촉매를 이용한 저온경화 폴리이미드 박막의 광학적/열적 특성 변화

Changes in the Optical and Thermal Properties of Low-Temperature Cured Polyimide Thin Films Using the Catalyst

  • 박명순 (연세대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 김광인 (연세대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 남기호 (연세대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 한학수 (연세대학교 공과대학 화학공학과)
  • Park, Myeong-Soon (Department of Chemical & Bimolecular Engineering, Yonsei University) ;
  • Kim, Kwang-In (Department of Chemical & Bimolecular Engineering, Yonsei University) ;
  • Nam, Ki-Ho (Department of Chemical & Bimolecular Engineering, Yonsei University) ;
  • Han, Haksoo (Department of Chemical & Bimolecular Engineering, Yonsei University)
  • 발행 : 2013.06.10

초록

본 연구에서는 저온경화 공정으로 합성한 다양한 폴리이미드의 물성 변화를 이해하기 위하여 4,4'-oxydianiline (ODA) 단일 다이아민(diamine)에 여러 가지 주쇄(backbone)를 가지는 산무수물(dianhydride)들을 [4,4'-oxydiphthalicanhydride (ODPA), 4,4-hexafluoroisopropylidenediphthalic dianhydride (6FDA), 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA)]사용하였다. 폴리아믹산(poly(amic acid); PAA)의 합성 후, 저온경화 촉매인 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO)를 여러 wt%로 첨가하여 폴리이미드 박막을 제작하고 촉매를 넣지 않은 박막과 FT-IR, UV-Vis 투과도, DSC/TGA, WAXD 분석을 통해 그 특성 변화를 비교 분석하였다. 촉매를 이용한 폴리이미드의 저온경화 시 산무수물의 종류에 따라 광학특성 및 열특성 변화량의 차이가 나타났고, 이는 촉매에 의한 mean intermolecular distance의 감소량이 산무수물의 주쇄구조에 따라 다르기 때문으로 확인되었다. 1 wt%의 촉매를 사용 시 광학특성 증가는 최대가 되고 열특성 저하는 최소가 됨을 확인하였다. 이러한 실험결과를 통해 촉매를 이용한 저온경화 폴리이미드 박막의 특성변화는 그 화학구조와 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있다.

키워드

polyimide;low temperature cure;catalyst;optical and thermal Properties

참고문헌

  1. M.-H. Park, S.-J. Yang, W. Jang, and H. Han, Korean Chemical Engineering Research, 43, 305 (2005).
  2. K. L. Mittal, Polyimides: Synthesis, Characterization and Application, Plenum, New York (1984).
  3. D. Wilson, H. D. Stenzenberger, and P. M. Hergenrother, Polyimides: Chapman & Hall, New York (1990).
  4. M. I. Bessonove, M. M. Koton, V. V. Kudryyavtsev, and L. A. Kaius, Polyimides: Thermally Stable Polymer; Consultants Bureau, New York (1987).
  5. W. Qu, T.-M. Ko, R. H. Vora, and T.-S. Chung, Polymer, 42, 6393 (2001). https://doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00111-2
  6. H. S. Chung, Y. I. Joe, and H. S. Han, J. Appl. Polym. Sci., 74, 3287 (1999). https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19991227)74:14<3287::AID-APP1>3.0.CO;2-W
  7. K.-I. Iwashita, T. Hattori, T. Minegishi, S. Ando, F. Toyokawa, and M. Ueda, J. Photopolym. Sci. Technol., 19, 281 (2006). https://doi.org/10.2494/photopolymer.19.281
  8. M. Wohrmann, M. Topper, H. Walter, and K.-D. Lang, Proc 61st Electronic Components and Technology Conference (ECTC), 392 (2011).
  9. J. Yota, H. Ly, R. Ramanathan, H. C. Sun, D. Barone, T. Nguyen, K. Katoh, M. Ohe, R. L. Hubbard, and K. Hicks, IEEE Trans. Semicond. Manuf., 20, 323 (2007). https://doi.org/10.1109/TSM.2007.901410
  10. K. D. Farnsworth, R. N. Manepalli, S. A. Bidstrup-Allen, and P. A. Kohl, IEE Trans. Compon. Packag. Technol., 24, 474 (2001). https://doi.org/10.1109/6144.946496
  11. R. V. Tanikella, S. A. Bidstrup-Allen, and P. A. Kohl, J. Appl. Polym. Sci., 83, 3055 (2002). https://doi.org/10.1002/app.10286
  12. K.-I. Fukukawa, Y. Shibasaki, and M. Ueda, Chem. Lett., 33, 1156 (2004). https://doi.org/10.1246/cl.2004.1156
  13. K.-I. Fukukawa, T. Ogura, Y. Shibasaki, and M. Ueda, Chem. Lett., 34, 1372 (2005). https://doi.org/10.1246/cl.2005.1372
  14. T. S. Lee, S. S. Park, Y. I. Jung, S. W. Han, D. H. Han, I. Kim, and C. S. Ha, Eur. Polym. J., 45, 19 (2009). https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2008.09.022
  15. J. Pfeifer and O. Rhode, "Recent Advances in Polyimide Science and Technology," The Society of Plastic Engineers, Poughkepsie, New York, 336 (1987).
  16. H. Higuchi, T. Yamashita, K. Horie, and I. Mita, Chem. Mater., 3, 188 (1991). https://doi.org/10.1021/cm00013a038
  17. S. Ando, T. Matsuura, and S. Sasaki, Polym. J., 29, 69 (1997). https://doi.org/10.1295/polymj.29.69
  18. C. Lee, Y. Shul, and H. Han, J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 40, 2190 (2002).
  19. J. Seo, A. Lee, J. Oh, and H. Han, Polym. J., 32, 583 (2000). https://doi.org/10.1295/polymj.32.583
  20. A. Lee, J. Seo, J. Jeon, and H. Han, HWAHAK KONGHAK, 38, 249 (2000).