JP2003049008A - Polyimide film - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低吸水で、かつ調湿による吸湿あるいは脱湿速
度が速くポップコーン現象を低減できるポリイミドフィ
ルムを提供する。
【解決手段】吸水率が2.2%以下で、かつ25℃での
吸湿時或いは脱湿時の寸法変化が平衡に達するまでの時
間が、厚み10μm以上30μm未満のフィルムでは3
時間未満、厚み30μm以上60μm未満のフィルムで
は5時間未満、厚み60μm以上100μm未満のフィ
ルムでは10時間未満であることを特徴とするポリイミ
ドフィルム。(57) [Problem] To provide a polyimide film which has low water absorption, has a high moisture absorption or dehumidification rate by humidity control, and can reduce the popcorn phenomenon. For a film having a water absorption of 2.2% or less and a dimensional change at the time of moisture absorption or dehumidification at 25 ° C. to reach equilibrium, a film having a thickness of 10 μm or more and less than 30 μm is 3 times.
A polyimide film characterized by being less than 5 hours, less than 5 hours for a film having a thickness of 30 μm or more and less than 60 μm, and less than 10 hours for a film having a thickness of 60 μm or more and less than 100 μm.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、低吸水でなおかつ
調湿による吸湿あるいは脱湿速度が速くポップコーン現
象を低減できるポリイミドフィルムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyimide film which has a low water absorption and a high moisture absorption or dehumidification rate due to humidity control and which can reduce the popcorn phenomenon.
【0002】[0002]
【従来の技術】COF(Chip on Flexible Printed Cir
cuit)やCSP(Chip size package)等の半導体パッ
ケージの高繊細化に伴い、それらに用いられるポリイミ
ドフィルムへの要求事項も多くなっており、例えば金属
との張り合わせによる寸法変化やカールを小さくするこ
と、およびハンドリング性の高いことなどが挙げられ、
ポリイミドフィルムの物性として前者からは金属並の熱
膨張係数を有することが、また後者からは高弾性率であ
ることが要求される。そしてこのような物性を持つポリ
イミドフィルムとしては、宇部興産(株)製の“UPILE
X”−Sが挙げられ、半導体パッケージ用フィルムとし
て現市場で使用されている。2. Description of the Related Art COF (Chip on Flexible Printed Cir)
As semiconductor packages such as cuit) and CSP (Chip size package) become more sophisticated, there are increasing requirements for polyimide films used for them, for example, to reduce dimensional change and curl due to bonding with metal. , And high handling property,
As the physical properties of the polyimide film, the former requires that it has a thermal expansion coefficient similar to that of a metal, and the latter requires that it has a high elastic modulus. And as a polyimide film with such physical properties, "UPILE" manufactured by Ube Industries, Ltd.
X "-S is mentioned and is used in the present market as a film for semiconductor packages.
【0003】しかるに、半導体パッケージ用にポリイミ
ドフィルムを使用する場合には、チップ実装時のリフロ
ー工程での急激な高温度上昇により、ポリイミドフィル
ム中の水分が爆発する、いわゆるポップコーン現象を生
じるという課題を抱えていた。However, when a polyimide film is used for a semiconductor package, the so-called popcorn phenomenon occurs in which the moisture in the polyimide film explodes due to a rapid rise in temperature during the reflow process during chip mounting. I was holding.
【0004】このポップコーン現象は、チップや回路の
剥離や、半田端子のショートなどの問題を生起すること
から、その改善がしきりに求められている。対策として
フィルムの低吸水性が挙げられるが、低吸水性であるが
ため吸湿速度、脱湿速度が遅くフィルム内部に水分を長
時間貯めてしまうので、これだけではポップコーン現象
改善には繋がらない。The popcorn phenomenon causes problems such as peeling of a chip or a circuit and short-circuiting of solder terminals, and therefore its improvement is eagerly sought. As a countermeasure, low water absorption of the film can be mentioned. However, since the water absorption is low, the moisture absorption rate and dehumidification rate are slow, and water is stored in the film for a long time. Therefore, this alone does not lead to the improvement of the popcorn phenomenon.
【0005】また、調湿時の吸湿速度或いは脱湿速度が
低いと水分影響による寸法変化が飽和するのに多大な時
間を要することになり、各工程での前調湿に多くの時間
が必要であることから生産性も低減させてしまう。Further, if the moisture absorption rate or dehumidification rate during humidity control is low, it takes a long time for the dimensional change due to the influence of water to saturate, and a large amount of time is required for pre-humidification in each step. Therefore, productivity is also reduced.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術における問題点の解決を課題として検討した結果
なされたものであり、チップ実装時でのポリイミドフィ
ルムのポップコーン現象を効果的に低減することがで
き、かつ低吸水でなおかつ調湿による吸湿あるいは脱湿
速度が速く、さらに金属並の熱膨張係数及び高弾性率を
併せ持ち、高寸法精度を要するCSP、BGA(Ball G
rid Allay)などの半導体パッケージ用やCOF、PD
P(Plasma Display)、HDD(Hard Disc Driver)な
どの高繊細FPC用のポリイミドフィルムの提供を目的
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of studying to solve the above-mentioned problems in the prior art, and effectively reduces the popcorn phenomenon of the polyimide film during chip mounting. CSP, BGA (Ball G) that has high dimensional accuracy and has a low coefficient of water absorption, a high rate of moisture absorption or dehumidification due to humidity control, and a coefficient of thermal expansion and high elastic modulus similar to those of metals.
For semiconductor packages such as rid Allay), COF, PD
It is intended to provide a polyimide film for high-definition FPC such as P (Plasma Display) and HDD (Hard Disc Driver).
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のポリイミドフィルムは、吸水率が2.2
%以下で、かつ25℃での吸湿時或いは脱湿時の寸法変
化が平衡に達するまでの時間が、厚み10μm以上30
μm未満のフィルムでは3時間未満、厚み30μm以上
60μm未満のフィルムでは5時間未満、厚み60μm
以上100μm未満のフィルムでは10時間未満である
ことを特徴とする。さらに、本発明のポリイミドフィル
ムは、下記(1)〜(7)の条件を併せ持つことが好ま
しい。
(1)弾性率が4.5GPa以上であること。
(2)熱膨張係数が24ppm/℃以下であること。
(3)ポリイミドフィルムが、芳香族ジアミン成分とし
て剛構造の芳香族ジアミン化合物と柔構造の芳香族ジア
ミン化合物の両方を含むポリイミドからなること。
(4)前記剛構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族ジ
アミン成分の10モル%以上、90モル%以下であり、
前記柔構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族ジアミン
成分の10モル%以上、90モル%以下であること
(5)前記剛構造の芳香族ジアミン化合物がパラフェニ
レンジアミンからなり、前記柔構造の芳香族ジアミン化
合物が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、4,4’−ジアミ
ノジフェニルメタンから選ばれる少なくとも一種の化合
物であること
(6)ポリイミドフィルムが、芳香族テトラカルボン酸
類化合物としてピロメリット酸類と2個以上のベンゼン
環を有する芳香族テトラカルボン酸類化合物を含むポリ
イミドからなること。
(7)前記ピロメリット酸類が全芳香族テトラカルボン
酸類成分の50モル%以上、80モル%以下であり、前
記2個以上のベンゼン環を有する芳香族テトラカルボン
酸類化合物が全芳香族テトラカルボン酸類成分の20モ
ル%以上、50モル%以下であること。
(8)前記ポリイミドフィルムが半導体パッケージ用ま
たは高繊細FPC用であること。To achieve the above object, the polyimide film of the present invention has a water absorption of 2.2.
%, And the time required for the dimensional change to reach equilibrium at the time of moisture absorption or dehumidification at 25 ° C. is 10 μm or more and 30 μm or more.
Films with a thickness of less than μm are less than 3 hours, films with a thickness of 30 μm or more and less than 60 μm are less than 5 hours, thicknesses of 60 μm
It is characterized in that it is less than 10 hours for the film having a thickness of less than 100 μm. Furthermore, it is preferable that the polyimide film of the present invention also has the following conditions (1) to (7). (1) The elastic modulus is 4.5 GPa or more. (2) The coefficient of thermal expansion is 24 ppm / ° C. or less. (3) The polyimide film is made of a polyimide containing both a rigid structure aromatic diamine compound and a flexible structure aromatic diamine compound as an aromatic diamine component. (4) The rigid structure aromatic diamine compound is 10 mol% or more and 90 mol% or less of the wholly aromatic diamine component,
The aromatic diamine compound having a flexible structure is 10 mol% or more and 90 mol% or less of the wholly aromatic diamine component. (5) The aromatic diamine compound having a rigid structure is composed of paraphenylenediamine, and the aromatic compound having a flexible structure is used. Group diamine compound is 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,
It is at least one compound selected from 4'-diaminodiphenyl ether and 4,4'-diaminodiphenylmethane (6) Aromatic aromatic polyimide having pyromellitic acid and two or more benzene rings as aromatic tetracarboxylic acid compounds Being composed of a polyimide containing a group tetracarboxylic acid compound. (7) The pyromellitic acid is 50 mol% or more and 80 mol% or less of the wholly aromatic tetracarboxylic acid component, and the aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings is the wholly aromatic tetracarboxylic acid. 20 mol% or more and 50 mol% or less of the components. (8) The polyimide film is for a semiconductor package or a high-definition FPC.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明ポリイミドフィルムについ
て以下詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyimide film of the present invention will be described in detail below.
【0009】リフロー工程の急激な高温度上昇でポップ
コーン現象を生じさせないためには、ポリイミドフィル
ム中の残存水分を少なくさせる必要があり、すなわちフ
ィルムの吸水率を2.2%以下に抑えることと共に脱湿
時の寸法変化が平衡に達するまでの時間を前記範囲にす
ることが好ましい。さらには吸湿時或いは脱湿時の寸法
変化が平衡に達するまでの時間が前記範囲を超えると各
工程での前調湿に多くの時間を必要とするので生産性を
低下させることになり好ましくない。In order to prevent the popcorn phenomenon from occurring due to a rapid rise in temperature during the reflow process, it is necessary to reduce the residual water content in the polyimide film. That is, the water absorption rate of the film should be kept to 2.2% or less, and It is preferable to set the time until the dimensional change when wet reaches equilibrium within the above range. Furthermore, if the time required for the dimensional change during moisture absorption or dehumidification to reach equilibrium exceeds the above range, it takes a lot of time for pre-humidification in each step, which lowers productivity and is not preferable. .
【0010】また、実工程でのハンドリング性を良くす
るためには、弾性率が4.5GPa以上であることが好
ましい。Further, in order to improve the handling property in the actual process, the elastic modulus is preferably 4.5 GPa or more.
【0011】さらに、金属との張り合わせによる寸法変
化率およびカールを小さくするには、熱膨張係数が24
ppm/℃以下であることが好ましい。Further, in order to reduce the dimensional change rate and the curl due to the bonding with the metal, the coefficient of thermal expansion is 24.
It is preferably ppm / ° C. or less.
【0012】本発明ポリイミドフィルムを得るに際して
の前駆体であるポリアミド酸溶液について説明する。A polyamic acid solution which is a precursor for obtaining the polyimide film of the present invention will be described.
【0013】本発明に用いられるポリアミド酸溶液は、
剛構造の芳香族ジアミン化合物と柔構造の芳香族ジアミ
ン化合物の2種からなる芳香族ジアミン成分と、ピロメ
リット酸類と2個以上のベンゼン環を有する芳香族テト
ラカルボン酸類化合物の2種以上からなる芳香族テトラ
カルボン酸類成分とを、溶媒中で重合させることによっ
て得られることが好ましい。The polyamic acid solution used in the present invention is
An aromatic diamine component consisting of a rigid aromatic diamine compound and a flexible aromatic diamine compound, and a pyromellitic acid and an aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings. It is preferably obtained by polymerizing an aromatic tetracarboxylic acid component in a solvent.
【0014】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
の後芳香族テトラカルボン酸類成分を芳香族ジアミン成
分全量と当量になるよう加えて重合する方法。The polymerization method may be any known method, for example, (1). A method in which the total amount of the aromatic diamine component is first placed in a solvent, and then the aromatic tetracarboxylic acid component is added in an amount equivalent to the total amount of the aromatic diamine component to carry out polymerization.
【0015】(2).先に芳香族テトラカルボン酸類成分
全量を溶媒中に入れ、その後芳香族ジアミン成分を芳香
族テトラカルボン酸類成分と等量になるよう加えて重合
する方法。(2). A method in which the total amount of the aromatic tetracarboxylic acid components is first placed in a solvent, and then the aromatic diamine component is added in an amount equal to that of the aromatic tetracarboxylic acid components to carry out polymerization.
【0016】(3).剛構造の芳香族ジアミン化合物を溶
媒中に入れた後、反応成分に対して芳香族テトラカルボ
ン酸類化合物が95〜105モル%となる比率で反応に
必要な時間混合した後、柔構造の芳香族ジアミン化合物
を添加し、続いて芳香族テトラカルボン酸類化合物を全
芳香族ジアミン成分と全芳香族テトラカルボン酸類成分
とがほぼ等量になるよう添加して重合する方法。(3). After the aromatic diamine compound having a rigid structure is put into a solvent, the aromatic tetracarboxylic acid compound is mixed with the reaction components at a ratio of 95 to 105 mol% for a time necessary for the reaction, and then the aromatic aromatic compound having a flexible structure is mixed. A method in which a diamine compound is added, and subsequently, an aromatic tetracarboxylic acid compound is added so that the wholly aromatic diamine component and the wholly aromatic tetracarboxylic acid component are approximately equal in amount and polymerized.
【0017】(4).芳香族テトラカルボン酸類化合物を
溶媒中に入れた後、反応成分に対して剛構造の芳香族ジ
アミン化合物が95〜105モル%となる比率で反応に
必要な時間混合した後、芳香族テトラカルボン酸類化合
物を添加し、続いて柔構造の芳香族ジアミン化合物を全
芳香族ジアミン成分と全芳香族テトラカルボン酸類成分
とがほぼ等量になるよう添加して重合する方法。(4). After the aromatic tetracarboxylic acid compound is placed in the solvent, the aromatic diamine compound having a rigid structure is mixed with the reaction components at a ratio of 95 to 105 mol% for a time necessary for the reaction, and then the aromatic tetracarboxylic acid compound is mixed. A method in which a compound is added, and subsequently, a flexible aromatic diamine compound is added so that the wholly aromatic diamine component and the wholly aromatic tetracarboxylic acid component are approximately equal in amount and polymerized.
【0018】(5).溶媒中で剛構造の芳香族ジアミン成
分と芳香族テトラカルボン酸類をどちらかが過剰になる
よう反応させてポリアミド酸溶液(A)を調整し、別の
溶媒中で柔構造の芳香族ジアミン成分と芳香族テトラカ
ルボン酸類をどちらかが過剰になるよう反応させポリア
ミド酸溶液(B)を調整する。こうして得られた各ポリ
アミド酸溶液(A)と(B)を混合し、重合を完結する
方法。この時ポリアミド酸溶液(A)を調整するに際し
芳香族ジアミン成分が過剰の場合、ポリアミド酸溶液
(B)では芳香族テトラカルボン酸成分を過剰に、また
ポリアミド酸溶液(A)で芳香族テトラカルボン酸成分
が過剰の場合、ポリアミド酸溶液(B)では芳香族ジア
ミン成分を過剰にし、ポリアミド酸溶液(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
成分と全芳香族テトラカルボン酸類成分とがほぼ等量に
なるよう調整する。(5). A polyamic acid solution (A) is prepared by reacting an aromatic diamine component having a rigid structure and an aromatic tetracarboxylic acid with each other in a solvent to prepare an excess, and then preparing a polyamic acid solution (A) in another solvent to obtain an aromatic diamine component having a flexible structure. Aromatic tetracarboxylic acids are reacted so that one of them is excessive, and a polyamic acid solution (B) is prepared. A method of mixing the thus obtained polyamic acid solutions (A) and (B) to complete the polymerization. At this time, when the aromatic diamine component is excessive when adjusting the polyamic acid solution (A), the aromatic tetracarboxylic acid component is excessive in the polyamic acid solution (B), and the aromatic tetracarboxylic acid component is excessive in the polyamic acid solution (A). When the acid component is excessive, the polyamic acid solution (B) contains excess aromatic diamine component, and the polyamic acid solutions (A) and (B) are added.
Are mixed so that the wholly aromatic diamine component and the wholly aromatic tetracarboxylic acid component used in these reactions are adjusted to be approximately equal in amount.
【0019】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 is not limited to these, and other known methods may be used.
【0020】次に、得られたポリアミド酸溶液からポリ
イミドフィルムを得る方法を説明する。Next, a method for obtaining a polyimide film from the obtained polyamic acid solution will be described.
【0021】まず、ポリアミド酸溶液を環化触媒および
脱水剤を用いて化学環化するか加熱処理による熱的環化
によりポリイミドのゲルフィルムを得る。First, a polyamic acid solution is chemically cyclized using a cyclization catalyst and a dehydrating agent or thermally cyclized by heat treatment to obtain a polyimide gel film.
【0022】次に、このゲルフィルムの端部を固定し、
縦方向に1.05〜1.5、横方向に1.05〜2.0
の倍率で延伸するのが好ましい。このような2軸延伸を
行うと、得られるポリイミドフィルムの機械特性向上、
さらには等方性が改良されるので好ましい。Next, fix the end of this gel film,
1.05-1.5 in the vertical direction, 1.05-2.0 in the horizontal direction
It is preferable to stretch at a magnification of. When such biaxial stretching is performed, the mechanical properties of the obtained polyimide film are improved,
Furthermore, the isotropic property is improved, which is preferable.
【0023】なお、本発明に用いる剛構造の芳香族ジア
ミン化合物の例としては、下記に示したような化合物を
挙げることができる。Examples of the aromatic diamine compound having a rigid structure used in the present invention include the compounds shown below.
【0024】[0024]
【化1】 [Chemical 1]
【0025】(ただし、式中のX,Yは、水素、ハロゲ
ン基、カルボキシル基、低級アルキル基、低級アルコキ
シル基から選ばれる1価の置換基を表し、X,Yは同じ
置換基でも異なった置換基でも良い。)上記に示した剛
構造の芳香族ジアミン化合物のなかでも、得られるポリ
イミドフィルムの弾性率を高める点や取り扱い面、コス
ト面の点で、特にパラフェニレンジアミンを使用するの
が好ましい。(In the formula, X and Y represent a monovalent substituent selected from hydrogen, a halogen group, a carboxyl group, a lower alkyl group and a lower alkoxyl group, and X and Y may be the same or different. It may be a substituent.) Among the above-mentioned rigid-structure aromatic diamine compounds, it is particularly preferable to use para-phenylenediamine in terms of increasing the elastic modulus of the obtained polyimide film, handling, and cost. preferable.
【0026】また、柔構造の芳香族ジアミン化合物の例
としては、下記に示したような化合物を挙げることがで
きる。Further, examples of the aromatic diamine compound having a flexible structure include the compounds shown below.
【0027】[0027]
【化2】 [Chemical 2]
【0028】(ただし、式中のX、Yは水素、ハロゲン
基、カルボキシル基、低級アルキル基、低級アルコキシ
基から選ばれる1価の置換基を表し、X、Yは同じ置換
基でも異なった置換基でも良い。またAは−O−,−S
−,−CO−,−SO−,−SO2 −,−CH2 −など
の2価の連結基を表す。)上記に示した柔構造の芳香族
ジアミンのうちでも、得られるポリイミドフィルムの成
形性を高める点で、特にジアミノジフェニルエーテル類
を使用するのが好ましい。(Wherein X and Y represent a monovalent substituent selected from hydrogen, a halogen group, a carboxyl group, a lower alkyl group and a lower alkoxy group, and X and Y are the same or different substituents. Group may be used, and A is -O-, -S
-, - CO -, - SO -, - SO 2 -, - CH 2 - represents a divalent linking group, such as. Among the above-mentioned aromatic diamines having a flexible structure, diaminodiphenyl ethers are particularly preferably used from the viewpoint of enhancing the moldability of the obtained polyimide film.
【0029】本発明で使用する芳香族テトラカルボン酸
類化合物の内で、ピロメリット酸類の例としては、ピロ
メリット酸またはその二無水物を、また、2個以上のベ
ンゼン環を有する芳香族テトラカルボン酸類化合物の例
としては3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボ
ン酸またはその二無水物や3,3’,4,4’−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸またはその二無水物を挙げる
ことができる。Among the aromatic tetracarboxylic acid compounds used in the present invention, examples of pyromellitic acid include pyromellitic acid or its dianhydride, and aromatic tetracarboxylic acid having two or more benzene rings. Examples of the acid compound include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid or a dianhydride thereof, and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid or a dianhydride thereof. .
【0030】上記の重合で使用する溶媒としては、ジメ
チルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル
−2−ピロリドンおよびジメチルスルホンなどが挙げら
れ、これらを単独あるいは混合して使用するのが好まし
い。As the solvent used in the above polymerization, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide,
Examples thereof include N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfone, and these are preferably used alone or in combination.
【0031】上記の重合で得られるポリアミド酸は、前
記溶媒中に10〜30重量%の割合となるように調整す
る。The polyamic acid obtained by the above polymerization is adjusted so as to be 10 to 30% by weight in the solvent.
【0032】得られたポリアミド酸を環化させてポリイ
ミドフィルムにする際には、脱水剤と触媒を用いて脱水
する化学閉環法、熱的に脱水する熱閉環法のいずれで行
ってもよいが、化学閉環法で行った方が、得られるポリ
イミドフィルムの弾性率が高く、熱膨張係数が低くな
り、さらにケミカルエッチング性が付与できるため好ま
しい。When the obtained polyamic acid is cyclized into a polyimide film, it may be carried out by either a chemical ring-closing method of dehydrating using a dehydrating agent and a catalyst or a thermal ring-closing method of thermally dehydrating. The chemical ring closure method is preferable because the polyimide film obtained has a high elastic modulus, a low thermal expansion coefficient, and chemical etching properties can be imparted.
【0033】化学閉環法で使用する脱水剤としては、無
水酢酸などの脂肪族酸無水物、フタル酸無水物などの芳
香族酸無水物などが挙げられ、これらを単独あるいは混
合して使用するのが好ましい。また触媒としては、ピリ
ジン、ピコリン、キノリンなどの複素環式第3級アミン
類、トリエチルアミンなどの脂肪族第3級アミン類、
N,N−ジメチルアニリンなどの芳香族第3級アミン類
などが挙げられ、これらを単独あるいは混合して使用す
るのが好ましい。Examples of the dehydrating agent used in the chemical ring-closing method include aliphatic acid anhydrides such as acetic anhydride and aromatic acid anhydrides such as phthalic anhydride. These are used alone or in combination. Is preferred. Further, as the catalyst, heterocyclic tertiary amines such as pyridine, picoline and quinoline, aliphatic tertiary amines such as triethylamine,
Examples thereof include aromatic tertiary amines such as N, N-dimethylaniline, and these are preferably used alone or in combination.
【0034】また、化学閉環法を行う場合は、ポリアミ
ド酸溶液中に触媒・脱水剤を混合させイミド化した後に
この溶液をコーティングしてポリイミドフィルムを得る
方法と、ポリアミド酸溶液をコーティングして薄膜化さ
せた後に触媒・脱水剤の混合中に浸漬してイミド化させ
ることによってポリイミドフィルムを得る方法がある。
理由は定かではないが、前者の方法が水蒸気透過率を高
くでき、吸湿、脱湿時の寸法変化が平衡に達するまでの
時間が短くできるので好ましい。In the case of performing the chemical ring closure method, a method of mixing a catalyst and a dehydrating agent in a polyamic acid solution to imidize it and then coating the solution to obtain a polyimide film, and a method of coating the polyamic acid solution to form a thin film There is a method of obtaining a polyimide film by immersing it in a mixture of a catalyst and a dehydrating agent and then imidizing it.
Although the reason is not clear, the former method is preferable because it can increase the water vapor permeability and can shorten the time until the dimensional changes at the time of moisture absorption and dehumidification reach equilibrium.
【0035】なお、得られるポリイミドフィルムの表面
を粗化させてフィルムに滑り性を与え工程安定性を良く
するために、有機フィラーまたは無機フィラーをポリア
ミド酸溶液に混合してもよい。An organic filler or an inorganic filler may be mixed with the polyamic acid solution in order to roughen the surface of the obtained polyimide film to give the film slipperiness and improve the process stability.
【0036】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あるいはブラスト処理のような
物理的処理を行ってもよく、さらには熱的安定化させる
ために、フィルムをアニール処理により熱リラックスさ
せてもよい。In order to impart adhesiveness to the obtained polyimide film, the film surface may be subjected to physical treatment such as electrical treatment such as corona treatment or plasma treatment or blast treatment, and further, thermal treatment. The film may be heat relaxed by an annealing treatment to stabilize it.
【0037】このようにして得られるポリイミドフィル
ムは、半導体パッケージ用として好適な特性を有する。
すなわち、各工程の前調湿を短時間で行うことができ、
チップ実装時でのポリイミドフィルムの含水量を少なく
してポップコーン現象を低減することができ、さらには
金属との張り合わせによる寸法変化及びカールを小さく
することができ、ハンドリング性も高いポリイミドフィ
ルムが得られる。The polyimide film thus obtained has suitable properties for semiconductor packages.
That is, pre-humidification of each step can be performed in a short time,
It is possible to reduce the water content of the polyimide film at the time of chip mounting to reduce the popcorn phenomenon, and to reduce the dimensional change and curl due to bonding with metal, and to obtain a polyimide film with high handling properties. .
【0038】[0038]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.
【0039】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’−ジアミノジフェ
ニルエーテル、3,4’−ODAは3,4’−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、BPDAは3,3’−4,4’−ジフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、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 is paraphenylenediamine, 4,4'-ODA is 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-ODA is 3,4'-diaminodiphenyl ether, and PMDA is pyromellitic acid diamine. Anhydride, BPDA represents 3,3′-4,4′-diphenyltetracarboxylic dianhydride, and DMAc represents N, N-dimethylacetamide, respectively.
【0040】また、実施例中の各特性は次の方法で評価
した。
(1)吸水率
98%RH雰囲気下のデシケーター内に2日間静置し、
乾燥時重量に対しての増加重量%で評価した。
(2)吸湿時、脱湿時の寸法変化が平衡に達するまでの
時間測定
(i)吸湿時
TM7000炉内にフィルムを取り付け、25℃、90
%RHに設定されたHC−1型水蒸気発生装置からの給
気によりTM7000炉内を加湿させ、加湿開始から寸
法変化が平衡に達するまでの時間を測定した。
(ii)脱湿時
TM7000炉内にフィルムを取り付け、25℃で上記
装置からドライガスを送り込んでTM7000炉内を脱
湿させ、脱湿開始から寸法変化が平衡に達するまでの時
間を測定した。
(3)フィルム厚
Mitutoyo製ライトマチック(Series318 )を使
用して測定した。
(4)弾性率
機器:RTM−250を使用し、引張速度:100mm
/minの条件で測定した。
(5)熱膨張係数
機器:TMA−50を使用し、測定温度範囲:50〜2
00℃、昇温速度:10℃/minの条件で測定した。
(6)ポップコーン評価
ポリイミドフィルムに接着剤(エポキシ系)を介して銅
張りした3層積層体を作成し、これを常温で2日間水に
浸漬した後、250℃で加熱する。各水準共N数20で
行い、発泡が発生したピース数でポップコーン評価し
た。Each characteristic in the examples was evaluated by the following methods. (1) Water absorption rate: 98%, left in a desiccator under RH atmosphere for 2 days,
The evaluation was made by the weight% increase with respect to the dry weight. (2) Measurement of the time until the dimensional changes during moisture absorption and dehumidification reach equilibrium. (I) During moisture absorption A film is mounted in the TM7000 furnace at 25 ° C, 90 ° C.
The inside of the TM7000 furnace was humidified by supplying air from the HC-1 type steam generator set to% RH, and the time from the start of humidification until the dimensional change reached equilibrium was measured. (ii) Dehumidification At the time of dehumidification, a film was attached in the TM7000 furnace, and a dry gas was fed from the above apparatus at 25 ° C to dehumidify the TM7000 furnace, and the time from the start of dehumidification until the dimensional change reached equilibrium was measured. (3) Film thickness It was measured using a Lightmatic (Series 318) manufactured by Mitutoyo. (4) Elastic modulus device: RTM-250 is used, tensile speed: 100 mm
It was measured under the condition of / min. (5) Thermal expansion coefficient device: TMA-50 is used, measurement temperature range: 50 to 2
The measurement was carried out under the conditions of 00 ° C. and temperature rising rate: 10 ° C./min. (6) Popcorn Evaluation A three-layer laminated body in which a polyimide film is copper-clad with an adhesive (epoxy type) interposed therebetween is immersed in water at room temperature for 2 days, and then heated at 250 ° C. N was 20 at each level and popcorn was evaluated by the number of pieces in which foaming occurred.
【0041】[実施例1]500mlのセパルブルフラ
スコにDMAc239.1gを入れ、ここにPPD2.
311g(0.0214モル)とPMDA4.569g
(0.0209モル)を投入し、常温常圧中で1時間反
応させた。次に、ここにODA24.254g(0.1
211モル)を投入し均一になるまで撹拌した後、BP
DA12.578g(0.0427モル)を添加し、1
時間反応させた。続いて、ここにPMDA17.188
g(0.0788モル)を添加してさらに1時間反応さ
せポリアミド酸溶液を得た。[Example 1] DMAc (239.1 g) was placed in a 500 ml separable flask, and PPD2.
311 g (0.0214 mol) and PMDA 4.569 g
(0.0209 mol) was added and the reaction was carried out at room temperature and atmospheric pressure for 1 hour. Next, 24.254 g (0.1
211 mol) and after stirring until uniform, BP
DA 12.578 g (0.0427 mol) was added and 1
Reacted for hours. Then, here PMDA17.188
g (0.0788 mol) was added, and the mixture was further reacted for 1 hour to obtain a polyamic acid solution.
【0042】なお、この重合で各原料の添加モル比は、
表1に示す割合で行い、固形分合計重量は60.9gに
調整した。このポリアミド酸溶液から15gを採ってマ
イナス5℃で冷却後、無水酢酸1.5gとβ−ピコリン
1.6gを混合することにより、ポリアミド酸のイミド
化を行った。In this polymerization, the addition molar ratio of each raw material is
It carried out in the ratio shown in Table 1, and adjusted the total solid content weight to 60.9 g. After taking 15 g of this polyamic acid solution and cooling at −5 ° C., the polyamic acid was imidized by mixing 1.5 g of acetic anhydride and 1.6 g of β-picoline.
【0043】こうして得られたポリイミドポリマーをガ
ラス板にコーティングして100℃で5分間加熱してゲ
ルフィルムを得た後、このゲルフィルムをガラス板から
剥がして、そのゲルフィルムの端部をピン止めし、縦方
向1.1倍、横方向1.3倍に延伸した。その後300
℃で20分間、続いて400℃で5分間加熱乾燥し、厚
さ25μmのポリイミドフィルムを得た。The polyimide polymer thus obtained was coated on a glass plate and heated at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a gel film. The gel film was peeled off from the glass plate, and the ends of the gel film were pinned. Then, it was stretched 1.1 times in the longitudinal direction and 1.3 times in the lateral direction. Then 300
The film was heated and dried at 20 ° C. for 20 minutes and then at 400 ° C. for 5 minutes to obtain a polyimide film having a thickness of 25 μm.
【0044】このポリイミドフィルムの各特性の評価を
行った結果を表1に示した。Table 1 shows the results of the evaluation of each characteristic of this polyimide film.
【0045】[実施例2]ポリイミドフィルムのフィル
ム厚を50μmに調整した以外は、実施例1と同様の手
順にて操作を行い、得られたポリイミドフィルムの各物
性評価結果を表1に併記した。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that the film thickness of the polyimide film was adjusted to 50 μm, and the results of evaluating the physical properties of the resulting polyimide film are also shown in Table 1. .
【0046】[実施例3]ポリイミドフィルムのフィル
ム厚を75μmに調整した以外は、実施例1と同様の手
順にて操作を行い、得られたポリイミドフィルムの各物
性評価結果を表1に併記した。
[実施例4〜8]実施例1と同様の手順で、芳香族ジア
ミン成分および芳香族テトラカルボン酸成分を表1に示
す割合に変更し、それぞれポリアミド酸溶液を得た後、
ポリアミド酸溶液からポリイミドフィルムを得る操作に
ついては実施例1と同様にして行い、フィルム厚を表1
に示す厚みにて調整した。Example 3 The procedure of Example 1 was repeated except that the film thickness of the polyimide film was adjusted to 75 μm, and the results of evaluation of physical properties of the obtained polyimide film are also shown in Table 1. . [Examples 4 to 8] By the same procedure as in Example 1, the ratios of the aromatic diamine component and the aromatic tetracarboxylic acid component were changed to the ratios shown in Table 1, and polyamic acid solutions were respectively obtained.
The procedure for obtaining a polyimide film from a polyamic acid solution was performed in the same manner as in Example 1, and the film thickness was set as shown in Table 1.
The thickness was adjusted to the value shown in.
【0047】得られた各ポリイミドフィルムの各物性評
価結果を表1に併記した。Table 1 also shows the evaluation results of the physical properties of the obtained polyimide films.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】[比較例1]宇部興産(株)製”UPILEX”
−50Sを使用して、各物性を評価した結果を表2に示
した。[Comparative Example 1] "UPILEX" manufactured by Ube Industries, Ltd.
Table 2 shows the results of evaluation of each physical property using -50S.
【0050】[比較例2] 宇部興産(株)製”UPILE
X”−75Sを使用して、各物性を評価した結果を表2
に示した。[Comparative Example 2] "UPILE" manufactured by Ube Industries, Ltd.
Table 2 shows the results of evaluation of each physical property using X ″ -75S.
It was shown to.
【0051】[0051]
【表2】 [Table 2]
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明のポリイミドフィルムは、吸水率
が2.2%以下でかつ吸湿時或いは脱湿時の寸法変化が
平衡に達するまでの時間が速く、弾性率4.5GPa以
上、熱膨張係数24ppm/℃以下であるので、チップ
実装時でのポリイミドフィルムの含水量を少なくしてポ
ップコーン現象を低減することができ、さらには金属と
の張り合わせによる寸法変化率およびカールを小さくす
ることができ、ハンドリング性も高いため、半導体パッ
ケージ用や高繊細FPC用として好適に用いることがで
きる。EFFECTS OF THE INVENTION The polyimide film of the present invention has a water absorption rate of 2.2% or less, and a dimensional change during moisture absorption or dehumidification takes a short time to reach equilibrium, an elastic modulus of 4.5 GPa or more, and a thermal expansion coefficient. Since the coefficient is 24 ppm / ° C or less, it is possible to reduce the water content of the polyimide film at the time of chip mounting to reduce the popcorn phenomenon and further reduce the dimensional change rate and curl due to bonding with a metal. Since it has high handling property, it can be suitably used for semiconductor packages and high-definition FPCs.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F071 AA60 AF10Y AF20Y AF54Y AF62Y AH12 BC01 4J043 QB31 RA34 SA06 SB03 TA14 TA22 TB03 UA121 UA122 UA131 UA132 UA141 UA151 UB011 UB121 UB131 UB151 UB152 UB221 UB281 UB291 UB301 UB401 UB402 VA011 ZA04 ZA32 ZA35 ZA60 ZB47 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4F071 AA60 AF10Y AF20Y AF54Y AF62Y AH12 BC01 4J043 QB31 RA34 SA06 SB03 TA14 TA22 TB03 UA121 UA122 UA131 UA132 UA141 UA151 UB011 UB121 UB131 UB151 UB152 UB221 UB281 UB291 UB301 UB401 UB402 VA011 ZA04 ZA32 ZA35 ZA60 ZB47
Claims (9)
の吸湿時或いは脱湿時の寸法変化が平衡に達するまでの
時間が、厚み10μm以上30μm未満のフィルムでは
3時間未満、厚み30μm以上60μm未満のフィルム
では5時間未満、厚み60μm以上100μm未満のフ
ィルムでは10時間未満であることを特徴とするポリイ
ミドフィルム。1. A film having a water absorption rate of 2.2% or less and reaching a dimensional change during moisture absorption or dehumidification at 25 ° C. is less than 3 hours for a film having a thickness of 10 μm or more and less than 30 μm, A polyimide film having a thickness of 30 μm or more and less than 60 μm for less than 5 hours, and a film having a thickness of 60 μm or more and less than 100 μm for less than 10 hours.
特徴とする請求項1記載のポリイミドフィルム。2. The polyimide film according to claim 1, which has an elastic modulus of 4.5 GPa or more.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のポリイミド
フィルム。3. The polyimide film according to claim 1, which has a coefficient of thermal expansion of 24 ppm / ° C. or less.
成分として剛構造の芳香族ジアミン化合物と柔構造の芳
香族ジアミン化合物の両方を含むポリイミドからなるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポ
リイミドフィルム。4. The polyimide film comprises a polyimide containing both a rigid-structure aromatic diamine compound and a flexible-structure aromatic diamine compound as an aromatic diamine component. The polyimide film according to the item.
芳香族ジアミン成分の10モル%以上、90モル%以下
であり、前記柔構造の芳香族ジアミン化合物が全芳香族
ジアミン成分の10モル%以上、90モル%以下である
ことを特徴とする請求項4に記載のポリイミドフィル
ム。5. The rigid structure aromatic diamine compound is 10 mol% or more and 90 mol% or less of the wholly aromatic diamine component, and the flexible structure aromatic diamine compound is 10 mol% of the wholly aromatic diamine component. It is 90 mol% or less above, The polyimide film of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
ラフェニレンジアミンからなり、前記柔構造の芳香族ジ
アミン化合物が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、4,4’
−ジアミノジフェニルメタンから選ばれる少なくとも1
種の化合物であることを特徴とする請求項4または5に
記載のポリイミドフィルム。6. The aromatic diamine compound having a rigid structure is composed of paraphenylenediamine, and the aromatic diamine compound having a flexible structure is 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4 ′.
-At least one selected from diaminodiphenylmethane
It is a compound of a kind, The polyimide film of Claim 4 or 5 characterized by the above-mentioned.
ルボン酸類化合物としてピロメリット酸類と2個以上の
ベンゼン環を有する芳香族テトラカルボン酸類化合物を
含むポリイミドからなることを特徴とする請求項1〜6
のいずれか1項に記載のポリイミドフィルム。7. The polyimide film comprises a polyimide containing a pyromellitic acid compound as an aromatic tetracarboxylic acid compound and an aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings.
The polyimide film according to any one of 1.
カルボン酸類成分の50モル%以上、80モル%以下で
あり、前記2個以上のベンゼン環を有する芳香族テトラ
カルボン酸類化合物が全芳香族テトラカルボン酸類成分
の20モル%以上、50モル%以下であることを特徴と
する請求項7に記載のポリイミドフィルム。8. The pyromellitic acid is 50 mol% or more and 80 mol% or less of the wholly aromatic tetracarboxylic acid component, and the aromatic tetracarboxylic acid compound having two or more benzene rings is wholly aromatic tetracarboxylic acid. 20 mol% or more and 50 mol% or less of a carboxylic acid component are contained, The polyimide film of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
用である請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリイミ
ドフィルム。9. A high-definition FPC for a semiconductor package
The polyimide film according to claim 1, which is for use.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007119573A (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Nippon Steel Chem Co Ltd | Low dielectric polyimide film, its production method, and laminate for wiring board |
| JP2009518500A (en) * | 2005-12-05 | 2009-05-07 | コーロン インダストリーズ インク | Polyimide film |
| JP4757864B2 (en) * | 2005-02-23 | 2011-08-24 | 新日鐵化学株式会社 | Laminated body for flexible printed wiring board |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002154011A patent/JP2003049008A/en active Pending
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| JP2009518500A (en) * | 2005-12-05 | 2009-05-07 | コーロン インダストリーズ インク | Polyimide film |
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