JP2022142745A - Bismaleimide compound, composition comprising the compound, polybenzoxazole, and semiconductor device - Google Patents

Bismaleimide compound, composition comprising the compound, polybenzoxazole, and semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2022142745A
JP2022142745A JP2022021273A JP2022021273A JP2022142745A JP 2022142745 A JP2022142745 A JP 2022142745A JP 2022021273 A JP2022021273 A JP 2022021273A JP 2022021273 A JP2022021273 A JP 2022021273A JP 2022142745 A JP2022142745 A JP 2022142745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
formula
compound
group
ring
represented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022021273A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直樹 河本
Naoki Kawamoto
希蓮 高
Huiyeon Ko
大平 高本
Taihei Takamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
Priority to US17/685,604 priority Critical patent/US11905356B2/en
Publication of JP2022142745A publication Critical patent/JP2022142745A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

To provide: a novel photosensitive resin precursor that can undergo alkali development, can undergo ring closure even at a low temperature, and preferably has excellent heat characteristics and electrical characteristics after curing; and use thereof.SOLUTION: Disclosed are: a bismaleimide compound having two partial structures in a molecule, in which partial structure a carbon atom having a substituent represented by the following formula (A) (in the formula, Y represents a direct bond or a divalent linking group) and a carbon atom having a hydroxyl group are directly bonded; a polymer which is a self-polymerized polymer of the bismaleimide compound; and benzoxazole which is an intramolecular dehydration cyclization product of the polymer.SELECTED DRAWING: None

Description

<関連出願の相互参照>
本出願は、参照により本明細書にその全体が組み込まれる、2021年3月16日に日本特許庁に出願された特願2021-042386に対する優先権を主張する。
本発明はビスマレイミド化合物、それを用いた組成物、ポリベンゾオキサゾール及び半導体素子に関する。本発明のビスマレイミド化合物は半導体素子用の保護膜、層間絶縁膜及び再配線層の絶縁膜等に適用することができる。
<Cross reference to related applications>
This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2021-042386 filed with the Japan Patent Office on March 16, 2021, which is incorporated herein by reference in its entirety.
The present invention relates to a bismaleimide compound, a composition using the same, polybenzoxazole, and a semiconductor device. The bismaleimide compound of the present invention can be applied to protective films for semiconductor elements, interlayer insulating films, insulating films for rewiring layers, and the like.

従来、半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜等には、耐熱性や機械特性等に優れたポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などが広く使用されている(特許文献1)。ポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂を表面保護膜や層間絶縁膜として使用する場合、これらの樹脂を含むポジ型のフォトレジストを用いたエッチングの手法によってスルーホール等を形成する方法が知られている。しかしながら、この方法ではフォトレジストの塗布や剥離等の煩雑な工程が必要なことが問題であった。そこで作業工程の合理化を目的に感光性が付与された耐熱性材料の検討がなされてきた(特許文献2)。 Conventionally, polyimide resins, polybenzoxazole resins, and the like, which are excellent in heat resistance and mechanical properties, have been widely used for surface protective films, interlayer insulating films, and the like of semiconductor devices (Patent Document 1). When a polyimide resin or polybenzoxazole resin is used as a surface protective film or an interlayer insulating film, a method of forming through holes or the like by etching using a positive photoresist containing these resins is known. However, this method has the problem that it requires complicated steps such as coating and stripping of the photoresist. Therefore, for the purpose of streamlining the work process, studies have been made on heat-resistant materials imparted with photosensitivity (Patent Document 2).

耐熱性及び機械特性に優れたポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂の薄膜は、一般にはそれらの前駆体の塗膜を熱的に脱水閉環させて得られるが、その際に通常350℃前後の高い温度での焼成を必要とする。しかしながら、例えばMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory;磁気抵抗メモリ)等の次世代メモリやこれらのメモリの封止に用いられる樹脂は高温に弱い。そのため、このような素子の表面保護膜や封止樹脂上に再配線構造を形成するファンアウトウエハレベルパッケージの層間絶縁膜に用いられるポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂には、約300℃以下の低温での焼成で硬化し、かつ従来の材料を350℃前後の高温で焼成した場合と遜色ない諸特性が得られることが求められている。 Thin films of polyimide resins and polybenzoxazole resins, which have excellent heat resistance and mechanical properties, are generally obtained by thermally dehydrating and ring-closing coating films of their precursors. Requires firing at However, next-generation memories such as MRAMs (Magnetoresistive Random Access Memories) and resins used for encapsulating these memories are vulnerable to high temperatures. Therefore, the polyimide resin and polybenzoxazole resin used for the interlayer insulating film of the fan-out wafer level package that forms the rewiring structure on the surface protection film of such an element and the sealing resin have a low temperature of about 300° C. or less. It is required that the material be hardened by baking at 100°C and that various properties comparable to those obtained when conventional materials are baked at a high temperature of around 350°C can be obtained.

また、従来用いられてきたポリイミド樹脂は、その現像工程においてN-メチル-2-ピロリドンなどの有機溶剤を大量に用いる必要があり、コストが割高になる。そこで、コスト削減の必要性のみならず、安全性および近年の環境問題の高まりなどから、脱有機溶剤化が求められている。これに対して、フォトレジストと同様に、希薄アルカリ水溶液で現像(パターン形成)可能な様々な耐熱性の樹脂材料を用いた方法、例えば、ポリアミド酸とアミノ基、アミド基又はウレタン基等を有する化合物とを混合し、光開始剤の存在下、露光後加熱する方法(特許文献3)、ポリアミド酸とフェノール性水酸基を有するアミン化合物との塩にキノンジアジドを混合する方法(特許文献4)、ポリアミド酸とニフェジピン等の塩基発生剤とを混合する方法(特許文献5)などが提案されている。
これらの方法は何れもポリアミド酸をベースとしたポジ型の感光性組成物を用いたものである。このような感光性組成物は、比較的良好な現像性を示すものの露光部と未露光部の溶解度差が小さいためパターンの膜減りが大きく、また光感度も不充分である。しかも、これらの組成物は、ポリマー主鎖中に遊離カルボン酸が多量に存在するため、ポリマー自体の有する酸性によって主鎖が経時的に加水分解してしまい、保存安定性が極めて低いという欠点がある。
In addition, conventionally used polyimide resins require the use of large amounts of organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone in the development process, resulting in higher costs. Therefore, not only the need for cost reduction but also safety and recent environmental concerns have led to demands for elimination of organic solvents. On the other hand, similar to photoresist, a method using various heat-resistant resin materials that can be developed (patterned) with a dilute alkaline aqueous solution, for example, polyamic acid and an amino group, an amide group, or a urethane group. A method of mixing compounds and heating after exposure in the presence of a photoinitiator (Patent Document 3), a method of mixing quinonediazide with a salt of polyamic acid and an amine compound having a phenolic hydroxyl group (Patent Document 4), polyamide A method of mixing an acid and a base generator such as nifedipine has been proposed (Patent Document 5).
All of these methods use a positive photosensitive composition based on polyamic acid. Although such a photosensitive composition exhibits relatively good developability, the solubility difference between the exposed area and the unexposed area is small, resulting in large pattern film loss and insufficient photosensitivity. In addition, since these compositions contain a large amount of free carboxylic acid in the polymer main chain, the acidity of the polymer itself hydrolyzes the main chain over time, resulting in extremely low storage stability. be.

特許文献6には、ポリアミド酸のカルボキシ基にグリシジルメタクリレートを作用させることによりエステル結合を介して感光基を導入する際に生成するエポキシ環由来の水酸基を、分子内環状酸無水物でブロックしたネガ型感光性材料が提案されている。しかしながら、同文献の感光性材料もポリマー中に遊離カルボン酸が多量に存在するため、主鎖および感光性側鎖の経時的な加水分解の影響で保存安定性が低いことが懸念される;加えて、このような感光性材料においては、感光基導入時の加熱によってイミド化反応が進んでしまい、目的のポリマーが得られないといった諸問題があった。 Patent Document 6 discloses a negative film in which a hydroxyl group derived from an epoxy ring generated when a photosensitive group is introduced via an ester bond by reacting glycidyl methacrylate on a carboxyl group of a polyamic acid is blocked with an intramolecular cyclic acid anhydride. type photosensitive materials have been proposed. However, since the photosensitive material of this document also contains a large amount of free carboxylic acid in the polymer, there is concern that storage stability is low due to the effects of hydrolysis over time of the main chain and photosensitive side chain; However, in such a photosensitive material, the imidization reaction proceeds due to heating during the introduction of the photosensitive group, and there are various problems such that the desired polymer cannot be obtained.

さらに、スマートフォンに代表される通信端末のデータ通信量は増加の一途を辿っており、データ量の伝達を短時間で行うために、通信周波数の高周波化が進んでいる。通信周波数を高くするためには伝送損失を抑制する必要があり、低誘電率及び低誘電正接を有する材料が必要とされている。しかしながら、これまでに挙げたような特性と誘電特性を両立させることは困難であった。 Furthermore, the data communication volume of communication terminals typified by smartphones is steadily increasing, and communication frequencies are becoming higher in order to transmit the amount of data in a short time. In order to increase the communication frequency, it is necessary to suppress transmission loss, and materials having a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent are required. However, it has been difficult to achieve both the properties and dielectric properties mentioned above.

特開平11-199557号公報JP-A-11-199557 特開平11-24271号公報JP-A-11-24271 特開平6―289626号公報JP-A-6-289626 特開平6-161102号公報JP-A-6-161102 特開平5-5995号公報JP-A-5-5995 特公平2-37934号公報Japanese Patent Publication No. 2-37934

本発明の目的は、新規なビスマレイミド化合物を提供することである。
本発明の更なる目的は、当該新規化合物を含有する組成物、ポリベンゾオキサゾール及び半導体素子を提供することである。
本発明の更なる別の目的は、現像性に優れ、300℃以下の低温での加熱処理(又は光照射と300℃以下の加熱処理)であっても硬化膜(好ましくは熱特性及び電気的特性に優れた硬化膜)が得られる化合物を提供することである。
An object of the present invention is to provide novel bismaleimide compounds.
A further object of the present invention is to provide compositions, polybenzoxazoles and semiconductor devices containing said novel compounds.
Still another object of the present invention is to provide a cured film (preferably thermal properties and electrical It is an object of the present invention to provide a compound capable of obtaining a cured film having excellent properties.

本発明者らは鋭意検討した結果、特定構造のビスマレイミド化合物(耐熱性樹脂)の重合体の脱水閉環物であるポリベンゾオキサゾールを用いることにより、300℃以下の低温での加熱処理(又は光照射と300℃以下の加熱処理)であっても硬化膜が得られることを見出した。 As a result of intensive studies by the present inventors, it was found that heat treatment at a low temperature of 300 ° C. or less (or light It was found that a cured film can be obtained even by irradiation and heat treatment at 300° C. or less.

すなわち、本発明の諸態様は以下のとおりである。
[1].
下記式(A)

Figure 2022142745000001
(式中、Yは直接結合又は二価の連結基を表す。)
で表される置換基を有する炭素原子と、
水酸基を有する炭素原子とが直接結合した部分構造を、一分子中に二つ有するビスマレイミド化合物。
[2].
下記式(1)
Figure 2022142745000002
(式中、環aはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表す。X及びYはそれぞれ独立に直接結合又は二価の連結基を表し、複数存在するYは互いに同じでも異なってもよい。Zは環aに結合した一価の置換基を表し、Zが複数存在する場合、それぞれのZは互いに同じでも異なってもよい。L及びMは置換基Zの数であって、それぞれ独立に0乃至3の整数を表す。)
で表される、前項[1]に記載のビスマレイミド化合物。
[3].
Xが直接結合、又は炭素原子、フッ素原子、硫黄原子及び酸素原子からなる群より選択される一種以上を含む二価の連結基である、前項[2]に記載のビスマレイミド化合物。
[4].
Xが直接結合、又は下記式(a)乃至(f)
Figure 2022142745000003
のいずれかで表される二価の連結基である、前項[3]に記載のビスマレイミド化合物。
[5].
Yが炭素数1乃至11のアルキレン基、又は二価の芳香族基を含む炭素数1乃至11のアルキレン基である、前項[1]乃至[4]のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物。
[6].
前項[1]乃至[5]のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物、及びマレイミド基と反応し得る化合物を含有する組成物。
[7].
前項[1]乃至[5]のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物、及び光重合開始剤若しくは硬化触媒を含有する組成物。
[8].
下記式(2)
Figure 2022142745000004
(式中、X、Y、Z、L、M及び環aは前項[1]に記載の式(1)におけるX、Y、Z、L、M及び環aと同じ意味を表す。)
で表される構造単位を2乃至150個有する重合体であって、前項[2]乃至[5]のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物の自己重合物又は前項[6]に記載の組成物の共重合物である重合体。
[9].
下記式(3)
Figure 2022142745000005
(式中、X、Y、Z、L、M及び環aは前項[1]に記載の式(1)におけるX、Y、Z、L、M及び環aと同じ意味を表す。)
で表される構造単位を2乃至150個有するポリベンゾオキサゾールであって、前項[8]に記載の重合体の分子内脱水閉環物であるポリベンゾオキサゾール。
[10].
前項[9]に記載のポリベンゾオキサゾールを含む表面保護膜、層間絶縁膜、又は再配線層の絶縁膜を備える半導体素子。
[11].
前項[1]乃至[5]のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物及び光重合開始剤を含有する組成物を基材で挟み込んで得られるドライフィルムレジスト。 That is, aspects of the present invention are as follows.
[1].
Formula (A) below
Figure 2022142745000001
(In the formula, Y represents a direct bond or a divalent linking group.)
A carbon atom having a substituent represented by
A bismaleimide compound having two partial structures in one molecule in which a carbon atom having a hydroxyl group is directly bonded.
[2].
Formula (1) below
Figure 2022142745000002
(Wherein, ring a represents a benzene ring or a cyclohexane ring. X and Y each independently represent a direct bond or a divalent linking group, and multiple Y may be the same or different. Z is ring a represents a monovalent substituent attached to , and when there is more than one Z, each Z may be the same or different, L and M are the number of substituents Z, and each independently represents a number of 0 to 3 represents an integer.)
The bismaleimide compound according to the preceding item [1], represented by
[3].
The bismaleimide compound according to the preceding item [2], wherein X is a direct bond or a divalent linking group containing one or more selected from the group consisting of carbon atoms, fluorine atoms, sulfur atoms and oxygen atoms.
[4].
X is a direct bond, or the following formulas (a) to (f)
Figure 2022142745000003
The bismaleimide compound according to the preceding item [3], which is a divalent linking group represented by any one of
[5].
The bismaleimide compound according to any one of [1] to [4] above, wherein Y is an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms containing a divalent aromatic group. .
[6].
A composition containing the bismaleimide compound according to any one of the preceding items [1] to [5] and a compound capable of reacting with a maleimide group.
[7].
A composition comprising the bismaleimide compound according to any one of [1] to [5] above, and a photopolymerization initiator or a curing catalyst.
[8].
Formula (2) below
Figure 2022142745000004
(Wherein, X, Y, Z, L, M and ring a have the same meanings as X, Y, Z, L, M and ring a in formula (1) described in [1] above.)
A polymer having 2 to 150 structural units represented by the self-polymerization product of the bismaleimide compound according to any one of the preceding items [2] to [5] or the composition according to the preceding item [6] A polymer that is a copolymer of
[9].
Formula (3) below
Figure 2022142745000005
(Wherein, X, Y, Z, L, M and ring a have the same meanings as X, Y, Z, L, M and ring a in formula (1) described in [1] above.)
A polybenzoxazole having 2 to 150 structural units represented by the above, which is an intramolecular dehydrated ring closure product of the polymer described in [8] above.
[10].
A semiconductor device comprising a surface protective film, an interlayer insulating film, or an insulating film of a rewiring layer containing the polybenzoxazole described in [9] above.
[11].
A dry film resist obtained by sandwiching a composition containing the bismaleimide compound according to any one of [1] to [5] above and a photopolymerization initiator between substrates.

本発明の化合物等を含む組成物は、アルカリ系の水溶液で現像可能であり、該組成物を用いることにより300℃以下の低温での加熱処理(又は光照射と300℃以下の加熱処理)であっても硬化膜を得ることができる。また、本発明の好ましい実施形態による硬化膜は、熱特性及び電気的特性に優れる。 The composition containing the compound of the present invention can be developed with an alkaline aqueous solution, and by using the composition, heat treatment at a low temperature of 300 ° C. or lower (or light irradiation and heat treatment at 300 ° C. or lower) can be performed. Even if there is, a cured film can be obtained. Also, the cured film according to the preferred embodiment of the present invention has excellent thermal properties and electrical properties.

以下に、本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
本発明のビスマレイミド化合物(以下、単に「本発明の化合物」とも記載する)は下記式(A)で表される置換基を有する炭素原子と、水酸基を有する炭素原子とが直接結合した部分構造を一分子中に二つ有することを特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these embodiments.
The bismaleimide compound of the present invention (hereinafter also simply referred to as "the compound of the present invention") has a partial structure in which a carbon atom having a substituent represented by the following formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group are directly bonded. is characterized by having two in one molecule.

Figure 2022142745000006
Figure 2022142745000006

式(A)中、Yは直接結合又は二価の連結基を表す。
式(A)のYが表す二価の連結基は、特に限定されないが、炭素数1乃至11のアルキレン基、又は二価の芳香族基を含む炭素数1乃至11のアルキレン基が好ましい。尚、ここで言う二価のアルキレン基は直鎖状に限定はされず、分岐鎖状や環状の二価のアルキレン基であってもよい。
In formula (A), Y represents a direct bond or a divalent linking group.
The divalent linking group represented by Y in formula (A) is not particularly limited, but is preferably an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms including a divalent aromatic group. Incidentally, the divalent alkylene group referred to here is not limited to a linear one, and may be a branched or cyclic divalent alkylene group.

式(A)のYが表す二価の連結基としては、膜物性や溶解性の観点から、炭素数1乃至11のアルキレン基がより好ましく、炭素数2乃至8のアルキレン基が更に好ましく、炭素数5のアルキレン基又は下記式(g)で表されるアルキレン基が特に好ましく、下記式(g)で表されるアルキレン基が最も好ましい。
尚、式(A)のYが表す直接結合とは、式(A)中に明記されたマレイミド環中の窒素原子とカルボニル基中の炭素原子が原子等を何も介さずに直接単結合で結ばれた構造である。
From the viewpoint of film properties and solubility, the divalent linking group represented by Y in formula (A) is more preferably an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms. An alkylene group of number 5 or an alkylene group represented by the following formula (g) is particularly preferred, and an alkylene group represented by the following formula (g) is most preferred.
The direct bond represented by Y in the formula (A) means that the nitrogen atom in the maleimide ring and the carbon atom in the carbonyl group specified in the formula (A) are a direct single bond without any intervening atom or the like. It is a connected structure.

Figure 2022142745000007
Figure 2022142745000007

式(A)で表される置換基を有する炭素原子と水酸基を有する炭素原子との直接結合は、単結合、二重結合、芳香族化合物等における共鳴を伴う炭素-炭素結合の何れでもよい。
式(A)で表される置換基を有する炭素原子と水酸基を有する炭素原子とが単結合で直接結合した部分構造とは、下記式(B)で表される四価の連結基であり、式(A)で表される置換基を有する炭素原子と水酸基を有する炭素原子とが二重結合で直接結合した部分構造とは、下記式(C)で表される二価の連結基である。また、式(A)で表される置換基を有する炭素原子と水酸基を有する炭素原子とが共鳴を伴う炭素-炭素結合で直接結合した部分構造は、下記式(D)で例示される。尚、式(D)中のArは芳香環である。
A direct bond between a carbon atom having a substituent represented by formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group may be a single bond, a double bond, or a carbon-carbon bond accompanied by resonance in an aromatic compound or the like.
The partial structure in which a carbon atom having a substituent represented by formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group are directly bonded by a single bond is a tetravalent linking group represented by the following formula (B), The partial structure in which a carbon atom having a substituent represented by formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group are directly bonded via a double bond is a divalent linking group represented by the following formula (C). . A partial structure in which a carbon atom having a substituent represented by formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group are directly bonded via a carbon-carbon bond accompanied by resonance is exemplified by the following formula (D). Ar in formula (D) is an aromatic ring.

Figure 2022142745000008
Figure 2022142745000008

式(A)で表される置換基を有する炭素原子と水酸基を有する炭素原子との直接結合は、単結合又は芳香族化合物等における共鳴を伴う炭素-炭素結合が好ましい。シクロ環上の隣接する2つの炭素原子が式(A)で表される置換基及び水酸基をそれぞれ有する場合、又は芳香環上の隣接する2つの炭素原子が式(A)で表される置換基及び水酸基をそれぞれ有する場合がより好ましい。シクロヘキサン環上の隣接する2つの炭素原子が式(A)で表される置換基及び水酸基をそれぞれ有する場合、又はベンゼン環上の隣接する炭素原子が式(A)で表される置換基及び水酸基をそれぞれ有する場合が更に好ましい。即ち、本発明の好ましい化合物の一例としては、下記式(1)で示される化合物が挙げられる。 A direct bond between a carbon atom having a substituent represented by formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group is preferably a single bond or a carbon-carbon bond accompanied by resonance in an aromatic compound or the like. When two adjacent carbon atoms on the cyclo ring have a substituent represented by formula (A) and a hydroxyl group, respectively, or two adjacent carbon atoms on the aromatic ring have a substituent represented by formula (A) and a hydroxyl group, respectively. When two adjacent carbon atoms on the cyclohexane ring have a substituent and a hydroxyl group represented by the formula (A), respectively, or the adjacent carbon atoms on the benzene ring have a substituent and a hydroxyl group represented by the formula (A) It is more preferable to have each That is, a preferred example of the compound of the present invention includes a compound represented by the following formula (1).

Figure 2022142745000009
Figure 2022142745000009

式(1)中、環aはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表す。即ち、式(1)で表されるビスマレイミド化合物は、二つのベンゼン環が直接結合若しくは二価の連結基で結合した構造、又は二つのシクロヘキサン環が直接結合若しくは二価の連結基で結合した構造を母骨格とする化合物である。
式(1)中、X及びYはそれぞれ独立に直接結合又は二価の連結基を表し、複数存在するYは互いに同じでも異なってもよい。
式(1)のXが表す二価の連結基は特に限定されないが、例えば酸素原子等の16族の元素や、メチレン基(メタンジイル基)、エタン-1,2-ジイル基、エタン-2,2-ジイル基、プロパン-2,2-ジイル基(イソプロピリデン基)、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-2,3-ジイル基、トリフルオロメチルメタンジイル基、ジ(トリフルオロメチル)メタンジイル基(ヘキサフルオロイソプロピリデン基)、スルホニル基及びフルオレニル基等が挙げられる。
式(1)のXが表す二価の連結基としては、膜物性や溶解性の観点から、酸素原子、メチレン基(メタンジイル基)、エタン-1,2-ジイル基、エタン-2,2-ジイル基、プロパン-2,2-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-2,3-ジイル基、トリフルオロメチルメタンジイル基、ジ(トリフルオロメチル)メタンジイル基、スルホニル基又はフルオレニル基が好ましい。酸素原子、プロパン-2,2-ジイル基、ジ(トリフルオロメチル)メタンジイル基又はスルホニル基であることがより好ましく、ジ(トリフルオロメチル)メタンジイル基又はスルホニル基であることが更に好ましい。
式(1)におけるXとしては、直接結合、又は炭素原子、フッ素原子、硫黄原子及び酸素原子からなる群より選択される一種以上を含む二価の連結基が好ましい。ここで言う「炭素原子、フッ素原子、硫黄原子及び酸素原子からなる群より選択される一種以上を含む二価の連結基」とは、これらの原子を一つ以上含む二価の連結基でありさえすれば特に限定されないが、下記式(a)乃至(f)の何れかで表される二価の連結基がより好ましい。
即ち、式(1)におけるXとしては、直接結合、又は下記式(a)乃至(f)の何れかで表される二価の連結基がより好ましい。
尚、式(1)のXが表す直接結合とは、式(1)中に明記された二つの環aが原子等を何も介さずに直接単結合で結ばれた構造である。
In formula (1), ring a represents a benzene ring or a cyclohexane ring. That is, the bismaleimide compound represented by formula (1) has a structure in which two benzene rings are directly bonded or bonded via a divalent linking group, or two cyclohexane rings are bonded directly or via a divalent linking group. It is a compound with a structure as a base skeleton.
In formula (1), X and Y each independently represent a direct bond or a divalent linking group, and multiple Y's may be the same or different.
The divalent linking group represented by X in formula (1) is not particularly limited. 2-diyl group, propane-2,2-diyl group (isopropylidene group), propane-1,3-diyl group, propane-2,3-diyl group, trifluoromethylmethanediyl group, di(trifluoromethyl) methanediyl group (hexafluoroisopropylidene group), sulfonyl group, fluorenyl group and the like.
The divalent linking group represented by X in formula (1) includes an oxygen atom, a methylene group (methanediyl group), an ethane-1,2-diyl group, an ethane-2,2- diyl group, propane-2,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, propane-2,3-diyl group, trifluoromethylmethanediyl group, di(trifluoromethyl)methanediyl group, sulfonyl group or fluorenyl groups are preferred. It is more preferably an oxygen atom, a propane-2,2-diyl group, a di(trifluoromethyl)methanediyl group or a sulfonyl group, and still more preferably a di(trifluoromethyl)methanediyl group or a sulfonyl group.
X in formula (1) is preferably a direct bond or a divalent linking group containing one or more selected from the group consisting of carbon atoms, fluorine atoms, sulfur atoms and oxygen atoms. The term "a divalent linking group containing one or more selected from the group consisting of a carbon atom, a fluorine atom, a sulfur atom and an oxygen atom" as used herein means a divalent linking group containing one or more of these atoms. Although it is not particularly limited as long as it is, a divalent linking group represented by any one of the following formulas (a) to (f) is more preferable.
That is, X in formula (1) is more preferably a direct bond or a divalent linking group represented by any one of the following formulas (a) to (f).
The direct bond represented by X in Formula (1) is a structure in which two rings a specified in Formula (1) are directly linked by a single bond without any intervening atoms or the like.

Figure 2022142745000010
Figure 2022142745000010

式(1)のYが表す二価の連結基としては、式(A)のYが表す二価の連結基が挙げられる。また、式(1)のYが表す二価の連結基の好ましいものも、式(A)のYが表す二価の連結基と同じである。 Examples of the divalent linking group represented by Y in Formula (1) include the divalent linking group represented by Y in Formula (A). Moreover, the preferred divalent linking group represented by Y in formula (1) is also the same as the divalent linking group represented by Y in formula (A).

式(1)中、Zは、環aであるベンゼン環又はシクロヘキサン環が有する一価の置換基を表す。すなわち、環aであるベンゼン環又はシクロヘキサン環上の6つの炭素原子のうち、式(A)で表される置換基、水酸基またはXで置換されていない3つの炭素原子は、置換基Zを有するか、または水素原子と結合している。
Zが表す一価の置換基は、特に限定されないが、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、脂肪族基、芳香族基、アセチル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、トリフルオロメチル基、イミド基又はウレア基が好ましい。Zが複数存在する場合、それぞれのZは互いに同じでも異なってもよい。L及びMは置換基Zの数であって、それぞれ独立に0乃至3の整数を表し、それぞれ独立に0又は1の整数であることが好ましい。
式(1)のZの好ましい態様であるハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、臭素原子、塩素原子及びヨウ素原子が挙げられる。この中でもフッ素原子が好ましい。
式(1)のZの好ましい態様である脂肪族基とは、芳香族性を持たない炭化水素化合物から水素原子を一つ除いた残基である。該炭化水素化合物は、直鎖状、分岐鎖状又は環状の何れにも限定されず、これらの形状の複数を有する化合物であってもよい。
式(1)のZの好ましい態様である脂肪族基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基及びシクロヘキサン基等の炭素数1乃至6のアルキル基、プロペン等の炭素数1乃至6のアルケニル基、ならびにプロピン等の炭素数1乃至6のアルキニル基等が挙げられる。この中でもメチル基が好ましい。
In formula (1), Z represents a monovalent substituent of the benzene ring or cyclohexane ring as ring a. That is, among the 6 carbon atoms on the benzene ring or cyclohexane ring which is ring a, the 3 carbon atoms not substituted with a substituent represented by formula (A), a hydroxyl group, or X have a substituent Z or attached to a hydrogen atom.
The monovalent substituent represented by Z is not particularly limited, but is halogen atom, hydroxyl group, nitro group, cyano group, aliphatic group, aromatic group, acetyl group, carboxyl group, ester group, amide group, trifluoromethyl group. , an imide group or a urea group. When there are multiple Zs, each Z may be the same or different. L and M are the numbers of substituents Z, each independently represents an integer of 0 to 3, preferably each independently an integer of 0 or 1.
Specific examples of the halogen atom, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), include a fluorine atom, a bromine atom, a chlorine atom and an iodine atom. Among these, a fluorine atom is preferable.
An aliphatic group, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), is a residue obtained by removing one hydrogen atom from a hydrocarbon compound having no aromaticity. The hydrocarbon compound is not limited to linear, branched or cyclic, and may be a compound having a plurality of these shapes.
Specific examples of the aliphatic group, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl and cyclohexane groups, and 1 to 6 carbon atoms such as propene. and alkynyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as propyne. Among these, a methyl group is preferred.

式(1)のZの好ましい態様である芳香族基とは、芳香族化合物の芳香環から水素原子を一つ除いた残基である。該芳香族化合物は、芳香族性を有する化合物であれば、芳香族炭化水素化合物、複素環化合物、複素環縮合芳香族化合物等の何れにも限定されない。
式(1)のZの好ましい態様である芳香族基の具体例としては、フェニル基及びナフチル基等が挙げられる。この中でもフェニル基が好ましい。
式(1)のZの好ましい態様であるエステル基の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基及びフェノキシカルボニル基が挙げられる。この中でもフェノキシカルボニル基が好ましい。
式(1)のZの好ましい態様であるアミド基の具体例としては、-CONH、-CONH(CH)、-CONH(i-C)等のアルキルアミド基;ベンズアミド、ナフトアミド、p-t-ブチルベンズアミド、o-クロロベンズアミド及び-CON(Ph)等のアリールアミド基等が挙げられる。この中でもベンズアミドが好ましい。なお本明細書において、Phはフェニル基を示す。
式(1)におけるZとしては、低温での脱水閉環のしやすさから脂肪族基がより好ましい。
An aromatic group, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), is a residue obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring of an aromatic compound. The aromatic compound is not limited to any aromatic hydrocarbon compound, heterocyclic compound, heterocyclic condensed aromatic compound, etc., as long as it is a compound having aromaticity.
Specific examples of the aromatic group, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), include a phenyl group and a naphthyl group. Among these, a phenyl group is preferred.
Specific examples of the ester group, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-proxycarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group and a phenoxycarbonyl group. Among these, a phenoxycarbonyl group is preferred.
Specific examples of the amide group, which is a preferred embodiment of Z in formula (1), include alkylamide groups such as —CONH 2 , —CONH(CH 3 ), —CONH(i—C 3 H 7 ); benzamide, naphthamide, and arylamide groups such as pt-butylbenzamide, o-chlorobenzamide and --CON(Ph) 2 . Among these, benzamide is preferred. In addition, in this specification, Ph shows a phenyl group.
As Z in formula (1), an aliphatic group is more preferable from the viewpoint of ease of dehydration ring closure at low temperatures.

本発明の化合物の製造方法に特に制限はないが、ハロゲン化剤を用いてマレイミドカルボン酸をハライド誘導体に変換した後、該ハライド誘導体にジアミノジフェノール化合物又はジアミノジフェノール化合物のベンゼン環を水素添加したシクロヘキサン環化合物(以下、ジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物と称する)を反応させる方法が一般的である。ハライド誘導体とジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物との反応は、ジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物に対して、2倍モル乃至2倍モルより小過剰のハライド誘導体を用いることが好ましい。
ハライド誘導体としてはクロリド誘導体が好ましい。マレイミドカルボン酸をクロリド誘導体に変換する際に用いるハロゲン化剤としては、通常の酸クロリド化反応に使用される塩化チオニル、塩化オキサリル、塩化ホスホリル及び塩化リン等が挙げられる。
また、マレイミドカルボン酸は、公知の手法で該アミノ酸から合成してもよく、または市販品を用いてもよい。
The method for producing the compound of the present invention is not particularly limited, but after converting maleimidecarboxylic acid into a halide derivative using a halogenating agent, the halide derivative is hydrogenated with a diaminodiphenol compound or a benzene ring of the diaminodiphenol compound. A common method is to react a cyclohexane ring compound (hereinafter referred to as a diaminodiphenol compound or a hydrogenated product thereof). In the reaction between the halide derivative and the diaminodiphenol compound or its hydrogenated product, it is preferable to use the halide derivative in an amount of 2 to 2 times the molar excess of the diaminodiphenol compound or its hydrogenated product.
A chloride derivative is preferable as the halide derivative. Halogenating agents used in converting maleimidocarboxylic acid to a chloride derivative include thionyl chloride, oxalyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus chloride, and the like, which are commonly used in acid chloride reactions.
In addition, maleimidocarboxylic acid may be synthesized from the amino acid by a known method, or a commercially available product may be used.

本発明の化合物を製造する際に用いるマレイミドカルボン酸としては、例えば下記化合物No.1乃至4が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらマレイミドカルボン酸は、単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the maleimidocarboxylic acid used in producing the compound of the present invention include compound Nos. 1 to 4, but not limited to these. These maleimidocarboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2022142745000011
Figure 2022142745000011

本発明の化合物を製造する際に用いるジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物としては、例えば下記化合物No.5乃至12、及び化合物No.5乃至12中のベンゼン環を水素添加したシクロヘキサン環化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物は、単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the diaminodiphenol compound or hydrogenated product thereof used in producing the compound of the present invention include the following compound Nos. 5 to 12, and compound no. Examples include, but are not limited to, cyclohexane ring compounds in which the benzene ring in 5 to 12 is hydrogenated. These diaminodiphenol compounds or hydrogenated products thereof can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2022142745000012
Figure 2022142745000012

ハライド誘導体とジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物との反応は、脱ハロゲン化剤の存在下、有機溶剤中で行うのが望ましい。脱ハロゲン化剤としては、通常、ピリジン、ピコリン及びトリエチルアミン等の有機塩基を用い得る。また、有機溶剤としては、スルホラン、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等を用い得る。溶媒を含めた反応系全体に対するこれらの反応成分群の濃度は特に限定されるものではないが、20乃至80質量%が好ましく、40乃至60質量%がより好ましい。
具体的な合成手順としては、先ずマレイミドカルボン酸を有機溶剤に溶解し、ハロゲン化剤を用いハライド誘導体を合成する。その後、脱ハロゲン化剤の存在下でジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物を添加する。ジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物を添加する温度は-20乃至25℃が好ましく、0乃至20℃がより好ましい。ハライド誘導体とジアミノジフェノール化合物又はその水素添加物の反応温度は0乃至80℃が好ましく、50乃至70℃がより好ましい。また反応時間は30分間乃至24時間が好ましく、1乃至8時間がより好ましい。反応終了後、得られた反応液に水を投入することにより、目的とする化合物を得ることができる。
前記の手順で得られた化合物に、酸性水溶液またはアルカリ性水溶液、もしくは中性水溶液、さらに有機溶剤等を用いることで不純物を除去することができる。
The reaction between the halide derivative and the diaminodiphenol compound or hydrogenated product thereof is desirably carried out in an organic solvent in the presence of a dehalogenating agent. Organic bases such as pyridine, picoline and triethylamine can be used as dehalogenating agents. As the organic solvent, sulfolane, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, etc. can be used. The concentration of these reaction components in the entire reaction system including the solvent is not particularly limited, but is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 40 to 60% by mass.
As a specific synthesis procedure, maleimide carboxylic acid is first dissolved in an organic solvent, and a halide derivative is synthesized using a halogenating agent. A diaminodiphenol compound or its hydrogenated form is then added in the presence of a dehalogenating agent. The temperature at which the diaminodiphenol compound or hydrogenated product thereof is added is preferably -20 to 25°C, more preferably 0 to 20°C. The reaction temperature of the halide derivative and the diaminodiphenol compound or its hydrogenation is preferably 0 to 80°C, more preferably 50 to 70°C. The reaction time is preferably 30 minutes to 24 hours, more preferably 1 to 8 hours. After completion of the reaction, the target compound can be obtained by adding water to the obtained reaction solution.
Impurities can be removed by using an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, a neutral aqueous solution, an organic solvent, or the like from the compound obtained by the above procedure.

次に、本発明の重合体について説明する。
本発明の式(1)で表される化合物は、両末端に有するマレイミド基を介して、式(1)で表される化合物が自己重合した重合体(自己重合物)や、式(1)で表される化合物とマレイミド基と反応し得る化合物が共重合した重合体(共重合物)であって、下記式(2)で表される構造単位を有する本発明の重合体とすることができる。即ち、前記の自己重合物とは、下記式(2)で表される単位構造が直接結合した構造を有するものである。また、前記の共重合物とは、下記式(2)で表される単位構造が式(2)以外の連結基を介して結合した構造を有するものである。本発明の重合体における式(2)で表される単位構造数は特に制限されるものではないが、2乃至150であることが好ましい。
尚、式(2)で表される単位構造中のX、Y、Z、L、M及び環aは、式(1)におけるX、Y、Z、L、M及び環aと同じ意味を表し、好ましいものも式(1)における好ましいものと同じである。
Next, the polymer of the present invention will be explained.
The compound represented by the formula (1) of the present invention is a polymer (self-polymerized product) obtained by self-polymerizing the compound represented by the formula (1) via maleimide groups at both ends, or the compound represented by the formula (1) A polymer (copolymer) obtained by copolymerizing a compound represented by and a compound capable of reacting with a maleimide group, and the polymer of the present invention having a structural unit represented by the following formula (2). can. That is, the self-polymerized product has a structure in which unit structures represented by the following formula (2) are directly bonded. Further, the above-mentioned copolymer has a structure in which unit structures represented by the following formula (2) are bonded via a linking group other than the formula (2). Although the number of unit structures represented by formula (2) in the polymer of the present invention is not particularly limited, it is preferably 2 to 150.
X, Y, Z, L, M and ring a in the unit structure represented by formula (2) have the same meanings as X, Y, Z, L, M and ring a in formula (1). , and preferable ones are the same as those in formula (1).

Figure 2022142745000013
Figure 2022142745000013

式(1)で表される化合物は、通常40乃至150℃で30乃至300分間程度加熱するだけで自己重合させることができる。自己重合させる際の諸条件は、マレイミド基同士を反応させる際に通常行われる諸条件であれば特に限定されない。比較的緩やかな加熱条件、例えば50乃至70℃で60乃至180分程度の場合には、式(1)で表される化合物を主成分とする式(1)で表される化合物と自己重合物との混合物が得られ、比較的厳しい加熱条件、例えば80℃乃至120℃で30乃至120分間の場合には、自己重合物を主成分とする式(1)で表される化合物と自己重合物との混合物が得られる。混合物中の式(1)で表される化合物と自己重合物の比率は、後の工程に供する際のハンドリング等に影響するため、取り扱い等を考慮して両者の比率(反応条件)を選択すればよい。
尚、式(1)で表される化合物を主成分とする混合物であっても、ベンゾイミダゾール化のための閉環反応の際の加熱によって自己重合反応も起こる。そのため、混合物のそのような成分組成によって、最終的に得られるポリベンゾイミダゾールの諸物性に望ましくない影響を及ぼすことは殆ど起こり得ない。
The compound represented by the formula (1) can be self-polymerized by heating at 40 to 150° C. for about 30 to 300 minutes. The conditions for self-polymerization are not particularly limited as long as they are the conditions normally used for reacting maleimide groups with each other. Under relatively moderate heating conditions, for example, at 50 to 70° C. for about 60 to 180 minutes, the compound represented by formula (1) containing the compound represented by formula (1) as a main component and the self-polymerized product is obtained, and under relatively severe heating conditions, such as 80 to 120 ° C. for 30 to 120 minutes, the compound represented by formula (1) containing the self-polymer as the main component and the self-polymer A mixture of The ratio of the compound represented by the formula (1) and the self-polymerized product in the mixture affects handling and the like when subjected to subsequent steps, so the ratio (reaction conditions) of the two should be selected in consideration of handling and the like. Just do it.
Even in a mixture containing the compound represented by formula (1) as a main component, a self-polymerization reaction also occurs due to heating during the ring closure reaction for benzimidazolization. Therefore, such component composition of the mixture is unlikely to have an undesirable effect on the physical properties of the final polybenzimidazole.

式(1)で表される化合物は単独でも自己重合し得るが、式(1)で表される化合物に光重合開始剤又は硬化触媒を併用して組成物とした後に自己重合させることもできる。光重合開始剤を併用することによって光の照射により自己重合させることが可能となる。また、硬化触媒を併用することによって自己重合時の加熱温度を未使用時よりも下げることができる。 Although the compound represented by formula (1) can self-polymerize alone, it can also be self-polymerized after forming a composition by using a photopolymerization initiator or a curing catalyst in combination with the compound represented by formula (1). . By using a photopolymerization initiator together, it becomes possible to cause self-polymerization by light irradiation. Also, by using a curing catalyst in combination, the heating temperature during self-polymerization can be made lower than when not in use.

自己重合させる際に併用し得る光重合開始剤は、特に制限されず、従来用いられているものを適宜採用することができる。光重合開始剤の具体例としては、アセトフェノン、2,2-ジメトキシアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn-プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn-ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、チオキサトン、2-クロロチオキサソン、2-メチルチオキサトン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、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-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン、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、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン=2-(O-ベンゾイルオキシム)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン 1-(O-アセチルオキシム)、2,4-ジエチルチオキサントン等が挙げられる。これらの光重合開始剤としては、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 A photopolymerization initiator that can be used in combination for self-polymerization is not particularly limited, and conventionally used photopolymerization initiators can be appropriately employed. Specific examples of photopolymerization initiators include acetophenone, 2,2-dimethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, Michler's ketone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin n-propyl ether, and benzoin. isopropyl ether, benzoin n-butyl ether, benzyl dimethyl ketal, thioxatone, 2-chlorothioxazone, 2-methylthioxatone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl- Phenyl-ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1 -one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]phenyl}-2-methyl-propan-1-one, 2-methyl-1-[4 -(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl- Phosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-1,2-octanedione = 2-(O-benzoyloxime), 1- [9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone 1-(O-acetyloxime), 2,4-diethylthioxanthone and the like. These photopolymerization initiators may be used singly or in combination of two or more.

これらの中でも、半導体の保護膜等の製造工程に標準的に用いられている縮小投影露光機(ステッパー;光源波長:365nm、436nm)を用いて微細なパターン形成ができるという観点から、露光波長310乃至436nm(より好ましくは365nm)において効率よくラジカルを発生するものを用いることが好ましい。好ましい光重合開始剤としては、例えば、1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン=2-(O-ベンゾイルオキシム)(BASFジャパン製、「IRGACURE OXE-01」)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン 1-(O-アセチルオキシム)(BASFジャパン製、「IRGACURE OXE-02」)、2,4-ジエチルチオキサントン(日本化薬株式会社製、「DETX-S」)、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(IGM Resins B.V.製、「Omirad 907」)が挙げられる。
光重合開始剤の使用量は、(これが使用される場合)式(1)で表される化合物100質量部に対して好ましくは0.1乃至20質量部、より好ましくは1乃至5質量部である。
Among these, the exposure wavelength of 310 is preferred from the viewpoint that fine patterns can be formed using a reduction projection exposure machine (stepper; light source wavelength: 365 nm, 436 nm) that is standardly used in the manufacturing process of semiconductor protective films and the like. It is preferable to use one that efficiently generates radicals in the range of 436 nm to 436 nm (more preferably 365 nm). Preferred photopolymerization initiators include, for example, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-1,2-octanedione=2-(O-benzoyloxime) (manufactured by BASF Japan, "IRGACURE OXE-01"), 1 -[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone 1-(O-acetyloxime) (manufactured by BASF Japan, "IRGACURE OXE-02"), 2,4-diethyl Thioxanthone (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., "DETX-S"), 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one (manufactured by IGM Resins B.V., "Omirad 907”).
The amount of the photopolymerization initiator (when it is used) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the compound represented by formula (1). be.

光重合開始剤には増感剤を併用してもよい。併用し得る増感剤は従来公知のものであれば特に限定されないが、例えば4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
増感剤の使用量は、(これが使用される場合)式(1)で表される化合物100質量部に対して、2質量部以下が好ましく、0.05乃至0.5質量部がより好ましい。増感剤を併用することにより、自己重合の際の光に対する感度を高めることができる。
A photopolymerization initiator may be used in combination with a sensitizer. The sensitizer that can be used in combination is not particularly limited as long as it is conventionally known, and examples include 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone.
The amount of the sensitizer used (when it is used) is preferably 2 parts by mass or less, more preferably 0.05 to 0.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the compound represented by formula (1). . By using a sensitizer together, the sensitivity to light during self-polymerization can be enhanced.

自己重合させる際に併用し得る硬化触媒は、加熱により本発明の式(1)で表される化合物が両末端に有するマレイミド基の自己重合を促進し得るものであれば特に制限されず、従来用いられているものを適宜採用することができる。硬化触媒の具体例としては、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール及び1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール及びベンジルジメチルアミン等のアミン類、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン及びトリオクチルホスフィン等のホスフィン類、オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛、ジブチルスズジマレエート、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト及びオレイン酸スズ等の有機金属塩、塩化亜鉛、塩化アルミニウム及び塩化スズ等の金属塩化物、ジ-tert-ブチルパーオキサイド及びジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル及びアゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物、塩酸、硫酸及びリン酸等の鉱酸、三フッ化ホウ素等のルイス酸、炭酸ナトリウム及び塩化リチウム等の塩類などが挙げられる。
硬化触媒の使用量は、(これが使用される場合)式(1)で表される化合物100質量部に対して好ましくは10質量部以下、より好ましくは1乃至5質量部である。
The curing catalyst that can be used in combination for self-polymerization is not particularly limited as long as it can accelerate the self-polymerization of the maleimide groups at both ends of the compound represented by the formula (1) of the present invention by heating. Any one that is used can be used as appropriate. Specific examples of curing catalysts include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole and 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole. imidazoles such as triethylamine, triethylenediamine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, 1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undecene-7, tris(dimethylaminomethyl)phenol and benzyldimethylamine Amines, phosphines such as triphenylphosphine, tributylphosphine and trioctylphosphine, organometallic salts such as tin octylate, zinc octylate, dibutyltin dimaleate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate and tin oleate, zinc chloride , metal chlorides such as aluminum chloride and tin chloride, organic peroxides such as di-tert-butyl peroxide and dicumyl peroxide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile, hydrochloric acid, mineral acids such as sulfuric acid and phosphoric acid; Lewis acids such as boron trifluoride; and salts such as sodium carbonate and lithium chloride.
The amount of the curing catalyst (when it is used) is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 1 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the compound represented by formula (1).

式(1)で表される化合物との共重合に用いられるマレイミド基と反応し得る化合物としては、アクリル基、メタクリル基、アリル基及びスチリル基等の不飽和二重結合を複数有する化合物が挙げられる。これらの化合物を併用して光照射により共重合を行うことは、光に対する感度を高めることができるため好ましい態様であり、光重合による架橋反応が容易である点から多官能アクリレートがより好ましい。 Compounds capable of reacting with maleimide groups used for copolymerization with the compound represented by formula (1) include compounds having a plurality of unsaturated double bonds such as acryl groups, methacryl groups, allyl groups and styryl groups. be done. Copolymerization by photoirradiation using these compounds in combination is a preferred mode because the sensitivity to light can be increased, and polyfunctional acrylates are more preferred because the crosslinking reaction by photopolymerization is easy.

アクリル基を複数有する化合物の具体例としては、水添ジシクロペンタジエニルジアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール200ジアクリレート、ポリエチレングリコール400ジアクリレート、ポリエチレングリコール600ジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ビス(アクリロキシエトキシ)ビスフェノールA、ビス(アクリロキシエトキシ)テトラブロモビスフェノールA、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート等が挙げられる。 Specific examples of compounds having a plurality of acrylic groups include hydrogenated dicyclopentadienyl diacrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, Acrylates, 1,6-hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol 200 diacrylate, polyethylene glycol 400 diacrylate, polyethylene glycol 600 diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, hydroxy Pivalic acid ester neopentyl glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, bis(acryloxyethoxy)bisphenol A, bis(acryloxyethoxy)tetrabromobisphenol A, tripropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate and the like.

メタアクリル基を複数有する化合物の具体例としては、上記したアクリル基を複数有する化合物中のアクリル基をメタクリル基に置き換えた化合物が挙げられる。
アリル基を複数有する化合物の具体例としてはアジピン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、ヘキサヒドロフタル酸ジアリル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、グリセロールジアリルエーテル、クエン酸トリアリル等が挙げられる。
スチリル基を複数有する化合物の具体例としてはビス(ビニルフェニル)メタン、ビス(ビニルフェニル)エタン、ビス(ビニルフェニル)ヘキサン等が挙げられる
Specific examples of the compound having a plurality of methacrylic groups include compounds in which the acryl groups in the compound having a plurality of acryl groups are replaced with methacrylic groups.
Specific examples of compounds having multiple allyl groups include diallyl adipate, diallyl fumarate, diallyl hexahydrophthalate, pentaerythritol tetraallyl ether, glycerol diallyl ether, and triallyl citrate.
Specific examples of compounds having multiple styryl groups include bis(vinylphenyl)methane, bis(vinylphenyl)ethane, and bis(vinylphenyl)hexane.

共重合に用いる式(1)で表される化合物とマレイミド基と反応し得る化合物との比率は、特に限定されないが、マレイミド基と反応し得る化合物の分子量や重合性官能基数等にもよって適宜調整され得る。例えば、式(1)で表される化合物1モルに対してマレイミド基と反応し得る化合物が好ましくは0.01乃至10モル、より好ましくは0.1乃至1モルである。
尚、共重合は上記した自己重合の諸条件で行えばよく、また光重合開始剤や増感剤、硬化触媒を併用して行ってもよい。これらの用法は自己重合の項に記載したものと同じである。
The ratio of the compound represented by the formula (1) used for copolymerization and the compound capable of reacting with the maleimide group is not particularly limited, but may be appropriately determined depending on the molecular weight of the compound capable of reacting with the maleimide group, the number of polymerizable functional groups, etc. can be adjusted. For example, the amount of the compound capable of reacting with maleimide groups is preferably 0.01 to 10 mol, more preferably 0.1 to 1 mol, per 1 mol of the compound represented by formula (1).
The copolymerization may be carried out under the various conditions for self-polymerization described above, and may be carried out in combination with a photopolymerization initiator, a sensitizer and a curing catalyst. Their usage is the same as described in the self-polymerization section.

本発明のポリベンゾオキサゾールは、上記した本発明の重合体(自己重合物及び共重合物)の分子内脱水閉環物であり、下記式(3)で表される単位構造を有する。
尚、式(3)で表される単位構造中のX、Y、Z、L、M及び環aは、式(1)におけるX、Y、Z、L、M及び環aと同じ意味を表し、好ましいものも式(1)における好ましいものと同じである。
本明細書及び添付した特許請求の範囲の全体において、環aがベンゼン環である場合だけでなく、ベンゼン環が水添されて形成されたシクロヘキサン環である場合も含めて、便宜上、式(3)で表される単位構造を有する重合体の分子内脱水閉環物を「ポリベンゾオキサゾール」と総称することとする。
The polybenzoxazole of the present invention is an intramolecular dehydrated ring closure product of the above polymer (self-polymer and copolymer) of the present invention, and has a unit structure represented by the following formula (3).
X, Y, Z, L, M and ring a in the unit structure represented by formula (3) have the same meanings as X, Y, Z, L, M and ring a in formula (1). , and preferable ones are the same as those in formula (1).
Throughout this specification and the appended claims, not only when ring a is a benzene ring but also when the benzene ring is hydrogenated to form a cyclohexane ring, the formula (3 ) are collectively referred to as "polybenzoxazole".

Figure 2022142745000014
Figure 2022142745000014

本発明の重合体を脱水閉環させる際の諸条件は、ベンゾオキサゾール前駆体を脱水閉環反応によりベンゾオキサゾールとする際に通常用いられる諸条件であれば特に限定されない。脱水閉環反応は、例えばホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いることにより行うことができる。加熱変換させる際の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。
本発明の重合体の脱水閉環反応は、有利なことに300℃以下の低温によって行うことができる。脱水閉環反応の温度は、好ましくは300℃未満であってよく、より好ましくは290℃以下であってよい。
Conditions for the dehydration ring-closure of the polymer of the present invention are not particularly limited as long as they are the conditions normally used for converting a benzoxazole precursor into benzoxazole by dehydration ring-closure reaction. The dehydration ring-closure reaction can be carried out, for example, by using a hot plate, an oven, or a temperature-programmable oven. Air may be used as the atmospheric gas for thermal conversion, or an inert gas such as nitrogen or argon may be used.
The dehydration ring closure reaction of the polymers of the present invention can advantageously be carried out at low temperatures of 300°C or less. The temperature of the dehydration ring closure reaction may be preferably less than 300°C, more preferably 290°C or less.

本発明の組成物は、式(A)で表される置換基を有する炭素原子と水酸基を有する炭素原子とが直接結合した部分構造を一分子中に二つ有するビスマレイミド化合物、または式(1)で示されるビスマレイミド化合物以外の成分を含有し得る。本発明の組成物が含有し得るその他成分としては、例えば有機溶剤、光重合開始剤、熱可塑性樹脂、着色剤、増粘剤、熱重合禁止剤、消泡剤、レベリング剤、マレイミド基と反応可能な反応基を有する硬化剤もしくは硬化触媒、またはカップリング剤等の密着増強剤等が挙げられる。組成物の用途や用法に合せて、前記以外の各種成分も特に制限なく用いることができる。ハンドリングが容易であることから、有機溶剤を含有する組成物が好ましい。
また、本発明の化合物は、自己重合反応が可能なため光重合開始剤、硬化剤及び硬化触媒等を用いなくても使用することができる。
The composition of the present invention is a bismaleimide compound having two partial structures in one molecule in which a carbon atom having a substituent represented by the formula (A) and a carbon atom having a hydroxyl group are directly bonded, or a bismaleimide compound represented by the formula (1 ) may contain components other than the bismaleimide compound represented by . Other components that may be contained in the composition of the present invention include, for example, organic solvents, photopolymerization initiators, thermoplastic resins, colorants, thickeners, thermal polymerization inhibitors, antifoaming agents, leveling agents, and maleimide groups. A curing agent or curing catalyst having a reactive group, or an adhesion enhancer such as a coupling agent may be used. Various components other than those described above can also be used without particular limitation, depending on the application and usage of the composition. A composition containing an organic solvent is preferred because it is easy to handle.
In addition, since the compound of the present invention is capable of self-polymerization, it can be used without using a photopolymerization initiator, a curing agent, a curing catalyst, or the like.

硬化剤としては、特に制限されず、従来用いられている化合物を適宜採用することができる。当該硬化剤としては、アミノ基、シアネート基、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基等のマレイミド基と架橋反応し得る官能基(或いは構造)を有する化合物であれば特に限定されない。また本発明のビスマレイミド化合物以外のビスマレイミド化合物を併用してもかまわない。 The curing agent is not particularly limited, and conventionally used compounds can be appropriately employed. The curing agent is not particularly limited as long as it has a functional group (or structure) capable of cross-linking reaction with a maleimide group such as an amino group, a cyanate group, a phenolic hydroxyl group or an alcoholic hydroxyl group. A bismaleimide compound other than the bismaleimide compound of the present invention may be used in combination.

有機溶剤としては、特に限定されないが、例えばγ-ブチロラクトン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ベンジル、n-ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、3-メチルメトキシプロピオネート、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-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、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリルアミド、テトラメチレンスルホン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン及びメチルアミルケトン等が挙げられる。これらの有機溶剤は単独で又は2種以上併用して用いることができる。有機溶剤を併用することは、組成物のハンドリングが向上する点で好ましい態様である。
本発明の組成物における有機溶剤の含有量は、特に制限はないが、通常、組成物の総重量に対して95質量%以下、好ましくは20乃至90質量%である。
Examples of organic solvents include, but are not limited to, γ-butyrolactone, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, benzyl acetate, n-butyl acetate, ethoxyethylpropionate, 3-methylmethoxypropionate, N-methyl- 2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphorylamide, tetramethylenesulfone, cyclohexanone, cyclopentanone, diethylketone, diisobutylketone and and methyl amyl ketone. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. Combined use of an organic solvent is a preferred embodiment from the viewpoint of improving the handling of the composition.
The content of the organic solvent in the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually 95% by mass or less, preferably 20 to 90% by mass, based on the total weight of the composition.

カップリング剤は、特に限定されないが、典型的にはシランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤としては、特に限定されないが、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル・トリス(2-メトキシエトキシ)シラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン及び3-ユレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
シランカップリング剤は、本発明の化合物等(化合物、自己重合物、ポリベンゾオキサゾール)とは未反応性のものであるため、基材界面で作用する成分以外は硬化後に残存成分として存在することになり得る。従って、密着増強剤は、多量に使用すると物性低下などの望ましくない影響を及ぼす恐れがある。基材の種類によっては、少量でも効果を発揮する点から、望ましくない影響を及ぼさない範囲内での使用が適当である。その使用割合は、組成物の総重量に対して通常は15質量%以下、0質量%超かつ5質量%以下が好ましいが、使用割合の上限は、基材の種類によって変動し得る。
The coupling agent is not particularly limited, but typically may be a silane coupling agent. Silane coupling agents include, but are not limited to, 3-chloropropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyl-tris(2-methoxyethoxy)silane, and 3-methacryloxypropyl. trimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2-( aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-ureidopropyltriethoxysilane. These can be used individually or in combination of 2 or more types.
Since the silane coupling agent is unreactive with the compound of the present invention (compound, self-polymerized product, polybenzoxazole), components other than those acting at the substrate interface should be present as residual components after curing. can be Therefore, if the adhesion enhancer is used in a large amount, it may have undesirable effects such as deterioration of physical properties. Depending on the type of base material, even a small amount can be effective, so it is appropriate to use it within a range that does not cause undesirable effects. The usage ratio is usually 15% by mass or less, preferably more than 0% by mass and 5% by mass or less, based on the total weight of the composition, but the upper limit of the usage ratio may vary depending on the type of substrate.

熱可塑性樹脂としては、例えばポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリカーボネート等が挙げられる。
着色剤としては、例えばフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオジン・グリーン、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラック等が挙げられる。
増粘剤としては、例えばオルベン、ベントン、モンモリロナイト等が挙げられる。
熱重合禁止剤としては、例えばヒドロキノン、2,6-ジ-tert-ブチル-p-メチルフェノール等が挙げられる。
消泡剤としては、例えばシリコーン系、フッ素系および高分子系等の消泡剤が挙げられる。
これらの添加剤の使用量は、(これらが使用される場合)本発明の組成物中、例えば、それぞれ好ましくは30質量%以下が一応の目安であるが、使用目的に応じ適宜増減し得る。
Examples of thermoplastic resins include polyethersulfone, polystyrene, and polycarbonate.
Examples of coloring agents include phthalocyanine blue, phthalocyanine green, iodine green, crystal violet, titanium oxide, carbon black and naphthalene black.
Examples of thickeners include orben, bentone, montmorillonite, and the like.
Thermal polymerization inhibitors include, for example, hydroquinone and 2,6-di-tert-butyl-p-methylphenol.
Antifoaming agents include, for example, silicone-based, fluorine-based, and polymer-based antifoaming agents.
The amount of these additives used (when they are used) in the composition of the present invention is, for example, preferably 30% by mass or less, but can be appropriately increased or decreased depending on the purpose of use.

本発明の組成物には、例えば硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素、無定形シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、雲母粉等の無機充填剤を併用してもよい。無機充填剤の配合割合は、(これが使用される場合)本発明の組成物中に好ましくは60質量%以下である。 Inorganic fillers such as barium sulfate, barium titanate, silicon oxide, amorphous silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and mica powder are used in combination with the composition of the present invention. may The proportion of the inorganic filler (if used) is preferably 60% by mass or less in the composition of the present invention.

本発明のポリベンゾオキサゾールにより形成した耐熱性樹脂の硬化膜は、半導体装置や多層配線板等の電子部品、有機EL表示装置に使用することができる。具体的には、この硬化膜は、半導体のパッシベーション膜、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、高密度実装用多層配線の層間絶縁膜、再配線層の絶縁膜、インダクタや、SAWフィルターなどの電子部品の層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁膜や平坦層などの用途に好適に用いられるが、これに限定されず、様々な構造をとることができる。 A cured film of a heat-resistant resin formed from the polybenzoxazole of the present invention can be used for electronic parts such as semiconductor devices and multilayer wiring boards, and for organic EL displays. Specifically, this cured film is used as a passivation film for semiconductors, a surface protection film for semiconductor elements, an interlayer insulation film, an interlayer insulation film for multilayer wiring for high-density mounting, an insulation film for rewiring layers, an inductor, a SAW filter, and the like. Although it is suitably used for applications such as interlayer insulating films of electronic parts, insulating films and flat layers of organic electroluminescent elements, it is not limited to this, and various structures can be employed.

本発明の化合物及び組成物をドライフィルムレジストの形態で用いることもできる。即ち、本発明の化合物及び組成物を、ベースフィルム上にロールコーター、ダイコーター、ナイフコーター、バーコーター、グラビアコーター等を用いて該化合物及び組成物を塗布した後、45乃至140℃に設定した乾燥炉で乾燥し、所定量の溶剤を除去することにより、又必要に応じてカバーフィルム等を積層することによりドライフィルムレジストとすることができる。この際、ベースフィルム上のレジストの厚みは、2乃至200μmに調整される。ベースフィルム及びカバーフィルムとしては、例えばポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、TAC、ポリイミド等のフィルムが使用される。これらフィルムには、必要に応じてシリコーン系離型処理剤や非シリコーン系離型処理剤により処理されたフィルムを用いてもよい。ドライフィルムレジストとして供給すれば、支持体上への塗布、及び乾燥の工程を省略することが可能であり、より簡便に本発明の組成物を用いることができる。 The compounds and compositions of the invention can also be used in the form of dry film resists. That is, the compound and composition of the present invention were applied onto a base film using a roll coater, die coater, knife coater, bar coater, gravure coater, etc., and then the temperature was set to 45 to 140°C. A dry film resist can be obtained by drying in a drying oven to remove a predetermined amount of solvent, and by laminating a cover film or the like as necessary. At this time, the thickness of the resist on the base film is adjusted to 2 to 200 μm. Films such as polyester, polypropylene, polyethylene, TAC, and polyimide are used as the base film and the cover film. For these films, films treated with a silicone release agent or a non-silicone release agent may be used as necessary. If it is supplied as a dry film resist, the steps of coating on a support and drying can be omitted, and the composition of the present invention can be used more simply.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例中の「部」及び「%」は質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples. "Parts" and "%" in the examples are based on mass.

実施例1<一般式(1)で表される化合物(化合物A-1)の合成>
テフロン(登録商標)でコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、3-マレイミドプロピオン酸(上記No.1の化合物)6.76部(0.040mol)及びDMF20部を投入した。混合物を氷冷後、塩化オキサリル10.15部(0.080mol)をゆっくり加え、室温で2時間撹拌した。ついで4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(上記No.5の化合物)7.33部(0.020mol)をDMF10部に溶解したものを加え、60℃で3時間撹拌した。室温まで冷却した後、水300部を加えて析出した固体を濾取した。前記で得られた固体を30部のシクロペンタノンに溶解した後、希塩酸10部次いで水10部で洗浄することにより未反応の原料を除去した有機層を真空下で濃縮し、化合物A-1溶液(固形分40%)を5.3部得た(収率16%)。
Example 1 <Synthesis of compound (compound A-1) represented by general formula (1)>
A 500 ml round bottom flask equipped with a Teflon-coated stir bar was charged with 6.76 parts (0.040 mol) of 3-maleimidopropionic acid (compound No. 1 above) and 20 parts DMF. After cooling the mixture with ice, 10.15 parts (0.080 mol) of oxalyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, 7.33 parts (0.020 mol) of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)bis(2-aminophenol) (the compound of No. 5 above) dissolved in 10 parts of DMF was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. Stirred for an hour. After cooling to room temperature, 300 parts of water was added and the precipitated solid was collected by filtration. The solid obtained above was dissolved in 30 parts of cyclopentanone, washed with 10 parts of dilute hydrochloric acid and then with 10 parts of water to remove unreacted raw materials, and the organic layer was concentrated under vacuum to yield compound A-1. 5.3 parts of solution (solid content 40%) was obtained (yield 16%).

Figure 2022142745000015
Figure 2022142745000015

実施例2<一般式(1)で表される化合物(化合物A-2)の合成>
テフロン(登録商標)でコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、6-マレイミドヘキサン酸(上記No.2の化合物)8.44部(0.040mol)及びDMF20部を投入した。混合物を氷冷後、塩化オキサリル10.15部(0.080mol)をゆっくり加え、室温で2時間撹拌した。ついで4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(上記No.5の化合物)7.33部(0.020mol)をDMF10部に溶解したものを加え、60℃で3時間撹拌した。室温まで冷却した後、水300部を加えて析出した固体を濾取した。前記で得られた固体とメタノール100部をフラスコに入れて40℃で撹拌洗浄した後、シクロペンタノンを加えて真空下で濃縮し、化合物A-2溶液(固形分68%)を22.5部得た(収率47%)。
Example 2 <Synthesis of compound (compound A-2) represented by general formula (1)>
A 500 ml round bottom flask equipped with a Teflon-coated stir bar was charged with 8.44 parts (0.040 mol) of 6-maleimidohexanoic acid (compound No. 2 above) and 20 parts DMF. After cooling the mixture with ice, 10.15 parts (0.080 mol) of oxalyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, 7.33 parts (0.020 mol) of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)bis(2-aminophenol) (the compound of No. 5 above) dissolved in 10 parts of DMF was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. Stirred for an hour. After cooling to room temperature, 300 parts of water was added and the precipitated solid was collected by filtration. The solid obtained above and 100 parts of methanol were placed in a flask and washed with stirring at 40° C., then cyclopentanone was added and concentrated under vacuum to obtain a compound A-2 solution (68% solid content) of 22.5%. (yield 47%).

Figure 2022142745000016
Figure 2022142745000016

実施例3<一般式(1)で表される化合物(化合物A-3)の合成>
テフロン(登録商標)でコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボン酸(上記No.4の化合物)9.50部(0.040mol)、DMF20部を投入した。混合物を氷冷後、塩化オキサリル10.15部(0.080mol)をゆっくり加え、室温で2時間撹拌した。ついで4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス(2-アミノフェノール)(上記No.5の化合物)7.33部(0.020mol)をDMF10部に溶解したものを加え、60℃で3時間撹拌した。室温まで冷却した後、水300部を加えて析出した固体を濾取した。前記で得られた固体を180部のシクロペンタノンに溶解した後、希塩酸60部で3回及び重曹水60部で1回洗浄することにより未反応の原料を除去した有機層を真空下で濃縮し、化合物A-3溶液(固形分40%)を31部得た(収率77%)。
Example 3 <Synthesis of compound (compound A-3) represented by general formula (1)>
Into a 500 ml round-bottomed flask equipped with a Teflon-coated stir bar, 9.50 parts of 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid (compound No. 4 above) (0.50 parts) are added. 040 mol), and 20 parts of DMF were added. After cooling the mixture with ice, 10.15 parts (0.080 mol) of oxalyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, 7.33 parts (0.020 mol) of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)bis(2-aminophenol) (the compound of No. 5 above) dissolved in 10 parts of DMF was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. Stirred for an hour. After cooling to room temperature, 300 parts of water was added and the precipitated solid was collected by filtration. The solid obtained above was dissolved in 180 parts of cyclopentanone, washed three times with 60 parts of dilute hydrochloric acid and once with 60 parts of aqueous sodium bicarbonate to remove unreacted raw materials, and the organic layer was concentrated under vacuum. 31 parts of compound A-3 solution (solid content: 40%) was obtained (yield: 77%).

Figure 2022142745000017
Figure 2022142745000017

実施例4<一般式(1)で表される化合物(化合物A-4)の合成>
テフロン(登録商標)でコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、6-マレイミドヘキサン酸(上記No.2の化合物)8.44部(0.040mol)、DMF20部を投入した。混合物を氷冷後、塩化オキサリル10.15部(0.080mol)をゆっくり加え、室温で2時間撹拌した。ついで3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル(上記No.6の化合物)4.33部(0.020mol)をDMF10部に溶解したものを加え、60℃で3時間撹拌した。室温まで冷却した後、水300部を加えて析出した固体を濾取した。前記で得られた固体とメタノール100部をフラスコに入れて40℃で撹拌洗浄した後、未反応の原料を除去した固体を濾取することで未反応の原料を除去し、化合物A-4を9.6部得た(収率80%)。
Example 4 <Synthesis of compound (compound A-4) represented by general formula (1)>
A 500 ml round bottom flask equipped with a Teflon-coated stir bar was charged with 8.44 parts (0.040 mol) of 6-maleimidohexanoic acid (compound No. 2 above) and 20 parts of DMF. After cooling the mixture with ice, 10.15 parts (0.080 mol) of oxalyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, 4.33 parts (0.020 mol) of 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl (the compound of No. 6 above) dissolved in 10 parts of DMF was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. After cooling to room temperature, 300 parts of water was added and the precipitated solid was collected by filtration. The solid obtained above and 100 parts of methanol are placed in a flask and washed with stirring at 40° C., and then the unreacted starting material is removed by filtering the solid from which the unreacted starting material has been removed, yielding compound A-4. 9.6 parts were obtained (yield 80%).

Figure 2022142745000018
Figure 2022142745000018

実施例5<一般式(1)で表される化合物(化合物A-5)の合成>
テフロン(登録商標)でコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボン酸(上記No.4の化合物)9.49部(0.040mol)、DMF20部を投入した。混合物を氷冷後、塩化オキサリル10.15部(0.080mol)をゆっくり加え、室温で2時間撹拌した。ついで3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル(上記No.6の化合物)4.33部(0.020mol)をDMF10部に溶解したものを加え、60℃で3時間撹拌した。室温まで冷却した後、水300部を加えて析出した固体を濾取した。前記で得られた固体とメタノール100部をフラスコに入れて40℃で撹拌した後、固体を濾取することで未反応の原料を除去し、化合物A-5を4.0部得た(収率30%)。
Example 5 <Synthesis of compound (compound A-5) represented by general formula (1)>
Into a 500 ml round-bottomed flask equipped with a Teflon-coated stir bar, 9.49 parts of 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid (compound No. 4 above) (0.49 parts) are added. 040 mol), and 20 parts of DMF were added. After cooling the mixture with ice, 10.15 parts (0.080 mol) of oxalyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, 4.33 parts (0.020 mol) of 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl (the compound of No. 6 above) dissolved in 10 parts of DMF was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. After cooling to room temperature, 300 parts of water was added and the precipitated solid was collected by filtration. The solid obtained above and 100 parts of methanol were placed in a flask and stirred at 40° C., and then the solid was collected by filtration to remove unreacted raw materials to obtain 4.0 parts of compound A-5 (collected rate 30%).

Figure 2022142745000019
Figure 2022142745000019

実施例6<一般式(1)で表される化合物(化合物A-6)の合成>
テフロンコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、6-マレイミドヘキサン酸(上記No.2の化合物)19.3905g(0.0918mol)、NMP44.6085gを投入した。混合物を氷冷後、塩化チオニル12.5655g(0.1056mol)をゆっくり加え、5℃以下で30分間撹拌した。その後2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(上記No.7の化合物)7.9046g(0.0306mol)、BHT0.019g、NMP10.4572g、ピコリン7.1202gを溶解させたものを加え50分間撹拌した。50分後溶液の全量を水1000gにゆっくり滴下し目的物の固体を得た。固体をアセトン80gに溶解させ、溶液の全量を水1000gにゆっくり滴下し再沈殿させた。固体を真空下で乾燥させ収缶した。得られた固体(化合物A-6)の量は16.77gであり、収率は85%であった。
Example 6 <Synthesis of compound (compound A-6) represented by general formula (1)>
A 500 ml round bottom flask equipped with a Teflon-coated stir bar was charged with 19.3905 g (0.0918 mol) of 6-maleimidohexanoic acid (compound No. 2 above), 44.6085 g of NMP. After the mixture was ice-cooled, 12.5655 g (0.1056 mol) of thionyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at 5°C or lower for 30 minutes. After that, 7.9046 g (0.0306 mol) of 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane (the compound of No. 7 above), 0.019 g of BHT, 10.4572 g of NMP, and 7.1202 g of picoline were dissolved. was added and stirred for 50 minutes. After 50 minutes, the entire amount of the solution was slowly added dropwise to 1000 g of water to obtain the desired solid. The solid was dissolved in 80 g of acetone, and the whole amount of the solution was slowly added dropwise to 1000 g of water for reprecipitation. The solid was dried under vacuum and collected. The amount of solid (compound A-6) obtained was 16.77 g, and the yield was 85%.

Figure 2022142745000020
Figure 2022142745000020

実施例7<一般式(1)で表される化合物(化合物A-7)の合成>
テフロンコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボン酸(上記No.4の化合物)18.9922g(0.0800mol)、NMP83.72gを投入した。混合物を氷冷後、塩化チオニル20.40g(0.1600mol)をゆっくり加え、5℃以下で30分間撹拌した。その後ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン(上記No.8の化合物)12.2114g(0.040mol)、BHT0.019g、NMP12.9168g、ピコリン10.13gを溶解させたものを加え50分間撹拌した。50分後溶液の全量を水1000gにゆっくり滴下し目的物の固体を得た。固体をアセトン80gに溶解させ、溶液の全量を水1000gにゆっくり滴下し再沈殿させた。固体を真空下で乾燥させ収缶した。得られた固体(化合物A-7)の量は15.00gであり、収率は52%であった。
Example 7 <Synthesis of compound (compound A-7) represented by general formula (1)>
In a 500 ml round bottom flask equipped with a Teflon coated stir bar, 18.9922 g (0.0800 mol) of 4-(N-maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid (compound No. 4 above), 83.72 g of NMP. was put in. After the mixture was ice-cooled, 20.40 g (0.1600 mol) of thionyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at 5°C or lower for 30 minutes. After that, 12.2114 g (0.040 mol) of bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone (the compound of No. 8 above), 0.019 g of BHT, 12.9168 g of NMP, and 10.13 g of picoline were dissolved and added. Stir for a minute. After 50 minutes, the entire amount of the solution was slowly added dropwise to 1000 g of water to obtain the desired solid. The solid was dissolved in 80 g of acetone, and the whole amount of the solution was slowly added dropwise to 1000 g of water for reprecipitation. The solid was dried under vacuum and collected. The amount of solid obtained (compound A-7) was 15.00 g, and the yield was 52%.

Figure 2022142745000021
Figure 2022142745000021

実施例8<一般式(1)で表される化合物(化合物A-8)の合成>
テフロンコーティングされた撹拌バーを装備した500mlの丸底フラスコに、6-マレイミドヘキサン酸(上記No.2の化合物)19.3905g(0.0918mol)、NMP44.6085gを投入した。混合物を氷冷後、塩化チオニル12.5655g(0.1056mol)をゆっくり加え、5℃以下で30分間撹拌した。その後ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン(上記No.8の化合物)8.5776g(0.0306mol)、BHT0.019g、NMP10.4572g、ピコリン7.1202gを溶解させたものを加え50分間撹拌した。50分後溶液の全量を水1000gにゆっくり滴下し目的物の固体を得た。固体をアセトン80gに溶解させ、溶液の全量を水1000gにゆっくり滴下し再沈殿させた。固体を真空下で乾燥させ収缶した。得られた固体(化合物A-8)の量は20.40gであり、収率は76%であった。
Example 8 <Synthesis of compound (compound A-8) represented by general formula (1)>
A 500 ml round bottom flask equipped with a Teflon-coated stir bar was charged with 19.3905 g (0.0918 mol) of 6-maleimidohexanoic acid (compound No. 2 above), 44.6085 g of NMP. After the mixture was ice-cooled, 12.5655 g (0.1056 mol) of thionyl chloride was slowly added, and the mixture was stirred at 5°C or lower for 30 minutes. After that, 8.5776 g (0.0306 mol) of bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone (the compound of No. 8 above), 0.019 g of BHT, 10.4572 g of NMP, and 7.1202 g of picoline were dissolved and added. Stir for a minute. After 50 minutes, the entire amount of the solution was slowly added dropwise to 1000 g of water to obtain the desired solid. The solid was dissolved in 80 g of acetone, and the whole amount of the solution was slowly added dropwise to 1000 g of water for reprecipitation. The solid was dried under vacuum and collected. The amount of solid (compound A-8) obtained was 20.40 g, and the yield was 76%.

Figure 2022142745000022
Figure 2022142745000022

実施例9(本発明の化合物の分子内(脱水)閉環温度評価)
実施例1乃至8で得られた化合物(A-1)乃至(A-8)について、示差熱熱重量計(セイコーインスツルメンツ社製 TG/DTA6200)を用いて、窒素中、昇温速度10℃/分の条件で分子内(脱水)閉環温度を測定した。化合物(A-1)乃至(A-8)の分子内(脱水)閉環温度は全て300℃未満であった。
Example 9 (Evaluation of intramolecular (dehydration) ring-closing temperature of compounds of the present invention)
Compounds (A-1) to (A-8) obtained in Examples 1 to 8 were measured in nitrogen at a temperature increase rate of 10° C./ The intramolecular (dehydration) ring-closing temperature was measured under conditions of minutes. The intramolecular (dehydration) ring closure temperatures of compounds (A-1) to (A-8) were all less than 300°C.

実施例10乃至17(本発明の組成物の調製)
表1に示した部数で各成分を配合し、本発明の組成物を調製した。
Examples 10-17 (Preparation of Compositions of the Invention)
Each component was blended in the number of parts shown in Table 1 to prepare the composition of the present invention.

比較例1(比較例1の組成物の調製)
表1に示した部数で各成分を配合し、比較用の組成物を調製した。
ビスマレイミド化合物C-1は特許文献US5973166Aに記載の手法を用いて既知の方法で合成した。
Comparative Example 1 (Preparation of the composition of Comparative Example 1)
Each component was blended in the number of parts shown in Table 1 to prepare a composition for comparison.
The bismaleimide compound C-1 was synthesized by a known method using the method described in US Pat. No. 5,973,166A.

Figure 2022142745000023
Figure 2022142745000023

表1に記された実施例10乃至17及び比較例1の組成物に用いた成分は下記の通りである。
A-1乃至A-8:実施例1乃至8で得られたビスマレイミド化合物A-1乃至A-8
C-1:ビスマレイミド化合物C-1
光重合開始剤2-1:1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン 1-(O-アセチルオキシム)(BASFジャパン製、「IRGACURE OXE-02」)
光重合開始剤2-2:2,4-ジエチルチオキサントン(日本化薬株式会社製、「DETX-S」)
The ingredients used in the compositions of Examples 10 to 17 and Comparative Example 1 listed in Table 1 are as follows.
A-1 to A-8: Bismaleimide compounds A-1 to A-8 obtained in Examples 1 to 8
C-1: Bismaleimide compound C-1
Photoinitiator 2-1: 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone 1-(O-acetyloxime) (manufactured by BASF Japan, "IRGACURE OXE- 02")
Photopolymerization initiator 2-2: 2,4-diethylthioxanthone (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., "DETX-S")

(本発明の重合体膜及びポリベンゾオキサゾール膜ならびに比較用の硬化膜の作製)
アプリケータを用いて、実施例10乃至17の各々で得られた組成物を厚み18μmの銅箔上に塗布した後、100℃で120分間の条件で乾燥させて銅箔上に厚み20μmの組成物層を形成した。前記で得られた銅箔上の組成物層に、GSユアサ社製コンベアUV照射装置CS30L-1-1を用いて、波長365nmでの露光量が1000mJ/cmとなるように露光を行い、次いで、150℃で60分間の条件で加熱して、銅箔上に本発明の重合体が硬化された膜を得た。その後、この重合体膜を300℃で60分間の条件で加熱することで閉環反応させることにより、銅箔上に本発明のポリベンゾオキサゾール膜を得た。その後、銅箔をエッチングによって除去することにより、銅箔から分離された本発明のポリベンゾオキサゾール膜を得た。
また、比較例1で得られた組成物を用いて、上記同様の手法により、銅箔から分離された比較用の硬化膜を得た。
(Preparation of polymer film and polybenzoxazole film of the present invention and cured film for comparison)
Using an applicator, the composition obtained in each of Examples 10 to 17 was applied onto a copper foil having a thickness of 18 μm, and then dried at 100 ° C. for 120 minutes to form a composition having a thickness of 20 μm on the copper foil. A layer was formed. The composition layer on the copper foil obtained above is exposed using a conveyor UV irradiation device CS30L-1-1 manufactured by GS Yuasa Co., Ltd. so that the exposure amount at a wavelength of 365 nm is 1000 mJ / cm 2 , Then, the film was heated at 150° C. for 60 minutes to obtain a film in which the polymer of the present invention was cured on the copper foil. Thereafter, the polymer film was heated at 300° C. for 60 minutes to cause a ring closure reaction, thereby obtaining the polybenzoxazole film of the present invention on the copper foil. Thereafter, the copper foil was removed by etching to obtain the polybenzoxazole film of the present invention separated from the copper foil.
Also, using the composition obtained in Comparative Example 1, a comparative cured film separated from the copper foil was obtained in the same manner as described above.

(ポリベンゾオキサゾール膜および比較用の硬化膜の誘電特性:誘電率Dk、誘電正接Dfの評価)
上記で得られたポリベンゾオキサゾール膜の各々を長さ60mm、幅3mmに切断したものの複数片を積層して、膜厚50乃至300μmのポリベンゾオキサゾール膜の試験片を作製した。得られたポリベンゾオキサゾール膜の試験片について、シリカゲルが充填されたデシケータ中で12時間乾燥させ、測定器にAET社製ベクトル型ネットワークアナライザADMSO10c1を使用し、空洞共振器に株式会社関東電子応用開発製CP531(10GHz帯共振器)を使用して、空洞共振器摂動法により誘電特性として誘電率Dkおよび誘電正接Dfを測定した。測定条件は、周波数10GHz、測定温度25℃とした。また同様に、比較用の硬化膜の誘電特性も測定した。結果を表1に示した。
(Dielectric properties of polybenzoxazole film and cured film for comparison: evaluation of dielectric constant Dk and dielectric loss tangent Df)
Each polybenzoxazole film obtained above was cut into a length of 60 mm and a width of 3 mm, and a plurality of pieces were laminated to prepare a test piece of polybenzoxazole film having a thickness of 50 to 300 μm. A test piece of the obtained polybenzoxazole film was dried in a desiccator filled with silica gel for 12 hours. Using a CP531 (10 GHz band resonator) manufactured by the same company, the permittivity Dk and the dielectric loss tangent Df were measured as dielectric properties by the cavity resonator perturbation method. The measurement conditions were a frequency of 10 GHz and a measurement temperature of 25°C. Similarly, the dielectric properties of the cured film for comparison were also measured. Table 1 shows the results.

(ポリベンゾオキサゾール膜および比較用の硬化膜の5%重量減少温度評価)
上記「本発明のポリベンゾオキサゾール膜の作製」に従って作製したポリベンゾオキサゾール膜の各々の重量減少温度を、示差熱熱重量計(セイコーインスツルメンツ社製TG/DTA6200)を用いて、窒素中、10℃/分の昇温条件で測定し、5%重量減少温度を求めた。また同様に、比較用の硬化膜の5%重量減少温度も測定した。結果を表1に示した。
(5% weight loss temperature evaluation of polybenzoxazole film and cured film for comparison)
The weight loss temperature of each of the polybenzoxazole films prepared according to the above "Preparation of the polybenzoxazole film of the present invention" was measured at 10°C in nitrogen using a differential thermal thermogravimeter (TG/DTA6200 manufactured by Seiko Instruments Inc.). /min to determine the 5% weight loss temperature. Similarly, the 5% weight loss temperature of the cured film for comparison was also measured. Table 1 shows the results.

(ポリベンゾオキサゾール膜および比較用の硬化膜のガラス転移温度(Tg)評価)
上記「本発明のポリベンゾオキサゾール膜の作製」に従って作製したポリベンゾオキサゾール膜の各々の動的粘弾性を、動的粘弾性測定装置(DMA)(ティー・エイ・インスツルメント社製RSA-G2)を用いて測定し(周波数1Hz、引張モード、昇温速度3℃/min)、損失正接(tanδ)の極大値によりガラス転移温度を求めた。また同様に、比較用の硬化膜のガラス転移温度も測定した。結果を表1に示した。
(Glass transition temperature (Tg) evaluation of polybenzoxazole film and cured film for comparison)
The dynamic viscoelasticity of each of the polybenzoxazole films prepared according to the above "Preparation of the polybenzoxazole film of the present invention" was measured using a dynamic viscoelasticity measurement device (DMA) (RSA-G2 manufactured by TA Instruments). ) (frequency 1 Hz, tensile mode, heating rate 3° C./min), and the glass transition temperature was obtained from the maximum value of the loss tangent (tan δ). Similarly, the glass transition temperature of the cured film for comparison was also measured. Table 1 shows the results.

(組成物のアルカリ可溶性評価)
スピンコーターを用いて、実施例10乃至17及び比較例1の各々で得られた組成物をシリコン基板に塗布した後、95℃で15分間の条件で乾燥させてシリコン基板上に厚み10μmの組成物層をそれぞれ形成した。得られたシリコン基板上の組成物層を100gの2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(トクヤマ社製 トクソーSD-1)に5分間浸漬させ溶解性を確認した。溶解性は、良好:〇、中程度:△、不良:×の3段階の基準によって評価した。
(Evaluation of alkali solubility of composition)
Using a spin coater, each of the compositions obtained in Examples 10 to 17 and Comparative Example 1 was applied to a silicon substrate and then dried at 95° C. for 15 minutes to form a composition having a thickness of 10 μm on the silicon substrate. Each layer was formed. The resulting composition layer on the silicon substrate was immersed in 100 g of a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (Tokuso SD-1 manufactured by Tokuyama) for 5 minutes to confirm the solubility. Solubility was evaluated according to a three-grade standard of good: ◯, moderate: Δ, and poor: ×.

Figure 2022142745000024
Figure 2022142745000024

本発明の式(2)で表される構造単位を有する重合体は、ネガ型のパターン形成能をもつ感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体であり、パターン形成のためにアルカリ性水溶液を使用することが可能である。このため、これまで大量に発生していた有機溶剤の産業廃棄物を全廃することができる。また最終的に得られるポリベンゾオキサゾール膜は、耐熱性、電気特性に優れているため、通常使用されている半導体の表面保護膜、層間絶縁膜、及び再配線層の絶縁膜に使用することが可能になった。本発明は、感光性樹脂組成物に使用される樹脂骨格そのものと、その製造方法に関するものである。これらは全く新規の発明に基づくものであり、他に類のない非常に優れた発明であることが容易に理解できる。
本発明の上記の詳細な説明を考慮して、他の修正および変形が当業者に明らかになるであろう。しかしながら、そのような他の修正および変形は、本発明の本質および範囲から逸脱することなく実施され得ることは明らかである。

The polymer having the structural unit represented by the formula (2) of the present invention is a photosensitive polybenzoxazole precursor having negative patterning ability, and an alkaline aqueous solution can be used for patterning. is. Therefore, industrial wastes of organic solvents, which have been generated in large amounts in the past, can be completely abolished. In addition, the polybenzoxazole film finally obtained has excellent heat resistance and electrical properties, so it can be used as a surface protection film for semiconductors, an interlayer insulation film, and an insulation film for rewiring layers, which are commonly used. became possible. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin skeleton itself used in a photosensitive resin composition and a method for producing the same. These are based on completely new inventions, and it is easy to understand that they are unique and very excellent inventions.
Other modifications and variations will become apparent to those skilled in the art in view of the above detailed description of the invention. However, it will be apparent that such other modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (11)

下記式(A)
Figure 2022142745000025
(式中、Yは直接結合又は二価の連結基を表す。)
で表される置換基を有する炭素原子と、
水酸基を有する炭素原子とが直接結合した部分構造を、一分子中に二つ有するビスマレイミド化合物。
Formula (A) below
Figure 2022142745000025
(In the formula, Y represents a direct bond or a divalent linking group.)
A carbon atom having a substituent represented by
A bismaleimide compound having two partial structures in one molecule in which a carbon atom having a hydroxyl group is directly bonded.
下記式(1)
Figure 2022142745000026
(式中、環aはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表す。X及びYはそれぞれ独立に直接結合又は二価の連結基を表し、複数存在するYは互いに同じでも異なってもよい。Zは環aに結合した一価の置換基を表し、Zが複数存在する場合、それぞれのZは互いに同じでも異なってもよい。L及びMは置換基Zの数であって、それぞれ独立に0乃至3の整数を表す。)
で表される、請求項1に記載のビスマレイミド化合物。
Formula (1) below
Figure 2022142745000026
(Wherein, ring a represents a benzene ring or a cyclohexane ring. X and Y each independently represent a direct bond or a divalent linking group, and multiple Y may be the same or different. Z is ring a represents a monovalent substituent attached to , and when there is more than one Z, each Z may be the same or different, L and M are the number of substituents Z, and each independently represents a number of 0 to 3 represents an integer.)
The bismaleimide compound according to claim 1, represented by:
Xが直接結合、又は炭素原子、フッ素原子、硫黄原子及び酸素原子からなる群より選択される一種以上を含む二価の連結基である、請求項2に記載のビスマレイミド化合物。 3. The bismaleimide compound according to claim 2, wherein X is a direct bond or a divalent linking group containing one or more selected from the group consisting of carbon atoms, fluorine atoms, sulfur atoms and oxygen atoms. Xが直接結合、又は下記式(a)乃至(f)
Figure 2022142745000027
のいずれかで表される二価の連結基である、請求項3に記載のビスマレイミド化合物。
X is a direct bond, or the following formulas (a) to (f)
Figure 2022142745000027
The bismaleimide compound according to claim 3, which is a divalent linking group represented by any one of
Yが炭素数1乃至11のアルキレン基、又は二価の芳香族基を含む炭素数1乃至11のアルキレン基である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物。 5. The bismaleimide compound according to any one of claims 1 to 4, wherein Y is an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 11 carbon atoms including a divalent aromatic group. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物、及びマレイミド基と反応し得る化合物を含有する組成物。 A composition comprising the bismaleimide compound according to any one of claims 1 to 5 and a compound capable of reacting with a maleimide group. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物、及び光重合開始剤若しくは硬化触媒を含有する組成物。 A composition comprising the bismaleimide compound according to any one of claims 1 to 5, and a photopolymerization initiator or a curing catalyst. 下記式(2)
Figure 2022142745000028
(式中、X、Y、Z、L、M及び環aは請求項1に記載の式(1)におけるX、Y、Z、L、M及び環aと同じ意味を表す。)
で表される構造単位を2乃至150個有する重合体であって、請求項2乃至5のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物の自己重合物又は請求項6に記載の組成物の共重合物である重合体。
Formula (2) below
Figure 2022142745000028
(Wherein, X, Y, Z, L, M and ring a have the same meanings as X, Y, Z, L, M and ring a in formula (1) described in claim 1.)
A polymer having 2 to 150 structural units represented by the self-polymerization product of the bismaleimide compound according to any one of claims 2 to 5 or the copolymerization of the composition according to claim 6 A polymer that is a substance.
下記式(3)
Figure 2022142745000029
(式中、X、Y、Z、L、M及び環aは請求項1に記載の式(1)におけるX、Y、Z、L、M及び環aと同じ意味を表す。)
で表される構造単位を2乃至150個有するポリベンゾオキサゾールであって、請求項8に記載の重合体の分子内脱水閉環物であるポリベンゾオキサゾール。
Formula (3) below
Figure 2022142745000029
(Wherein, X, Y, Z, L, M and ring a have the same meanings as X, Y, Z, L, M and ring a in formula (1) described in claim 1.)
9. A polybenzoxazole which is an intramolecularly dehydrated cyclic product of the polymer according to claim 8, which is a polybenzoxazole having 2 to 150 structural units represented by the following.
請求項9に記載のポリベンゾオキサゾールを含む表面保護膜、層間絶縁膜、又は再配線層の絶縁膜を備える半導体素子。 A semiconductor device comprising a surface protective film, an interlayer insulating film, or an insulating film of a rewiring layer containing the polybenzoxazole according to claim 9 . 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のビスマレイミド化合物及び光重合開始剤を含有する組成物を基材で挟み込んで得られるドライフィルムレジスト。

A dry film resist obtained by sandwiching a composition containing the bismaleimide compound according to any one of claims 1 to 5 and a photopolymerization initiator between substrates.

JP2022021273A 2021-03-16 2022-02-15 Bismaleimide compound, composition comprising the compound, polybenzoxazole, and semiconductor device Pending JP2022142745A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/685,604 US11905356B2 (en) 2021-03-16 2022-03-03 Bismaleimide compound, composition containing same, polybenzoxazole, and semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042386 2021-03-16
JP2021042386 2021-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022142745A true JP2022142745A (en) 2022-09-30

Family

ID=83426564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022021273A Pending JP2022142745A (en) 2021-03-16 2022-02-15 Bismaleimide compound, composition comprising the compound, polybenzoxazole, and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022142745A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113677741B (en) Bismaleimide compound, photosensitive resin composition using the same, cured product of the same, and semiconductor device
TWI491987B (en) A negative photosensitive resin composition, a hardened embossed pattern, and a semiconductor device
KR20190033582A (en) Resin composition and its application
WO2021020344A1 (en) Photosensitive resin composition, photosensitive sheet, cured film, method for producing cured film, interlayer insulating film and electronic component
KR20190010614A (en) Negative-type photosensitive resin composition, cured film, method of producing cured film, semiconductor device, method of producing laminate, method of manufacturing semiconductor device, and polyimide precursor
JP7016485B2 (en) Compounds and manufacturing methods thereof, resin compositions, resin sheets, multilayer printed wiring boards, and semiconductor devices.
JP6886133B1 (en) Resin compositions, resin sheets, multilayer printed wiring boards, and semiconductor devices
JP5485802B2 (en) Polyimide precursor, photosensitive resin composition, and tetracarboxylic dianhydride
TW201817773A (en) Negative photosensitive resin composition, cured film, method for producing cured film, semiconductor device, method for producing laminate, method for producing semiconductor device, and polyimide precursor
JP2023116403A (en) Bismaleimide compound, composition containing the same, polybenzoxazole, and semiconductor device
JP2023116404A (en) Bismaleimide compound, composition containing the same, polybenzoxazole, and semiconductor device
TWI819121B (en) Method for manufacturing cured film, method for manufacturing cured film, laminated body, and method for manufacturing semiconductor element
JPWO2021117762A1 (en) Resin compositions, resin sheets, multilayer printed wiring boards, and semiconductor devices
JP2022142745A (en) Bismaleimide compound, composition comprising the compound, polybenzoxazole, and semiconductor device
US11905356B2 (en) Bismaleimide compound, composition containing same, polybenzoxazole, and semiconductor device
TW202319451A (en) Resin composition, cured product, laminate, method for producing cured product, method for producing laminate, method for producing semiconductor device, semiconductor device, and compound
KR20190061664A (en) Egative photosensitive resin composition and electronic device having organic insulating film using same
TW202248294A (en) Resin composition, cured article, laminate, method for producing cured article, and semiconductor device
TW202244160A (en) Resin composition, cured product, laminated body, method for producing cured product, semiconductor device, and base generator
TWI802670B (en) Photosensitive resin composition, cured film, laminate, method for producing cured film, and semiconductor device
TWI841812B (en) Compound and method for producing same, resin composition, resin sheet, mulyilayer printed wiring board, and semiconductor device
TW202028257A (en) (meth)acrylic compound and photosensitive insulation film composition
WO2021117764A1 (en) Compound, method for producing same, resin composition, resin sheet, multilayer printed wiring board, and semiconductor device
CN114945621B (en) Polyimide resin, photosensitive resin composition, resin film, and electronic device
JP7194278B2 (en) Curable resin composition, cured film, laminate, method for producing cured film, and semiconductor device