JP2010106225A - New fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, and resulting polyimide and use thereof - Google Patents

New fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, and resulting polyimide and use thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2010106225A
JP2010106225A JP2008309647A JP2008309647A JP2010106225A JP 2010106225 A JP2010106225 A JP 2010106225A JP 2008309647 A JP2008309647 A JP 2008309647A JP 2008309647 A JP2008309647 A JP 2008309647A JP 2010106225 A JP2010106225 A JP 2010106225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyimide
formula
film
tetracarboxylic dianhydride
represented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008309647A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4868183B2 (en
Inventor
Masatoshi Hasegawa
匡俊 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Priority to JP2008309647A priority Critical patent/JP4868183B2/en
Publication of JP2010106225A publication Critical patent/JP2010106225A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4868183B2 publication Critical patent/JP4868183B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Furan Compounds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide having a combination of low dielectric constant, low CTE (coefficient of thermal expansion), high Tg (glass transition temperature), sufficient toughness and solution processability, and practically useful as the interlaminar electrical insulation film material for large scale integrated (LSI) circuits, and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: A tetracarboxylic dianhydride is represented by formula (1). A polyimide precursor is composed of repeat units each represented by formula (2). The resulting polyimide includes repeat units each represented by formula (3). X is an ether group or NH group in the formula (1) to formula (3), and Y in formulae (1) and (2) is a bivalent aromatic or aliphatic group. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は低誘電率、低熱膨張係数、高ガラス転移温度、十分な靭性且つ溶液加工性を併せ持つ、大規模集積回路の層間絶縁膜材料として実用上有益なポリイミドとその利用に関する。   The present invention relates to a polyimide practically useful as an interlayer insulating film material for a large-scale integrated circuit having low dielectric constant, low thermal expansion coefficient, high glass transition temperature, sufficient toughness and solution processability, and use thereof.

近年電子機器における耐熱絶縁材料として、ポリイミドの重要性が益々高まっている。ポリイミドは優れた耐熱性のみならず、耐薬品性、耐放射線性、電気絶縁信頼性、優れた機械的性質などの特性を併せ持つことから、フレキシブルプリント配線用基材、テープオートメーションボンディング回路基材、チップオンフィルム回路基材、光導波路材料、半導体素子の保護膜、多層回路における層間絶縁膜等、様々な用途に現在広く利用されている。
ポリイミドは、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の溶媒中無触媒で等モル重付加反応させて溶媒可溶性の前駆体(ポリアミド酸)を重合し、このワニスを溶液キャスト製膜・乾燥・加熱脱水閉環反応(イミド化反応)することで比較的容易に製造することができる。これに加えてポリイミド樹脂は、膜純度が極めて高いことが特徴であり、イオンマイグレーションやコロージョン等のトラブルを引き起こす残留ハロゲンやナトリウムイオン等の金属イオンを嫌う半導体素子の絶縁用途に適している。また入手可能な様々なモノマーを用いて物性改良を行いやすく、近年益々多様化する要求特性に対応しやすいという点においても有利である。
In recent years, the importance of polyimide as a heat-resistant insulating material in electronic devices has been increasing. Polyimide has not only excellent heat resistance, but also chemical resistance, radiation resistance, electrical insulation reliability, excellent mechanical properties, etc., so flexible printed wiring substrates, tape automation bonding circuit substrates, Currently, it is widely used in various applications such as chip-on-film circuit substrates, optical waveguide materials, protective films for semiconductor elements, and interlayer insulating films in multilayer circuits.
Polyimide is obtained by polymerizing a solvent-soluble precursor (polyamic acid) by subjecting diamine and tetracarboxylic dianhydride to an equimolar polyaddition reaction without solvent in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The varnish can be produced relatively easily by solution casting film formation, drying, and heat dehydration cyclization (imidation reaction). In addition, polyimide resin is characterized by extremely high film purity, and is suitable for insulating applications of semiconductor elements that hate metal ions such as residual halogen and sodium ions that cause troubles such as ion migration and corrosion. Further, it is advantageous in that it is easy to improve the physical properties using various available monomers and easily cope with the increasingly demanded characteristics in recent years.

集積回路においてポリイミドは、ピンセット等による機械的損傷や化学薬品等の化学的損傷および静電破壊等の電気的損傷からチップを保護し更に封止剤中の微量成分から発生するα線を遮蔽しソフトエラーを防止する機能も有するパッシベーション膜、窒化珪素等の機械的強度の低い無機パッシベーション膜用いた際に、封止剤からの応力や外的衝撃から無機膜を保護するためのバッファーコート膜、あるいは金属配線と絶縁層を交互に製膜・加工して多層配線化する際の層間絶縁膜材料として用いられている。
集積回路の層間絶縁膜には平坦化用層間絶縁膜とLSI用低誘電率層間絶縁膜がある。現在配線回路の多層化技術により半導体素子の高集積化が行われている。この際、下層と上層配線を絶縁するために化学蒸着(CVD)無機膜を使用すると、絶縁層は蒸着面に均一な厚みで形成されるため下層配線部分が段差となって現れ、上層配線はこの段差の肩で折れ曲がり断線しやすいといった重大な問題が生じる。そこで流動性のある高分子ワニスを用いることで段差を吸収して平坦化し断線の問題を解消することが可能となる。ポリイミド前駆体ワニスをスピンコーティング・乾燥後、熱イミド化して形成されるポリイミド層は平坦化を実現し、また高い耐熱性と優れた電気的絶縁信頼性を有し、ピンホールのない膜となることから、層間絶縁膜として優れた利点を有する。
In integrated circuits, polyimide protects the chip from mechanical damage such as tweezers, chemical damage such as chemicals, and electrical damage such as electrostatic breakdown, and also shields alpha rays generated from trace components in the sealant. A passivation film that also has a function to prevent soft errors, a buffer coat film for protecting the inorganic film from stress from the sealant and external impact when using an inorganic passivation film with low mechanical strength such as silicon nitride, Alternatively, it is used as an interlayer insulating film material when a metal wiring and an insulating layer are alternately formed and processed to form a multilayer wiring.
The interlayer insulating film of the integrated circuit includes a planarizing interlayer insulating film and an LSI low dielectric constant interlayer insulating film. Currently, high integration of semiconductor elements is performed by a multilayer circuit technology. At this time, if a chemical vapor deposition (CVD) inorganic film is used to insulate the lower layer from the upper layer wiring, the insulating layer is formed with a uniform thickness on the vapor deposition surface, so that the lower layer wiring portion appears as a step, and the upper layer wiring There is a serious problem that the shoulder of the step is bent and easily disconnected. Therefore, by using a fluid polymer varnish, it is possible to absorb the level difference and flatten it, and to solve the problem of disconnection. The polyimide layer formed by spin-coating, drying, and thermal imidization of the polyimide precursor varnish realizes flattening, has high heat resistance and excellent electrical insulation reliability, and becomes a film without pinholes. Therefore, it has an excellent advantage as an interlayer insulating film.

多層配線において金属配線の抵抗値Rと配線間容量(絶縁層の静電容量)Cとの積に基づくRC遅延は、集積回路の更なる高速処理化や低消費電力化に対応するために解決しなければならない重要な課題となっている。RC遅延を低減するためには、RとCを各々独立に低減するアプローチが必要となる。従来のアルミニウム配線から電気配線抵抗のより低い銅配線へ置き換えることで配線抵抗値Rをおよそ半減することができる。一方、配線層間の配線間容量Cは絶縁膜の厚みを増加することで、また層内の配線容量は配線間隔を広げることで低下するが、これらは高集積化の方向とは逆行する。Cを低減するより現実的な方策は層間絶縁材料を低誘電率化することであり、従来のCVD酸化ケイ素膜(誘電率=4.2)から静電容量(誘電率)のより低い低誘電率材料への置換が現在進んでいる。
ポリイミド層間絶縁膜は多層配線工程における高温プロセスに対する耐熱性や比較的低い誘電率(3.0〜3.5)を兼ね備えている点で有利ではあるが、更なる高集積化、高速処理化および低消費電力化に対応可能な低誘電率ポリイミド材料の開発が急務となっている。
RC delay based on the product of resistance value R of metal wiring and capacitance between wiring (capacitance of insulating layer) C in multi-layer wiring is solved to cope with higher speed processing and lower power consumption of integrated circuits. It has become an important issue that must be done. In order to reduce the RC delay, an approach to reduce R and C independently is required. By replacing the conventional aluminum wiring with a copper wiring having a lower electric wiring resistance, the wiring resistance value R can be halved. On the other hand, the inter-wiring capacitance C between the wiring layers is reduced by increasing the thickness of the insulating film, and the wiring capacitance within the layer is reduced by increasing the wiring interval, but these are contrary to the direction of high integration. A more realistic measure to reduce C is to lower the dielectric constant of the interlayer insulating material, which is lower than the conventional CVD silicon oxide film (dielectric constant = 4.2) and has a lower capacitance (dielectric constant). Replacement with rate materials is ongoing.
The polyimide interlayer insulating film is advantageous in that it has heat resistance against a high temperature process in a multilayer wiring process and a relatively low dielectric constant (3.0 to 3.5), but further high integration, high speed processing and There is an urgent need to develop a low dielectric constant polyimide material that can support low power consumption.

上記ポリイミド層間絶縁膜の要求特性として上記の耐熱性、平坦化能、電気的絶縁信頼性および低誘電率の他に、低誘電損失、低リーク電流、低線熱膨張係数、化学的・機械的研磨(CMP)工程に耐えうる機械的強度、溶液加工性(製膜性)および微細加工性等が挙げられる。
ポリイミドを低誘電率化するための方策としてポリイミド骨格中へ単位体積当たりの分極率の低いフッ素置換基特にトリフルオロメチル基の導入が有効である(例えば非特許文献1参照)。一例として2,2−ビス(3,4−カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物と2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンから得られる下記式(7)で表される繰り返し単位を有するフッ素化ポリイミドのフィルムは平均屈折率から見積もられた誘電率が2.65と非常に低い値を示す(例えば非特許文献2参照)。
In addition to the above heat resistance, planarization ability, electrical insulation reliability and low dielectric constant, the required characteristics of the polyimide interlayer insulation film include low dielectric loss, low leakage current, low linear thermal expansion coefficient, chemical and mechanical properties. Examples thereof include mechanical strength that can withstand a polishing (CMP) step, solution processability (film forming property), and fine processability.
As a measure for reducing the dielectric constant of polyimide, it is effective to introduce a fluorine substituent, particularly a trifluoromethyl group, having a low polarizability per unit volume into the polyimide skeleton (for example, see Non-Patent Document 1). As an example, a repeating unit represented by the following formula (7) obtained from 2,2-bis (3,4-carboxyphenyl) hexafluoropropanoic dianhydride and 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine is used. The fluorinated polyimide film has a very low dielectric constant of 2.65 estimated from the average refractive index (see Non-Patent Document 2, for example).

また芳香族単位を脂環族単位に置き換えてπ電子を減少することも低誘電率化に有効な手段である(例えば非特許文献3参照)。一例として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物と4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)から得られる下記式(8)で表される全脂環式ポリイミド膜は平均屈折率から見積もられた誘電率が2.6と非常に低い値を示すことが報告されている(例えば非特許文献4参照)。   In addition, replacing aromatic units with alicyclic units to reduce π electrons is also an effective means for reducing the dielectric constant (see, for example, Non-Patent Document 3). As an example, the all-alicyclic polyimide film represented by the following formula (8) obtained from 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) has an average refractive index. It has been reported that the dielectric constant estimated from 1 shows a very low value of 2.6 (for example, see Non-Patent Document 4).

分子構造の制御の他に適用可能な低誘電率化策として、フィルム中に微細な空孔を導入して密度を低下させる方法が挙げられる。例えば、ポリイミド末端をポリプロピレングリコールやポリアクリレート等の低耐熱性のブロックで封止してブロック共重合体とし、ミクロ相分離状態とする。これを空気存在下でポリイミドブロックのガラス転移温度(Tg)以下で熱酸化分解して低低熱性ブロックを脱離させ、直径数十ナノメートルオーダーの独立気泡を形成する方法が報告されている(例えば非特許文献5参照)。
しかしながらこのような多孔性ポリイミドフィルムは、空孔を含まない通常の緻密なポリイミドフィルムに比べて機械的強度に劣り、CMP工程で重大なトラブルを引き起こす恐れがある。
As a low dielectric constant measure applicable in addition to the control of the molecular structure, there is a method of reducing the density by introducing fine pores in the film. For example, the end of polyimide is sealed with a low heat resistant block such as polypropylene glycol or polyacrylate to form a block copolymer, which is in a microphase separation state. A method has been reported in which this is thermally oxidatively decomposed below the glass transition temperature (Tg) of the polyimide block in the presence of air to remove the low-low heat block and form closed cells with a diameter of several tens of nanometers ( For example, refer nonpatent literature 5).
However, such a porous polyimide film is inferior in mechanical strength to a normal dense polyimide film containing no pores, and may cause a serious trouble in the CMP process.

近年多層配線化が進むにつれて、層間絶縁膜の要求特性として低線熱膨張特性が重要になりつつある。配線層上に形成されたポリイミド前駆体膜をイミド化する際、イミド化温度から室温へ冷却する過程で発生する熱応力は、金属配線層と膜の部分的剥離、割れ、CMP耐性の低下等、電気的信頼性上の深刻な問題を引き起こす恐れがある。配線層数が多くなるほど熱応力による悪影響を受けやすくなり、デバイスの信頼性が著しく低下するため、金属配線層と絶縁層との線熱膨張係数の差ができるだけ低くなるよう層間絶縁膜材料設計して、熱応力をできるだけ低減する必要がある。
しかしながら、多くのポリイミド系ではフィルムの線熱膨張係数は60〜80ppm/Kの範囲であり、低熱膨張特性を有していない。上記式(4)や式(5)で表されるポリイミドは低誘電率ではあるが、低線熱膨張係数は示さない。
In recent years, with the progress of multilayer wiring, low linear thermal expansion characteristics are becoming important as required characteristics of interlayer insulating films. When the polyimide precursor film formed on the wiring layer is imidized, the thermal stress generated in the process of cooling from the imidization temperature to room temperature is caused by partial peeling of the metal wiring layer and the film, cracking, degradation of CMP resistance, etc. May cause serious problems in electrical reliability. The greater the number of wiring layers, the more likely they are adversely affected by thermal stress, and the reliability of the device significantly decreases. Design the interlayer insulation film material so that the difference in coefficient of linear thermal expansion between the metal wiring layer and the insulating layer is as low as possible. Therefore, it is necessary to reduce the thermal stress as much as possible.
However, in many polyimide systems, the linear thermal expansion coefficient of the film is in the range of 60 to 80 ppm / K and does not have low thermal expansion characteristics. Although the polyimide represented by the above formula (4) or formula (5) has a low dielectric constant, it does not show a low linear thermal expansion coefficient.

これは上記ポリイミド主鎖中に屈曲構造が含まれていることによる。ポリイミドが低熱膨張特性を発現するためには、ポリイミド主鎖が直線的で内部回転部位がないかまたは少ない骨格構造を有していることが必要である。そのような直線構造のポリイミド系では、ポリイミド前駆体フィルムの熱イミド化反応の過程において、フィルム面に対して平行な方向への高分子鎖の自発的な配向が促進されることが報告されている(例えば非特許文献6参照)。
一例として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物と2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンから得られる下記式(9)で表されるポリイミドは脂環構造とトリフルオロメチル基を共に含有するため非常に低い誘電率(2.66)を示し、且つ比較的直線性の高い剛直な主鎖骨格を有するため低熱膨張係数(21ppm/K)および高ガラス転移温度(356℃)を同時に満たすことが報告されている(例えば非特許文献2参照)。
This is because the polyimide main chain contains a bent structure. In order for polyimide to exhibit low thermal expansion characteristics, it is necessary that the polyimide main chain is linear and has no or few internal rotation sites. In such a linear polyimide system, it has been reported that spontaneous orientation of polymer chains in the direction parallel to the film surface is promoted during the process of thermal imidization of the polyimide precursor film. (See Non-Patent Document 6, for example).
As an example, a polyimide represented by the following formula (9) obtained from 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine has an alicyclic structure and trifluoro It has a very low dielectric constant (2.66) because it contains both methyl groups, and it has a rigid main chain skeleton with relatively high linearity, so it has a low coefficient of thermal expansion (21 ppm / K) and a high glass transition temperature (356). (° C.) are simultaneously satisfied (see, for example, Non-Patent Document 2).

しかしながら例えば上記式(9)で表されるような脂環構造含有低熱膨張性ポリイミドは、これを脂環構造単位を全く含まない全芳香族ポリイミドに比べて、半導体チップ製造時のプラズマ処理工程等に対する化学的安定性に著しく劣り、アウトガスを発生しやすいやといった問題点が指摘されている。
脂環構造を含まないフッ素基含有ポリイミドとして例えば下記式(10)で表される全芳香族ポリイミドは比較的低い誘電率(2.86)および極めて低い線熱膨張係数(−4.7ppm/K)を示すことが報告されている(例えば非特許文献7参照)。
However, for example, an alicyclic structure-containing low thermal expansion polyimide represented by the above formula (9) is compared with a wholly aromatic polyimide containing no alicyclic structural unit, such as a plasma treatment process during the production of a semiconductor chip. It has been pointed out that the chemical stability is extremely inferior, and outgas is easily generated.
As a fluorine group-containing polyimide not containing an alicyclic structure, for example, a wholly aromatic polyimide represented by the following formula (10) has a relatively low dielectric constant (2.86) and an extremely low linear thermal expansion coefficient (-4.7 ppm / K). ) Has been reported (see Non-Patent Document 7, for example).

しかしながら、このポリイミドは有機溶剤に対する溶解性に乏しいため、有機溶媒に可溶な前駆体(ポリアミド酸)の段階でキャスト製膜し、熱イミド化してポリイミド膜を形成する必要がある。その場合、ポリアミド酸は銅層と反応して銅イオンのマイグレーションを引き起こす恐れがあり、高集積化により配線間隔が更に狭くなってくると電気絶縁信頼性を損なう可能性がある。
イオンマイグレーションを抑制するという観点から、ポリイミド前駆体ワニスの代わりにポリイミドワニスを使用してこれを塗布・乾燥し層間絶縁膜を形成することが好ましいが、室温で安定なポリイミドワニスとするためには、ポリイミドが汎用の揮発性有機溶媒に対して室温で高い溶解性を有することが必要となる。
However, since this polyimide has poor solubility in an organic solvent, it is necessary to form a cast film at the stage of a precursor (polyamic acid) soluble in an organic solvent, and heat imidize to form a polyimide film. In that case, the polyamic acid may react with the copper layer and cause migration of copper ions, and if the wiring interval is further narrowed due to high integration, the electrical insulation reliability may be impaired.
From the viewpoint of suppressing ion migration, it is preferable to use polyimide varnish instead of polyimide precursor varnish, and apply and dry it to form an interlayer insulating film, but in order to obtain a stable polyimide varnish at room temperature The polyimide must have high solubility at room temperature in general-purpose volatile organic solvents.

ポリイミドに溶媒溶解性を付与するためには通常、エーテル結合、スルホニル結合、イソプロピリデン結合等の屈曲結合、非対称構造あるいは嵩高い置換基を導入してポリイミドの分子間相互作用を低下させる必要があるが、その結果、ポリイミド骨格の直線性が大きく低下することになり、ポリイミドワニスを塗布・乾燥することで面内配向を誘起することができず、低線熱膨張係数(CTE)を発現することが困難となる。このような分子構造上の理由から可溶性ポリイミドのワニスを使用して低CTEが発現するケースは知られていない。
もしポリイミドワニスを基板上に塗布・乾燥するだけで、形成されたフィルムが低CTEを発現し、更に低誘電率、高Tg、且つ十分な膜靭性を有するポリイミド材料があれば上記産業分野にとって極めて有益な層間絶縁膜を提供しうるが、そのような材料は知られていないのが現状である。
In order to impart solvent solubility to polyimide, it is usually necessary to reduce the intermolecular interaction of polyimide by introducing bending bonds such as ether bonds, sulfonyl bonds, isopropylidene bonds, asymmetric structures, or bulky substituents. However, as a result, the linearity of the polyimide skeleton is greatly reduced, and in-plane orientation cannot be induced by applying and drying the polyimide varnish, and a low linear thermal expansion coefficient (CTE) is exhibited. It becomes difficult. For such a molecular structure, there is no known case where low CTE is expressed using a soluble polyimide varnish.
If a polyimide material with a low dielectric constant, high Tg, and sufficient film toughness can be obtained if the formed film develops low CTE just by applying and drying polyimide varnish on the substrate, Although useful interlayer insulating films can be provided, such materials are not known at present.

「マクロモレキュール(Macromolecules)」,24巻,1991年,p.5001−5005“Macromolecules”, 24, 1991, p. 5001-5005 「ハイパフォーマンスポリマー(High Performance Polymers)」,15巻,2003年,p.47−64“High Performance Polymers”, Volume 15, 2003, p. 47-64 「マクロモレキュール(Macromolecules)」,32巻,1999年,p.4933−4939“Macromolecules”, 32, 1999, p. 4933-4939 「リアクティブアンドファンクショナルポリマー(Reactive and Functional Polymers)」,30巻,1996年,p.61−69“Reactive and Functional Polymers”, Vol. 30, 1996, p. 61-69 「ケミストリーオブマテリアル(Chemistry of Materials)」,13巻,2001年,p.213−221“Chemistry of Materials”, Volume 13, 2001, p. 213-221 「マクロモレキュール(Macromolecules)」,29巻,1996年,p.7897−7909“Macromolecules”, 29, 1996, p. 7897-7909 「ポリマージャーナル(Polymer Journal)」,39巻,6号,2007年,p.610−621“Polymer Journal”, Vol. 39, No. 6, 2007, p. 610-621

本発明は低誘電率、低CTE、高Tg、十分な靭性且つ溶液加工性を併せ持つ、大規模集積回路の層間絶縁膜材料として実用上有益なポリイミドとその製造方法を提供するものである。   The present invention provides a polyimide which is practically useful as an interlayer insulating film material for a large scale integrated circuit and has a low dielectric constant, low CTE, high Tg, sufficient toughness and solution processability, and a method for producing the same.

以上の問題を鑑み、鋭意研究を積み重ねた結果、下記式(3)で表されるポリイミドが上記要求特性を同時に満足する優れた特性を示すことから、上記産業分野において有益な材料となることを見出し、本発明を完成するに至った。   In view of the above problems, as a result of intensive research, the polyimide represented by the following formula (3) exhibits excellent characteristics that satisfy the above required characteristics at the same time. The headline and the present invention were completed.

(式(3)中、Xは酸素原子またはNH基を表し、Yは2価の芳香族基または脂肪族基を表す。)
で表されるポリイミドが上記要求特性を同時に満足する優れた特性を示すことから、上記産業分野において有益な材料となることを見出し、本発明を完成するに至った。
(In formula (3), X represents an oxygen atom or NH group, and Y represents a divalent aromatic group or aliphatic group.)
The present invention has been found to be a useful material in the industrial field because the polyimide represented by the formula shows excellent characteristics satisfying the required characteristics at the same time, and the present invention has been completed.

即ち本発明の要旨は以下に示すものである。
1.式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物。
That is, the gist of the present invention is as follows.
1. A tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1).

(式(1)中、Xは酸素原子またはNH基を表す。)
2.式(2)で表される反復単位を有するポリイミド前駆体。
(In the formula (1), X represents an oxygen atom or an NH group.)
2. The polyimide precursor which has a repeating unit represented by Formula (2).

(式(2)中、Xは請求項1に記載したものと同義であり、Yは2価の芳香族基または脂肪族基を表す。Rは水素原子、シリル基、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキル基のうちいずれかの基を表し、これらが混在してもよい。)
3.式(3)で表される反復単位を有するポリイミド。
(In formula (2), X has the same meaning as described in claim 1, Y represents a divalent aromatic group or aliphatic group, R represents a hydrogen atom, a silyl group, or a carbon atom number of 1 to 12. Any one of the straight-chain or branched alkyl groups may be mixed, and these may be mixed.)
3. The polyimide which has a repeating unit represented by Formula (3).

(式(3)中、XおよびYは式(2)における定義と同意義である。)
4.上記式(3)中、構造単位Yが下記式(4)〜(6)から選択されてなる上記3に記載のポリイミド。
(In formula (3), X and Y are as defined in formula (2).)
4). The polyimide according to 3 above, wherein in the formula (3), the structural unit Y is selected from the following formulas (4) to (6).

5.上記3または4に記載のポリイミドを含有してなる集積回路の層間絶縁膜。 5. 5. An interlayer insulating film of an integrated circuit comprising the polyimide described in 3 or 4 above.

本発明のポリイミドは様々な有機溶媒に高い溶解性を示すため、室温で安定なワニスとすることができる。このワニスを塗布・乾燥することで、イミド化反応工程を一切必要とせずにポリイミドフィルムを導体層上に形成することができる。しかも得られたポリイミドフィルムは低CTE,低誘電率、高Tg、耐酸素プラズマ性、且つ十分な膜靭性を同時に有することから、本発明は従来にない極めて有益な集積回路の層間絶縁膜材料を提供する。   Since the polyimide of the present invention exhibits high solubility in various organic solvents, it can be a varnish that is stable at room temperature. By applying and drying this varnish, a polyimide film can be formed on the conductor layer without requiring any imidization reaction step. Moreover, since the obtained polyimide film has low CTE, low dielectric constant, high Tg, oxygen plasma resistance, and sufficient film toughness at the same time, the present invention provides an interlayer insulating film material for an integrated circuit that is extremely useful and unprecedented. provide.

以下に本発明の実施の形態について詳細に説明するが、これらは本発明の実施形態の一例であり、これらの内容に限定されない。   Embodiments of the present invention will be described in detail below, but these are examples of the embodiments of the present invention and the present invention is not limited to these contents.

<テトラカルボン酸二無水物の製造方法>
下記式(1)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物の製造方法について説明する。
<Method for producing tetracarboxylic dianhydride>
The manufacturing method of the tetracarboxylic dianhydride of this invention represented by following formula (1) is demonstrated.

式(1)中、連結基Xはエーテル基(O)またはNH基である。より好ましい態様として例えば下記式(11)および(12)式が挙げられる。   In the formula (1), the linking group X is an ether group (O) or an NH group. More preferable embodiments include, for example, the following formulas (11) and (12).

式(1)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物の製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。一例として式(11)で表されるテトラカルボン酸二無水物の製造方法について以下に説明する。具体的には、その原料となる式(13)で表されるジオール(4,4’−ジヒドロキシ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、以下DHTFMBと称する)およびトリメリット酸無水物誘導体を用いてエステル化反応を行う。   The manufacturing method of the tetracarboxylic dianhydride of this invention represented by Formula (1) is not specifically limited, A well-known method is applicable. As an example, a method for producing a tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (11) will be described below. Specifically, the diol (4,4′-dihydroxy-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, hereinafter referred to as DHTFMB) represented by the formula (13) and trimellitic anhydride as raw materials thereof An esterification reaction is performed using the derivative.

この際適用できる方法として、例えば、DHTFMBのヒドロキシ基とトリメリット酸無水物のカルボキシル基を高温で直接脱水反応させるか、ジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水試薬を用いて脱水縮合させる方法、あるいはジDHTFMBのジアセテート化体とトリメリット酸無水物とを高温で反応させ脱酢酸してエステル化する方法(エステル交換法)、トリメリット酸無水物のカルボキシル基を酸ハライドに変換し、これとジオールとを脱酸剤(塩基)の存在下で反応させる方法(酸ハライド法)、トシルクロリド/N,N−ジメチルホルムアミド/ピリジン混合物を用いてトリメリット酸無水物中のカルボキシル基を活性化してエステル化する方法等が挙げられる。上述の方法の中でも酸ハライド法が経済性、反応性の点で好ましく適用できる。   Applicable methods at this time include, for example, a method in which a hydroxy group of DHTFMB and a carboxyl group of trimellitic anhydride are directly dehydrated at a high temperature, a dehydrating condensation using a dehydrating reagent such as dicyclohexylcarbodiimide, or a diDHTFMB diester. A method of reacting acetate form with trimellitic anhydride at high temperature and deacetating and esterifying (transesterification method), converting the carboxyl group of trimellitic anhydride to acid halide, and removing this and diol. A method of reacting in the presence of an acid agent (base) (acid halide method), a method of activating and carboxylating a carboxyl group in trimellitic anhydride using a tosyl chloride / N, N-dimethylformamide / pyridine mixture Etc. Among the above-mentioned methods, the acid halide method can be preferably applied in terms of economy and reactivity.

以下に式(11)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物の酸ハライド法による合成方法について具体的に説明するが、特に限定されない。まずトリメリット酸無水物クロリド(A mol)を溶媒に溶解し、セプタムキャップで密栓する。この溶液に、DHTFMB(0.5×A mol)および適当量の塩基(脱酸剤)を同一溶媒に溶解したものをシリンジまたは滴下ロートにてゆっくりと滴下する。滴下終了後、反応混合物を24時間撹拌する。合成に用いた溶媒に対する目的物の溶解度が高い場合は、反応混合物からまず生成した塩酸塩を濾別し、濾液をエバポレーターで溶媒留去し、100〜200℃で24時間真空乾燥して粉末状の粗生成物を得る。目的物の溶解度が低い場合には、目的物と塩酸塩の混合物を濾別し、これを大量の水で洗浄して塩酸塩のみ溶解除去する。次に一部洗浄工程で一部加水分解を受けた粗生成物を100〜200℃で真空乾燥して閉環処理する。このようにして得られた粗生成物を適当な溶媒で再結晶、洗浄、加熱真空乾燥工程を経て重合に供することのできる高純度の式(11)で表されるテトラカルボン酸二無水物が得られる。   Although the synthesis | combining method by the acid halide method of the tetracarboxylic dianhydride of this invention represented by Formula (11) below is demonstrated concretely, it is not specifically limited. First, trimellitic anhydride chloride (A mol) is dissolved in a solvent and sealed with a septum cap. To this solution, DHTFMB (0.5 × A mol) and an appropriate amount of base (deoxidizer) dissolved in the same solvent are slowly added dropwise with a syringe or a dropping funnel. After the addition is complete, the reaction mixture is stirred for 24 hours. When the solubility of the target compound in the solvent used in the synthesis is high, first the produced hydrochloride is filtered off from the reaction mixture, and the filtrate is evaporated by an evaporator and dried in a vacuum at 100 to 200 ° C. for 24 hours to form a powder. To obtain a crude product. When the solubility of the target product is low, the mixture of the target product and hydrochloride is filtered off and washed with a large amount of water to dissolve and remove only the hydrochloride. Next, the crude product partially hydrolyzed in the partial washing step is vacuum-dried at 100 to 200 ° C. and subjected to ring-closing treatment. The crude product thus obtained is recrystallized with an appropriate solvent, washed, heated and dried in a vacuum, and then subjected to polymerization to obtain a high purity tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (11). can get.

この反応の際、使用可能な溶媒としては、特に限定されないが、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ピコリン、ピリジン、アセトン、クロロホルム、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,2−ジメトキシエタン−ビス(2−メトキシエチル)エーテル等の非プロトン性溶媒、およびフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール等のプロトン性溶媒が挙げられる。またこれらの溶媒を単独でも、2種類以上混合して用いてもよい。反応試薬の溶解性、留去のしやすさの観点からテトラヒドロフランが好適に用いられる。   In this reaction, usable solvents are not particularly limited, but tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, picoline, pyridine, acetone, chloroform, toluene, xylene, dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, N-methyl. -2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoramide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone Aprotic solvents such as 1,2-dimethoxyethane-bis (2-methoxyethyl) ether, and phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-chlorophenol, m-chlorophenol, p- Proticity such as chlorophenol A solvent is mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Tetrahydrofuran is preferably used from the viewpoint of solubility of the reaction reagent and easiness of evaporation.

上記エステル化反応は、−10〜50℃で行われるが、より好ましくは0〜30℃で行われる。反応温度が50℃よりも高いと一部副反応が起こり、収率が低下する恐れがあり、好ましくない。
上記エステル化反応は、溶質濃度5〜50質量%の範囲で行われる。副反応の制御、沈殿の濾過工程を考慮して、好ましくは10〜40質量%の範囲で行われる。
上記エステル化反応に用いる脱酸剤としては、特に限定されないが、ピリジン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等の有機3級アミン類、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩基が用いられる。
Although the said esterification reaction is performed at -10-50 degreeC, More preferably, it is performed at 0-30 degreeC. If the reaction temperature is higher than 50 ° C., some side reactions occur, which may reduce the yield, which is not preferable.
The esterification reaction is performed in a solute concentration range of 5 to 50% by mass. In consideration of control of side reaction and filtration step of precipitation, it is preferably carried out in the range of 10 to 40% by mass.
Although it does not specifically limit as a deoxidizer used for the said esterification reaction, Inorganic bases, such as organic tertiary amines, such as a pyridine, a triethylamine, N, N- dimethylaniline, potassium carbonate, sodium hydroxide, are used.

上記エステル化反応により生成した沈殿物は、脱酸剤としてピリジンを使用した場合、水溶性のピリジン塩酸塩を含んでいる。例えば溶媒としてテトラヒドロフランを用いた場合、ピリジン塩酸塩は殆どその溶媒に溶解しないため、反応溶液を濾過するだけで、塩酸塩をほぼ完全に分離することができる。通常、目的物の溶解度が高い場合、目的物は濾液中に溶解しているので、濾液から溶媒を留去し、適当な溶媒から再結晶するだけで高収率で十分高い純度の目的物が得られるが、痕跡量の塩素成分を分離除去するために、目的物をクロロホルムや酢酸エチル等に再溶解し、分液ロートを用いて有機層を水洗する方法や、沈殿物を単に十分水洗する方法を用いることも可能である。塩酸塩の除去は洗浄液を1%硝酸銀水溶液を用いて塩化銀の白色沈殿の精製の有無をもって、容易に判断することができる。水洗操作の際、該エステル基含有テトラカルボン酸二無水物が一部加水分解を受けて、ジカルボン酸に変化するが、80〜250℃、好ましくは120〜200℃で真空乾燥することで、一部加水分解してジカルボン酸が生成しても容易に脱水閉環して酸無水物に戻すことができる。また有機酸の酸無水物と処理する方法も適用可能である。この際使用可能な有機酸の酸無水物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸などが挙げられるが、除去の容易さの点で無水酢酸が好適に用いられる。   The precipitate produced by the esterification reaction contains water-soluble pyridine hydrochloride when pyridine is used as a deoxidizing agent. For example, when tetrahydrofuran is used as a solvent, since pyridine hydrochloride is hardly dissolved in the solvent, the hydrochloride can be separated almost completely only by filtering the reaction solution. Usually, when the solubility of the target product is high, the target product is dissolved in the filtrate, so that the target product with high yield and sufficiently high purity can be obtained simply by distilling off the solvent from the filtrate and recrystallization from an appropriate solvent. Although it can be obtained, in order to separate and remove trace amounts of chlorine components, the target product is redissolved in chloroform, ethyl acetate, etc., and the organic layer is washed with water using a separatory funnel, or the precipitate is washed thoroughly with water. It is also possible to use a method. The removal of the hydrochloride can be easily judged by the presence or absence of purification of the white precipitate of silver chloride using a 1% silver nitrate aqueous solution as the washing solution. During the washing operation, the ester group-containing tetracarboxylic dianhydride is partially hydrolyzed to be converted into dicarboxylic acid, but is vacuum-dried at 80 to 250 ° C, preferably 120 to 200 ° C. Even if a dicarboxylic acid is produced by partial hydrolysis, it can be easily dehydrated and closed to return to an acid anhydride. A method of treating with an acid anhydride of an organic acid is also applicable. Examples of the acid anhydride of the organic acid that can be used in this case include acetic anhydride, propionic anhydride, maleic anhydride, and phthalic anhydride, and acetic anhydride is preferably used from the viewpoint of easy removal.

次に式(12)で表されるテトラカルボン酸二無水物の製造方法について説明するが、その方法は特に限定されず、公知の方法により容易に製造することができる。例として2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン)(以下TFMBと称する)とトリメリット酸無水物クロリドからアミド化反応により製造する方法について説明する。
上記アミド化反応は次のようにして行う。まずトリメリット酸無水物クロリドを溶媒に溶解し、セプタムキャップで密栓する。この溶液に、TFMBおよび適当量の脱酸剤を同一溶媒に溶解したものをシリンジまたは滴下ロートにて滴下する。滴下終了後、反応混合物を1〜24時間撹拌する。この際TFMBに対するトリメリット酸無水物クロリドの添加量は通常2倍モルであるが、反応終了後のトリメリット酸無水物クロリドの分離のしやすさおよびの観点から、TFMBに対してトリメリット酸無水物クロリドを過剰に添加してもよい。その際のトリメリット酸無水物クロリドの添加量は2〜10倍モル量、好ましくは2〜5倍モル量である。
Next, although the manufacturing method of the tetracarboxylic dianhydride represented by Formula (12) is demonstrated, the method is not specifically limited, It can manufacture easily by a well-known method. As an example, a method for producing an amidation reaction from 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (hereinafter referred to as TFMB) and trimellitic anhydride chloride will be described.
The amidation reaction is performed as follows. First, trimellitic anhydride chloride is dissolved in a solvent and sealed with a septum cap. To this solution, TFMB and an appropriate amount of a deoxidizing agent dissolved in the same solvent are dropped by a syringe or a dropping funnel. After completion of the dropwise addition, the reaction mixture is stirred for 1 to 24 hours. At this time, the amount of trimellitic anhydride chloride added to TFMB is usually twice as much, but from the viewpoint of ease of separation of trimellitic anhydride chloride after completion of the reaction and trimellitic acid to TFMB. Anhydrous chloride may be added in excess. In this case, the added amount of trimellitic anhydride chloride is 2 to 10 times mol, preferably 2 to 5 times mol.

上記アミド化反応の際、使用可能な溶媒としては、特に限定されないが、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、ピコリン、ピリジン、アセトン、クロロホルム、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド(以下DMAcと称する)、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド(以下DMFと称する)、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,2−ジメトキシエタン−ビス(2−メトキシエチル)エーテル等の非プロトン性溶媒、およびフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール等のプロトン性溶媒が挙げられる。またこれらの溶媒を単独でも、2種類以上混合して用いてもよい。反応後の処理のしやすさおよび原料の溶解性の観点からTHFが好適に用いられる。   In the amidation reaction, usable solvents are not particularly limited, but tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, picoline, pyridine, acetone, chloroform, toluene, xylene, dichloromethane, chloroform, 1,2- Dichloroethane, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMAc), N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF), hexamethylphosphoramide, dimethyl Aprotic solvents such as sulfoxide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,2-dimethoxyethane-bis (2-methoxyethyl) ether, and phenol, o-cresol, m-cresol , P-cresol, o-chlorofe Examples include protic solvents such as diol, m-chlorophenol, and p-chlorophenol. These solvents may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of ease of treatment after the reaction and solubility of raw materials, THF is preferably used.

上記アミド化反応は、−50〜20℃で行われるが、より好ましくは−20〜0℃で行われる。反応温度が高いと一部副反応が起こる。即ち、TFMB中のアミノ基がトリメリット酸無水物クロリド中の酸クロリド基だけでなく酸無水物基とも反応してしまい、収率が低下する恐れがあり好ましくない。
上記アミド化反応は、溶質濃度5〜50質量%の範囲で行われる。副反応の制御、沈殿の濾過工程を考慮して、好ましくは10〜40質量%の範囲で行われる。
反応に用いる脱酸剤としては、特に限定されないが、プロピレンオキサイドの他、ピリジン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等の有機3級アミン類が使用可能である。副反応の抑制および精製・分離工程の容易さの観点から脱酸剤としてプロピレンオキサイドが好適に用いられる。
The amidation reaction is performed at −50 to 20 ° C., more preferably −20 to 0 ° C. If the reaction temperature is high, some side reactions occur. That is, the amino group in TFMB reacts with not only the acid chloride group in trimellitic anhydride chloride but also the acid anhydride group, which is not preferable because the yield may be lowered.
The amidation reaction is performed in a solute concentration range of 5 to 50% by mass. In consideration of control of side reaction and filtration step of precipitation, it is preferably carried out in the range of 10 to 40% by mass.
Although it does not specifically limit as a deoxidizer used for reaction, Organic tertiary amines, such as a pyridine, a triethylamine, N, N- dimethylaniline other than a propylene oxide, can be used. Propylene oxide is preferably used as a deoxidizing agent from the viewpoint of suppressing side reactions and ease of purification and separation steps.

上記アミド化反応により得られた該テトラカルボン酸二無水物の分離・精製は以下のようにして行う。反応終了後、析出した生成物を濾別し、これをトルエンやヘキサンで繰り返し洗浄することで副生成物であるクロロプロパノールや、場合によっては過剰量のトリメリット酸無水物クロリドを溶解除去する。最後に生成物を30〜150℃、好ましくは50〜120℃の範囲の温和な温度条件で1〜24時間真空乾燥する。この際、150℃以上で真空乾燥するとなんらかの分解反応が起こる場合があるため、好ましくない。
このようにして重合反応に供することのできる高純度の該テトラカルボン酸二無水物を得ることができるが、テトラカルボン酸二無水物と反応せず、分離の容易な適当な溶媒から再結晶操作を行い更に純度を高めてもよい。
Separation / purification of the tetracarboxylic dianhydride obtained by the amidation reaction is performed as follows. After completion of the reaction, the precipitated product is separated by filtration and washed repeatedly with toluene or hexane to dissolve and remove chloropropanol as a by-product or, in some cases, an excessive amount of trimellitic anhydride chloride. Finally, the product is vacuum-dried for 1 to 24 hours under mild temperature conditions in the range of 30 to 150 ° C, preferably 50 to 120 ° C. At this time, if it is vacuum dried at 150 ° C. or higher, some decomposition reaction may occur, which is not preferable.
In this way, the tetracarboxylic dianhydride having a high purity that can be used for the polymerization reaction can be obtained, but it does not react with the tetracarboxylic dianhydride and is recrystallized from a suitable solvent that is easily separated. To further increase the purity.

<ポリイミド前駆体の重合>
以下に式(2)で表される本発明のポリイミド前駆体の製造方法について説明する。まず、重合容器中ジアミンを重合溶媒に溶解する。ここでジアミンの分子構造は式(1)中、構造単位Yに2つのアミノ基を結合したもの(NH−Y−NH)である。このジアミン溶液に対して、式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物の粉末を徐々に添加し、メカニカルスターラーを用い、−20〜100℃の範囲で、好ましくは20〜60℃の範囲で1〜72時間攪拌する。この際、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物成分の各々の総量は実質的に等モルで仕込まれる。また重合の際の全モノマー濃度は5〜40質量%、好ましくは10〜30質量%である。このモノマー濃度範囲で重合を行うことにより均一で高重合度のポリイミド前駆体溶液を得ることができる。
上記モノマー濃度範囲よりも低濃度で重合を行うと、ポリイミド前駆体の重合度が十分高くならず、最終的に得られるポリイミド膜が脆弱になる恐れがあり、好ましくない。また、ジアミンモノマーとして脂肪族ジアミンを使用した場合、重合初期に塩形成が起こるが、上記モノマー濃度より高濃度で重合を行うと、形成された塩が溶解、消失するまでにより長い重合時間を必要とし、生産性の低下を招く恐れがあるので好ましくない。
<Polymerization of polyimide precursor>
The manufacturing method of the polyimide precursor of this invention represented by Formula (2) below is demonstrated. First, diamine is dissolved in a polymerization solvent in a polymerization vessel. Here, the molecular structure of the diamine is one in which two amino groups are bonded to the structural unit Y in the formula (1) (NH 2 —Y—NH 2 ). The tetracarboxylic dianhydride powder represented by the formula (1) is gradually added to the diamine solution, and the mechanical stirrer is used in the range of −20 to 100 ° C., preferably 20 to 60 ° C. Stir in the range for 1-72 hours. At this time, the total amount of each of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride component is charged in substantially equimolar amounts. The total monomer concentration during the polymerization is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 30% by mass. By carrying out polymerization in this monomer concentration range, a polyimide precursor solution having a uniform and high degree of polymerization can be obtained.
When the polymerization is performed at a concentration lower than the above monomer concentration range, the degree of polymerization of the polyimide precursor is not sufficiently high, and the finally obtained polyimide film may be brittle, which is not preferable. In addition, when an aliphatic diamine is used as a diamine monomer, salt formation occurs in the initial stage of polymerization, but if polymerization is performed at a concentration higher than the above monomer concentration, a longer polymerization time is required until the formed salt dissolves and disappears. This is not preferable because it may cause a decrease in productivity.

また、使用可能な芳香族ジアミンとしては特に限定されないが、p−フェニレンジアミン、2−メチル−1,4−フェニレンジアミン、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン、2−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−1,4−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノキシレン、2,4−ジアミノデュレン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンビス(2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2−エチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジエチルアニリン)、4,4’−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、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、2,4’−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’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、ベンジジン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、3,3’−ジクロロベンジジン、o−トリジン、m−トリジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、オクタフルオロベンジジン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン、2,2’,5,5’−テトラクロロベンジジン、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、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、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)ヘキサフルオロプロパン、p−ターフェニレンジアミン等が挙げられる。またこれらを2種類以上併用することもできる。   The aromatic diamine that can be used is not particularly limited, but p-phenylenediamine, 2-methyl-1,4-phenylenediamine, 2-trifluoromethyl-1,4-phenylenediamine, 2-methoxy-1, 4-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine, 2,5-bis (trifluoromethyl) -1,4-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2, 5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodurene, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-methylenebis (2-methylaniline), 4,4′-methylenebis (2-ethyl) Aniline), 4,4′-methylenebis (2,6-dimethylaniline), 4,4′-methylenebis (2,6- Ethyl aniline), 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 2,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'- Diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzanilide, benzidine, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 3,3 '-Dichlorobenzidine, o-tolidine, m-tolidine, 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) benzidine, octafluorobenzidine, 3,3', 5 5′-tetramethylbenzidine, 2,2 ′, 5 '-Tetrachlorobenzidine, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 4,4'- Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) sulfone, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl) propane, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, p-terphenylenediamine and the like. Two or more of these may be used in combination.

上記芳香族ジアミンのうち、低熱膨張特性発現の観点から剛直で直線的な分子構造を有するジアミンを使用することが好ましい。例えばp−フェニレンジアミン、2−メチル−1,4−フェニレンジアミン、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン、2−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−1,4−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4−アミノフェニル−4’−アミノベンゾエート、ベンジジン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、3,3’−ジクロロベンジジン、o−トリジン、m−トリジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、オクタフルオロベンジジン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン、2,2’,5,5’−テトラクロロベンジジン、等が好適に用いられる。   Of the aromatic diamines, it is preferable to use a diamine having a rigid and linear molecular structure from the viewpoint of low thermal expansion characteristics. For example, p-phenylenediamine, 2-methyl-1,4-phenylenediamine, 2-trifluoromethyl-1,4-phenylenediamine, 2-methoxy-1,4-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-1,4 -Phenylenediamine, 2,5-bis (trifluoromethyl) -1,4-phenylenediamine, 4,4'-diaminobenzanilide, 4-aminophenyl-4'-aminobenzoate, benzidine, 3,3'-dihydroxy Benzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 3,3′-dichlorobenzidine, o-tolidine, m-tolidine, 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3′-bis (trifluoromethyl) Benzidine, octafluorobenzidine, 3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine, 2,2 ′, , 5'-tetrachloro-benzidine, etc. are suitably used.

また、溶液加工性(溶媒溶解性)の観点から、スルホニル基やトリフルオロメチル基を含む芳香族ジアミンを使用することが望ましく、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、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−1,4−フェニレンジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、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)ヘキサフルオロプロパン等が好適に用いられる。   From the viewpoint of solution processability (solvent solubility), it is desirable to use an aromatic diamine containing a sulfonyl group or a trifluoromethyl group, for example, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl. Sulfone, bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) sulfone, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 2-trifluoromethyl-1,4-phenylenediamine, 2,5-bis (tri Fluoromethyl) -1,4-phenylenediamine, 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3′-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, etc. are preferably used. It is.

本発明のポリイミド前駆体を重合する際に使用可能な脂肪族ジアミンとしては特に限定されないが、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’−メチレンビス(3−メチルシクロヘキシルアミン)、イソホロンジアミン、トランス−1,4−シクロヘキサンジアミン、シス−1,4−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3,8−ビス(アミノメチル)トリシクロ〔5.2.1.0〕デカン、1,3−ジアミノアダマンタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−プロパンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,7−ヘプタメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン等が挙げられる。またこれらを2種類以上併用することもできる。
上記脂肪族ジアミンのうち、低熱膨張特性発現の観点から剛直で直線的な分子構造を有するジアミンを使用することが好ましい。例えばトランス−1,4−シクロヘキサンジアミンが好適に用いられる。
Although it does not specifically limit as aliphatic diamine which can be used when superposing | polymerizing the polyimide precursor of this invention, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), 4,4'-methylenebis (3-methylcyclohexylamine), isophorone Diamine, trans-1,4-cyclohexanediamine, cis-1,4-cyclohexanediamine, 1,4-cyclohexanebis (methylamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 3,8-bis (aminomethyl) tricyclo [5.2.1.0] decane, 1,3-diaminoadamantane, 2,2 -Bis (4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) hexafluoropropane, , 3-propanediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 1,5-pentamethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,7-heptamethylenediamine, 1,8-octamethylenediamine, 1,9- Nonamethylenediamine and the like can be mentioned. Two or more of these may be used in combination.
Among the above aliphatic diamines, it is preferable to use a diamine having a rigid and linear molecular structure from the viewpoint of expression of low thermal expansion characteristics. For example, trans-1,4-cyclohexanediamine is preferably used.

上記脂肪族ジアミンを用いた場合、ポリイミド前駆体の重合初期に塩が形成されるが、室温で長期間攪拌を続けることで、塩が徐々に溶解して均一で粘稠なポリイミド前駆体のワニスが問題なく得られる。しかしながら場合によっては非常に強固な塩が形成されて全く溶解せず、重合反応が全く進行しないこともある。そのような場合は、重合反応に先立ち、シリル化剤を使用して脂肪族ジアミンを完全にまたは部分的にシリル体に変換しておき、これと式(1)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物と反応させることで、塩形成を回避あるいは抑制して最終的に均一で粘稠なポリイミド前駆体(ポリアミド酸のシリルエステルまたは、部分的にシリルエステル化されたポリアミド酸)のワニスを得ることができる。また、香族ジアミンを使用した場合であっても同様な手順でシリル化ポリアミド酸を得ることができる。   When the above aliphatic diamine is used, a salt is formed at the initial stage of polymerization of the polyimide precursor. By continuing stirring at room temperature for a long time, the salt gradually dissolves and becomes a uniform and viscous polyimide precursor varnish. Can be obtained without problems. However, in some cases, a very strong salt is formed and does not dissolve at all, and the polymerization reaction may not proceed at all. In such a case, prior to the polymerization reaction, the aliphatic diamine is completely or partially converted into a silyl form using a silylating agent, and this is converted to the tetra- amide of the present invention represented by the formula (1). By reacting with carboxylic dianhydride, salt formation is avoided or suppressed, and finally a uniform and viscous polyimide precursor (polyamide acid silyl ester or partially silyl esterified polyamide acid) A varnish can be obtained. Moreover, even if it is a case where aromatic diamine is used, a silylated polyamic acid can be obtained in the same procedure.

ジアミンのシリル化の際に使用可能なシリル化剤は特に限定されないが、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、N,O−ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド(以下BSTFAと称する)等の塩素非含有シリル化剤や、トリメチルシリルクロリド(TMSC)、トリブチルシリルクロリド等の塩素含有シリル化剤が例として挙げられる。BSTFAは塩素を含まず、シリル化反応後のジシリル体の分離・精製工程が不要であるという利点から、好適に用いられる。BSTFAを用いる場合は、よく脱水した重合溶媒に溶解したジアミンにシリル化剤加えて室温で数時間攪拌することでジアミンを容易にジシリル体に変換することができる。この際シリル化剤はジアミンのアミノ基と定量的に反応するため、単にシリル化剤の添加量を調節することで、平均シリル化率を容易に制御することが可能である。この際適用可能なシリル化率は、重合反応が進行すればよく、特に限定されるものではない。またシリル化剤としてTMSCを用いる場合は、トリエチルアミンやピリジン等の酸受容剤の存在化で脂肪族ジアミンを容易にシリル化することができる。この場合は減圧蒸留等の方法で副生成物である塩酸塩と目的のジシリル体を分離することができる。   The silylating agent that can be used in the silylation of diamine is not particularly limited, but N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, N, O-bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide (hereinafter referred to as BSTFA), etc. Examples thereof include chlorine-containing silylating agents, and chlorine-containing silylating agents such as trimethylsilyl chloride (TMSC) and tributylsilyl chloride. BSTFA is suitably used because it does not contain chlorine and does not require a separation / purification step of the disilyl compound after the silylation reaction. When BSTFA is used, the diamine can be easily converted into a disilyl form by adding a silylating agent to a diamine dissolved in a well-dehydrated polymerization solvent and stirring for several hours at room temperature. At this time, since the silylating agent reacts quantitatively with the amino group of the diamine, it is possible to easily control the average silylation rate by simply adjusting the addition amount of the silylating agent. The applicable silylation rate is not particularly limited as long as the polymerization reaction proceeds. When TMSC is used as the silylating agent, the aliphatic diamine can be easily silylated by the presence of an acid acceptor such as triethylamine or pyridine. In this case, the hydrochloride as a by-product and the target disilyl compound can be separated by a method such as distillation under reduced pressure.

本発明においては、式(2)におけるYが下記式(4)から式(6)から選択されることで、ポリイミドとした際に本発明の効果をより効率的に発現できるので特に好ましい。   In the present invention, it is particularly preferable that Y in the formula (2) is selected from the following formulas (4) to (6) because the effects of the present invention can be expressed more efficiently when polyimide is used.

また、本発明のポリイミド前駆体を重合する際、本発明のテトラカルボン酸二無水物と共に他の脂環式テトラカルボン酸二無水物を一部使用してもよい。その際共重合成分として併用可能な脂環式テトラカルボン酸二無水物としては特に限定されないが、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、5−(ジオキソテトラヒドロフリル−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−テトラリン−1,2−ジカルボン酸無水物、テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、シス、シス、シス、シス−1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。またこれらを2種類以上併用することもできる。共重合の際、式(1)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物の含有率は、要求特性を損なわなければ特に限定されないが、全テトラカルボン酸二無水物使用量に対して50〜100モル%の範囲であることが好ましい。   Moreover, when polymerizing the polyimide precursor of this invention, you may use a part of other alicyclic tetracarboxylic dianhydrides with the tetracarboxylic dianhydride of this invention. In that case, the alicyclic tetracarboxylic dianhydride that can be used as a copolymerization component is not particularly limited, but bicyclo [2.2.2] octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, Bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 5- (dioxotetrahydrofuryl-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid Acid anhydride, 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -tetralin-1,2-dicarboxylic anhydride, tetrahydrofuran-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo- 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride, cis, cis, cis, cis-1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclo Pentanetetracar Examples thereof include boronic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, etc. In the case of copolymerization, the content of the tetracarboxylic dianhydride of the present invention represented by the formula (1) is not particularly limited as long as the required properties are not impaired, It is preferably in the range of 50 to 100 mol% with respect to the amount of carboxylic dianhydride used.

また芳香族テトラカルボン酸二無水物も共重合成分として部分的に用いてもよい。使用可能な芳香族テトラカルボン酸二無水物としては特に限定されないが、ピロメリット酸二無水物、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、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン酸二無水物、ハイドロキノンビス(トリメリテートアンハイドライド)、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。共重合成分としてこれらを単独あるいは2種類以上用いてもよい。この際、式(1)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物の含有率は、要求特性を損なわなければ特に限定されないが、全テトラカルボン酸二無水物使用量に対して80〜100モル%の範囲であることが好ましい。   Aromatic tetracarboxylic dianhydride may also be partially used as a copolymerization component. The aromatic tetracarboxylic dianhydride that can be used is not particularly limited, but pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4, 4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 2 , 2'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropanoic acid dianhydride, 2,2'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propanoic acid dianhydride, hydroquinone bis (trimellitic amine Hydride), 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like. These may be used alone or in combination of two or more as copolymerization components. At this time, the content of the tetracarboxylic dianhydride of the present invention represented by the formula (1) is not particularly limited as long as the required characteristics are not impaired, but it is 80 to The range is preferably 100 mol%.

重合溶媒としては特に限定されないが、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホオキシド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,2−ジメトキシエタン-ビス(2−メトキシエチル)エーテル、テロラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ピコリン、ピリジン、アセトン、クロロホルム、トルエン、キシレン等の非プロトン性溶媒および、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール等のプロトン性溶媒が使用可能である。またこれらの溶媒は単独でも、2種類以上混合して用いてもよい。   The polymerization solvent is not particularly limited, but N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, hexamethylphosphoramide, dimethylsulfoxide, γ- Butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,2-dimethoxyethane-bis (2-methoxyethyl) ether, terahydrofuran, 1,4-dioxane, picoline, pyridine, acetone, chloroform, toluene, Aprotic solvents such as xylene and protic solvents such as phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-chlorophenol, m-chlorophenol, and p-chlorophenol can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

<ポリイミドの製造方法>
式(3)で表される本発明のポリイミドは、上記の方法で得られたポリイミド前駆体の脱水閉環反応(イミド化反応)により製造することができる。適用可能なポリイミドの形態は、フィルム、基板/ポリイミドフィルム積層体、粉末、成型体および溶液(ワニス)が挙げられる。イミド化反応には公知の方法を用いることができ、特に限定されない。
まずポリイミドフィルムを製造する方法について具体的に説明する。ポリイミド前駆体の重合溶液をガラス、銅、アルミニウム、ステンレス、シリコン等の基板上に流延し、エアーオーブン中40〜180℃、好ましくは50〜150℃で乾燥する。得られたポリイミド前駆体フィルムを基板上で真空中、窒素等の不活性ガス中、あるいは空気中、200〜400℃、好ましくは250〜350℃で加熱することで、ポリイミドフィルムが得られる。この際の加熱温度はイミド化の閉環反応を十分に行なうという観点から200℃以上、生成したポリイミドフィルムの熱安定性の観点から400℃以下が好ましい。またイミド化は減圧下、真空中あるいは不活性ガス中で行うことが望ましいが、イミド化温度が高すぎなければ空気中で行っても、差し支えない。
<Production method of polyimide>
The polyimide of the present invention represented by the formula (3) can be produced by a dehydration cyclization reaction (imidization reaction) of the polyimide precursor obtained by the above method. Applicable polyimide forms include films, substrate / polyimide film laminates, powders, molded bodies, and solutions (varnishes). A well-known method can be used for imidation reaction, It does not specifically limit.
First, a method for producing a polyimide film will be specifically described. A polymerization solution of the polyimide precursor is cast on a substrate of glass, copper, aluminum, stainless steel, silicon or the like, and dried at 40 to 180 ° C., preferably 50 to 150 ° C. in an air oven. A polyimide film is obtained by heating the obtained polyimide precursor film on a substrate in vacuum, in an inert gas such as nitrogen, or in air at 200 to 400 ° C., preferably 250 to 350 ° C. The heating temperature at this time is preferably 200 ° C. or higher from the viewpoint of sufficiently carrying out the imidization ring-closing reaction, and 400 ° C. or lower from the viewpoint of the thermal stability of the produced polyimide film. The imidization is preferably performed under reduced pressure, in a vacuum or in an inert gas, but if the imidization temperature is not too high, it may be performed in air.

イミド化は熱処理によって行う以外に、有機酸の酸無水物と有機3級アミンからなる脱水環化剤(化学イミド化剤)を用いて行うこともできる。例えば、ポリイミド前駆体ワニスをそのまま用いるか若しくは溶媒で適度に希釈後、これに脱水環化試剤を投入し、0〜100℃、好ましくは20〜60℃で0.5〜48時間攪拌することで容易にイミド化することができる。
その際に使用される有機酸の酸無水物としては、特に限定されず、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸等が使用可能であるが、コストおよび後処理のしやすさの観点から無水酢酸が好適に用いられる。また有機3級アミンとしては特に限定されず、ピリジン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等が使用可能であるが、安全性の観点から好ましくはピリジンが用いられる。
化学イミド化反応の際、脱水環化試薬中の酸無水物の使用量は、ポリイミド前駆体の理論脱水量の1〜10倍モルの範囲であることが好ましく、脱水環化試薬中の塩基性触媒の使用量は酸無水物に対して0.1〜2倍モルの範囲であることが好ましい。これらの範囲外で化学イミド化を行うとイミド化反応が完結しなかったり、反応溶液中にイミド化が未完結のポリイミドが析出してやはりイミド化が不十分となる恐れがある。
Imidization can be carried out by heat treatment, or by using a dehydrating cyclization agent (chemical imidization agent) comprising an acid anhydride of an organic acid and an organic tertiary amine. For example, by using the polyimide precursor varnish as it is or after appropriately diluting with a solvent, a dehydration cyclization reagent is added thereto and stirred at 0 to 100 ° C., preferably 20 to 60 ° C. for 0.5 to 48 hours. It can be easily imidized.
The acid anhydride of the organic acid used in that case is not particularly limited, and acetic anhydride, propionic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, etc. can be used, but the cost and ease of post-treatment are not limited. In view of the above, acetic anhydride is preferably used. The organic tertiary amine is not particularly limited, and pyridine, triethylamine, N, N-dimethylaniline and the like can be used, but pyridine is preferably used from the viewpoint of safety.
In the chemical imidation reaction, the amount of acid anhydride used in the dehydration cyclization reagent is preferably in the range of 1 to 10 times the theoretical dehydration amount of the polyimide precursor, and the basicity in the dehydration cyclization reagent is The amount of catalyst used is preferably in the range of 0.1 to 2 moles relative to the acid anhydride. If the chemical imidization is carried out outside these ranges, the imidation reaction may not be completed, or imidation may not be completed in the reaction solution, resulting in insufficient imidization.

化学イミド化完了後、反応溶液を大量の貧溶媒中に滴下してポリイミドを析出・洗浄して反応溶媒や過剰な化学イミド化剤を除去した後、減圧乾燥してポリイミドの粉末を得ることができる。使用可能な貧溶媒としては、ポリイミドを溶解しなければよく、特に限定されないが、反応溶媒や化学イミド化剤との親和性および乾燥による除去のしやすさの観点から水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等が好適に用いられる。
得られたポリイミド粉末を、重合の際に使用可能な上記の溶媒に再溶解してポリイミドのワニスを得ることができる。
このポリイミドワニスをバーコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、インクジェット法、ディッピング法、スプレーコーティング法等の方法で基板上に塗工し、40〜300℃、好ましくは80〜250℃で乾燥するによってもポリイミドフィルムを形成することができる。
After completion of chemical imidization, the reaction solution is dropped into a large amount of poor solvent to deposit and wash the polyimide to remove the reaction solvent and excess chemical imidizing agent, followed by drying under reduced pressure to obtain polyimide powder. it can. The poor solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not dissolve polyimide, but water, methanol, ethanol, n, from the viewpoint of affinity with the reaction solvent and chemical imidizing agent and ease of removal by drying. -Propanol, isopropanol and the like are preferably used.
The obtained polyimide powder can be redissolved in the above-mentioned solvent that can be used for polymerization to obtain a polyimide varnish.
The polyimide varnish is coated on a substrate by a method such as a bar coating method, a spin coating method, a spray coating method, an ink jet method, a dipping method, or a spray coating method, and is dried at 40 to 300 ° C., preferably 80 to 250 ° C. A polyimide film can also be formed.

イミド化反応は上記化学イミド化剤を用いる代わりに、ポリイミド前駆体の重合溶液をそのまま用いるか若しくは溶媒で適度に希釈した後、そのワニスを150〜230℃に加熱することで、ポリイミド自体が用いた溶媒に溶解する場合、ポリイミドのワニスを容易に製造することができる。溶媒に不溶な場合は、ポリイミド粉末を沈殿物として得ることができる。この際イミド化の副生成物である水等を共沸留去するために、トルエンやキシレン等を添加しても差し支えない。また触媒としてγ―ピコリン等の塩基を添加することができる。得られたワニスを大量の水やメタノール等の貧溶媒中に滴下して析出させ、これを濾過しポリイミドを粉末として単離することもできる。またポリイミド粉末が溶媒に可溶である場合は、これを上記重合溶媒に再溶解してポリイミドのワニスとすることができる。   Instead of using the above-mentioned chemical imidizing agent, the imidization reaction uses the polyimide precursor polymerization solution as it is or after appropriately diluting with a solvent, and then heating the varnish to 150 to 230 ° C. to use the polyimide itself. When dissolved in a solvent, a polyimide varnish can be easily produced. When insoluble in the solvent, the polyimide powder can be obtained as a precipitate. At this time, toluene, xylene or the like may be added in order to azeotropically distill off water or the like which is a by-product of imidization. Further, a base such as γ-picoline can be added as a catalyst. The obtained varnish can be dropped and deposited in a large amount of poor solvent such as water or methanol, and this can be filtered to isolate the polyimide as a powder. Further, when the polyimide powder is soluble in a solvent, it can be redissolved in the polymerization solvent to obtain a polyimide varnish.

本発明のポリイミドは、式(1)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物とジアミンを溶媒中高温で反応(ワンポット重合)させることにより、ポリイミド前駆体を単離することなく、一段階で製造することもできる。この際、反応温度は反応促進の観点から、130〜250℃、好ましくは150〜230℃の範囲に保持するとよい。またポリイミドが用いた溶媒に不溶な場合、ポリイミドは沈殿物として得られ、可溶な場合はポリイミドのワニスとして得られる。ワンポット重合の際使用可能な溶媒は特に限定さないが、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性溶媒が例として挙げられが、より好ましくはm−クレゾール等のフェノール系溶媒やNMP等のアミド系溶媒が用いられる。これらの溶媒にイミド化反応の副生成物である水を共沸留去するために、トルエンやキシレン等を添加することができる。またイミド化触媒としてγ―ピコリン等の塩基を添加することができる。得られたワニスを大量の水やメタノール等の貧溶媒中に滴下・濾過しポリイミドを粉末として単離することができる。またポリイミドが溶媒に可溶である場合はその粉末を上記溶媒に再溶解してポリイミドのワニスとすることができる。   The polyimide of the present invention is obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride of the present invention represented by the formula (1) with a diamine in a solvent at a high temperature (one-pot polymerization) without isolating the polyimide precursor. It can also be manufactured in stages. At this time, the reaction temperature may be maintained in the range of 130 to 250 ° C., preferably 150 to 230 ° C., from the viewpoint of promoting the reaction. When the polyimide is insoluble in the solvent used, the polyimide is obtained as a precipitate, and when it is soluble, it is obtained as a polyimide varnish. Solvents that can be used for one-pot polymerization are not particularly limited, but examples include aprotic solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and dimethyl sulfoxide. More preferably, phenol solvents such as m-cresol and amide solvents such as NMP are used. In order to azeotropically distill off water, which is a by-product of the imidization reaction, to these solvents, toluene, xylene, or the like can be added. A base such as γ-picoline can be added as an imidization catalyst. The resulting varnish can be dropped and filtered into a large amount of poor solvent such as water or methanol to isolate the polyimide as a powder. When the polyimide is soluble in a solvent, the powder can be redissolved in the solvent to obtain a polyimide varnish.

このポリイミドワニスをバーコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、インクジェット法、ディッピング法、スプレーコーティング法等の方法で基板上に塗工し、40〜300℃、好ましくは80〜250℃で乾燥するによってもポリイミドフィルムを形成することができる。
上記のように得られたポリイミド粉末を200〜450℃、好ましくは250〜430℃で加熱圧縮することでポリイミドの成型体を作製することもできる。
ポリイミド前駆体溶液中にN,N−ジシクロヘキシルカルボジイミドやトリフルオロ無水酢酸等の脱水試薬を添加・撹拌して0〜100℃、好ましくは0〜60℃で反応させることにより、ポリイミドの異性体であるポリイソイミドが生成する。イソイミド化反応は上記脱水試薬を含有する溶液中にポリイミド前駆体フィルムを浸漬することでも可能である。ポリイソイミドワニスを上記と同様な手順で製膜した後、250〜450℃、好ましくは270〜400℃で熱処理することにより、ポリイミドへ容易に変換することができる。
本発明のポリイミドおよびその前駆体中に、必要に応じて酸化安定剤、フィラー、接着促進剤、シランカップリング剤、感光剤、色素、顔料、光重合開始剤、増感剤、末端封止剤、架橋剤等の添加物を加えることができる。
The polyimide varnish is coated on a substrate by a method such as a bar coating method, a spin coating method, a spray coating method, an ink jet method, a dipping method, or a spray coating method, and is dried at 40 to 300 ° C., preferably 80 to 250 ° C. A polyimide film can also be formed.
A polyimide molded body can also be produced by heat-compressing the polyimide powder obtained as described above at 200 to 450 ° C., preferably 250 to 430 ° C.
It is an isomer of polyimide by adding and stirring a dehydrating reagent such as N, N-dicyclohexylcarbodiimide or trifluoroacetic anhydride in the polyimide precursor solution and reacting at 0 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C. Polyisoimide is formed. The isoimidization reaction can also be performed by immersing the polyimide precursor film in a solution containing the dehydrating reagent. After polyisoimide varnish is formed in the same procedure as above, it can be easily converted to polyimide by heat treatment at 250 to 450 ° C., preferably 270 to 400 ° C.
In the polyimide of the present invention and its precursor, an oxidation stabilizer, a filler, an adhesion promoter, a silane coupling agent, a photosensitizer, a dye, a pigment, a photopolymerization initiator, a sensitizer, and an end-capping agent as necessary. Additives such as cross-linking agents can be added.

<層間絶縁膜としてのポリイミドの要求特性例>
ポリイミドのガラス転移温度Tgは高い程よいが、230℃以上であれば実用上支障なく、250℃以上であればより好ましい。
ポリイミドのCTEは低い程よいが、40ppm/K以下であれば実用上支障はなく、30ppm/K以下であればより好ましい。
ポリイミドの誘電率は低いほどよいが、2.8以下であれば実用上支障はなく、2.75以下であればより好ましい。
上記ポリイミドフィルムは十分な膜靭性を示すことが必要である。その指標として180°折曲試験によりフィルムが破断しないことが必要である。
ポリイミドは、ポリイミド自体に溶媒溶解性がなくてもポリイミド前駆体が揮発性の有機溶媒に可溶であれば、層間絶縁膜形成に支障はないが、ポリイミドが有機溶媒に室温で高い溶解性を示し、安定なワニスとなることが工程簡略化の観点からより望ましい。
ポリイミドには十分高い熱酸化安定性も求められる。その指標として空気雰囲気中で測定された5%重量減少温度が400℃以上であれば実用上支障はなく、420℃以上であればより好ましい。
<Examples of required characteristics of polyimide as an interlayer insulating film>
The higher the glass transition temperature Tg of polyimide is, the better, but if it is 230 ° C. or higher, there is no practical problem, and if it is 250 ° C. or higher, it is more preferable.
The lower the CTE of polyimide, the better. However, if it is 40 ppm / K or less, there is no practical problem, and if it is 30 ppm / K or less, it is more preferable.
The lower the dielectric constant of polyimide, the better. However, if it is 2.8 or less, there is no practical problem, and if it is 2.75 or less, it is more preferable.
The polyimide film needs to exhibit sufficient film toughness. As an index, it is necessary that the film does not break by a 180 ° bending test.
Even if polyimide is not soluble in the solvent of the polyimide itself, if the polyimide precursor is soluble in the volatile organic solvent, there is no problem in forming the interlayer insulating film, but the polyimide is highly soluble in the organic solvent at room temperature. It is more desirable from the viewpoint of process simplification to be a stable varnish.
Polyimides are also required to have sufficiently high thermal oxidation stability. As an index, if the 5% weight loss temperature measured in an air atmosphere is 400 ° C. or higher, there is no practical problem, and 420 ° C. or higher is more preferable.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これら実施例に限定されるものではない。なお、以下の例における物性値は、次の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, it is not limited to these Examples. The physical property values in the following examples were measured by the following methods.

<赤外吸収スペクトル>
フーリエ変換赤外分光光度計(日本分光社製FT−IR5300)を用い、KBr法にて本発明のテトラカルボン酸二無水物の赤外線吸収スペクトルを測定した。また透過法にて本発明のポリイミドの薄膜(5μm厚)の赤外線吸収スペクトルを測定した。
<Infrared absorption spectrum>
The infrared absorption spectrum of the tetracarboxylic dianhydride of the present invention was measured by the KBr method using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR5300 manufactured by JASCO Corporation). Further, an infrared absorption spectrum of the polyimide thin film (5 μm thickness) of the present invention was measured by a transmission method.

H−NMRスペクトル>
日本電子社製NMR分光光度計(ECP400)を用い、重水素化ジメチルスルホキシド中で本発明のテトラカルボン酸二無水物のH−NMRスペクトルを測定した。
<示差走査熱量分析(融点および融解曲線)>
本発明のテトラカルボン酸二無水物の融点および融解曲線は、ブルカーエイエックス社製示差走査熱量分析装置(DSC3100)を用いて、窒素雰囲気中、昇温速度5℃/分で測定した。融点が高く融解ピークがシャープであるほど、高純度であることを示す。
<1 H-NMR spectrum>
A 1 H-NMR spectrum of the tetracarboxylic dianhydride of the present invention was measured in deuterated dimethyl sulfoxide using a JEOL NMR spectrophotometer (ECP400).
<Differential scanning calorimetry (melting point and melting curve)>
The melting point and melting curve of the tetracarboxylic dianhydride of the present invention were measured at a temperature rising rate of 5 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a differential scanning calorimeter (DSC3100) manufactured by Bruker Ax. The higher the melting point and the sharper the melting peak, the higher the purity.

<固有粘度>
本発明のポリイミド前駆体の0.5質量%溶液を、オストワルド粘度計を用いて30℃で測定した。
<Intrinsic viscosity>
A 0.5 mass% solution of the polyimide precursor of the present invention was measured at 30 ° C. using an Ostwald viscometer.

<ガラス転移温度:Tg>
ブルカーエイエックス社製熱機械分析装置(TMA4000)を用い、熱機械分析により、静荷重0.5g/膜厚1μm(膜厚20μmの場合は静荷重10g)、昇温速度5℃/分における試験片の伸びを計測し、試験片が急激に伸びた温度の前後の曲線にそれぞれ接線を引き、これらの接線の交点よりガラス転移温度(Tg)を決定した。
<Glass transition temperature: Tg>
Tests using a thermomechanical analyzer (TMA4000) manufactured by Bruker Ax Co., Ltd. with a static load of 0.5 g / film thickness of 1 μm (static load of 10 g when the film thickness is 20 μm) and a heating rate of 5 ° C./min. The elongation of the piece was measured, tangent lines were drawn on the curves before and after the temperature at which the test piece suddenly stretched, and the glass transition temperature (Tg) was determined from the intersection of these tangent lines.

<線熱膨張(係数):CTE>
ブルカーエイエックス社製熱機械分析装置(TMA4000)を用いて、熱機械分析により、荷重0.5g/膜厚1μm(膜厚20μmの場合は静荷重10g)、昇温速度5℃/分における試験片の伸びより、ガラス転移温度以下である100〜150℃の範囲での平均値として、本発明のポリイミドフィルム(20μm厚)の線熱膨張係数を求めた。
<Linear thermal expansion (coefficient): CTE>
Using a thermal mechanical analysis apparatus (TMA4000) manufactured by Bruker Ax, a test at a load of 0.5 g / film thickness of 1 μm (static load of 10 g when the film thickness is 20 μm) and a temperature rising rate of 5 ° C./min. From the elongation of the piece, the linear thermal expansion coefficient of the polyimide film (20 μm thickness) of the present invention was determined as an average value in the range of 100 to 150 ° C. which is not higher than the glass transition temperature.

<5%重量減少温度:T
ブルカーエイエックス社製熱重量分析装置(TG−DTA2000)を用いて、窒素中または空気中、昇温速度10℃/分での昇温過程において、ポリイミドフィルム(20μm厚)の初期重量が5%減少した時の温度を測定した。これらの値が高いほど、熱安定性が高いことを表す。
<5% weight loss temperature: T d 5 >
Using a thermogravimetric analyzer (TG-DTA2000) manufactured by Bruker Ax, the initial weight of the polyimide film (20 μm thickness) is 5% in the temperature rising process at a heating rate of 10 ° C./min in nitrogen or air. The temperature at the time of decrease was measured. Higher values indicate higher thermal stability.

<誘電率:εcal
アタゴ社製アッベ屈折計(アッベ4T)を用いて、ポリイミドフィルムの平均屈折率〔nav=(2nin+nout)/3〕に基づいて次式:εcal=1.1×nav により周波数1MHzに相当するポリイミドフィルムの誘電率(εcal)を算出した。
<Dielectric constant: ε cal >
Based on the average refractive index [n av = (2n in + n out ) / 3] of the polyimide film using an Abbe refractometer (Abbe 4T) manufactured by Atago Co., the following formula: ε cal = 1.1 × n av 2 The dielectric constant (ε cal ) of the polyimide film corresponding to a frequency of 1 MHz was calculated.

[実施例1]
<エステル基含有テトラカルボン酸二無水物の合成>
式(11)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物(以下TATFBPとも称する)は式(13)で表されるジオール(DHTFMB)とトリメリット酸無水物クロリドより合成した。まずDHTFMBを以下のように合成した。2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)3.20g(10mmol)を500mLナス型フラスコに入れ、水100mLを加えて攪拌し、懸濁させた。これに濃塩酸24mL(100mmol)を加えて攪拌しA液とした。50mLナス型フラスコに亜硝酸ナトリウム1.38g(30mmol)を入れ、水8mLを加えて溶解し、B液とした。氷浴で冷却したA液に攪拌下B液をシリンジにてすばやく加えた。2時間攪拌後、未反応の亜硝酸ナトリウムを分解するために尿素0.1gを加え、更に30分攪拌し、C液とした。次に1L3つ口フラスコに燐酸7mLと水600mLを入れ、還流管を付けて窒素雰囲気中、120℃に加熱した。この水溶液中にC液をゆっくり加え、120℃で1時間還流して加水分解を行った。室温まで放冷後、生成物をジエチルエーテルで抽出し、エバポレーターで溶媒留去して橙色油状生成物を得た。これに水と活性炭を加えて脱色後、熱濾過し、エバポレーターで水を留去して薄黄色固体を得た。最後にシクロヘキサンにて再結晶・真空乾燥を行い、収率43%で白色結晶を得た。FT−IRスペクトルおよびH−NMRスペクトルから得られた生成物は式(13)で表される目的のジオール体であることが確認された。分析結果を以下に示す。
FT−IR: 3316cm−1(フェノール性OH基)、1593cm−1(ビフェニレン基)
H−NMR:δ10.2ppm(OH、2H)、δ7.0〜7.1ppm(ビフェニレン基上CaromH、6H)
DSC:融点149.9℃
[Example 1]
<Synthesis of ester group-containing tetracarboxylic dianhydride>
The tetracarboxylic dianhydride of the present invention represented by the formula (11) (hereinafter also referred to as TATFBP) was synthesized from a diol (DHTFMB) represented by the formula (13) and trimellitic anhydride chloride. First, DHTFMB was synthesized as follows. 2.20 g (10 mmol) of 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB) was placed in a 500 mL eggplant-shaped flask, and 100 mL of water was added and stirred to suspend. To this, 24 mL (100 mmol) of concentrated hydrochloric acid was added and stirred to give A solution. A 50 mL eggplant-shaped flask was charged with 1.38 g (30 mmol) of sodium nitrite, and 8 mL of water was added to dissolve it to prepare a solution B. The solution B was quickly added to the solution A cooled in an ice bath with a syringe while stirring. After stirring for 2 hours, 0.1 g of urea was added to decompose unreacted sodium nitrite, and the mixture was further stirred for 30 minutes to obtain solution C. Next, 7 mL of phosphoric acid and 600 mL of water were placed in a 1 L three-necked flask, and a reflux tube was attached and heated to 120 ° C. in a nitrogen atmosphere. The solution C was slowly added to this aqueous solution, and hydrolyzed by refluxing at 120 ° C. for 1 hour. After cooling to room temperature, the product was extracted with diethyl ether, and the solvent was distilled off with an evaporator to obtain an orange oily product. Water and activated carbon were added thereto for decolorization, followed by hot filtration, and water was removed by an evaporator to obtain a pale yellow solid. Finally, recrystallization and vacuum drying were performed with cyclohexane to obtain white crystals with a yield of 43%. It was confirmed that the product obtained from the FT-IR spectrum and the 1 H-NMR spectrum was the target diol represented by the formula (13). The analysis results are shown below.
FT-IR: 3316 cm −1 (phenolic OH group), 1593 cm −1 (biphenylene group)
1 H-NMR: δ 10.2 ppm (OH, 2H), δ 7.0 to 7.1 ppm (C arom H on biphenylene group, 6H)
DSC: melting point 149.9 ° C.

次に、トリメリット酸無水物クロリドと上記のようにして得られたDHTFMBより、式(11)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物(TATFBP)を以下のようにして合成した。まず、ナス型フラスコにトリメリット酸クロリド4.21g(20mmol)を入れ、脱水済みテトラヒドロフラン(THF)18.9mLを加えて溶解させ、セプタムシールして溶液Aを調製した。更に別のフラスコ中でDHTFMB3.22g(10mmol)をTHF14.5mLに溶解し、これにピリジン2.42mL(30mmol)を加えて溶解し、セプタムシールして溶液Bを調製した。
氷浴中で冷却した溶液Aに攪拌下溶液Bを滴下して3時間攪拌し、その後室温で12時間攪拌した。析出した白色のピリジン塩酸塩を濾別し、濾液をエバポレーターで溶媒留去し、析出物を水で繰り返し洗浄してピリジンを除去した。生成物を80℃で12時間真空乾燥し、更に適当量の無水酢酸を加えて120℃で3時間加熱して一部開環した酸無水物基を完全に閉環させた。これにトルエンを加えて無水酢酸を共沸除去し、得られた白色固体を120℃で24時間真空乾燥して収率42%で粗生成物を得た。最後にトルエンにて再結晶(再結晶収率92%)し、120℃で24時間真空乾燥して白色結晶を得た。FT−IRスペクトル(図1)およびH−NMRスペクトル(図2)より得られた生成物は式(11)で表される目的のテトラカルボン酸二無水物であり、示差熱分析による融解の吸熱ピーク(図3)が非常にシャープであったことから生成物は高純度であることが確認された。分析結果を以下に示す。
FT−IR: 1856cm−1、1784cm−1(酸無水物基C=O伸縮振動)、1750cm−1(エステル基C=O伸縮振動)
DSC:融点245.3℃
Next, the tetracarboxylic dianhydride (TATFBP) of the present invention represented by the formula (11) was synthesized from trimellitic anhydride chloride and DHTFMB obtained as described above as follows. First, 4.21 g (20 mmol) of trimellitic chloride was placed in an eggplant-shaped flask, and 18.9 mL of dehydrated tetrahydrofuran (THF) was added and dissolved, followed by septum sealing to prepare Solution A. Further, in another flask, 3.22 g (10 mmol) of DHTFMB was dissolved in 14.5 mL of THF, 2.42 mL (30 mmol) of pyridine was added thereto and dissolved, and a septum was sealed to prepare Solution B.
Solution B was added dropwise with stirring to solution A cooled in an ice bath, and the mixture was stirred for 3 hours, and then stirred at room temperature for 12 hours. Precipitated white pyridine hydrochloride was filtered off, the solvent was distilled off from the filtrate with an evaporator, and the precipitate was washed repeatedly with water to remove pyridine. The product was vacuum-dried at 80 ° C. for 12 hours, an appropriate amount of acetic anhydride was further added, and the mixture was heated at 120 ° C. for 3 hours to completely close the partially opened acid anhydride group. Toluene was added thereto to remove acetic anhydride azeotropically, and the resulting white solid was vacuum dried at 120 ° C. for 24 hours to obtain a crude product in a yield of 42%. Finally, it was recrystallized with toluene (recrystallization yield: 92%) and dried in vacuo at 120 ° C. for 24 hours to obtain white crystals. The product obtained from the FT-IR spectrum (FIG. 1) and the 1 H-NMR spectrum (FIG. 2) is the target tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (11), and the product of melting by differential thermal analysis is The endothermic peak (FIG. 3) was very sharp, confirming that the product was highly pure. The analysis results are shown below.
FT-IR: 1856 cm −1 , 1784 cm −1 (acid anhydride group C═O stretching vibration), 1750 cm −1 (ester group C═O stretching vibration)
DSC: melting point 245.3 ° C.

[実施例2]
<ポリイミド前駆体の重合、イミド化およびポリイミドフィルム特性の評価>
よく乾燥した攪拌機付密閉反応容器中に2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(以下TFMBと称する)3mmolを入れ、モレキュラーシーブス4Aで十分に脱水したN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶解した後、この溶液に式(11)で表される本発明のテトラカルボン酸二無水物粉末(TATFBP))3mmolを一度に加えた(溶質濃度:30質量%)。室温で24時間攪拌後、溶液粘度が増加して攪拌しにくくなったため、16質量%まで同一溶媒で適宜希釈しトータル72時間撹拌して均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。このポリイミド前駆体溶液は室温および−20℃で一ヶ月間放置しても沈澱、ゲル化は全く起こらず、高い溶液貯蔵安定を示した。DMAc中、30℃、0.5質量%の濃度でオストワルド粘度計にて測定したポリイミド前駆体の固有粘度は1.75dL/gであり、高重合体であった。
このポリイミド前駆体溶液をガラス基板に塗布し、60℃、2時間で乾燥して得たポリイミド前駆体フィルムを基板上、350℃で1時間真空中で熱イミド化を行った後、残留応力を除去するために基板から剥がして真空中350℃で1時間熱処理を行い、膜厚20μmの淡黄色のポリイミドフィルムを得た。また、ポリイミド前駆体溶液に過剰量の無水酢酸/ピリジン(体積比7/3)を攪拌しながら滴下し、室温で24時間攪拌することによっても容易に化学イミド化することが可能であった。この際反応溶液はゲル化しなかった。化学イミド化終了後、反応溶液を大量のメタノール中に滴下してポリイミドを沈殿・濾過してメタノールで十分洗浄した後、100℃で真空乾燥してポリイミドの粉末を得た。赤外吸収スペクトルを測定したところ、化学イミド化はほぼ完結していることが確認された。このポリイミド粉末はDMAc、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等幅広い有機溶媒に対して25℃で高い溶解性(5質量%以上)を示した。
熱イミド化によって得られたポリイミドフィルムは180°折曲げ試験によっても破断せずフレキシブルであった。得られた膜厚20μmのポリイミドフィルムのガラス転移温度は268℃であり、5%重量減少温度は窒素雰囲気中で463℃、空気雰囲気中で428℃と十分高い耐熱性および熱安定性を示し、線熱膨張係数(CTE)は28.9ppm/Kと比較的低い値を示した。また平均屈折率から見積もった誘電率は2.75と全芳香族ポリイミドにしては非常に低い値を示した。また、上記ポリイミドの粉末をDMAcに溶解して得たポリイミドワニスをガラス基板上に塗布・乾燥し、同様な条件で熱処理して作製したポリイミドフィルムについても、ポリイミド前駆体フィルムを熱イミド化して作製したポリイミドフィルムとほぼ同等の物性を示した。ポリイミド薄膜のFT−IRスペクトルを図4に示す。
[Example 2]
<Polymerization of polyimide precursor, imidization and evaluation of polyimide film characteristics>
In a well-dried sealed reaction vessel with a stirrer, 3 mmol of 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (hereinafter referred to as TFMB) was placed, and N, N-dimethylacetamide (DMAc) sufficiently dehydrated with molecular sieves 4A was added. After dissolution, 3 mmol of tetracarboxylic dianhydride powder (TATFBP) of the present invention represented by the formula (11) was added to this solution all at once (solute concentration: 30% by mass). After stirring at room temperature for 24 hours, the solution viscosity increased and it became difficult to stir. Therefore, the solution was appropriately diluted with the same solvent up to 16% by mass and stirred for a total of 72 hours to obtain a uniform and viscous polyimide precursor solution. This polyimide precursor solution did not precipitate or gel at all even when allowed to stand at room temperature and −20 ° C. for one month, and showed high solution storage stability. The intrinsic viscosity of the polyimide precursor measured with an Ostwald viscometer in DMAc at a concentration of 0.5% by mass at 30 ° C. was 1.75 dL / g, which was a high polymer.
The polyimide precursor film obtained by applying this polyimide precursor solution to a glass substrate and drying at 60 ° C. for 2 hours was subjected to thermal imidization on the substrate at 350 ° C. for 1 hour in a vacuum, and then the residual stress was reduced. In order to remove, it peeled off from the board | substrate and heat-processed at 350 degreeC in vacuum for 1 hour, and obtained the pale yellow polyimide film with a film thickness of 20 micrometers. Further, it was possible to easily chemically imidize by adding dropwise an excess amount of acetic anhydride / pyridine (volume ratio 7/3) to the polyimide precursor solution while stirring and stirring at room temperature for 24 hours. At this time, the reaction solution did not gel. After completion of chemical imidation, the reaction solution was dropped into a large amount of methanol, and the polyimide was precipitated and filtered, washed sufficiently with methanol, and then vacuum dried at 100 ° C. to obtain a polyimide powder. When the infrared absorption spectrum was measured, it was confirmed that the chemical imidization was almost completed. This polyimide powder exhibited high solubility (5% by mass or more) at 25 ° C. in a wide range of organic solvents such as DMAc, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), cyclopentanone, and cyclohexanone.
The polyimide film obtained by thermal imidization was flexible without being broken even by a 180 ° bending test. The resulting polyimide film with a film thickness of 20 μm has a glass transition temperature of 268 ° C., and a 5% weight loss temperature of 463 ° C. in a nitrogen atmosphere and 428 ° C. in an air atmosphere, exhibiting sufficiently high heat resistance and thermal stability, The coefficient of linear thermal expansion (CTE) was a relatively low value of 28.9 ppm / K. Further, the dielectric constant estimated from the average refractive index was 2.75, which was a very low value for wholly aromatic polyimides. Also, a polyimide varnish obtained by dissolving the above polyimide powder in DMAc is coated on a glass substrate, dried, and heat-treated under the same conditions. The physical properties were almost the same as the polyimide film prepared. The FT-IR spectrum of the polyimide thin film is shown in FIG.

[実施例3]
<アミド基含有テトラカルボン酸二無水物の合成>
式(12)で表される本発明のアミド基含有テトラカルボン酸二無水物(以下TATFMBと称する)は、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(以下TFMBと称する)とトリメリット酸無水物クロリドより合成した。まず、ナス型フラスコにトリメリット酸クロリド4.21g(20mmol)を入れ、酢酸エチル14mLとn−ヘキサン20mLからなる混合溶媒を加えて溶解させ、セプタムシールして溶液Aを調製した。他方で、別のフラスコ中でTFMB1.61g(5mmol)を酢酸エチル6.5mLとn−ヘキサン7.6mLからなる混合溶媒を加えて溶解させ、更に脱酸剤としてプロピレンオキサイド0.7mL(10mmol)を加えてセプタムシールして溶液Bを調製した。
エタノールアイスバス中で冷却した溶液Aに攪拌下溶液Bを滴下して3時間攪拌し、その後室温で12時間攪拌した。析出物を濾別し、酢酸エチル/n−ヘキサン混合溶媒(体積比1:1)でよく洗浄して、過剰量のトリメリット酸無水物クロリドおよび副生成物であるクロロプロパノールを除去し、60℃で12時間真空乾燥して収率81%で白色の生成物を得た。これを120℃で12時間真空乾燥後、無水酢酸/トルエン混合溶液(体積比1/10)から再結晶し、最後に120℃で24時間真空乾燥して白色結晶を得た。FT−IRスペクトルおよびH−NMRスペクトルより得られた生成物は式(12)で表される目的のアミド基含有テトラカルボン酸二無水物であることが確認された。分析結果を以下に示す。
FT−IR: 3378cm−1(アミド基NH伸縮振動)、3108cm−1(芳香族C−H伸縮振動)、1858cm−1、1782cm−1(酸無水物基C=O伸縮振動)、1676cm−1(アミド基C=O伸縮振動)
H−NMR: δ11.06ppm(s、NH、2H)、δ8.65ppm(s、フタルイミド上、3位CaromH、2H)、δ8.37ppm(フタルイミド上、5および6位CaromH、4H)、δ7.46ppm(d、中央ビフェニル上、6および6’位CaromH、2H)、δ8.13ppm(d、中央ビフェニル上、5および5’位CaromH、2H)、δ8.27ppm(s、中央ビフェニル上、3および3’位CaromH、2H)、
DSC:融点267℃
[Example 3]
<Synthesis of amide group-containing tetracarboxylic dianhydride>
The amide group-containing tetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as TATFMB) represented by the formula (12) is 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (hereinafter referred to as TFMB) and trimellitic acid. Synthesized from anhydride chloride. First, 4.21 g (20 mmol) of trimellitic chloride was placed in an eggplant-shaped flask, a mixed solvent consisting of 14 mL of ethyl acetate and 20 mL of n-hexane was added and dissolved, and a solution was prepared by sealing with a septum. On the other hand, 1.61 g (5 mmol) of TFMB was dissolved in another flask by adding a mixed solvent consisting of 6.5 mL of ethyl acetate and 7.6 mL of n-hexane, and 0.7 mL (10 mmol) of propylene oxide as a deoxidizer. And a septum was sealed to prepare solution B.
Solution B was added dropwise with stirring to solution A cooled in an ethanol ice bath, and the mixture was stirred for 3 hours, and then stirred at room temperature for 12 hours. The precipitate was filtered off and washed well with an ethyl acetate / n-hexane mixed solvent (volume ratio 1: 1) to remove excess trimellitic anhydride chloride and by-product chloropropanol. It was vacuum-dried at 12 ° C. for 12 hours to obtain a white product with a yield of 81%. This was vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours, recrystallized from an acetic anhydride / toluene mixed solution (volume ratio 1/10), and finally dried at 120 ° C. for 24 hours to obtain white crystals. The product obtained from the FT-IR spectrum and 1 H-NMR spectrum was confirmed to be the target amide group-containing tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (12). The analysis results are shown below.
FT-IR: 3378 cm −1 (amide group NH stretching vibration), 3108 cm −1 (aromatic C—H stretching vibration), 1858 cm −1 , 1782 cm −1 (acid anhydride group C═O stretching vibration), 1676 cm −1 (Amido group C = O stretching vibration)
1 H-NMR: δ 11.06 ppm (s, NH, 2H), δ 8.65 ppm (s, on phthalimide, 3-position C arom H, 2H), δ 8.37 ppm (on phthalimide, 5- and 6-position C arom H, 4H ), Δ 7.46 ppm (d, 6 and 6′- position C arom H, 2H on central biphenyl), δ 8.13 ppm (d, 5 and 5′-position C arom H, 2H on central biphenyl), δ 8.27 ppm ( s, on central biphenyl, 3 and 3 ′ positions C arom H, 2H),
DSC: melting point 267 ° C.

[実施例4]
テトラカルボン酸二無水物成分としてTATFBPの代わりにTATFMBを用いた以外は実施例2に記載した方法と同様にポリアミド酸を重合、製膜、熱イミド化を行い、物性評価した。得られたポリアミド酸の固有粘度は0.47dL/gであった。ポリアミド酸膜(10μm厚)のi線透過率は32.7%であった。ポリイミドフィルム(膜厚20μm)は180°折曲げ試験によっても破断せずフレキシブルであった。ガラス転移温度は303℃であり、線熱膨張係数は37.8ppm/Kと比較的低い値を示した。また、機械的特性は引張弾性率5.40GPaと高弾性を示し、破断伸びは5.0%であった。ポリイミド前駆体およびポリイミド薄膜のFT−IRスペクトルをそれぞれ図5および図6に示す。
[Example 4]
Polyamic acid was polymerized, formed into a film, and thermally imidized in the same manner as described in Example 2 except that TATFMB was used in place of TATFBP as the tetracarboxylic dianhydride component, and physical properties were evaluated. The obtained polyamic acid had an intrinsic viscosity of 0.47 dL / g. The i-line transmittance of the polyamic acid film (10 μm thick) was 32.7%. The polyimide film (thickness 20 μm) was flexible without breaking even by a 180 ° bending test. The glass transition temperature was 303 ° C., and the linear thermal expansion coefficient was a relatively low value of 37.8 ppm / K. The mechanical properties were as high as a tensile modulus of 5.40 GPa and the elongation at break was 5.0%. The FT-IR spectra of the polyimide precursor and the polyimide thin film are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.

[実施例5]
テトラカルボン酸二無水物成分としてTATFBPの代わりにTATFMB、ジアミン成分としてTFMBの代わりにトランス−1,4−シクロヘキサンジアミン(以下CHDAと称する)を用いて、実施例2に記載した方法と同様にポリアミド酸を重合、製膜、熱イミド化を行い、物性評価した。得られたポリアミド酸の固有粘度は0.75dL/gであった。ポリアミド酸膜(10μm厚)のi線透過率は52.6%と比較的高い透明性を示した。ポリイミドフィルム(膜厚20μm)は180°折曲げ試験によっても破断せずフレキシブルであった。ガラス転移温度は321℃であり、線熱膨張係数は21.8ppm/Kと比較的低い値を示した。また、機械的特性は引張弾性率6.69GPaと高弾性を示し、破断伸びは4.8%であった。ポリイミド薄膜のFT−IRスペクトルを図7に示す。
[Example 5]
Polyamide in the same manner as described in Example 2, using TATFMB instead of TATFBP as the tetracarboxylic dianhydride component, and trans-1,4-cyclohexanediamine (hereinafter referred to as CHDA) instead of TFMB as the diamine component. Polymerization, film formation, and thermal imidization of the acid were performed to evaluate physical properties. The obtained polyamic acid had an intrinsic viscosity of 0.75 dL / g. The i-line transmittance of the polyamic acid film (10 μm thick) was 52.6%, indicating a relatively high transparency. The polyimide film (thickness 20 μm) was flexible without breaking even by a 180 ° bending test. The glass transition temperature was 321 ° C., and the linear thermal expansion coefficient was a relatively low value of 21.8 ppm / K. The mechanical properties were as high as a tensile modulus of 6.69 GPa and the elongation at break was 4.8%. The FT-IR spectrum of the polyimide thin film is shown in FIG.

[実施例6]
<感光性樹脂組成物の作製とポジ型パターン形成>
実施例4と同様にして得られたポリアミド酸のDMAc溶液にジアゾナフトキノン系感光剤として2,3,4−トリス(1−オキソ−2−ジアゾナフトキノン−5−スルフォキシ)ベンゾフェノンを添加・溶解してシリコンウエハ上に塗布し、80℃で2時間熱風乾燥器中で乾燥させて、膜厚10μmの感光性樹脂組成物膜を形成した。この時膜中のジアゾナフトキノン系感光剤の濃度は30質量%である。更にこの膜を空気中100℃で10分間プリベイク後、フォトマスクを介し、落射式高圧水銀ランプ(ハリソン東芝ライティング社製トスキュア251)のi線(365nm、照射光強度=150mW/cm)を10秒間照射した。これを20体積%のエタノール含むテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)2.38質量%水溶液にて21℃で90秒間パドリング現像を行い、エタノールで洗浄後、60℃で乾燥して、線幅20μmの鮮明なレリーフパターンが得られた。このレリーフパターンを300℃で加熱した熱イミド化後も、パターンの崩れは見られなかった。図8にそのSEM写真を示す。
[Example 6]
<Preparation of photosensitive resin composition and positive pattern formation>
2,3,4-tris (1-oxo-2-diazonaphthoquinone-5-sulfoxy) benzophenone as a diazonaphthoquinone photosensitizer was added and dissolved in the DMAc solution of polyamic acid obtained in the same manner as in Example 4. It apply | coated on the silicon wafer, it was made to dry in a hot air dryer at 80 degreeC for 2 hours, and the photosensitive resin composition film | membrane with a film thickness of 10 micrometers was formed. At this time, the concentration of the diazonaphthoquinone photosensitizer in the film is 30% by mass. Further, this film was pre-baked at 100 ° C. for 10 minutes in the air, and then irradiated with i-line (365 nm, irradiation light intensity = 150 mW / cm 2 ) of an epi-illumination type high-pressure mercury lamp (Harrison Toshiba Lighting Co., Ltd. Toscue 251) through a photomask. Irradiated for 2 seconds. This was subjected to paddling development at 21 ° C. for 90 seconds in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) containing 20% by volume of ethanol at 21 ° C., washed with ethanol, dried at 60 ° C., and line width of 20 μm. A clear relief pattern was obtained. Even after the thermal imidization in which this relief pattern was heated at 300 ° C., the pattern was not broken. FIG. 8 shows the SEM photograph.

[実施例7]
実施例6において、実施例4と同様にして得られたポリアミド酸を実施例5と同様にして得られたポリアミド酸に変更した以外は同様にして感光性樹脂組成物膜を作製し、ポジ型パターン形成を行った。その際現像は、2.38質量%TMAH水溶液を用いて21℃で20秒間行い、その後水でリンスした。その結果、実施例6と同様に、線幅20μmの鮮明なレリーフパターンが得られた。このレリーフパターンを300℃で加熱した熱イミド化後もパターンの崩れは見られなかった。図9にそのSEM写真を示す。
[Example 7]
A photosensitive resin composition film was prepared in the same manner as in Example 6 except that the polyamic acid obtained in the same manner as in Example 4 was changed to the polyamic acid obtained in the same manner as in Example 5. Pattern formation was performed. At that time, development was performed at 21 ° C. for 20 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution, and then rinsed with water. As a result, as in Example 6, a clear relief pattern having a line width of 20 μm was obtained. Even after the thermal imidization in which the relief pattern was heated at 300 ° C., the pattern was not broken. FIG. 9 shows the SEM photograph.

[比較例1]
テトラカルボン酸二無水物として本発明のTATFBPの代わりに、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用い、実施例2に記載した方法と同様にTFMBと重合反応を行ってポリイミド前駆体を得た。このポリイミド前駆体のワニスに化学イミド化剤を投入したところ、反応溶液がゲル化し、イミド化を完結することができなかった。そのため、ポリイミド前駆体膜を製膜し、熱イミド化して作製したポリイミドフィルムについて膜物性を評価した。このポリイミドのガラス転移温度は314℃と耐熱性には優れていたが、誘電率は2.93と高い値となり、低誘電率化の観点から層間絶縁膜材料としては不十分であった。また、このポリイミドはフィルム、粉末共にm−クレゾール以外の溶媒には全く溶解性を示さず、溶液加工性を有していなかった。
[Comparative Example 1]
In place of TATFBP of the present invention as tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride was used, and the polymerization reaction with TFMB was conducted in the same manner as described in Example 2. And a polyimide precursor was obtained. When a chemical imidizing agent was added to the varnish of the polyimide precursor, the reaction solution gelled and imidization could not be completed. Therefore, the film physical property was evaluated about the polyimide film produced by forming a polyimide precursor film | membrane and carrying out thermal imidation. The polyimide had a glass transition temperature of 314 ° C. and excellent heat resistance, but had a high dielectric constant of 2.93, which was insufficient as an interlayer insulating film material from the viewpoint of lowering the dielectric constant. Moreover, this polyimide did not show any solubility in solvents other than m-cresol, neither film nor powder, and had no solution processability.

本発明のポリイミドは低CTE,低誘電率、高Tg、耐酸素プラズマ性、且つ十分な膜靭性を同時に有するので、集積回路の層間絶縁膜等の絶縁膜として非常に有用である。   Since the polyimide of the present invention has low CTE, low dielectric constant, high Tg, oxygen plasma resistance and sufficient film toughness at the same time, it is very useful as an insulating film such as an interlayer insulating film of an integrated circuit.

実施例1で得られた白色結晶のFT−IRスペクトルである。2 is an FT-IR spectrum of white crystals obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた白色結晶のH−NMRスペクトルである。2 is a 1 H-NMR spectrum of white crystals obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた白色結晶の示差熱分析によるチャートである。2 is a chart by differential thermal analysis of white crystals obtained in Example 1. FIG. 実施例2で得られたポリイミド薄膜のFT−IRスペクトルである。4 is an FT-IR spectrum of the polyimide thin film obtained in Example 2. 実施例4で得られたポリイミド前駆体薄膜のFT−IRスペクトルである。4 is an FT-IR spectrum of the polyimide precursor thin film obtained in Example 4. 実施例4で得られたポリイミド薄膜のFT−IRスペクトルである。4 is an FT-IR spectrum of the polyimide thin film obtained in Example 4. 実施例5で得られたポリイミド薄膜のFT−IRスペクトルである。4 is an FT-IR spectrum of the polyimide thin film obtained in Example 5. 実施例6におけるポリイミドのポジ型パターンのSEM写真である。(倍率300倍、L&S=20μm)7 is a SEM photograph of a positive pattern of polyimide in Example 6. (Magnification 300 times, L & S = 20μm) 実施例7におけるポリイミドのポジ型パターンのSEM写真である。(倍率300倍、L&S=20μm)10 is a SEM photograph of a positive pattern of polyimide in Example 7. (Magnification 300 times, L & S = 20μm)

Claims (5)

式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物。

(式(1)中、Xは酸素原子またはNH基を表す。)
A tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1).

(In the formula (1), X represents an oxygen atom or an NH group.)
式(2)で表される反復単位を有するポリイミド前駆体。

(式(2)中、Xは請求項1に記載したものと同義であり、Yは2価の芳香族基または脂肪族基を表す。Rは水素原子、シリル基、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキル基のうちいずれかの基を表し、これらが混在してもよい。)
The polyimide precursor which has a repeating unit represented by Formula (2).

(In formula (2), X has the same meaning as described in claim 1, Y represents a divalent aromatic group or aliphatic group, R represents a hydrogen atom, a silyl group, or a carbon atom number of 1 to 12. Any one of the straight-chain or branched alkyl groups may be mixed, and these may be mixed.)
式(3)で表される反復単位を有するポリイミド。

(式(3)中、XおよびYは式(2)における定義と同意義である。)
The polyimide which has a repeating unit represented by Formula (3).

(In formula (3), X and Y are as defined in formula (2).)
上記式(3)中、構造単位Yが下記式(4)〜(6)から選択されてなる請求項3に記載のポリイミド。
The polyimide according to claim 3, wherein in the formula (3), the structural unit Y is selected from the following formulas (4) to (6).
請求項3または請求項4に記載のポリイミドを含有してなる集積回路の層間絶縁膜。 An interlayer insulating film of an integrated circuit comprising the polyimide according to claim 3 or 4.
JP2008309647A 2008-09-30 2008-12-04 Novel fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, polyimide and its use Active JP4868183B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008309647A JP4868183B2 (en) 2008-09-30 2008-12-04 Novel fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, polyimide and its use

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008252518 2008-09-30
JP2008252518 2008-09-30
JP2008309647A JP4868183B2 (en) 2008-09-30 2008-12-04 Novel fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, polyimide and its use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010106225A true JP2010106225A (en) 2010-05-13
JP4868183B2 JP4868183B2 (en) 2012-02-01

Family

ID=42295990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008309647A Active JP4868183B2 (en) 2008-09-30 2008-12-04 Novel fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, polyimide and its use

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4868183B2 (en)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011065131A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 株式会社カネカ Optical film, optical film manufacturing method, transparent substrate, image display device, and solar cell
JP2012062344A (en) * 2010-09-14 2012-03-29 Kaneka Corp Polyimide precursor, polyimide resin, and use thereof
JP2012077130A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Kaneka Corp Polyimide resin film and method for producing the same
WO2012144563A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-26 株式会社カネカ Polyamide-imide solution and polyamide-imide film
WO2013121624A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 日本電気株式会社 Negative electrode for lithium secondary battery and method for manufacturing same
JP2014118519A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Kaneka Corp Polyimide resin solution
WO2014104557A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 한국과학기술원 Novel polyamideimide having low thermal expansion coefficient
JPWO2014046180A1 (en) * 2012-09-19 2016-08-18 本州化学工業株式会社 Polyimide and molded body thereof
WO2016210349A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Capacitor Sciences Incorporated Coiled capacitor
US9594187B2 (en) 2012-05-09 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Material for optical film, polymer, article prepared by using the polymer, and display device including the article
US9852846B2 (en) 2015-02-26 2017-12-26 Capacitor Sciences Incorporated Self-healing capacitor and methods of production thereof
US9899150B2 (en) 2014-05-12 2018-02-20 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage device and method of production thereof
US9916931B2 (en) 2014-11-04 2018-03-13 Capacitor Science Incorporated Energy storage devices and methods of production thereof
US9932358B2 (en) 2015-05-21 2018-04-03 Capacitor Science Incorporated Energy storage molecular material, crystal dielectric layer and capacitor
US9978517B2 (en) 2016-04-04 2018-05-22 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10026553B2 (en) 2015-10-21 2018-07-17 Capacitor Sciences Incorporated Organic compound, crystal dielectric layer and capacitor
US10153087B2 (en) 2016-04-04 2018-12-11 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10305295B2 (en) 2016-02-12 2019-05-28 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage cell, capacitive energy storage module, and capacitive energy storage system
US10340082B2 (en) 2015-05-12 2019-07-02 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor and method of production thereof
US10347423B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Capacitor Sciences Incorporated Solid multilayer structure as semiproduct for meta-capacitor
US10395841B2 (en) 2016-12-02 2019-08-27 Capacitor Sciences Incorporated Multilayered electrode and film energy storage device
JP2020070359A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 ユニチカ株式会社 Low dielectric constant polyimide

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6485706B2 (en) * 2013-07-26 2019-03-20 日産化学株式会社 Resin composition for display substrate, resin thin film for display substrate, and method for producing resin thin film for display substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001139880A (en) * 1999-11-12 2001-05-22 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Electrodeposition coating material, sliding member, and bearing device
JP2004211055A (en) * 2002-11-15 2004-07-29 Hitachi Chem Co Ltd Method of producing polyamide-imide, polyamide-imide and thermosetting resin composition
JP2007193045A (en) * 2006-01-18 2007-08-02 Nitto Denko Corp Retardation plate, optical film, liquid crystal panel and image display apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001139880A (en) * 1999-11-12 2001-05-22 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Electrodeposition coating material, sliding member, and bearing device
JP2004211055A (en) * 2002-11-15 2004-07-29 Hitachi Chem Co Ltd Method of producing polyamide-imide, polyamide-imide and thermosetting resin composition
JP2007193045A (en) * 2006-01-18 2007-08-02 Nitto Denko Corp Retardation plate, optical film, liquid crystal panel and image display apparatus

Cited By (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5757876B2 (en) * 2009-11-26 2015-08-05 株式会社カネカ Optical film, method for manufacturing optical film, transparent substrate, image display device, and solar cell
WO2011065131A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 株式会社カネカ Optical film, optical film manufacturing method, transparent substrate, image display device, and solar cell
US8466252B2 (en) 2009-11-26 2013-06-18 Kaneka Corporation Optical film, optical film manufacturing method, transparent substrate, image display device, and solar cell
JP2012062344A (en) * 2010-09-14 2012-03-29 Kaneka Corp Polyimide precursor, polyimide resin, and use thereof
JP2012077130A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Kaneka Corp Polyimide resin film and method for producing the same
CN103502314A (en) * 2011-04-20 2014-01-08 株式会社钟化 Polyamide-imide solution and polyamide-imide film
JP6010531B2 (en) * 2011-04-20 2016-10-19 株式会社カネカ Polyamideimide solution and method for producing polyamideimide film
KR20140026485A (en) 2011-04-20 2014-03-05 가부시키가이샤 가네카 Polyamide-imide solution and polyamide-imide film
WO2012144563A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-26 株式会社カネカ Polyamide-imide solution and polyamide-imide film
JPWO2012144563A1 (en) * 2011-04-20 2014-07-28 株式会社カネカ Polyamideimide solution and polyamideimide membrane
KR101890451B1 (en) * 2011-04-20 2018-08-21 가부시키가이샤 가네카 Polyamide-imide solution and polyamide-imide film
CN103502314B (en) * 2011-04-20 2016-02-03 株式会社钟化 Polyamideimide solution and polyamidoimide film
WO2013121624A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 日本電気株式会社 Negative electrode for lithium secondary battery and method for manufacturing same
US9594187B2 (en) 2012-05-09 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Material for optical film, polymer, article prepared by using the polymer, and display device including the article
JPWO2014046180A1 (en) * 2012-09-19 2016-08-18 本州化学工業株式会社 Polyimide and molded body thereof
JP2014118519A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Kaneka Corp Polyimide resin solution
KR101529496B1 (en) * 2012-12-27 2015-06-22 한국과학기술원 poly(amide imide) having low thermal expansion coefficient
EP2940015A4 (en) * 2012-12-27 2016-09-28 Korea Advanced Inst Sci & Tech Novel polyamideimide having low thermal expansion coefficient
JP2017125019A (en) * 2012-12-27 2017-07-20 コリア アドバンスト インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー Novel polyamide imide having low thermal expansion coefficient
WO2014104557A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 한국과학기술원 Novel polyamideimide having low thermal expansion coefficient
JP2018199822A (en) * 2012-12-27 2018-12-20 コリア アドバンスト インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー Novel polyamideimide having low thermal expansion coefficient
US10685782B2 (en) 2014-05-12 2020-06-16 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor and method of production thereof
US9899150B2 (en) 2014-05-12 2018-02-20 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage device and method of production thereof
US10347423B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Capacitor Sciences Incorporated Solid multilayer structure as semiproduct for meta-capacitor
US10347424B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage device and method of production thereof
US9916931B2 (en) 2014-11-04 2018-03-13 Capacitor Science Incorporated Energy storage devices and methods of production thereof
US9852846B2 (en) 2015-02-26 2017-12-26 Capacitor Sciences Incorporated Self-healing capacitor and methods of production thereof
US10340082B2 (en) 2015-05-12 2019-07-02 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor and method of production thereof
US9932358B2 (en) 2015-05-21 2018-04-03 Capacitor Science Incorporated Energy storage molecular material, crystal dielectric layer and capacitor
US10672561B2 (en) 2015-06-26 2020-06-02 Capacitor Sciences Incorporated Coiled capacitor
US10854386B2 (en) 2015-06-26 2020-12-01 Capacitor Sciences Incorporated Coiled capacitor
WO2016210349A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Capacitor Sciences Incorporated Coiled capacitor
US9941051B2 (en) 2015-06-26 2018-04-10 Capactor Sciences Incorporated Coiled capacitor
US10026553B2 (en) 2015-10-21 2018-07-17 Capacitor Sciences Incorporated Organic compound, crystal dielectric layer and capacitor
US10305295B2 (en) 2016-02-12 2019-05-28 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage cell, capacitive energy storage module, and capacitive energy storage system
US10672560B2 (en) 2016-04-04 2020-06-02 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US9978517B2 (en) 2016-04-04 2018-05-22 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10707019B2 (en) 2016-04-04 2020-07-07 Capacitor Science Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10153087B2 (en) 2016-04-04 2018-12-11 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10395841B2 (en) 2016-12-02 2019-08-27 Capacitor Sciences Incorporated Multilayered electrode and film energy storage device
JP2020070359A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 ユニチカ株式会社 Low dielectric constant polyimide
JP7267567B2 (en) 2018-10-31 2023-05-02 ユニチカ株式会社 Low dielectric constant polyimide

Also Published As

Publication number Publication date
JP4868183B2 (en) 2012-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4868183B2 (en) Novel fluorinated tetracarboxylic dianhydride, polyimide precursor obtained therefrom, polyimide and its use
JP2019090047A (en) Polyimide precursor resin composition
JP5746280B2 (en) Novel ester group-containing tetracarboxylic dianhydrides, novel polyesterimide precursors and polyesterimides derived therefrom
JP5315496B2 (en) Novel (1S, 2S, 4R, 5R) -cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and use thereof
JP5320668B2 (en) Tetracarboxylic acid compound, polyimide thereof, and production method thereof
JP4858678B2 (en) Ester group-containing poly (imide-azomethine) copolymer, ester group-containing poly (amide acid-azomethine) copolymer, and positive photosensitive resin composition
JP5727795B2 (en) Ester group-containing tetracarboxylic dianhydride, polyester polyimide precursor, polyesterimide, and methods for producing them
JP2008297231A (en) Hydroxyamide group-containing alicyclic polyimide, precursor of the same, positive type photosensitive resin composition by using them and their cured materials
JP2009286706A (en) New (1r,2s,4s,5r)-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride and utilization thereof
JP2007169585A (en) Polyesterimide having low liner thermal expansion coefficient and precursor thereof, and method for producing them
JP4815690B2 (en) Polyimide, polyimide precursor and method for producing them
JP7367699B2 (en) Polyimide resin, polyimide varnish and polyimide film
JP2009286854A (en) Polyesterimide precursor and polyesterimide
JP4699321B2 (en) Ester group-containing polyimide, precursor thereof, and production method thereof
WO2016148150A1 (en) Novel tetracarboxylic dianhydride, and polyimide and polyimide copolymer obtained from said acid dianhydride
JP4627297B2 (en) Polyesterimide and its precursor with low linear thermal expansion coefficient
JP7384170B2 (en) Polyimide resin, polyimide varnish and polyimide film
JPWO2005113647A6 (en) Polyesterimide and its precursor with low linear thermal expansion coefficient
JP4788108B2 (en) Polyimide and its precursor with low dielectric constant, low linear thermal expansion coefficient, high transparency, and high glass transition temperature
JP2008280261A (en) Polyimide having hydroxyamide group, precursor thereof, photosensitive resin composition using them, and cured product thereof
CN111989353A (en) Polyamide-imide resin, polyamide-imide varnish, and polyamide-imide film
JP2009286853A (en) Polyesterimide precursor and polyesterimide
JP4957077B2 (en) Tetracarboxylic acids or polyesterimides derived therefrom and method for producing the same
JP2011148901A (en) Phosphorus-containing diamine and phosphorus-containing polyimide obtained therefrom
JP4792204B2 (en) Polyimide having both high organic solvent solubility, high thermoplasticity, high toughness and high glass transition temperature, and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111019

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111101

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20291125

Year of fee payment: 18

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350