JP2888269B2 - Polymer composite and method for producing the same - Google Patents

Polymer composite and method for producing the same

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JP2888269B2 JP24849993A JP24849993A JP2888269B2 JP 2888269 B2 JP2888269 B2 JP 2888269B2 JP 24849993 A JP24849993 A JP 24849993A JP 24849993 A JP24849993 A JP 24849993A JP 2888269 B2 JP2888269 B2 JP 2888269B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高分子複合体及びその製
造方法に係る。とりわけ、耐熱性に優れ、エレクトロニ
クス、輸送機器、航空・宇宙分野等に広く使用されてい
るポリイミドと、既存のアクリル系樹脂成分やホスファ
ゼン系樹脂成分との複合体に関する。また、ポリイミド
系エンジニアリングプラスチックを含むポリイミド樹脂
の特長である耐熱性、絶縁性、強靱性を持ち、なお且つ
応力(ストレス)の小さい、高密度実装用の印刷回路・
プリント板・配線板や電子部品の保護膜・層間絶縁膜等
の耐熱絶縁膜を提供するものである。
The present invention relates to a polymer composite and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a composite of polyimide having excellent heat resistance and widely used in the fields of electronics, transportation equipment, aerospace, and the like, and an existing acrylic resin component or phosphazene resin component. In addition, it has the heat resistance, insulation, and toughness characteristics of polyimide resins including polyimide engineering plastics, and has low stress (stress).
An object of the present invention is to provide a heat-resistant insulating film such as a protective film and an interlayer insulating film of a printed board, a wiring board and an electronic component.

【0002】[0002]

【従来の技術】テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジア
ミンを有機溶媒中で重縮合させて得られたポリアミック
酸を前駆体とし、加熱脱水又は脱水剤による化学的反応
により脱水・閉環させ、ポリイミド樹脂を得る方法は公
知である。ポリイミド樹脂は、その優れた耐熱性、耐摩
耗性、耐薬品性、電気絶縁性、機械的特性から、電気・
電子材料、接着剤、塗料、複合材料、繊維又はフィルム
材料等に広く使用されている。
2. Description of the Related Art Polyamic acid obtained by polycondensation of a tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent is used as a precursor, and dehydration and ring closure are performed by heat dehydration or a chemical reaction with a dehydrating agent to obtain a polyimide. Methods for obtaining resins are known. Polyimide resin has excellent heat resistance, abrasion resistance, chemical resistance, electrical insulation, and mechanical properties.
Widely used for electronic materials, adhesives, paints, composite materials, fiber or film materials, and the like.

【0003】一般に、ポリイミド樹脂の前駆体であるポ
リアミック酸の重合は、ポリマー濃度が5〜20重量%
となるように有機溶媒中でテトラカルボン酸二無水物と
芳香族ジアミンを重付加反応させる方法で行われ、有機
溶媒に均一に溶解した高分子量のポリアミック酸溶液が
得られる。このポリアミック酸溶液から溶媒を除去させ
て、フィルムあるいは成形物が得られる。更に、この成
形体を高温処理又は化学的処理により脱水・閉環反応を
進め、ポリイミド成形体を得るのが通常の方法である。
Generally, the polymerization of polyamic acid, which is a precursor of a polyimide resin, is carried out at a polymer concentration of 5 to 20% by weight.
The reaction is carried out by a polyaddition reaction between a tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine in an organic solvent so as to obtain a high-molecular-weight polyamic acid solution uniformly dissolved in the organic solvent. By removing the solvent from the polyamic acid solution, a film or molded product is obtained. Further, it is a usual method to perform a dehydration / ring-closure reaction on the molded body by a high temperature treatment or a chemical treatment to obtain a polyimide molded body.

【0004】ポリイミドに硬化性樹脂成分を混合させた
ブレンド物に関しては、特開昭62−30122号、特
開昭63−86746号、特開昭63−175854号
等の公報に示されており、その技術は公知である。その
技術の目的は、主に耐熱性の改善、成形性の改良等であ
る。しかしながら、特定のモノマ組成及びプロセスによ
り達成されたポリイミドの前駆体であるポリアミック酸
に、既存のアクリル系樹脂成分やホスファゼン系樹脂成
分のモノマ又はオリゴマーを複合させ、特異な海島構造
の高分子複合体を与えた後、未硬化のアクリル系樹脂成
分やホスファゼン系樹脂成分のモノマ又はオリゴマーを
熱、光又は電子線等の手段によって高分子量化させた
後、ポリアミック酸成分は脱水・閉環反応によりイミド
化を完結させて得られる新規なポリイミド系ポリマーブ
レンド、及び、その製造方法に関しては、報告が殆どな
されていない。
[0004] Blends obtained by mixing a curable resin component with polyimide are disclosed in JP-A-62-30122, JP-A-63-86746, JP-A-63-175854, and the like. The technique is known. The purpose of the technique is mainly to improve heat resistance and moldability. However, by combining a monomer or oligomer of an existing acrylic resin component or phosphazene resin component with polyamic acid, which is a precursor of polyimide achieved by a specific monomer composition and process, a polymer composite having a unique sea-island structure After the monomer or oligomer of the uncured acrylic resin component or phosphazene resin component is made high molecular weight by means of heat, light or electron beam, the polyamic acid component is imidized by a dehydration / ring closing reaction. No report has been made on a novel polyimide-based polymer blend obtained by completing the above process and a method for producing the same.

【0005】また、従来、高密度実装用の印刷回路・プ
リント板・配線板や電子部品の保護膜・層間絶縁膜等の
耐熱絶縁膜には、ポリイミド系エンジニアリングプラス
チックを含むポリイミド樹脂が用いられてきた。ポリイ
ミド樹脂は、有機重合体系絶縁体が普通に使用される無
機材料に比べて低い誘電率を有するために、集積回路
(IC)デバイスの性能特性を改善するのに大きな利益
を与えるものと長く認められ、マイクロエレクトロニク
スにおける不動態化および中間層誘電体として潜在的な
利益を与えてきた物質であった。高密度集積回路におい
て、迅速な信号伝達および低いクロストークレベルはい
くつかの重要な考慮すべきものの中に入るもので、かく
して典型的に誘電率3.5を有し、多くの優れた熱的お
よび機械的性質を示すポリイミド絶縁体は無機誘電体以
上に好ましいものである。
Conventionally, a polyimide resin containing a polyimide-based engineering plastic has been used for a heat-resistant insulating film such as a protective film and an interlayer insulating film of printed circuits, printed boards, wiring boards and electronic components for high-density mounting. Was. Polyimide resins have long been recognized as having significant benefits in improving the performance characteristics of integrated circuit (IC) devices because organic polymer insulators have a lower dielectric constant than commonly used inorganic materials. It has been a material that has provided potential benefits as passivation and interlayer dielectrics in microelectronics. In high-density integrated circuits, rapid signaling and low crosstalk levels are among several important considerations, and thus typically have a dielectric constant of 3.5 and many excellent thermal Polyimide insulators exhibiting mechanical properties are preferred over inorganic dielectrics.

【0006】半導体素子をはじめとする電子デバイスに
おいては、素子の機能を維持するための保護膜や多層配
線の層間を絶縁するための層間絶縁膜として、ポリイミ
ド系樹脂が用いられているが、ポリイミド系材料とアル
ミニウム等の配線材料、SiO2 等のパッシベーション
材料との熱膨張係数は大きく異なっているため、形成す
るポリイミド膜の膜厚、素子構造によって、ウエハーの
反り、チップクラックの発生を引き起こすことがあっ
た。これらを緩和する方法として、ポリイミド系樹脂の
熱膨張係数をシリコン基板の熱膨張係数に近づけること
が検討されている。例えば、低熱膨張(低TCE)のポ
リイミドに関しては、特開平4−224824号公報、
米国特許第4,690,999号、Y.Misawa等
の IEEE Transactions on Electron Devices, ED-34
巻,3号,1987号3月など多くの発明が発表されてい
る。しかし、低熱膨張率のポリイミドにおいても膜厚が
厚くなったり、低熱膨張率のポリイミドを感光化させた
場合には、しばしばウエハーの反りが増大するという事
態に遭遇した。
In electronic devices such as semiconductor devices, a polyimide resin is used as a protective film for maintaining the function of the device or as an interlayer insulating film for insulating between layers of multilayer wiring. Since the thermal expansion coefficients of the base material and the wiring material such as aluminum and the passivation material such as SiO 2 are greatly different, warping of the wafer and generation of chip cracks may occur depending on the thickness of the polyimide film to be formed and the element structure. was there. As a method of alleviating these, studies are being made to make the thermal expansion coefficient of the polyimide resin close to that of the silicon substrate. For example, with respect to polyimide having low thermal expansion (low TCE), JP-A-4-224824 discloses
U.S. Pat. No. 4,690,999; IEEE Transactions on Electron Devices, ED-34 such as Misawa
Many inventions have been published, such as Vol. 3, No. 3, March 1987. However, even when the polyimide having a low coefficient of thermal expansion has a large thickness, or when the polyimide having a low coefficient of thermal expansion is made to be photosensitive, the warp of the wafer often increases.

【0007】最近開発された感光性ポリイミドでは特に
最後にイミド化させるためのポストベークで、副生成物
の水の他に分子量の大きな感光基も揮発するため、膜減
りは約50%以上であり、応力も非感光性のものより大
きくなるという問題がある(図8)。図8中、1は基
板、2は感光性ポリイミド、3はマスクである。
In the recently developed photosensitive polyimide, especially in the post-baking for imidization at the end, a photosensitive group having a large molecular weight is volatilized in addition to water as a by-product, so that the film reduction is about 50% or more. However, there is a problem that the stress is larger than that of the non-photosensitive material (FIG. 8). In FIG. 8, 1 is a substrate, 2 is a photosensitive polyimide, and 3 is a mask.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の第1
の目的は、テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミン
及び多価アミンを主成分としたポリアミック酸と未硬化
の硬化性樹脂成分を複合させて得られる、高分子ゲルを
前駆体として、未硬化性樹脂成分の硬化反応に続いてポ
リアミック酸成分の脱水・閉環反応を行わせることによ
って、低応力に優れた新しい海島構造の高分子複合体
(ポリマーブレンド)、及び、その島の大きさを制御で
きる製造方法を提供することにある。
Therefore, the first aspect of the present invention
The purpose is to obtain a polymer gel obtained by combining a polyamic acid composed mainly of tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine and polyamine and an uncured curable resin component. Dehydration and ring closure of the polyamic acid component following the curing reaction of the reactive resin component to control the polymer complex (polymer blend) having a new sea-island structure with excellent low stress and the size of the island An object of the present invention is to provide a manufacturing method which can be performed.

【0009】本発明の第2の目的は、低応力のポリイミ
ド系絶縁膜を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a low stress polyimide-based insulating film.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジア
ミン及び多価アミンを主成分として得られるポリイミド
樹脂と硬化性樹脂とが海島構造をなし、表面の海をなす
ポリイミド樹脂又は硬化性樹脂が除去されて表面が粗面
化されていることを特徴とする高分子複合体を提供す
る。また、同様に、本発明は、テトラカルボン酸二無水
物、芳香族ジアミン及び多価アミンを主成分とするポリ
アミック酸と未硬化の硬化性樹脂の複合溶液から、特定
の方法で、溶媒を蒸発させながら、ポリアミック酸と未
硬化の硬化性樹脂との海島構造を形成し、その後、硬化
性樹脂を硬化させると共に、ポリアミック酸を脱水閉環
させてポリイミド樹脂を生成させて、硬化性樹脂とポリ
イミド樹脂の海島構造を形成することを特徴とする高分
子複合体の製造方法を提供する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a polyimide resin and a curable resin obtained by using a tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine and a polyvalent amine as main components are composed of sea-island. to name the structure, form a sea of surface
Rough surface due to removal of polyimide resin or curable resin
The present invention provides a polymer complex characterized in that the polymer complex is formed. Similarly, the present invention provides a specific solution from a composite solution of a polyamic acid mainly composed of tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine and polyamine and an uncured curable resin.
By evaporating the solvent, a sea-island structure is formed between the polyamic acid and the uncured curable resin, and then the curable resin is cured, and the polyamic acid is dehydrated and closed to form a polyimide resin. And a method for producing a polymer composite, wherein a sea-island structure of a curable resin and a polyimide resin is formed.

【0011】本発明の第1の特徴は、テトラカルボン酸
二無水物、芳香族ジアミン及び多価アミンを主成分とす
るポリアミック酸と、アクリル系などの未硬化の硬化性
樹脂成分との混合溶液を所定の温度に保持するなどして
溶媒を蒸発させてゆくと、ポリアミック酸と硬化性樹脂
成分との相溶性が悪いために、ポリアミック酸と硬化性
樹脂成分の海島構造、とりわけポリアミック酸を海とし
硬化性樹脂成分を島とする海島構造が得られること、ま
たこの海島構造は硬化性樹脂成分の硬化並びにポリアミ
ック酸の脱水閉環反応後にも保持されることを見い出し
た点にある。
A first feature of the present invention is that a mixed solution of a polyamic acid containing tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine and a polyamine as a main component, and an uncured acrylic resin or the like is used. If the solvent is evaporated by maintaining the temperature at a predetermined temperature or the like, the compatibility between the polyamic acid and the curable resin component is poor, so that the sea-island structure of the polyamic acid and the curable resin component, particularly It has been found that an islands-in-sea structure having the curable resin component as an island is obtained, and that the islands-in-sea structure is maintained even after the curing of the curable resin component and the dehydration and ring closure reaction of the polyamic acid.

【0012】しかも、この海島構造における島をなす硬
化性樹脂成分の相は、加熱(蒸発)の温度と時間が増加
すると粒径が小さくなるので、島の大きさを任意に調整
できることも見い出された。本発明の第2の特徴は、ポ
リアミック酸を海とし、硬化性樹脂成分を島とする海島
構造を形成した後、硬化性樹脂を硬化させてから、表面
のポリアミック酸を選択的に溶解して島をなす硬化性樹
脂を露出させると、表面に凹凸を形成できること、この
凹凸はポリアミック酸の脱水閉環後も保持されることを
見い出した点にある。この凹凸(粗面)は、例えば、こ
のポリイミド基複合樹脂を半導体装置などの絶縁層とし
て使用する場合に、絶縁層上に形成する導電性層などの
密着性を向上させるのに有効である。
In addition, since the phase of the curable resin component forming an island in this sea-island structure becomes smaller as the temperature and time of heating (evaporation) increase, it has been found that the size of the island can be arbitrarily adjusted. Was. The second feature of the present invention is that, after forming a sea-island structure in which a polyamic acid is an ocean and a curable resin component is an island, the curable resin is cured, and then the polyamic acid on the surface is selectively dissolved. When the curable resin forming the island is exposed, irregularities can be formed on the surface, and the irregularities can be maintained even after dehydration and ring closure of the polyamic acid. The unevenness (rough surface) is effective, for example, in improving the adhesion of a conductive layer formed on the insulating layer when the polyimide-based composite resin is used as an insulating layer of a semiconductor device or the like.

【0013】本発明の第3の特徴は、ポリアミック酸を
海とし、硬化性樹脂を島とする海島構造を形成した後、
その選択領域において未硬化の硬化性樹脂成分を硬化さ
せてから、ポリアミック酸及び未硬化の硬化性樹脂成分
を溶解させると、前記選択領域以外即ち非選択領域のポ
リアミック酸及び未硬化の硬化性樹脂成分が選択的に溶
解するので、前記選択領域の硬化した硬化性樹脂とポリ
アミック酸が選択的に残る、すなわち、パターンが形成
され得ること、従って残ったポリアミック酸を脱水閉環
させると、ポリイミド樹脂と硬化性樹脂からなる複合樹
脂のパターンが得られること、そして上記の硬化性樹脂
成分の選択的硬化を露光によって行なうことができる点
である。
A third feature of the present invention is that after forming a sea-island structure in which polyamic acid is used as the sea and the curable resin is used as the island,
After curing the uncured curable resin component in the selected region, and then dissolving the polyamic acid and the uncured curable resin component, the polyamic acid and the uncured curable resin other than the selected region, that is, the unselected region. Since the components are selectively dissolved, the cured curable resin and the polyamic acid in the selected region remain selectively, that is, a pattern can be formed, and thus, when the remaining polyamic acid is dehydrated and ring-closed, the polyimide resin and A composite resin pattern composed of a curable resin is obtained, and selective curing of the curable resin component can be performed by exposure.

【0014】本発明の高分子複合体(ポリマーブレン
ド)は、以下のような手法により調整される。 (1)有機溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物、芳香
族ジアミン及び多価アミンを混合し、重付加反応させる
ことにより、有機溶媒に均一に溶解したポリアミック酸
溶液を得る。
The polymer composite (polymer blend) of the present invention is prepared by the following method. (1) A polyamic acid solution uniformly dissolved in an organic solvent is obtained by mixing a tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine, and a polyvalent amine in an organic solvent and performing a polyaddition reaction.

【0015】(2)未硬化の硬化性樹脂成分である反応
性モノマ又はオリゴマーを主成分とした樹脂又は樹脂組
成物と、必要に応じて反応開始剤を、前述のポリアミッ
ク酸溶液に複合させる。この場合、予め有機溶媒中に未
硬化の硬化性樹脂成分を含ませた溶液中でポリアミック
酸の重付加反応を行わせるか、重付加反応により得られ
たゲル化に至ってないポリアミック酸溶液に、未硬化の
硬化性樹脂成分を添加する等の方法により、未硬化の硬
化性樹脂成分とポリアミック酸の複合化を行わせる。
(2) A resin or a resin composition containing a reactive monomer or oligomer as an uncured resin component as a main component and, if necessary, a reaction initiator are combined with the above-mentioned polyamic acid solution. In this case, a polyamic acid polyaddition reaction is performed in a solution containing an uncured curable resin component in an organic solvent in advance, or a gelled polyamic acid solution obtained by the polyaddition reaction, The uncured curable resin component and the polyamic acid are compounded by a method such as adding an uncured curable resin component.

【0016】(3)ポリアミック酸溶液と未硬化の硬化
性樹脂成分を複合した混合溶液が、硬化を起こす前にフ
ィルム等の形状にするために、混合溶液を基材上等に流
延又は成形型に流入させる。 (4)有機溶媒と未硬化の硬化性樹脂成分を含んだポリ
アミック酸の高分子ゲルより、有機溶媒を除去し、成形
体を得る。この溶媒の除去を制御することにより前記海
島構造が得られる。
(3) The mixed solution obtained by combining the polyamic acid solution and the uncured curable resin component is cast or molded on a substrate or the like in order to form a film or the like before curing. Inject into mold. (4) The organic solvent is removed from a polyamic acid polymer gel containing an organic solvent and an uncured curable resin component to obtain a molded article. By controlling the removal of the solvent, the sea-island structure is obtained.

【0017】(5)成形体を構成している未硬化の硬化
性樹脂成分の硬化反応に続いて、ポリアミック酸成分の
脱水・閉環反応を完結させ、高分子複合体(ポリマーブ
レンド)を得る。 以下、調整方法の詳細を述べる。テトラカルボン酸二無
水物、芳香族ジアミン及び多価アミンの重付加反応にお
いて、この反応は結局のところ、テトラカルボン酸二無
水物とアミン類との反応であり、調整方法としては、窒
素ガスのような不活性雰囲気下、芳香族ジアミンと多価
アミンを有機溶媒で溶解させた溶液中にテトラカルボン
酸二無水物を加えればよい。テトラカルボン酸二無水物
は、固形で加えても、溶媒で溶解させた液状で加えても
よい。テトラカルボン酸二無水物に、芳香族ジアミンと
多価アミンを加える方法でもよい。
(5) Following the curing reaction of the uncured curable resin component constituting the molded article, the dehydration and ring closure reaction of the polyamic acid component is completed to obtain a polymer composite (polymer blend). Hereinafter, the adjustment method will be described in detail. In the polyaddition reaction of tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine and polyamine, this reaction is, after all, a reaction between tetracarboxylic dianhydride and amines. Under such an inert atmosphere, tetracarboxylic dianhydride may be added to a solution in which an aromatic diamine and a polyvalent amine are dissolved in an organic solvent. The tetracarboxylic dianhydride may be added in a solid form or in a liquid form dissolved in a solvent. A method of adding an aromatic diamine and a polyamine to the tetracarboxylic dianhydride may be used.

【0018】本発明で用いられるテトラカルボン酸二無
水物の代表例としては、ピロメリット酸二無水物、3,
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、2,2′,3,3′−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、2,2′,6,6−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフ
タレンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,
4−ジカルボキシルフェニル)プロパン二無水物、ビス
(3,4−ジカルボキシルフェニル)スルホン二無水
物、ビス(3,4−ジカルボキシルフェニル)エーテル
二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン
酸二無水物、ナフタレン−1,2,4,5−テトラカル
ボン酸二無水物、ナフタレン−1,4,5,8−テトラ
カルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テト
ラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(アン
ヒドロトリメリテート)などであり、単独又は二種以上
の混合物で用いることができる。
Representative examples of the tetracarboxylic dianhydride used in the present invention include pyromellitic dianhydride, 3,
3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2', 6,6-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride Anhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3
4-dicarboxylphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxylphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxylphenyl) ether dianhydride, 3,4,9,10-perylene Tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, benzene-1,2,3,4 -Tetracarboxylic dianhydride, ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate) and the like, which can be used alone or in a mixture of two or more.

【0019】この中でも、テトラカルボン酸二無水物と
して、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物の単独又は二種以上の混合物で用いることが、耐熱
性が高く、機械的特性に優れたポリイミド複合体を得る
上で好ましい。テトラカルボン酸二無水物と反応させる
芳香族ジアミンの代表例としては、メタフェニレンジア
ミン、パラフェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジ
フェニルプロパン、4,4′−ジアミノジフェニルメタ
ン、3,3′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−
ジアミノジフェニルスルフィド、4,4′−ジアミノジ
フェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスル
ホン、3,4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,
4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,4′ジアミノジフェニルエ
ーテル、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、3,3′
−ジアミノベンゾフェノン、2,2′−ビス(4−アミ
ノフェニル)プロパン、ベンジジン、3,3′−ジアミ
ノビフェニル、2,6−ジアミノピリジン、2,5−ジ
アミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、ビス〔4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス
〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、
ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテ
ル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エ
ーテル、2,2′−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕プロパン、2,2′−ビス〔4−(3−
アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4′−ビ
ス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4−ビス
(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4
−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2′−ビス〔4−
(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフロロプロ
パン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノ
ナフタレン及びこれらの誘導体等が挙げられる。また、
イソフタル酸ジヒドラジン等のジヒドラジド化合物も使
用できる。これらは、単独又は二種以上の混合物で用い
ることができる。
Among these, it is preferable to use pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride alone or as a mixture of two or more of them as the tetracarboxylic dianhydride. This is preferable for obtaining a polyimide composite having high properties and excellent mechanical properties. Representative examples of aromatic diamines to be reacted with tetracarboxylic dianhydride include metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane , 4,4'-
Diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,
4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3 '
-Diaminobenzophenone, 2,2'-bis (4-aminophenyl) propane, benzidine, 3,3'-diaminobiphenyl, 2,6-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, bis [4
-(4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone,
Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2 '-Bis [4- (3-
Aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4
-Aminophenoxy) benzene, 2,2'-bis [4-
(3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene and derivatives thereof. Also,
Dihydrazide compounds such as dihydrazine isophthalate can also be used. These can be used alone or in a mixture of two or more.

【0020】この中でも、芳香族ジアミンとして、メタ
フェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、ジアミ
ノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテルの単
独又は二種以上の混合物で用いることが、耐熱性が高
く、機械的特性に優れたポリイミド複合体を得る上で好
ましい。多価アミンとは、ひとつの分子構造中に三個以
上のアミン基及び/又はアンモニウム塩基を有する化合
物を示す。
Among them, the use of a single or a mixture of two or more of metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylether as the aromatic diamine makes it possible to obtain a polyimide composite having high heat resistance and excellent mechanical properties. It is preferable for obtaining body. The polyamine refers to a compound having three or more amine groups and / or ammonium bases in one molecular structure.

【0021】多価アミンの代表例としては、3,3′,
4,4′−テトラアミノジフェニルエーテル、3,
3′,4,4′−テトラアミノジフェニルメタン、3,
3′,4,4′−テトラアミノベンゾフェノン、3,
3′,4,4′−テトラアミノジフェニルスルホン、
3,3′,4,4′−テトラアミノビフェニル、1,
2,4,5−テトラアミノベンゼン、3,3′,4−ト
リアミノジフェニルエーテル、3,3′,4−トリアミ
ノジフェニルメタン、3,3′,4−トリアミノベンゾ
フェノン、3,3′,4−トリアミノジフェニルスルホ
ン、3,3′,4−トリアミノビフェニル、トリアミノ
ベンゼン及びこれらの化合物の官能基を第四級アンモニ
ウム塩の形に変えた化合物類、例えば3,3′,4,
4′−テトラアミノビフェニル・四塩酸塩等が挙げられ
る。第四級アンモニウム塩としては塩酸塩の他に、硫酸
塩、硝酸塩の形で用いることもできる。これらの化合物
の中には、多価アミンの官能基の全てが第四級アンモニ
ウム塩の形でないものも含まれる。また、上記物質の中
には水和物として存在しているものもあり、これらの多
価アミン類は単独又は二種以上の混合物で用いることも
できる。脂肪族類の多価アミンを使用することも可能で
ある。
Representative examples of polyvalent amines include 3,3 ',
4,4'-tetraaminodiphenyl ether, 3,
3 ', 4,4'-tetraaminodiphenylmethane, 3,
3 ', 4,4'-tetraaminobenzophenone, 3,
3 ', 4,4'-tetraaminodiphenyl sulfone,
3,3 ', 4,4'-tetraaminobiphenyl, 1,
2,4,5-tetraaminobenzene, 3,3 ', 4-triaminodiphenyl ether, 3,3', 4-triaminodiphenylmethane, 3,3 ', 4-triaminobenzophenone, 3,3', 4- Triaminodiphenyl sulfone, 3,3 ', 4-triaminobiphenyl, triaminobenzene and compounds in which the functional group of these compounds is changed to a quaternary ammonium salt, for example, 3,3', 4
4'-tetraaminobiphenyl tetrahydrochloride and the like. The quaternary ammonium salt can be used in the form of sulfate or nitrate in addition to hydrochloride. Some of these compounds include those in which all of the functional groups of the polyamine are not in the form of a quaternary ammonium salt. Some of the above substances exist as hydrates, and these polyamines can be used alone or as a mixture of two or more kinds. It is also possible to use aliphatic polyvalent amines.

【0022】テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミ
ン及び多価アミンを主成分としたポリアミック酸を得る
反応において用いられる有機溶媒は、反応に対して不活
性であると同時に、使用するモノマ類及び重合された高
分子量物を溶解させることが必要で、代表的なものとし
て、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N
−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルメトキシア
セトアミド、ヘキサメチルホスホアミド、ピリジン、ジ
メチルスルホン、テトラメチレンスルホン、クレゾー
ル、フェノール、キシレノール等のフェノール類や、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、ベンゾニトリル、ジオキ
サン、シクロヘキサン等が挙げられる。これらの溶媒
は、単独又は二種以上混合して使用される。
The organic solvent used in the reaction for obtaining the polyamic acid containing tetracarboxylic dianhydride, aromatic diamine and polyamine as the main components is inert to the reaction, and at the same time, the monomers and It is necessary to dissolve the polymerized high molecular weight substance, and typical examples are N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N
-Diethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-
Phenols such as methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylmethoxyacetamide, hexamethylphosphamide, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, cresol, phenol, xylenol, benzene, toluene, xylene, benzonitrile, dioxane, Cyclohexane and the like. These solvents are used alone or in combination of two or more.

【0023】反応させるテトラカルボン酸二無水物/多
価アミンのモル比は、(100)/(2〜25)である
ことが好ましく、特に好ましくは、(100)/(4〜
15)の範囲であるが、用いるモノマの種類により、そ
の好適な組成範囲が若干ずれる場合もありうる。これら
のテトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミン及び多価
アミン成分は、単独又は二種以上の混合物で用いられる
ため、得られるポリマーは共重合体のものを含む。ま
た、特定の成分から成るポリアミック酸と、このポリア
ミック酸の構成成分の少なくとも一種類が異なるポリア
ミック酸を混合した、ポリアミック酸のブレンドも含ま
れる。
The molar ratio of tetracarboxylic dianhydride / polyamine to be reacted is preferably (100) / (2 to 25), particularly preferably (100) / (4 to 25).
Although it is the range of 15), the preferable composition range may be slightly shifted depending on the type of the monomer used. Since these tetracarboxylic dianhydrides, aromatic diamines and polyamine components are used alone or in a mixture of two or more, the resulting polymers include those of copolymers. Further, a blend of a polyamic acid in which a polyamic acid composed of a specific component and a polyamic acid in which at least one of the components of the polyamic acid is different is also included.

【0024】ポリアミック酸成分に複合される未硬化の
硬化性樹脂成分は、少なくとも有機溶媒に可溶な反応性
モノマ及び/又は反応性オリゴマーを主成分とした樹脂
又は樹脂組成物であり、硬化性樹脂成分の種類として
は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等
があり、これらを単独又は二種以上の混合物として使用
することができる。特に好ましいのは、未硬化のアクリ
ル系樹脂成分やホスファゼン系樹脂成分であり、更に、
不飽和二重結合を少なくとも2つ以上有する、反応性モ
ノマ及び/又は反応性オリゴマーが好ましい。これら
は、樹脂組成物として樹脂成分以外に、反応開始剤や硬
化促進剤を含むことも多い。
The uncured curable resin component complexed with the polyamic acid component is a resin or a resin composition containing at least a reactive monomer and / or a reactive oligomer soluble in an organic solvent. Examples of the type of the resin component include a thermosetting resin, a photocurable resin, and an electron beam curable resin, and these can be used alone or as a mixture of two or more. Particularly preferred are uncured acrylic resin components and phosphazene resin components,
Reactive monomers and / or reactive oligomers having at least two unsaturated double bonds are preferred. These often contain a reaction initiator and a curing accelerator in addition to the resin component as the resin composition.

【0025】混合の際には未硬化の硬化性樹脂を溶解さ
せる溶媒としては、代表的なものとして、N,N−ジメ
チルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の
アミド系溶媒、クレゾール、フェノール、キシレノール
等のフェノール類、ジメチルスルホン、テトラメチレン
スルホン、ジメチルスルホキシド等のスルホン系溶媒、
ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭
化水素類、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶
媒、ケトン類、アルコール類、N−メチル−2−ピロリ
ドン、ベンゾニトリル、ピリジン、ジオキサン、ポリリ
ン酸、N,N−ジメチルアニリン等が挙げられる。これ
らの溶媒は、単独又は二種以上混合して使用される。
Typical solvents for dissolving the uncured curable resin during mixing are amide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, cresol, phenol, and the like. Phenols such as xylenol, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, sulfone solvents such as dimethyl sulfoxide,
Hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and cyclohexane, chlorinated solvents such as methylene chloride and dichloroethane, ketones, alcohols, N-methyl-2-pyrrolidone, benzonitrile, pyridine, dioxane, polyphosphoric acid, N, N -Dimethylaniline and the like. These solvents are used alone or in combination of two or more.

【0026】以上のような操作によって、有機溶媒に均
一に溶解したポリアミック酸と未硬化の硬化性樹脂成分
の混合された混合溶液が得られる。この混合溶液を例え
ば、スピンコート法・ロールコート法・ディップコート
法等で、シリコンウエハー等の基板に塗布して約30〜
200℃に保つことにより、前記混合溶液の溶媒を蒸発
させると相分離を起こし、海島構造が形成させることが
できることを見い出した。この状態で、島である未硬化
の硬化性樹脂成分を硬化させた後、それに続いて、海で
あるポリアミック成分の脱水・閉環反応を行わせること
により、海島構造を有する樹脂すなわちポリマーブレン
ドを得ることができる。島が硬化性樹脂成分で海がポリ
イミドであることは、硬化後のそれぞれの成分分析で明
らかになった。さらに、溶媒乾燥時に乾燥が進むほど島
の粒径が小さくなることも明らかになり、島の粒径を制
御することも可能となった。
By the above operation, a mixed solution of the polyamic acid uniformly dissolved in the organic solvent and the uncured curable resin component is obtained. This mixed solution is applied to a substrate such as a silicon wafer by a spin coating method, a roll coating method, a dip coating method, or the like, for about 30 to
By maintaining the temperature at 200 ° C., it has been found that when the solvent of the mixed solution is evaporated, phase separation occurs, and a sea-island structure can be formed. In this state, after the uncured curable resin component that is an island is cured, a resin having a sea-island structure, that is, a polymer blend is obtained by subsequently performing a dehydration and ring-closing reaction of the polyamic component that is a sea. be able to. The fact that the island is a curable resin component and the sea is a polyimide was clarified by component analysis after curing. Furthermore, it became clear that the particle diameter of the island became smaller as the drying progressed during the solvent drying, and it became possible to control the particle diameter of the island.

【0027】最初に均一に溶解した混合溶液に塗布後熱
を加えることにより溶媒が乾燥する。この溶媒の乾燥と
ともに、均一に溶解したポリアミック酸と未硬化の硬化
性樹脂成分の混合溶液の相溶性が低下する。この相溶性
が低下する時に、混合樹脂(ポリマーブレンド)特有の
海島構造を形成していく。この時、硬化性樹脂成分は柔
らかく、また、溶媒を含んでいるポリアミック酸の混合
溶液時には大きかった占有する体積が減少していくた
め、ポリアミック酸はイミド化が進行しながら海とな
り、硬化性樹脂成分は島となる。更に、ポリアミック酸
の占有する体積が減少していくと柔らかい硬化性樹脂成
分は徐々に押し潰されて小さな島となっていく。しか
し、途中で硬化性樹脂成分を光や熱で硬化させるとその
時の島の大きさに固定され、更に加熱してもイミド化の
進行が進むだけで島は小さくならない。
First, the solvent is dried by applying heat to the uniformly mixed solution after application. As the solvent dries, the compatibility of the mixed solution of the uniformly dissolved polyamic acid and the uncured curable resin component decreases. When the compatibility decreases, a sea-island structure unique to the mixed resin (polymer blend) is formed. At this time, the curable resin component is soft, and the volume occupied by the mixed solution of the polyamic acid containing the solvent is large, so that the polyamic acid becomes a sea while imidization proceeds, and the curable resin becomes hard. The component is an island. Further, as the volume occupied by the polyamic acid decreases, the soft curable resin component is gradually crushed into small islands. However, when the curable resin component is cured by light or heat in the middle, the size of the island is fixed at that time, and even if heating is further performed, only the progress of imidization proceeds, and the island does not become smaller.

【0028】ポリアミック酸に含まれる先に述べた溶媒
を、溶媒の沸点より低い温度で徐々に加熱していくと、
混合時一時的に溶解した硬化性樹脂が溶解できなくなり
折出して相分離を起こす。ここで溶媒の種類や沸点又は
膜厚にもよるが、加熱温度は30℃〜200℃、加熱時
間は5分間〜3時間の間が好ましいことがわかった。図
1の(A)及び(B)はポリアミック酸とアクリル樹脂
モノマをそれぞれ60℃および120℃で60分間加熱
したとき得られる、ポリアミック酸(ポリイミド)を海
とし、アクリル樹脂モノマを島とする構造の断面SEM
写真であるが、60℃のときより120℃のときの方が
島の粒径が小さくなっていることが認められる。
When the above-mentioned solvent contained in the polyamic acid is gradually heated at a temperature lower than the boiling point of the solvent,
At the time of mixing, the curable resin temporarily dissolved cannot be dissolved, and starts to separate to cause phase separation. Here, it was found that the heating temperature was preferably from 30 ° C. to 200 ° C. and the heating time was preferably from 5 minutes to 3 hours, depending on the type, boiling point or film thickness of the solvent. FIGS. 1A and 1B show a structure obtained by heating a polyamic acid and an acrylic resin monomer at 60 ° C. and 120 ° C. for 60 minutes, respectively, wherein the polyamic acid (polyimide) is the sea, and the acrylic resin monomer is the island. Cross section SEM of
Although it is a photograph, it is recognized that the particle size of the island is smaller at 120 ° C. than at 60 ° C.

【0029】このようなポリマーブレンド膜を用いる
と、ポリイミド特有のイミド化に伴う体積減少を緩和す
ることができるため、通常のポリイミド膜に比べて低ス
トレスの膜を得ることができる。また、後で実施例でも
述べるが、ポリイミドの完全なイミド化の前にポリアミ
ック酸を溶解できる溶媒で洗浄(現像)することによ
り、最表面の海であるポリアミック酸を除去できるので
膜の表面には海島構造に依存する細かな凹凸が形成され
る。この膜表面の凹凸は、例えば、その上に次の膜を形
成する場合にアンカー効果により膜の密着力を上げるこ
とが可能となる。
When such a polymer blend film is used, a decrease in volume due to imidization peculiar to polyimide can be mitigated, so that a film having a lower stress than a normal polyimide film can be obtained. In addition, as will be described later in Examples, by washing (developing) with a solvent capable of dissolving the polyamic acid before complete imidization of the polyimide, the polyamic acid which is the outermost sea can be removed. Fine irregularities are formed depending on the sea-island structure. The unevenness on the film surface makes it possible, for example, to increase the adhesion of the film by the anchor effect when the next film is formed thereon.

【0030】図2にこの表面凹凸を有するポリマーブレ
ンド膜の拡大写真を示す。表面にアクリル樹脂の島が露
出しているのが認められる。なお、図2中、(A)と比
べて(B)ではアクリル樹脂モノマの量が倍であった
が、このためアクリルの島の粒径が大きくなっているの
が認められる。また、本発明者らは、キュア時に収縮し
て体積変化の大きい、ポリイミド系樹脂の応力を緩和さ
せる方法について検討した結果、熱による体積変化の小
さい粒子を膜中に分散させると良いことを見い出した。
図3中、1は基板、2はポリイミド系樹脂、5は微粒子
である。
FIG. 2 shows an enlarged photograph of the polymer blend film having the surface irregularities. It is recognized that the acrylic resin island is exposed on the surface. In FIG. 2, the amount of the acrylic resin monomer is twice as large in (B) as in (A), but it is recognized that the particle size of the acrylic island is large. In addition, the present inventors have studied a method of relieving the stress of a polyimide resin that shrinks during curing and has a large volume change, and as a result, has found that it is better to disperse particles having a small volume change due to heat in a film. Was.
In FIG. 3, 1 is a substrate, 2 is a polyimide resin, and 5 is fine particles.

【0031】具体的には、熱による体積変化の小さい粒
子としては、有機物においては、熱による体積変化の小
さいアクリル系またはホスファゼン系による微粒子をポ
リイミド樹脂膜中に均一に分散させる。均一に分散させ
る方法としては、あらかじめ、アクリル系または、ホス
ファゼン系による微粒子を準備しておき、ポリイミド系
樹脂の前駆体ワニス中に分散させておき、そのまま、膜
にしてイミド化させる方法がある。
Specifically, as the particles whose volume change due to heat is small, in the case of organic substances, acrylic or phosphazene-based particles whose volume change due to heat is small are uniformly dispersed in the polyimide resin film. As a method of uniformly dispersing, there is a method in which acrylic or phosphazene-based fine particles are prepared in advance, dispersed in a precursor varnish of a polyimide resin, and imidized as a film.

【0032】微粒子を組成物中に均一に分散させるため
に、必要に応じて、ホモミキサーによる高速攪拌や超音
波分散などの方法を用いることができる。また、予め溶
媒中に微粒子を分散させた懸濁液を混合するという方法
もとり得る。本発明の低応力に関わる材料は無機または
有機物の微粒子を複合させて用いてもなんら支障は無
く、効果は大きい。
In order to uniformly disperse the fine particles in the composition, a method such as high-speed stirring with a homomixer or ultrasonic dispersion can be used as necessary. Alternatively, a method of mixing a suspension in which fine particles are dispersed in a solvent in advance may be used. The material relating to low stress of the present invention has no problem even if inorganic or organic fine particles are used in combination, and the effect is large.

【0033】さらに、上記と関連して、ポリイミド系樹
脂の前駆体ワニス中に、アクリル系または、ホスファゼ
ン系のモノマを溶解させ、膜にして、ワニス中に含まれ
る溶媒を乾燥していくと、ミクロな相分離を起こし、ア
クリル系または、ホスファゼン系のモノマとポリイミド
系樹脂の前駆体が「海島構造」となる。この時、モノマ
が「島」になる。このように「海島」に相分離したモノ
マを熱または光照射で硬化させると、ポリイミド系樹脂
膜中にアクリル系または、ホスファゼン系のポリマ微粒
子が、マトリックスとなるポリイミド系樹脂膜中に分散
された膜が形成される。
Further, in connection with the above, when an acrylic or phosphazene monomer is dissolved in a polyimide resin precursor varnish to form a film, and the solvent contained in the varnish is dried, Micro phase separation occurs, and the acrylic- or phosphazene-based monomer and the precursor of the polyimide-based resin have a “sea-island structure”. At this time, the monomer becomes an “island”. When the monomer phase-separated into "sea islands" is cured by heat or light irradiation, acrylic or phosphazene-based polymer fine particles are dispersed in the polyimide-based resin film serving as a matrix. A film is formed.

【0034】本発明のこの態様において使用されるポリ
イミド膜は、上記高分子複合体のポリイミドによる膜の
ほか、テトラカルボン酸とジアミンを選択的に組み合わ
せ、これらを極性溶媒中で反応させて、ポリイミド前駆
体のワニスとした後、このポリイミド前駆体のワニスを
基板上に塗布して200〜400℃の範囲で熱処理を行
い脱水縮合することによっても得ることができ、公知の
ポリイミド膜が使用できる。
The polyimide film used in this embodiment of the present invention is not limited to the above-mentioned polyimide film of the polymer composite, but also selectively combines tetracarboxylic acid and diamine and reacts them in a polar solvent to obtain a polyimide film. After forming the varnish of the precursor, the varnish of the polyimide precursor can be obtained by applying the varnish of the polyimide precursor on a substrate, performing heat treatment at a temperature in the range of 200 to 400 ° C., and performing dehydration condensation, and a known polyimide film can be used.

【0035】具体的には、ピロメリット酸二無水物と
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′,
4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′,
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,
4′−ジアミノジフェニルエーテル、ピロメリット酸二
無水物とパラフェニレンジアミン、3,3′,4,4′
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレ
ンジアミンおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサンなどから合成されたポリイミドが好ま
しく用いられるが、これに限定されない。
Specifically, pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ',
4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ',
4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4
4'-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and paraphenylenediamine, 3,3 ', 4,4'
Polyimide synthesized from -biphenyltetracarboxylic dianhydride, paraphenylenediamine, bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, or the like is preferably used, but is not limited thereto.

【0036】微粒子の粒径は特に限定されないが、好ま
しくは5μm以下、より好ましくは2μm以下である。
平坦な薄膜を得るためには、微粒子の粒径が小さいこと
が好ましい。また、球形のみならず、フレーク状であっ
てもよい。以上述べたように、このように微粒子が均一
に分散された膜は、ポリイミド系前駆体を塗膜とした
後、熱によりイミド化が始まり副生成物が発生し、ま
た、溶媒が乾燥していく場合に生じる体積収縮が発生し
ていく時に、この微粒子が体積収縮を妨げ応力が生じる
の緩和する作用があるため、微粒子を含まない膜よりも
応力が緩和されることを見出した。
The particle size of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less.
In order to obtain a flat thin film, the particle diameter of the fine particles is preferably small. The shape may be not only spherical but also flake. As described above, a film in which fine particles are uniformly dispersed in this way, after a polyimide-based precursor is applied as a coating, imidation starts by heat to generate by-products, and the solvent is dried. It has been found that when the volume shrinkage occurs in some cases, the fine particles have an action of preventing the volume shrinkage and causing the stress to be reduced, so that the stress is alleviated more than the film containing no fine particles.

【0037】ポリイミド系前駆体ワニスの樹脂分に対し
て、1:1の割合の微粒子を分散させることにより、非
感光性ポリイミドに対しては70%以下のストレス、感
光性ポリイミドに対しては60%以下のストレスにな
り、ウエハーの反りや薄膜多層回路において配線層の断
線を抑制することができる。従来の感光性ポリイミドは
通常40MPa以上のストレスが、また、非感光性ポリ
イミドでも通常35MPa以上のストレスが生じるた
め、高密度実装用の印刷回路・プリント板・配線板や電
子部品の保護膜・層間絶縁膜等に用いるために10〜2
0μmの膜厚の絶縁膜を2層以上積層すると厚さ500
μm程度のウエハーはそりを生じ、配線層においても度
々断線を生じることがあったが、本発明の材料を用いれ
ば、ポリイミドの特性を維持しながら25MPa程度の
ストレスに抑えることも可能となり、2層以上の薄膜回
路においても充分適用可能となる。
By dispersing fine particles at a ratio of 1: 1 with respect to the resin content of the polyimide-based precursor varnish, a stress of 70% or less for non-photosensitive polyimide and 60% for photosensitive polyimide. % Or less, and it is possible to suppress the warpage of the wafer and the disconnection of the wiring layer in the thin film multilayer circuit. Conventional photosensitive polyimides usually have a stress of 40 MPa or more, and non-photosensitive polyimides usually have a stress of 35 MPa or more. Therefore, protective films and interlayers for printed circuits, printed boards, wiring boards and electronic components for high-density mounting. 10 to 2 for use as insulating film, etc.
When two or more insulating films each having a thickness of 0 μm are laminated, a thickness of 500
Although a wafer having a thickness of about μm may be warped and a disconnection often occurs in a wiring layer, the use of the material of the present invention makes it possible to suppress the stress to about 25 MPa while maintaining the characteristics of polyimide. It can be sufficiently applied to a thin film circuit having more than two layers.

【0038】[0038]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 実施例1 下記のプロセスでポリアミック酸溶液を調整した。30
0mlの四つ口セパラブルフラスコ中に、0.45gの精
製したパラフェニレンジアミン(略称:PPD)と0.
16gの3,3′,4,4′−テトラアミノビフェニル
・四塩酸塩・二水和物(略称:TABT)を採取し、2
0gの蒸留されたN−メチル−2−ピロリドン(略称:
NMP)を加え、攪拌し溶解させた。
Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 A polyamic acid solution was prepared by the following process. 30
In a 0 ml four-neck separable flask, 0.45 g of purified paraphenylenediamine (abbreviation: PPD) was added.
16 g of 3,3 ', 4,4'-tetraaminobiphenyl tetrahydrochloride dihydrate (abbreviation: TABT) was collected and collected.
0 g of distilled N-methyl-2-pyrrolidone (abbreviation:
NMP) was added and stirred to dissolve.

【0039】窒素雰囲気の下、外部水槽の温度を5℃に
コントロールし、上記溶液を攪拌しながら1.6gの精
製した3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物(略称:BTDA)を固形のまま、溶液
の温度が上がらないように注意しながら徐々に添加し、
全てを加え終わった後、攪拌を続け重付加反応を行わせ
均一なポリアミック酸溶液(ポリイミド前駆体ワニス)
を調整した。このポリイミド前駆体ワニスを100.0
g中にアクリル系モノマとしてトリス(アクリロイルオ
キシエチル)イソシアネートを25.0gを加え、さら
に光反応開始剤として2,2−ジメトキシ−2−フェニ
ルアセトフェノンを3.0g加えた。
Under a nitrogen atmosphere, the temperature of the external water tank was controlled at 5 ° C., and 1.6 g of purified 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (abbreviated name) was stirred with the above solution. : BTDA) is added as it is while adding solid while paying attention not to raise the temperature of the solution.
After all the additions have been completed, stirring is continued to perform a polyaddition reaction, and a uniform polyamic acid solution (polyimide precursor varnish)
Was adjusted. This polyimide precursor varnish was added to 100.0
25.0 g of tris (acryloyloxyethyl) isocyanate was added as an acrylic monomer in 3.0 g, and 3.0 g of 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone was further added as a photoreaction initiator.

【0040】この感光液を3インチの前処理を施したS
iウエハー上にスピンコートした後、ワニス溶媒である
N−メチル−2−ピロリドン(沸点204℃)の沸点よ
り低い100℃で1時間加熱して、塗膜に含まれるN−
メチル−2−ピロリドンをゆっくり蒸発させると、下記
の如く「海島構造」が得られた。この乾板の上にガラス
マスクを設置し、紫外線露光機で露光量300mJ/cm2
(365nm)照射して、アクリル系モノマ:トリス(ア
クリロイルオキシエチル)イソシアネートを硬化させ
た。
This photosensitive solution was subjected to a pretreatment of 3 inches for S
After spin-coating on the i-wafer, it was heated at 100 ° C. lower than the boiling point of the varnish solvent N-methyl-2-pyrrolidone (boiling point 204 ° C.) for 1 hour, and the N-
Slow evaporation of methyl-2-pyrrolidone provided the "sea-island structure" as follows. A glass mask was placed on this dry plate, and the exposure amount was 300 mJ / cm 2 using an ultraviolet exposure machine.
(365 nm) to cure the acrylic monomer: tris (acryloyloxyethyl) isocyanate.

【0041】次にN−メチル−2−ピロリドン液で超音
波浸漬現像し、その後イソプロピルアルコールでリンス
することにより、照射されたパターン領域のみ残り未照
射領域は溶出した。最後に残存しているポリイミド前駆
体をポリイミド樹脂にするために300℃で30分ポス
トベークした。ポストベーク後の膜厚は10μmであっ
た。
Next, the substrate was subjected to ultrasonic immersion development with an N-methyl-2-pyrrolidone solution, followed by rinsing with isopropyl alcohol, whereby only the irradiated pattern region remained, and the unirradiated region was eluted. Finally, post-baking was performed at 300 ° C. for 30 minutes in order to convert the remaining polyimide precursor into a polyimide resin. The film thickness after post-baking was 10 μm.

【0042】この膜を走査型電子顕微鏡(SEM)で観
察したところ、「海島構造」が観察され、膜表面に微細
な凹凸が形成されているのが観察された(図4は断面、
図2(A)はビアホール表面)。なお、図4の断面写真
では、断面からアクリルの島が一部脱落している。図5
に示すようにFT−IRを用いて「海」「島」をそれぞ
れ分析したところ、アクリル特有の吸収が「島」(微粒
子)から観察されことで「海」(マトリックス)がポリ
イミドで「島」がアクリルであることがわかった。この
ことから、ポリイミド樹脂膜中に1〜2μm程度のアク
リル系ポリマ微粒子が、マトリックスとなるポリイミド
樹脂中に分散されているのがわかった。
When this film was observed with a scanning electron microscope (SEM), "sea-island structure" was observed, and fine irregularities were formed on the film surface (FIG.
FIG. 2A shows the surface of the via hole. In the cross-sectional photograph of FIG. 4, an acrylic island has partially dropped off from the cross section. FIG.
As shown in the above, when the “sea” and “island” were analyzed using FT-IR, absorption specific to acrylic was observed from the “island” (fine particles), so that the “sea” (matrix) was polyimide and “island”. Was found to be acrylic. From this, it was found that acrylic polymer fine particles of about 1 to 2 μm were dispersed in the polyimide resin film as the matrix.

【0043】実施例2 実施例1で用いた感光液を用いて、3インチの前処理を
施したSiウエハー上にスピンコートした後、溶媒蒸発
温度をそれぞれ30℃,60℃,90℃,120℃とし
てプリベーク時間は全て30分とした試料を液体窒素で
固化させ、切断した断面を環境走査型電子顕微鏡(E−
SEM)で観察した。
Example 2 The photosensitive solution used in Example 1 was spin-coated on a 3-inch pre-processed Si wafer, and the solvent evaporation temperature was changed to 30 ° C., 60 ° C., 90 ° C., and 120 ° C., respectively. The sample was solidified with liquid nitrogen at a pre-bake time of 30 minutes at ℃, and the cut cross section was taken with an environmental scanning electron microscope (E-
(SEM).

【0044】30℃のサンプルでは、溶媒を大量に含ん
でいるため、膜厚が24μmであったが既に「海」
「島」に分離しており、「島」の大きさも10μm程度
と大きかった。60℃のサンプルでは、膜厚がやや減少
し、膜厚が20μmで「島」は小さく分離していくもの
も観察され、平均的な大きさも8μm程度であった。
Since the sample at 30 ° C. contained a large amount of solvent, the film thickness was 24 μm.
The islands were separated into islands, and the size of the islands was as large as about 10 μm. In the case of the sample at 60 ° C., the film thickness was slightly reduced, and the “island” having a film thickness of 20 μm was observed to be small and separated, and the average size was about 8 μm.

【0045】90℃のサンプルでは、さらに膜厚が減少
し、膜厚が18μmで「島」の大きさも4μm程度であ
った。120℃のサンプルでは、さらに膜厚が減少し、
膜厚が16μmで「島」の大きさも1〜2μm程度と小
さくなった。
In the sample at 90 ° C., the film thickness was further reduced, and the film thickness was 18 μm and the size of the “island” was about 4 μm. For the sample at 120 ° C, the film thickness is further reduced,
When the film thickness was 16 μm, the size of the “island” was reduced to about 1 to 2 μm.

【0046】実施例3 下記のプロセスでポリアミック酸溶液を調整した。30
0mlの四つ口セパラブルフラスコ中に、1.5gの精製
したパラフェニレンジアミン(略称:PPD)と0.7
gの4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(略称:
4,4′−DPE)及び0.5gの3,3′,4,4′
−テトラアミノビフェニル・四塩酸塩・二水和物を採取
し、50gの蒸留されたN−ジメチルホルムアミド(略
称:DMF)を加え、攪拌し溶解させた。
Example 3 A polyamic acid solution was prepared by the following process. 30
In a 0 ml four-neck separable flask, 1.5 g of purified paraphenylenediamine (abbreviation: PPD) and 0.7 g
g of 4,4'-diaminodiphenyl ether (abbreviation:
4,4'-DPE) and 0.5 g of 3,3 ', 4,4'
-Tetraaminobiphenyl / tetrahydrochloride / dihydrate was collected, 50 g of distilled N-dimethylformamide (abbreviation: DMF) was added, and the mixture was stirred and dissolved.

【0047】窒素雰囲気の下、外部水槽の温度を5℃に
コントロールし、上記溶液を攪拌しながら4.5gの精
製した無水のピロメリット酸二無水物(PMDA)を固
形のまま、溶液の温度が上がらないように注意しながら
徐々に添加し、ポリイミド前駆体ワニスを調整した。こ
の溶媒を含んでポリイミド前駆体ワニス50.00gに
ホスファゼン系モノマとして3PNC−HEMA6置換
体(2−ヒドロキシエチルメタクリレート6置換体)を
8.00gを加え、最後に光反応開始剤として2,2′
−ビス(o−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾールを1.00
gを加えた。
Under a nitrogen atmosphere, the temperature of the external water tank was controlled at 5 ° C., and while stirring the above solution, 4.5 g of purified anhydrous pyromellitic dianhydride (PMDA) was kept solid while maintaining the temperature of the solution. Was carefully added so as not to rise, to prepare a polyimide precursor varnish. 8.00 g of a 6-substituted 3PNC-HEMA (6-substituted 2-hydroxyethyl methacrylate) as a phosphazene monomer was added to 50.00 g of a polyimide precursor varnish containing this solvent, and finally, 2,2 ′ as a photoreaction initiator.
-Bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-
1.00 of tetraphenyl-1,2'-biimidazole
g was added.

【0048】露光量を500mJ/cm2 (365nm)とし
た以外、後は実施例1と同様にポリマーブレンド膜のパ
ターンを形成した。この膜を走査型電子顕微鏡(SE
M)で観察したところ、「海島構造」が観察された。F
T−IRを用いて「海」「島」をそれぞれ分析したとこ
ろ、「海」がポリイミドで「島」がホスファゼンである
ことがわかった。このことから、ポリイミド樹脂膜中に
1〜2μm程度のホスファゼン系ポリマ微粒子が、マト
リックスとなるポリイミド樹脂中に分散されているのが
わかった。
After that, a pattern of a polymer blend film was formed in the same manner as in Example 1 except that the exposure amount was set to 500 mJ / cm 2 (365 nm). This film is scanned with a scanning electron microscope (SE
When observed in M), "sea-island structure" was observed. F
When the “sea” and “island” were analyzed using T-IR, it was found that “sea” was polyimide and “island” was phosphazene. From this, it was found that phosphazene-based polymer fine particles of about 1 to 2 μm were dispersed in the polyimide resin film as the matrix.

【0049】実施例4実施例1で用いたと同じ 非感光性ポリイミド前駆体ワニ
ス(樹脂分15wt%)100gに、実施例1で用いたア
クリル系ポリマであるトリス(アクロイルオキシエチ
ル)イソシアネートを熱硬化させた後凍結粉砕機で粉砕
して得たアクリル系のポリマ微粒子(粒径1〜3μm)
15gを混合して充分に攪拌した塗液を、3インチの前
処理を施したSiウエハー上にスピンコートして120
℃,200℃,280℃でそれぞれ30分づつベークし
た。ポストベーク後の膜厚は10μmであった。
Example 4 100 g of the same non-photosensitive polyimide precursor varnish (resin content: 15 wt%) used in Example 1 was used.
Tris (Acroyloxyethyl), a krill polymer
B) After heat-curing the isocyanate, pulverize it with a freeze pulverizer.
Polymer fine particles (particle size: 1-3 μm) obtained by
The coating solution mixed with 15 g and sufficiently stirred was spin-coated on a 3-inch pre-treated Si wafer to form a coating solution of 120 g.
Baking was performed at 30 ° C., 200 ° C., and 280 ° C. for 30 minutes each. The film thickness after post-baking was 10 μm.

【0050】この膜をストレステスターST−800M
(キャノン製)でSiウエハーの反り量から膜のストレ
スを測定したところ、27MPaであった。一方、アク
リル系のポリマ微粒子を含まない同じ非感光性ポリイミ
ドだけの膜(膜厚10μm)のストレスは35MPaで
あった。
This film was used as a stress tester ST-800M
When the stress of the film was measured from the amount of warpage of the Si wafer (manufactured by Canon), it was 27 MPa. On the other hand, the stress of the same non-photosensitive polyimide film (thickness: 10 μm) containing no acrylic polymer fine particles was 35 MPa.

【0051】実施例5 実施例4におけるアクリル系のポリマ微粒子(粒径1〜
3μm)15gに代わり、実施例3で用いたホスファゼ
ン系ポリマである3PNC−HEMA6置換体(2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート6置換体)を熱硬化させ
た後凍結粉砕機で粉砕したホスファゼン系ポリマ(粒径
2〜4μm)20g、または弗素含有のポリマ(PTF
E,粒径3〜5μm)25gを用い、他は実施例4と同
様にして膜のストレスを測定した。ホスファゼン系ポリ
マ(粒径2〜4μm)20gでは25MPa、弗素含有
のポリマ(PTFE,粒径3〜5μm)25gでは23
MPaであった。
Example 5 The acrylic polymer fine particles (particle diameter:
3 μm) The phosphase used in Example 3 instead of 15 g
3-PNC-HEMA6 substituted product (2-H
(Doxyethyl methacrylate 6-substituted)
20 g of a phosphazene-based polymer (particle size: 2 to 4 μm) pulverized by a freeze-pulverizer or a fluorine-containing polymer (PTF
E, the particle stress was measured in the same manner as in Example 4 except for using 25 g of a particle size of 3 to 5 μm. 25 MPa for 20 g of a phosphazene-based polymer (particle size: 2 to 4 μm) and 23 for 25 g of a fluorine-containing polymer (PTFE, particle size: 3 to 5 μm)
MPa.

【0052】実施例6 実施例1で作製した膜をストレステスターST−800
M(キャノン製)でSiウエハーの反り量から膜のスト
レスを測定したところ、30MPaであった。一方、ア
クリル系のポリマ微粒子を含まない同じ非感光性ポリイ
ミドだけの膜(膜厚10μm)のストレスは35MPa
であった。
Example 6 The film prepared in Example 1 was applied to a stress tester ST-800.
When the stress of the film was measured from the amount of warpage of the Si wafer using M (manufactured by Canon), it was 30 MPa. On the other hand, the stress of the same non-photosensitive polyimide film (thickness: 10 μm) containing no acrylic polymer fine particles was 35 MPa.
Met.

【0053】また、実施例3で作製した膜をストレステ
スターST−800M(キャノン製)でSiウエハーの
反り量から膜のストレスを測定したところ、27MPa
であった。
The stress of the film prepared in Example 3 was measured from the amount of warpage of the Si wafer using a stress tester ST-800M (manufactured by Canon).
Met.

【0054】実施例7 本発明を用いて、薄膜多層回路を形成したプロセスを説
明する(図6)。まず、3インチの前処理を施したSi
ウエハー(厚さ425μm)11上に絶縁をとるため
に、実施例1における非感光性ポリイミド前駆体ワニス
(樹脂分15wt%)100gにアクリル系のポリマ微粒
子(粒径1〜3μm)を15g混合して充分に攪拌した
塗液を用いて、12μmの絶縁膜12を形成した。次に
第一配線層13としてアルミニウムをスパッタで3μm
膜付けした。次に、ポジ型のレジストを用いて第一配線
層上にレジスト14のパターンを形成した。このレジス
ト14をマスク15でUV露光して形成したパターン1
4′に従って塩化第二鉄溶液でエッチングして、第一配
線層13′を形成した。
Example 7 A process for forming a thin film multilayer circuit using the present invention will be described (FIG. 6). First, 3 inch pre-treated Si
In order to provide insulation on the wafer (425 μm thick) 11, 100 g of the non-photosensitive polyimide precursor varnish (resin content: 15 wt%) in Example 1 was mixed with 15 g of acrylic polymer fine particles (particle diameter: 1 to 3 μm). An insulating film 12 having a thickness of 12 μm was formed by using a sufficiently agitated coating liquid. Next, as the first wiring layer 13, aluminum was sputtered to 3 μm.
A film was attached. Next, a pattern of the resist 14 was formed on the first wiring layer using a positive resist. Pattern 1 formed by exposing this resist 14 to UV light with a mask 15
The first wiring layer 13 'was formed by etching with a ferric chloride solution according to 4'.

【0055】第二絶縁層には、実施例3における感光性
ポリイミド前駆体ワニス(樹脂分18wt%)100gに
アクリル系のポリマ微粒子(粒径5μm)を20g混合
して充分に攪拌した塗液を用いた。この感光液を第二絶
縁層16としてスピンコートして90℃で1時間プリベ
ークした。次にこの乾板の上にビアホールパターンの入
ったガラスマスクを設置し、紫外線露光量300mJ/cm
2 (365nm)照射した。次にN−メチル−2−ピロリ
ドン−キシレン混合液で超音波浸漬現像し、その後イソ
プロピルアルコールでリンスすることにより、照射され
たパターン領域のみ残り未照射領域は溶出した。現像
後、窒素雰囲気中で140℃,350℃でそれぞれ30
分づつベークした。ポストベーク後の第二絶縁層16′
の膜厚は10μmであった。
On the second insulating layer, a coating liquid obtained by mixing 20 g of acrylic polymer fine particles (particle size: 5 μm) with 100 g of the photosensitive polyimide precursor varnish (resin content: 18 wt%) in Example 3 and sufficiently stirring was used. Using. This photosensitive solution was spin-coated as a second insulating layer 16 and prebaked at 90 ° C. for 1 hour. Next, a glass mask containing a via hole pattern was placed on this dry plate, and the amount of ultraviolet light exposure was 300 mJ / cm.
2 (365 nm). Next, ultrasonic immersion development was carried out with an N-methyl-2-pyrrolidone-xylene mixed solution, followed by rinsing with isopropyl alcohol, whereby only the irradiated pattern region remained and the unirradiated region was eluted. After the development, 30 minutes each at 140 ° C. and 350 ° C. in a nitrogen atmosphere.
I baked every minute. Second insulating layer 16 'after post-baking
Was 10 μm.

【0056】以上のプロセスを配線層及び絶縁層につい
て、それぞれあと3回繰り返し、最後に電極取り出しパ
ッドを形成し、多層配線基板を作製した(図7)。図7
中、12,16′,18,20,22が絶縁層、13,
17,19,21,23がアルミニウム配線層である。
基板の反りは80μm以下であり、多層配線基板の断面
観察からも配線層の断線部分は観察されなかった。
The above process was repeated three more times for each of the wiring layer and the insulating layer. Finally, an electrode extraction pad was formed, and a multilayer wiring board was manufactured (FIG. 7). FIG.
Among them, 12, 16 ', 18, 20, 22 are insulating layers,
17, 19, 21 and 23 are aluminum wiring layers.
The warpage of the substrate was 80 μm or less, and no disconnection of the wiring layer was observed from the cross section of the multilayer wiring substrate.

【0057】一方、アクリル系のポリマ微粒子を含まな
い非感光性ポリイミド前駆体ワニス(樹脂分15wt%)
とアクリル系のポリマ微粒子を含まない感光性ポリイミ
ド前駆体ワニス(樹脂分18wt%)を用いて、図6,図
7のプロセスに従って多層配線基板を作製した。絶縁層
3層目で基板の反りが100μmを越え、スパッタ装置
装着時に基板自体が割れてしまった。
On the other hand, a non-photosensitive polyimide precursor varnish containing no acrylic polymer fine particles (resin content: 15 wt%)
Using a photosensitive polyimide precursor varnish (resin content: 18 wt%) containing no acrylic polymer fine particles, a multilayer wiring board was manufactured according to the processes shown in FIGS. The warp of the substrate in the third insulating layer exceeded 100 μm, and the substrate itself was broken when the sputtering apparatus was mounted.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明に係るポリマーブレンドを用いれ
ば、特異な海島構造と表面を有する高分子複合体(ポリ
マーブレンド)膜を提供することができ、さらに、本発
明に係る高分子複合体(ポリマーブレンド)膜の製造方
法を用いれば、特異な海島構造の島の大きさを制御する
製造方法も提供できる。
According to the present invention, a polymer composite (polymer blend) membrane having a unique sea-island structure and surface can be provided by using the polymer blend according to the present invention. By using a method for producing a polymer blend) film, a method for controlling the size of islands having a unique sea-island structure can be provided.

【0059】また、本発明に係る絶縁膜を高密度実装用
の印刷回路・プリント板・配線板や電子部品の保護膜・
層間絶縁膜等に使用すれば、多層配線にした場合、基板
の反りを小さくし、また、配線層に断線を生じさせない
低ストレスな絶縁膜を提供することができる。
Further, the insulating film according to the present invention may be used as a protective film for printed circuits, printed boards, wiring boards and electronic parts for high-density mounting.
When used for an interlayer insulating film or the like, it is possible to provide a low-stress insulating film in which, when a multilayer wiring is used, the warpage of the substrate is reduced and the wiring layer is not broken.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の高分子複合膜を作製する過程で生じる
ポリマの海島構造における粒子構造を示す電子顕微鏡写
真である。
FIG. 1 is an electron micrograph showing a particle structure in a sea-island structure of a polymer generated in a process of producing a polymer composite film of the present invention.

【図2】本発明の高分子複合膜のビアホール付近の表面
の粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is an electron micrograph showing a particle structure of a surface near a via hole of a polymer composite film of the present invention.

【図3】本発明のポリイミド絶縁膜の海島構造を示す。FIG. 3 shows a sea-island structure of a polyimide insulating film of the present invention.

【図4】実施例の高分子複合膜の断面の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph showing a particle structure of a cross section of a polymer composite film of an example.

【図5】実施例の高分子複合体のIR分析スペクトル図
である。
FIG. 5 is an IR analysis spectrum diagram of the polymer composite of the example.

【図6】実施例の絶縁膜の形成工程を示す。FIG. 6 shows a step of forming an insulating film according to the embodiment.

【図7】実施例の多層配線を示す。FIG. 7 shows a multilayer wiring according to an embodiment.

【図8】従来のポリイミド絶縁膜の形成工程を示す。FIG. 8 shows a conventional process of forming a polyimide insulating film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11…基板 2,12…絶縁層 3,15…マスク 13,13′,17,19,21,23…アルミニウム
層 14…レジスト 16,16′,18,20,22…絶縁膜
1,11 substrate 2,12 insulating layer 3,15 mask 13,13 ', 17,19,21,23 aluminum layer 14 resist 16,16', 18,20,22 insulating film

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−88020(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 79/08 C08L 101/00 Continuation of front page (72) Inventor Takashi Ito 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (56) References JP-A-4-88020 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08L 79/08 C08L 101/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジア
ミン及び多価アミンを主成分として得られるポリイミド
樹脂と硬化性樹脂とが海島構造をなし、かつ表面の海を
なすポリイミド樹脂又は硬化性樹脂が除去されて表面が
粗面化されていることを特徴とする高分子複合体。
1. A tetracarboxylic acid dianhydride, to aromatic diamines and polyhydric amines polyimide resin obtained as the main component and curing resin na island structure, and the sea surface
Polyimide resin or curable resin is removed and the surface becomes
A polymer composite characterized by being roughened .
【請求項2】 硬化性樹脂がアクリル系樹脂又はホスフ
ァゼン系樹脂である請求項1記載の高分子複合体。
2. The polymer composite according to claim 1, wherein the curable resin is an acrylic resin or a phosphazene resin.
【請求項3】 ポリイミド樹脂が海、硬化性樹脂が島を
成す請求項1又は2記載の高分子複合体。
3. The polymer composite according to claim 1, wherein the polyimide resin forms a sea and the curable resin forms an island.
【請求項4】 膜状である請求項1,2又は3記載の高
分子複合体。
4. The polymer composite according to claim 1, which is in the form of a film.
【請求項5】 請求項1〜のいずれかの高分子複合体
からなる低応力絶縁膜。
5. A low stress insulating film made of any one polymer composite according to claim 1-4.
【請求項6】 テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジア
ミン及び多価アミンを主成分とするポリアミック酸と未
硬化の硬化性樹脂成分の複合溶液から、溶媒を蒸発させ
ながら、ポリアミック酸と未硬化の硬化性樹脂成分との
海島構造を形成し、その後、硬化性樹脂成分を硬化させ
ると共に又は後に、ポリアミック酸を脱水閉環させてポ
リイミド樹脂を生成させて、硬化性樹脂とポリイミド樹
脂の海島構造を形成する高分子複合体の製造方法であっ
て、前記複合溶液を30〜200℃に保って溶媒を蒸発
させながらポリアミック酸を海とし、未硬化の硬化性樹
脂成分を島とする海島構造を形成後、島である未硬化の
硬化性樹脂を硬化させてから、海であるポリアミック酸
の脱水閉環反応を行なう、高分子複合体の製造方法。
6. A method of evaporating a solvent from a composite solution of a polyamic acid containing tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine and a polyamine as a main component and an uncured resin component while evaporating a solvent, Forming a sea-island structure with the curable resin component, and then or after curing the curable resin component, dehydrating and cyclizing the polyamic acid to form a polyimide resin, thereby forming a sea-island structure between the curable resin and the polyimide resin. A method for producing a polymer composite to be formed.
And evaporate the solvent while maintaining the complex solution at 30-200 ° C.
While making the polyamic acid a sea, an uncured curable tree
After forming a sea-island structure with islands of fat components, uncured islands
After curing the curable resin, the sea is polyamic acid
And producing a polymer composite.
【請求項7】 テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジア
ミン及び多価アミンを主成分とするポリアミック酸と未
硬化の硬化性樹脂成分の複合溶液から、溶媒を蒸発させ
ながら、ポリアミック酸と未硬化の硬化性樹脂成分との
海島構造を形成し、その後、硬化性樹脂成分を硬化させ
ると共に又は後に、ポリアミック酸を脱水閉環させてポ
リイミド樹脂を生成させて、硬化性樹脂とポリイミド樹
脂の海島構造を形成する高分子複合体の製造方法であっ
て、ポリアミック酸を海とし未硬化の硬化性樹脂成分を
島とする海島構造を形成後、未硬化の硬化性樹脂を硬化
させてから、表面のポリアミック酸を選択的に溶解して
硬化性樹脂の島を露出させて表面を粗面化し、然る後ポ
リアミック酸を脱水閉環反応させる、高分子複合体の製
造方法。
7. A tetracarboxylic dianhydride, an aromatic dia
Polyamic acid mainly containing amine and polyamine
The solvent is evaporated from the composite solution of the curable resin component for curing.
While the polyamic acid and the uncured curable resin component
Form an islands-in-the-sea structure, then cure the curable resin component
Or afterwards, the polyamic acid is dehydrated and ring closed to
A polyimide resin is generated, and a curable resin and a polyimide resin
A method for producing a polymer complex that forms a sea-island structure of fat.
After forming a sea-island structure in which the polyamic acid is the sea and the uncured curable resin component is an island, the uncured curable resin is cured, and then the surface polyamic acid is selectively dissolved to cure the curable resin. To expose the islands and roughen the surface, and then subject the polyamic acid to a dehydration ring-closing reaction to produce a polymer complex.
Construction method.
【請求項8】 テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジア
ミン及び多価アミンを主成分とするポリアミック酸と未
硬化の硬化性樹脂成分の複合溶液から、溶媒を蒸発させ
ながら、ポリアミック酸と未硬化の硬化性樹脂成分との
海島構造を形成し、その後、硬化性樹脂成分を硬化させ
ると共に又は後に、ポリアミック酸を脱水閉環させてポ
リイミド樹脂を生成させて、硬化性樹脂とポリイミド樹
脂の海島構造を形成する高分子複合体の製造方法であっ
て、ポリアミック酸を海とし、未硬化の硬化性樹脂成分
を島とする海島を形成後、選択領域において島である未
硬化の硬化性樹脂を硬化させ、非選択領域の未硬化の硬
化性樹脂成分及びポリアミック酸を選択的に溶解除去
し、然る後前記選択領域のポリアミック酸の脱水閉環反
応を行なってパターンを形成する、高分子複合体の製造
方法。
8. A tetracarboxylic dianhydride, an aromatic dia
Polyamic acid mainly containing amine and polyamine
The solvent is evaporated from the composite solution of the curable resin component for curing.
While the polyamic acid and the uncured curable resin component
Form an islands-in-the-sea structure, then cure the curable resin component
Or afterwards, the polyamic acid is dehydrated and ring closed to
A polyimide resin is generated, and a curable resin and a polyimide resin
A method for producing a polymer complex that forms a sea-island structure of fat.
Te, a polyamic acid as a sea, after the formation of the island to the curable resin component of the uncured and islands, to cure the uncured curable resin which is an island in the selection area, the curable resin of the uncured non-selected areas Production of a polymer composite in which a component and a polyamic acid are selectively dissolved and removed, and then a pattern is formed by performing a dehydration and ring-closing reaction of the polyamic acid in the selected region.
Method.
【請求項9】 基板上に前記複合溶液を塗布し、高分子
複合体膜のパターンを形成する請求項記載の方法。
9. The method according to claim 8 , wherein the composite solution is applied on a substrate to form a pattern of a polymer composite film.
【請求項10】 テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジ
アミン及び多価アミンを主成分とするポリアミック酸溶
液中にアクリル系樹脂又はホスファゼン系樹脂の微粒子
を分散させてから、ポリアミック酸を脱水閉環反応させ
てポリイミド樹脂マトリックス中に上記微粒子が分散し
た高分子複合体を形成する方法。
10. A polyamic acid is dispersed in fine particles of an acrylic resin or a phosphazene resin in a polyamic acid solution containing a tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine and a polyvalent amine as main components, and then the polyamic acid is subjected to a dehydration and ring closure reaction. A polymer composite in which the fine particles are dispersed in a polyimide resin matrix.
【請求項11】 前記微粒子の粒径が5μm以下である
請求項10記載の方法。
11. The method according to claim 10 , wherein the fine particles have a particle size of 5 μm or less.
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