JPH04306234A - 新規ポリイミド重合体フィルム - Google Patents

新規ポリイミド重合体フィルム

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JPH04306234A
JPH04306234A JP9817391A JP9817391A JPH04306234A JP H04306234 A JPH04306234 A JP H04306234A JP 9817391 A JP9817391 A JP 9817391A JP 9817391 A JP9817391 A JP 9817391A JP H04306234 A JPH04306234 A JP H04306234A
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Yoshifumi Okada
好史 岡田
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0346Organic insulating material consisting of one material containing N

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れ、低吸湿
性、低誘電率である新規なポリイミド共重合体に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリイミド樹脂は優れた耐熱性と
ともに電気絶縁性にも優れ、電気機器を初めとして、広
く工業材料として用いられてきた。ポリイミド樹脂は、
このように他のポリマーに比べ種々の優れた特性を持つ
が、技術の進歩とともに求められる要求特性もますます
高度なものとなり、用途に応じて種々の性能を合わせ持
つことが望まれている。例えば、フレキシブルプリント
基板用ベースフィルムやTAB(テープオートメーテッ
ドボンディング)用キャリアテープとしては、高耐熱性
、高弾性率、低熱膨張率、低誘電率、低吸湿性であるこ
とが望まれ、積層板用樹脂あるいはLSI用の層間絶縁
膜としては、誘電率、吸湿率、熱膨張率が小さいことが
望まれており、かかる特性を持つポリイミドを得るため
に、特開昭50−5383では、本発明に用いる酸無水
物に近い構造の酸無水物が合成されている。しかし、こ
れらの性能をさらに高い次元で両立するポリイミドの出
現が待たれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高弾性率、
低熱膨張性、低誘電率、低吸湿性などの優れた特性を有
するポリイミド共重合体を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは鋭意検討の結果、特定の下記構造単位
を有する新規ポリイミド組成物を見いだし本発明を完成
した。即ち、本発明は、下記一般式(I)
【0005】
【化2】
【0006】(ただし、m=1〜3の整数、Rは2価の
有機基を示す。)で表される構造単位を有する新規ポリ
イミド共重合体を内容とするものである。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明者
らは、ポリイミドの分子構造について種々検討を行い、
ビフェニルテトラカルボン酸の主鎖にフラン環を導入し
た下記構造式(A)
【0008】
【化3】
【0009】(ただし、m=1〜3の整数)で表される
化合物を用いれば、酸無水物の分子量が増加するために
ポリイミドの極性部分であるイミド環の割合が小さくな
り、低誘電率、低吸湿性を実現できることを見いだし、
該化合物と種々の芳香族ジアミンを反応させることによ
り、誘電率、吸湿率とともに従来のポリイミドに比較し
て小さいポリイミド共重合体が得られることを見出した
。本発明のポリイミド共重合体は、その前駆体であるポ
リアミック酸共重合体溶液から得られるが、このポリア
ミック酸共重合体溶液は公知の方法で製造することがで
きる。即ち、酸無水物とジアミン成分を実質等モル使用
し、有機極性溶媒中で重合して得られる。
【0010】ポリアミック酸を得るのに用いる芳香族テ
トラカルボン酸二無水物としては、前記構造式(A)で
示される化合物が好適である。上記構造式(A)で表さ
れるテトラカルボン酸二無水物の製造原料である下記構
造式(B)
【0011】
【化4】
【0012】(ただし、m=1〜3の整数)で表される
ビスo−キシリノフリル、ビスo−キシリノビフリル、
ビスo−キシリノターフリルは、例えば以下の方法で合
成することができる。下記反応式(C)
【0013】
【化5】
【0014】(ただし、XはBr又はI、mは1〜3の
整数、Mは金属マグネシウム又は金属リチウム)で示さ
れるように、エーテル中或いは非プロトン性溶媒中で3
−ブロモ−o−キシレン或いは3−ヨード−o−キシレ
ンに金属マグネシウム或いは金属リチウムを反応させ、
次にフラン化合物
【0015】
【化6】
【0016】(ただし、XはI又はBr、mは1〜3の
整数)と反応させることにより、構造式(B)で表され
る化合物を合成することができる。また、下記反応式(
D)で示されるように、水、メタノール或いは水とメタ
ノール混合液中で3−ブロモ−o−キシレン或いは3−
ヨード−o−キシレンと上記フラン化合物とを、金属パ
ラジウム、パラジウムと水銀の合金、塩化パラジウム或
いは塩化パラジウムと塩化第二水銀の混合物を触媒とし
て、過酸化水素で酸化カップリングすることにより構造
式(B)で表される化合物を合成することができる。
【0017】
【化7】
【0018】(ただし、XはBr又はI、mは1〜3の
整数、触媒はパラジウム、パラジウムと水銀の合金、或
いは塩化パラジウムと塩化第二水銀の混合物)
【001
9】次に、構造式(B)で表されるビスo−キシリノフ
リル、ビスo−キシリノビフリル、ビスo−キシリノタ
ーフリルから、構造式(A)で表されるテトラカルボン
酸二無水物への酸化、脱水反応であるが、これは通常の
酸化、脱水閉環手法によって行うことができる。例えば
、過マンガン酸カリウム法、硝酸法等によるメチル基の
酸化、および無水酢酸法、加熱脱水法等による酸無水物
化法が採用できる。また、五酸化バナジウムを触媒とし
て空気酸化により直接酸無水物化する方法も採用可能で
ある。
【0020】本発明のポリイミドの前駆体であるポリア
ミック酸を合成するためには、上記構造式(A)の酸無
水物と、一般式 H2 N−R−NH2  (式中、Rは2価の有機基)で表されるジアミン化合物
を用いる。特に、低誘電率、低吸湿率のポリイミドを得
るためには、構造式群(E)
【0021】
【化8】
【0022】で示した如き長鎖の芳香族ジアミンの少な
くとも1種を用いることが望ましい。また、さらに高弾
性率、低熱膨張性等の特性を付与したい場合には、構造
式群(F)
【0023】
【化9】
【0024】(ただし、XはF,Cl,CH3 −又は
CH3 O−を示す。)で示した如き直線性の高い芳香
族ジアミンの少なくとも1種を用いることができる。こ
れら構造式群(E)、(F)で示した如き芳香族ジアミ
ンを共重合させたり、これらのジアミンを用いて合成さ
れたポリアミック酸をブレンドすることにより、低吸水
率、低誘電率と高弾性率、低熱膨張性を高い次元で両立
させることが可能である。
【0025】例えば、4,4′−ジアミノジフェニルス
ルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、4,
4′−ジアミノジフェニルメタン、ビス(3−エチル−
4−アミノフェニル)メタン、ビス(3−メチル−4−
アミノフェニル)メタン、ビス(3−クロロ−4−アミ
ノフェニル)メタン、2,2′,5,5′−テトラクロ
ロ−4,4′−ジアミノビフェニル、4,4′−ジアミ
ノジフェニルスルフィド、3,3′−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′−ジアミノオクタフルオロビフェニル、2,4
′−ジアミノトルエン、メタフェニレンジアミン、2,
2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プ
ロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4
−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミ
ノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(
3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)プロパン、2,
2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)ヘキ
サフルオロプロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニ
ル)−10−ヒドロ−アントラセン、オルトトリジンス
ルホン等のジアミンを等が挙げられる。また、3,3′
,4,4′−ビフェニルテトラアミン、3,3′,4,
4′−テトラアミノジフェニルエーテル等の多価アミン
化合物の一部使用も可能である。
【0026】ポリアミック酸共重合体の生成反応に使用
される有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホ
キシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒
、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホ
ルムアミド等のホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチル
アセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等のアセ
トアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビ
ニル−2−ピロリドン等のピロリドン系溶媒、フェノー
ル、o−、m−、又はp−クレゾール、キシレノール、
ハロゲン化フェノール、カテコール等のフェノール系溶
媒、或いはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラ
クトン等をあげることができ、これらを単独又は2種以
上の混合物として用いるのが望ましいが、更にはキシレ
ン、トルエンのような芳香族炭化水素の一部使用も可能
である。また、このポリアミック酸共重合体は、有機極
性溶媒中に好ましくは5〜40重量%、より好ましくは
10〜30重量%溶解されているのが取扱いの面からも
望ましい。
【0027】この芳香族ポリアミック酸共重合体溶液か
ら本発明のポリイミド共重合体を得るためには、熱的に
脱水する熱的方法、脱水剤を用いる化学的方法のいずれ
を用いてもよいが、化学的方法によると生成するポリイ
ミド共重合体の伸びや引張強度等の機械特性がすぐれた
ものになるので好ましい。以下にイミド化法を例示する
【0028】上記ポリアミック酸共重合体溶液又はその
溶液に化学量論以上の脱水剤と触媒量の第3級アミンを
加えた溶液をドラム或いはエンドレスベルト上に流延ま
たは塗布して膜状とし、該膜を150℃以下の温度で約
5〜90分間乾燥し、自己支持性のポリアミック酸の膜
を得る。ついで、これを支持体より引き剥し端部を固定
する。その後約100〜500℃まで徐々に加熱するこ
とによりイミド化し、冷却後ドラム又はエンドレスベル
トより取り外し、本発明の芳香族ポリイミド重合体フィ
ルムを得る。ここで言う脱水剤としては、例えば無水酢
酸等の脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物などが挙げられ
る。また触媒としては、例えばトリエチルアミン等の脂
肪族第3級アミン類、ジメチルアニリン等の芳香族第3
級アミン類、ピリジン、ピコリン、イソキノリン等の複
素環式第3級アミン類等が挙げられ、これらは単独又は
2種以上組み合わせて用いられる。
【0029】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものでは
ない。実施例中、BAPPはビス(アミノフェノキシフ
ェニル)プロパン、ODAは4,4′−ジアミノジフェ
ニルエーテル、PMDAは無水ピロメリット酸、DMF
はジメチルホルムアミドを表す。
【0030】実施例1 2リットルのセパラブルフラスコにDMFとBAPPを
とり、ジアミノ化合物が完全に溶解するまで室温でよく
混合した。次に前記混合溶液を氷で冷却しながらビス(
3−フタリックアンヒドリド)−2,5−フリルをBA
PPと実質上等モルになるように加えた後1時間攪拌し
、ポリアミック酸のDMF溶液を得た。なおDMFの使
用量は、ジアミノ化合物および芳香族テトラカルボン酸
化合物のモノマー仕込濃度が18重量%となる量を用い
た。ポリアミック酸溶液をガラス板上に流延塗布し、約
100℃に約60分間乾燥後、ポリアミック酸塗膜をガ
ラス板より剥し、その塗膜を支持枠に固定し、その後約
100℃で約30分間、約200℃で約60分間、約3
00℃で約60分間加熱し脱水閉環乾燥し、厚さ25μ
mのポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフ
ィルムの物性を表1に示した。
【0031】実施例2〜5 実施例1と同様の方法を用いて、異なる組成のポリイミ
ドフィルムを得た。これらの物性を表1に示した。
【0032】実施例6 2リットルのセパラブルフラスコに1,4−ビス(4−
アミノフェニル)ベンゼン200mmolとDMFをと
り、ジアミノ化合物が完全に溶解するまで室温でよく混
合した。次に前記混合液を氷で冷却しながらビス(3−
フタリックアンヒドリド)−2,5−フリル400mm
olを一気に加えた後30分攪拌し、次にBAPP20
0mmolのDMF溶液を加えることにより、ポリアミ
ック酸のDMF溶液を得た。なおDMFの使用量は、ジ
アミノ化合物および芳香族テトラカルボン酸化合物のモ
ノマー仕込濃度が18重量%となる量を用いた。ポリイ
ミドフィルム作製条件は、実施例1と同様にして行い、
厚さ25μmのポリイミドフィルムを得た。得られたポ
リイミドフィルムの物性を表1に示した。
【0033】比較例1 実施例1と同様の方法により、PMDAとODAを等モ
ルずつ用いて、厚さ25μmのポリイミドフィルムを得
た。得られたポリイミドフィルムの物性を表1に示した
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】叙上の通り、本発明によれば耐熱性に優
れ、且つ低吸湿性、低誘電率を示すポリイミド共重合体
が得られる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  下記一般式(I) 【化1】 (ただし、m=1〜3の整数、Rは2価の有機基を示す
    。)で表される構造単位を有する新規ポリイミド共重合
    体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2680336A1 (en) * 2012-06-25 2014-01-01 Tata Steel Nederland Technology B.V. Photoactive material having an imide based conjugated backbone
CN114736372A (zh) * 2022-04-19 2022-07-12 深圳市华科创智技术有限公司 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法

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