JP2001089656A - ポリイミド系絶縁膜用組成物、絶縁膜および絶縁膜の形成法 - Google Patents
ポリイミド系絶縁膜用組成物、絶縁膜および絶縁膜の形成法Info
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Abstract
る)および印刷性が良好で、絶縁膜(硬化膜)が耐メッ
キ性(耐スズ性、耐スズ潜り性)、耐熱性と柔軟性とい
う相反する特性を併せ持ち、必要であれば一色塗りを可
能とするコ−ト材、およびその絶縁膜を提供する。 【解決手段】 (1)末端ハ−フエステル化イミドシロキ
サンオリゴマ−、(2)ジアミン化合物、(3)エポキシ化合
物、(4)触媒、(5)微細無機フィラ−および(6)高沸点溶
媒からなり、各成分の割合が、(1)末端ハ−フエステル
化イミドシロキサンオリゴマ−100重量部に対して、
(2)ジアミン化合物0.01〜10重量部、(3)エポキシ
化合物1〜30重量部、(3)触媒0.1〜10重量部、
(4)微細無機フィラ−20〜150重量部および(5)高沸
点溶媒60〜200重量部であるポリイミド系絶縁膜用
組成物、ポリイミド系絶縁膜、およびポリイミド系絶縁
膜の形成法に関する。
Description
縁膜用組成物、絶縁膜および絶縁膜の形成法に関し、さ
らに詳しくは(1)末端ハ−フエステル化イミドシロキサ
ンオリゴマ−、(2)ジアミン化合物、(3)エポキシ化合
物、(4)触媒、(5)無機充填剤および(6)有機溶媒からな
る一色塗りタイプにも適用できるポリイミド系絶縁膜用
組成物、絶縁膜および絶縁膜の形成法に係わるものであ
る。この発明のポリイミド系絶縁膜用組成物は、貯蔵安
定性(比較的低粘度が長期間ほぼ一定に保たれる)およ
び印刷性が良好で、硬化膜が良好な耐メッキ性(例え
ば、耐スズ性、耐スズ潜り性)を有しており、一色塗り
が可能である。また、この発明の絶縁膜(硬化膜)は、
好適には基材との密着性、耐屈曲性、耐熱性(例えば、
バンプ接続時耐熱性や半田耐熱性)、電気特性を有する
とともに耐メッキ特性(例えば、耐スズ性、耐スズ潜り
性)を有しており、電気絶縁保護膜として利用できる。
は、TAB(テ−プ オ−トメイティッドボンディン
グ)などの電子部品のIL(インナ− リ−ド)および
OL(アウタ− リ−ド )の配線パタ−ンを保護する
ために適用されている耐メッキ性のエポキシダム(エポ
キダムを形成するために長時間の処理を必要とする。)
と保護絶縁膜としてのポリイミド系コ−ト材との2種類
の絶縁材料からなる2色塗りコ−ト材を、1種類のみの
絶縁材料であるコ−ト材で保護するシステムを意味する
ものである。従って、一色塗りであれば、従来の二色塗
りの場合に比べ1工程を省略でき、しかも同等以上の機
能を得ることができるのである。
などを電気絶縁性の保護膜として利用することは、例え
ば、固体素子への絶縁膜、半導体集積回路、フレキシブ
ル配線板などの絶縁膜の用途において知られている。エ
ポキシ樹脂は耐メッキ性および基板との良好な密着性を
有しているためエポキシダムなどに使用されているが、
反面、硬化剤などの併用が必要であり、その硬化剤に係
わる保存安定性、二液調製のための作業性などの種々の
問題があったり、また前述の絶縁膜として使用した場合
に、熱硬化によって形成される絶縁膜が剛直であり、柔
軟性が小さく、屈曲性に劣る。
媒に溶解し難いために、芳香族ポリイミドの前駆体(芳
香族ポリアミック酸)の溶液として使用して、塗布膜を
形成し、次いで乾燥とイミド化とを高温で長時間加熱処
理することによって芳香族ポリイミドの保護膜を形成す
る必要があり、保護すべき電気または電子部材自体が熱
劣化するという問題があった。
ドは、例えば、特公昭57−41491号公報に記載さ
れているようにビフェニルテトラカルボン酸成分とジア
ミン化合物とを有機極性溶媒中で重合及びイミド化した
芳香族ポリイミドが知られているが、そのポリイミド
は、シリコンウエハ−、ガラス板、フレキシブル基板な
どとの密着性(接着性)が充分でなかったので予め基板
などを密着促進剤で処理しておく必要があった。
蔵安定性(比較的低粘度が一定に保たれる)および印刷
性が良好で、絶縁膜(硬化膜)が耐メッキ性(耐スズ
性、耐スズ潜り性)、耐熱性と柔軟性という相反する特
性を併せ持ち、必要であれば一色塗りを可能とするコ−
ト材、およびその絶縁膜を提供することである。
(1)末端ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ
−、(2)ジアミン化合物、(3)エポキシ化合物、(4)触
媒、(5)微細無機フィラ−および(6)高沸点溶媒からな
り、各成分の割合が、(1)末端ハ−フエステル化イミド
シロキサンオリゴマ−100重量部に対して、、(2)ジ
アミン化合物0.01〜10重量部、(3)エポキシ化合
物1〜30重量部、(3)触媒0.1〜10重量部、(4)微
細無機フィラ−20〜150重量部および(5)高沸点溶
媒20〜200重量部であるポリイミド系絶縁膜用組成
物に関する。また、この発明は、前記のポリイミド系絶
縁膜用組成物を基材に塗布後、加熱処理して得られるポ
リイミド系絶縁膜に関する。さらに、この発明は、前記
のポリイミド系絶縁膜用組成物を基材に塗布後、60〜
200℃で加熱処理するポリイミド系絶縁膜の形成法に
関する。
マ−が、テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミン中
0〜90モル%の式 H2N−Bz(R1)m−A−(R2)mBz−NH2 (ただし、式中、Bzはベンゼン環で、R1またはR
2は、水素、低級アルキル、低級アルコキシなどの置換
基で、AはO、S、CO、SO2、SO、CH2、C(C
H3)2、OBzO、Bz、OBzC(CH3)2OBzな
どの二価の基であり、mは1〜4の整数である。)で示
される複数のベンゼン環を有する芳香族ジアミン化合
物、および芳香族ジアミン中10〜100モル%の式 H2N−Bz(R3)n(X)y−NH2 または式 H2N−Bz(R3)n(X)y−A−(X)y(R4)nB
z−NH2 (ただし、式中、Bzはベンゼン環で、R3およびR4は
水素原子で、Aは直接結合、O、S、CO、SO2、S
O、CH2、C(CH3)2、OBzO、Bz、OBzC
(CH3)2BzOなどの二価の基であり、Xはカルボキ
シル基または水酸基でnは2または3で、yは1または
2で、n+y=4である。)で示される極性基を有する
芳香族ジアミン化合物、および式 H2N−R5−[−Si(R6)2−O−]l−Si(R5)
2−R5−NH2 (ただし、式中、R5は2価の炭化水素残基を示し、R6
は独立に炭素数1−3のアルキル基またはフェニル基を
示し、lは3〜50を示す。)で示されるジアミノポリ
シロキサンを、ジアミン成分合計量に対してテトラカル
ボン酸二無水物が過剰、特にジアミン成分合計量1モル
に対してテトラカルボン酸二無水物が1.05〜2とな
り、更に好ましくはジアミン成分中の前記ジアミノポリ
シロキサンが40〜95モル%となる割合で反応させて
得られる酸無水物末端イミドシロキサンオリゴマ−をエ
ステル化剤を加えてさらに反応させて得られるものであ
る上記のポリイミド系絶縁膜用組成物。
ドシロキサンオリゴマ−の末端酸成分と(2)ジアミン化
合物のアミノ基とが実質的に当量である上記のポリイミ
ド系絶縁膜用組成物。 3)さらに(6)シランカッブリング剤を含有する上記の
ポリイミド系絶縁膜用組成物。 4)各成分の割合が、(1)末端ハ−フエステル化イミド
シロキサンオリゴマ−100重量部に対して、(2)ジア
ミン化合物0.01〜10重量部、特に0.1〜10重
量部、(3)エポキシ化合物1〜30重量部、特に2〜3
0重量部(4)触媒0.1〜10重量部、(5)微細無機フィ
ラ−20〜150重量部、(6)高沸点溶媒60〜200
重量部および(7)シランカッブリング剤0.01〜10
重量部、特に0.1〜10重量部からなる上記のポリイ
ミド系絶縁膜用組成物。 5)粘度が20−600ポイズである上記のポリイミド
系絶縁膜用組成物。
ミドシロキサンオリゴマ−は、例えばテトラカルボン酸
二無水物とそれより少ないモル量のジアミンとしてのジ
アミノポリシロキサンおよび芳香族ジアミンとを反応さ
せてアミック酸オリゴマ−としさらにイミド化し、次い
で得られたイミドオリゴマ−の酸無水物末端をエステル
化剤でハ−フエステル化することによって得ることがで
きる。あるいは、アミック酸とする工程を省略して比較
的高温で一段でイミドオリゴマ−とした後、ハ−フエス
テル化してもよい。前記のテトラカルボン酸二無水物と
ジアミンとの反応は、ランダム、ブロックあるいは2種
反応液の混合−再結合反応のいずれにより行ってもよ
い。また、前記のイミドオリゴマ−およびハ−フエステ
ル化反応生成物は溶液から単離することなくそのまま使
用することもできる。
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,3,3’,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、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)エ−テル二無水物、ピロメリット酸二無
水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸
二無水物、1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物、2,2−ビス(2,5−ジカルボキシフ
ェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジ
カルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物な
どの芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。ま
た、脂肪族あるいは脂環族系のテトラカルボン酸二無水
物として、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブ
タンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラ
カルボン酸二無水物、シクロヘキサンテトラカルボン酸
二無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無
水物などが挙げられる。前記のテトラカルボン酸二無水
物は1種を単独で使用してもよくあるいは2種以上を組
み合わせて使用してもよい。特に、高濃度のアミド酸エ
ステルを得るために溶媒への溶解性が高く、得られるイ
ミド絶縁膜の耐熱性も高いテトラカルボン酸二無水物と
して、2,3,3’,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、ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェニル)エ−テル二無水物などが好ましい。
ゼン環を有する芳香族ジアミン化合物としては、式 H2N−Bz(R1)m−A−(R2)mBz−NH2 (ただし、式中、Bzはベンゼン環で、R1またはR
2は、水素、低級アルキル、低級アルコキシなどの置換
基で、AはO、S、CO、SO2、SO、CH2、C(C
H3)2、OBzO、Bz、OBzC(CH3)2OBzな
どの二価の基であり、mは1〜4の整数である。)で示
される化合物、好適には4,4’−ジアミノジフェニル
エ−テル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,
4’−ジアミノジフェニルスルホン、o−トリジンなど
のベンゼン環を2個有する芳香族ジアミン、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、1,4−ビス(4
−アミノフェニル)ベンゼンなどのベンゼン環を3個有
する芳香族ジアミン、あるいはビス[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]プロパンなどのベ
ンゼン環を4個有する芳香族ジアミンなどが挙げられ
る。
する芳香族ジアミン化合物は、式 H2N−Bz(R3)n(X)y−NH2 または式 H2N−Bz(R3)n(X)y−A−(X)y(R4)nB
z−NH2 (ただし、式中、Bzはベンゼン環で、R3およびR4は
水素原子で、Aは直接結合、O、S、CO、SO2、S
O、CH2、C(CH3)2、OBzO、Bz、OBzC
(CH3)2BzOなどの二価の基であり、Xはカルボキ
シル基または水酸基でnは2または3で、yは1または
2で、n+y=4である。)で示される化合物である。
物としては、2,4−ジアミノフェノ−ルなどのジアミ
ノフェノ−ル化合物類、3,3’−ジアミノ,4,4’
−ジハイドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ,
3,3’−ジハイドロキシビフェニル、4,4’−ジア
ミノ,2,2’−ジハイドロキシビフェニル、4,4’
−ジアミノ,2,2’,5,5’−テトラハイドロキシ
ビフェニルなどのヒドロキシビフェニル化合物類、3,
3’−ジアミノ,4,4’−ジハイドロキシジフェニル
メタン、4,4’−ジアミノ,3,3’−ジハイドロキ
シジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ,2,2’−
ジハイドロキシジフェニルメタン、2,2−ビス〔3−
アミノ,4−ハイドロキシフェニル〕プロパン、2,2
−ビス〔4−アミノ,3−ハイドロキシフェニル〕プロ
パン、2,2−ビス〔3−アミノ,4−ハイドロキシフ
ェニル〕ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミ
ノ,2,2’,5,5’−テトラハイドロキシジフェニ
ルメタンなどのヒドロキシジフェニルアルカン化合物
類、3,3’−ジアミノ,4,4’−ジハイドロキシジ
フェニルエ−テル、4,4’−ジアミノ,3,3’−ジ
ハイドロキシジフェニルエ−テル、4,4’−ジアミ
ノ,2,2’−ジハイドロキシジフェニルエ−テル、
4,4’−ジアミノ,2,2’,5,5’−テトラハイ
ドロキシジフェニルエ−テルなどのヒドロキシジフェニ
ルエ−テル化合物類、3,3’−ジアミノ,4,4’−
ジハイドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミ
ノ,3,3’−ジハイドロキシジフェニルスルホン、
4,4’−ジアミノ,2,2’−ジハイドロキシジフェ
ニルスルホン、4,4’−ジアミノ、2,2’,5,
5’−テトラハイドロキシジフェニルスルホンなどのヒ
ドロキシジフェニルスルホン化合物類、2,2−ビス
〔4−(4−アミノ,3−ハイドロキシフェノキシ)フ
ェニル〕プロパンなどのビス(ハイドロキシフェニキシ
フェニル)アルカン化合物類、4,4’−ビス(4−ア
ミノ,3−ハイドロキシフェノキシ)ビフェニルなどの
ビス(ハイドロキシフェノキシ)ビフェニル化合物類、
2,2−ビス〔4−(4−アミノ,3−ハイドロキシフ
ェノキシ)フェニル〕スルホンなどのビス(ハイドロキ
シフェニキシフェニル)スルホン化合物類などのOH基
を有するジアミン化合物を挙げることができる。
ン化合物としては、3,5−ジアミノ安息香酸、2,4
−ジアミノ安息香酸などのベンゼンカルボン酸類、3,
3’−ジアミノ,4,4’−ジカルボキシビフェニル、
4,4’−ジアミノ,3,3’−ジカルボキシビフェニ
ル、4,4’−ジアミノ,2,2’−ジカルボキシビフ
ェニル、4,4’−ジアミノ,2,2’,5,5’−テ
トラカルボキシビフェニルなどのカルボキシビフェニル
化合物類、3,3’−ジアミノ,4,4’−ジカルボキ
シジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ,3,3’−
ジカルボキシジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ,
2,2’−ジカルボキシジフェニルメタン、2,2−ビ
ス〔3−アミノ,4,−カルボキシフェニル〕プロパ
ン、2,2−ビス〔4−アミノ,3−カルボキシフェニ
ル〕プロパン、2,2−ビス〔3−アミノ,4−カルボ
キシフェニル〕ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジ
アミノ,2,2’,5,5’−テトラカルボキシビフェ
ニルなどのカルボキシジフェニルアルカン化合物類、
3,3’−ジアミノ,4,4’−ジカルボキシジフェニ
ルエ−テル、4,4’−ジアミノ,3,3’−ジカルボ
キシジフェニルエ−テル、4,4’−ジアミノ,2,
2’−ジカルボキシジフェニルエ−テル、4,4’−ジ
アミノ,2,2’,5,5’−テトラカルボキシジフェ
ニルエ−テルなどのカルボキシジフェニルエ−テル化合
物類、3,3’−ジアミノ,4,4’−ジカルボキシジ
フェニルスルホン、4,4’−ジアミノ,3,3’−ジ
カルボキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ,
2,2’,5,5’−テトラカルボキシジフェニルスル
ホンなどのカルボキシジフェニルスルホン化合物類、
2,2−ビス〔4−(4−アミノ,3−カルボキシフェ
ノキシ)フェニル〕プロパンなどのビス(カルボキシフ
ェノキシフェニル)アルカン化合物類、4,4’−ビス
(4−アミノ,3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル
などのビス(カルボキシフェノキシ)ビフェニル化合物
類、2,2−ビス〔4−(4−アミノ,3−カルボキシ
フェノキシ)フェニル〕スルホンなどのビス(カルボキ
シフェノキシフェニル)スルホン化合物類などのCOO
H基を有するジアミン化合物を挙げることができる。
ジアミノポリシロキサンは、式:H2N−R5−[−Si
(R6)2−O−]l−Si(R5)2−R5−NH2(ただ
し、式中、R5は2価の炭化水素残基を示し、R6は独立
に炭素数1−3のアルキル基またはフェニル基を示し、
lは3〜50を示す。)で示される化合物、好ましくは
前記式中R5およびR6が炭素数2−6、特に炭素数3−
5の複数のメチレン基またはフェニレン基であるものが
好ましい。また、前記式においてlが4〜30、特に4
〜20であることが好ましい。また、前記式においてl
が3〜50であれば均一の化合物であってもよく、lの
異なる化合物の混合物であってもよい。混合物である場
合には、アミノ当量から計算される平均値のlが3〜5
0、特に4〜30、その中でも4〜20の範囲内である
ことが好ましい。
物の例としてはα,ω−ビス(2−アミノエチル) ポリ
ジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピ
ル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(4−アミ
ノフェニル) ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス
(4−アミノ−3−メチルフェニル) ポリジメチルシロ
キサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル) ポリジフ
ェニルシロキサン、α,ω−ビス(4−アミノブチル)
ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。
ハ−フエステル化するエステル化剤としては、アルコ−
ル性OH基を1個有する化合物、例えば、メタノ−ル、
エタノ−ル、イソプロパノ−ル、ブタノ−ル、エチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコ−ルエ
チルエ−テル、エチルカルビト−ルなどの脂肪族アルコ
−ルや、ベンジルアルコ−ル、シクロヘキサノ−ルなど
の環状アルコ−ルが挙げられる。
ル化イミドシロキサンオリゴマ−を製造する際に、各成
分の反応割合は、ジアミン全量に対してテトラカルボン
酸二無水物が過剰量となる量、好適にはジアミン1当量
に対してテトラカルボン酸二無水物が1.05−2当
量、特に1.05−1.5当量程度の当量比が好まし
い。テトラカルボン酸二無水物の割合が前記よりも少な
くなると分子量が大きくなり、ポリイミド系絶縁組成物
の貯蔵安定性が低下するので好ましくない。また、テト
ラカルボン酸二無水物の割合が前記よりも多くなるとポ
リイミド系絶縁組成物の粘度が小さくなり過ぎ印刷性が
低下するので好ましくない。また、過剰な未反応無水環
を開環ハ−フエステル化するためのエステル化剤である
アルコ−ル類の使用量は、過剰なジ酸無水物の1.1〜
20倍当量、特に1.5〜5倍当量であることが好まし
い。アルコ−ル類の割合が少ないと、未反応の無水環が
残り貯蔵安定性が劣るものとなり、あまり過剰のアルコ
−ル類は貧溶媒なり固形分濃度が低下し印刷などによる
塗膜形成が容易でなくなるので好ましくない。また、反
応物はそのまま用いてもよいし、過剰のアルコ−ル類を
加熱や減圧下留去し使用することもできる。
ル化イミドシロキサンオリゴマ−は好適には次のように
して得ることができる。すなわち、先ず、テトラカルボ
ン酸二無水物を溶媒に溶解し、得られた溶液にジアミノ
ポリシロキサンおよび芳香族ジアミンを加えて常法によ
って反応させる。得られたイミドシロキサンオリゴマ−
溶液を冷却して前記のエステル化剤を加え、80℃以
下、好ましくは10−60℃の温度で1時間−7日間程
度混合してハ−フエステル化することにより得られる。
系溶媒、例えば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,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−
ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ン、N−メチルカプロラクタムなど、含硫黄原子溶媒、
例えばジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、
ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ヘキサメチルス
ルホルアミドなど、含酸素溶媒、例えばフェノ−ル系溶
媒、例えばクレゾ−ル、フェノ−ル、キシレノ−ルな
ど、ジグライム系溶媒例えばジエチレングリコ−ルジメ
チルエ−テル(ジグライム)、トリエチレングリコ−ル
ジメチルエ−テル(トリグライム)、テトラグライムな
ど、アセトン、エチレングリコール、ジオキサン、テト
ラヒドロフランなどを挙げることができる。好適には、
N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルスルホ
キシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエ
チルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N,N−ジエチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、
トリエチレングリコ−ルジメチルエ−テル、ジエチレン
グリコ−ルジメチルエ−テルなどを使用することができ
る。また、テトラカルボン酸二無水物の開環触媒として
イミダゾ−ル類などを使用することもできる。また必要
に応じてベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素系溶媒やソルベントナフサ、ベンゾニトリルなど
他の有機溶媒を併用してもよい。また、テトラカルボン
酸二無水物の開環触媒としてイミダゾ−ル類などを添加
することもできる。
(1)前記ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−
100重量部に対して、(2)ジアミン化合物0.1〜1
0重量部、(3)エポキシ化合物1〜30重量部、好適に
は2〜30重量部、(4)触媒0.1〜10重量部、(5)微
細無機フィラ−20〜150重量部、(6)高沸点溶媒6
0−140重量部および(7)シランカップリング剤0〜
10重量部、好適には0.01〜10重量部からなり、
好適には粘度が20−600ポイズである。この発明の
ポリイミド系絶縁組成物は、一色塗りポリイミド系コ−
ト材としても好適に使用することができる。
は、印刷可能で、加熱乾燥した硬化膜が低弾性率を有
し、好適にはすず潜りが100μm以下である一色塗り
ポリイミド系コ−ト材を与えることができる。また、こ
の発明のポリイミド系絶縁組成物は、例えば絶縁性フィ
ルムとその上に導体で形成されたパタ−ンを有する電子
部品のパタ−ン面に塗布した後加熱し乾燥して、好適に
は弾性率が0.1−60kg/mm2程度であり、すず
潜りが100μm以下、特に10−100μmである硬
化膜を与えることができる。
ポリイミドオリゴマ−成分中の、ジアミン成分中のジア
ミノポリシロキサン成分の割合が40〜95モル%、芳
香族ジアミン成分中の極性基を有する芳香族ジアミン成
分の割合が10〜100モル%、及び複数のベンゼン環
を有する芳香族ジアミン成分の割合が残部である。いず
れかの成分が多すぎたり、少な過ぎたりしてこれらの範
囲をはずれると、配線基板上に形成した保護膜の曲率半
径が小さくなり耐屈曲性が低下したり、密着性あるいは
耐熱性が低下したり、耐メッキ性が低下するので好まし
くない。
として、はエポキシ基を有するものであればどのような
ものでもよいが、特にエポキシ当量が100〜1000
程度であって、分子量が300〜5000程度である液
状又は固体状のエポキシ樹脂が好ましい。例えば、ビス
フェノ−ルA型やビスフェノ−ルF型のエポキシ樹脂
(油化シェル社製:エピコ−ト806、エピコ−ト82
5など)、3官能以上のエポキシ樹脂(油化シェル社
製:エピコ−ト152、エピコ−ト154、エピコ−ト
180シリ−ズ、エピコ−ト157シリ−ズ、エピコ−
ト1032シリ−ズ、チバガイギ−社製:MT0163
など)などを挙げることができる。
量は、ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−1
00重量部に対して、1〜30重量部、好ましくは2〜
30重量部、特に3〜25重量部である。使用量が余り
多すぎたりあるいは少なすぎると接着性が低下したり、
硬化後に耐熱性、耐薬品性が悪くなるので上記範囲が適
当である。
ダゾ−ル類などのエポキシ樹脂の硬化を促進する触媒成
分を使用する。この触媒はハ−フエステル化イミドシロ
キサンオリゴマ−とジアミン化合物とを加熱反応してイ
ミド化する際のイミド化触媒としても機能する。前記触
媒の使用量は、ハ−フエステル化イミドシロキサンオリ
ゴマ−100重量部に対して、0.1〜10重量部程度
が適当である。また、別途に水酸基を有するフェノ−ル
ノボラック型硬化剤を、ハ−フエステル化イミドシロキ
サンオリゴマ−100重量部に対して、0〜60重量部
程度使用してもよい。
マイカ、硫酸バリウムなどの微細無機フィラ−を使用す
ることが必要であり、この微細無機フィラ−としては、
どのような大きさ、形態のものでもよいが、平均粒子径
が0.001〜15μm、特に0.005〜10μmの
ものが好ましい。この範囲外のものを使用すると得られ
る塗膜が屈曲したときに亀裂が発生したり、折り曲げ部
が白化したりするので好ましくない。この発明におい
て、特にアエロジル(微粉上シリカ)とタルク、マイカ
あるいは硫酸バリウムの少なくとも1種とを組み合わせ
て使用することが好ましい。
用量は、ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−
100重量部に対して、合計で20〜150重量部、好
ましくは40〜125重量部である。使用量が、余り多
すぎたり、余り少なすぎると塗膜の折り曲げによりクラ
ックが発生したり、半田耐熱性、銅箔変色性が悪くなる
ので上記範囲が必要である。また、アエロジルとタル
ク、マイカあるいは硫酸バリウムの少なくとも1種とを
組み合わせて使用する場合、アエロジルをハ−フエステ
ル化イミドシロキサンオリゴマ−100重量部に対して
1〜50重量部、特に5〜40重量部、タルク、マイカ
あるいは硫酸バリウムの少なくとも1種をハ−フエステ
ル化イミドシロキサンオリゴマ−100重量部に対し
て、10〜130重量部使用することが好ましい。
物は、ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−、
ジアミン化合物、エポキシ化合物、触媒、微細無機フィ
ラ−および高沸点溶媒の所定量を均一に、攪拌・混合す
ることによって容易に得ることができる。混合する際、
高沸点溶媒中で混合し、ハ−フエステル化イミドシロキ
サンオリゴマ−の溶液組成物にすることができる。溶媒
に混合させて溶液組成物にするにあたっては、ハ−フエ
ステル化イミドシロキサンオリゴマ−の反応溶液をその
ままでも、又その反応溶液を適当な有機溶媒で希釈した
ものを使用してもよい。高沸点溶媒としては、前記ハ−
フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−を得る際に使
用できる有機極性溶媒を挙げることができるが、沸点1
40℃以上で210℃以下のものを使用することが好ま
しい。特に沸点180℃以上、特に200℃以上である
有機溶媒(例えばメチルトリグライムなど)を使用する
と、溶媒の蒸発による散逸が極めて減少するので、又そ
の印刷インクを使用してスクリ−ン印刷などで印刷を支
障なく好適に行うことができるので最適である。高沸点
溶媒は、ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−
100重量部に対して60〜200重量程度使用する。
室温で溶液粘度が100〜600ポイズであることが作
業性や溶液物性、その保護膜特性上などから適当であ
る。
物は、前記の組成からなり粘度を有しているため、絶縁
性フィルムとその上に導体で形成されたパタ−ンを有す
る電子部品のパタ−ン面に、乾燥膜の厚さが10〜60
μm程度となるようにスクリ−ン印刷などによって印刷
して塗布した後、50〜120℃程度の温度で5−60
分間程度、ついで120〜200℃程度の温度で5〜1
20分間程度の2段階で加熱し乾燥して、弾性率が0.
1〜20kg/mm2 の絶縁膜を形成することが好まし
い。
ミドフィルムなどの絶縁フィルム)との密着性、耐屈曲
性、耐熱性、電気特性と共に良好な耐メッキ性:すず潜
りが100μm以下、特に10〜100μmであり、耐
溶剤性(例えば、アセトン、イソプロパノ−ル)を有し
ているため、耐メッキ性が良好なエポキシダムを設ける
ことなく保護膜として機能するのである。この絶縁膜を
形成した後、通常はスズメッキし、バンプを形成後、I
Cを接続し、エポキシ系封止剤で封止する。
説明する。各例において測定、評価は次の方法で行っ
た。
共に以下に示す。 a−BPDA:2,3,3’,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物 s−BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物 DAPSi:α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリ
ジメチルシロキサン DABA:3,5−ジアミノ安息香酸 MBAA:ビス(3−カルボキシ,4−アミノフェニ
ル)メタン BAPP:2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕プロパン TG:トリグライム
うにして行った・ 粘度:E型粘度計(東京計器社製)、25℃、STロ−
タ−使用にて測定。 粘度安定性:貯蔵1日後の粘度に対する90日貯蔵後の
粘度比で示す。 印刷性:スクリ−ン印刷可能で形成された膜にピンホ−
ルがなく、端部の流れ出出しがない場合を○、スクリ−
ン印刷が不可能かまたは膜にピンホ−ルの発生がある
か、あるいは端部の流れ出しがある場合を×で表示。 反り:曲率半径を次のようにして測定した。JIS C
−6481に準拠し、ユ−ピレックス−75S(宇部興
産社製)に35μm厚の絶縁膜を形成して測定。弾性
率、引張弾性率、伸度:ASTM D882によって測
定した。 錫潜り:無電解スズメッキ液(シプレイファ−イ−スト
社製、LT−34)を使使用し、温度70℃で4分スズ
メッキし、すずが浸透した距離を測定しその距離で評価
した。100μm以下であれば良好と評価した。 電気特性:表面抵抗および体積抵抗から評価した。 表面抵抗:JIS C−2103によって測定した。 体積抵抗:JIS C−2103によって測定した。 耐溶剤性:アセトン(25℃)に30分間漬析した後、
アセトン可溶分2%未満の場合を○、2%以上の場合を
×で示した。 耐熱性:半田耐熱性を260℃、10秒で評価した。異
常が生じない場合を○、ふくれなどの異常が生じた場合
を×で示した。 密着性:目視観察によって、ふくれやはがれが生じてい
ない場合を良好、ふくれやはがれが発生した場合を不良
と評価した。 ○:良好 ×:不良
ゴマ−の製造〕 参考例1 容量500mlのガラス製フラスコに、a−BPDA4
8.5g(165.0ミリモル)、メチルトリグライム
(TG)80gを仕込み、窒素雰囲気下、180℃で加
熱攪拌した。α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリ
ジメチルシロキサン(DAPSi、アミノ当量460、
n=10)117.3g(127.5ミリモル)、TG
40gを加え、180℃で60分加熱攪拌した。さらに
この反応溶液にMBAA6.4g(22.5ミリモル)
及びTG20gを加え、180℃で6時間加熱攪拌し
た。 [各成分の割合]酸成分:a−BPDA100mol
%、ジアミン成分:DAPSi85mol%、BAPP
0mol%、MBAA15mol%、酸成分/ジアミン
成分=1.10であった。次に、この反応液を60℃ま
で冷却した後、メタノ−ル1.0g(31.5ミリモ
ル)加え還流させながら2時間加熱攪拌してエステル化
した後、濾過を行った。得られたハ−フエステル化イミ
ドシロキサンオリゴマ−反応液は固形分濃度51重量
%、ηinh0.10、溶液粘度500センチポイズの
溶液であった。
ゴマ−の製造〕 参考例2 各成分の量を次のように変えた他は参考例1と同様にし
てハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−を得
た。 [各成分の割合]酸成分:a−BPDA100mol
%、ジアミン成分:DAPSi75mol%、BAPP
0mol%、MBAA25mol%、酸成分/ジアミン
成分=1.10であった。
ゴマ−の製造〕 参考例3 各成分の量を次のように変えた他は参考例1と同様にし
てハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−を得
た。 [各成分の割合]酸成分:a−BPDA100mol
%、ジアミン成分:DAPSi70mol%、BAPP
20mol%、MBAA10mol%、酸成分/ジアミ
ン成分=1.14であった。
シロキサンの製造〕 参考例4 各成分の量を次のように変えた他は参考例1と同様にし
てハ−フエステル化していないイポリミドシロキサンを
得た。 [各成分の割合]酸成分:a−BPDA100mol
%、ジアミン成分:DAPSi70mol%、BAPP
15mol%、DABA15mol%、酸成分/ジアミ
ン成分=1.02であった。
ドシロキサンオリゴマ−溶液にTGを添加しオリゴマ−
固形分濃度を50重量%に調整した溶液100gに、エ
ポキシ樹脂(油化シェル社製、エピコート157S7
0)4g、顔料としてフタロシアニングリ−ン1g、触
媒として2−エチル,4−メチルイミダゾ−ル0.04
g、ジアミン化合物として2,2−ビス[4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]プロパン1.9g、シラン
カップリング剤0.6gおよびアエロジル(平均粒径:
0.01μm)8.4g、硫酸バリウム(平均粒径:
0.3μm)21.1g、タルク(平均粒径:1.8μ
m)10.5g、シリコン系消泡剤0.5gを仕込み、
室温(25℃)で2時間攪拌した後、一晩放置し、その
後三本ロ−ルにより均一に混合して、ポリイミド系絶縁
膜用溶液組成物(溶液粘度:260ポイズ)を得た。こ
の組成物の種類、成分、性質を次に示す。
参考例1 ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−:100
重量部 BAPP:3.8重量部 エポキシ樹脂:157S70 8重量部 カップリング剤:KBM403 1.2重量部 アエロジル:16.8重量部 硫酸バリウム:42.2重量部タルク:21重量部 溶媒:TG 100重量部 粘度安定性:1.1 この溶液組成物は、冷蔵庫中約5℃で90日間放置して
も、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。こ
の溶液組成物をスクリ−ン印刷機を用いて銅箔上に印刷
し、80℃で30分間、更に160℃で60分間加熱乾
燥して、厚み20μmの硬化膜を形成した。この硬化膜
である絶縁膜について評価した。また、別途に厚み10
0μmの絶縁フィルムを作製し弾性率を測定した。この
溶液組成物および絶縁膜についての評価結果を次に示
す。
て、均一のポリイミド絶縁膜用溶液組成物を得た。これ
らの溶液組成物は、実施例1と同様の貯蔵安定性を示し
た。この組成物の種類、成分、性質を次に示す。
参考例2 ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−:100
重量部 BAPP:3.8重量部 エポキシ樹脂:157S70 10重量部 カップリング剤:KBM403 1.2重量部 アエロジル:16.8重量部 タルク:21重量部 溶媒:TG 100重量部 粘度安定性:1.1 この溶液組成物および硬化膜についての評価結果を次に
示す。
て、均一のポリイミド絶縁膜用溶液組成物を得た。これ
らの溶液組成物は、実施例1と同様の貯蔵安定性を示し
た。この組成物の種類、成分、性質を次に示す。
テル化イミドシロキサンオリゴマ−の種類:参考例3 ハ−フエステル化イミドシロキサンオリゴマ−:100
重量部 BAPP:3.8重量部 エポキシ樹脂:152 5重量部 カップリング剤:KBE903 0.5重量部 アエロジル:16.8重量部 タルク:21重量部 溶媒:TG 100重量部 粘度安定性:1.1 この溶液組成物および硬化膜についての評価結果を次に
示す。
て、均一のポリイミド絶縁膜用溶液組成物を得た。これ
らの溶液組成物は、貯蔵後に粘度が測定不可能なほど高
粘度になってしまった。この組成物の種類、成分、性質
を次に示す。
および絶縁膜は、以上のような構成を有しているため、
次のような効果を奏する。
は、良好な貯蔵安定性を有しているとともに、塗布によ
り形成された膜にピンホ−ルの発生がなく、端部の流れ
だしが少なく印刷特性が優れている。
熱性、耐屈曲性、非そり性、密着性および耐メッキ特性
を併せ有しており、そのため従来必要であったエポキシ
樹脂系のダム印刷が不要となり、液晶ドライバ−に使用
されているTAB等のコストダウンが可能になる。さら
にエポキシ樹脂印刷不要のためLCDの狭額縁に必要な
小さいサイズのTABを可能とする。
Claims (8)
- 【請求項1】(1)末端ハ−フエステル化イミドシロキサ
ンオリゴマ−、(2)ジアミン化合物、(3)エポキシ化合
物、(4)触媒、(5)微細無機フィラ−および(6)高沸点溶
媒からなり、各成分の割合が、(1)末端ハ−フエステル
化イミドシロキサンオリゴマ−100重量部に対して、
(2)ジアミン化合物0.01〜10重量部、(3)エポキシ
化合物1〜30重量部、(3)触媒0.1〜10重量部、
(4)微細無機フィラ−20〜150重量部および(5)高沸
点溶媒60〜200重量部であるポリイミド系絶縁膜用
組成物。 - 【請求項2】(1)末端ハ−フエステル化イミドシロキサ
ンオリゴマ−が、テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジ
アミン中0〜90モル%の式 H2N−Bz(R1)m−A−(R2)mBz−NH2 (ただし、式中、Bzはベンゼン環で、R1またはR
2は、水素、低級アルキル、低級アルコキシなどの置換
基で、Aは、O、S、CO、SO2、SO、CH2、C
(CH3)2、OBzO、Bz、OBzC(CH3)2OB
zなどの二価の基であり、mは1〜4の整数である。)
で示される複数のベンゼン環を有する芳香族ジアミン化
合物、および芳香族ジアミン中10〜100モル%の式 H2N−Bz(R3)n(X)y−NH2 または式 H2N−Bz(R3)n(X)y−A−(X)y(R4)nB
z−NH2 (ただし、式中、Bzはベンゼン環で、R3およびR4は
水素原子で、Aは直接結合、O、S、CO、SO2、S
O、CH2、C(CH3)2、OBzO、Bz、OBzC
(CH3)2BzOなどの二価の基であり、Xはカルボキ
シル基または水酸基でnは2または3で、yは1または
2で、n+y=4である。)で示される極性基を有する
芳香族ジアミン化合物、および式 H2N−R5−[−Si(R6)2−O−]l−Si(R5)
2−R5−NH2 (ただし、式中、R5は2価の炭化水素残基を示し、R6
は独立に炭素数1−3のアルキル基またはフェニル基を
示し、lは3〜50を示す。)で示されるジアミノポリ
シロキサンを、ジアミン成分合計量に対してテトラカル
ボン酸二無水物が過剰となる割合で反応させて得られる
酸無水物末端イミドシロキサンオリゴマ−をエステル化
剤を加えてさらに反応させて得られるものである請求項
1記載のポリイミド系絶縁膜用組成物。 - 【請求項3】(1)末端ハ−フエステル化イミドシロキサ
ンオリゴマ−の末端酸成分と(2)ジアミン化合物のアミ
ノ基とが実質的に当量である請求項1記載のポリイミド
系絶縁膜用組成物。 - 【請求項4】さらに(7)シランカッブリング剤を含有す
る請求項1記載のポリイミド系絶縁膜用組成物。 - 【請求項5】各成分の割合が、(1)末端ハ−フエステル
化イミドシロキサンオリゴマ−100重量部に対して、
(2)ジアミン化合物0.01〜10重量部、(3)エポキシ
化合物1〜30重量部、(4)触媒0.1〜10重量部、
(5)微細無機フィラ−20〜150重量部、(6)高沸点溶
媒60〜200重量部および(7)シランカッブリング剤
0.01〜10重量部である請求項1記載のポリイミド
系絶縁膜用組成物。 - 【請求項6】粘度が20−600ポイズである請求項1
記載のポリイミド系絶縁膜用組成物。 - 【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載のポリイミ
ド系絶縁膜用組成物を基材に塗布後、加熱処理して得ら
れるポリイミド系絶縁膜。 - 【請求項8】請求項1〜6のいずれかに記載のポリイミ
ド系絶縁膜用組成物を基材に塗布後、60〜200℃で
加熱処理するポリイミド系絶縁膜の形成法。
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