Effect of Diamine Composition on Thermo-Mechanical Properties and Moisture Absorption of Polyimide Films
Park YJ, Yu DM, Choi JH, Ahn JH, Hong YT
디아민 변화에 따른 폴리이미드 필름의 물리적 특성과 흡습률 분석
박윤준, 유덕만, 최종호, 안정호, 홍영택
Abstract
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.
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 분석기(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.
Keywords: polyimide; monomer composition; coefficient of thermal expansion; moisture absorption.