JPH09263697A - 耐熱性樹脂組成物 - Google Patents
耐熱性樹脂組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性に優れ、かつ低温での成形加工性の優
れた耐熱性樹脂を提供する。 【解決手段】 (A)主たる酸成分が3,3',4,4'-ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物及び1,2,4,5-ベンゼンテ
トラカルボン酸二無水物であり、主たるアミン成分が、
2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン
ル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンとジメチル
フェニレンジアミンの群から選ばれた1種類または2種
類以上のジアミンと一般式(1)で表されるジアミノシ
ロキサン化合物からなる有機溶剤に可溶なガラス転移温
度が350℃以下のポリイミド樹脂100重量部と、
(B)1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有
するエポキシ化合物1〜100重量部と、(C)カップ
リング剤0.1〜50重量部とを主たる成分として含有
していることを特徴とする耐熱性樹脂組成物。
れた耐熱性樹脂を提供する。 【解決手段】 (A)主たる酸成分が3,3',4,4'-ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物及び1,2,4,5-ベンゼンテ
トラカルボン酸二無水物であり、主たるアミン成分が、
2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン
ル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンとジメチル
フェニレンジアミンの群から選ばれた1種類または2種
類以上のジアミンと一般式(1)で表されるジアミノシ
ロキサン化合物からなる有機溶剤に可溶なガラス転移温
度が350℃以下のポリイミド樹脂100重量部と、
(B)1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有
するエポキシ化合物1〜100重量部と、(C)カップ
リング剤0.1〜50重量部とを主たる成分として含有
していることを特徴とする耐熱性樹脂組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性に優れ、か
つ有機溶剤に可溶で成形加工性に優れた耐熱性樹脂組成
物に関するものである。
つ有機溶剤に可溶で成形加工性に優れた耐熱性樹脂組成
物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は、耐熱性が高く難燃性
で電気絶縁性に優れていることからフィルムとしてフレ
キシブル印刷配線板や耐熱性接着テープの基材に、樹脂
ワニスとして半導体の層間絶縁膜、表面保護膜に広く使
用されている。しかし、従来のポリイミド樹脂は吸湿性
が高く、耐熱性に優れている反面不溶不融であったり融
点が極めて高く、加工性の点で決して使いやすい材料と
はいえなかった。また半導体の実装材料として層間絶縁
膜、表面保護膜などに使用されているが、これらは有機
溶剤に可溶なポリイミド樹脂の前駆体ポリアミック酸を
半導体表面に塗布し、加熱処理によって溶剤を除去する
と共にイミド化をして用いている。この時、イミド化を
完全に進めるために、また高沸点のアミド系溶剤を揮散
させるために300℃以上の高温乾燥工程を必要とす
る。このため高温にさらされ、他に使用する部材の熱損
傷や素子の劣化を招きアセンブリ工程の収率を劣化させ
る。また、皮膜の吸湿性が高いため、高温時に吸収した
水分が一気に蒸発して膨れやクラックの原因となるなど
の問題があった。
で電気絶縁性に優れていることからフィルムとしてフレ
キシブル印刷配線板や耐熱性接着テープの基材に、樹脂
ワニスとして半導体の層間絶縁膜、表面保護膜に広く使
用されている。しかし、従来のポリイミド樹脂は吸湿性
が高く、耐熱性に優れている反面不溶不融であったり融
点が極めて高く、加工性の点で決して使いやすい材料と
はいえなかった。また半導体の実装材料として層間絶縁
膜、表面保護膜などに使用されているが、これらは有機
溶剤に可溶なポリイミド樹脂の前駆体ポリアミック酸を
半導体表面に塗布し、加熱処理によって溶剤を除去する
と共にイミド化をして用いている。この時、イミド化を
完全に進めるために、また高沸点のアミド系溶剤を揮散
させるために300℃以上の高温乾燥工程を必要とす
る。このため高温にさらされ、他に使用する部材の熱損
傷や素子の劣化を招きアセンブリ工程の収率を劣化させ
る。また、皮膜の吸湿性が高いため、高温時に吸収した
水分が一気に蒸発して膨れやクラックの原因となるなど
の問題があった。
【0003】前記の欠点を改良する方法として、有機溶
剤に可溶で既にイミド化されたポリイミド樹脂組成物か
らフィルム状接着剤を形成し、これを被着体に熱圧着す
る方法等が提案されている。(特開平5−10585
0、112760、112761を参照)。しかしなが
ら、ポリイミド樹脂をホットメルト型の接着剤として使
用するこの様な場合、ポリイミド樹脂のガラス転移温度
が高いと加工に非常な高温を要し被着材に熱損傷を与え
る恐れが大きい。一方、低温加工性を付与するためポリ
イミド樹脂のガラス転移温度を下げるとポリイミド樹脂
の耐熱性という特徴を十分に生かすことができないとい
う問題点があった。
剤に可溶で既にイミド化されたポリイミド樹脂組成物か
らフィルム状接着剤を形成し、これを被着体に熱圧着す
る方法等が提案されている。(特開平5−10585
0、112760、112761を参照)。しかしなが
ら、ポリイミド樹脂をホットメルト型の接着剤として使
用するこの様な場合、ポリイミド樹脂のガラス転移温度
が高いと加工に非常な高温を要し被着材に熱損傷を与え
る恐れが大きい。一方、低温加工性を付与するためポリ
イミド樹脂のガラス転移温度を下げるとポリイミド樹脂
の耐熱性という特徴を十分に生かすことができないとい
う問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性に優
れ、かつ低温での成形加工性の優れた耐熱性樹脂を得る
べく鋭意研究を重ねた結果、特定構造のポリイミド樹脂
にエポキシ化合物およびカップリング剤を添加すると、
上記課題が解決できることを見出し、本発明に到達した
ものである。
れ、かつ低温での成形加工性の優れた耐熱性樹脂を得る
べく鋭意研究を重ねた結果、特定構造のポリイミド樹脂
にエポキシ化合物およびカップリング剤を添加すると、
上記課題が解決できることを見出し、本発明に到達した
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の耐熱性樹脂組成
物は、ガラス転移温度が350℃以下の有機溶剤に可溶
なポリイミド樹脂100重量部に対して、1分子中に少
なくとも2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物
1〜100重量部、カップリング剤1〜50重量部を主
たる成分として含有されていることを特徴とする耐熱性
樹脂組成物である。
物は、ガラス転移温度が350℃以下の有機溶剤に可溶
なポリイミド樹脂100重量部に対して、1分子中に少
なくとも2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物
1〜100重量部、カップリング剤1〜50重量部を主
たる成分として含有されていることを特徴とする耐熱性
樹脂組成物である。
【0006】本発明のポリイミド樹脂は、主たる酸成分
が3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物及び1,2,4,5−ベンゼンテトラ
カルボン酸二無水物である。他の酸成分として4,4’
−オキシジフタル酸二無水物、エチレングリコールビス
トリメリット酸二無水物からなる群より選ばれた1種ま
たは2種のテトラカルボン酸二無水物を酸成分の50モ
ル%を超えない範囲で併用することもできる。主たるア
ミン成分は、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニ
ル)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン
とジメチルフェニレンジアミンの群から選ばれた1種類
または2種類以上のジアミンと一般式(1)で表される
ジアミノシロキサン化合物である。他のアミン成分とし
て、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
ミノフェノキシ)ヘキサフルオロプロパン、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など
をジアミン成分の50モル%を超えない範囲で、それら
を単独、あるいは併用して使用することができる。さら
に該ジアミノシロキサン化合物はジアミン成分総量の5
〜50モル%用いることがより好ましい。ジアミン成分
の総量の5モル%より少ないと有機溶剤への溶解性が低
下し、50モル%を越えるとガラス転移温度が著しく低
下し耐熱性に問題が生じる。一般式(1)で表されるシ
ロキサン化合物として具体的には、下記一般式(2)で
表されるα,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメ
チルシロキサン(APPS)が好ましく、特にkの値が
4〜10の範囲が、ガラス転移温度、接着性、耐熱性の
点から好ましい。これらのシロキサン化合物は単独で用
いることは勿論、2種類以上を併用することもできる。
特にk=1と上記k=4〜10のものをブレンドして用
いることは接着性を重視する用途では好ましい。
が3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物及び1,2,4,5−ベンゼンテトラ
カルボン酸二無水物である。他の酸成分として4,4’
−オキシジフタル酸二無水物、エチレングリコールビス
トリメリット酸二無水物からなる群より選ばれた1種ま
たは2種のテトラカルボン酸二無水物を酸成分の50モ
ル%を超えない範囲で併用することもできる。主たるア
ミン成分は、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニ
ル)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン
とジメチルフェニレンジアミンの群から選ばれた1種類
または2種類以上のジアミンと一般式(1)で表される
ジアミノシロキサン化合物である。他のアミン成分とし
て、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
ミノフェノキシ)ヘキサフルオロプロパン、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など
をジアミン成分の50モル%を超えない範囲で、それら
を単独、あるいは併用して使用することができる。さら
に該ジアミノシロキサン化合物はジアミン成分総量の5
〜50モル%用いることがより好ましい。ジアミン成分
の総量の5モル%より少ないと有機溶剤への溶解性が低
下し、50モル%を越えるとガラス転移温度が著しく低
下し耐熱性に問題が生じる。一般式(1)で表されるシ
ロキサン化合物として具体的には、下記一般式(2)で
表されるα,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメ
チルシロキサン(APPS)が好ましく、特にkの値が
4〜10の範囲が、ガラス転移温度、接着性、耐熱性の
点から好ましい。これらのシロキサン化合物は単独で用
いることは勿論、2種類以上を併用することもできる。
特にk=1と上記k=4〜10のものをブレンドして用
いることは接着性を重視する用途では好ましい。
【0007】
【化1】 (式中、R1,R2:二価の、炭素数1〜4の脂肪族基また
は芳香族基 R3,R4,R5,R6:一価の脂肪族基または芳香族基 k:1〜20の整数)
は芳香族基 R3,R4,R5,R6:一価の脂肪族基または芳香族基 k:1〜20の整数)
【0008】
【化2】 (式中、k:1〜20の整数)
【0009】
【発明の実施の形態】重縮合反応における酸成分とアミ
ン成分の当量比は、得られるポリアミックの分子量を決
定する重要な因子である。ポリマの分子量と物性、特に
数平均分子量と機械的性質の間に相関があることは良く
知られている。数平均分子量が大きいほど機械的性質が
優れている。従って、実用的に優れた強度を得るために
は、ある程度高分子量であることが必要である。本発明
では、酸成分とアミン成分の当量比rが 0.900 ≦ r ≦ 1.060 より好ましくは、 0.975 ≦ r ≦ 1.025 の範囲にあることが好ましい。ただし、r=[全酸成分
の当量数]/[全アミン成分の当量数]である。rが
0.900未満では、分子量が低くて脆くなるため接着
力が弱くなる。また1.06を越えると、未反応のカル
ボン酸が加熱時に脱炭酸してガス発生、発泡の原因とな
り好ましくないことがある。本発明において分子量制御
のためジカルボン酸無水物あるいはモノアミンを添加す
ることは、上述の酸/アミンモル比の範囲であれば特に
これを妨げない。
ン成分の当量比は、得られるポリアミックの分子量を決
定する重要な因子である。ポリマの分子量と物性、特に
数平均分子量と機械的性質の間に相関があることは良く
知られている。数平均分子量が大きいほど機械的性質が
優れている。従って、実用的に優れた強度を得るために
は、ある程度高分子量であることが必要である。本発明
では、酸成分とアミン成分の当量比rが 0.900 ≦ r ≦ 1.060 より好ましくは、 0.975 ≦ r ≦ 1.025 の範囲にあることが好ましい。ただし、r=[全酸成分
の当量数]/[全アミン成分の当量数]である。rが
0.900未満では、分子量が低くて脆くなるため接着
力が弱くなる。また1.06を越えると、未反応のカル
ボン酸が加熱時に脱炭酸してガス発生、発泡の原因とな
り好ましくないことがある。本発明において分子量制御
のためジカルボン酸無水物あるいはモノアミンを添加す
ることは、上述の酸/アミンモル比の範囲であれば特に
これを妨げない。
【0010】テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの
反応は、非プロトン性極性溶媒中で公知の方法で行われ
る。非プロトン性極性溶媒は、N,N−ジメチルホルム
アミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(D
MAC)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、テ
トラヒドロフラン(THF)、ジグライム、シクロヘキ
サノン、1,4−ジオキサン(1,4−DO)などであ
る。非プロトン性極性溶媒は、一種類のみ用いてもよい
し、二種類以上を混合して用いてもよい。この時、上記
非プロトン性極性溶媒と相溶性がある非極性溶媒を混合
して使用しても良い。トルエン、キシレン、ソルベント
ナフサなどの芳香族炭化水素が良く使用される。混合溶
媒における非極性溶媒の割合は、30重量%以下である
ことが好ましい。これは非極性溶媒が30重量%以上で
は溶媒の溶解力が低下しポリアミック酸が析出する恐れ
があるためである。テトラカルボン酸二無水物とジアミ
ンとの反応は、良く乾燥したジアミン成分を脱水精製し
た前述反応溶媒に溶解し、これに閉環率98%、より好
ましくは99%以上の良く乾燥したテトラカルボン酸二
無水物を添加して反応を進める。
反応は、非プロトン性極性溶媒中で公知の方法で行われ
る。非プロトン性極性溶媒は、N,N−ジメチルホルム
アミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(D
MAC)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、テ
トラヒドロフラン(THF)、ジグライム、シクロヘキ
サノン、1,4−ジオキサン(1,4−DO)などであ
る。非プロトン性極性溶媒は、一種類のみ用いてもよい
し、二種類以上を混合して用いてもよい。この時、上記
非プロトン性極性溶媒と相溶性がある非極性溶媒を混合
して使用しても良い。トルエン、キシレン、ソルベント
ナフサなどの芳香族炭化水素が良く使用される。混合溶
媒における非極性溶媒の割合は、30重量%以下である
ことが好ましい。これは非極性溶媒が30重量%以上で
は溶媒の溶解力が低下しポリアミック酸が析出する恐れ
があるためである。テトラカルボン酸二無水物とジアミ
ンとの反応は、良く乾燥したジアミン成分を脱水精製し
た前述反応溶媒に溶解し、これに閉環率98%、より好
ましくは99%以上の良く乾燥したテトラカルボン酸二
無水物を添加して反応を進める。
【0011】このようにして得たポリアミック酸溶液を
続いて有機溶剤中で加熱脱水環化してイミド化しポリイ
ミドにする。イミド化反応によって生じた水は閉環反応
を妨害するため、水と相溶しない有機溶剤を系中に加え
て共沸させてディーン・スターク(Dean−Star
k)管などの装置を使用して系外に排出する。水と相溶
しない有機溶剤としてはジクロルベンゼンが知られてい
るが、エレクトロニクス用としては塩素成分が混入する
恐れがあるので、好ましくは前記芳香族炭化水素を使用
する。また、イミド化反応の触媒として無水酢酸、β-
ピコリン、ピリジンなどの化合物を使用することは妨げ
ない。
続いて有機溶剤中で加熱脱水環化してイミド化しポリイ
ミドにする。イミド化反応によって生じた水は閉環反応
を妨害するため、水と相溶しない有機溶剤を系中に加え
て共沸させてディーン・スターク(Dean−Star
k)管などの装置を使用して系外に排出する。水と相溶
しない有機溶剤としてはジクロルベンゼンが知られてい
るが、エレクトロニクス用としては塩素成分が混入する
恐れがあるので、好ましくは前記芳香族炭化水素を使用
する。また、イミド化反応の触媒として無水酢酸、β-
ピコリン、ピリジンなどの化合物を使用することは妨げ
ない。
【0012】本発明において、イミド閉環は程度が高い
ほど良く、イミド化率が低いと使用時の熱でイミド化が
起こり水が発生して好ましくないため、95%以上、よ
り好ましくは98%以上のイミド化率が達成されている
ことが望ましい。本発明では得られたポリイミド溶液に
そのままエポキシ化合物やカップリング剤を添加し耐熱
性樹脂組成物溶液とすることができる。また、該ポリイ
ミド溶液を貧溶媒中に投入してポリイミド樹脂を再沈析
出させて未反応モノマを取り除いて精製し、乾燥して固
形のポリイミド樹脂として使用することもできる。高温
工程を嫌う用途や特に不純物や異物が問題になる用途で
は、再び有機溶剤に溶解して濾過精製ワニスとすること
が好ましい。この時使用する溶剤は加工作業性を考え、
沸点の低い溶剤を選択することが可能である。
ほど良く、イミド化率が低いと使用時の熱でイミド化が
起こり水が発生して好ましくないため、95%以上、よ
り好ましくは98%以上のイミド化率が達成されている
ことが望ましい。本発明では得られたポリイミド溶液に
そのままエポキシ化合物やカップリング剤を添加し耐熱
性樹脂組成物溶液とすることができる。また、該ポリイ
ミド溶液を貧溶媒中に投入してポリイミド樹脂を再沈析
出させて未反応モノマを取り除いて精製し、乾燥して固
形のポリイミド樹脂として使用することもできる。高温
工程を嫌う用途や特に不純物や異物が問題になる用途で
は、再び有機溶剤に溶解して濾過精製ワニスとすること
が好ましい。この時使用する溶剤は加工作業性を考え、
沸点の低い溶剤を選択することが可能である。
【0013】本発明のポリイミド樹脂では、ケトン系溶
剤として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン
を、エーテル系溶剤として、1,4−ジオキサン、テト
ラヒドロフラン、ジグライムを沸点200℃以下の低沸
点溶剤として使用することができる。これらの溶剤は単
独で使用しても良いし、2種以上を混合して用いること
もできる。本発明の耐熱性樹脂組成物において使用する
成分(B)エポキシ化合物は、少なくとも1分子中に2
個以上のエポキシ基を有するものであれば特に限定され
るものではないが、ポリイミド樹脂の溶媒への溶解性が
良好なものが好ましい。例えば、ビスフェノールA型の
ジグリシジルエーテル、ビスフェノールF型のジグリシ
ジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
ビフェニル型エポキシ化合物等が挙げられる。
剤として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン
を、エーテル系溶剤として、1,4−ジオキサン、テト
ラヒドロフラン、ジグライムを沸点200℃以下の低沸
点溶剤として使用することができる。これらの溶剤は単
独で使用しても良いし、2種以上を混合して用いること
もできる。本発明の耐熱性樹脂組成物において使用する
成分(B)エポキシ化合物は、少なくとも1分子中に2
個以上のエポキシ基を有するものであれば特に限定され
るものではないが、ポリイミド樹脂の溶媒への溶解性が
良好なものが好ましい。例えば、ビスフェノールA型の
ジグリシジルエーテル、ビスフェノールF型のジグリシ
ジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
ビフェニル型エポキシ化合物等が挙げられる。
【0014】前記エポキシ化合物の量比は成分(A)ポ
リイミド樹脂100重量部に対して1〜100重量部、
特に2〜40重量部の範囲であることが好ましい。さら
に言うと、2〜20重量部では、低温加工性はやや劣る
が、エポキシ化合物及び分解物の発生ガス量を抑えて接
着性を向上させ、ポリイミド自身の特徴を出しやすいと
いう点で優れる。20〜40重量部では、ポリイミド自
身の特徴はやや失われるが、低温加工性が優れ、高温を
かけて加工を行わないためにエポキシ化合物及び分解物
の発生ガス量を抑えられると言う点が優れる。1重量部
未満では、未硬化のエポキシ化合物を添加し樹脂組成物
の軟化温度を下げ低温加工性をあげるという効果があら
われにくく、100重量部をこえるとポリイミド樹脂の
耐熱性を損なうこととなり好ましくない。
リイミド樹脂100重量部に対して1〜100重量部、
特に2〜40重量部の範囲であることが好ましい。さら
に言うと、2〜20重量部では、低温加工性はやや劣る
が、エポキシ化合物及び分解物の発生ガス量を抑えて接
着性を向上させ、ポリイミド自身の特徴を出しやすいと
いう点で優れる。20〜40重量部では、ポリイミド自
身の特徴はやや失われるが、低温加工性が優れ、高温を
かけて加工を行わないためにエポキシ化合物及び分解物
の発生ガス量を抑えられると言う点が優れる。1重量部
未満では、未硬化のエポキシ化合物を添加し樹脂組成物
の軟化温度を下げ低温加工性をあげるという効果があら
われにくく、100重量部をこえるとポリイミド樹脂の
耐熱性を損なうこととなり好ましくない。
【0015】また本発明の耐熱性樹脂組成物において使
用する成分(C)カップリング剤は、成分(A)のポリ
イミド樹脂や成分(B)のエポキシ化合物との相溶性、
ポリイミド樹脂の溶媒への溶解性が良好なものが好まし
い。例えばシラン系のカップリング剤やチタン系、ジル
コン系のカップリング剤等が挙げられる。特にシラン系
カップリング剤が相溶性や溶解性の点で好ましい。カッ
プリング剤の配合割合は成分(A)のポリイミド樹脂1
00重量部に対して0.1〜50重量部、より好ましく
は0.5〜30重量部である。0.1重量部未満では、
高温時の樹脂の弾性率が低下している時の樹脂フローの
制御が困難であり、また当該樹脂組成物を接着用途に用
いる場合、被着対との密着性を向上させる効果が現れな
い。50重量部をこえると樹脂組成物の耐熱性を損な
い、好ましくない。本発明の耐熱性樹脂組成物にはその
加工性、耐熱性を損なわない範囲で微細な無機充填材が
配合されていても良い。
用する成分(C)カップリング剤は、成分(A)のポリ
イミド樹脂や成分(B)のエポキシ化合物との相溶性、
ポリイミド樹脂の溶媒への溶解性が良好なものが好まし
い。例えばシラン系のカップリング剤やチタン系、ジル
コン系のカップリング剤等が挙げられる。特にシラン系
カップリング剤が相溶性や溶解性の点で好ましい。カッ
プリング剤の配合割合は成分(A)のポリイミド樹脂1
00重量部に対して0.1〜50重量部、より好ましく
は0.5〜30重量部である。0.1重量部未満では、
高温時の樹脂の弾性率が低下している時の樹脂フローの
制御が困難であり、また当該樹脂組成物を接着用途に用
いる場合、被着対との密着性を向上させる効果が現れな
い。50重量部をこえると樹脂組成物の耐熱性を損な
い、好ましくない。本発明の耐熱性樹脂組成物にはその
加工性、耐熱性を損なわない範囲で微細な無機充填材が
配合されていても良い。
【0016】本発明のポリイミド樹脂にエポキシ化合物
とカップリング剤を添加した耐熱性樹脂組成物は、見か
け上のガラス転移温度が該ポリイミド樹脂のガラス転移
温度より低下し低温加工性が向上する。一方、ガラス転
移温度より高温域での接着力は該ポリイミド樹脂より向
上し、IRリフローなどの熱衝撃を与えても剥離が認め
られないなどの高温域での物性が向上する。この特異な
現象に対する詳細な機構は未だ明らかではない部分もあ
るが、エポキシ化合物とカップリング剤が反応した低分
子量の生成物は、特定構造のポリイミド樹脂に対して可
塑剤として作用し該ポリイミド樹脂のガラス転移温度よ
り低温域での弾性率を低下せしめ、よって接着性、加工
性など低温での作業性の向上をもたらす。一方、ガラス
転移温度より高温域ではその与えられた熱によって三次
元網目構造が形成され、ポリイミド樹脂の流動性を低下
せしめ、よって該ポリイミド樹脂の耐熱性を維持、ある
いは向上せしめ。以上の機構によって低温加工性と高温
時の耐熱信頼性の両立がはかられる。以下実施例により
本発明を詳細に説明するが、これらの実施例に限定され
るものではない。
とカップリング剤を添加した耐熱性樹脂組成物は、見か
け上のガラス転移温度が該ポリイミド樹脂のガラス転移
温度より低下し低温加工性が向上する。一方、ガラス転
移温度より高温域での接着力は該ポリイミド樹脂より向
上し、IRリフローなどの熱衝撃を与えても剥離が認め
られないなどの高温域での物性が向上する。この特異な
現象に対する詳細な機構は未だ明らかではない部分もあ
るが、エポキシ化合物とカップリング剤が反応した低分
子量の生成物は、特定構造のポリイミド樹脂に対して可
塑剤として作用し該ポリイミド樹脂のガラス転移温度よ
り低温域での弾性率を低下せしめ、よって接着性、加工
性など低温での作業性の向上をもたらす。一方、ガラス
転移温度より高温域ではその与えられた熱によって三次
元網目構造が形成され、ポリイミド樹脂の流動性を低下
せしめ、よって該ポリイミド樹脂の耐熱性を維持、ある
いは向上せしめ。以上の機構によって低温加工性と高温
時の耐熱信頼性の両立がはかられる。以下実施例により
本発明を詳細に説明するが、これらの実施例に限定され
るものではない。
【0017】
(ポリイミド樹脂PI−1の合成)乾燥窒素ガス導入
管、冷却器、温度計、撹拌機を備えた四口フラスコに、
脱水精製したNMP764gを入れ、窒素ガスを流しな
がら10分間激しくかき混ぜる。次に2,2−ビス(4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン(BA
PP)82.10g(0.200モル)、2,5-ジメチル
-p-フェニレンジアミン(DPX)18.16g(0.
133モル)、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポ
リジメチルシロキサン(APPS、式(2))93.0
0g(平均分子量837、0.111モル)を投入し、
系を60℃に加熱し、均一になるまでかき混ぜる。均一
に溶解後、系を氷水浴で5℃に冷却し、3,3’,4,
4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPD
A)89.70g(0.305モル)、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BT
DA)21.05g(0.065モル)、1,2,4,
5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)1
4.25g(0.065モル)を粉末状のまま15分間
かけて添加し、その後3時間撹拌を続けた。この間フラ
スコは5℃に保った。その後、窒素ガス導入管と冷却器
を外し、キシレンを満たしたディーン・スターク管をフ
ラスコに装着し、系にキシレン179gを添加した。油
浴に代えて系を175℃に加熱し発生する水を系外に除
いた。4時間加熱したところ、系からの水の発生は認め
られなくなった。冷却後この反応溶液を大量のメタノー
ル中に投入し、ポリイミド樹脂を析出させた。固形分を
濾過後、80℃で12時間減圧乾燥し溶剤を除き、29
1.22g(収率91.5%)の固形樹脂を得た。KB
r錠剤法で赤外吸収スペクトルを測定したところ、環状
イミド結合に由来する5.6μmの吸収を認めたが、ア
ミド結合に由来する6.06μmの吸収を認めることは
できず、この樹脂はほぼ100%イミド化していること
が確かめられた。このようにして得たポリイミド樹脂
は、ガラス転移温度が190℃、引張り弾性率が210
kgf/mm2、ジメチルホルムアミド(DMF)、
1,4−ジオキサン(1,4−DO)に良く溶解するこ
とが確かめられた。
管、冷却器、温度計、撹拌機を備えた四口フラスコに、
脱水精製したNMP764gを入れ、窒素ガスを流しな
がら10分間激しくかき混ぜる。次に2,2−ビス(4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン(BA
PP)82.10g(0.200モル)、2,5-ジメチル
-p-フェニレンジアミン(DPX)18.16g(0.
133モル)、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポ
リジメチルシロキサン(APPS、式(2))93.0
0g(平均分子量837、0.111モル)を投入し、
系を60℃に加熱し、均一になるまでかき混ぜる。均一
に溶解後、系を氷水浴で5℃に冷却し、3,3’,4,
4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPD
A)89.70g(0.305モル)、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BT
DA)21.05g(0.065モル)、1,2,4,
5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)1
4.25g(0.065モル)を粉末状のまま15分間
かけて添加し、その後3時間撹拌を続けた。この間フラ
スコは5℃に保った。その後、窒素ガス導入管と冷却器
を外し、キシレンを満たしたディーン・スターク管をフ
ラスコに装着し、系にキシレン179gを添加した。油
浴に代えて系を175℃に加熱し発生する水を系外に除
いた。4時間加熱したところ、系からの水の発生は認め
られなくなった。冷却後この反応溶液を大量のメタノー
ル中に投入し、ポリイミド樹脂を析出させた。固形分を
濾過後、80℃で12時間減圧乾燥し溶剤を除き、29
1.22g(収率91.5%)の固形樹脂を得た。KB
r錠剤法で赤外吸収スペクトルを測定したところ、環状
イミド結合に由来する5.6μmの吸収を認めたが、ア
ミド結合に由来する6.06μmの吸収を認めることは
できず、この樹脂はほぼ100%イミド化していること
が確かめられた。このようにして得たポリイミド樹脂
は、ガラス転移温度が190℃、引張り弾性率が210
kgf/mm2、ジメチルホルムアミド(DMF)、
1,4−ジオキサン(1,4−DO)に良く溶解するこ
とが確かめられた。
【0018】(ポリイミド樹脂PI−2の合成)前記の
ポリイミド樹脂の合成と同様にして、NMP712gに
ジアミン成分として、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベ
ンゼン(APB)87.701g(0.300モル)、
α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロ
キサン(APPS、式(2))77.004g(平均分
子量837、0.092モル)、1,3−ビス(3−ア
ミノプロピル)テトラメチルジメチルシロキサン(AP
DS,式(2)においてk=1)1.988g(0.0
08モル)を投入し、酸性分を3,3’,4,4’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)77.
674g(0.264モル)、3,3’,4,4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)4
2.534g(0.132モル)、1,2,4,5−ベ
ンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)9.59
7g(0.044モル)として加え、その後3時間撹拌
を続けた。その後、系を加熱イミド化を行い、275.
74g(収率93.0%)の固形樹脂を得た。得られた
ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が135℃、引張り
弾性率が170kgf/mm2、ジメチルホルムアミド
(DMF)、1,4−ジオキサン(1,4−DO)に良
く溶解することが確かめられた。第1表にポリイミド樹
脂PI−1、およびPI−2の物性を示した。
ポリイミド樹脂の合成と同様にして、NMP712gに
ジアミン成分として、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベ
ンゼン(APB)87.701g(0.300モル)、
α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロ
キサン(APPS、式(2))77.004g(平均分
子量837、0.092モル)、1,3−ビス(3−ア
ミノプロピル)テトラメチルジメチルシロキサン(AP
DS,式(2)においてk=1)1.988g(0.0
08モル)を投入し、酸性分を3,3’,4,4’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)77.
674g(0.264モル)、3,3’,4,4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)4
2.534g(0.132モル)、1,2,4,5−ベ
ンゼンテトラカルボン酸二無水物(PMDA)9.59
7g(0.044モル)として加え、その後3時間撹拌
を続けた。その後、系を加熱イミド化を行い、275.
74g(収率93.0%)の固形樹脂を得た。得られた
ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が135℃、引張り
弾性率が170kgf/mm2、ジメチルホルムアミド
(DMF)、1,4−ジオキサン(1,4−DO)に良
く溶解することが確かめられた。第1表にポリイミド樹
脂PI−1、およびPI−2の物性を示した。
【0019】
【表1】
【0020】(実施例1)ガラス製フラスコにポリイミ
ド樹脂PI−1、100gとDMF450gを入れ、室
温で充分に撹拌しポリイミドを完全に溶解させる。均一
に溶解した後、ヒ゛フェニル型エポキシ化合物(エピコートYX
-4000H、油化シェルエポキシ 製)20gを加え室温に
て2時間撹拌した。その後均一に溶解していることを確
認して、シランカップリング剤(トリエトキシビニルシ
ラン、KBE1003、信越化学製)1gを撹拌しなが
ら徐々に加えた。引き続き2時間撹拌し耐熱性樹脂溶液
を調製した。この溶液組成物は、室温にて10日間放置
してもゲル化せず均一な溶液の状態のままであった。こ
のワニスをリバースロールコーターでポリイミドフィル
ム(商品名ユーピレックスSGA、厚み50μm、宇部
興産株式会社製)の片面に塗布し、接着剤層の厚みが3
0μmの接着テープを得た。乾燥温度は最高185℃で
乾燥時間6分であった。
ド樹脂PI−1、100gとDMF450gを入れ、室
温で充分に撹拌しポリイミドを完全に溶解させる。均一
に溶解した後、ヒ゛フェニル型エポキシ化合物(エピコートYX
-4000H、油化シェルエポキシ 製)20gを加え室温に
て2時間撹拌した。その後均一に溶解していることを確
認して、シランカップリング剤(トリエトキシビニルシ
ラン、KBE1003、信越化学製)1gを撹拌しなが
ら徐々に加えた。引き続き2時間撹拌し耐熱性樹脂溶液
を調製した。この溶液組成物は、室温にて10日間放置
してもゲル化せず均一な溶液の状態のままであった。こ
のワニスをリバースロールコーターでポリイミドフィル
ム(商品名ユーピレックスSGA、厚み50μm、宇部
興産株式会社製)の片面に塗布し、接着剤層の厚みが3
0μmの接着テープを得た。乾燥温度は最高185℃で
乾燥時間6分であった。
【0021】(実施例2)ポリイミド樹脂PI−1、1
00gにDMF450gを入れ溶解後に、フェノールノ
ボラック型エポキシ化合物(EOCN−1020、日本
化薬 製)5g、シランカップリング剤(トリスメトキ
シエトキシビニルシラン、KBC1003、信越化学
製)10gを実施例1と同様にして添加し耐熱性樹脂溶
液を調製した。この樹脂溶液から実施例1と同様にして
接着テープを得た。
00gにDMF450gを入れ溶解後に、フェノールノ
ボラック型エポキシ化合物(EOCN−1020、日本
化薬 製)5g、シランカップリング剤(トリスメトキ
シエトキシビニルシラン、KBC1003、信越化学
製)10gを実施例1と同様にして添加し耐熱性樹脂溶
液を調製した。この樹脂溶液から実施例1と同様にして
接着テープを得た。
【0022】(実施例3)ポリイミド樹脂PI−2、1
00gにDMF360gを加え実施例1と同様にして、
ビスフェノールA型エポキシ化合物(エヒ゜コ―ト100
9、油化シェルエポキシ(株)製)5g、シランカップ
リング剤(トリエトキシビニルシラン、KBE100
3、信越化学(株)製)2gを添加し耐熱性樹脂溶液を
調製した。この樹脂溶液から実施例1と同様にして接着
テープを得た。
00gにDMF360gを加え実施例1と同様にして、
ビスフェノールA型エポキシ化合物(エヒ゜コ―ト100
9、油化シェルエポキシ(株)製)5g、シランカップ
リング剤(トリエトキシビニルシラン、KBE100
3、信越化学(株)製)2gを添加し耐熱性樹脂溶液を
調製した。この樹脂溶液から実施例1と同様にして接着
テープを得た。
【0023】(実施例4)ポリイミド樹脂PI−2、1
00gにDMF375gを加え実施例1と同様にして、
ビスフェノールA型エポキシ化合物(エヒ゜コ―ト828、
油化シェルエポキシ(株)製)40g、シランカップリ
ング剤(N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、KBM573、信越化学(株)製)1gを実
施例1と同様にして添加し耐熱性樹脂溶液を調製した。
またこの樹脂溶液から実施例1と同様にして接着テープ
を得た。第2表に実施例1〜4で得られた耐熱性樹脂組
成物の物性(溶解性、ガラス転移温度、吸水率、引張り
特性)を示した。またこの耐熱性樹脂組成物より得られ
た接着テープの銅箔に対する接着強度を示した。
00gにDMF375gを加え実施例1と同様にして、
ビスフェノールA型エポキシ化合物(エヒ゜コ―ト828、
油化シェルエポキシ(株)製)40g、シランカップリ
ング剤(N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、KBM573、信越化学(株)製)1gを実
施例1と同様にして添加し耐熱性樹脂溶液を調製した。
またこの樹脂溶液から実施例1と同様にして接着テープ
を得た。第2表に実施例1〜4で得られた耐熱性樹脂組
成物の物性(溶解性、ガラス転移温度、吸水率、引張り
特性)を示した。またこの耐熱性樹脂組成物より得られ
た接着テープの銅箔に対する接着強度を示した。
【0024】
【表2】
【0025】溶解性の欄のSは該当する溶媒に溶解する
ことを示す。ガラス転移温度はDSC測定により求め
た。引張り試験は室温、引張り速度5mm/minにて
測定した。銅との接着強度は、接着テープを35μm銅
箔に熱圧着して試験片を作製し(銅箔の処理面に250
℃2秒間熱圧着し、圧を開放後250℃で30秒間アニ
ールした。接着面にかかる圧力はゲージ圧力と接着面積
から計算の結果4kgf/c であった。)、テンシロ
ンにて180度ピール強度を測定したものである(引張
り速度50mm/min)。それぞれの実施例の試験片
の破断面は接着樹脂層が凝集破壊し、発泡は全く認めら
れなかった。接着強度は常態とプレッシャークッカー
(125℃、48時間、飽和100%)で処理した後の
180度ピール強度を測定した。
ことを示す。ガラス転移温度はDSC測定により求め
た。引張り試験は室温、引張り速度5mm/minにて
測定した。銅との接着強度は、接着テープを35μm銅
箔に熱圧着して試験片を作製し(銅箔の処理面に250
℃2秒間熱圧着し、圧を開放後250℃で30秒間アニ
ールした。接着面にかかる圧力はゲージ圧力と接着面積
から計算の結果4kgf/c であった。)、テンシロ
ンにて180度ピール強度を測定したものである(引張
り速度50mm/min)。それぞれの実施例の試験片
の破断面は接着樹脂層が凝集破壊し、発泡は全く認めら
れなかった。接着強度は常態とプレッシャークッカー
(125℃、48時間、飽和100%)で処理した後の
180度ピール強度を測定した。
【0026】(比較例1、2)ポリイミド樹脂PI−1
およびPI−2のみの接着テープを実施例1と同様にし
て作製し、銅との接着強度を測定しその結果を第1表に
示した。表1、2の結果から、実施例の接着テープの接
着強度は吸湿加熱後でもその強度はわずかしか低下して
いないが、比較例のポリイミド樹脂テープの接着強度
は、常態に比べて吸湿加熱後は著しく低下している。以
上の実施例から本発明により、耐熱性と成形加工性に優
れたフィルム接着剤を得られることが示される。
およびPI−2のみの接着テープを実施例1と同様にし
て作製し、銅との接着強度を測定しその結果を第1表に
示した。表1、2の結果から、実施例の接着テープの接
着強度は吸湿加熱後でもその強度はわずかしか低下して
いないが、比較例のポリイミド樹脂テープの接着強度
は、常態に比べて吸湿加熱後は著しく低下している。以
上の実施例から本発明により、耐熱性と成形加工性に優
れたフィルム接着剤を得られることが示される。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性と成形加工性を
両立させた信頼性の高いフィルム接着剤を提供すること
が可能である。低沸点溶媒に可溶であるため残留溶媒を
ほぼ完璧になくすことが可能で、また既にイミド化され
ているため、加工時にイミド化のための高温過程が不要
で水分の発生も無い。またタックのないフィルムとして
使用することができるので連続作業性やクリーンな環境
を必要とする場合に非常に有効である。このため高信頼
性と耐熱性を要求するエレクトロニクス用材料として工
業的に極めて利用価値が高い。本発明の樹脂組成物の使
用方法は特に限定されるものではないが、樹脂構成成分
の全てが有機溶剤に均一に溶解されている樹脂ワニスと
して、コーティングやディッピングに、流延成形によっ
てフィルムに、耐熱性と加工性の両立した絶縁材料、接
着フィルム等として使用することができる。
両立させた信頼性の高いフィルム接着剤を提供すること
が可能である。低沸点溶媒に可溶であるため残留溶媒を
ほぼ完璧になくすことが可能で、また既にイミド化され
ているため、加工時にイミド化のための高温過程が不要
で水分の発生も無い。またタックのないフィルムとして
使用することができるので連続作業性やクリーンな環境
を必要とする場合に非常に有効である。このため高信頼
性と耐熱性を要求するエレクトロニクス用材料として工
業的に極めて利用価値が高い。本発明の樹脂組成物の使
用方法は特に限定されるものではないが、樹脂構成成分
の全てが有機溶剤に均一に溶解されている樹脂ワニスと
して、コーティングやディッピングに、流延成形によっ
てフィルムに、耐熱性と加工性の両立した絶縁材料、接
着フィルム等として使用することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)主たる酸成分が3,3',4,4'-ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物及び1,2,4,5-ベンゼンテ
トラカルボン酸二無水物であり、主たるアミン成分が、
2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、
1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンとジメチルフェ
ニレンジアミンの群から選ばれた1種類または2種類以
上のジアミンと一般式(1)で表されるジアミノシロキ
サン化合物からなる、有機溶剤に可溶な、ガラス転移温
度が350℃以下のポリイミド樹脂100重量部と、
(B)1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有
するエポキシ化合物1〜100重量部と、(C)カップ
リング剤0.1〜50重量部とを主たる成分として含有
していることを特徴とする耐熱性樹脂組成物 - 【請求項2】 成分(A)が3,3',4,4'-ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物aモル、3,3',4,4'-ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物bモル及び1,2,4,5-ベンゼ
ンテトラカルボン酸二無水物cモルを酸成分とし、2,2-
ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパンdモル
と、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンとジメチル
フェニレンジアミンの群から選ばれた1種類または2種
類のジアミンeモルと、一般式(1)で表されるシロキ
サン化合物fモルとをアミン成分とし、a、b、c、
d、e、fのモル比が 0.5 ≦ a/(a+b+c)≦
0.8、0.1≦ b/(a+b+c)≦ 0.5、0.05 ≦ c/
(a+b+c)≦ 0.25、かつ 0.05 ≦ f/(d+e+
f)≦ 0.5 の割合で両成分を反応させてイミド閉環せ
しめたポリイミド樹脂である請求項1記載の耐熱性樹脂
組成物。 【化1】 (式中、R1,R2:二価の、炭素数1〜4の脂肪族基また
は芳香族基 R3,R4,R5,R6:一価の脂肪族基または芳香族基 k:1〜20の整数) - 【請求項3】 成分(C)がシランカップリング剤であ
る請求項1および請求項2記載の耐熱性樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7491596A JPH09263697A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 耐熱性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7491596A JPH09263697A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 耐熱性樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263697A true JPH09263697A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13561172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7491596A Withdrawn JPH09263697A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 耐熱性樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09263697A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012017434A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Dic Corp | 熱硬化性樹脂組成物およびプリント配線板用層間接着フィルム |
| JP2024528668A (ja) * | 2021-07-20 | 2024-07-30 | ピーアイ・アドバンスド・マテリアルズ・カンパニー・リミテッド | ポリアミック酸組成物及びそれを含むポリイミド被覆物 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP7491596A patent/JPH09263697A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012017434A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Dic Corp | 熱硬化性樹脂組成物およびプリント配線板用層間接着フィルム |
| JP2024528668A (ja) * | 2021-07-20 | 2024-07-30 | ピーアイ・アドバンスド・マテリアルズ・カンパニー・リミテッド | ポリアミック酸組成物及びそれを含むポリイミド被覆物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041029 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20041221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |