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다양한 조성 변화에 따른 4성분계 폴리이미드 필름 제조와 물성분석
박윤준 ( Yun Jun Park ),유덕만 ( Duk Man Yu ),최종호 ( Jong Ho Choi ),안정호 ( Jeong Ho Ahn ),홍영택 ( Young Taik Hong ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6
다양한 조성의 PMDA/BPDA/p-PDA/ODA로 이루어진 폴리아믹산을 합성하여 다양한 조성의 4성분계 폴리이미드 필름을 열적 이미드화 공정을 통해 제조하였다. 제조된 폴리이미드 필름의 화학 구조 및 열적·기계적 특성은 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR), 열중량 분석기(TGA), 열 기계 분석기(TMA), 동·역학적 거동 분석기(DMA), 그리고 만능 인장 시험기(UTM) 등을 이용하여 조사하였다. 강직한 구조의 PMDA와 p-PDA의 함량이 증가할수록 인장강도, 탄성률 및 열적 특성이 향상되었고, 상대적으로 유연한 구조의 BPDA와 ODA의 함량이 증가할수록 신장률과 흡습률이 각각 증가하였다. 특히, 열팽창계수(CTE)값은 PMDA : BPDA : p-PDA : ODA의 조성이 5 : 5 : 4 : 6 조성일 때 동박의 CTE와 유사한 결과를 나타내었으며, 이와 같은 조성을 갖는 4성분계 폴리이미드 필름의 경우 유연성 회로 기판의 flexible copper clad laminates (FCCL)을 위한 기본 필름으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. Various poly(amic acid)s were synthesized from PMDA/BPDA/p-PDA/ODA with different mole ratios and effectively converted into 4-component polyimide films by thermal imidization. The chemical structures and thermo-mechanical properties of polyimide films were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermo-gravimetric analyzer (TGA), thermo-mechanical analyzer (TMA), dynamic mechanical analyzer (DMA) and universal tensile machine (UTM). The tensile strength, modulus, and thermal properties of polyimides films increased with the amount of rigid PMDA and p-PDA, while the elongation and moisture absorption of polyimide films increased with the amount of flexible BPDA and ODA. One of 4-component polyimide films exhibited a similar coefficient of thermal expansion (CTE) value to that of copper when it was composed of PMDA : BPDA : p-PDA : ODA with the ratio of 5 : 5 : 4 : 6. Thus, this polyimide film could be useful for a base film for flexible copper clad laminates (FCCL) of flexible printed circuit boards.
디아민 변화에 따른 폴리이미드 필름의 물리적 특성과 흡습률 분석
홍영택(Young Taik Hong),박윤준(Yun Jun Park),유덕만(Duk Man Yu),최종호(Jong Ho Choi),안정호(Jeong Ho Ahn) 한국고분자학회 2012 폴리머 Vol.36 No.3
Pyromellitic dianhydride(PMDA), 3,3`-4,4`-benzopenonetetracarboxylic dianhydride(BPDA) 그리고 pphenylenediamine(p-PDA)와 함께 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene(1,4-APB)와 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy) phenyl]hexafluoropropane(HFBAPP)를 각각 이용하여 폴리아믹산을 합성하였고, 이를 열적 이미드화 공정을 통하여 폴리이미드 필름을 제조하였다. 제조된 필름은 퓨리에 변환 적외선 분광기(FTIR), 열 중량 분석기(TGA), 열 기계 분석 기(TMA), 동·역학적 거동 분석기(DMA), 그리고 만능 인장 시험기(UTM) 등을 이용하여 화학 구조 및 열적·기계적 특성을 조사하였다. 1,4-APB와 HFBAPP의 조성이 증가함에 따라 열적·기계적 물성과 흡습률이 낮아지는 경향을 나타내었고, 동박과 비슷한 열팽창계수(CTE)를 가진 폴리이미드 필름의 경우 HFBAPP를 이용한 필름이 1,4-APB를 이용한 필름보다 향상된 열적 특성과 낮은 흡습률 결과를 나타내었다. 이와 같이 본 연구에서 합성된 폴리이미드 필름은 유연성 회로 기판의 flexible copper clad laminates(FCCL)를 위한 기본 필름으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. Poly(amic acid)s were successfully synthesized from 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene (1,4-APB) or 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane (HFBAPP) with pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3`-4,4`- benzopenonetetracarboxylic dianhydride (BPDA) and p-phenylenediamine (p-PDA) and then they were effectively converted into polyimide films by thermal imidization. The chemical structure and thermo-mechanical properties of polyimide films were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermo-gravimetric analyzer (TGA), thermo-mechanical analyzer, dynamic mechanical analyzer (DMA) and universal tensile machine (UTM). The moisture absorption, thermal and mechanical properties of polyimide films decreased with increasing the amount of 1,4-APB and HFBAPP. The polyimide films using HFBAPP showed lower properties than that of 1,4-APB at the same ratio, but it displayed better thermal properties and lower moisture absorption at the similar coefficient of thermal expansion (CTE) with a copper. On the basis of our finding, it is concluded that 4- component polyimide films could be utilized for base films for flexible copper clad laminates (FCCL) of flexible printed circuit boards.