JPH044223A - 結晶性ポリイミドシロキサン - Google Patents

結晶性ポリイミドシロキサン

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JPH044223A
JPH044223A JP2409011A JP40901190A JPH044223A JP H044223 A JPH044223 A JP H044223A JP 2409011 A JP2409011 A JP 2409011A JP 40901190 A JP40901190 A JP 40901190A JP H044223 A JPH044223 A JP H044223A
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JP
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diamine
siloxane
aminophenoxy
bis
acid dianhydride
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JP2409011A
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English (en)
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Chung J Lee
チェン ジェイ リー
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Occidental Chemical Corp
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Occidental Chemical Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/452Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing nitrogen-containing sequences
    • C08G77/455Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing nitrogen-containing sequences containing polyamide, polyesteramide or polyimide sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1057Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/106Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing silicon

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (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] 結晶性ポリイミドシロキサンは、吸水性が低く、プリン
ト回路、コンピューターチップ等のような電子部品の用
途に使用される種々の基材への接着性が良好なため、電
子部品への用途において特に有用である。 [0002] 誘電率が低く、吸水性が低いポリイミドは、L、 M、
 Ru1zによりProc、 3rd SAMPEEl
ectronic Conference (1989
)、第209頁に記載されているようなフッ素化モノマ
ーを使用することにより、及び/又は5tok 1 e
y等により、上記のSAMPE conference
、第224頁に記載されているようなシロキサンモノマ
ーを使用することにより達成されうる。フッ素化ポリイ
ミドは、高い熱膨張率(40ppm/C以上のCTE)
及び350000psi以上の高いYoung率を有す
る。これらの2つの性質により、フッ素化ポリイミドを
CTEの低い電子基板、例えばシリコン及びアルミナを
コーティングするために使用すると、高い残留応力が得
られる。これらの結果は、5chuckert等により
”The Revolution of Packag
ing Dielectrics”に、P。 B i ndra及びR,A、 5uskoによりth
e Proc、 Symp、 Pacaging of
 Electronic Devices”、 Ele
ctrochem、 Soc、 Inc、 (1989
) 、第116頁に開示されている。 [0003] いくつかの高性能のポリイミドシロキサンが、例えば、
本発明者らの“Polyimidesiloxanes
:5tate of the Material an
d Technology”、 C,P、Wong、”
Polymers”Polymersfor Elec
tronics and Photonics App
lications”、Academic Press
、 1990年出版に開示されているように、電子ポリ
マーの重要な群として近年発展してきた。他の開示文献
としては、本発明者らによるJ、Electronic
s MateriaLVolume 18(2)、 (
1989)、page 313;及びProc、 39
th Electronic Components 
Conference、 CHMT、 (1989)、
 page 896及びその中に記載された参考文献が
ある。これらのポリイミドシロキサンは、応力の低い塗
料用途のため、通常、200℃より高いガラス転移温度
(Tg)を有し、3.0〜2.6以下の誘電率を有し、
室温で150,000psi以下のヤング率である。し
かしながら、これらの全てのポリイミドシロキサンは非
晶質材料であり、それらのイミド含有量に比例して一定
量の水(最大で0.6〜1.0%)を吸収する。 [0004] 本発明者らによる米国特許第4.558.110号には
、結晶性シリコンイミドブロックコポリマーが、少なく
とも1種類のイミドジシロキサンブロックを含むことが
開示され、該イミドジシロキサンブロックのイミド部分
は核として対称的な芳香族基を有し、そして少なくとも
1種類のポリイミドシロキサンは少なくとも約5個のシ
ロキシ単位を有する。 [0005] 本発明の目的は非常に低い吸水率、例えば最大的0.5
重量%の吸水率を示す、誘電率の低い新規なポリイミド
シロキサンを提供することを目的とする。 [0006] 本発明は、非晶質ポリイミドを製造するのに通常使用さ
れるある種のモノマーから製造されたポリイミドシロキ
サンが、結晶性であり、吸水性が低いことを発見したこ
とに基づく。シロキサンモノマー単位の数及びこれらの
シロキサンモノマー単位のブロックサイズは、ポリイミ
ドシロキサンの分子量を調整するのに使用されうる。 [0007] これらの新規な結晶性ポリマーは、 ペンゾフェノンニ無水物 (BTDA) ロキサンモノマー及び下記の有機ジアミンの1種類から
製造される。 [0008] 次式で表されるビス−4 (4−アミノフェノキシ) フェニルスルホン、 [0009]
【化1】 [0010] 次式で表される2゜ 2−ビス−4 (4−アミノフェノキシ) フェニル−プロパ
【001月 【化2】 [0012] ポリマーはBTDAと有機ジアミンとのオリゴマーを製
造し、これをシロキザ ンモノマーと反応させる方法により製造される。 [0013] BTDAと有機ジアミンとのオリゴマーは、1〜10 好ましくは1〜5の反 復単位を有する。 [0014] 本発明に使用されうるシロキサンジアミノ化合物は下記
式で表される。 [0015]
【化3】 [0016] (式中、RRR及びR4は各々独立に置換されているか
、若しくは1ゝ  2ゝ  3ゝ 未置換の炭素原子数1ないし12の脂肪族の1価の基、
又は置換されているか、若しくは未置換の炭素原子数6
ないし10の芳香族の1価の基から選ばれる。適当な基
には、−CH3、−CF3、−(CH2)nCF3、−
C6H5、−CF2−CHF−CF3及び−CH2−C
H2−C−〇−CH2CF2CF2CF3が含まれる。 [0017] R′は前記の基と同様の2価の基である。適当な2価の
基には、−(CH2)n[0018] 一般的に、α、ω−ジアミノシロキサン及びα、ω−二
無水物シロキサンの使用は、本発明においては交換可能
である。しかしながら、ガラス転移温度の高いポリイミ
ドシロキサンを製造するためには、二無水物の総量中の
二無水物の混合物のモル%が最大となるべきである。従
って、有機の二無水物と有機のジアミン及びα、ω−ジ
アミノシロキサンとの組み合わせを使用するのがより望
ましい。 [0019] 本発明の技術において、シロキサンジアミンの代わりに
又はシロキサンジアミンに加えて導入することができる
シロキサンジアミンは次式で表されるものでありうる。 [00201
【化4] [0021] (R1、R2、R3及びR4は、各々独立に置換されて
いるが若しくは未置換の炭素原子数1ないし12の脂肪
族の1価の基、又は置換されているが若しくは未置換の
炭素原子数6ないし10の芳香族の1価の基から選ばれ
る)適する基には、−CH3、−CF3、−(CH2)
nCF3、−CF2−CHF−CF3、−CH2−CH
2−C−0−CH2cF2cF2cF3及び−C6)1
5が含まれる。 [0022] Rは前記と同様の基の3価の基を表す。適する3価の基
には、下記の基が含まれる。 [0023] 【化5】 [0024] 有機ジアミンと有機二無水物との反応のための化学が良
く知られてきている。 シロキサンコモノマーの存在下でのポリイミドシロキサ
ンの製造には、1989年2月7日こ提出された米国特
許出願07/307.016号に開示されているような
特別な技術がしばしば要求される。この文献は、本発明
に参考文献として組み込まれる。 [0025]
【実施例】
[0026] 実施例1及び2: 2種類のポリイミドシロキサン組成物を、BTDA、U
s 1及びα、ω−ジアミノシロキサンから製造した。 シロキサンブロックの大きさは、実施例1において9単
位であり、実施例2において13単位であった。ポリイ
ミドシロキサンにおけるシロキサン含有量の合計を実際
の配合と共に第1表に示す。使用した方法を下記に示す
。 [0027] N−メチルピロリドン(NMP)  (25ml)とし
て一般に知られる1−メチル−2−ピロリジノンに、B
TDAを添加し、その混合物を二無水物が溶解するまで
攪拌した。その後、α、ω−アミノシロキサンを添加し
、該溶液を室温で2時間攪拌した。その後、ジアミンを
添加し、溶液をさらに16時間攪拌した。NMP15m
lを添加して溶液の粘度を減少させた。粘稠性の溶液を
Teflonをコーティングした型に注型し、その後、
それを続いて140℃で4時間加熱し、250℃で0.
5時間加熱して溶媒を除去し、イミド化を完結させた。 [0028] 実施例2においては、NMP30mlを反応の開始時に
使用し、NMPlomlをその後添加した。 二つのフィルムを製造し、試験した。結果を表1に示す
。 [0029] 実施例3: ポリイミドシロキサン組成物を、BTDA、U及びシロ
キサンジアミンから製造した。シロキサンブロックのサ
イズは9単位であった。ポリイミドシロキサン中のシロ
キサン含有量の合計及び実際の配合を表1に示す。使用
した方法を下記に示す。 [0030] N−メチルピロリドン(NMP)  (45ml)とし
て一般に知られる1−メチル−2−ピロリジノンに、B
TDAを添加し、その混合物を二無水物が溶解するまで
攪拌した。その後、α、ω−アミノシロキサンを添加し
、該溶液を室温で2時間攪拌した。最後に、ジアミンを
添加し、溶液をさらに16時間攪拌した。粘稠性の溶液
をTeflonをコーティングした型に注型し、その後
、それを続いて140℃で4時間加熱し、250℃で0
.5時間加熱して溶媒を除去し、イミド化を完結させた
。 [003月 フィルムを製造し、試験した。結果を表1に示す。 [0032] 実施例4及び5: 2つのポリイミドシロキサン組成物を、BTDA、化合
物U及びα、ω−ジアミノシロキサンから製造した。シ
ロキサンブロックのサイズは9単位であり、ポリイミド
シロキサン中のシロキサンの含有量の合計量を、実際の
配合と共に表1に示した。使用した方法を下記に示す。 [0033] N−メチルピロリドン(NMP)として一般に知られる
1−メチル−2−ピロリジノン100m1及びトルエン
10m1に、BTDAを添加し、その混合物を二無水物
が溶解するまで攪拌した。その後、α、ω−アミノシロ
キサンを添加し、該溶液を室温で4時間攪拌した。最後
に、ジアミンを添加し、溶液をさらに16時間攪拌しな
。生成物を1.5%のDABCO(触媒) 0.375
 gを添加することによリイミド化した。少量のトルエ
ンを水を除去するのを助けるために添加した。水が不連
続的に蒸発するとき、反応が完結する。約40%のNM
Pを減圧下で留去した。系を室温に冷却した。生成物が
ゲル化した。5倍量の脱イオン水で生成物を沈澱させ、
ブレングー中で破砕した。微細な粒子を濾取してNMP
を除去し、脱イオン水で洗浄した。生成物を100℃で
オーブン乾燥した。生成物をさらに処理して水及びNM
Pの大部分を除去した。最終生成物7gを35m1のN
MPに溶解した。粘稠な溶液をテフロンでコーティング
した型に注型し、続いてこれを140℃に4時間加熱し
、250℃に0.5時間加熱して溶媒を除去し、イミド
化を完結させた。 [0034] 各生成物のフィルムを製造し、試験した。結果を表1に
示す。 下記の実施例において、G は下記式で表される。 [0035]
【化6】 [0036] 7.5 (式中、mは表1に、例えばG  及びG12のように
示す反復単位の数の平均値を示す。) [0037] 9、 G ンロキサンモノマーは、87〜90℃における1モ
ルのG1と2モルのD4との平衡生成物を示す。G1は
次式で表される。 [0038]
【化7】 [0039] D4は次式で表される環状テトラマーである。 [0040]
【化8】 [0041] 式中、及び実施例において、Gが名目上9単位の値を示
す場合、実、験的にはGは約8.5の値を示した。同様
に、Gが名目上13単位の値を示す場合、Gは実験的に
は約12の値を示した。実、験的な測定は、シリコン−
29NMRにより行われる。本発明のポリイミドシロキ
サンの、低沸点、非極性溶媒、例えばTHF、NMP又
はジグリムへの溶解性は、ポリイミドシロキサン中のシ
ロキサン成分の比率の関数であり、シロキサンブロック
のサイズの関数でもある。従って、シロキサンモノマー
は好ましくはポリイミドシロキサンをTHF、NMP又
は好まし71開平1−4223 (1j) <ハシグリムのような溶媒中に溶解させるのに充分な比
率及びブロックサイズで存在する。 [0042] 本発明のポリイミドシロキサンはマイクロ波産業におけ
る種々の用途に有用である。そのような用途には、中間
レベルの誘電体としての、そして半導体及びハイブリッ
ド集積回路の封止又はパッシベーションのためのコーテ
ィングの形態での使用を含む。ポリイミドシロキサンの
コーティングは、下記の領域における半導体装置の製造
に使用されうる。a)保護オーバーコートとして、b)
多層装置における層間誘電体として、C)α粒子バリヤ
ーとして、d)非インブラントマスクとして、及びe)
カプセル剤としての使用。これらの用途の多くはLee
 andCraig in Polymer Mate
rials for Electronic Appl
ication、 AC3Symposium。 Ser、 184. page 108に詳細に記載さ
れている。 [0043] 本発明のポリイミドシロキサンの他の用途には、ワイヤ
ー及びケーブルのコーティング、繊維及びフィルムとし
ての用途、並びに成形品及び押出品としての用途が含ま
れる。別の用途には、液晶の配向及ダイアタッチ接着剤
としての用途が含まれる。 [0044]
【表1】 (BUS l)3.3G9 (Bじs  1)3.56+3 (BU)4G9 (BU)2.6G9 (BL)2G9 2.90 2.90 3.15 9.44 9.19 3.02 3.02 3.21 8.66 7.81 1.64 2.05 1.64 6.90 8.00 21.6 25.7 20.5 27.6 1、01 2.17 0.56 0.54 0.45

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベンゾフェノン二無水物(BTDA)と、
    下記の群:ビス−4(4−アミノフェノキシ)フェニル
    スルホン及び2,2−ビス−4(4−アミノフェノキシ
    )フェニル−プロパンから選ばれる少なくとも1種類の
    有機ジアミンと、シロキサンモノマーとの反応生成物を
    含み、BTDAとジアミンが1〜5個の反復単位のオリ
    ゴマーを形成する結晶性ポリイミドシロキサン。
  2. 【請求項2】反復単位の数が約1〜5である請求項1の
    結晶性ポリマー。
  3. 【請求項3】前記ジアミンがビス−4(4−アミノフェ
    ノキシ)フェニルスルホンである請求項1の結晶性ポリ
    マー。
  4. 【請求項4】前記ジアミンが2,2−ビス4(4−アミ
    ノフェノキシ)フェニルプロパンである請求項1の結晶
    性ポリマー。
JP2409011A 1990-01-02 1990-12-28 結晶性ポリイミドシロキサン Pending JPH044223A (ja)

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US07/459,498 US5008361A (en) 1990-01-02 1990-01-02 Crystalline polyimidesiloxanes
US459498 1990-01-02

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