JP2024083716A - ポリアミド酸、ポリイミド、ポリイミドフィルム、電子基板用材料及び電子基板 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波基板材料用として有用な、ポリイミド本来の高い耐熱性及び機械強度を保ちながら、誘電率及び誘電正接が低減されたポリイミド、その前駆体であるポリアミド酸、並びに、上記ポリイミドを含有するポリイミドフィルム、電子基板用材料、及び、電子基板を提供する。【解決手段】４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミンを含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物を含む酸成分とを重合させることによって得られるポリアミド酸。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリアミド酸、ポリイミド、ポリイミドフィルム、電子基板用材料及び電子基板に関する。

芳香族ジアミン化合物及び芳香族テトラカルボン酸化合物を縮合重合し、さらにそれを硬化（イミド化）して得られる芳香族ポリイミドは、機械強度、耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性などに優れているため、電子基板材料の用途で多く利用されている。
しかし、近年の電子機器の高速信号伝送に伴う高周波化において、電子基板材料であるポリイミドの低誘電率、低誘電正接化の要求が高まっている。電子回路における信号の伝播速度は基板材料の誘電率の増加に伴って低下し、また信号の伝送損失は誘電率と誘電正接の増加に伴って増大するため、基板材料であるポリイミドの低誘電率化、低誘電正接化は、電子機器の高性能化に不可欠となっており、中でも高周波で利用される通信機器では誘電正接の低減が求められている。

現在電子基板材料として多く用いられているポリイミドとしては、例えば、ｐ－フェニレンジアミン（ＰＤＡ）－３，３′，４，４′－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓＢＰＤＡ）系ポリイミド（特許文献１）が挙げられるが、いずれもイミド基の高い極性に起因して、比較的高い誘電率及び誘電正接を有している。

このようなイミド基の高い極性に起因する、ポリイミドの比較的高い誘電率及び誘電正接を低減するという課題に対して、例えば、長鎖骨格をもつモノマーを導入し、単位分子長当りのイミド基数（イミド基濃度）を減少させることで、分子全体の極性を低減し、低誘電率化する方法（特許文献２）が提案されている。

特公昭６０－４２８１７号公報 特開２００７－１０６８９１号公報

しかし、特許文献２に記載された方法では、脂肪族鎖状構造を多くもつことで、機械強度や耐熱性などポリイミド本来の特性が低下するという不利な点がある。

そこで、本発明は、高周波基板材料用として有用な、ポリイミド本来の高い耐熱性及び機械強度を保ちながら、誘電率及び誘電正接が低減されたポリイミド、その前駆体であるポリアミド酸、並びに、上記ポリイミドを含有するポリイミドフィルム、電子基板用材料、及び、電子基板を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミン（以下、「ＢＰＣＭＡＮ」という場合がある。）を含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（以下、「ＢＰＡＤＡ」という場合がある。）を含む酸成分とを用いて得られるポリイミドは、ポリイミド本来の高い耐熱性及び機械強度を保ちながら、誘電率及び誘電正接が低減されたポリイミドであり、高周波基板材料用として有用であることを知得し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。

（１） ４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミンを含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物を含む酸成分とを重合させることによって得られるポリアミド酸。
（２） 上記（１）に記載のポリアミド酸を硬化して得られるポリイミド。
（３） ４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミンを含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物を含む酸成分とを重合させることによって得られるポリイミド。
（４） 周波数１ＧＨｚにおける誘電正接が０．００４以下である、上記（２）又は（３）に記載のポリイミド。
（５） 周波数１ＧＨｚにおける比誘電率が２．９以下である、上記（２）～（４）のいずれかに記載のポリイミド。
（６） ガラス転移温度が２２０℃以上である、上記（２）～（５）のいずれかに記載のポリイミド。
（７） 引張弾性率が２．１ＧＰａ以上である、上記（２）～（６）のいずれかに記載のポリイミド。
（８） 引張強度が８０ＭＰａ以上である、上記（２）～（７）のいずれかに記載のポリイミド。
（９） 上記（２）～（８）のいずれかに記載のポリイミドを含有するポリイミドフィルム。
（１０） 上記（２）～（８）のいずれかに記載のポリイミドを含有する電子基板用材料。
（１１） 上記（２）～（８）のいずれかに記載のポリイミドを含有する電子基板。

本発明によれば、高周波基板材料用として有用な、ポリイミド本来の高い耐熱性及び機械強度を保ちながら、誘電率及び誘電正接が低減されたポリイミド、その前駆体であるポリアミド酸、並びに、上記ポリイミドを含有するポリイミドフィルム、電子基板用材料、及び、電子基板を提供することができる。

本発明のポリイミドは、高い耐熱性及び機械強度と、誘電率及び誘電正接の低減との両立を実現したものであり、高周波基板材料用として有用である。
また、本発明のポリアミド酸は、イミド化して硬化することにより、高い耐熱性及び機械特定と、誘電率及び誘電正接の低減との両立を実現した本発明のポリイミドが得られるため、本発明のポリイミドの前駆体として有用である。
また、本発明の高周波基板は、高い耐熱性及び機械強度と、誘電率及び誘電正接の低減との両立を実現したものであり、有用である。

以下に、本発明のポリアミド酸、ポリイミド、ポリイミドフィルム、電子基板用材料及び電子基板について説明する。
なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、各成分は、１種を単独でも用いても、２種以上を併用してもよい。ここで、各成分について２種以上を併用する場合、その成分について含有量とは、特段の断りが無い限り、合計の含有量を指す。
また、「得られるポリイミドの耐熱性及び機械強度を高く維持しつつ、誘電率及び誘電正接を低減することができること」を単に「本発明の効果が優れる」とも言う。

［ポリアミド酸］
本発明のポリアミド酸は、４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミン（ＢＰＣＭＡＮ）を含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）を含む酸成分とを重合させることによって得られるポリアミド酸である。

本発明のポリアミド酸をイミド化して硬化することにより、ポリイミド本来の高い耐熱性及び機械強度を保ちながら、誘電率及び誘電正接が低減されたポリイミド（以下、「本発明のポリイミド」という場合がある。）が得られる。
本発明のポリイミドは、高周波基板材料用として有用である。そして、本発明のポリアミド酸は、本発明のポリイミドの前駆体として有用である。

〈ジアミン成分〉
上記ジアミン成分は、ＢＰＣＭＡＮを含む。
ＢＰＣＭＡＮは、多芳香族環及びスピロ構造を有する長鎖分子であることから、本発明のポリアミド酸をイミド化して硬化させることによって得られる本発明のポリイミドの高い耐熱性及び機械強度を維持しつつ、誘電率及び誘電正接を低下させることができる。

ＢＰＣＭＡＮの代わりに、４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′－テトラメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミン又は４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミン（いずれもＢＰＣＭＡＮとメチル基の有無のみが異なる化合物）を使用することもできるが、本発明の効果がより優れる理由から、ＢＰＣＭＡＮが好ましい。

また、上記ジアミン成分は、ＢＰＣＭＡＮ以外のジアミン化合物を含んでもよい。
上記ＢＰＣＭＡＮ以外のジアミン化合物としては、例えば、４，４′－ジアミノジフェニルエーテル（以下、「ＯＤＡ」と略称する場合がある。）、１，４－フェニレンジアミン（ｐ－フェニレンジアミン；以下、「ＰＤＡ」と略称する場合がある。）、２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（以下、「ＢＡＰＰ」と略称する場合がある。）、４，４′－［１，４－フェニレンビス［（１－メチルエチリデン）－４，１－フェニレンオキシ］］ビスベンゼンアミン、４，４′－［１，３－フェニレンビス［（１－メチルエチリデン）－４，１－フェニレンオキシ］］ビスベンゼンアミン、４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′－テトラメチル－２,２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６,６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミン等の芳香族ジアミン；１，２－ジアミノエタン、１，３－ジアミノプロパン、１，４－ジアミノブタン、１，５－ジアミノペンタン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，９－ノナンジアミン、１，１０－デカンジアミン、１，１１－ウンデカンジアミン、１，１２－ドデカンジアミン等の直鎖型脂肪族ジアミン；１，２－ジアミノプロパン、１，２－ジアミノ－２－メチルプロパン、１，３－ジアミノ－２－メチルプロパン、１，３－ジアミノ－２，２－ジメチルプロパン、１，３－ジアミノペンタン、１，５－ジアミノ－２－メチルペンタン等の分枝型脂肪族ジアミン；５－アミノ－１，３，３－トリメチルシクロヘキサンメチルアミン（イソホロンジアミン）、１，４－ジアミノシクロヘキサン、１，３－ジアミノシクロヘキサン、１，４－シクロヘキサンビス（メチルアミン）、１，３－シクロヘキサンビス（メチルアミン）、４，４′－ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス（４－アミノ－３－メチルシクロヘキシル）メタン、３（４），８（９）－ビス（アミノメチル）トリシクロ［５．２．１．０^２，６］デカン、２，５（６）－ビス（アミノメチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、１，３－ジアミノアダマンタン、３，３′－ジアミノ－１，１′－ビアダマンチル、１，６－ジアミノアダマンタン等の脂環式ジアミン；などが挙げられる。
ＢＰＣＭＡＮ以外のジアミン化合物は、それぞれ単独で、又は２種類以上を組み合わせて、使用することができる。

ジアミン成分中のＢＰＣＭＡＮの含有量は、特に限定されないが、ポリアミド酸をイミド化して硬化させることによって得られるポリイミドの耐熱性及び機械強度をより高く維持しつつ、誘電率及び誘電正接をより低減することができることから、好ましくは５０モル％以上であり、より好ましくは８０モル％以上である。

〈酸成分〉
上記酸成分は、ＢＰＡＤＡを含む。
ＢＰＡＤＡは、本発明のポリアミド酸をイミド化して硬化させることによって得られる本発明のポリイミドに高い機械強度、耐熱性、耐薬品性及び電気絶縁性を付与することができる。

また、上記酸成分は、ＢＰＡＤＡ以外のポリカルボン酸無水物を含んでもよい。
上記ＢＰＡＤＡ以外のポリカルボン酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３′，４，４′－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓＢＰＤＡ）、４，４′－オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）、３，３′，４，４′－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３，３′，４，４′－ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物（ＤＳＤＡ）等の芳香族テトラカルボン酸二酸無水物が挙げられる。
ＢＰＡＤＡ以外のポリカルボン酸化合物は、それぞれ単独で、又は２種類以上を組み合わせて、使用することができる。

酸成分中のＢＰＡＤＡの含有量は、特に限定されないが、誘電率及び誘電正接の低減の観点から、好ましくは５０モル％以上であり、より好ましくは８０モル％以上である。

〈ジアミン成分及び酸成分の量〉
上記ジアミン成分と上記酸成分との量は、特に限定されないが、ジアミン成分と酸成分とを重合させて得られる重合物の分子量を十分に高めるために、ジアミン成分が有するアミノ基に対して酸成分が有する酸無水物基を、好ましくは０．９～１．１当量とする。

〈ポリアミド酸の構造〉
本発明のポリアミド酸は、その分子構造について特に制限されない。例えば、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体が挙げられる。

〈ポリアミド酸の製造方法〉
本発明のポリアミド酸の製造方法は、ＢＰＣＭＡＮを含むジアミン成分と、ＢＰＡＤＡを含む酸成分とを重合させる工程を備える。

ジアミン成分と酸成分との重合は、例えば、ジアミン成分と酸成分とを、ジアミン成分の合計と酸成分の合計とがほぼ等モルとなる量で溶媒に添加し、その溶媒中でジアミン成分と酸成分とを重合することによって行われる。溶媒には、ジアミン成分及び酸成分に加えて、さらに後述する添加剤を添加してもよい。

ジアミン成分と酸成分とを重合させる条件は特に制限されない。例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（溶媒）に、ジアミン成分及び酸成分を添加して得られた混合物を、８０℃以下の温度条件下で、大気下や窒素雰囲気下で撹拌し、反応させて、ポリアミド酸の溶液（ポリアミド酸組成物）を製造する方法が挙げられる。

上記製造方法によって得られるポリアミド酸の溶液（ポリアミド酸組成物）は、溶媒中に１０～３０質量％の割合（濃度）でポリアミド酸を含有するように調製することが好ましい。

［ポリアミド酸組成物］
本発明のポリアミド酸組成物は、上述した本発明のポリアミド酸を含有する組成物である。
本発明のポリアミド酸組成物は、本発明のポリアミド酸を１種類のみ含有してもよいし、２種類以上を含有してもよい。
本発明のポリアミド酸組成物を硬化することにより、本発明のポリイミドが得られる。このようにして得られる本発明のポリイミドは、ポリイミド本来の高い耐熱性及び機械強度を保ちながら、誘電率及び誘電正接が低減されたポリイミドであり、高周波基板材料用として有用である。本発明のポリアミド酸組成物は、本発明のポリイミドの前駆体として有用である。

また、本発明のポリアミド酸組成物は、必須成分である本発明のポリアミド酸に加えて、本発明のポリアミド酸以外の成分を含むことができる。

〈ポリアミド酸以外の成分〉
上記本発明のポリアミド酸以外の成分としては、例えば、溶媒、その他の添加剤、及び反応中間体等が挙げられる。

（溶媒）
上記溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トルエン、メチルエチルケトン等が挙げられるが、溶解するものであれば特に制限されない。
上記溶媒は、１種類を単独で、又は２種類以上を混合して、使用することができる。

（その他の添加剤）
上記添加剤としては、例えば、ポリアミド酸を脱水・環化（イミド化）させてポリイミドに転化するために使用される、脱水剤及び触媒等が挙げられる。

上記脱水剤としては、例えば、無水酢酸等の脂肪族カルボン酸無水物、フタル酸無水物等の芳香族カルボン酸無水物等が挙げられる。
上記脱水剤は、１種類を単独で、又は２種類以上を組み合わせて、使用することができる。

上記触媒としては、例えば、ピリジン、ピコリン、キノリン等の複素環式第三級アミン類；トリエチルアミン等の脂肪族第三級アミン類；Ｎ，Ｎ－ジメチルアニリン等の芳香族第三級アミン類；などが挙げられる。
上記触媒は、１種類を単独で、又は２種類以上を組み合わせて、使用することができる。

（反応中間体等）
本発明のポリアミド酸組成物は、ジアミン成分と酸成分との重合反応の際に副生する反応中間体等を含み得る。

〈ワニス〉
本発明のポリアミド酸組成物は、高周波基板材料用のワニスとして使用することができる。

［ポリイミド］
本発明のポリイミドは、ＢＰＣＭＡＮを含むジアミン成分と、ＢＰＡＤＡを含む酸成分とを重合させることによって得られるポリイミド（硬化物）である。

本発明のポリイミドは、また、上記した本発明のポリアミド酸をイミド化することによって硬化させても得られる。

ＢＰＣＭＡＮを含むジアミン成分と、ＢＰＡＤＡを含む酸成分とを用いて得られる本発明のポリイミドは、耐熱性及び機械特性に優れ、しかも誘電率及び誘電正接を低下させることができる。

〈ジアミン成分・酸成分〉
上記ジアミン成分及び上記酸成分は、本発明のポリアミド酸について説明したものと同様である。

〈ポリイミドの構造〉
ＢＰＣＭＡＮを含むジアミン成分とＢＰＡＤＡを含む酸成分とを重合させ、イミド化して得られる本発明のポリイミドは、その分子構造について特に制限されない。例えば、ランダム共重合体、交互共重合体、又はブロック共重合体が挙げられる。

〈ポリイミドの製造方法〉
本発明のポリイミドの製造方法は、ＢＰＣＭＡＮを含むジアミン成分と、ＢＰＡＤＡを含む酸成分とを重合させる工程を備える。

《重合》
ジアミン成分と酸成分との重合は、例えば、ジアミン成分と酸成分とを、ジアミン成分の合計と酸成分の合計とがほぼ等モルとなる量で溶媒に添加し、その溶媒中でジアミン成分と酸成分とを重合することによって行われる。溶媒には、ジアミン成分及び酸成分に加えて、さらに前述した添加剤を添加してもよい。

本発明のポリイミドを製造するには、溶媒中でジアミン成分と酸成分とを直接重合させて製造してもよいし、本発明のポリアミド酸又は本発明のポリアミド酸組成物を脱水・環化（イミド化）して製造してもよい。

《イミド化》
ポリアミド酸を脱水・環化させてポリイミドに転化する方法としては、例えば、脱水剤と触媒を用いて脱水する化学閉環法、熱的に脱水する熱閉環法があり、これらのうちの一方によって、又はこれらの両方を併用して行ってもよい。化学閉環法で使用する脱水剤及び触媒は、前述したものと同様である。

熱閉環法では、加熱温度としては、通常１００～４００℃、より好ましくは１５０～２５０℃である。また、加熱時間は、通常、１分～６時間、より好ましくは３０分～２時間である。加熱雰囲気は、特に限定されないが、硬化して得られるポリイミドの表面の着色を抑えるという観点から、窒素ガス雰囲気、窒素／水素混合ガス雰囲気等の不活性雰囲気が好ましい。

具体的には、例えば、本発明のポリアミド酸を含むフィルムを高温に加熱して、本発明のポリイミドを含むフィルムを製造することができる。化学閉環法を併用してもよい。

本発明のポリアミド酸を含むフィルムから本発明のポリイミドを含むフィルムを形成する際の溶媒の除去及びイミド化のための加熱が連続して行われてもよく、また、溶媒除去及びイミド化が同時に行われてもよい。

ＢＰＣＭＡＮを含むジアミン成分とＢＰＡＤＡを含む酸成分とを重合させることによって得られる本発明のポリイミドは、重合反応の際に副生する反応中間体等を含み得る。

〈ワニス〉
本発明のポリイミドを溶媒に溶解することで、ポリイミド溶液（ワニス）を得ることができる。また、本発明のポリアミド酸溶液をそのまま加熱又は触媒の添加で脱水、イミド化することで、ポリイミド溶液（ワニス）を得ることができる。

上記ポリイミド溶液（ワニス）を水やメタノールなどの貧溶媒中に滴下、癒過、乾燥することで、ポリイミド固形物を得ることができる。

上記ポリイミド溶液（ワニス）を上記基板上に流延・乾燥することで、ポリイミドフィルムを作製することもできる。
また、上記ポリイミド固形物を加熱圧縮することでポリイミドの成型体を形成することができる。

〈機械強度〉
本発明のポリイミドの機械強度は、引張弾性率及び引張強さ（引張強度）によって評価する。
上記引張弾性率は、好ましくは２．１ＧＰａ以上であり、より好ましくは２．２ＧＰａ以上である。
上記引張強さは、好ましくは７０ＭＰａ以上であり、より好ましくは８０ＭＰａ以上である。
ここで、引張弾性率及び引張強さは、ＪＩＳ Ｋ ７１２７：１９９９（ＩＳＯ ５２７－３：１９９５）に準拠して測定した値である。

〈耐熱性〉
本発明のポリイミドの耐熱性はガラス転移温度によって評価する。
上記ガラス転移温度は、好ましくは２２０℃以上であり、より好ましくは２３０℃以上である。

〈誘電特性：比誘電率、誘電正接〉
本発明のポリイミドの誘電特性は周波数１ＧＨｚにおける比誘電率及び誘電正接によって評価する。
上記周波数１ＧＨｚにおける比誘電率は、好ましくは２．９以下である。
上記周波数１ＧＨｚにおける誘電正接は、好ましくは０．００４以下である。
なお、誘電率ε、真空の誘電率ε_０及び比誘電率ε_ｒの間には、ε＝ε_ｒ・ε_０の関係があるため、誘電率の高低を論ずる際には、誘電率の代わりに比誘電率を用いてもよい。

本発明のポリイミドは、高い耐熱性及び機械強度を持ち、誘電率及び誘電正接が低減されているので、高周波基板材料用として有用である。

［ポリイミド組成物］
本発明のポリイミド組成物は、上述した本発明のポリイミドを含有する組成物である。
本発明のポリイミド酸組成物は、本発明のポリイミドを１種類のみ含有してもよいし、２種類以上を含有してもよい。

また、本発明のポリイミド組成物は、必須成分である本発明のポリイミドに加えて、本発明のポリイミド以外の成分を含むことができる。

〈ポリイミド以外の成分〉
本発明のポリイミド以外の成分としては、例えば、溶媒、その他の添加剤、及び反応中間体等が挙げられる。

（溶媒）
溶媒の具体例は上述した本発明のポリアミド酸組成物と同じである。

（その他の添加剤）
その他の添加剤としては、例えば、酸化安定剤、フィラー、シランカップリング剤、感光剤、光重合開始剤、増感剤などが挙げられる。

［電子基板、高周波基板］
本発明のポリアミド酸若しくは本発明のポリアミド酸組成物又は本発明のポリイミド若しくは本発明のポリイミド組成物を用いて、高周波基板用のポリイミドフィルム（以下、「本発明のポリイミドフィルム」という場合がある。）を製造することができる。

本発明のポリイミドフィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば、本発明のポリアミド酸又は本発明のポリアミド酸組成物を支持体（例えば、ガラス板、ステンレス板、銅板、アルミニウム板等）上に塗布後、乾燥、加熱して脱水・閉環（イミド化）する方法、また、本発明のポリイミドを有機溶媒に溶解した後、ガラス板上に塗布して、脱溶媒する方法等が可能である。これらの支持体への塗布方法は、特に限定されず、従来公知の塗布方法が適用できる。

上記有機溶媒は、溶解性の観点から、好ましくは非プロトン性極性溶媒である。
非プロトン性極性溶媒としては、具体的には、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホキシド、γ－ブチロラクトン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン等が挙げられるが、本発明のポリイミドを溶解するものであれば特に制限されない。
上記溶媒は、１種類を単独で、又は２種類以上を混合して、用いることができる。
また、この場合のポリイミドの含有量は、５～５０質量％の範囲とすることが好ましく、１０～３０質量％の範囲とすることがより好ましい。

具体例としては、ガラス板上に塗布されたポリアミド酸又はポリアミド酸組成物は、乾燥温度が５０～１５０℃、乾燥時間が０．５～８０分間程度で乾燥され、さらに、１００～４００℃、より好ましくは１５０～２５０℃程度の温度で加熱処理することによりポリイミドフィルムを得ることができる。ポリイミドフィルムの着色を抑制する観点から４００℃以下とすることが好ましい。さらに、イミド化をポリイミドフィルムの着色を抑制するために減圧又は窒素雰囲気中で行うことが好ましいが、特に高温でない限り空気中で行っても差し支えない。

また、減圧する場合の圧力としては、小さい方が好ましいが、上記加熱条件、水が除去できる圧力であれば特に制限されないが、具体的には、０．０９ＭＰａ～０．０００１ＭＰａ程度である。

このようにして得られたポリイミドフィルムには、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリアミド酸又はポリアミド酸組成物から、ポリイミドを製造する際に、他の架橋性樹脂、熱硬化性樹脂等を配合してもよい。また、必要に応じて、グラスファイバー、カーボンダイバー等の無機繊維、酸化安定剤、末端封止剤、フィラー、シランカップリング剤、感光剤、光重合開始剤及び増感剤等の添加剤を混合してもよい。

こうして得られたポリイミドフィルム上に導電膜を形成し、さらに電子回路を構成したり、高周波回路を構成したりすることにより、電子基板、高周波基板として利用することができる。

［カバーレイフィルム］
本発明のカバーレイフィルムは、本発明のポリイミドからなるポリイミドフィルム上に、本発明のポリアミド酸又は本発明のポリアミド酸組成物をイミド化して得られるポリイミドを含有する接着剤層を有するカバーレイフィルムである。
本発明のカバーレイフィルムは、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ基板）等に用いることができる。
本発明のポリアミド酸又は本発明のポリアミド酸組成物を材料として用いてカバーレイフィルムの接着剤層を構成する方法としては、例えば、本発明のポリアミド酸又は本発明のポリアミド酸組成物を本発明のポリイミドフィルムの表面に付与し、溶媒を除去、硬化して、フィルムを形成する方法が挙げられる。

以下、実施例により本発明を具体例に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。

以下の実施例及び比較例で使用している略号はそれぞれ以下の意味を表す。
ＢＰＣＭＡＮ：４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミン
ＢＡＰＰ：２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン
ＰＤＡ：ｐ－フェニレンジアミン
ｓＢＰＤＡ：３，３′，４，４′－ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＢＰＡＤＡ：２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物
ＤＭＡｃ：Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド

［実施例１］
ＤＭＡｃ ４００ｇに、ＢＰＣＭＡＮ ５１．４ｇと、ＢＰＡＤＡ ４８．６ｇとを添加し、常温、大気圧中で３時間撹拌、反応させ、ポリアミド酸溶液を得た。得られたポリアミド酸溶液 １５ｇを、バーコーターを用いてガラス板に塗布し、１００℃で２０分間、２５０℃で２０分間加熱し、約５０μｍ厚のポリイミドフィルムを作製した。
後述する評価方法に従って、作製したポリイミドフィルムの評価試験を行い、表１にその結果を示した。なお、「各成分モル比」は、全ジアミン成分及び全酸成分中のモル比とする。

［比較例１］
表１に示すとおり、ジアミン成分として、ＢＰＣＭＡＮに代えてＰＤＡを使用し、酸成分として、ＢＰＡＤＡに代えてｓＢＰＤＡを使用し、ＰＤＡとｓＢＰＤＡとを、１．０：１．０のモル比で混合した点を除いて、実施例１と同様の手順で、ポリアミド酸溶液を調製し、ポリイミドフィルムを作製した。
後述する評価方法に従って、作製したポリイミドフィルムの評価試験を行い、表１にその結果を示した。

［比較例２］
表１に示すとおり、ジアミン成分として、ＢＰＣＭＡＮに代えてＢＡＰＰを使用し、ＢＡＰＰとＢＰＡＤＡとを１．０：１．０のモル比で混合した点を除いて、実施例１と同様の手順で、ポリアミド酸溶液を調製し、ポリイミドフィルムを作製した。
後述する評価方法に従って、作製したポリイミドフィルムの評価試験を行い、表１にその結果を示した。

［評価方法］
作製したポリイミドフィルムについて、機械強度（引張弾性率、引張強度）、耐熱性（ガラス転移温度）及び誘電特性（比誘電率、誘電正接）を評価した。

〈機械強度〉
ＪＩＳ Ｋ ７１２７：１９９９（ＩＳＯ ５２７－３：１９９５）に準拠して、以下の条件で引張弾性率（ヤング率）及び引張強度（引張強さ）を測定した。
引張速度：１０２ｍｍ／ｍｉｎ（分）
チャック間距離：３０ｍｍ

〈耐熱性〉
ＪＩＳ Ｋ ７２４４－１：１９９８（ＩＳＯ ６７２１－１：１９９４）に準拠して、以下の条件でガラス転移温度を測定した。なお、表１中、「３００＜」は３００℃を超えることを表す。
昇温速度：３℃／ｍｉｎ（分）
温度範囲：５０～４５０℃
周波数：１Ｈｚ

〈誘電特性：比誘電率、誘電正接〉
ＪＩＳ Ｃ ２１３８：２００７に準拠して、以下の条件で比誘電率及び誘電正接を測定した。
測定法：共振法
測定周波数：１ＧＨｚ

ジアミン成分としてＢＰＣＭＡＮ、酸成分としてＢＰＡＤＡを用いて重合して得られた実施例１のポリイミドは、引張弾性率、引張強度ともに高く、耐熱性が高く、比誘電率及び誘電正接が低く、誘電特性が良好であった。すなわち、実施例１のポリイミドは、耐熱性、機械強度及び誘電特性の両立が成されていた。
これに対し、ジアミン成分としてＢＰＣＭＡＮの代わりにＰＤＡを用い、酸成分としてＢＰＡＤＡの代わりにｓＢＰＤＡを用いた比較例１のポリイミドは、実施例１のポリイミドよりも耐熱性、機械強度は高いが、誘電正接が高く、誘電特性が劣っていた。すなわち、比較例１のポリイミドは、耐熱性、機械強度及び誘電特性の両立が成されていなかった。
また、ジアミン成分としてＢＰＣＭＡＮの代わりにＢＡＰＰを用いた比較例２のポリイミドは、実施例１のポリイミドよりも耐熱性、機械強度が低く、また、比誘電率及び誘電正接も高く、機械強度、誘電特性ともに劣っていた。すなわち、比較例２のポリイミドは、耐熱性、機械強度及び誘電特性の両立が成されていなかった。

本発明のポリイミドは、高周波領域で使用される電子機器の基板材料（高周波基板材料）として好適に用いられ、電子機器の高性能化に貢献すると考えられる。

Claims (11)

1. ４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミンを含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物を含む酸成分とを重合させることによって得られるポリアミド酸。
2. 請求項１に記載のポリアミド酸を硬化して得られるポリイミド。
3. ４，４′－［（３，３′，４，４′－テトラヒドロ－４，４，４′，４′，７，７′－ヘキサメチル－２，２′－スピロビ［２Ｈ－１－ベンゾピラン］－６，６′－ジイル）ビス（オキシ）］ビスベンゼンアミンを含むジアミン成分と、２，２－ビス［４－（３，４－ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物を含む酸成分とを重合させることによって得られるポリイミド。
4. 周波数１ＧＨｚにおける誘電正接が０．００４以下である、請求項２に記載のポリイミド。
5. 周波数１ＧＨｚにおける比誘電率が２．９以下である、請求項２に記載のポリイミド。
6. ガラス転移温度が２２０℃以上である、請求項２に記載のポリイミド。
7. 引張弾性率が２．１ＧＰａ以上である、請求項２に記載のポリイミド。
8. 引張強度が８０ＭＰａ以上である、請求項２に記載のポリイミド。
9. 請求項２～８のいずれか１項に記載のポリイミドを含有するポリイミドフィルム。
10. 請求項２～８のいずれか１項に記載のポリイミドを含有する電子基板用材料。
11. 請求項２～８のいずれか１項に記載のポリイミドを含有する電子基板。