JP2008047815A - Photoelectric conversion apparatus - Google Patents

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JP2008047815A JP2006224229A JP2006224229A JP2008047815A JP 2008047815 A JP2008047815 A JP 2008047815A JP 2006224229 A JP2006224229 A JP 2006224229A JP 2006224229 A JP2006224229 A JP 2006224229A JP 2008047815 A JP2008047815 A JP 2008047815A
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Satoshi Maeda
郷司 前田
Tetsuo Okuyama
哲雄 奥山
Takeshi Yoshida
武史 吉田
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion apparatus which exhibits effect of reinforcing a wafer in a manufacturing process, is excellent in handlability, exhibits stable mounting characteristics in mounting process and exhibits high reliability when it is actually used. <P>SOLUTION: A unit module can be obtained from a wafer in which a polyimide film having a tensile elastic modulus of not less than 4 GPa and a linear expansion coefficient of not more than 12 ppm is laminated on at least one surface via a thermally fused layer made of a thermoplastic polyimde resin. This unit module is formed into a panel to form the photoelectric conversion apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、少なくとも片面に、光電変換素子が形成された光電変換装置に関し、さらに詳しくは薄型(好ましくはウエハの厚さが500μm以下)の光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device having a photoelectric conversion element formed on at least one surface, and more particularly to a thin photoelectric conversion device (preferably having a wafer thickness of 500 μm or less).

近年、太陽電池などの光電エネルギー変換機器の薄型化、小型軽量化が進み、さらにはコストダウン要求も相まってかかる光電変換機器用の半導体ウエハの薄型化が進行している。   In recent years, photoelectric energy conversion devices such as solar cells have been made thinner, smaller and lighter, and semiconductor wafers for such photoelectric conversion devices have been made thinner due to cost reduction requirements.

半導体ウエハは一般に単結晶ないし多結晶のインゴットをワイヤソー等で薄板状に切断し、表面を研削、研磨して得られる。近年の技術革新により非常に薄いウエハを得ることが可能となってきているが、一般に半導体ウエハは脆く、曲げ荷重により極めて割れやすい。一般的な半導体ウエハの取り扱い、プロセッシングの際にウエハの割れを防止し、同時にハンドリングが容易となるようにウエハに粘着テープを貼りつけて取り扱うと技術は広く知られている。かかる工程に使用される粘着テープはキャリアテープ、ダイシングテープなどと呼ばれ、加工途中でのみ貼り付けられ、実装工程に移る前に剥がされてしまう物である。このような工程技術はたとえば特許文献1〜3に見ることができる。
特開2006−156638号公報 特開2005−290091号公報 特開平05−129431号公報
A semiconductor wafer is generally obtained by cutting a single crystal or polycrystal ingot into a thin plate with a wire saw or the like, and grinding and polishing the surface. Although it has become possible to obtain very thin wafers due to recent technological innovations, semiconductor wafers are generally brittle and very susceptible to cracking due to bending loads. A technique is widely known in which a wafer is prevented from cracking during handling and processing of a general semiconductor wafer, and at the same time, an adhesive tape is attached to the wafer so as to facilitate handling. The pressure-sensitive adhesive tape used in such a process is called a carrier tape, a dicing tape, or the like, which is attached only during the processing and is peeled off before moving to the mounting process. Such process technology can be found in, for example, Patent Documents 1 to 3.
JP 2006-156638 A JP 2005-290091 A JP 05-129431 A

一方で、半導体素子を基板などの支持体に固定する目的で使用されるダイアタッチフィルムが知られている。これらは耐熱性を有する素材により構成され、半導体チップの裏面と基板との間に挿入され、両者を接着させる目的で用いられ、半導体素子そのものを補強する物ではない。
特開2004−186296号公報
On the other hand, a die attach film used for the purpose of fixing a semiconductor element to a support such as a substrate is known. These are made of a heat-resistant material, inserted between the back surface of the semiconductor chip and the substrate, used for the purpose of bonding the two, and do not reinforce the semiconductor element itself.
JP 2004-186296 A

さらに一方で、加工工程時のみでなく、ダイシングされ、最終的に製品となる光電変換装置の段階に置いても補強の意味でフィルムなどを貼り付けておくことは有意義であると思われる。特許文献5〜7には、工程簡略化及びコスト削減のため、ウエハ加工工程かつ半導体素子接着工程の両方で使用することのできるダイアタッチフィルムが開示されている。
特開2002−294177号公報 特開2003−109916号公報 特開2003−129025号公報
On the other hand, it seems to be meaningful to attach a film or the like for the purpose of reinforcement not only during the processing step but also at the stage of the photoelectric conversion device that is diced and finally becomes a product. Patent Documents 5 to 7 disclose die attach films that can be used in both the wafer processing step and the semiconductor element bonding step in order to simplify the process and reduce costs.
JP 2002-294177 A JP 2003-109916 A JP 2003-129025 A

以上述べてきたように、加工中の半導体ウエハにフィルムを貼り付けることによりハンドリング性を改良することはよく知られているし、また半導体ウエハ加工中に貼り付けたフィルムを、ウエハ加工が終了した後にも剥がさず、実装工程に使用することも公知の考え方となっている。しかしながら従来の技術においては工程フィルムを実装工程に残した場合の長期間の耐久性や、実装工程に於ける様々な幅広い要求に耐え得るか否かという点で、特に、強い熱ストレスや繰り返し熱ストレスに対しては十分な耐性が無く、特に太陽電池などの光電変換装置の実用耐久性確保という要求に対して十分に満足しうるものでは無かった。   As described above, it is well known that the handling property is improved by attaching a film to a semiconductor wafer being processed, and the wafer processing is completed for the film attached during the semiconductor wafer processing. It is a well-known idea that it is not peeled off later and used in the mounting process. However, in the conventional technology, particularly in terms of long-term durability when the process film is left in the mounting process and whether it can withstand various wide requirements in the mounting process, particularly strong heat stress and repeated heat There was no sufficient resistance to stress, and in particular, it was not fully satisfactory for the requirement of ensuring practical durability of photoelectric conversion devices such as solar cells.

以上述べてきたように、加工中の半導体ウエハにフィルムを貼り付けることによりハンドリング性を改良することはよく知られているし、また半導体ウエハ加工中に貼り付けたフィルムを、ウエハ加工が終了した後にも剥がさず、実装工程に使用することも公知の考え方となっている。しかしながら従来の技術においては工程フィルムを実装工程に残した場合の長期間の耐久性や、実装工程に於ける様々な幅広い要求に耐え得るか否かという点で、特に、強い熱ストレスや繰り返し熱ストレスに対しては十分な耐性が無く、要求に対して十分に満足しうるものでは無かった。これらの問題は、特に大面積の半導体素子である太陽電池のような光電変換装置においては大きな課題となっていたが、本発明の課題は、プロセッシング時並びに実使用時において十分な耐久性を得ることである。   As described above, it is well known that the handling property is improved by attaching a film to a semiconductor wafer being processed, and the wafer processing is completed for the film attached during the semiconductor wafer processing. It is a well-known idea that it is not peeled off later and used in the mounting process. However, in the conventional technology, especially in terms of long-term durability when the process film is left in the mounting process and whether it can withstand various wide requirements in the mounting process, particularly strong heat stress and repeated heat There was not enough resistance to stress, and it was not enough to meet the requirements. These problems have been a major problem particularly in a photoelectric conversion device such as a solar cell which is a semiconductor element having a large area, but the problem of the present invention is that sufficient durability is obtained during processing and in actual use. That is.

本発明者らは、かかる状況に鑑み鋭意研究を続けた結果、次なる発明に到達した。すなわち本発明は、
1.少なくとも片面に光電変換素子が形成された半導体ウエハの少なくとも片面に、引張弾性率4GPa以上、線膨張係数12ppm以下であるポリイミドフィルムが熱融着性層を介してラミネートされていることを特徴とする光電変換装置、
2.熱融着性層のガラス転移温度が180℃以上であることを特徴とする前記1記載の光電変換装置、
3.熱融着層が熱可塑性ポリイミドである前記1又は2記載の光電変換装置、
4.半導体ウエハが単結晶シリコンである前記1〜3いずれかに記載の光電変換装置、
5.半導体ウエハが多結晶シリコンである前記1〜4いずれかに記載の光電変換装置、
6.半導体ウエハが化合物半導体である前記1〜5いずれかに記載の光電変換装置、
である。
As a result of continuing intensive studies in view of such circumstances, the present inventors have reached the next invention. That is, the present invention
1. A polyimide film having a tensile elastic modulus of 4 GPa or more and a linear expansion coefficient of 12 ppm or less is laminated on at least one side of a semiconductor wafer having a photoelectric conversion element formed on at least one side through a heat-fusible layer. Photoelectric conversion device,
2. 2. The photoelectric conversion device according to 1 above, wherein the glass transition temperature of the heat-fusible layer is 180 ° C. or higher.
3. The photoelectric conversion device according to 1 or 2, wherein the heat-fusible layer is a thermoplastic polyimide,
4). The photoelectric conversion device according to any one of 1 to 3, wherein the semiconductor wafer is single crystal silicon,
5. The photoelectric conversion device according to any one of 1 to 4, wherein the semiconductor wafer is polycrystalline silicon,
6). The photoelectric conversion device according to any one of 1 to 5, wherein the semiconductor wafer is a compound semiconductor,
It is.

本発明に置いては半導体ウエハと同等の熱特性を有し、かつ耐熱性に優れるポリイミドフィルムをウエハに貼り付けることにより、半導体加工プロセス中の振動や衝撃からウエハを保護し、かつハンドリング性を改良し、さらに、ウエハを光電変換素子形状に切り出し、分割する際にも支障が泣く、さらに実装工程、実使用時においては素子自体を裏打ち補強することができるため、非常に信頼性の高い光電変換装置を得ることができる。   In the present invention, a polyimide film having a thermal characteristic equivalent to that of a semiconductor wafer and having excellent heat resistance is attached to the wafer, thereby protecting the wafer from vibration and impact during the semiconductor processing process and improving handling properties. In addition, it is difficult to cut and divide the wafer into a photoelectric conversion element shape, and the element itself can be reinforced in the mounting process and in actual use. A conversion device can be obtained.

本発明における半導体ウエハとは、ダイヤモンド、シリコン、ゲルマニウム等の単元素からなる単結晶、多結晶、炭化珪素のようなIV族同士の単結晶、多結晶、ガリウム砒素、窒化ガリウム、ガリウムリン、インジウムリン等のIII−V族化合物半導体、テルル化カドミウム、セレン化亜鉛等のII−VI族化合物半導体の単結晶、多結晶、さらにはアルミニウムガリウム砒素、アルミニウム、ガリウム、インジウムリン、銅インジウムセレン、銅インジウムガリウムセレン、等の多元系化合物半導体の単結晶、多結晶のインゴットから薄板状に切り出された物をいう。
これらウエハの表面に、いわゆる半導体プロセスによる加工を経ることにより、次に述べる光電変換素子が形成される。
本発明におけるウエハの厚さは800μm以下が好ましく、450μm以下がさらに好ましく、250μmがなお好ましく。150μm以下が、なおさらに好ましい。ウエハ厚さgあこれより厚い場合にはフィルム貼り付けによる補強効果が有意に認識されない。また本発明に於けるウエハの厚さの下限は8μm以上、好ましくは15μm以上、さらに好ましくは25μm以上、なおさらに好ましくは45μm以上である。下限がこの範囲を下回るとフィルム貼り付けまでのハンドリング性があまりに低下するために困難となり、所定の効果を得ることが難しくなる
The semiconductor wafer in the present invention is a single crystal composed of a single element such as diamond, silicon, germanium, polycrystal, single crystal of group IV such as silicon carbide, polycrystal, gallium arsenide, gallium nitride, gallium phosphide, indium. III-V group compound semiconductors such as phosphorus, II-VI group compound semiconductors such as cadmium telluride and zinc selenide, polycrystals, aluminum gallium arsenide, aluminum, gallium, indium phosphide, copper indium selenium, copper A single crystal or multi-crystal ingot of a multi-component compound semiconductor such as indium gallium selenium, which is cut into a thin plate shape.
A photoelectric conversion element described below is formed on the surface of these wafers through processing by a so-called semiconductor process.
In the present invention, the thickness of the wafer is preferably 800 μm or less, more preferably 450 μm or less, still more preferably 250 μm. Even more preferably 150 μm or less. When the wafer thickness g is thicker than this, the reinforcing effect due to the film attachment is not recognized significantly. The lower limit of the thickness of the wafer in the present invention is 8 μm or more, preferably 15 μm or more, more preferably 25 μm or more, and still more preferably 45 μm or more. If the lower limit is less than this range, it becomes difficult to handle the film until it is pasted, and it becomes difficult to obtain a predetermined effect.

本発明における光電変換素子とは、太陽電池、光センサー等の光→電気変換を行う素子を主に示す。また、発光ダイオード、半導体レーザーなどの電気→光変換素子もその範疇に含まれる。これらの製造プロセスについては一般に知られている公知の方法による。   The photoelectric conversion element in the present invention mainly refers to an element that performs light-to-electrical conversion, such as a solar cell or an optical sensor. In addition, electric-to-light conversion elements such as light-emitting diodes and semiconductor lasers are also included in the category. These manufacturing processes are based on publicly known methods.

本発明ではかかるウエハの少なくとも片面に、引張弾性率弾性率が4GPa以上、線膨張係数が12ppm以下のポリイミドフィルムを接着剤を介して貼り合わせることが必須である。   In the present invention, it is essential that a polyimide film having a tensile modulus of elasticity modulus of 4 GPa or more and a linear expansion coefficient of 12 ppm or less is bonded to at least one surface of the wafer via an adhesive.

本発明におけるポリイミドフィルムは、特に限定されるものではないが、下記の芳香族
ジアミン類と芳香族テトラカルボン酸(無水物)類との組み合わせが好ましい例として挙
げられる。
A.ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類と芳香族テトラカルボン酸類との組み合わせ。
B.ジアミノジフェニルエーテル骨格を有する芳香族ジアミン類とピロメリット酸骨格を有する芳香族テトラカルボン酸類との組み合わせ。
C.フェニレンジアミン骨格を有する芳香族ジアミン類とビフェニルテトラカルボン酸骨格を有する芳香族テトラカルボン酸類との組み合わせ。
D.上記のABCの一種以上の組み合わせ。
本発明で特に好ましく使用できるベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類と、芳香族テトラカルボン酸無水物類とを反応させて得られるポリイミドベンゾオキサゾールを主成分とするポリイミドベンゾオキサゾールフィルムに使用される、ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類として、下記の化合物が例示できる。
Although the polyimide film in this invention is not specifically limited, The combination of the following aromatic diamine and aromatic tetracarboxylic acid (anhydride) is mentioned as a preferable example.
A. A combination of an aromatic diamine having a benzoxazole structure and an aromatic tetracarboxylic acid.
B. A combination of an aromatic diamine having a diaminodiphenyl ether skeleton and an aromatic tetracarboxylic acid having a pyromellitic acid skeleton.
C. A combination of an aromatic diamine having a phenylenediamine skeleton and an aromatic tetracarboxylic acid having a biphenyltetracarboxylic acid skeleton.
D. A combination of one or more of the above ABCs.
Used in a polyimide benzoxazole film mainly composed of polyimide benzoxazole obtained by reacting an aromatic diamine having a benzoxazole structure that can be particularly preferably used in the present invention and an aromatic tetracarboxylic acid anhydride, Examples of aromatic diamines having a benzoxazole structure include the following compounds.

Figure 2008047815
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これらの中でも、合成のし易さの観点から、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールの各異性体が好ましい。ここで、「各異性体」とは、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールが有する2つアミノ基が配位位置に応じて定められる各異性体である(例;上記「化1」〜「化4」に記載の各化合物)。これらのジアミンは、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明においては、前記ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミンを70モル%以上使用することが好ましい。
Among these, amino (aminophenyl) benzoxazole isomers are preferable from the viewpoint of ease of synthesis. Here, “each isomer” refers to each isomer in which two amino groups of amino (aminophenyl) benzoxazole are determined according to the coordination position (eg, the above “formula 1” to “formula 4”). Each compound described in the above. These diamines may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, it is preferable to use 70 mol% or more of the aromatic diamine having the benzoxazole structure.

本発明は、前記事項に限定されず下記の芳香族ジアミンを使用してもよいが、好ましくは全芳香族ジアミンの30モル%未満であれば下記に例示されるベンゾオキサゾール構造を有しないジアミン類を一種又は二種以上、併用してのポリイミドフィルムである。
そのようなジアミン類としては、例えば、4,4’−ビス(3−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]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、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]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、
The present invention is not limited to the above items, and the following aromatic diamines may be used. Preferably, the diamines do not have the benzoxazole structure exemplified below as long as the total aromatic diamine is less than 30 mol%. Is a polyimide film using one or two or more in combination.
Examples of such diamines include 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, and bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl]. Sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine,

3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[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]プロパン、 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfoxide 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′- Diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1 , 1-Bi [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1 , 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl ]propane,

1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノシ)フェニル]ブタン、2,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2- [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2- [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphen Le] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane,

1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)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]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) ) Biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) ) Benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (3 Aminophenoxy) benzoyl] benzene, 4,4′-bis [(3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide,

2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−トリフルオロメチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−フルオロフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−メチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−シアノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1 -Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, 4,4 '-Bis [3- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [3- (3-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [4- (4-amino-α) , Α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, bis 4- {4- (4-aminophenoxy) phenoxy} phenyl] sulfone, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-trifluoromethylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3 -Bis [4- (4-amino-6-fluorophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-methylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl Benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-cyanophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene,

3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−ビフェノキシベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、2,6−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾニトリル及び上記芳香族ジアミンにおける芳香環上の水素原子の一部もしくは全てがハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基又はアルコキシル基、シアノ基、又はアルキル基又はアルコキシル基の水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基又はアルコキシル基で置換された芳香族ジアミン等が挙げられる。 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5,5′-diphenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4,5′-diphenoxybenzophenone, 3, 3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5'-phenoxybenzophenone, 3,3 '-Diamino-4,4'-dibiphenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4,5'-dibiphenoxybenzophenone, 3,3'- Diamino-4-biphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5-biphenoxybenzophenone, 3,4 -Diamino-4-biphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5'-biphenoxybenzophenone, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino- 4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino) -4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-Amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 2,6-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) pheno Si] A part or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring in the benzonitrile and the aromatic diamine are halogen atoms, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms or alkoxyl groups, cyano groups, or alkyl groups or alkoxyl group hydrogen atoms. Examples thereof include aromatic diamines substituted with a halogenated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, partially or entirely substituted with halogen atoms, or alkoxyl groups.

本発明で用いられる芳香族テトラカルボン酸類は例えば芳香族テトラカルボン酸無水物類である。芳香族テトラカルボン酸無水物類としては、具体的には、以下のものが挙げられる。   The aromatic tetracarboxylic acids used in the present invention are, for example, aromatic tetracarboxylic anhydrides. Specific examples of the aromatic tetracarboxylic acid anhydrides include the following.

Figure 2008047815
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これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明においては、全テトラカルボン酸二無水物の30モル%未満であれば下記に例示される非芳香族のテトラカルボン酸二無水物類を一種又は二種以上、併用しても構わない。そのようなテトラカルボン酸無水物としては、例えば、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ペンタン−1,2,4,5−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−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサ−1−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3−エチルシクロヘキサ−1−エン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−メチル−3−エチルシクロヘキサン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−メチル−3−エチルシクロヘキサ−1−エン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−エチルシクロヘキサン−1−(1,2),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1−プロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジプロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3−(2,3)−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、
These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, one or two or more non-aromatic tetracarboxylic dianhydrides exemplified below may be used in combination as long as they are less than 30 mol% of the total tetracarboxylic dianhydrides. Examples of such tetracarboxylic acid anhydrides include butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pentane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, and cyclobutanetetracarboxylic acid. Acid dianhydride, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, cyclohex-1-ene-2,3 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3-ethylcyclohex-1-ene-3- (1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-methyl-3-ethylcyclohexane-3 -(1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-methyl-3-ethylcyclohex-1-ene-3- (1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride 1-ethylcyclohexane -(1,2), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1-propylcyclohexane-1- (2,3), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dipropylcyclohexane- 1- (2,3), 3- (2,3) -tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride,

ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−プロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジプロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3−(2,3)−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−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等が挙げられる。これらのテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 Bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-propylcyclohexane-1- (2,3), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1 , 3-Dipropylcyclohexane-1- (2,3), 3- (2,3) -tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] Heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride and the like. These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.

前記芳香族ジアミン類と、芳香族テトラカルボン酸(無水物)類とを重縮合(重合)してポリアミド酸を得るときに用いる溶媒は、原料となるモノマー及び生成するポリアミド酸のいずれをも溶解するものであれば特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、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、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックアミド、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、ハロゲン化フェノール類等があげられる。 これらの溶媒は、単独あるいは混合して使用することができる。溶媒の使用量は、原料となるモノマーを溶解するのに十分な量であればよく、具体的な使用量としては、モノマーを溶解した溶液に占めるモノマーの質量が、通常5〜40質量%、好ましくは10〜30質量%となるような量が挙げられる。   The solvent used for polycondensation (polymerization) of the aromatic diamines and aromatic tetracarboxylic acids (anhydrides) to obtain a polyamic acid dissolves both the raw material monomer and the polyamic acid produced. Although it will not specifically limit if it carries out, A polar organic solvent is preferable, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, Examples thereof include N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric amide, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, sulfolane, and halogenated phenols. These solvents can be used alone or in combination. The amount of the solvent used may be an amount sufficient to dissolve the monomer as a raw material. As a specific amount used, the mass of the monomer in the solution in which the monomer is dissolved is usually 5 to 40% by mass, The amount is preferably 10 to 30% by mass.

ポリアミド酸を得るための重合反応(以下、単に「重合反応」ともいう)の条件は従来公知の条件を適用すればよく、具体例として、有機溶媒中、0〜80℃の温度範囲で、10分〜30時間連続して撹拌及び/又は混合することが挙げられる。必要により重合反応を分割したり、温度を上下させてもかまわない。この場合に、両モノマーの添加順序には特に制限はないが、芳香族ジアミン類の溶液中に芳香族テトラカルボン酸無水物類を添加するのが好ましい。重合反応によって得られるポリアミド酸溶液に占めるポリアミド酸の質量は、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%であり、前記溶液の粘度はブルックフィールド粘度計による測定(25℃)で、送液の安定性の点から、好ましくは10〜2000Pa・sであり、より好ましくは100〜1000Pa・sである。
本発明におけるポリアミド酸の還元粘度(ηsp/C)は、特に限定するものではないが3.0dl/g以上が好ましく、4.0dl/g以上がさらに好ましい。
これらの還元粘度とすることで、得られるポリイミドベンゾオキサゾールの300℃でのカール度が10%以下となす制御が容易となる。
Conventionally known conditions may be applied for the polymerization reaction for obtaining the polyamic acid (hereinafter also simply referred to as “polymerization reaction”). As a specific example, in a temperature range of 0 to 80 ° C., 10 Stirring and / or mixing continuously for 30 minutes. If necessary, the polymerization reaction may be divided or the temperature may be increased or decreased. In this case, the order of adding both monomers is not particularly limited, but it is preferable to add aromatic tetracarboxylic acid anhydrides to the solution of aromatic diamines. The mass of the polyamic acid in the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, and the viscosity of the solution is measured with a Brookfield viscometer (25 ° C.). From the viewpoint of the stability of liquid feeding, it is preferably 10 to 2000 Pa · s, and more preferably 100 to 1000 Pa · s.
The reduced viscosity (ηsp / C) of the polyamic acid in the present invention is not particularly limited, but is preferably 3.0 dl / g or more, and more preferably 4.0 dl / g or more.
By setting it as these reduced viscosities, the control which the curl degree in 300 degreeC of the polyimide benzoxazole obtained becomes 10% or less becomes easy.

重合反応中に真空脱泡することは、良質なポリアミド酸の有機溶媒溶液を製造するのに有効である。また、重合反応の前に芳香族ジアミン類に少量の末端封止剤を添加して重合を制御することを行ってもよい。末端封止剤としては、無水マレイン酸等といった炭素−炭素二重結合を有する化合物が挙げられる。無水マレイン酸を使用する場合の使用量は、芳香族ジアミン類1モル当たり好ましくは0.001〜1.0モルである。   Vacuum defoaming during the polymerization reaction is effective for producing a high-quality polyamic acid organic solvent solution. Moreover, you may perform superposition | polymerization by adding a small amount of terminal blockers to aromatic diamines before a polymerization reaction. Examples of the end capping agent include compounds having a carbon-carbon double bond such as maleic anhydride. The amount of maleic anhydride used is preferably 0.001 to 1.0 mol per mol of aromatic diamine.

高温処理によるイミド化方法としては、従来公知のイミド化反応を適宜用いることが可能である。例えば、閉環触媒や脱水剤を含まないポリアミド酸溶液を用いて、加熱処理に供することでイミド化反応を進行させる方法(所謂、熱閉環法)やポリアミド酸溶液に閉環触媒及び脱水剤を含有させておいて、上記閉環触媒及び脱水剤の作用によってイミド化反応を行わせる、化学閉環法を挙げることができる。   As an imidization method by high-temperature treatment, a conventionally known imidation reaction can be appropriately used. For example, using a polyamic acid solution that does not contain a ring-closing catalyst or a dehydrating agent, the imidization reaction proceeds by subjecting it to a heat treatment (so-called thermal ring-closing method), or a polycyclic acid solution containing a ring-closing catalyst and a dehydrating agent. In particular, a chemical ring closing method in which an imidization reaction is performed by the action of the above ring closing catalyst and a dehydrating agent can be given.

熱閉環法の加熱最高温度は、100〜500℃が例示され、好ましくは200〜480℃である。加熱最高温度がこの範囲より低いと充分に閉環されづらくなり、またこの範囲より高いと劣化が進行し、複合体が脆くなりやすくなる。より好ましい態様としては、150〜250℃で3〜20分間処理した後に350〜500℃で3〜20分間処理する2段階熱処理が挙げられる。   100-500 degreeC is illustrated as a heating maximum temperature of a thermal ring closure method, Preferably it is 200-480 degreeC. When the maximum heating temperature is lower than this range, it is difficult to close the ring sufficiently. When the maximum heating temperature is higher than this range, deterioration proceeds and the composite tends to become brittle. A more preferable embodiment includes a two-stage heat treatment in which treatment is performed at 150 to 250 ° C. for 3 to 20 minutes and then treatment is performed at 350 to 500 ° C. for 3 to 20 minutes.

化学閉環法では、ポリアミド酸溶液をイミド化反応を一部進行させて自己支持性を有する前駆体複合体を形成した後に、加熱によってイミド化を完全に行わせることができる。
この場合、イミド化反応を一部進行させる条件としては、好ましくは100〜200℃による3〜20分間の熱処理であり、イミド化反応を完全に行わせるための条件は、好ましくは200〜400℃による3〜20分間の熱処理である。
In the chemical ring closure method, imidization can be completely performed by heating after forming a precursor complex having self-supporting property by partially proceeding imidization reaction of the polyamic acid solution.
In this case, the condition for partially proceeding with the imidization reaction is preferably a heat treatment for 3 to 20 minutes at 100 to 200 ° C., and the condition for allowing the imidization reaction to be completely performed is preferably 200 to 400 ° C. For 3 to 20 minutes.

閉環触媒をポリアミド酸溶液に加えるタイミングは特に限定はなく、ポリアミド酸を得るための重合反応を行う前に予め加えておいてもよい。閉環触媒の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどといった脂肪族第3級アミンや、イソキノリン、ピリジン、ベータピコリンなどといった複素環式第3級アミンなどが挙げられ、中でも、複素環式第3級アミンから選ばれる少なくとも一種のアミンが好ましい。ポリアミド酸1モルに対する閉環触媒の使用量は特に限定はないが、好ましくは0.5〜8モルである。
脱水剤をポリアミド酸溶液に加えるタイミングも特に限定はなく、ポリアミド酸を得るための重合反応を行う前に予め加えておいてもよい。脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸などといった脂肪族カルボン酸無水物や、無水安息香酸などといった芳香族カルボン酸無水物などが挙げられ、中でも、無水酢酸、無水安息香酸あるいはそれらの混合物が好ましい。また、ポリアミド酸1モルに対する脱水剤の使用量は特に限定はないが、好ましくは0.1〜4モルである。脱水剤を用いる場合には、アセチルアセトンなどといったゲル化遅延剤を併用してもよい。
The timing for adding the ring-closing catalyst to the polyamic acid solution is not particularly limited, and may be added in advance before the polymerization reaction for obtaining the polyamic acid. Specific examples of the ring-closing catalyst include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine, and heterocyclic tertiary amines such as isoquinoline, pyridine, and betapicoline. Among them, heterocyclic tertiary amines are mentioned. At least one amine selected from is preferred. Although the usage-amount of a ring-closing catalyst with respect to 1 mol of polyamic acids does not have limitation in particular, Preferably it is 0.5-8 mol.
The timing of adding the dehydrating agent to the polyamic acid solution is not particularly limited, and may be added in advance before the polymerization reaction for obtaining the polyamic acid. Specific examples of the dehydrating agent include aliphatic carboxylic acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, and aromatic carboxylic acid anhydrides such as benzoic anhydride. Among them, acetic anhydride, benzoic anhydride, etc. Acids or mixtures thereof are preferred. Moreover, the usage-amount of the dehydrating agent with respect to 1 mol of polyamic acids is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 4 mol. When a dehydrating agent is used, a gelation retarder such as acetylacetone may be used in combination.

本発明のポリイミドフィルムの厚さは特に限定されないが、通常1〜150μm、好ましくは9〜50μmである。この厚さはポリアミド酸溶液などのフィルム原料液を支持体に塗布する際の塗布量や、ポリアミド酸溶液などののフィルム原料液における原料濃度によって容易に制御し得る。
本発明の(ポリイミド)フィルムには、滑剤を(ポリイミド)フィルム中に添加含有せしめるなどしてフィルム表面に微細な凹凸を付与しフィルムの滑り性を改善することが好ましい。
滑剤としては、無機や有機の0.03μm〜3μm程度の平均粒子径を有する微粒子が使用でき、具体例として、酸化チタン、アルミナ、シリカ、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、燐酸水素カルシウム、ピロ燐酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、粘土鉱物などが挙げられる。
本発明の(ポリイミド)フィルムは、無延伸フィルムであっても延伸フィルムであってもよく、ここで無延伸フィルムとは、テンター延伸、ロール延伸、インフレーション延伸などによってフィルムの面拡張方向に機械的な外力を意図的に加えずに得られるフィルムをいう。
Although the thickness of the polyimide film of this invention is not specifically limited, Usually, it is 1-150 micrometers, Preferably it is 9-50 micrometers. This thickness can be easily controlled by the coating amount when a film raw material solution such as a polyamic acid solution is applied to the support and the raw material concentration in the film raw material solution such as a polyamic acid solution.
In the (polyimide) film of the present invention, it is preferable to add a lubricant to the (polyimide) film to give fine irregularities on the film surface to improve the slipping property of the film.
As the lubricant, inorganic or organic fine particles having an average particle diameter of about 0.03 μm to 3 μm can be used. Specific examples include titanium oxide, alumina, silica, calcium carbonate, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium pyrophosphate, Examples include magnesium oxide, calcium oxide, and clay minerals.
The (polyimide) film of the present invention may be a non-stretched film or a stretched film. Here, the non-stretched film is mechanical in the surface expansion direction of the film by tenter stretching, roll stretching, inflation stretching, or the like. A film that can be obtained without intentionally applying a large external force.

本発明におけるポリイミドフィルムの引張弾性率は4GPa以上であることが必須であり、4.8GPa以上が好ましく、さらに6.5GPa以上が好ましい。引張弾性率がこの範囲を下回るとウエハの補強効果が小さくなる。本発明におけるポリイミドフィルムの引張弾性率の上限は特に定められないが、一般に30GPa以下であり、好ましくは23GPa以下、さらに好ましくはでは15GPa以下である。引張弾性率が高すぎた場合、貼り合わせなどの際の歪みによりウエハに想定外の歪み応力が生じる場合がある。   The tensile elastic modulus of the polyimide film in the present invention is essential to be 4 GPa or more, preferably 4.8 GPa or more, and more preferably 6.5 GPa or more. If the tensile modulus is below this range, the effect of reinforcing the wafer is reduced. Although the upper limit of the tensile modulus of the polyimide film in the present invention is not particularly defined, it is generally 30 GPa or less, preferably 23 GPa or less, and more preferably 15 GPa or less. If the tensile elastic modulus is too high, an unexpected strain stress may be generated on the wafer due to strain at the time of bonding or the like.

本発明におけるポリイミドフィルムの線膨張係数は12ppm以下であることが必須であり、9ppm以下が好ましく、さらに6ppm以上が好ましい。線膨張係数がこの範囲を上回ると温度変化によりウエハに歪み応力が生じ、割などの破損を招く場合がある。本発明におけるポリイミドフィルムの線膨張係数の下限は好ましくは−12ppm以上、さらに好ましくは−7ppm以上、なお好ましくは−2ppm以上、なおさらに好ましくは1ppm以上である。線膨張係数が子の値を下回った場合にも、温度変化によりウエハに歪み応力が生じ、割などの破損を招く場合がある。   The linear expansion coefficient of the polyimide film in the present invention is essential to be 12 ppm or less, preferably 9 ppm or less, and more preferably 6 ppm or more. If the linear expansion coefficient exceeds this range, distortion stress may be generated in the wafer due to temperature change, which may cause damage such as cracking. The lower limit of the linear expansion coefficient of the polyimide film in the present invention is preferably −12 ppm or more, more preferably −7 ppm or more, still more preferably −2 ppm or more, and still more preferably 1 ppm or more. Even when the linear expansion coefficient is lower than the value of the child, distortion stress may be generated in the wafer due to temperature change, which may cause breakage or the like.

本発明におけるポリイミドフィルムの吸湿膨張係数はは30ppm以下であることが好ましく、26ppm以下がなお好ましく、さらに22ppm以上が好ましく、なおさらには17ppm以下が好ましい。吸湿膨張係数の寄与は線膨張係数より小さいが、同様に吸湿膨張係数がこの範囲を超えると、環境下の湿度変化により、ウエハに歪み応力が生じ、光電変換素子の不具合やウエハの破損につながる場合がある。吸湿膨張係数の下限は特に定められないが、好ましくは0ppmである。ここに吸湿膨張係数は、測長用の2つ以上の目印(間隔50mm以上)をつけたフィルムを比較的低湿度(10〜40%RH、温度は15〜40℃)に24時間放置して測長した目印間隔と、フィルムを比較的高湿度(70〜100%、温度は20〜60℃)に24時間放置して測長した目印間隔との差を湿度差で除して規格化することにより得ることができる。   The hygroscopic expansion coefficient of the polyimide film in the present invention is preferably 30 ppm or less, more preferably 26 ppm or less, further preferably 22 ppm or more, and still more preferably 17 ppm or less. Although the contribution of the hygroscopic expansion coefficient is smaller than the linear expansion coefficient, similarly, if the hygroscopic expansion coefficient exceeds this range, distortion stress occurs in the wafer due to changes in the humidity under the environment, leading to photoelectric conversion element failures and wafer damage. There is a case. The lower limit of the hygroscopic expansion coefficient is not particularly defined, but is preferably 0 ppm. Here, the hygroscopic expansion coefficient is determined by leaving a film with two or more marks for measurement (interval of 50 mm or more) at a relatively low humidity (10 to 40% RH, temperature is 15 to 40 ° C.) for 24 hours. The difference between the measured mark interval and the mark interval measured after leaving the film at a relatively high humidity (70 to 100%, temperature is 20 to 60 ° C.) for 24 hours is standardized by dividing the difference by the humidity difference. Can be obtained.

ポリイミドフィルムの引張弾性率、線膨張係数、吸湿膨張係数を所定の範囲に収めるためには、テトラカルボン酸無水物類、ジアミン類の各々45%以上を芳香族化合物とし、さらにテトラカルボン酸無水物類ないしジアミン類の両方、あるいはいずれか一方において、エーテル結合を有する化合物の使用量を40mol%以下、好ましくは30mol%以下、なお好ましくは20mol%以下とすることで実現可能である。   In order to keep the tensile modulus, linear expansion coefficient, and hygroscopic expansion coefficient of the polyimide film within a predetermined range, 45% or more of each of tetracarboxylic acid anhydrides and diamines is an aromatic compound, and further tetracarboxylic acid anhydrides. This can be realized by setting the amount of the compound having an ether bond to 40 mol% or less, preferably 30 mol% or less, and more preferably 20 mol% or less in both or any one of the diamines and diamines.

本発明における熱融着層とは熱可塑性を示す耐熱高分子からなる層を云う、熱融着層としてはフッ素系樹脂、前芳香族ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリアクリルイミド、ポリアミドイミド、など〜選択される半導体ウエハの双方に良好な接着性を示す物であれば、特に限定されないが、好ましくは、ポリエーテルイミドである。   In the present invention, the heat-sealing layer refers to a layer made of a heat-resistant polymer exhibiting thermoplasticity. Examples of the heat-sealing layer include fluororesins, pre-aromatic polyesters, polyether imides, polyacrylimides, polyamide imides, etc. Although it will not specifically limit if it is a thing which shows favorable adhesiveness to both of the selected semiconductor wafers, Preferably, it is polyetherimide.

本発明の熱融着層のガラス転移温度は180℃以上が好ましく、200℃以上がさらに好ましく、220℃以上がなお好ましく235℃以上がなおさらに好ましい。ガラス転移温度がこの範囲に満たない場合、ウエハから切り出したチップを実装する際に耐熱性が不足してフィルムの剥離やブリスター発生などのトラブルにつながることがある。ガラス転移温度の上限は特に制限されない。   The glass transition temperature of the heat sealing layer of the present invention is preferably 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, still more preferably 220 ° C. or higher, and still more preferably 235 ° C. or higher. If the glass transition temperature is less than this range, heat resistance may be insufficient when a chip cut from a wafer is mounted, leading to troubles such as film peeling or blistering. The upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited.

本発明の熱融着層の貯蔵貯蔵率は0.5〜10GPaの範囲であることが好ましい。貯蔵弾性率の下限は0.8GPa以上であることが好ましく、1.2GPa以上であることがさらに好ましく、1.5GPa以上であることがなお好ましい。一方上限は7GPa以下、さらに好ましくは5GPa以下である。接着剤の貯蔵弾性率がこの範囲に満たないとフィルムによるウエハの補強効果が得られがたくなる。また接着剤の貯蔵弾性率がこの範囲を超えると、貼り合わせなどの際の歪みによりウエハに想定外の歪み応力が生じる場合がある。
ここに接着剤の貯蔵弾性率とは、接着剤を厚さ2〜200μm程度のフィルム上にして硬化させた硬化物薄膜の貯蔵弾性率を意味するものとする。
The storage rate of the heat-sealing layer of the present invention is preferably in the range of 0.5 to 10 GPa. The lower limit of the storage elastic modulus is preferably 0.8 GPa or more, more preferably 1.2 GPa or more, and still more preferably 1.5 GPa or more. On the other hand, the upper limit is 7 GPa or less, more preferably 5 GPa or less. If the storage elastic modulus of the adhesive is less than this range, the effect of reinforcing the wafer by the film is difficult to obtain. If the storage elastic modulus of the adhesive exceeds this range, an unexpected strain stress may be generated on the wafer due to distortion during bonding.
Here, the storage elastic modulus of the adhesive means the storage elastic modulus of a cured product thin film obtained by curing the adhesive on a film having a thickness of about 2 to 200 μm.

かかる光電変換素子とフィルム貼り付けの組み合わせは、少なくともウエハの片面に光電変換素子が形成され、少なくとも片面にフィルムが貼り付けられる。通常、片面に光電変換素子、その反対側の面にポリイミドフィルムを貼り付ける態様が好ましいが、特にこの組み合わせに限定されない。場合によっては光電変換素子を形成した面にポリイミドフィルムを貼り付ける方が有用な場合もある。
また光電変換素子はウエハの両面に形成してもよい。この場合にも、ポリイミドフィルムを貼り付ける面は片面であっても両面であっても良い。かかる光電変換素子は通常のワイヤボンディング、バンプボンディング、テープ自動ボンディングなどの方法により電気的接続がなされる。またウエハの表裏を貫通電極で接続することもできる。
In such a combination of photoelectric conversion element and film attachment, the photoelectric conversion element is formed on at least one side of the wafer, and the film is attached on at least one side. Usually, a mode in which a photoelectric conversion element is attached to one side and a polyimide film is attached to the opposite side is preferred, but the invention is not particularly limited to this combination. In some cases, it may be useful to attach a polyimide film to the surface on which the photoelectric conversion element is formed.
The photoelectric conversion elements may be formed on both sides of the wafer. Also in this case, the surface on which the polyimide film is attached may be one side or both sides. Such photoelectric conversion elements are electrically connected by a method such as ordinary wire bonding, bump bonding, and automatic tape bonding. Also, the front and back of the wafer can be connected by a through electrode.

かかるポリイミドフィルムをウエハに貼り付けるタイミングは特に限定されない。片面に光電変換素子、反対面にポリイミドフィルムを貼る構成の場合においては、ウエハ加工プロセスに入る前、あるいはプロセスの比較的初期の段階で貼り付けて、ハンドリングを容易にすることが好ましい。なお貼り付けには一般のラミネータやプレスなどを用いればよい。
ウエハにダメージを与えないように貼り付けるにはクッション剤の選定などに細心の注意を払う必要がある。
There is no particular limitation on the timing of attaching the polyimide film to the wafer. In the case of a configuration in which a photoelectric conversion element is pasted on one side and a polyimide film is pasted on the opposite side, it is preferable that the handling is facilitated by sticking before entering the wafer processing process or at a relatively early stage of the process. A general laminator or press may be used for pasting.
Careful attention must be paid to the selection of a cushioning agent in order to attach the wafer so as not to damage it.

以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される物ではない。なお実施例中の獲得性は以下の方法で測定した。
1.ポリアミド酸の還元粘度(ηsp/C)
ポリマー濃度が0.2g/dlとなるようにN−メチル−2−ピロリドンに溶解した溶液をウベローデ型の粘度管により30℃で測定した。
2.ポリイミドフィルムの厚さ
マイクロメーター(ファインリューフ社製、ミリトロン1254D)を用いて測定した。
3.ポリイミドフィルムの引張弾性率
測定対象のポリイミドフィルムを、流れ方向(MD方向)及び幅方向(TD方向)にそれぞれ100mm×10mmの短冊状に切り出したものを試験片とした。引張試験機(島津製作所製、オートグラフ(商品名)、機種名AG−5000A)を用い、引張速度50mm/分、チャック間距離40mmの条件で、MD方向、TD方向それぞれについて、引張弾性率、引張破断強度及び引張破断伸度を測定した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In addition, the acquisition property in an Example was measured with the following method.
1. Reduced viscosity of polyamic acid (ηsp / C)
A solution dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so that the polymer concentration was 0.2 g / dl was measured at 30 ° C. using an Ubbelohde type viscosity tube.
2. The thickness of the polyimide film The thickness was measured using a micrometer (Millitron 1254D manufactured by Fine Reef).
3. Tensile modulus of polyimide film A polyimide film to be measured was cut into strips of 100 mm × 10 mm in the flow direction (MD direction) and the width direction (TD direction), respectively, as test pieces. Using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, Autograph (trade name), model name AG-5000A) under the conditions of a tensile speed of 50 mm / min and a distance between chucks of 40 mm, the tensile modulus of elasticity in each of the MD direction and TD direction, Tensile rupture strength and tensile rupture elongation were measured.

4.ポリイミドフィルムの線膨張係数(CTE)
測定対象のポリイミドフィルムについて、下記条件にてMD方向及びTD方向の伸縮率を測定し、30℃〜45℃、45℃〜60℃、・・・と15℃の間隔での伸縮率/温度を測定し、この測定を300℃まで行い、全測定値の平均値をCTEとして算出した。MD方向、TD方向の意味は上記「3.」の測定と同様である。
機器名 : MACサイエンス社製TMA4000S
試料長さ : 20mm
試料幅 : 2mm
昇温開始温度 : 25℃
昇温終了温度 : 400℃
昇温速度 : 5℃/min
雰囲気 : アルゴン
4). Linear expansion coefficient (CTE) of polyimide film
About the polyimide film to be measured, the stretch rate in the MD direction and the TD direction is measured under the following conditions, and the stretch rate / temperature at intervals of 30 ° C. to 45 ° C., 45 ° C. to 60 ° C.,. This was measured up to 300 ° C., and the average value of all measured values was calculated as CTE. The meanings of the MD direction and the TD direction are the same as in the measurement of “3.” above.
Device name: TMA4000S manufactured by MAC Science
Sample length: 20mm
Sample width: 2 mm
Temperature rise start temperature: 25 ° C
Temperature rise end temperature: 400 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C / min
Atmosphere: Argon

5.熱融着層の貯蔵弾性率
本発明における貯蔵弾性率E’の測定は下記による。
測定方法:固体粘弾性装置RSA−II(レオメトリック社製)を使用した。
引張りモード:(auto tension)
測定温度: 30℃
周波数: 10Hz
5. Storage elastic modulus of heat-sealing layer The storage elastic modulus E ′ in the present invention is measured as follows.
Measurement method: A solid viscoelastic device RSA-II (manufactured by Rheometrics) was used.
Tensile mode: (auto tension)
Measurement temperature: 30 ° C
Frequency: 10Hz

6.熱融着層のガラス転移温度(Tg)
測定方法:固体粘弾性装置RSA−II(レオメトリック社製)を使用し、
引張りモード:(auto tension)
測定温度: 15℃〜300℃/昇温速度 5℃/分
周波数: 10Hz
で測定して得られたチャートの貯蔵弾性率E’の変曲点より求めた。
6). Glass transition temperature (Tg) of heat-sealing layer
Measuring method: Using a solid viscoelastic device RSA-II (manufactured by Rheometric),
Tensile mode: (auto tension)
Measurement temperature: 15 ° C. to 300 ° C./temperature increase rate 5 ° C./min Frequency: 10 Hz
It calculated | required from the inflection point of the storage elastic modulus E 'of the chart obtained by measuring by.

実施例などで使用する化合物の略称を下記する。
PMDA:ピロメリット酸二無水物
ODA:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
PDA:パラフェニレンジアミン
Abbreviations of compounds used in Examples and the like are described below.
PMDA: pyromellitic dianhydride ODA: 4,4'-diaminodiphenyl ether PDA: paraphenylenediamine

〔実施例1〜6、比較例1〕
(ポリアミド酸溶液の調製、ポリイミドフィルムの作製)
アモルファスシリカの球状粒子シーホスターKE−P10(日本触媒株式会社製)を1.22質量部、N−メチル−2−ピロリドン420質量部を、容器の接液部、及び輸液用配管はオーステナイト系ステンレス鋼SUS316Lである容器に入れホモジナイザーT−25ベイシック(IKA Labor technik社製)にて、回転数1000回転/分で1分間攪拌し予備分散液を得た。予備分散液中の平均粒子径は0.11μmであった。
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた容器の接液部、及び輸液用配管はオーステナイト系ステンレス鋼SUS316Lである反応容器内を窒素置換した後、223質量部の5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールを入れた。次いで、4000質量部のN−メチル−2−ピロリドンを加えて完全に溶解させてから、先に得た予備分散液を420質量部と217質量部のピロメリット酸二無水物を加えて、25℃にて24時間攪拌すると、褐色の粘調なポリアミド酸溶液Aが得られた。この還元粘度(ηsp/C)は3.8dl/gであった。
[Examples 1 to 6, Comparative Example 1]
(Preparation of polyamic acid solution, preparation of polyimide film)
1.22 parts by mass of spherical particles of amorphous silica Seahoster KE-P10 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), 420 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone, the wetted part of the container, and the piping for infusion are austenitic stainless steel The mixture was placed in a container of SUS316L and stirred with a homogenizer T-25 basic (manufactured by IKA Labortechnik) at a rotation speed of 1000 rpm for 1 minute to obtain a preliminary dispersion. The average particle size in the preliminary dispersion was 0.11 μm.
A nitrogen inlet tube, a thermometer, a liquid contact part of a container equipped with a stirring rod, and an infusion pipe were replaced with nitrogen in the reaction container made of austenitic stainless steel SUS316L, and then 223 parts by mass of 5-amino-2- ( p-Aminophenyl) benzoxazole was added. Next, 4000 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone was added and completely dissolved, and then the preliminary dispersion obtained above was added with 420 parts by mass and 217 parts by mass of pyromellitic dianhydride. When the mixture was stirred at ° C. for 24 hours, a brown viscous polyamic acid solution A was obtained. The reduced viscosity (ηsp / C) was 3.8 dl / g.

重合例で得たポリアミド酸溶液Aを、ポリエチレンテレフタレート製フィルムA−4100(東洋紡績株式会社製)の無滑剤面上に、コンマコーターを用いてコーティングし(ギャップは、650μm、塗工幅1240mm)、4つの乾燥ゾーンを有する連続式乾燥炉に通して下記所定条件で乾燥した。
第1ゾーン: 上側温度 105℃、下側温度 110℃
風量 上下とも20立方m/分
第2ゾーン: 上側温度 110℃、下側温度 110℃
風量 上下とも30立方m/分
第3ゾーン: 上側温度 110℃、下側温度 110℃
風量 上下とも20立方m/分
第4ゾーン: 上側温度 110℃、下側温度 110℃
上側風量 15立方m/分、下側風量 20立方m/分
各ゾーンの長さは同じであり、総乾燥時間は15分である。
また風量は各ゾーン毎の吹き出し口からの風量の総計である。
乾燥後に自己支持性となったポリアミド酸フィルム(グリーンフィルムともいう)をポリエステルフィルムから剥離して、両端をカットし、厚さ65μm、幅700mmのそれぞれのグリーンフィルムを得た。
得られたグリーンフィルムを、ピンテンターにて両端を把持した状態で窒素置換された連続式の熱処理炉に通し、第1段が180℃で5分、昇温速度4℃/秒で昇温して第2段として400℃で5分の条件で2段階の加熱を施して、イミド化反応を進行させた。その後、5分間で室温にまで冷却することで、褐色を呈する厚さ38μmのポリイミドフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表1に示す。
The polyamic acid solution A obtained in the polymerization example was coated on the non-lubricant surface of polyethylene terephthalate film A-4100 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a comma coater (gap: 650 μm, coating width: 1240 mm). It passed on the continuous drying furnace which has four drying zones, and it dried on the following predetermined conditions.
First zone: Upper temperature 105 ° C, lower temperature 110 ° C
Air volume 20 cubic m / min for both top and bottom Second zone: Upper temperature 110 ° C, lower temperature 110 ° C
Air volume 30 cubic m / min for both top and bottom Third zone: Upper temperature 110 ° C, lower temperature 110 ° C
Air volume 20 cubic m / min for both top and bottom Zone 4: Upper temperature 110 ° C, lower temperature 110 ° C
Upper air flow 15 cubic m / min, lower air flow 20 cubic m / min The length of each zone is the same, and the total drying time is 15 minutes.
The air volume is the sum of the air volumes from the outlets for each zone.
The polyamic acid film (also referred to as green film) that became self-supporting after drying was peeled from the polyester film, and both ends were cut to obtain respective green films having a thickness of 65 μm and a width of 700 mm.
The obtained green film was passed through a continuous heat treatment furnace purged with nitrogen while holding both ends with a pin tenter, and the first stage was heated at 180 ° C. for 5 minutes and at a heating rate of 4 ° C./second. As the second stage, two stages of heating were performed at 400 ° C. for 5 minutes to advance the imidization reaction. Then, it cooled to room temperature in 5 minutes, and the 38-micrometer-thick polyimide film which exhibits brown was obtained. The properties of the obtained film are shown in Table 1.

以下同様に、表1に示すテトラカルボン酸二無水物とジアミンを用い、ポリイミドフィルムを得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。なお酸無水物ないしジアミンに二種類のモノマーを用いた場合にはmol比が1:1となるように調整した。   Similarly, a polyimide film was obtained using tetracarboxylic dianhydride and diamine shown in Table 1. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1. When two types of monomers were used for acid anhydride or diamine, the molar ratio was adjusted to 1: 1.

(熱融着性ポリイミドの作製:4,4’−オキシジフタル酸無水物からなるポリアミド酸の重合)
窒素導入管,温度計,攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン930質量部を入れ、N,N−ジメチルアセトアミド15000質量部を導入し、均一になるようによく攪拌した後、コロイダルシリカをジメチルアセトアミドに分散してなるスノーテックス(商品名)DMAC−Zl(日産化学工業株式会社製)40.5質量部(シリカを8.1質量部含む)を加え,この溶液を0度まで冷やし、4,4’−オキシジフタル酸無水物990質量部を添加、17時間攪拌した。薄黄色で粘調なポリアミド酸溶液Xが得られた。得られた溶液のηsp/Cは3.1dl/gであった。このポリアミド酸から得られたポリイミドフィルムのガラス転移温度が240℃であった。
先に得られた厚さ38μmのポリイミドフィルムの片面にプラズマ処理を行い、次いでポリアミド酸溶液Xを乾燥厚さ5μmとなるように塗布乾燥し、同様に熱処理して片面にポリアミド酸溶液Xから得られた熱融着性のポリイミドを含む2層ポリイミドフィルムを得た。
(Preparation of heat-fusible polyimide: polymerization of polyamic acid comprising 4,4′-oxydiphthalic anhydride)
The inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was replaced with nitrogen, and then 930 parts by mass of 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene was introduced, and 15000 parts by mass of N, N-dimethylacetamide was introduced. After stirring well so as to be uniform, 40.5 parts by mass of Snowtex (trade name) DMAC-Zl (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) obtained by dispersing colloidal silica in dimethylacetamide (8.1% silica) The solution was cooled to 0 ° C., 990 parts by mass of 4,4′-oxydiphthalic anhydride was added, and the mixture was stirred for 17 hours. A pale yellow and viscous polyamic acid solution X was obtained. The solution obtained had a ηsp / C of 3.1 dl / g. The glass transition temperature of the polyimide film obtained from this polyamic acid was 240 degreeC.
Plasma treatment is performed on one side of the polyimide film having a thickness of 38 μm obtained above, then the polyamic acid solution X is applied and dried to a dry thickness of 5 μm, and heat treatment is similarly performed to obtain the polyamic acid solution X on one side. A two-layer polyimide film containing the obtained heat-fusible polyimide was obtained.

(ウエハとフィルムのラミネート)
得られた二層ポリイミドフィルムの熱融着面とウエハと重ね合わせて仮付けし、プレス機に仕込んで室温から280℃まで昇温速度約5℃/分で加熱し、その後電源を切って室温まで冷却した。
なお、ここにウエハとしては直径約100mm、厚さ0.25mmの単結晶シリコンウエハと、直径50mm、厚さ0.4mmの単結晶GaAsウエハを用いた。
(Lamination of wafer and film)
The heat-bonded surface of the obtained double-layer polyimide film and the wafer are overlapped and temporarily attached, charged into a press machine and heated from room temperature to 280 ° C. at a heating rate of about 5 ° C./min. Until cooled.
As the wafer, a single crystal silicon wafer having a diameter of about 100 mm and a thickness of 0.25 mm and a single crystal GaAs wafer having a diameter of 50 mm and a thickness of 0.4 mm were used.

(ハンドリング性評価)
得られたフィルム補強ウエハを枚葉に分割し、単結晶シリコンウエハについては大日商事社製の100mmウエハ用キャリア、GaAsウエハについては50mmウエハ用キャリアに入れ、振幅10mm、周期5〜20Hzの連続振動を5時間加えた後に、ウエハの破損状況を確認し、ハンドリング性評価とした。結果を表3に示す。
(Handling evaluation)
The obtained film-reinforced wafer is divided into single wafers. A single crystal silicon wafer is placed in a carrier for 100 mm wafers manufactured by Dainichi Shoji Co., Ltd., and a GaAs wafer is placed in a carrier for 50 mm wafers. After applying vibration for 5 hours, the damage condition of the wafer was confirmed, and the handling property was evaluated. The results are shown in Table 3.

(太陽電池加工プロセス)
一般的な方法により単結晶シリコンウエハのフィルムが貼り付けてない面にpin接合を有する太陽電池が形成した。またGaAsウエハの片面にも太陽電池が形成した。
(レーザーカット性評価)
得られたフィルム補強ウエハのウエハ面をダイシングソーにて20mm×20mmの矩形チップに分割し、フィルム面をレーザーカッターにて切断した。いずれの補強ウエハにおいても良好な切断性を示した。
(Solar cell processing process)
A solar cell having a pin junction was formed on the surface where the film of the single crystal silicon wafer was not attached by a general method. A solar cell was also formed on one side of the GaAs wafer.
(Laser cut property evaluation)
The wafer surface of the obtained film-reinforced wafer was divided into 20 mm × 20 mm rectangular chips with a dicing saw, and the film surface was cut with a laser cutter. All of the reinforced wafers showed good cutting properties.

(半田耐熱性評価)
フィルム補強ウエハから分割された20mm×20mmのチップを、アルミナ基板のウエに載せ、リフロー半田装置を用いて240℃×3分間の加熱処理を行い、チップの異常、特にフィルム貼り付け面の外観検査を行った。結果を表3に示す。
(Solder heat resistance evaluation)
A 20 mm x 20 mm chip divided from a film-reinforced wafer is placed on an alumina substrate wafer and subjected to a heat treatment at 240 ° C for 3 minutes using a reflow soldering device to check for chip abnormalities, especially the appearance of the film attachment surface. Went. The results are shown in Table 3.

(耐PCT性評価)
フィルム補強された丸形ウエハから内接する正方形の単位モジュールを切り出し、ステンレスメッシュ性の籠に入れ、平山製作所製PCT装置PC242−IIIを用いて121℃×2気圧の飽和蒸気圧中で96時間、加圧加熱試験を行った。試験後のモジュールの異常、特にフィルム貼り付け面の外観検査を行った。結果を表3に示す。
(PCT resistance evaluation)
A square unit module inscribed from a round wafer reinforced with a film is cut out, placed in a stainless mesh cage, and used for 96 hours in a saturated vapor pressure of 121 ° C. × 2 atm using a PCT device PC242-III manufactured by Hirayama Seisakusho. A pressure heating test was conducted. Abnormality of the module after the test, especially the appearance inspection of the film attachment surface was performed. The results are shown in Table 3.

(耐ヒートサイクル性評価)
単位モジュールを、ステンレスメッシュ性の籠に入れ、−50℃のメタノール浴と+120℃のシリコーンオイル浴に各々30分ずつ交互に10回浸積処理を行い、試験後のチップの異常、特にフィルム貼り付け面の外観検査を行った。結果を表3に示す。
(Evaluation of heat cycle resistance)
The unit module is placed in a stainless mesh cage and immersed in a methanol bath at -50 ° C and a silicone oil bath at + 120 ° C for 10 minutes alternately for 10 minutes each time. Appearance inspection of the surface was performed. The results are shown in Table 3.

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以上述べてきたように、本発明の構成によるフィルム補強ウエハから得られる光電変換装置は、良好なハンドリング性、半田耐熱性、耐PCT性、耐ヒートサイクル性を示し、加工プロセス中の振動、衝撃による不良発生を低減し、なおかつモジュール化、パネル化などの実装工程、実装工程後の実使用中にも十分な耐久性が期待され、高信頼性が要求される光電変換装置として有用な物である。   As described above, the photoelectric conversion device obtained from the film-reinforced wafer according to the configuration of the present invention exhibits good handling properties, solder heat resistance, PCT resistance, heat cycle resistance, and vibration and impact during the processing process. This product is useful as a photoelectric conversion device that is expected to have sufficient durability even during mounting processes such as modularization and paneling, and during actual use after mounting processes, and that requires high reliability. is there.

Claims (6)

少なくとも片面に光電変換素子が形成された半導体ウエハの少なくとも片面に、引張弾性率4GPa以上、線膨張係数12ppm以下であるポリイミドフィルムが熱融着性層を介してラミネートされていることを特徴とする光電変換装置。   A polyimide film having a tensile elastic modulus of 4 GPa or more and a linear expansion coefficient of 12 ppm or less is laminated on at least one side of a semiconductor wafer having a photoelectric conversion element formed on at least one side through a heat-fusible layer. Photoelectric conversion device. 熱融着性層のガラス転移温度が180℃以上であることを特徴とする請求項1記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the heat-fusible layer has a glass transition temperature of 180 ° C. or higher. 熱融着層が熱可塑性ポリイミドである請求項1又は2記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the heat-fusible layer is a thermoplastic polyimide. 半導体ウエハが単結晶シリコンである請求項1〜3いずれかに記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor wafer is single crystal silicon. 半導体ウエハが多結晶シリコンである請求項1〜3いずれかに記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor wafer is polycrystalline silicon. 半導体ウエハが化合物半導体である請求項1〜3いずれかに記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor wafer is a compound semiconductor.
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