JP2016222613A - オキセタンイミド化合物およびそれを用いたインク - Google Patents
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Abstract
Description
[1]式(1)で表されるオキセタンイミド化合物(A)。
本発明のオキセタンイミド化合物(A)は、式(1)で表される。
Yは、式(1−1)で表される二価の基であることが好ましい。
本発明のオキセタンイミド化合物(A)は、例えば、式(a1)で表されるテトラカルボン酸二無水物(以下「テトラカルボン酸二無水物(a1)」ともいう。)と、式(a2)で表されるアミノ酸(以下「アミノ酸(a2)」ともいう。)と、式(a3)で表されるオキセタン含有化合物(以下「化合物(a3)」ともいう。)とを反応させて得ることができる。
テトラカルボン酸二無水物(a1)は上記式(a1)で表され、具体的にはピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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、2,2’,3,3’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルメタ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二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチル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、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、エタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸,[2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ジ−4,1−フェニレンエステル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸オキシジ−4,1−フェニレンエステル、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、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’−ビシクロへキシル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、5−(2,5−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などが挙げられる。また、4,4’−[(イソプロピリデン)ビス(p−フェニレンオキシ)]ジフタル酸二無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレン琥珀酸二無水物および下記式a1−1〜a1−56で表される化合物などが挙げられる。
アミノ酸(a2)は上記式(a2)で表される。アミノ酸(a2)は、得られる化合物の溶媒(B)への溶解性の観点から、式(a2−1)で表されるアミノ酸が好ましい。
化合物(a3)は上記式(a3)で表される。具体的には3−エチル−3−オキセタンメタノールなどが挙げられる。
オキセタンイミド化合物(A)は、例えば、テトラカルボン酸二無水物(a1)と、アミノ酸(a2)と、化合物(a3)とを反応させて得ることができる。具体的には、オキセタンイミド化合物(A)は、テトラカルボン酸二無水物(a1)とアミノ酸(a2)とを用いて合成されたアミド酸化合物をイミド化し、得られたオキセタンイミド中間体と化合物(a3)とを反応させて得ることができる。
アミド酸化合物は、テトラカルボン酸二無水物(a1)およびアミノ酸(a2)を混合して、穏やかな反応条件下で合成することができる。穏やかな反応条件とは、例えば、常圧下、温度5〜60℃、反応時間0.2〜20時間で、好ましくは温度5〜30℃、反応時間0.2〜3時間で、触媒を使用することなく、テトラカルボン酸二無水物(a1)の酸無水物基の反応により開環して生じたカルボキシル基を活性化させることなく反応させる、という条件である。カルボキシル基の活性化とは、例えば、酸クロリドへの変換である。
オキセタンイミド中間体は、上記アミド酸化合物をイミド化することにより得ることができる。イミド化は、熱的方法または脱水触媒および脱水剤を用いた化学的方法により進めることができるが、精製処理を行わないで使用できる熱的方法により進めることが好ましい。
オキセタンイミド化合物(A)は、上記オキセタンイミド中間体と化合物(a3)とを反応させることにより得ることができる。前記反応では、上記オキセタンイミド中間体のカルボン酸部と化合物(a3)のアルコール部とが反応する。
オキセタンイミド化合物(A)を合成する際、より詳しくはアミド酸化合物、オキセタンイミド中間体およびオキセタンイミド化合物(A)を合成する際には、反応溶媒を用いることができる。
反応溶媒は、反応をスムーズに進行させる観点から、テトラカルボン酸二無水物(a1)、アミノ酸(a2)および化合物(a3)などの反応原料の合計100重量部に対して、100重量部以上用いることが好ましい。
本発明のインクは、上述のオキセタンイミド化合物(A)と、溶媒(B)とを含む。前記インクは、さらにその他の添加剤(C)を含んでもよい。なお、本発明のインクは、有色または無色のどちらであっても構わない。
オキセタンイミド化合物(A)およびその好適態様については、上述したとおりである。本発明のインクにおける(メタ)アクリルイミド化合物(A)の含有量は、インク全量に対して5〜99.9重量%が好ましく、インクとしての取り扱いを考慮すると、5〜70重量%がより好ましい。
溶媒(B)は、オキセタンイミド化合物(A)を溶解することができる溶媒であれば特に制限されない。また、単独ではオキセタンイミド化合物(A)を溶解しない溶媒であっても、他の溶媒と混合することによってオキセタンイミド化合物(A)を溶解することができる混合溶媒となるのであれば、前記混合溶媒を溶媒(B)として用いることが可能である。
溶媒(B)としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラメチレングリコールモノビニルエーテル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、γ−ブチロラクトン、アニソール、エチルラクテート、安息香酸メチル、安息香酸エチル、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N,N’,N’−テトラメチル尿素、2−ピロリドン、1−メチル−2−ピロリドン、1−エチル−2−ピロリドン、1−ブチル−2−ピロリドン、1−ビニル−2−ピロリドン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリドン、1−アセチル−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−ε−カプロラクタム、カルバミド酸エステル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、トルエンが挙げられる。
溶媒(B)は、本発明のインク100重量%中、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下の量で用いられる。
添加剤(C)としては、例えば、オキセタン硬化剤、エポキシ硬化剤、重合性モノマーが挙げられる。添加剤(C)としては、さらに、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、界面活性剤、ポリアミド酸、ポリアミド酸のイミド化重合体、可溶性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド酸エステル、ポリエステル、アクリル酸ポリマー、アクリレートポリマー、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、アルケニル置換ナジイミド化合物、シリコンアミド酸化合物、帯電防止剤、カップリング剤、ラジカル重合開始剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマー、顔料、染料等が挙げられる。添加剤(C)は1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明において、オキセタンの開環重合反応を促進するために、オキセタン硬化剤を用いることが好ましい。また、添加剤としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ硬化剤も用いることが好ましい。オキセタン硬化剤およびエポキシ硬化剤は、公知の化合物、例えば有機酸ジヒドラジド化合物、イミダゾールおよびその誘導体、ジシアンジアミド、芳香族アミンなどのアミン、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、カチオン重合開始剤を用いることができ、本発明のインク100重量%中、0.2〜5重量%の量で用いられることが好ましい。特にカチオン重合開始剤は種類によって、カチオン重合が光と熱のどちらで進むかを適宜選択することができ、硬化反応も早く好ましい。
[A]m+[B]m- (1)
式(1)において、陽イオン[A]m+はオニウムイオンであることが好ましく、例えば下記式(2)で示される。
[(α)aQ]m+ (2)
式(2)において、αは炭素数が1〜60の有機基である。aは1〜5の整数である。a個のαは各々独立で、同一でも異なっていてもよい。また、少なくとも1つのαは、芳香環を有する有機基であることが好ましい。
[LXb]m- (3)
式(3)において、Lはハロゲン化物錯体の中心原子である金属または半金属(Metalloid)であり、B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Coなどである。Xはハロゲン原子である。bは3〜7なる整数である。また、陰イオン[LXb]m-中のLの原子価をpとしたとき、m=b−pである。
[LXb-1(OH)]m- (4)
陰イオン[B]m-の例には、さらに過塩素酸イオン(ClO4)-、トリフルオロメチル亜硫酸イオン(CF3SO3)-、フルオロスルホン酸イオン(FSO3)-、トルエンスルホン酸陰イオン、トリニトロベンゼンスルホン酸陰イオンなども含まれる。
鉄アレーン錯体の例には、(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)〔(1,2,3,4,5,6−η)−(1−メチルエチル)ベンゼン〕−アイアン−ヘキサフルオロホスフェートなどが含まれ、アルミニウム錯体の例には、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム、トリス(エチルアセトナトアセタト)アルミニウム、トリス(サリチルアルデヒダト)アルミニウムなどが含まれる。
紫外線照射によりカチオン種を発生するカチオン重合開始剤としては、例えば、ヘキサフルオロアンチモネート塩、ペンタフルオロヒドロキシアンチモネート塩、ヘキサフルオロホスフェート塩、ヘキサフルオロアルゼネート塩が挙げられる。上記カチオン重合開始剤としては、例えば、UVACURE1590(商品名:ダイセル・サイテック(株)製)、CD−1010、CD−1011、CD−1012(いずれも商品名:米国サートマー製)、イルガキュア264(商品名:BASF製)、CIT−1682(商品名:日本曹達(株)製)などの市販品を使用することもできる。
特に、サンエイドSI-60は硬化の際の加温温度を比較的低温(80℃〜150℃)にすることができ、かつ保存安定性に優れるため、成膜性に優れ好ましい。
本発明のインクは、さらにオキセタンイミド化合物(A)以外の重合性モノマーを含んでいてもよい。重合性モノマーとしては、例えば、単官能重合性モノマー、二官能(メタ)アクリレート、三官能以上の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
重合性モノマーは1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明のインクは、さらにエポキシ樹脂およびオキセタンイミド化合物(A)以外のオキセタン樹脂から選ばれる少なくとも一種を含んでいてもよい。エポキシ樹脂としては、オキシラン環を有する化合物であれば特に限定されないが、オキシラン環を2つ以上有する化合物が好ましい。オキセタン樹脂としては、オキセタン環を有する化合物であれば特に限定されないが、オキセタン環を2つ以上有する化合物が好ましい。但し、上述の重合性モノマーに分類される化合物は除く。
エポキシ樹脂およびオキセタン樹脂は1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
界面活性剤は、本発明のインクの下地基板への濡れ性、レベリング性、または塗布性を向上させるために使用することができ、界面活性剤を用いる場合、本発明のインク100重量%中、0.01〜1重量%の量で用いられることが好ましい。
界面活性剤は1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明のインクは、ポリアミド酸、ポリアミド酸のイミド化重合体、可溶性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド酸エステル、ポリエステル、(メタ)アクリル酸ポリマー、(メタ)アクリレートポリマー、ポリビニルアルコールおよびポリオキシエチレンから選択される添加剤(以下「高分子化合物」ともいう。)を含有しても良い。
アルケニル置換ナジイミド化合物は、分子内に少なくとも1つのアルケニル置換ナジイミド構造を有する化合物であれば特に限定されない。
シリコンアミド酸化合物は、分子内にアミド酸構造を有するシリコンアミド酸化合物であれば特に限定されない。
帯電防止剤は、本発明のインクの帯電を防止するために使用することができ、帯電防止剤を用いる場合は、本発明のインク100重量%中、0.01〜1重量%の量で用いられることが好ましい。
帯電防止剤は1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
カップリング剤は、公知のカップリング剤を用いることができる。
カップリング剤は1種で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ラジカル重合開始剤は、本発明のインクに(メタ)アクリル基などの付加重合性官能基を有する重合性モノマーなどが加えられている場合、重合性モノマーの重合を促進するために使用することができる。ラジカル重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤を用いる場合は、本発明のインク100重量%中、0.1〜15重量%の量で用いられることが好ましい。
活性エネルギー線重合開始剤として用いられる化合物としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4′−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチルアントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4′−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1,4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4′−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4′−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−(4′−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3′,4′−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2′,4′−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2′−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4′−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2′−クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4′−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3′−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(2−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3′,4,4′−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3′−ジ(メトキシカルボニル)−4,4′−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4′−ジ(メトキシカルボニル)−4,3′−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4′−ジ(メトキシカルボニル)−3,3′−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどである。これらの化合物は単独で使用してもよく、2つ以上を混合して使用することできる。
本発明のインクジェット用インクは、オキセタンイミド化合物(A)と溶媒(B)と必要に応じて添加剤(C)とを均一に混合することによって、調製することができる。
本発明のポリイミド膜の製造方法は、(1)本発明のインクを基板上に塗布して塗膜を形成する工程(塗膜形成工程)、および(2)前記塗膜を硬化処理する工程(硬化処理工程)を有する。
塗布方法としては、インクジェット法、ディスペンサー法、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法などが挙げられる。
硬化処理は、塗膜の耐熱性、耐薬品性、平坦性、さらには充分な機械的強度を得るために、例えばホットプレートまたはオーブンなどで行い、これにより、全面または所定のパターン状(例:ライン状)のポリイミド膜が形成される。
本発明のフィルム基板は、フィルムと、前記フィルム上に形成された上述のポリイミド膜とを有する。本発明のシリコンウエハー基板は、シリコンウエハーと、前記シリコンウエハー上に形成された上述のポリイミド膜とを有する。
本発明の電子部品は、上述のフィルム基板および/またはシリコンウエハー基板を有する電子部品である。このように本発明のフィルム基板を利用して、フレキシブルな電子部品が得られる。また、本発明のシリコンウエハー基板を利用して、半導体電子部品が得られる。
実施例および比較例で用いる、テトラカルボン酸二無水物、溶媒および重合性モノマーの名称を略号で示す。以下の記述にはこの略号を使用する。
ODPA:3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
BTDA:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
TAHQ:p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)
BSAA:4,4’−[(イソプロピリデン)ビス(p−フェニレンオキシ)]ジフタル酸二無水物
溶媒
EDM:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ブルカー・バイオスピン(株)製の核磁気共鳴装置(DRX500)を用いて1H−NMRを測定し、化合物の構造を確認した。記載した数値はppmを表し、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、mはマルチプレットを表す。
反応容器に8.13g(26.20mmol)のODPA、6.87g(52.40mmol)のイソロイシンおよび22mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび10.62g(89.24mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、6.30g(54.26mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、5.69g(56.28mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、18.14gのオキセタンイミド1を得た。
1H NMR(CDCl3,500MHz)δ:0.81−1.56(m,22H)、1.66(m,4H)、2.56(m,2H)、4.22−4.37(m,12H)、4.70(d,2H)、7.41(m,2H)、7.45(m,2H)、7.91(d,2H)
反応容器に2.76g(8.55mmol)のBTDA、2.25g(17.11mmol)のイソロイシンおよび10mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび4.38g(36.81mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、2.09g(18.00mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、2.35g(23.24mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのジクロロメタンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、5.92gのオキセタンイミド2を得た。
反応容器に2.64g(8.98mmol)のBPDA、2.36g(17.97mmol)のイソロイシンおよび10mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび3.81g(32.01mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、2.21g(19.05mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、2.18g(21.58mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、6.11gのオキセタンイミド3を得た。
反応容器に3.18g(6.94mmol)のTAHQ、1.82g(13.88mmol)のイソロイシンおよび11mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび3.51g(29.50mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、1.76g(15.16mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、2.05g(20.28mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、5.80gのオキセタンイミド4を得た。
反応容器に3.33g(6.39mmol)のBSAA、1.68g(12.77mmol)のイソロイシンおよび10mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび3.11g(26.13mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、1.57g(13.52mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、1.60g(15.83mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、6.76gのオキセタンイミド5を得た。
反応容器に5.42g(17.47mmol)のODPA、4.58g(34.93mmol)のロイシンおよび25mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび7.13g(59.92mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、4.18g(35.60mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、3.93g(38.83mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、13.42gのオキセタンイミド6を得た。
反応容器に2.42g(7.81mmol)のODPA、2.58g(15.61mmol)のフェニルアラニンおよび12mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび3.81g(32.01mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、1.89g(16.27mmol)の3−エチル−3−オキセタンメタノール、2.00g(19.80mmol)のトリエチルアミンおよび20mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、6.33gのオキセタンイミド7を得た。
反応容器に2.71g(8.73mmol)のODPA、2.29g(17.47mmol)のイソロイシンおよび10mlのEDMを加え、170℃で3時間攪拌した。反応終了後、EDMおよび反応で生じた水を除去した。続けて、前記反応容器に、20mlのトルエンおよび3.69g(31.01mmol)の塩化チオニルを加え、70℃で3時間攪拌した。トルエンおよび塩化チオニルを除去することにより、酸塩化物を得た。別の反応容器に、2.38g(18.24mmol)のジエチレングリコールモノビニルエーテル、2.50g(24.75mmol)のトリエチルアミンおよび10mlのトルエンを混合し、これに先に調製した酸塩化物を滴下した。滴下終了後、さらに1時間攪拌した。反応溶液を分液ロートへ注ぎ、1M塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液そして飽和食塩水の順に洗浄した。洗浄後、無水硫酸マグネシウムを加え溶液を乾燥した。乾燥後に、無水硫酸マグネシウムを濾別し、溶媒を取り除くことにより、6.44gのビニルイミド1を得た。
1.02gのオキセタンイミド1、0.97gのEDMおよび0.03gのサンエイドSI-60(三新化学工業株式会社製)を混合し、室温で当該混合液を15分攪拌することにより、インク1を得た。
表1に記載の成分を表1に記載の量で混合し、室温で当該混合液を15分攪拌することにより、インク2〜7を得た。
1.01gのビニルイミド1、0.96gのEDMおよび0.04gのサンエイドSI-60(三新化学工業株式会社製)を混合し、当該混合液を室温で15分攪拌することにより、インク8を得た。
実施例における各物性の測定方法は、以下の通りである。
(i)誘電率および体積抵抗率
スピンコートによりクロム基板上に上記実施例1〜7で得られたインク1〜7を塗布し、さらに120℃のホットプレート上に10分間基板を置いてポリイミド膜を作製した。その後、イミド化合物の膜上にアルミニウムを蒸着させ電極を作成した。
スピンコートによりガラス基板およびクロム基板上に上記実施例1〜7で得られたインク1〜7を塗布し、さらに120℃のホットプレート上に10分間基板を置いてポリイミド膜を作製した。それぞれの基板にカッターナイフを用いて、ガラスに達する11本の切り傷を1mm幅でつけ、前記切り傷に対して垂直方向に同様にガラスに達する11本の切り傷を1mm幅でつけることにより、1mm角の100個の碁盤目を作製した。碁盤目部分にスコッチ600(スリーエムジャパン株式会社製)を強く圧着させ、テープを一気に引き剥がし、碁盤目の状態を観察し、残った碁盤目の数を数えた。
スピンコートによりガラス基板上にインクを塗布し、さらに120℃のホットプレート上に10分間基板を置いてポリイミド膜を作製した。その後、KLA−Tencor株式会社(旧Ambious社)製の触針式段差測定装置XP−200を使用し、膜厚を測定した(これを硬化後の膜厚とする)。続いて、そのガラス基板を250℃のオーブンに1時間入れた後の膜厚を測定した(これを加熱後の膜厚とする)。残膜率は、以下の式を用いて求めた。
残膜率={(加熱後の膜厚)/(硬化後の膜厚)}×100
残膜率は、大きいほど耐熱性が高いといえる。
Claims (14)
- テトラカルボン酸二無水物(a1)が、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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、2,2’,3,3’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルメタ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二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチル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、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、エタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸,[2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ジ−4,1−フェニレンエステル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジベンゾエート−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸オキシジ−4,1−フェニレンエステル、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、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’−ビシクロへキシル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、5−(2,5−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および4,4’−[(イソプロピリデン)ビス(p−フェニレンオキシ)]ジフタル酸二無水物からなる群から選ばれる1種以上であり、アミノ酸(a2)が、グリシン、アラニン、β−アラニン、フェニルアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、システイン、メチオニン、セリン、トレオニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、4−アミノ酪酸、6−アミノヘキサン酸および12−アミノラウリン酸からなる群から選ばれる1種以上であり、オキセタン含有化合物(a3)が、3−エチル−3−オキセタンメタノールである、請求項3または4に記載のオキセタンイミド化合物(A)。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のオキセタンイミド化合物(A)と、溶媒(B)とを含むインク。
- オキセタンイミド化合物(A)の含有量が、インク全量に対して、5〜99.9重量%である、請求項6に記載のインク。
- さらに、オキセタン硬化剤、エポキシ硬化剤、重合性モノマー、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、界面活性剤、ポリアミド酸、ポリアミド酸のイミド化重合体、可溶性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド酸エステル、ポリエステル、アクリル酸ポリマー、アクリレートポリマー、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、アルケニル置換ナジイミド化合物、シリコンアミド酸化合物、帯電防止剤、カップリング剤およびラジカル重合開始剤からなる群から選ばれる1種以上を含む、請求項6または7のいずれか1項に記載のインク。
- 請求項6〜8のいずれか1項に記載のインクから得られるポリイミド膜。
- 請求項6〜8のいずれか1項に記載のインクを基板上に塗布して塗膜を形成した後、前記塗膜を硬化処理して得られるポリイミド膜。
- フィルムと、該フィルム上に形成された請求項9または10に記載のポリイミド膜とを有するフィルム基板。
- 請求項11に記載のフィルム基板を有する電子部品。
- シリコンウエハーと、前記シリコンウエハー上に形成された請求項9または10に記載のポリイミド膜とを有するシリコンウエハー基板。
- 請求項13に記載のシリコンウエハー基板を有する電子部品。
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