JPH07292103A - ポリイミド共重合体及びその製造方法 - Google Patents

ポリイミド共重合体及びその製造方法

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JPH07292103A
JPH07292103A JP10896094A JP10896094A JPH07292103A JP H07292103 A JPH07292103 A JP H07292103A JP 10896094 A JP10896094 A JP 10896094A JP 10896094 A JP10896094 A JP 10896094A JP H07292103 A JPH07292103 A JP H07292103A
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Japan
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polyimide copolymer
polyamic acid
polyimide
bis
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Ichiro Kaneko
一郎 金子
Masahiro Yuyama
昌弘 湯山
Atsushi Sugitani
厚志 杉谷
Kiyoshi Motoumi
清 本海
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビ
フェニルとp−フェニレンジアミンとを主成分とする芳
香族ジアミンと、ピロメリット酸二無水物とを重合して
ポリアミド酸共重合体を得、次いで該ポリアミド酸共重
合体を熱的又は化学的に脱水閉環することにより、下記
式で表される反復単位(A)と下記式で表される反復単
位(B)とを構成単位として含むポリイミド共重合体、
好ましくは下記反復単位(A)と下記反復単位(B)と
がモル比で(A)/(B)=25/75〜80/20で
ある反復単位を含むポリイミド共重合体を得る。 【化1】 【効果】 本発明のポリイミド共重合体は、機械的特性
に優れ、かつ線膨張係数が金属(例えば銅)と同等であ
り、しかも吸水率が低いものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的特性に優れると
共に、金属と同等の熱線膨張係数を有し、かつ低吸水性
である、ファインパターン化フレキシブルプリント配線
基板の基材として好適なポリイミド共重合体及びその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ポリイミド樹脂は非常に優れた耐熱性・耐薬品性・
電気特性・機械的特性、その他優れた諸特性を有してい
ることが知られており、例えば特公昭36−10999
号公報に見られるような4,4−ジアミノジフェニルエ
ーテルとピロメリット酸二無水物から得られるポリイミ
ドが良く知られている。
【0003】しかし、従来のこの種のポリイミド樹脂は
線膨張係数が約3×10-5(cm/cm/℃)と大き
く、熱的寸法安定性が悪く、金属などと積層した場合に
反りやカールを生じ、また、吸水率が高いために湿度の
変化にともなってポリイミドフィルムの寸法変化が生じ
ることから電気特性が低下する問題点を有する。
【0004】一方、最近において、ポリイミド樹脂が有
する高耐熱性、高い機械的強度を維持しつつより優れた
熱的寸法安定性を有し、かつ、低吸水性のポリイミド樹
脂に対する要求が高まっており、このため種々の検討が
行われている。このような試みの中で、二種以上の芳香
族ジアミンを用い、機械的特性・熱的寸法安定性等の向
上、吸水性の低下を目指す取り組みが、例えば、特開昭
60−203638号、特開昭61−143433号公
報等に見られる。しかしながら、これらの取り組みのい
ずれの場合にも上記の熱的寸法安定性と吸水性において
なお十分満足するものではなかった。
【0005】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
優れた機械的強度を有し、しかも金属と同等の線膨張係
数及び低吸水性を有しているポリイミド共重合体及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者等は上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、4,4’
−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルとp−フェ
ニレンジアミンとを主成分とする芳香族ジアミンと、ピ
ロメリット酸二無水物とを重合してポリアミド酸共重合
体を得、次いで該ポリアミド酸共重合体を熱的又は化学
的に脱水閉環することにより、下記式で表される反復単
位(A)と下記式で表される反復単位(B)とを構成単
位として含むポリイミド共重合体、好ましくは下記反復
単位(A)と下記反復単位(B)とがモル比で(A)/
(B)=25/75〜80/20である反復単位を含む
ポリイミド共重合体が得られると共に、このポリイミド
共重合体が優れた機械的強度を有し、かつ金属と同等の
線膨張係数及び低い吸水率を有し、このためファインパ
ターン化フレキシブルプリント配線基板等の基材として
有効に使用されることを知見し、本発明をなすに至っ
た。
【0007】
【化2】
【0008】従って、本発明は、上記式(A)で示され
る反復単位と上記式(B)で示される反復単位とを主構
成単位として含むポリイミド共重合体、及び、4,4’
−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルとp−フェ
ニレンジアミンとを主成分とする芳香族ジアミンと、ピ
ロメリット酸二無水物とを重合してポリアミド酸共重合
体を得、次いで該ポリアミド酸共重合体を脱水閉環する
ことを特徴とする上記ポリイミド共重合体の製造方法を
提供する。
【0009】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のポリイミド共重合体は、上述したように、
下記式(A)の繰り返し単位と下記式(B)の繰り返し
単位とを主構成単位とするものである。
【0010】
【化3】
【0011】ここで、反復単位(A)と反復単位(B)
とは、ポリイミド共重合体中にモル比で(A)/(B)
=25/75〜80/20、特に好ましくは(A)/
(B)=35/65〜62/35の割合で存在すること
が好ましい。反復単位(A)のモル比が80%を越える
と、ポリイミド共重合体フィルムの線膨張係数が金属の
線膨張係数に比べ高くなり、かつ、機械的強度も著しく
低下する場合がある。一方、反復単位(B)のモル比が
75%を越えると、線膨張係数が金属の線膨張係数に比
べ低くなり、かつ、フィルムが非常に脆いものになって
しまい、かつ低吸水性のフィルムが得られない場合が生
じる。上記ポリイミド共重合体は高分子量の重合体であ
り、ポリアミド酸としての粘度は、0.5g/100m
lDMF中で測定した場合、測定温度30℃における対
数粘度が0.5〜5であることが好ましい。
【0012】本発明のポリイミド共重合体は、4,4’
−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルとp−フェ
ニレンジアミンとを主成分とする芳香族ジアミンと、ピ
ロメリット酸二無水物とを重合してポリアミド酸共重合
体を得、次いでこのポリアミド酸共重合体を脱水閉環す
ることによって得ることができる。
【0013】この場合、本発明においては、芳香族ジア
ミン成分として、4,4’−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ビフェニル、p−フェニレンジアミンの2種のジア
ミンのみを使用することが好ましいが、その他の芳香族
ジアミン化合物、例えば、4,4’−ジアミノジフェニ
ルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォ
ン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ス
ルフォン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルフォン、ビス[4−(2−アミノフェノキシ)
フェニル]スルフォン、1,4−ビス(4−アミノフェ
ノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼ
ン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エ
ーテル、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、
3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニ
ル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニ
ル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニ
ル、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジ
アミノビフェニル、3,3’−ジカルボキシ−4,4’
−ジアミノビフェニル、3,3’−ジヒドロキシ−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’
−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジ
フェニルメタン、4,4’−ジアミノビフェニル、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、4,4’−
ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズア
ニリド、4,3’−ジアミノベンズアニリド、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(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フォ
ン等を本発明の目的、効果が達成される範囲内の量で使
用できるが、これらの他の芳香族ジアミン化合物の使用
量は、全芳香族ジアミン化合物量に対して10モル%以
下の量、好ましくは5モル%以下の少量が適当である。
【0014】従って、本発明のポリアミド共重合体は、
上記他の芳香族ジアミン化合物に基づくジアミン残基の
構造単位を全ジアミン残基の構造単位量の好ましくは1
0モル%以下、より好ましくは5モル%以下の量で含む
ことができる。
【0015】本発明のポリイミド共重合体を得るに際
し、まず上記芳香族ジアミン化合物とピロメリット酸二
無水物とを反応させてポリアミド酸を合成するが、この
場合、芳香族ジアミン化合物とピロメリット酸二無水物
とはほぼ等モルとなるように使用することが好ましい。
また、ピロメリット酸二無水物と4,4’−ビス(4−
アミノフェノキシ)ビフェニル及びp−フェニレンジア
ミンとを同時に仕込んでポリアミド酸を合成してもよい
し、それぞれの容器で酸二無水物とこれらジアミンを反
応させた後にそれぞれのポリアミド酸溶液を混合させて
もよい。また、一方を酸無水物成分過剰、もう一方をジ
アミン成分過剰としたポリアミド酸を合成し、結果的に
酸二無水物とジアミンが当モルになるように混合しても
よい。
【0016】上記反応は有機溶媒中で行うことが好まし
い。有機極性溶媒としては、例えばジメチルスルフォキ
シド等のスルフォキシド系溶媒、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、あるいはヘキサメチル
ホスホルムアミド、γ−ブチロラクトン等を挙げること
ができる。これらは一種を単独で又は二種以上を混合し
て用いてもよく、また、キシレン、トルエン等の芳香族
炭化水素系有機非極性溶媒を併用して用いることもでき
る。上記有機極性溶媒の使用量は特に制限されないが、
重合反応により得られるポリアミド酸共重合体が有機極
性溶媒中に5〜30重量%、特に10〜20重量%溶解
しているように芳香族ジアミン、テトラカルボン酸二無
水物、有機極性溶媒の使用量を決定することが望まし
い。
【0017】なお、反応温度は0〜60℃が好ましく、
反応時間は通常0.5〜24時間である。
【0018】得られたポリアミド酸の粘度は特に制限さ
れないが、上述したように、0.5g/100mlDM
F(ジメチルホルムアミド)中で測定温度30℃におい
て測定した場合の対数粘度が0.5〜5であることが好
ましく、これがポリイミド共重合体の分子量の指標とな
る。
【0019】上記のようにして合成されたポリアミド酸
は、次いでこれを脱水閉環することにより、本発明のポ
リイミド共重合体に転換される。この脱水閉環は常法に
従って熱的又は化学的に行うことができる。
【0020】具体的には、ポリアミド酸共重合体を熱的
に脱水閉環する場合、200〜500℃で1〜120分
加熱することによって達成される。
【0021】また、上記で得られたポリアミド酸共重合
体を化学的に脱水閉環する際には脱水剤及び触媒を用い
ることができる。脱水剤としては、例えば脂肪族酸無水
物、芳香族酸無水物、N,N−ジアルキルカルボジイミ
ド、低級脂肪酸ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸ハ
ロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリルフォ
スフォン酸ジハロゲン化物、チオニルハロゲン化物等が
挙げられ、これらは一種を単独で又は二種以上を混合し
て用いることができる。
【0022】また、触媒としては、例えばトリエチルア
ミン等の脂肪族第三級アミン、例えば、ジメチルアニリ
ン等の芳香族第三級アミン、例えば、ピリジン、β−ピ
コリン、イソキノリン等の複素環式第三級アミン等が挙
げられ、これらは一種を単独で又は二種以上を混合して
用いることができる。
【0023】上記ポリアミド酸共重合体からフィルム状
のポリイミド共重合体を得るには、まず、上記ポリアミ
ド酸共重合体の有機溶媒溶解液をエンドレスベルト等の
支持体に流延又は塗布して膜状とし、この膜を50〜1
50℃で乾燥し、溶剤を10〜30%含有するポリアミ
ド酸の自己支持性の膜を得、次いでこの膜を支持体上か
ら引き剥し、端部を固定した後、約200〜250℃に
加熱して溶媒をとばし、更に300〜500℃で脱水イ
ミド化することにより、厚みが10〜150μmのポリ
イミドフィルムを得ることができる。
【0024】このようにして得られたポリイミド共重合
体は、機械的特性に優れると共に、金属と同等の線膨張
係数を有し、かつ、吸水性が低いために、例えば電気絶
縁材料やファインパターン化フレキシブルプリント配線
基板等のフィルム材料として好適に用いられる。
【0025】
【実施例】以下、実施例と比較例を挙げて本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。
【0026】[実施例1]500mlのフラスコにN,
N−ジメチルホルムアミド(DMF)376.5g、
4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル
(BAPB)18.42g(0.05モル)、p−フェ
ニレンジアミン(p−PDA)5.41g(0.05モ
ル)を仕込み、窒素ガスを流入しながら撹拌し、ジアミ
ンを完全に溶解させた。次に、ピロメリット酸二無水物
21.81g(0.10モル)を25℃の温度下で発熱
を抑えながら加え、窒素下3時間撹拌反応を行い、ポリ
マー濃度10%のポリアミド酸溶液を得た。該ポリアミ
ド酸溶液をガラス板上にアプリケーターで薄く伸ばし、
オーブン中110℃、60分間乾燥してから剥離して、
鉄枠に固定し、200℃、60分、次いで300℃、6
0分で脱溶剤イミド化して、約25μmの厚みのフィル
ムを得た。
【0027】[実施例2〜5]BAPB/p−PDAの
モル比を変えて実施例1と同様にして行った。
【0028】[比較例1]ジアミンを4,4’−ジアミ
ノジフェニルエーテル(DDE)のみにして実施例1と
同様にして行った。
【0029】[比較例2]ジアミンをBAPBのみにし
て実施例1と同様にして行った。
【0030】[比較例3]ジアミンをp−PDAのみに
して実施例1と同様にして行った。フィルムは非常に脆
く、物性測定はできなかった。
【0031】次に、得られたフィルムについて、機械的
特性、線膨張係数、吸水率を下記のようにして測定し
た。結果を表1に示す。機械的特性(弾性率) ASTM D882−88に基づき測定した。線膨張係数 真空理工(株)製熱分析計TMA−7000を用い、昇
温速度5(℃/分)で150〜200℃での線膨張係数
の平均値を求めた。吸水率 ポリイミドフィルムを90%RHで24時間放置し、そ
の前後の重量差を測定し吸水率を求めた。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明のポリイミド共重合体は、機械的
特性に優れ、かつ線膨張係数が金属(例えば銅)と同等
であり、しかも吸水率が低いものである。また、本発明
の製造方法によれば、かかるポリイミド共重合体を容易
かつ確実に得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 杉谷 厚志 茨城県鹿島郡神栖町大字東和田1番地 信 越化学工業株式会社高分子機能性材料研究 所内 (72)発明者 本海 清 茨城県鹿島郡神栖町大字東和田1番地 信 越化学工業株式会社高分子機能性材料研究 所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(A)で示される反復単位と下記
    式(B)で示される反復単位とを主構成単位として含む
    ポリイミド共重合体。 【化1】
  2. 【請求項2】 上記反復単位(A)と上記反復単位
    (B)とのモル比が(A)/(B)=25/75〜80
    /20である請求項1記載のポリイミド共重合体。
  3. 【請求項3】 4,4’−ビス(4−アミノフェノキ
    シ)ビフェニルとp−フェニレンジアミンとを主成分と
    する芳香族ジアミンと、ピロメリット酸二無水物とを重
    合してポリアミド酸共重合体を得、次いで該ポリアミド
    酸共重合体を脱水閉環することを特徴とする請求項1記
    載のポリイミド共重合体の製造方法。
JP10896094A 1994-04-25 1994-04-25 ポリイミド共重合体及びその製造方法 Pending JPH07292103A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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