド酸)溶液を得る。
(Manufacturing method of polyimide and polyimide film)
The polyimide film (or the polyimide or polyamic acid constituting the polyimide film) usually contains an aromatic diamine component and an acid anhydride component (tetracarboxylic acid component) as a polymerization component. The polymerization component may contain other polymerization components as long as the aromatic diamine component and the acid anhydride component are the main components.
The polyimide film is not particularly limited, but first, a polyamic acid (polyamic acid) solution is obtained by polymerizing an aromatic diamine component and an acid anhydride component in an organic solvent.
本発明のポリイミドフィルムは、芳香族ジアミン成分として、特に、パラフェニレンジアミン(PPD)を好適に含んでいてもよい。このようにパラフェニレンジアミンを含む芳香族ジアミン成分を使用することで、前記のような特性・物性を有するポリイミドフィルムを効率よく得やすい。
芳香族ジアミン成分は、パラフェニレンジアミン以外のものを含んでいてもよい。このようなパラフェニレンジアミン以外の前記芳香族ジアミン成分の具体例としては、メタフェニレンジアミン、ベンジジン、パラキシリレンジアミン、オキシジアニリン(ODA)(又はジアミノジフェニルエーテル、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテルなど)、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、1,5-ジアミノナフタレン、3,3’-ジメトキシベンジジン、1,4-ビス(3-メチル-5-アミノフェニル)ベンゼン及びこれらのアミド形成性誘導体が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The polyimide film of the present invention may preferably contain para-phenylenediamine (PPD) as an aromatic diamine component. By using the aromatic diamine component containing para-phenylenediamine in this way, it is easy to efficiently obtain a polyimide film having the above-mentioned characteristics and physical properties.
The aromatic diamine component may contain other than para-phenylenediamine. Specific examples of the aromatic diamine component other than such paraphenylenediamine include metaphenylenediamine, benzidine, paraxylylene diamine, oxydianiline (ODA) (or diaminodiphenyl ether, for example, 4,4'-diaminodiphenyl ether. , 3,4'-diaminodiphenyl ether, etc.), 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, Examples thereof include 3,3'-dimethoxybenzidine, 1,4-bis (3-methyl-5-aminophenyl) benzene and amide-forming derivatives thereof. These may be used individually by 1 type, or may be used by mixing 2 or more types.
芳香族ジアミン成分としては、PPDとODA(例えば、4,4’-ODA及び/又は3,4’-ODA、特に少なくとも4,4’-ODAを含むODA)との組み合わせが好ましい。中でも、PPDと4,4’-ODAとの量を調整することで、本発明のポリイミドフィルムを効率よく得やすい。 As the aromatic diamine component, a combination of PPD and ODA (for example, ODA containing 4,4'-ODA and / or 3,4'-ODA, particularly at least 4,4'-ODA) is preferable. Above all, by adjusting the amount of PPD and 4,4'-ODA, the polyimide film of the present invention can be easily obtained efficiently.
芳香族ジアミン成分がPPDを含む場合、芳香族ジアミン成分におけるPPDの割合は、芳香族ジアミン成分全量に対して、例えば、30モル%以上(例えば、35モル%以上)の範囲から選択してもよく、好ましくは40モル%以上(例えば、42モル%以上)、さらに好ましくは45モル%以上(例えば、47モル%以上)であり、50モル%以上であってもよい。芳香族ジアミン成分におけるPPDの割合の上限値は、特に限定されず、例えば、100モル%、95モル%、90モル%、85モル%、80モル%、75モル%、70モル%、68モル%、65モル%などであってもよい。 When the aromatic diamine component contains PPD, the ratio of PPD in the aromatic diamine component may be selected from the range of, for example, 30 mol% or more (for example, 35 mol% or more) with respect to the total amount of the aromatic diamine component. It is often preferably 40 mol% or more (for example, 42 mol% or more), more preferably 45 mol% or more (for example, 47 mol% or more), and may be 50 mol% or more. The upper limit of the proportion of PPD in the aromatic diamine component is not particularly limited, and is, for example, 100 mol%, 95 mol%, 90 mol%, 85 mol%, 80 mol%, 75 mol%, 70 mol%, 68 mol. %, 65 mol% and the like.
代表的には、芳香族ジアミン成分におけるPPDの割合は、芳香族ジアミン成分全量に対して、40~80モル%(例えば、42~75モル%)、45~70モル%(例えば、47~68モル%)、50~65モル%などであってもよく、通常50~70モル%であってもよい。 Typically, the proportion of PPD in the aromatic diamine component is 40 to 80 mol% (for example, 42 to 75 mol%) and 45 to 70 mol% (for example, 47 to 68) with respect to the total amount of the aromatic diamine component. Mol%), 50-65 mol%, etc., and usually 50-70 mol%.
また、芳香族ジアミン成分がODA(特に4,4’-ODA)を含む場合、芳香族ジアミン成分におけるODAの割合は、芳香族ジアミン成分全量に対して、例えば、70モル%以下(例えば、65モル%以下)の範囲から選択してもよく、好ましくは60モル%以下(例えば、58モル%以下)、さらに好ましくは55モル%以下(例えば、53モル%以下)であり、50モル%以下であってもよい。芳香族ジアミン成分におけるODA(特に4,4’-ODA)の割合の下限値は、特に限定されず、例えば、1モル%、5モル%、10モル%、15モル%、20モル%、25モル%、30モル%、32モル%、35モル%などであってもよい。 When the aromatic diamine component contains ODA (particularly 4,4'-ODA), the ratio of ODA in the aromatic diamine component is, for example, 70 mol% or less (for example, 65) with respect to the total amount of the aromatic diamine component. It may be selected from the range of (mol% or less), preferably 60 mol% or less (for example, 58 mol% or less), more preferably 55 mol% or less (for example, 53 mol% or less), and 50 mol% or less. May be. The lower limit of the ratio of ODA (particularly 4,4'-ODA) in the aromatic diamine component is not particularly limited, and is, for example, 1 mol%, 5 mol%, 10 mol%, 15 mol%, 20 mol%, 25. It may be mol%, 30 mol%, 32 mol%, 35 mol% and the like.
代表的には、芳香族ジアミン成分におけるODA(特に4,4’-ODA)の割合は、芳香族ジアミン成分全量に対して、20~60モル%(例えば、25~58モル%)、30~55モル%(例えば、32~53モル%)などであってもよく、通常30~50モル%であってもよい。 Typically, the proportion of ODA (particularly 4,4'-ODA) in the aromatic diamine component is 20 to 60 mol% (for example, 25 to 58 mol%) or 30 to 30 to the total amount of the aromatic diamine component. It may be 55 mol% (for example, 32 to 53 mol%), and usually 30 to 50 mol%.
前記酸無水物成分の具体例としては、ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ジフェニルテトラカルボン酸、2,3’,3,4’-ジフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル、ピリジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸及びこれらのアミド形成性誘導体等の芳香族テトラカルボン酸無水物成分が挙げられ、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)が好ましく、特に酸無水物成分が、少なくともピロメリット酸二無水物を含むのが好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 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'-Benzophenone tetracarboxylic acid, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, pyridine-2,3,5,6-tetra Aromatic tetracarboxylic acid anhydride components such as carboxylic acids and their amide-forming derivatives include pyromellitic acid dianhydride (PMDA), 3,3', 4,4'-diphenyltetracarboxylic acid dianhydride. (BPDA) is preferable, and it is particularly preferable that the acid anhydride component contains at least pyromellitic acid dianhydride. These may be used individually by 1 type, or may be used by mixing 2 or more types.
酸無水物成分がPMDAを含む場合、PMDAの割合は、例えば、酸無水物成分全体に対して、30モル%以上(例えば、40モル%以上)、好ましくは45モル%以上(例えば、50モル%以上)、さらに好ましくは55モル%以上(例えば、58モル%以上)程度であってもよく、60モル%以上(例えば、62モル%以上、65モル%以上、68モル%以上、70モル%以上、72モル%以上、75モル%以上など)であってもよい。
酸無水物成分におけるPMDAの割合の上限値は、特に限定されず、例えば、100モル%、95モル%、90モル%、85モル%、80モル%、75モル%などであってもよい。
When the acid anhydride component contains PMDA, the proportion of PMDA is, for example, 30 mol% or more (for example, 40 mol% or more), preferably 45 mol% or more (for example, 50 mol%) with respect to the total acid anhydride component. % Or more), more preferably 55 mol% or more (for example, 58 mol% or more), 60 mol% or more (for example, 62 mol% or more, 65 mol% or more, 68 mol% or more, 70 mol). % Or more, 72 mol% or more, 75 mol% or more, etc.).
The upper limit of the proportion of PMDA in the acid anhydride component is not particularly limited and may be, for example, 100 mol%, 95 mol%, 90 mol%, 85 mol%, 80 mol%, 75 mol% or the like.
代表的には、酸無水物成分におけるPMDAの割合は、酸無水物成分全量に対して、45~95モル%(例えば、48~92モル%)、50~90モル%(例えば、55~88モル%)、60~85モル%(例えば、63~82モル%)、65~80モル%などであってもよく、通常50~85モル%(例えば、50~80モル%)であってもよい。 Typically, the proportion of PMDA in the acid anhydride component is 45 to 95 mol% (for example, 48 to 92 mol%) and 50 to 90 mol% (for example, 55 to 88) with respect to the total amount of the acid anhydride component. May be 60-85 mol% (eg 63-82 mol%), 65-80 mol%, etc., and usually 50-85 mol% (eg 50-80 mol%). good.
また、酸無水物成分がBPDAを含む場合、酸無水物成分におけるBPDAの割合は、酸無水物成分全量に対して、例えば、70モル%以下(例えば、60モル%以下)、好ましくは55モル%以下(例えば、50モル%以下)、さらに好ましくは45モル%以下(例えば、42モル%以下)程度であってもよく、40モル%以下(例えば、38モル%以下、35モル%以下、32モル%以下、30モル%以下、28モル%以下、25モル%以下など)であってもよい。
酸無水物成分におけるBPDAの割合の下限値は、特に限定されず、例えば、1モル%、5モル%、10モル%、15モル%、20モル%、25モル%などであってもよい。
When the acid anhydride component contains BPDA, the ratio of BPDA in the acid anhydride component is, for example, 70 mol% or less (for example, 60 mol% or less), preferably 55 mol, based on the total amount of the acid anhydride component. % Or less (for example, 50 mol% or less), more preferably 45 mol% or less (for example, 42 mol% or less), 40 mol% or less (for example, 38 mol% or less, 35 mol% or less, It may be 32 mol% or less, 30 mol% or less, 28 mol% or less, 25 mol% or less, etc.).
The lower limit of the ratio of BPDA in the acid anhydride component is not particularly limited, and may be, for example, 1 mol%, 5 mol%, 10 mol%, 15 mol%, 20 mol%, 25 mol% and the like.
このような芳香族ジアミン成分と酸無水物成分とで構成されたポリアミック酸をポリイミドフィルムの原料(前駆体)とすることで、ポリイミドフィルムの物性を前記のような範囲に調整しやすいため、好ましい。 By using a polyamic acid composed of such an aromatic diamine component and an acid anhydride component as a raw material (precursor) for a polyimide film, it is easy to adjust the physical properties of the polyimide film within the above range, which is preferable. ..
また、本発明において、ポリアミック酸溶液の形成に使用される有機溶媒の具体例としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド等のホルムアミド系溶媒、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド等のアセトアミド系溶媒、N-メチル-2-ピロリドン、N-ビニル-2-ピロリドン等のピロリドン系溶媒、フェノール、o-,m-,又はp-クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコール等のフェノール系溶媒又はヘキサメチルホスホルアミド、γ-ブチロラクトン等の非プロトン性極性溶媒を挙げることができ、これらを単独又は2種以上を使用した混合物として用いるのが望ましいが、さらにはキシレン、トルエン等の芳香族炭化水素の使用も可能である。 Further, in the present invention, specific examples of the organic solvent used for forming the polyamic acid solution include, for example, sulfoxide-based solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide and the like. Formamide solvent, acetamide solvent such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, pyrrolidone solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, phenol, o-, Examples thereof include phenolic solvents such as m- or p-cresol, xylenol, halogenated phenol, and catechol, or aprotonic polar solvents such as hexamethylphosphoramide and γ-butyrolactone, which may be used alone or in combination of two or more. It is desirable to use it as a mixture using, but it is also possible to use aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene.
重合方法は、公知のいずれの方法で行ってもよく、例えば
(1)先に芳香族ジアミン成分全量を溶媒中に入れ、その後、酸無水物成分を芳香族ジアミン成分全量と当量(等モル)になるように加えて重合する方法。
(2)先に酸無水物成分全量を溶媒中に入れ、その後、芳香族ジアミン成分を酸無水物成分と当量になるように加えて重合する方法。
(3)一方の芳香族ジアミン成分(a1)を溶媒中に入れた後、反応成分に対して一方の酸無水物成分(b1)が95~105モル%となる比率で反応に必要な時間混合した後、もう一方の芳香族ジアミン成分(a2)を添加し、続いて、もう一方の酸無水物成分(b2)を全芳香族ジアミン成分と全酸無水物成分とがほぼ当量になるように添加して重合する方法。
(4)一方の酸無水物成分(b1)を溶媒中に入れた後、反応成分に対して一方の芳香族ジアミン成分(a1)が95~105モル%となる比率で反応に必要な時間混合した後、もう一方の酸無水物成分(b2)を添加し、続いてもう一方の芳香族ジアミン成分(a2)を全芳香族ジアミン成分と全酸無水物成分とがほぼ当量になるように添加して重合する方法。
(5)溶媒中で一方の芳香族ジアミン成分と酸無水物成分をどちらかが過剰になるよう反応させてポリアミック酸溶液(A)を調整し、別の溶媒中でもう一方の芳香族ジアミン成分と酸無水物成分をどちらかが過剰になるよう反応させてポリアミック酸溶液(B)を調整する。こうして得られた各ポリアミック酸溶液(A)と(B)を混合し、重合を完結する方法。この時ポリアミック酸溶液(A)を調整するに際し芳香族ジアミン成分が過剰の場合、ポリアミック酸溶液(B)では酸無水物成分を過剰に、またポリアミック酸溶液(A)で酸無水物成分が過剰の場合、ポリアミック酸溶液(B)では芳香族ジアミン成分を過剰にし、ポリアミック酸溶液(A)と(B)を混ぜ合わせこれら反応に使用される全芳香族ジアミン成分と全酸無水物成分とがほぼ当量になるように調整する。なお、重合方法はこれらに限定されることはなく、その他公知の方法を用いてもよい。
The polymerization method may be any known method. For example, (1) first put the entire amount of the aromatic diamine component in the solvent, and then add the acid anhydride component to the total amount of the aromatic diamine component (equal molar). A method of adding and polymerizing so as to become.
(2) A method in which the entire amount of the acid anhydride component is first put into a solvent, and then the aromatic diamine component is added so as to be equivalent to the acid anhydride component for polymerization.
(3) After putting one aromatic diamine component (a1) in a solvent, the acid anhydride component (b1) is mixed at a ratio of 95 to 105 mol% with respect to the reaction component for the time required for the reaction. After that, the other aromatic diamine component (a2) is added, and then the other acid anhydride component (b2) is made so that the total aromatic diamine component and the total acid anhydride component are approximately equivalent. Method of adding and polymerizing.
(4) After putting one acid anhydride component (b1) in a solvent, the mixture is mixed for a time required for the reaction at a ratio of 95 to 105 mol% of one aromatic diamine component (a1) with respect to the reaction component. After that, the other acid anhydride component (b2) is added, and then the other aromatic diamine component (a2) is added so that the total aromatic diamine component and the total acid anhydride component are approximately equivalent. And polymerize.
(5) One aromatic diamine component and an acid anhydride component are reacted in an excess in a solvent to prepare a polyamic acid solution (A), and the other aromatic diamine component is prepared in another solvent. The polyamic acid solution (B) is prepared by reacting with the acid anhydride component so that either of them becomes excessive. A method of mixing each of the polyamic acid solutions (A) and (B) thus obtained to complete the polymerization. At this time, if the aromatic diamine component is excessive when preparing the polyamic acid solution (A), the acid anhydride component is excessive in the polyamic acid solution (B) and the acid anhydride component is excessive in the polyamic acid solution (A). In the case of the polyamic acid solution (B), the aromatic diamine component is excessive, and the polyamic acid solutions (A) and (B) are mixed to form the total aromatic diamine component and the total acid anhydride component used in these reactions. Adjust so that the amount is almost the same. The polymerization method is not limited to these, and other known methods may be used.
こうして得られるポリアミック酸溶液は、通常5~40重量%の固形分を含有し、好ましくは10~30重量%の固形分を含有する。また、その粘度は、ブルックフィールド粘度計による測定値で通常10~2000Pa・sであり、安定した送液のために、好ましくは100~1000Pa・sである。また、有機溶媒溶液中のポリアミック酸は部分的にイミド化されていてもよい。 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 usually 10 to 2000 Pa · s as measured by a Brookfield viscometer, and is preferably 100 to 1000 Pa · s for stable liquid feeding. Further, the polyamic acid in the organic solvent solution may be partially imidized.
次に、ポリイミドフィルムの製造方法について説明する。ポリイミドフィルムを製膜する方法としては、ポリアミック酸(ポリアミド酸)溶液をフィルム状にキャストし熱的に脱環化脱溶媒させてポリイミドフィルムを得る方法、及びポリアミック酸溶液に環化触媒及び脱水剤を混合し化学的に脱環化させてゲルフィルムを作製し、これを加熱脱溶媒することによりポリイミドフィルムを得る方法が挙げられるが、後者の方が得られるポリイミドフィルムの熱膨張係数や湿度膨張係数を低く抑えることができるので好ましい。 Next, a method for manufacturing the polyimide film will be described. As a method for forming a polyimide film, a method of casting a polyamic acid (polyamic acid) solution into a film and thermally decyclizing and desolving the polyimide film to obtain a polyimide film, and a method of adding a cyclization catalyst and a dehydrating agent to the polyamic acid solution. A method of obtaining a polyimide film by mixing and chemically decyclizing to prepare a gel film and heat-desolving the gel film can be mentioned. The latter method has a coefficient of thermal expansion and humidity expansion of the obtained polyimide film. It is preferable because the coefficient can be kept low.
化学的に脱環化させる方法においては、まず前記ポリアミック酸溶液を調製する。なお、本発明においては、通常、このポリアミック酸溶液に、前記のような無機粒子を含有させてもよい。 In the method of chemically decyclizing, the polyamic acid solution is first prepared. In the present invention, the polyamic acid solution may usually contain the above-mentioned inorganic particles.
ここで使用するポリアミック酸溶液は、予め重合したポリアミック酸溶液であっても、また無機粒子を含有させる際に順次重合したものであってもよい。 The polyamic acid solution used here may be a pre-polymerized polyamic acid solution, or may be one that is sequentially polymerized when the inorganic particles are contained.
前記ポリアミック酸溶液は、環化触媒(イミド化触媒)、脱水剤、ゲル化遅延剤等を含有することができる。 The polyamic acid solution can contain a cyclization catalyst (imidization catalyst), a dehydrating agent, a gelation retarder and the like.
環化触媒としては、アミン類、例えば、脂肪族第3級アミン(トリメチルアミン、トリエチレンジアミンなど)、芳香族第3級アミン(ジメチルアニリンなど)、複素環第3級アミン(例えば、イソキノリン、ピリジン、β-ピコリンなど)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the cyclization catalyst include amines such as aliphatic tertiary amines (trimethylamine, triethylenediamine, etc.), aromatic tertiary amines (dimethylaniline, etc.), heterocyclic tertiary amines (eg, isoquinoline, pyridine, etc.). (Β-Picoline, etc.) and the like. These may be used individually by 1 type, or may be used by mixing 2 or more types.
脱水剤としては、酸無水物、例えば、脂肪族カルボン酸無水物(例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸など)、芳香族カルボン酸無水物(例えば、無水安息香酸など)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ゲル化遅延剤としては、特に限定されず、アセチルアセトン等を使用することができる。
Examples of the dehydrating agent include acid anhydrides, for example, aliphatic carboxylic acid anhydrides (eg, acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, etc.), aromatic carboxylic acid anhydrides (eg, benzoic acid anhydride, etc.) and the like. .. These may be used individually by 1 type, or may be used by mixing 2 or more types.
The gelation retarder is not particularly limited, and acetylacetone or the like can be used.
ポリアミック酸溶液からポリイミドフィルムを製造する方法としては、ポリアミック酸溶液(特に、環化触媒及び脱水剤を含有させたポリアミック酸溶液)を、支持体上に流延してフィルム状に成型し、支持体上でイミド化を一部進行させて自己支持性を有するゲルフィルムとした後、支持体より剥離し、加熱乾燥/イミド化し、熱処理を行う方法が挙げられる。 As a method for producing a polyimide film from a polyamic acid solution, a polyamic acid solution (particularly, a polyamic acid solution containing a cyclization catalyst and a dehydrating agent) is cast on a support, molded into a film, and supported. Examples thereof include a method in which imidization is partially promoted on the body to form a self-supporting gel film, which is then peeled off from the support, heat-dried / imidized, and heat-treated.
前記支持体とは、金属製の回転ドラムやエンドレスベルトが一例として上げられるが、均一な材質であれば特に限定されない。 Examples of the support include a rotating drum made of metal and an endless belt, but the support is not particularly limited as long as it is made of a uniform material.
前記ゲルフィルムは、支持体からの受熱及び/又は熱風や電気ヒーター等の熱源からの受熱により通常20~200℃、好ましくは40~150℃に加熱されて閉環反応し、遊離した有機溶媒等の揮発分を乾燥させることにより自己支持性を有するようになり、支持体から剥離される。 The gel film is usually heated to 20 to 200 ° C., preferably 40 to 150 ° C. by heat reception from a support and / or heat from a heat source such as hot air or an electric heater, and undergoes a ring closure reaction to release an organic solvent or the like. By drying the volatile matter, it becomes self-supporting and is peeled off from the support.
前記支持体から剥離されたゲルフィルムは延伸処理してもよい。延伸処理としては、搬送方向(MD)への延伸と幅方向(TD)への延伸を所定の倍率に組み合わせることが可能などであれば、その装置、方法は限定されない。本発明の効果を有するフィルムを作成するための延伸倍率は、通常200℃以上の温度で、例えば、MD方向の延伸倍率(MDX)において、通常1.05~1.9倍であり、好ましくは1.1~1.6倍であり、さらに好ましくは1.1~1.3倍であってもよい。TDの延伸倍率(TDX)は、通常MDの延伸倍率(MDX)の1.05~1.3倍であり、好ましくは1.1~1.25倍、更に好ましくは1.1~1.2倍であってもよい。 The gel film peeled off from the support may be stretched. The apparatus and method of the stretching treatment are not limited as long as it is possible to combine stretching in the transport direction (MD) and stretching in the width direction (TD) at a predetermined magnification. The stretch ratio for producing a film having the effect of the present invention is usually 1.05 to 1.9 times, preferably 1.05 to 1.9 times, at a temperature of 200 ° C. or higher, for example, at a stretch ratio (MDX) in the MD direction. It may be 1.1 to 1.6 times, more preferably 1.1 to 1.3 times. The stretch ratio (TDX) of TD is usually 1.05 to 1.3 times the stretch ratio (MDX) of MD, preferably 1.1 to 1.25 times, and more preferably 1.1 to 1.2 times. It may be doubled.
上記フィルムは、熱風及び/又は電気ヒーター等により、250~500℃の温度で15秒から30分熱処理を行ってもよい。 The film may be heat-treated at a temperature of 250 to 500 ° C. for 15 seconds to 30 minutes with hot air and / or an electric heater or the like.
フィルムの厚みは所定の厚み(例えば、7~75μm、好ましくは10~50μm、さらに好ましくは10~40μm)となるように、固形分濃度、粘度、支持体に流延するポリマー量を調整することが好ましい。 The solid content concentration, viscosity, and amount of polymer cast on the support are adjusted so that the thickness of the film becomes a predetermined thickness (for example, 7 to 75 μm, preferably 10 to 50 μm, more preferably 10 to 40 μm). Is preferable.
このようにして得られたポリイミドフィルムに対して、さらにアニール処理を行うことが好ましい。そうすることによってフィルムの熱リラックスが起こり加熱収縮率を小さく抑えることができる。アニール処理の温度としては、特に限定されないが、200℃以上500℃以下が好ましく、200℃以上370℃以下がより好ましく、210℃以上350℃以下が特に好ましい。アニール処理からの熱リラックスにより、200℃での加熱収縮率を上記範囲内に抑えることができるので、より一層寸法精度が高くなり好ましい。 It is preferable that the polyimide film thus obtained is further annealed. By doing so, the heat of the film is relaxed and the heat shrinkage rate can be kept small. The temperature of the annealing treatment is not particularly limited, but is preferably 200 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 370 ° C. or lower, and particularly preferably 210 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. By heat relaxation from the annealing treatment, the heat shrinkage rate at 200 ° C. can be suppressed within the above range, which is preferable because the dimensional accuracy is further improved.
また、得られたポリイミドフィルムに接着性を持たせるため、フィルム表面にコロナ処理やプラズマ処理のような電気処理又はブラスト処理のような物理的処理を行ってもよく、これらの物理的処理は、常法に従って行うことができる。プラズマ処理を行う場合の雰囲気の圧力は、特に限定されないが、通常13.3~1330kPaの範囲、13.3~133kPa(100~1000Torr)の範囲が好ましく、80.0~120kPa(600~900Torr)の範囲がより好ましい。 Further, in order to give the obtained polyimide film adhesiveness, the film surface may be subjected to an electric treatment such as corona treatment or plasma treatment or a physical treatment such as blast treatment, and these physical treatments may be performed. It can be done according to the conventional method. The pressure of the atmosphere when plasma treatment is performed is not particularly limited, but is usually preferably in the range of 13.3 to 1330 kPa, preferably in the range of 13.3 to 133 kPa (100 to 1000 Torr), and 80.0 to 120 kPa (600 to 900 Torr). Is more preferred.
プラズマ処理を行う雰囲気は、不活性ガスを少なくとも20モル%含むものであり、不活性ガスを50モル%以上含有するものが好ましく、80モル%以上含有するものがより好ましく、90モル%以上含有するものが最も好ましい。前記不活性ガスは、He、Ar、Kr、Xe、Ne、Rn、N2及びこれらの2種以上の混合物を含む。特に好ましい不活性ガスはArである。さらに、前記不活性ガスに対して、酸素、空気、一酸化炭素、二酸化炭素、四塩化炭素、クロロホルム、水素、アンモニア、テトラフルオロメタン(カーボンテトラフルオリド)、トリクロロフルオロエタン、トリフルオロメタン等を混合してもよい。本発明のプラズマ処理の雰囲気として用いられる好ましい混合ガスの組み合わせは、アルゴン/酸素、アルゴン/アンモニア、アルゴン/ヘリウム/酸素、アルゴン/二酸化炭素、アルゴン/窒素/二酸化炭素、アルゴン/ヘリウム/窒素、アルゴン/ヘリウム/窒素/二酸化炭素、アルゴン/ヘリウム、ヘリウム/空気、アルゴン/ヘリウム/モノシラン、アルゴン/ヘリウム/ジシラン等が挙げられる。 The atmosphere in which the plasma treatment is performed contains at least 20 mol% of the inert gas, preferably 50 mol% or more of the inert gas, more preferably 80 mol% or more, and 90 mol% or more. Is the most preferable. The inert gas contains He, Ar, Kr, Xe, Ne, Rn, N 2 and a mixture of two or more thereof. A particularly preferred inert gas is Ar. Further, oxygen, air, carbon monoxide, carbon dioxide, carbon tetrachloride, chloroform, hydrogen, ammonia, tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride), trichlorofluoroethane, trifluoromethane and the like are mixed with the inert gas. You may. Preferred mixed gas combinations used as the atmosphere for plasma treatment of the present invention are argon / oxygen, argon / ammonia, argon / helium / oxygen, argon / carbon dioxide, argon / nitrogen / carbon dioxide, argon / helium / nitrogen, argon. / Helium / nitrogen / carbon dioxide, argon / helium, helium / air, argon / helium / monosilane, argon / helium / disilane and the like.
プラズマ処理を施す際の処理電力密度は、特に限定されないが、200W・分/m2以上が好ましく、500W・分/m2以上がより好ましく、1000W・分/m2以上が最も好ましい。プラズマ処理を行うプラズマ照射時間は1秒~10分が好ましい。プラズマ照射時間をこの範囲内に設定することによって、フィルムの劣化を伴うことなしに、プラズマ処理の効果を十分に発揮することができる。プラズマ処理のガス種類、ガス圧、処理密度は上記の条件に限定されず大気中で行われることもある。 The processing power density at the time of plasma treatment 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 / m 2 or more. The plasma irradiation time for performing the 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 fully exhibited without deterioration of the film. The gas type, gas pressure, and treatment density of the plasma treatment are not limited to the above conditions and may be performed in the atmosphere.
なお、本発明のポリイミドフィルムは、上記のように、特定の特性・物性を備えているが、このような態様は、上記条件等を適宜選択することで調整できる。 As described above, the polyimide film of the present invention has specific characteristics and physical properties, and such an embodiment can be adjusted by appropriately selecting the above conditions and the like.
例えば、ポリアミック酸の重合工程において芳香族ジアミン成分や酸無水物成分の種類やその含有割合を所定範囲に適宜調整したり、更に製膜工程において、MDおよびTDの延伸倍率を所定の範囲に適宜調整することなどによって、効率よく所望の特性を持つポリイミドフィルムに調整しうる。 For example, in the polymerization step of polyamic acid, the types and content ratios of the aromatic diamine component and the acid anhydride component are appropriately adjusted within a predetermined range, and further, in the film forming step, the stretch ratios of MD and TD are appropriately adjusted within a predetermined range. By adjusting or the like, it is possible to efficiently adjust to a polyimide film having desired characteristics.
このようにして得られるポリイミドフィルムは、上記のような特性を有している。そのため、後述するように、各種用途、特に、異方向の配線(パターン)が形成された基板、複数の電子部品を実装した基板、多層構造を有する基板などを形成するために好適である。 The polyimide film thus obtained has the above-mentioned characteristics. Therefore, as will be described later, it is suitable for various uses, particularly for forming a substrate on which wiring (pattern) in different directions is formed, a substrate on which a plurality of electronic components are mounted, a substrate having a multilayer structure, and the like.
[金属積層体、金属配線板]
本発明のポリイミドフィルムは、金属層(金属箔)と積層して基板[金属積層体(金属積層板、金属積層基板)]を形成するために好適に使用できる。特に、本発明のポリイミドフィルムは、回路基板用、特に、フレキシブルプリント基板(FPC)用のフィルムなどとして好適である。
[Metal laminate, metal wiring board]
The polyimide film of the present invention can be suitably used for laminating with a metal layer (metal foil) to form a substrate [metal laminate (metal laminate, metal laminate)]. In particular, the polyimide film of the present invention is suitable as a film for a circuit board, particularly a flexible printed circuit board (FPC).
そのため、本発明には、前記ポリイミドフィルムを備えた(用いた)基板を包含する。すなわち、このような基板(金属積層体)は、前記ポリイミドフィルムと金属層とを備えている。 Therefore, the present invention includes a substrate provided with (used) the polyimide film. That is, such a substrate (metal laminate) includes the polyimide film and a metal layer.
金属層(金属箔)を構成する金属の種類は特に限定はないが、例えば、銅(銅単体、銅合金など)、ステンレス鋼及びその合金、ニッケル(ニッケル単体、ニッケル合金など)、アルミニウム(アルミニウム、アルミニウム合金など)などが挙げられる。 The type of metal constituting the metal layer (metal foil) is not particularly limited, but for example, copper (copper alone, copper alloy, etc.), stainless steel and its alloys, nickel (nickel alone, nickel alloy, etc.), aluminum (aluminum). , Aluminum alloy, etc.).
金属は、好ましくは銅である。このような金属層とポリイミドフィルムとを積層することで、金属積層基板が得られる。また、これらの金属表面に防錆層や耐熱層(例えば、クロム、亜鉛等のメッキ処理)、シランカップリング剤等を形成したものも利用できる。好ましくは銅及び/又は、ニッケル、亜鉛、鉄、クロム、コバルト、モリブテン、タングステン、バナジウム、ベリリウム、チタン、スズ、マンガン、アルミニウム、燐、珪素等のうち、少なくとも1種以上の成分と銅を含む銅合金であり、これらは回路加工上好まれて使用される。特に望ましい金属層としては圧延又は電解メッキ法によって形成された銅などが挙げられる。 The metal is preferably copper. By laminating such a metal layer and a polyimide film, a metal laminated substrate can be obtained. Further, those having a rust preventive layer, a heat resistant layer (for example, plating treatment of chromium, zinc, etc.), a silane coupling agent, or the like formed on the surface of these metals can also be used. It preferably contains at least one component of copper and / or nickel, zinc, iron, chromium, cobalt, molybdenum, tungsten, vanadium, beryllium, titanium, tin, manganese, aluminum, phosphorus, silicon and the like and copper. Copper alloys, which are preferred for circuit processing. Particularly desirable metal layers include copper formed by rolling or electroplating.
なお、金属層は、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に形成すればよく、ポリイミドフィルムの両面に形成されていてもよい。 The metal layer may be formed on at least one side of the polyimide film, and may be formed on both sides of the polyimide film.
金属積層基板において、金属層の厚みは、特に限定されないが、例えば、1~150μm(例えば、1.5~100μm、2~80μm、3~50μmなど)程度であってもよく、2~12μm程度であってもよい。 In the metal laminated substrate, the thickness of the metal layer is not particularly limited, but may be, for example, about 1 to 150 μm (for example, 1.5 to 100 μm, 2 to 80 μm, 3 to 50 μm, etc.), and may be about 2 to 12 μm. It may be.
金属積層基板は、ポリイミドフィルム及び金属層を備えている限り、その積層の形態は特に限定されず、ポリイミドフィルムの使用目的などにもよるが、例えば、ポリイミドフィルムと金属層とが直接的に積層されていてもよく、接着層(接着剤層)を介してポリイミドフィルムと金属箔とが積層され(貼り合わせられ)てもよい。 As long as the metal laminated substrate includes the polyimide film and the metal layer, the form of the lamination is not particularly limited and depends on the purpose of use of the polyimide film, for example, the polyimide film and the metal layer are directly laminated. The polyimide film and the metal foil may be laminated (bonded) via an adhesive layer (adhesive layer).
接着層を構成する接着成分は、特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。 The adhesive component constituting the adhesive layer is not particularly limited, and may be, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
このような金属積層基板の製造方法は、特に限定されず、金属積層基板の形態等に応じて、従来公知の製造方法に従って製造できる。例えば、ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に、スパッタ法により形成したニッケルクロムを主成分とする金属層の上に、電気めっき法により銅を主成分とする層を積層する方法が一般的である。代表的な本発明の金属積層基板(銅張積層体、銅張積層板)は、例えば、ポリイミドフィルムの両面に、ニッケルクロム合金層を設け、この上に所定厚み(例えば、厚み2~12μm)の銅を電気めっき法により形成させることで得られる。 The method for manufacturing such a metal laminated substrate is not particularly limited, and can be manufactured according to a conventionally known manufacturing method depending on the form of the metal laminated substrate and the like. For example, a method of laminating a layer containing copper as a main component by an electroplating method on one side or both sides of a polyimide film on a metal layer containing nickel chromium as a main component formed by a sputtering method is common. In a typical metal laminated substrate (copper-clad laminate, copper-clad laminate) of the present invention, for example, nickel-chromium alloy layers are provided on both sides of a polyimide film, and a predetermined thickness (for example, a thickness of 2 to 12 μm) is provided on the nickel-chromium alloy layers. It is obtained by forming the copper of the above by an electroplating method.
金属積層基板において、金属層をエッチングすることで所望の配線(金属配線、配線パターン)を形成できる。 In a metal laminated substrate, a desired wiring (metal wiring, wiring pattern) can be formed by etching a metal layer.
そのため、本発明には、前記ポリイミドフィルムと、このフィルム上に形成された配線(金属配線)とを備えた基板(金属配線板、金属配線基板)も包含する。このような金属配線基板は、通常、フレキシブルプリント基板であってもよい。 Therefore, the present invention also includes a substrate (metal wiring board, metal wiring board) including the polyimide film and wiring (metal wiring) formed on the polyimide film. Such a metal wiring board may usually be a flexible printed circuit board.
なお、配線(配線回路、金属配線)は、ポリイミドフィルムの少なくとも片面に形成すればよく、ポリイミドフィルムの両面に形成されていてもよい。 The wiring (wiring circuit, metal wiring) may be formed on at least one side of the polyimide film, or may be formed on both sides of the polyimide film.
このような金属配線基板において、配線(例えば、同一のフィルム面上の配線)は一箇所又は複数箇所に形成されてもよく、複数箇所に形成する場合、同一方向又は異方向に配線を形成してもよい。 In such a metal wiring board, wiring (for example, wiring on the same film surface) may be formed at one place or a plurality of places, and when the wiring is formed at a plurality of places, the wiring is formed in the same direction or in a different direction. You may.
特に、本発明では、異方向(複数箇所の異方向)に配線を形成してもよい。異方向に形成する態様としては、特に限定されないが、例えば、少なくともポリイミドフィルムのMD方向及びTD方向に沿った2方向に配線が形成されてもよい。
すなわち、ポリイミドフィルムに、ポリイミドフィルムのMD方向に沿う配線(配線横断方向をTD方向とする配線)及びポリイミドフィルムのTD方向に沿う配線(配線横断方向をMD方向とする配線)を少なくとも形成してもよい。
In particular, in the present invention, wiring may be formed in different directions (different directions at a plurality of locations). The mode of forming in different directions is not particularly limited, but for example, wiring may be formed in at least two directions along the MD direction and the TD direction of the polyimide film.
That is, at least wiring along the MD direction of the polyimide film (wiring with the wiring crossing direction as the TD direction) and wiring along the TD direction of the polyimide film (wiring with the wiring crossing direction as the MD direction) are formed on the polyimide film. May be good.
なお、配線のサイズ(ピッチ)は、特に限定されないが、狭ピッチであっても効率良く形成できる。このような配線のサイズは、例えば、線幅が30μm以下(例えば、20μm以下、15μm以下、10μm以下)程度であってもよく、線間(線間隔)が40μm以下(例えば、20μm以下、15μm以下、10μm以下)程度であってもよい。 The size (pitch) of the wiring is not particularly limited, but it can be efficiently formed even with a narrow pitch. The size of such wiring may be, for example, a line width of about 30 μm or less (for example, 20 μm or less, 15 μm or less, 10 μm or less), and a line spacing (line spacing) of 40 μm or less (for example, 20 μm or less, 15 μm or less). Hereinafter, it may be about 10 μm or less).
金属配線基板(金属配線基板を構成するポリイミドフィルム)において、配線横断方向の熱膨張係数は、ポリイミドフィルムの熱膨張係数を反映して小さい場合が多く、例えば、12ppm/℃以下(例えば、10ppm/℃以下)であってもよく、好ましくは8ppm/℃以下(例えば、2~8ppm/℃)、より好ましくは7ppm/℃以下(例えば、3~7ppm/℃)であり、6ppm℃以下(例えば、3~6ppm/℃)であればなお好ましい。 In a metal wiring board (polyimide film constituting a metal wiring board), the coefficient of thermal expansion in the cross-wiring direction is often small, reflecting the coefficient of thermal expansion of the polyimide film, for example, 12 ppm / ° C. or less (for example, 10 ppm /). ° C. or lower), preferably 8 ppm / ° C. or lower (for example, 2 to 8 ppm / ° C.), more preferably 7 ppm / ° C. or lower (for example, 3 to 7 ppm / ° C.), and 6 ppm ° C. or lower (for example, for example). 3 to 6 ppm / ° C.) is still preferable.
なお、配線を複数箇所又は異方向に形成する場合、いずれも、上記熱膨張係数を充足するのが好ましい。例えば、配線をMD方向及びTD方向に沿って形成する場合、これらの配線横断方向(すなわち、TD方向及びMD方向)の熱膨張係数が、いずれも上記熱膨張係数を充足するのが好ましい。 When the wiring is formed at a plurality of locations or in different directions, it is preferable to satisfy the above-mentioned coefficient of thermal expansion. For example, when wiring is formed along the MD direction and the TD direction, it is preferable that the coefficients of thermal expansion in these wiring transverse directions (that is, the TD direction and the MD direction) both satisfy the above-mentioned coefficient of thermal expansion.
また、配線を複数箇所又は異方向に形成する場合、すべての箇所又は配線横断方向において、熱膨張係数が小さく、さらにはそれらのバラツキが小さいのが好ましい。
例えば、配線を、MD方向及びTD方向に沿って形成する場合(すなわち、配線横断方向をTD方向及びMD方向とする場合)、金属配線基板(金属配線基板を構成するポリイミドフィルム)における|αMD-αTD|は、前記ポリイミドフィルムにおける値を反映して小さい場合が多く、例えば、7ppm/℃以下(例えば、6ppm/℃以下)、好ましくは5ppm/℃以下(例えば、4.5ppm/℃以下)、さらに好ましくは4ppm/℃以下(例えば、3.5ppm/℃以下)、特に3ppm/℃以下であってもよく、2.5ppm/℃以下、2ppm/℃以下、1.5ppm/℃以下などであればなお好ましい。
なお、|αMD-αTD|の値は、各配線における値(又はその平均値)であってもよく、異なる配線におけるαMD及びαTDを用いて算出してもよい。
例えば、MD方向を配線横断方向とする配線A、TD方向を配線横断方向とする配線Bを形成した場合、配線Aにおける|αMD-αTD|や配線Bにおける|αMD-αTD|(又はこれらの平均値)を上記値としてもよく、配線A(の横断方向)におけるαMD及び配線B(の横断方向)におけるαTDの値から|αMD-αTD|を求めることもできる。
Further, when the wiring is formed at a plurality of locations or in different directions, it is preferable that the coefficient of thermal expansion is small and the variation thereof is small at all locations or in the wiring crossing direction.
For example, when the wiring is formed along the MD direction and the TD direction (that is, when the wiring crossing direction is the TD direction and the MD direction), the | α MD in the metal wiring board (polyimide film constituting the metal wiring board). -Α TD | is often small reflecting the value in the polyimide film, for example, 7 ppm / ° C. or less (for example, 6 ppm / ° C. or less), preferably 5 ppm / ° C. or less (for example, 4.5 ppm / ° C. or less). ), More preferably 4 ppm / ° C. or lower (for example, 3.5 ppm / ° C. or lower), particularly 3 ppm / ° C. or lower, 2.5 ppm / ° C. or lower, 2 ppm / ° C. or lower, 1.5 ppm / ° C. or lower, etc. Is still preferable.
The value of | α MD − α TD | may be a value (or an average value thereof) in each wiring, or may be calculated using α MD and α TD in different wirings.
For example, when wiring A having the MD direction as the wiring crossing direction and wiring B having the TD direction as the wiring crossing direction are formed, | α MD − α TD | in the wiring A and | α MD − α TD | (in wiring B). Alternatively, the average value of these values may be used as the above value, and | α MD − α TD | can be obtained from the values of α MD in the wiring A (crossing direction) and α TD in the wiring B (crossing direction).
熱膨張係数を小さくすることで、熱による寸法変化(膨張)を抑えやすい。そのため、例えば、電子部品を実装する際の加工温度での基板の膨張を抑え、実装不良の発生リスクを低減しうる。
また、|αMD-αTD|を小さくすることで、このような寸法変化ないし膨張を多方向において抑えることができる。そのため、例えば、電子部品の実装方向を一方向に限定することなく、回路設計の自由度が飛躍的に増大する。
By reducing the coefficient of thermal expansion, it is easy to suppress dimensional changes (expansion) due to heat. Therefore, for example, it is possible to suppress the expansion of the substrate at the processing temperature when mounting electronic components and reduce the risk of mounting defects.
Further, by reducing | α MD − α TD |, such dimensional change or expansion can be suppressed in multiple directions. Therefore, for example, the degree of freedom in circuit design is dramatically increased without limiting the mounting direction of the electronic component to one direction.
金属配線基板(フレキシブルプリント基板)の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、特に、セミアディティブ法もしくはサブトラクティブ法により製造してもよい。 The method for manufacturing the metal wiring board (flexible printed circuit board) is not particularly limited, and a known method can be used, but in particular, it may be manufactured by a semi-additive method or a subtractive method.
より具体的な態様では、銅張積層体(例えば、銅厚み1~3μm程度の銅張積層板)にフォトリソ法を用いて配線(配線回路)をパターニングし、配線を形成したい箇所のレジスト層を剥離した後、露出した薄銅層上に電解銅めっきにより配線(例えば、銅厚み7~10μmの配線)を形成し、その後レジスト層、薄銅層、下地金属層を除去する方法(セミアディティブ法)で製造してもよいし、もしくは、銅張積層体(例えば、銅厚み7~10μmの銅張り積層板)にフォトリソ法を用いて配線回路をパターニングし、エッチングにより配線を形成しない箇所の銅層、下地金属層を除去した後レジスト層を剥離する方法(サブトラクティブ法)で製造してもよい。 In a more specific embodiment, a wiring (wiring circuit) is patterned on a copper-clad laminate (for example, a copper-clad laminate having a copper thickness of about 1 to 3 μm) by a photolith method, and a resist layer at a location where wiring is desired is formed. After peeling, a method of forming a wiring (for example, a wiring having a copper thickness of 7 to 10 μm) on an exposed thin copper layer by electrolytic copper plating, and then removing a resist layer, a thin copper layer, and a base metal layer (semi-additive method). ), Or a copper-clad laminate (for example, a copper-clad laminate with a copper thickness of 7 to 10 μm) is patterned with a wiring circuit using the photolith method, and copper at a location where no wiring is formed by etching. It may be manufactured by a method (subtractive method) in which the resist layer is peeled off after removing the layer and the underlying metal layer.
配線(銅配線など)には、必要に応じて、無電解めっき法によりスズや金を0.1~0.5μm形成してもよい。 If necessary, tin or gold may be formed in the wiring (copper wiring or the like) in an amount of 0.1 to 0.5 μm by an electroless plating method.
また、回路保護のため、必要な部分にソルダーレジストを積層しても良いし、カバーレイフィルムをラミネートしてもよい。あるいは、ソルダーレジストとカバーレイフィルムを組み合わせて、それぞれ必要な箇所を保護することも可能である。 Further, for circuit protection, a solder resist may be laminated on a necessary portion, or a coverlay film may be laminated. Alternatively, a solder resist and a coverlay film can be combined to protect the required parts.
[カバーレイフィルム]
本発明のポリイミドフィルムは、カバーフィルムを構成することもできる。そのため、本発明には、前記ポリイミドフィルムで構成されたカバーレイフィルムも含まれる。
[Coverlay film]
The polyimide film of the present invention can also form a cover film. Therefore, the present invention also includes a coverlay film made of the polyimide film.
このようなカバーレイフィルムは、特に、異方向の配線が形成された基板(前記金属配線基板、前記金属配線基板においてポリイミドフィルムが前記ポリイミドフィルムでない金属配線基板など)、複数の部品を実装した基板(後述の実装基板など)、及び多層構造を有する基板(後述の基板など)から選択された少なくとも1種の基板用のカバーレイフィルムであってもよい。 Such a coverlay film is particularly a substrate on which wiring in different directions is formed (such as the metal wiring board, a metal wiring board in which the polyimide film is not the polyimide film in the metal wiring board), and a substrate on which a plurality of components are mounted. It may be a coverlay film for at least one kind of substrate selected from (such as a mounting substrate described later) and a substrate having a multilayer structure (such as a substrate described later).
カバーレイフィルムは、配線や部品(電子部品)をカバーするものであるため、カバーレイフィルムの寸法安定性等が、形成した配線や実装した部品に対しても影響を及ぼしうる。そのため、カバーレイフィルムにおいても、優れた寸法安定性等を発揮することが重要となる。 Since the coverlay film covers wiring and components (electronic components), the dimensional stability of the coverlay film may affect the formed wiring and mounted components. Therefore, it is important that the coverlay film also exhibits excellent dimensional stability and the like.
カバーレイフィルムは、ポリイミドフィルムのみで構成してもよく、ポリイミドフィルムと接着層(接着剤層)とで構成してもよい。 The coverlay film may be composed of only a polyimide film, or may be composed of a polyimide film and an adhesive layer (adhesive layer).
カバーレイフィルム(又はカバーレイフィルムを構成するポリイミドフィルム)の厚みは、特に限定されないが、例えば、1~100μm、好ましくは3~50μm、さらに好ましくは5~25μm程度であってもよい。
また、カバーレイフィルムにおいて、接着層の厚みは、特に限定されないが、例えば、1~300μm(例えば、2~200μm)、好ましくは3~150μm(例えば、5~100μm)であってもよく、1~80μm(例えば、3~60μm、好ましくは5~50μm、さらに好ましくは10~30μm)であってもよい。
The thickness of the coverlay film (or the polyimide film constituting the coverlay film) is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 100 μm, preferably 3 to 50 μm, and more preferably about 5 to 25 μm.
Further, in the coverlay film, the thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 300 μm (for example, 2 to 200 μm), preferably 3 to 150 μm (for example, 5 to 100 μm). It may be -80 μm (eg, 3-60 μm, preferably 5-50 μm, more preferably 10-30 μm).
なお、カバーレイフィルムは、例えば、金属配線基板の金属層(金属配線板の配線)をカバーするために使用される。このような金属配線基板(金属配線板)は、ベースフィルム(基材フィルム)と金属層(配線)とで構成される。ベースフィルムは、前記ポリイミドフィルムであってもよく、前記ポリイミドフィルムでないポリイミドフィルムであってもよいが、特に、カバーレイフィルム及びベースフィルムの双方を、前記ポリイミドフィルムとしてもよい。
このようにカバーレイフィルムと金属配線基板のベースフィルムの双方において、前記ポリイミドフィルムを組み合わせることで、優れた寸法安定性等を効率よく発揮しうる。
The coverlay film is used, for example, to cover a metal layer (wiring of a metal wiring board) of a metal wiring board. Such a metal wiring board (metal wiring board) is composed of a base film (base film) and a metal layer (wiring). The base film may be the polyimide film or a polyimide film other than the polyimide film, but in particular, both the coverlay film and the base film may be the polyimide film.
By combining the polyimide film in both the coverlay film and the base film of the metal wiring board in this way, excellent dimensional stability and the like can be efficiently exhibited.
[実装基板]
本発明には、前記金属配線基板(金属配線板)及び/又は前記カバーレイフィルムを備えた実装基板(電子部品実装基板)も包含する。このような実装基板は、例えば、チップオンフィルム(COF)基板であってもよい。
[Mounting board]
The present invention also includes the metal wiring board (metal wiring board) and / or the mounting board provided with the coverlay film (electronic component mounting board). Such a mounting substrate may be, for example, a chip-on-film (COF) substrate.
このような実装基板において、実装される部品(電子部品)は、1個であってもよく、複数であってもよく、特に複数であってもよい。本発明では、複数の部品を実装する場合であっても、効率よく優れた寸法安定性等を発揮しうる。そのため、複数の部品であっても、高精度の実装が可能となる。 In such a mounting board, the number of components (electronic components) to be mounted may be one, a plurality, and particularly a plurality. In the present invention, even when a plurality of parts are mounted, excellent dimensional stability and the like can be efficiently exhibited. Therefore, even if a plurality of parts are used, high-precision mounting is possible.
代表的な態様では、異方向に配線が形成された基板の配線上に部品を実装してもよい。より具体的な実装基板では、少なくともポリイミドフィルムのMD方向及びTD方向に沿った2方向に配線(金属配線)が形成された基板(金属配線基板)を備え、この配線上にそれぞれ電子部品が実装されていてもよい。 In a typical aspect, the component may be mounted on the wiring of the board in which the wiring is formed in different directions. A more specific mounting board includes a board (metal wiring board) in which wiring (metal wiring) is formed in at least two directions along the MD direction and the TD direction of the polyimide film, and electronic components are mounted on the wiring. It may have been done.
なお、部品(電子部品)としては、用途に応じて選択でき、特に限定されず、例えば、ICチップ、コンデンサ、トランジスタ、メモリー、インダクタなどが挙げられる。これらの部品は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。 The component (electronic component) can be selected according to the application and is not particularly limited, and examples thereof include an IC chip, a capacitor, a transistor, a memory, and an inductor. These parts may be used alone or in combination of two or more.
[多層構造を有する基板]
本発明のポリイミドフィルムは、多層構造を有する基板を構成するフィルムとしても好適である。
[Substrate with multi-layer structure]
The polyimide film of the present invention is also suitable as a film constituting a substrate having a multilayer structure.
このような多層構造を有する基板は、代表的には、前記金属配線基板及び/又は前記カバーレイフィルムを少なくとも備えた多層構造を有する基板であってもよい。このような多層構造を有する基板によれば、多層構造であるにもかかわらず、優れた寸法安定性等を発揮でき、高精度で多層構造の基板を形成しうる。特に、多層構造の基板では、層間接続が必要となるが、本発明のポリイミドフィルムによれば、高い位置精度で、ビアホールによる層間接続を可能としうる。 The substrate having such a multi-layer structure may be typically a substrate having a multi-layer structure including the metal wiring board and / or the coverlay film at least. According to a substrate having such a multi-layer structure, excellent dimensional stability and the like can be exhibited in spite of the multi-layer structure, and a substrate having a multi-layer structure can be formed with high accuracy. In particular, a multilayer structure substrate requires interlayer connection, but according to the polyimide film of the present invention, interlayer connection by via holes can be enabled with high position accuracy.
例えば、多層構造を有する基板(例えば、多層フレキシブルプリント基板)は、通常、積層された複数の金属配線基板と、その最外層の金属配線基板(又は金属配線基板の配線)をカバーするカバーレイフィルムとで構成されているが、この複数の金属配線基板(ベースフィルム)及び/又はカバーレイフィルムの少なくとも1つが、前記ポリイミドフィルムであってもよい。 For example, a substrate having a multilayer structure (for example, a multilayer flexible printed circuit board) usually covers a plurality of laminated metal wiring boards and a metal wiring board (or wiring of the metal wiring board) of the outermost layer thereof. However, at least one of the plurality of metal wiring boards (base films) and / or coverlay films may be the polyimide film.
特に、多層構造を有する基板は、金属配線基板を構成するベースフィルム及びカバーレイフィルムを構成するフィルムのすべて(又は多層構造を有する基板を構成するすべてのポリイミドフィルム)が、前記ポリイミドフィルムであるのが好ましい。 In particular, in the substrate having a multilayer structure, all of the base film constituting the metal wiring substrate and the film constituting the coverlay film (or all the polyimide films constituting the substrate having the multilayer structure) are the polyimide films. Is preferable.
本発明は、本発明の効果を奏する限り、本発明の技術的範囲内において、上記の構成を種々組み合わせた態様を含む。 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 exhibited.
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
なお、実施例中、PPDはパラフェニレンジアミン、4,4’-ODAは4,4’-オキシジアニリン(4,4’-ジアミノジフェニルエーテル)、PMDAはピロメリット酸二無水物を表し、BPDAは3,3’,4,4’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物を表し、DMAcはN,N-ジメチルアセトアミドをそれぞれ表す。 In the examples, PPD stands for para-phenylenediamine, 4,4'-ODA stands for 4,4'-oxydianiline (4,4'-diaminodiphenyl ether), PMDA stands for pyromellitic acid dianhydride, and BPDA stands for BPDA. Represents 3,3', 4,4'-diphenyltetracarboxylic acid dianhydride, and DMAc represents N, N-dimethylacetamide, respectively.
[実施例1]
(ポリイミドフィルムの作成)
PPD(分子量108.14)、4,4’-ODA(分子量200.24)、PMDA(分子量218.12)、BPDA(分子量294.22)をモル比60/40/80/20の割合で用意し、DMAc中20重量%溶液にして重合し、3500poiseのポリアミド酸溶液を得た。これに、平均粒子径0.3μmのシリカのDMAcスラリーを樹脂重量当たり0.3重量%添加し、十分に攪拌し分散させた。
この溶液に無水酢酸(分子量102.09)とβ-ピコリンをそれぞれ17重量%の割合で混合、攪拌した。得られた混合物をT型スリットダイより回転する75℃のステンレス製ドラムに流延、引き剥がし、残揮発成分が55重量%、厚み約0.05mmの自己支持性を有するゲルフィルムを得た。
このゲルフィルムを65℃で搬送方向に1.25倍の延伸を行った後、加熱炉内で、搬送方向と垂直方向に1.45倍の延伸を行いながら、250℃で50秒、400℃で75秒の熱処理を連続的に行った。搬送速度を調整することにより、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 1]
(Creation of polyimide film)
Prepare PPD (molecular weight 108.14), 4,4'-ODA (molecular weight 200.24), PMDA (molecular weight 218.12), BPDA (molecular weight 294.22) at a molar ratio of 60/40/80/20. Then, the solution was made into a 20% by weight solution in DMAc and polymerized to obtain a polyamic acid solution of 3500 poise. To this, a DMAc slurry of silica having an average particle diameter of 0.3 μm was added in an amount of 0.3% by weight based on the weight of the resin, and the mixture was sufficiently stirred and dispersed.
Acetic anhydride (molecular weight 102.09) and β-picoline were mixed and stirred at a ratio of 17% by weight to this solution. The obtained mixture was cast on a stainless steel drum rotating at 75 ° C. from a T-shaped slit die and peeled off to obtain a self-supporting gel film having 55% by weight of residual volatile components and a thickness of about 0.05 mm.
This gel film is stretched 1.25 times in the transport direction at 65 ° C., and then stretched 1.45 times in the direction perpendicular to the transport direction in a heating furnace at 250 ° C. for 50 seconds at 400 ° C. The heat treatment was continuously performed for 75 seconds. By adjusting the transport speed, a polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained.
[実施例2]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比60/40/75/25の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 2]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 60/40/75/25.
[実施例3]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比65/35/75/25の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 3]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 65/35/75/25.
[実施例4]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比60/40/65/35の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 4]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 60/40/65/35.
[実施例5]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比50/50/80/20の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 5]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 50/50/80/20.
[実施例6]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比50/50/75/25の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 6]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 50/50/75/25.
[実施例7]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比50/50/65/35の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Example 7]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 50/50/65/35.
[参考例1]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比40/60/75/25の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Reference Example 1]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 40/60/75/25.
[参考例2]
PPD、4,4’-ODA、PMDA、BPDAをモル比40/60/75/25の割合としたこと以外は、実施例1と同様の手順で、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。
[Reference Example 2]
A polyimide film having a thickness of 25 μm was obtained by the same procedure as in Example 1 except that PPD, 4,4'-ODA, PMDA, and BPDA had a molar ratio of 40/60/75/25.
これらのフィルムについて、次の各特性の評価を行った。 The following characteristics of each of these films were evaluated.
(1)引張弾性率
RTM-250(エー・アンド・デイ製)を使用し、引張速度:100mm/分の条件で測定した。
(1) Tensile elastic modulus RTM-250 (manufactured by A & D Co., Ltd.) was used, and the measurement was performed under the condition of tensile speed: 100 mm / min.
(2)破断伸度
RTM-250(エー・アンド・デイ製)を使用し、引張速度:100mm/分の条件で測定した。
(2) Breaking elongation was measured using RTM-250 (manufactured by A & D Co., Ltd.) under the condition of tensile speed: 100 mm / min.
(3)熱膨張係数(CTE)
TMA-60(島津製作所製)を使用し、測定温度範囲:50~200℃、昇温速度:10℃/分の条件で測定した。
(3) Coefficient of thermal expansion (CTE)
Measurement was performed using TMA-60 (manufactured by Shimadzu Corporation) under the conditions of a measurement temperature range of 50 to 200 ° C. and a heating rate of 10 ° C./min.
(4)加熱収縮率
25℃、60%RHに調整された部屋に2日間放置した後のフィルム寸法(L1)を測定し、続いて200℃60分間加熱した後再び25℃、60%RHに調整された部屋に2日間放置した後フィルム寸法(L2)を測定し、下記式計算により評価した。
加熱収縮率(%)=-|(L2-L1)/L1|×100
(4) The film size (L1) was measured after being left in a room adjusted to a heating shrinkage rate of 25 ° C. and 60% RH for 2 days, and then heated to 200 ° C. for 60 minutes and then returned to 25 ° C. and 60% RH. After being left in the adjusted room for 2 days, the film size (L2) was measured and evaluated by the following formula calculation.
Heat shrinkage rate (%) =-| (L2-L1) / L1 | × 100
(5)ループスティフネス
ループステフネステスタDA(東洋精機製作所製)を使用し、サンプル幅10mm、ループ長50mm、圧縮距離10mmの条件で測定した。
(5) Loop Stiffness Measurement was performed using Loop Stiffness Testa DA (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) under the conditions of a sample width of 10 mm, a loop length of 50 mm, and a compression distance of 10 mm.
(6)ガラス転移温度
動的粘弾性測定装置(DMS6000、日立ハイテクサイエンス製)を使用し、測定温度範囲25~400℃、昇温速度2℃/分、周波数5Hz、窒素雰囲気下で測定した。得られたTanδのピークトップの温度をガラス転移温度(Tg)とした。
(6) Glass transition temperature Using a dynamic viscoelasticity measuring device (DMS6000, manufactured by Hitachi High-Tech Science), the measurement was performed under a measurement temperature range of 25 to 400 ° C., a heating rate of 2 ° C./min, a frequency of 5 Hz, and a nitrogen atmosphere. The temperature of the peak top of the obtained Tan δ was defined as the glass transition temperature (Tg).
結果を組成とともに下記表に示す。なお、下記表において、「MD」はMD方向の各物性値、「TD」はTD方向の各物性値をそれぞれ示す。
本発明のポリイミドフィルムは、寸法安定性、ハンドリング性、生産性などに優れている。
特に、本発明のポリイミドフィルムは、一方向だけでなく、異方向において、ひいては方向を問わず、寸法安定性に優れているため、異方向(例えば、MD方向及びTD方向)の配線を狭ピッチで設けたり、複数の電子部品を実装したり、多層構造とするなどの目的に使用されるポリイミドフィルムとして好適に用いることができる。
The polyimide film of the present invention is excellent in dimensional stability, handleability, productivity and the like.
In particular, since the polyimide film of the present invention is excellent in dimensional stability not only in one direction but also in different directions, and thus in any direction, wiring in different directions (for example, MD direction and TD direction) is narrowly pitched. It can be suitably used as a polyimide film used for the purpose of providing the film, mounting a plurality of electronic components, or forming a multilayer structure.
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