JP2005330423A - ポリイミドシリコーン系樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
電極表面に腐食を生成せしめることがなく、電極保護用途に適したポリイミドシリコーン系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】
(a)芳香族テトラカルボン酸化合物および脂環式テトラカルボン酸化合物から選ばれるテトラカルボン酸化合物、芳香族ジアミン、およびジアミノシロキサンの反応生成物であるポリアミック酸、並びに該ポリアミック酸の閉環誘導体であるポリイミドシリコーンから選ばれるポリマー、
(b)溶媒、および
(c) カーボンブラック:(a)成分のポリマー 100質量部に対して 0.1〜10質量部
を含有するポリイミドシリコーン系樹脂組成物。
【選択図】 なし
Description
また、ドライバICの電気的接合を取るために、ACF(異方導電性フィルム)を用いるが、硬化条件のブレによりACFが未硬化となった場合に、ACF周囲の電極が特に腐食するという問題があった。これは、未硬化ACFより溶出した不純物イオンによるものと考えられる。
(a) 芳香族テトラカルボン酸化合物および脂環式テトラカルボン酸化合物より成る群から選ばれるテトラカルボン酸化合物と芳香族ジアミンとジアミノシロキサンとの反応生成物であるポリアミック酸、並びに、該ポリアミック酸の閉環誘導体であるポリイミドシリコーンより成る群から選ばれるポリマー、
(b) 溶媒、および
(c) カーボンブラック:(a)成分のポリマー 100質量部に対して 0.1〜10質量部
を含有するポリイミドシリコーン系樹脂組成物を提供する。
[(a)ポリマー]
[テトラカルボン酸化合物]
本発明で使用される芳香族テトラカルボン酸化合物および脂環式テトラカルボン酸化合物より成る群から選ばれるテトラカルボン酸化合物には、テトラカルボン酸、およびその一無水物、二無水物、モノエステル、ジエステル等の誘導体が含まれる(以下、「テトラカルボン酸成分」という)。
本発明で使用される芳香族ジアミンの好ましい具体例としては、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、o-,m-,p-フェニレンジアミン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、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、3,6-ジアミノジュレン、2,2'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル、2,2'-ジエチル-4,4'-ジアミノビフェニル、2,2'-ジメトキシ-4,4'-ジアミノビフェニル、2,2'-ジエトキシ-4,4'-ジアミノビフェニル、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、4,4'-ジアミノジフェニルスルフォン、3,3'-ジアミノジフェニルスルフォン、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、1,3-ビス(3-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-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフォン、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-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-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-(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノ-5-トリフルオロメチルフェノキシ)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、2,2-ビス(3-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)オクタフルオロビフェニル、2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-4,4'-ジアミノビフェニル、3,5-ジアミノベンゾトリフルオリド、2,5-ジアミノベンゾトリフルオリド、3,3'-ビス(トリフルオロメチル)-4,4'-ジアミノビフェニル、3,3'-ビス(トリフルオロメチル)-5,5'-ジアミノビフェニル、1,4-ビス(4-アミノテトラフルオロフェノキシ)テトラフルオロベンゼン、4,4'-ビス(4-アミノテトラフルオロフェノキシ)オクタフルオロビフェニル、4,4'-ジアミノビナフチル、4,4'-ジアミノベンズアニリド等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明で使用されるジアミノシロキサンの好ましい具体例としては、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(4-アミノブチル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、ビス(4-アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン等、および下記一般式(1):
H2N-Z-(SiR2O)m-SiR2-Z-NH2 (1)
(式中、Rは、独立に、非置換もしくは置換の炭素原子数1〜10、好ましくは、脂肪族不飽和基以外の炭素原子数1〜8の1価炭化水素基、または炭素原子数1〜8のアルコキシ基、アルケノキシ基もしくはシクロアルコキシ基であり、Zは独立に、非置換もしくは置換の炭素原子数1〜8の、鎖中にエーテル結合を含んでもよい2価炭化水素基であり、mは1〜100、好ましくは3〜60の整数である。)
で表されるものが挙げられる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
(b)成分の溶媒としては、ポリアミック酸等の合成に当たって通常採用される溶解力の大きい溶媒が採用される。好ましい溶媒としては、N-メチルピロリドン;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;γ-ブチロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン等のラクトン類;プロピレンカーボネート等のカーボネート類;酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート等のエステル類;ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン類;ブタノール、オクタノール、エチルセロソルブ等のアルコール類;ジメチルホルムアミド等の鎖状ないし環状のアミド系、尿素系、ジメチルスルフォキシド等のスルフォキシド系、スルフォン系、トルエン等の炭化水素系、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明で使用されるカーボンブラックとしては、例えば、アセチレン法によるアセチレンブラック、ファーネス法によるファーネスブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。
(a)成分のポリアミック酸あるいは該ポリアミック酸の閉環誘導体であるポリイミドシリコーンの合成は、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分が実質的に当モル量となるように反応器に仕込み、溶媒中で加熱して反応させることにより行う。好ましくは、反応容器中にジアミン成分を溶媒に分散または溶解させ、テトラカルボン酸成分を溶媒に溶解または分散させて低温で滴下攪拌後に加熱する。なお、カーボンブラックの添加・配合は、カーボンブラックは耐熱性であることから前記加熱反応の前後のいずれにおいて行なっても差し支えない。
H2N-Z-(SiR2O)m-SiR2-Z-NH2 (1)
(式中、Z、Rおよびmは、上記のとおりである。)
で表されるジアミノシロキサン 10〜15モル%およびビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン 85〜90モル%から成るジアミン成分と、ピロメリット酸二無水物 50〜80モル%およびベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物 20〜50モル%から成るテトラカルボン酸成分とを、実質的に当モル量で、樹脂固形分が30〜45重量%となる量のシクロヘキサノン、γ-ブチロラクトンまたはN-メチルピロリドン溶媒中で反応させ、実質的にイミド化が完結したポリイミドシリコーンを生成させること、そして、生成ポリマー100質量部に対してカーボンブラックを0.1〜10質量部配合することである。
本発明のポリイミドシリコーン系樹脂組成物は、基材上にコーティングした後、脱溶媒するのみで製膜させることができる。脱溶媒の条件としては、コーティング膜厚により異なるが、空気中または窒素等の不活性雰囲気下で、オーブン、ホットプレート等を用いて、通常、40〜150℃で1〜150分間程度加熱して行う。前記温度条件については、処理時間の全体に亘って一定としてもよく、前記温度範囲内で徐々に昇温させながら行ってもよい。
本発明のポリイミドシリコーン系樹脂組成物の具体的な応用例としては、シリコンウェハ、ガリウム砒素等からなる基材上のモノリシックIC、例えばDRAM、SRAM、CPU等;セラミック基材、ガラス基材等の上に形成されるハイブリッドIC、サーマルヘッド、イメージセンサー、マルチチップ高密度実装基板等のデバイス;TABテープ、フレキシブル基材、リジッド配線板等の各種配線板等の層間絶縁膜、表面保護膜、α線遮蔽を始め各種の目的を有する保護膜等への適用を挙げることができる。
熱電対、攪拌装置および還流コンデンサーを具えたガラス製4ツ口セパラブルフラスコに、ジアミン成分とテトラカルボン酸成分が当モル量となるように、3,3'4,4'-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)19.45g(テトラカルボン酸成分とジアミン成分との各質量部の総計を100モル%とした場合のモル%:25モル%(以下に記載の「モル%」も同じ))、3,3'4,4'-(2,2-ジフェニルヘキサフルオロプロパン)テトラカルボン酸二無水物(6FDA)24.11g(25モル%)、下記式(2):
H2N-CH2CH2CH2-[Si(CH3)2O]9-Si(CH3)2-CH2CH2CH2-NH2 (2)
で表されるジアミノポリシロキサン(KF-8010(商品名)、信越化学工業社製)36.55g(20モル%)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)13.37g(15モル%)、および、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル(ODA)6.52g(15モル%)を仕込み、300gのシクロヘキサノンを加え180℃で4時間攪拌した。これに、カーボンブラックとして、電化ブラック(商品名:電気化学工業社製、比表面積(BET法):70m2/g、pH:9、DBP給油量:160mL/100g)を1g添加して、その後十分に攪拌した。このようにして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物を得た。
ポリイミドシリコーン系樹脂組成物から、幅5mm、膜厚が平均50μmのフィルムを作製し、JIS K6251に準じて、500±50mm/分の速さで引張って、破断強度(g/cm2)を測定した。
ポリイミドシリコーン系樹脂組成物から、膜厚が平均50μmのフィルムを作製し、JIS C2103に準じて、体積抵抗率(TΩ・cm)を測定した。
10μmの線幅および10μmの線間で面積が10mm×5mmのITOくし形電極を作成し、その電極表面上に、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物を平均180μmの厚みで塗布し、23℃/湿度60%の条件下で24時間乾燥させて、約50μmの厚さの被膜を形成させて前記電極を被覆した。得られたITOくし形電極を85℃、湿度85%および30Vの定電圧印加条件下で導通試験を行ない、ITOくし形電極の腐食が発生するまでの時間(hrs)を測定した。
10μmの線幅および10μmの線間で面積が10mm×5mmのITOくし形電極を作成し、これにACF:CP8830IH4(商品名、ソニーケミカル社製)を60℃、10秒間および圧力:1kg/cmの条件で貼り付けた。更に、その上にポリイミドシリコーン系樹脂組成物を平均180μmの厚みで塗布し、23℃/湿度60%の条件下で24時間乾燥させて、約50μmの厚さの被膜を形成させて被覆した。得られたITOくし形電極を85℃、湿度85%および30Vの定電圧印加条件下で導通試験を行ない、ITOくし形電極の腐食が発生するまでの時間(hrs)を測定した。
〔実施例2,3〕
実施例1に記載のデンカブラックに代えて、カーボンブラックとして、三菱3230B(商品名、三菱化学社製)または東海カーボンESR(商品名、東海カーボン社製)を用いたこと以外は、実施例1と同じにして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物の調製、製膜等および上記試験を行った。測定結果を、表1に示す。
実施例1に記載の3,3'4,4'-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)、3,3'4,4'-(2,2-ジフェニルヘキサフルオロプロパン)テトラカルボン酸二無水物(6FDA)、式(2)で表されるジアミノポリシロキサン(KF-8010(商品名))、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)および、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル(ODA)の仕込み量を表2に記載の量(表2において、モル%を( )内に併記した)に変更すること以外は、実施例1と同じにして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物の調製、製膜等および上記試験を行った。測定結果を、表2に示す。
カーボンブラックを使用しないこと以外は、実施例1と同じにして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物の調製、製膜等および上記試験を行った。測定結果を、表3に示す。(24〜48時間の間でITO電極の腐食が生じ、1時間未満でACF貼付けITO電蝕の腐食が生じた。)
カーボンブラックの配合量を20質量部としたこと以外は、それぞれ実施例1,2,3と同じにして、を使用しないこと以外は、実施例1と同じにして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物の調製、製膜等および上記試験を行った。測定結果を、表3に示す。
カーボンブラックに代えて、カチオン交換樹脂:HCR-S(商品名、DOWEX社製)(カチオン交換能力:2.0meq/g)とアニオン交換樹脂:SBR(商品名、DOWEX社製)(アニオン交換能力:1.4meq/g)とを等質量で混合してその合計10重量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物の調製、製膜等および上記試験を行った。結果を表3に示す。
カーボンブラックに代えて、キレート化合物:Arizalin Red(商品名、アルドリッチ社製)を5重量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、ポリイミドシリコーン系樹脂組成物の調製、製膜等および上記試験を行った。結果を表3に示す。
Claims (4)
- (a) 芳香族テトラカルボン酸化合物および脂環式テトラカルボン酸化合物より成る群から選ばれるテトラカルボン酸化合物と芳香族ジアミンとジアミノシロキサンとの反応生成物であるポリアミック酸、並びに、該ポリアミック酸の閉環誘導体であるポリイミドシリコーンより成る群から選ばれるポリマー、
(b) 溶媒、および
(c) カーボンブラック:(a)成分のポリマー 100質量部に対して 0.1〜10質量部
を含有するポリイミドシリコーン系樹脂組成物。 - 前記(a)成分のポリマー中に含まれる前記ジアミノシロキサンに基づく繰り返し単位構造の含有量が、1〜60モル%である請求項1に記載の組成物。
- 前記(c)成分のカーボンブラックの比表面積が、5〜500m2/gである請求項1または2に記載の組成物。
- 前記(c)成分のカーボンブラックのDBP吸油量が、500mL/100g以下である請求項1〜3の何れか1項に記載の組成物。
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WO2018139570A1 (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社 | ゴム組成物、ゴム製品及びその製造方法 |
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US8114317B2 (en) | 2005-06-08 | 2012-02-14 | Ube Industries, Ltd. | Polyimide powder for antistatic polyimide molded product and polyimide molded product thereby |
WO2018139570A1 (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社 | ゴム組成物、ゴム製品及びその製造方法 |
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