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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.
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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.
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