JP3908509B2 - Germanium atom and silicon atom containing ladder type heat resistant resin and method for producing the same - Google Patents

Germanium atom and silicon atom containing ladder type heat resistant resin and method for producing the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲルマニウム原子ならびにシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂および、その製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる高純度のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂および、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、主鎖がシリコン原子であるシリコーンラダーポリマーは、この分子構造に起因して耐熱性、電気絶縁性、耐薬品性に優れており、電子部品あるいは半導体装置などの保護膜、層間絶縁膜用材料として用いられている。
【0003】
このラダーポリマーの従来の製造方法が特開昭60−124943号公報に提案されている。その製造方法としては、まず有機溶媒溶液中でトリエトキシランを加水分解し、その後減圧下重合させ、ジメチルクロロシランで末端修飾し、有機溶媒で精製してシリコーンラダーポリマーを得るというものである。
【0004】
しかし、主鎖にゲルマニウム原子とシリコン原子が混在するラダーポリマーの製造方法に関しては報告されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
主鎖にゲルマニウム原子とシリコン原子が混在するラダーポリマーの製造方法は報告されていないが、前記のような主鎖がシリコン原子であるシリコーンラダーポリマーの従来の製造方法では、シリコーンラダーポリマーが得られたとしても、製造されたシリコーンラダーポリマーには、多量の不純物や副生成物が含まれている。これは、末端修飾後の精製が不十分であったり、加水分解後の反応を35℃という高温で行うなど不純物や副生成物が除去されにくい条件で製造されたことによるものである。また、得られたポリマー中には反応が進行しなかったモノマー成分が含まれるため、室温下での保存安定性が低く、ゲル化物を発生する。また、製造されたシリコーンラダーポリマーの重合度(n)は、5〜300であり、重量平均分子量は10万以下にとどまり、厚膜形成は困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで、前記従来技術の問題点に鑑みて、かかる問題点を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、冷却下で加水分解することによって高純度でラダーポリマーが得られることを見いだした。また、得られた高純度ラダーポリマーを沈澱物として回収した場合、半導体の保護膜、層間絶縁膜などに好適に使用しうる厚膜形成可能な高分子量の高純度ラダーポリマーが得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明の第1のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂は、一般式(1):
【0008】
【化4】

Figure 0003908509
【0009】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表されるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂であって、ラダーポリマー中に含有されるシリコンとゲルマニウムの割合が、シリコンが99.9重量%以下、ゲルマニウムが0.1重量%以上であるラダー型耐熱性樹脂である。
【0010】
本発明の第1のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、一般式(2):
7XOR8OR9OR10 (2)
(R7はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、R8、R9、R10は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される化合物を有機溶剤に溶解し、超純水を用いて冷却下で加水分解した後、加熱することを特徴とする、末端にアルコキシ基、または水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換されたアルコキシ基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である前記記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0011】
本発明の第2のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、第1の製造方法において、前記加水分解ののち、得られた加水分解物を超純水により洗浄し、末端にアルコキシ基、または水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換されたアルコキシ基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
【0012】
【化5】
Figure 0003908509
【0013】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される高純度ラダープレポリマーを得たのち、前記高純度ラダープレポリマーを有機溶媒に溶解させ、加熱することを特徴とするゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0014】
本発明の第3のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、一般式(3):
11XCl3 (3)
(R11はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される化合物を、有機溶剤に溶解し、超純水を用いて冷却下で加水分解した後、加熱することを特徴とする、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である前記記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0015】
本発明の第4のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、第3の製造方法において、前記加水分解ののち、得られた加水分解物を超純水により洗浄し、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
【0016】
【化6】
Figure 0003908509
【0017】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される高純度ラダープレポリマーを得たのち、前記高純度ラダープレポリマーを有機溶媒に溶解し、加熱することを特徴とするのゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0018】
本発明の第5のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、請求項2、3、4または5記載のラダーポリマーを粉末にし、貧溶媒と混合撹拌することによって精製することを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である前記記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0019】
本発明の第6のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、請求項2、3、4または5記載のラダーポリマーの有機溶媒溶液を不純物除去装置で精製することを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である前記記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0020】
本発明の第7のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法は、前記記載の不純物除去装置がイオン交換体である前記記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法である。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の高純度ラダーポリマーは、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
【0022】
【化7】
Figure 0003908509
【0023】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表されるものである。
【0024】
前記高純度ラダーポリマー中に含有されるシリコンとゲルマニウムの割合は、シリコンが99.9重量%以下が好ましく、またゲルマニウムが0.1重量%以上が好ましい。シリコンが99.9重量%より多いとゲルマニウムが構造中に取り込まれにくい傾向がある。また、ゲルマニウムが0.1重量%より少ないと同様にゲルマニウムが構造中に取り込まれにくい傾向がある。
【0025】
本発明の高純度ラダーポリマーの製造方法を以下に説明する。
【0026】
前記ラダーポリマーは、原料として一般式(2):
7XOR8OR9OR10 (2)
(R7はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、R8、R9、R10は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表されるオルガノトリアルコキシシラン、またはオルガノトリアルコキシゲルマニウムを用いて製造される。
【0027】
前記オルガノトリアルコキシシラン化合物、またはオルガノトリアルコキシゲルマニウム化合物は、あらかじめ減圧下でチッ素気流中で蒸留して精製したものであるのが好ましい。
【0028】
前記オルガノトリアルコキシシラン化合物は、例えばR7がフッ素原子で、R8、R9、R10は低級アルキル基を示す化合物としては、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、またはフルオロトリプロポキシシラン。また、R7が水素原子の全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、またはアリール基で、R8、R9、R10は低級アルキル基を示す化合物としては、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルトリプロポキシキシシラン、3−トリフルオロメチルプロピルトリメトキシシラン、3−トリフルオロメチルプロピルトリエトキシシラン、3−トリフルオロメチルプロピルトリプロポキシシラン、3−トリフルオロメチルフェニルトリメトキシシラン、3−トリフルオロメチルフェニルトリエトキシシラン、または3−トリフルオロメチルフェニルトリプロポキシシラン。また、R7が水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、またはアリール基で、R8、R9、R10は低級アルキル基を示す化合物としては、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、2−フェニルビニルトリメトキシシラン、2−フェニルビニルトリエトキシシラン、2−フェニルビニルトリプロポキシシラン、3−フェニルアリルトリメトキシシラン、3−フェニルアリルトリエメトキシシラン、3−フェニルアリルトリプロポキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロッポキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、またはn−プロピルトリプロポキシシラン、などがあげられるが、これらのみに限定されるものではない。
【0029】
また、前記オルガノトリアルコキシゲルマニウム化合物は、例えばR7がフッ素原子で、R8、R9、R10は低級アルキル基を示す化合物としては、フルオロトリメトキシゲルマニウム、フルオロトリエトキシゲルマニウム、またはフルオロトリプロポキシゲルマニウム。また、R7が水素原子の全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、またはアリール基で、R8、R9、R10は低級アルキル基を示す化合物としては、トリフルオロメチルトリメトキシゲルマニウム、トリフルオロメチルトリエトキシゲルマニウム、トリフルオロメチルトリプロポキシキシゲルマニウム、3−トリフルオロメチルプロピルトリメトキシゲルマニウム、3−トリフルオロメチルプロピルトリエトキシゲルマニウム、3−トリフルオロメチルプロピルトリプロポキシゲルマニウム、3−トリフルオロメチルフェニルトリメトキシゲルマニウム、3−トリフルオロメチルフェニルトリエトキシゲルマニウム、または3−トリフルオロメチルフェニルトリプロポキシゲルマニウム。また、R7が水素原子、低級アルキル基、アルケニル基またはアリール基で、R8、R9、R10は低級アルキル基を示す化合物としては、フェニルトリメトキシゲルマニウム、フェニルトリエトキシゲルマニウム、フェニルトリプロポキシゲルマニウム、2−フェニルビニルトリメトキシゲルマニウム、2−フェニルビニルトリエトキシゲルマニウム、2−フェニルビニルトリプロポキシゲルマニウム、3−フェニルアリルトリメトキシゲルマニウム、3−フェニルアリルトリエメトキシゲルマニウム、3−フェニルアリルトリプロポキシゲルマニウム、トリメトキシゲルマニウム、トリエトキシゲルマニウム、トリプロポキシゲルマニウム、ビニルトリメトキシゲルマニウム、ビニルトリエトキシゲルマニウム、ビニルトリプロポキシゲルマニウム、アリルトリメトキシゲルマニウム、アリルトリエトキシゲルマニウム、アリルトリプロポキシゲルマニウム、メチルトリメトキシゲルマニウム、メチルトリエトキシゲルマニウム、メチルトリプロポキシゲルマニウム、エチルトリメトキシゲルマニウム、エチルトリエトキシゲルマニウム、エチルトリプロッポキシゲルマニウム、n−プロピルトリメトキシゲルマニウム、n−プロピルトリエトキシゲルマニウム、またはn−プロピルトリプロポキシゲルマニウム、などがあげられるが、これらのみに限定されるものではない。
【0030】
また、前記ラダーポリマーは、原料として一般式(3):
11XCl3 (3)
(R11はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかである。)で表されるトリクロロシラン化合物、またはトリクロロゲルマニウム化合物を用いても製造される。
【0031】
前記トリクロロシラン化合物、またはトリクロロゲルマニウム化合物はあらかじめ減圧下でチッ素気流中で蒸留して精製したものであるのが好ましい。精製された該トリクロロシラン化合物、またはトリクロロゲルマニウム化合物は、空気中の湿気によって容易に加水分解し、塩化水素を発生するので、湿気を含む空気中に曝さないようにして取り扱うのが好ましい。
【0032】
前記オルガノトリアルコキシシラン化合物としては、例えばフルオロトリクロロシラン、トリフルオロメチルトリクロロシラン、3−トリフルオロメチルプロピルトリクロロシラン、3−トリフルオロメチルフェニルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、2−フェニルビニルトリクロロシラン、3−フェニルアリルトリクロロシラン、トリメトキシシラン、トリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、アリルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、またはn−プロピルトリクロロシランなどが考えられるが、これらのみに限定されるものではない。
【0033】
また、前記オルガノトリアルコキシゲルマニウム化合物としては、例えばフルオロトリクロロゲルマニウム、トリフルオロメチルトリクロロゲルマニウム、3−トリフルオロメチルプロピルトリクロロゲルマニウム、3−トリフルオロメチルフェニルトリクロロゲルマニウム、フェニルトリクロロゲルマニウム、2−フェニルビニルトリクロロゲルマニウム、3−フェニルアリルトリクロロゲルマニウム、トリメトキシゲルマニウム、トリクロロゲルマニウム、ビニルトリクロロゲルマニウム、アリルトリクロロゲルマニウム、メチルトリクロロゲルマニウム、エチルトリクロロゲルマニウム、またはn−プロピルトリクロロゲルマニウムなどが考えられるが、これらのみに限定されるものではない。
【0034】
まず、前記一般式(2)および(3)で表されるオルガノトリアルコキシシラン、オルガノトリアルコキシゲルマニウム、オルガノトリクロロシラン化合物、もしくはオルガノトリクロロゲルマニウム化合物を有機溶媒に溶解させる。
【0035】
前記有機溶媒としては加水分解物を溶解しうる非水系の有機溶媒が用いられる。かかる有機溶媒の具体例としては、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテルなどのエーテル類、キシレン、トルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、またはブチルアルコール等のアルコール系などがあげられる。なかでも、電子工業用高純度薬品(ELグレード)が好ましい。また、前記有機溶媒は1種または2種以上混合して用いるのが好ましい。
【0036】
次に、前記有機溶媒にて前記化合物を溶解した溶液に、超純水、必要に応じて塩化水素を含有する超純水が滴下される。ここで前記超純水としては、不純物をできる限り除いた比抵抗が16MΩ・cm以上の純水が用いられることが好ましい。前記塩化水素を含有する超純水とは、共加水分解時に用いられ、原料である一般式(2)または一般式(3)で示される化合物の混合物1モル部に対して0.01〜0.23モル部の塩化水素(ELグレード)を含有する純水をいう。
【0037】
このとき、前記有機溶剤溶液を−40〜40℃に調整し、加水分解を行うことが好ましい。−40℃より低いとモノマーの反応性が低下し重合が進行しにくくなる傾向があり、40℃より高いと重合反応の途中でゲル化する傾向がある。超純水を滴下し終えた後は、加水分解反応を完結するために、さらに1〜5時間撹拌を継続するのが好ましい。撹拌時間が1時間より短いと未反応のモノマー成分が存在し、保存安定性が劣化する傾向があり、撹拌時間が5時間を越えると加水分解反応が完結しており、それ以上の効果が得られない傾向がある。
【0038】
前記加水分解反応終了後、反応液を有機溶媒層と水層の2層に分離する。例えば、分液漏斗などを用いて下層の水層を除去し、プレポリマーを含む有機溶剤層を回収する。
【0039】
高純度ラダープレポリマーの重合度(n)は、5〜10,000であるが、特に、重合度(n)が、40より小さいことが規則正しいラダー構造を得る点から好ましい。
【0040】
次に、回収された有機溶剤層の溶媒を留去し、さらに有機溶媒に溶解される。ついで、例えば、フッ素樹脂製撹拌棒、還流冷却器およびデーンスタークトラップを備えた石英ガラス製フラスコに得られた溶液を移し、加熱することで本発明の高純度ラダーポリマーを得ることができる。
【0041】
このとき、前記回収された有機溶剤層を、加熱前に超純水を用いて洗浄することが、プレポリマー中のナトリウムイオン、カリウムイオンをはじめ、多量に発生する塩素イオンが容易に取り除かれる点で、好ましい。
【0042】
前記洗浄は、特に限定されるものではなく、公知の種々の方法が採用されうる。その一例をあげれば、前記有機溶剤層を同容量の超純水と混合し、撹拌あるいは振とうした後、有機溶剤層を取り出す方法があげられる。かかる洗浄方法を採用した場合には、前記した洗浄の操作を3回以上繰り返して行うことが、プレポリマー中のナトリウムイオン、カリウムイオンをはじめ、多量に発生する塩素イオンが容易に取り除かれる点で好ましい。これらの不純物が除去されるのは、得られたプレポリマーが梯子型構造を有するものであり、不純物が分子内に取り込まれにくいためであると考えられる。前記プレポリマーは、有機溶媒に溶解した状態でもよく、溶媒を留去して液状あるいは粉末として回収しても構わない。
【0043】
その後、前記有機溶媒に溶解した状態のプレポリマーを加熱する。また、液状あるい粉末として回収したプレポリマーを、有機溶媒に溶解させ、例えば、フッ素樹脂製撹拌棒、還流冷却器およびデーンスタークトラップを備えた石英ガラス製フラスコに移し加熱する。
【0044】
前記プレポリマーを溶解させる有機溶媒の具体例としては、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテルなどのエーテル類、キシレン、トルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、またはブチルアルコール等のアルコール系などがあげられる。なかでも、電子工業用高純度薬品(ELグレード)が好ましい。また、前記有機溶媒を1種または2種以上混合して用いるのが好ましい。
【0045】
脱水縮合反応によりラダーポリマーを得るための前記加熱温度は、40℃〜250℃が好ましい。40℃より低いと、脱水縮合反応が進行しない可能性があり、250℃より高いと反応途中でゲル化する可能性がある。また、反応時間は0.5〜200時間が好ましい。0.5時間より短いと、同様に脱水縮合反応が進行しない可能性があり、200時間をこえても、脱水縮合反応が完結しており、重合度が増大しない可能性がある。かくして重合度(n)が5〜10,000である前記一般式(1)で示されるシリコーンラダーポリマーが得られる。より好ましい重合度(n)の範囲は、成膜時の膜厚均一性の点から5〜2,000である。重合度(n)が5より小さいと、保存安定性が悪く、ゲル化物が析出する傾向があり、重合度(n)が10,000をこえると可溶な溶剤がなく、ワニスを調液できない。該ポリマーの重合度(n)は、溶媒と触媒使用の有無及びそれらの使用量ならびに縮合反応時間を適宜選択することにより調整される。
【0046】
前記の方法により得られたラダーポリマーには、不純物が微量ながら含有されている場合があるため、以下の方法によって精製することが好ましい。
【0047】
まず、シリコーンラダーポリマーを固形物として回収出来る場合は、その固形物を乳鉢等を用いて粉砕し、粉末にする。また、固形として回収できないシリコーンラダーポリマーは、有機溶媒の一部もしくは全てを留去し、貧溶媒に徐々に滴下して固形物を濾別し、その固形物を乾燥させる。次に乳鉢等を用い固形物を粉砕し粉末にする。このとき、固形物を粉砕する方法は特に限定されない。
【0048】
次に、粉末にしたラダーポリマーを貧溶媒に添加し撹拌する。その後、固形物を回収し乾燥させる。前記乳鉢等を用い固形物を粉砕し、貧溶媒に添加し撹拌する操作を、1回以上行うことが好ましい。操作回数が多いほど、純度が良好となる傾向にある。
【0049】
貧溶媒は、例えば超純水、アルコール類、エステル類、ケトン類、もしくは芳香族炭化水素類の単品、またはこれらの混合溶媒などが挙げられる。特に、不純物イオンの除去性の点から超純水、エタノール、メタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、1−メチルブチルアルコール、2−メチルブチルアルコール、もしくはt−ブチルアルコール、またはこれらの混合溶媒が好ましい。
【0050】
また、前記ラダーポリマーの精製方法として不純物除去装置を用いる方法がある。重合度(n)が5〜10,000である前記一般式(1)で示されるラダーポリマーが完全に有機溶媒に溶解している場合、その有機溶媒溶液を不純物除去装置、例えばイオン交換体を通す。本操作の回数が多いほど、純度が良好となる傾向にある。その後、有機溶媒を留去する。
【0051】
かくして得られたラダーポリマーを赤外分光法で分析したところ、前記ラダーポリマーが梯子型構造を有することを示すSi−O−Siの非対称伸縮振動に帰属される吸収ピークが、1135cm-1と1045cm-1に観測された。また、光電子スペクトル分析からBinding Energyが99eVにシリコン(2p3/2)、151eVにシリコン(2s)、122eVにゲルマニウム(3p3/2)、1217eV(2p3/2)が確認された。これらのことより前記ポリマーがゲルマニウム原子を主鎖に含むラダーポリマーであることが確認された。
【0052】
かくして、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、および塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である重合度(n)が5〜10,000の前記一般式(1)で示される高純度ラダーポリマーが得られる。
【0053】
ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、および塩素の各含有量が1ppmより大きいと、デバイスに搭載した際に誤動作を発生させたり、配線などの金属部を腐食させる傾向があり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppbより大きい場合も、デバイスの誤動作を引き起こす傾向がある。
【0054】
次に本発明の高純度ラダーポリマーおよびその製造方法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【0055】
【実施例】
実施例1〜4
原料の種々のアルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランおよびトリクロロゲルマニウムを減圧チッ素気流下で蒸留した。前記アルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランもしくはトリクロロゲルマニウム、およびELグレードの溶媒を、表1に示す配合量で配合し、溶液を調製した。前記溶液を滴下漏斗、温度計、および撹拌棒を取り付けた2Lの4つ口フラスコへ移し、表1に示す温度(加水分解温度)に冷却した。冷却および撹拌下で、表1に示す量の超純水を前記4つ口フラスコへ徐々に滴下した。このときの発熱はあまり激しくなく、この滴下を0.5〜2時間かけて行った。滴下終了後、2時間撹拌を継続し、加水分解反応を完結させた。このプレポリマー溶液を分液漏斗に移し静置してプレポリマー溶液を2層に分離させた。下層の水層を除去し、プレポリマーを含む有機層を回収した。その後、表1に示す有機溶媒にプレポリマーを溶解させ、所定の時間加熱した。前記加熱された溶液を放冷後、有機溶媒を留去した。ついで、精製したテトラヒドロフランを加え、ポリマー成分含有量を表2に示す濃度とした。これを充分に撹拌して溶液とした後、10倍量の貧溶媒(超純水)に滴下し、ラダーポリマーの沈澱物を回収した。次に、乳鉢でラダーポリマーを粉末にし、前記貧溶媒に添加し撹拌を行い、ラダーポリマーの固形物を回収した。この粉砕後、貧溶媒に添加し攪拌する操作を2回繰り返した。
【0056】
このようにして合成した本発明の高分子量ラダーポリマーの重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(日本分光(株)製、品番:TRI−ROTAR−)にて測定し、ナトリウムイオン、カリウムイオン、鉄イオン、銅イオン、鉛イオン濃度を原子吸光分析装置(島津製作所(株)製、品番:IC−500)で、また塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー分析装置(横河北辰電機(株)製、品番:IC−500)で、放射性元素のウラン、トリウムの各濃度を分光蛍光光度計(日立製作所(株)製、品番:MPF−4)で分析した。結果を表2に示す。表2からわかるように高純度のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型ポリマーが得られた。得られた高純度ラダーポリマー、およびアニソールに溶解させた高純度ラダーポリマーを25℃にて保存したところ、1年以上粘度一定であった。
【0057】
また、得られた高純度ラダーポリマーのアニソール溶液をシリコン基板に塗布し、熱硬化させたところ、ピンホールを生じることなく良好な膜が得られた。
【0058】
実施例5〜8
原料の種々のアルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランおよびトリクロロゲルマニウムを減圧チッ素気流下で蒸留した。前記アルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランもしくはトリクロロゲルマニウムおよびELグレードの溶媒を、表1に示す配合量で配合し、溶液を調製した。前記溶液を滴下漏斗、温度計、および撹拌棒を取り付けた2Lの4つ口フラスコへ移し、表2に示す温度(加水分解温度)に冷却した。冷却および撹拌下で、表1に示す量の超純水を前記4つ口フラスコへ徐々に滴下した。このときの発熱はあまり激しくなく、この滴下を0.5〜2時間かけて行った。滴下終了後、2時間撹拌を継続し、加水分解反応を完結させた。このプレポリマー溶液を分液漏斗に移し静置してプレポリマー溶液を2層に分離させた。下層の水層を除去し、プレポリマーを含む有機層を回収した。その後、表1に示す有機溶媒にプレポリマーを溶解させ、加熱した。前記加熱された溶液を放冷後、ラダーポリマーの有機溶媒溶液をイオン交換体に通した。このイオン交換体に通す操作を2回繰り返した。
【0059】
このようにして合成した本発明の高分子量ラダーポリマーの重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(日本分光(株)製、品番:TRI−ROTAR−)にて測定し、ナトリウムイオン、カリウムイオン、鉄イオン、銅イオン、および鉛イオン濃度を原子吸光分析装置(島津製作所(株)製、品番:IC−500)で、また塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー分析装置(横河北辰電機(株)製、品番:IC−500)で、放射性元素のウラン、トリウムの各濃度を分光蛍光光度計(日立製作所(株)製、品番:MPF−4)で分析した。結果を表2に示す。表2からわかるように高純度のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性ポリマーが得られた。得られた高純度ラダーポリマー、およびアニソールに溶解させた高純度ラダーポリマーを25℃にて保存したところ、1年以上粘度一定であった。
【0060】
また、得られた高純度ラダーポリマーのアニソール溶液をシリコン基板に塗布し、熱硬化させたところ、ピンホールを生じることなく良好な膜が得られた。
【0061】
実施例9〜12
原料の種々のアルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランおよびトリクロロゲルマニウムを減圧チッ素気流下で蒸留した。前記アルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランもしくはトリクロロゲルマニウム、およびELグレードの溶媒を、表1に示す配合量で配合し、溶液を調製した。前記溶液を滴下漏斗、温度計、および撹拌棒を取り付けた2Lの4つ口フラスコへ移し、表3に示す温度(加水分解温度)に冷却した。冷却および撹拌下で表1に示す量の超純水を前記4つ口フラスコへ徐々に滴下した。このときの発熱はあまり激しくなく、この滴下を0.5〜2時間かけて行った。滴下終了後、2時間撹拌を継続し、加水分解反応を完結させた。このプレポリマー溶液を分液漏斗に移し静置してプレポリマー溶液を2層に分離させた。下層の水層を除去し、プレポリマーを含む有機層を回収した。この有機層に該有機層と同体積の超純水を加えて振とうして洗浄した。この操作を5回繰り返した。その後、表1に示す有機溶媒にプレポリマーを溶解させ、加熱した。前記加熱された溶液を放冷後、有機溶媒を留去した。ついで精製したテトラヒドロフランを加え、ポリマー成分含有量が表2に示す濃度とした。これを充分に撹拌して溶液とした後、10倍量の貧溶媒(超純水/メタノール=50/50の混合溶媒)に滴下し、ラダーポリマーの沈澱物を回収した。次に、乳鉢でラダーポリマーを粉末にし、前記貧溶媒に添加し撹拌を行った。その後、ラダーポリマーの固形物を回収した。この粉砕後、貧溶媒に添加し攪拌する操作を2回繰り返した。
【0062】
このようにして合成した本発明の高分子量ラダーポリマーの重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(日本分光(株)製、品番:TRI−ROTAR−)にて測定し、ナトリウムイオン、カリウムイオン、鉄イオン、銅イオン、および鉛イオン濃度を原子吸光分析装置(島津製作所(株)製、品番:IC−500)で、また塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー分析装置(横河北辰電機(株)製、品番:IC−500)で、放射性元素のウラン、トリウムの各濃度を分光蛍光光度計(日立製作所(株)製、品番:MPF−4)で分析した。結果を表2に示す。表2からわかるように高純度のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性ポリマーが得られた。得られた高純度ラダーポリマー、およびアニソールに溶解させた高純度ラダーポリマーを25℃にて保存したところ、1年以上粘度一定であった。
【0063】
また、得られた高純度ラダーポリマーのアニソール溶液をシリコン基板に塗布し、熱硬化させたところ、ピンホールを生じることなく良好な膜が得られた。
【0064】
実施例13〜16
原料の種々のアルコキシシラン、アルコキシゲルマニウム、トリクロロシランおよびトリクロロゲルマニウムを減圧チッ素気流下で蒸留した。前記アルコキシシランアルコキシゲルマニウム、トリクロロシランもしくはトリクロロゲルマニウム、およびELグレードの溶媒を、表1に示す配合量で配合し、溶液を調製した。前記溶液を滴下漏斗、温度計、および撹拌棒を取り付けた2Lの4つ口フラスコへ移し、表1に示す温度(加水分解温度)に冷却した。冷却および撹拌下で、表1に示す量の超純水を前記4つ口フラスコへ徐々に滴下した。このときの発熱はあまり激しくなく、この滴下を0.5〜2時間かけて行った。滴下終了後、2時間撹拌を継続し、加水分解反応を完結させた。このプレポリマー溶液を分液漏斗に移し静置してプレポリマー溶液を2層に分離させた。下層の水層を除去し、プレポリマーを含む有機層を回収した。この有機層に該有機層と同体積の超純水を加えて振とうして洗浄した。この操作を5回繰り返した。
【0065】
その後、表2に示す有機溶媒にプレポリマーを溶解させ、所定の時間加熱した。前記加熱された溶液を放冷後、イオン交換体に通した。このイオン交換体に通す操作を2回繰り返した。
【0066】
このようにして合成した本発明の高分子量ラダーポリマーの重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(日本分光(株)製、品番:TRI−ROTAR−)にて測定し、ナトリウムイオン、カリウムイオン、鉄イオン、銅イオン、および鉛イオン濃度を原子吸光分析装置(島津製作所(株)製、品番:IC−500)で、また塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィー分析装置(横河北辰電機(株)製、品番:IC−500)で、放射性元素のウラン、トリウムの各濃度を分光蛍光光度計(日立製作所(株)製、品番:MPF−4)で分析した。結果を表2に示す。表2からわかるように高純度のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性ポリマーが得られた。得られた高純度ラダーポリマー、およびアニソールに溶解させた高純度ラダーポリマーを25℃にて保存したところ、1年以上粘度一定であった。
【0067】
また、得られた高純度ラダーポリマーのアニソール溶液をシリコン基板に塗布し、熱硬化させたところ、ピンホールを生じることなく良好な膜が得られた。
【0068】
次に実施例1〜16で得られた各ポリマーの重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(日本分光(株)製、品番:TRI−ROTAR−)にて測定した。その結果を表2に示す。その結果、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、および塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であった。
【0069】
次に実施例1〜16で得られた各プレポリマーの構造を赤外分光法(日本分光(株)製、品番:FT/IR−111型)で調べたところ、1100cm-1付近にシロキサン結合のダブルピークが見られる(ジャーナル オブ ポリマーサイエンス(1963年刊)、C−1巻、83ページ)ことから、これらのポリマーはいづれも一般式(1):
【0070】
【化8】
Figure 0003908509
【0071】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される構造を有することが確認された。
【0072】
【表1】
Figure 0003908509
【0073】
【表2】
Figure 0003908509
【0074】
比較例1〜4
表3に示す配合量、加水分解温度とするほかは、実施例1〜16と同様にして、表3に示す種々のトリアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、トリクロロゲルマニウムおよびトリクロロゲルマニウムの加水分解を行った。比較例1、3では、加水分解温度が−50℃と低く、滴下した超純水は凝固して加水分解反応が進行せず、重量平均分子量がきわめて小さかった。また比較例2、4では、加水分解温度が80℃、もしくは、75℃と高く、また反応濃度が高かったため、反応途中でゲル化が起こった。
【0075】
【表3】
Figure 0003908509
【0076】
【発明の効果】
本発明の第1の耐熱性樹脂によれば、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる高純度のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂を得ることができる効果がある。
【0077】
本発明の第1の製造方法によれば、一般式(2):
7XOR8OR9OR10 (2)
(R7はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、R8、R9、R10は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される化合物を一種類もしくは二種類以上を有機溶剤に溶解し、超純水を用いて冷却下で加水分解した後、加熱することを特徴とする、末端にアルコキシ基、または水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換されたアルコキシ基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。
【0078】
本発明の第2の製造方法によれば、前記第1の製造方法において、加水分解ののち、得られた加水分解物を超純水により洗浄し、末端にアルコキシ基もしくは水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換されたアルコキシ基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
【0079】
【化9】
Figure 0003908509
【0080】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される高純度ラダープレポリマーを得たのち、前記高純度ラダープレポリマーを有機溶媒に溶解させ、加熱することを特徴とするゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。
【0081】
本発明の第3の製造方法によれば、一般式(3):
11XCl3 (3)
(R11はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される化合物を、有機溶剤に溶解し、超純水を用いて冷却下で加水分解した後、加熱することを特徴とする、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。
【0082】
本発明の第4の製造方法によれば、前記第3の製造方法において、加水分解ののち、得られた加水分解物を超純水により洗浄し、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
【0083】
【化10】
Figure 0003908509
【0084】
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される高純度ラダープレポリマーを得たのち、前記高純度ラダープレポリマーを有機溶媒に溶解し、加熱することを特徴とする、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。
【0085】
本発明の第5の製造方法によれば、前記記載のラダーポリマーを粉末にし、貧溶媒と混合撹拌することによって精製することを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。
【0086】
本発明の第6の製造方法によれば、前記記載のラダーポリマーの有機溶媒溶液を不純物除去装置で精製することを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。
【0087】
本発明の第7の製造方法によれば、前記記載の不純物除去装置がイオン交換体であることを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下であるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法であるので、半導体などの保護膜、層間絶縁膜や、光導波路や、光ファイバー、光学レンズ、光フィルターなどの光学材料として好適に使用しうる効果がある。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ladder type heat resistant resin containing germanium atoms and silicon atoms, and a method for producing the same. More specifically, the present invention is a ladder type containing a high-purity germanium atom and a silicon atom that can be suitably used as an optical material such as a protective film such as a semiconductor, an interlayer insulating film, an optical waveguide, an optical fiber, an optical lens, and an optical filter. The present invention relates to a heat resistant resin and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, silicone ladder polymers whose main chain is silicon atoms have excellent heat resistance, electrical insulation, and chemical resistance due to this molecular structure. Protective films such as electronic parts or semiconductor devices, interlayer insulation films It is used as a material.
[0003]
A conventional method for producing this ladder polymer is proposed in JP-A-60-124943. As the production method, triethoxylane is first hydrolyzed in an organic solvent solution, then polymerized under reduced pressure, terminal-modified with dimethylchlorosilane, and purified with an organic solvent to obtain a silicone ladder polymer.
[0004]
However, no method for producing a ladder polymer in which germanium atoms and silicon atoms are mixed in the main chain has been reported.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Although no method for producing a ladder polymer in which germanium atoms and silicon atoms are mixed in the main chain has been reported, the conventional method for producing a silicone ladder polymer in which the main chain is a silicon atom as described above provides a silicone ladder polymer. Even so, the produced silicone ladder polymer contains a large amount of impurities and by-products. This is because the product was manufactured under conditions where impurities and by-products are difficult to be removed, such as insufficient purification after terminal modification, and reaction after hydrolysis at a high temperature of 35 ° C. Moreover, since the obtained polymer contains a monomer component that has not reacted, the storage stability at room temperature is low, and a gelled product is generated. Moreover, the polymerization degree (n) of the manufactured silicone ladder polymer was 5 to 300, the weight average molecular weight was only 100,000 or less, and it was difficult to form a thick film.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In view of the problems of the prior art, as a result of intensive studies to solve such problems, it was found that a ladder polymer with high purity can be obtained by hydrolysis under cooling. In addition, when the obtained high-purity ladder polymer is recovered as a precipitate, it has been found that a high-molecular-weight high-purity ladder polymer capable of forming a thick film that can be suitably used for a semiconductor protective film, an interlayer insulating film, etc. is obtained. The present invention has been completed.
[0007]
That is, the first germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat resistant resin of the present invention has the general formula (1):
[0008]
[Formula 4]
Figure 0003908509
[0009]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. Germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat resistant resin A ladder type heat resistant resin in which the ratio of silicon and germanium contained in the ladder polymer is 99.9% by weight or less for silicon and 0.1% by weight or more for germanium. It is.
[0010]
The method for producing the first germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin of the present invention has the general formula (2):
R 7 XOR 8 OR 9 OR Ten (2)
(R 7 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, and R 8 , R 9 , R Ten Represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen has been substituted with fluorine. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. The compound represented by) is dissolved in an organic solvent, hydrolyzed under cooling with ultrapure water, and then heated. An alkoxy group at the terminal or a part or all of the hydrogen atoms is fluorine. The above description, having an alkoxy group substituted on an atom, wherein each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less This is a method for producing a germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin.
[0011]
The second germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat resistant resin production method of the present invention is the first production method, wherein after hydrolysis, the obtained hydrolyzate is washed with ultrapure water, Having an alkoxy group or an alkoxy group in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, General formula (1) in which each content of uranium and thorium is 1 ppb or less:
[0012]
[Chemical formula 5]
Figure 0003908509
[0013]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. In a method for producing a germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin, which is obtained by dissolving the high-purity ladder prepolymer in an organic solvent and heating. is there.
[0014]
The method for producing the third germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin of the present invention has the general formula (3):
R 11 XCl Three (3)
(R 11 Represents a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. ), Dissolved in an organic solvent, hydrolyzed with ultrapure water under cooling, and then heated, having a hydroxyl group at the terminal, sodium, potassium, iron, copper In the method for producing a germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat resistant resin as described above, each content of lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less.
[0015]
The fourth germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat resistant resin production method of the present invention is the third production method, wherein after hydrolysis, the obtained hydrolyzate is washed with ultrapure water, General formula (1) having a hydroxyl group in which each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less:
[0016]
[Chemical 6]
Figure 0003908509
[0017]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. The method for producing a ladder-type heat-resistant resin containing germanium atoms and silicon atoms, wherein the high-purity ladder prepolymer represented by the following formula is obtained, and the high-purity ladder prepolymer is dissolved in an organic solvent and heated: It is.
[0018]
The fifth germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin production method of the present invention is obtained by purifying the ladder polymer according to claim 2, 3, 4 or 5 by mixing and stirring with a poor solvent. Each of the contents of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and the contents of uranium and thorium are 1 ppb or less. It is a manufacturing method of containing ladder type heat resistant resin.
[0019]
A sixth method for producing a germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat resistant resin according to the present invention is characterized in that an organic solvent solution of a ladder polymer according to claim 2, 3, 4 or 5 is purified by an impurity removing device. The germanium atom and silicon atom-containing ladder type described above, wherein each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less This is a method for producing a heat-resistant resin.
[0020]
The seventh germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat-resistant resin production method of the present invention is the production of the germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat-resistant resin as described above, wherein the impurity removing device is an ion exchanger. Is the method.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The high purity ladder polymer of the present invention has a general formula (1) in which each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less. ):
[0022]
[Chemical 7]
Figure 0003908509
[0023]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. ).
[0024]
The ratio of silicon and germanium contained in the high-purity ladder polymer is preferably 99.9% by weight or less for silicon and 0.1% by weight or more for germanium. If the amount of silicon is more than 99.9% by weight, germanium tends to be hardly incorporated into the structure. Further, if germanium is less than 0.1% by weight, germanium tends to be hardly incorporated into the structure.
[0025]
The manufacturing method of the high purity ladder polymer of this invention is demonstrated below.
[0026]
The ladder polymer is a general formula (2) as a raw material:
R 7 XOR 8 OR 9 OR Ten (2)
(R 7 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, and R 8 , R 9 , R Ten Represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen has been substituted with fluorine. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. ), Or organotrialkoxygermanium.
[0027]
It is preferable that the organotrialkoxysilane compound or the organotrialkoxygermanium compound is previously purified by distillation in a nitrogen stream under reduced pressure.
[0028]
The organotrialkoxysilane compound is, for example, R 7 Is a fluorine atom and R 8 , R 9 , R Ten As the compound showing a lower alkyl group, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, or fluorotripropoxysilane. R 7 Is a lower alkyl group, alkenyl group, or aryl group in which all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and R 8 , R 9 , R Ten Are compounds having a lower alkyl group such as trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxysilane, trifluoromethyltripropoxysilane, 3-trifluoromethylpropyltrimethoxysilane, 3-trifluoromethylpropyltriethoxy. Silane, 3-trifluoromethylpropyltripropoxysilane, 3-trifluoromethylphenyltrimethoxysilane, 3-trifluoromethylphenyltriethoxysilane, or 3-trifluoromethylphenyltripropoxysilane. R 7 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and R 8 , R 9 , R Ten Are compounds having a lower alkyl group such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, 2-phenylvinyltrimethoxysilane, 2-phenylvinyltriethoxysilane, 2-phenylvinyltripropoxysilane, 3 -Phenylallyltrimethoxysilane, 3-phenylallyltriemethoxysilane, 3-phenylallyltripropoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltripropoxysilane, Allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, allyltripropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyl Examples include, but are not limited to, limethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, or n-propyltripropoxysilane. is not.
[0029]
The organotrialkoxygermanium compound is, for example, R 7 Is a fluorine atom and R 8 , R 9 , R Ten As a compound showing a lower alkyl group, fluorotrimethoxygermanium, fluorotriethoxygermanium, or fluorotripropoxygermanium. R 7 Is a lower alkyl group, alkenyl group, or aryl group in which all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and R 8 , R 9 , R Ten Are compounds having a lower alkyl group, such as trifluoromethyltrimethoxygermanium, trifluoromethyltriethoxygermanium, trifluoromethyltripropoxygermanium, 3-trifluoromethylpropyltrimethoxygermanium, 3-trifluoromethylpropyltriethoxy. Germanium, 3-trifluoromethylpropyltripropoxygermanium, 3-trifluoromethylphenyltrimethoxygermanium, 3-trifluoromethylphenyltriethoxygermanium, or 3-trifluoromethylphenyltripropoxygermanium. R 7 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and R 8 , R 9 , R Ten Are compounds having a lower alkyl group, such as phenyltrimethoxygermanium, phenyltriethoxygermanium, phenyltripropoxygermanium, 2-phenylvinyltrimethoxygermanium, 2-phenylvinyltriethoxygermanium, 2-phenylvinyltripropoxygermanium, 3 -Phenylallyltrimethoxygermanium, 3-phenylallyltriemethoxygermanium, 3-phenylallyltripropoxygermanium, trimethoxygermanium, triethoxygermanium, tripropoxygermanium, vinyltrimethoxygermanium, vinyltriethoxygermanium, vinyltripropoxygermanium, Allyltrimethoxygermanium, allyltriethoxygermanium, allyltrips Poxygermanium, methyltrimethoxygermanium, methyltriethoxygermanium, methyltripropoxygermanium, ethyltrimethoxygermanium, ethyltriethoxygermanium, ethyltripropoxygermanium, n-propyltrimethoxygermanium, n-propyltriethoxygermanium, or n -Propyltripropoxygermanium and the like, but are not limited thereto.
[0030]
The ladder polymer is a general formula (3):
R 11 XCl Three (3)
(R 11 Represents a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. X is either silicon or germanium. It is also produced using a trichlorosilane compound or trichlorogermanium compound represented by
[0031]
The trichlorosilane compound or the trichlorogermanium compound is preferably purified in advance by distillation in a nitrogen stream under reduced pressure. Since the purified trichlorosilane compound or trichlorogermanium compound is easily hydrolyzed by moisture in the air to generate hydrogen chloride, it is preferably handled without being exposed to moisture containing air.
[0032]
Examples of the organotrialkoxysilane compound include fluorotrichlorosilane, trifluoromethyltrichlorosilane, 3-trifluoromethylpropyltrichlorosilane, 3-trifluoromethylphenyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, 2-phenylvinyltrichlorosilane, 3 -Phenylallyltrichlorosilane, trimethoxysilane, trichlorosilane, vinyltrichlorosilane, allyltrichlorosilane, methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, or n-propyltrichlorosilane are conceivable, but are not limited thereto. .
[0033]
Examples of the organotrialkoxygermanium compound include fluorotrichlorogermanium, trifluoromethyltrichlorogermanium, 3-trifluoromethylpropyltrichlorogermanium, 3-trifluoromethylphenyltrichlorogermanium, phenyltrichlorogermanium, 2-phenylvinyltrichlorogermanium. , 3-phenylallyltrichlorogermanium, trimethoxygermanium, trichlorogermanium, vinyltrichlorogermanium, allyltrichlorogermanium, methyltrichlorogermanium, ethyltrichlorogermanium, or n-propyltrichlorogermanium, but are limited to these is not.
[0034]
First, the organotrialkoxysilane, organotrialkoxygermanium, organotrichlorosilane compound, or organotrichlorogermanium compound represented by the general formulas (2) and (3) is dissolved in an organic solvent.
[0035]
As the organic solvent, a non-aqueous organic solvent capable of dissolving the hydrolyzate is used. Specific examples of such organic solvents include, for example, ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone, ethers such as diethyl ether and isopropyl ether, aromatic hydrocarbons such as xylene, toluene and benzene, methyl acetate, ethyl acetate and acetic acid. Examples thereof include esters such as butyl, and alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and butyl alcohol. Of these, high-purity chemicals (EL grade) for the electronics industry are preferable. The organic solvent is preferably used alone or in combination.
[0036]
Next, ultrapure water and, if necessary, ultrapure water containing hydrogen chloride are dropped into a solution in which the compound is dissolved in the organic solvent. Here, as the ultrapure water, it is preferable to use pure water having a specific resistance of 16 MΩ · cm or more excluding impurities as much as possible. The ultrapure water containing hydrogen chloride is used at the time of co-hydrolysis, and is 0.01 to 0 with respect to 1 mol part of the mixture of the compound represented by the general formula (2) or the general formula (3) as a raw material. Refers to pure water containing 23 mole parts hydrogen chloride (EL grade).
[0037]
At this time, the organic solvent solution is preferably adjusted to −40 to 40 ° C. for hydrolysis. When the temperature is lower than −40 ° C., the reactivity of the monomer is lowered and the polymerization tends to be difficult to proceed. When the temperature is higher than 40 ° C., gelation tends to occur during the polymerization reaction. After the addition of ultrapure water is completed, it is preferable to continue stirring for an additional 1 to 5 hours in order to complete the hydrolysis reaction. If the stirring time is shorter than 1 hour, unreacted monomer components exist and the storage stability tends to deteriorate, and if the stirring time exceeds 5 hours, the hydrolysis reaction is completed, and a further effect is obtained. There is a tendency not to be able to.
[0038]
After completion of the hydrolysis reaction, the reaction solution is separated into two layers, an organic solvent layer and an aqueous layer. For example, the lower aqueous layer is removed using a separatory funnel and the organic solvent layer containing the prepolymer is recovered.
[0039]
The degree of polymerization (n) of the high-purity ladder prepolymer is 5 to 10,000, and in particular, the degree of polymerization (n) is preferably less than 40 from the viewpoint of obtaining a regular ladder structure.
[0040]
Next, the solvent of the recovered organic solvent layer is distilled off and further dissolved in the organic solvent. Next, the high-purity ladder polymer of the present invention can be obtained by, for example, transferring the obtained solution to a quartz glass flask equipped with a fluororesin stirrer, a reflux condenser and a Dane Stark trap and heating.
[0041]
At this time, the recovered organic solvent layer is washed with ultrapure water before heating, so that a large amount of chlorine ions including sodium ions and potassium ions in the prepolymer can be easily removed. It is preferable.
[0042]
The said washing | cleaning is not specifically limited, A well-known various method can be employ | adopted. As an example, there is a method in which the organic solvent layer is mixed with the same volume of ultrapure water, stirred or shaken, and then the organic solvent layer is taken out. When such a cleaning method is adopted, the above-described cleaning operation is repeated three or more times, because sodium ions and potassium ions in the prepolymer and a large amount of chlorine ions are easily removed. preferable. It is considered that these impurities are removed because the obtained prepolymer has a ladder structure, and the impurities are hardly taken into the molecule. The prepolymer may be dissolved in an organic solvent, or may be recovered as a liquid or powder by distilling off the solvent.
[0043]
Thereafter, the prepolymer dissolved in the organic solvent is heated. Further, the prepolymer recovered as a liquid or powder is dissolved in an organic solvent and transferred to, for example, a quartz glass flask equipped with a fluororesin stirrer, a reflux condenser and a Dean-Stark trap and heated.
[0044]
Specific examples of the organic solvent for dissolving the prepolymer include, for example, ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone, ethers such as diethyl ether and isopropyl ether, aromatic hydrocarbons such as xylene, toluene and benzene, and methyl acetate. And ester systems such as ethyl acetate and butyl acetate, and alcohol systems such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and butyl alcohol. Of these, high-purity chemicals (EL grade) for the electronics industry are preferable. Moreover, it is preferable to use the said organic solvent 1 type or in mixture of 2 or more types.
[0045]
The heating temperature for obtaining a ladder polymer by dehydration condensation reaction is preferably 40 ° C to 250 ° C. If it is lower than 40 ° C, the dehydration condensation reaction may not proceed, and if it is higher than 250 ° C, gelation may occur during the reaction. The reaction time is preferably 0.5 to 200 hours. If it is shorter than 0.5 hours, the dehydration condensation reaction may not proceed in the same manner, and even after 200 hours, the dehydration condensation reaction is complete and the degree of polymerization may not increase. Thus, a silicone ladder polymer represented by the general formula (1) having a degree of polymerization (n) of 5 to 10,000 is obtained. A more preferable range of the degree of polymerization (n) is 5 to 2,000 from the viewpoint of film thickness uniformity during film formation. If the degree of polymerization (n) is less than 5, the storage stability is poor and gelled products tend to precipitate. If the degree of polymerization (n) exceeds 10,000, there is no soluble solvent and varnish cannot be prepared. . The degree of polymerization (n) of the polymer is adjusted by appropriately selecting the presence or absence of a solvent and a catalyst, the amount of use thereof, and the condensation reaction time.
[0046]
Since the ladder polymer obtained by the above method may contain a trace amount of impurities, it is preferably purified by the following method.
[0047]
First, when the silicone ladder polymer can be recovered as a solid, the solid is pulverized using a mortar or the like to form a powder. Moreover, the silicone ladder polymer which cannot be collect | recovered as solid removes a part or all of an organic solvent, and is dripped at a poor solvent gradually, solid matter is separated by filtration, and the solid matter is dried. Next, using a mortar or the like, the solid is pulverized into powder. At this time, the method for pulverizing the solid is not particularly limited.
[0048]
Next, the powdered ladder polymer is added to a poor solvent and stirred. Thereafter, the solid is recovered and dried. It is preferable to perform the operation of pulverizing the solid using the mortar or the like, adding it to a poor solvent and stirring the mixture once or more. The greater the number of operations, the better the purity.
[0049]
Examples of the poor solvent include ultrapure water, alcohols, esters, ketones, aromatic hydrocarbons, or a mixed solvent thereof. In particular, ultrapure water, ethanol, methanol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, 1-methylbutyl alcohol, 2-methylbutyl alcohol, or t-butyl alcohol in terms of removal of impurity ions Or a mixed solvent thereof is preferred.
[0050]
Further, as a method for purifying the ladder polymer, there is a method using an impurity removing device. When the ladder polymer represented by the general formula (1) having a polymerization degree (n) of 5 to 10,000 is completely dissolved in an organic solvent, the organic solvent solution is used as an impurity removing device, for example, an ion exchanger. Pass through. The greater the number of operations, the better the purity. Thereafter, the organic solvent is distilled off.
[0051]
When the ladder polymer thus obtained was analyzed by infrared spectroscopy, the absorption peak attributed to the asymmetric stretching vibration of Si—O—Si indicating that the ladder polymer had a ladder structure was 1135 cm. -1 And 1045cm -1 Observed. Photoelectron spectrum analysis confirmed that binding energy was 99 eV of silicon (2p3 / 2), 151 eV of silicon (2 s), 122 eV of germanium (3p3 / 2), and 1217 eV (2p3 / 2). From these facts, it was confirmed that the polymer was a ladder polymer containing germanium atoms in the main chain.
[0052]
Thus, each of the contents of sodium, potassium, iron, copper, lead, and chlorine is 1 ppm or less, each content of uranium and thorium is 1 ppb or less, and the degree of polymerization (n) is 5 to 10,000. A high-purity ladder polymer represented by the formula (1) is obtained.
[0053]
If each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, and chlorine is greater than 1 ppm, there is a tendency to cause malfunction when mounted on a device, or to corrode metal parts such as wiring. When each content is larger than 1 ppb, the device tends to malfunction.
[0054]
Next, although the high purity ladder polymer of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited only to this Example.
[0055]
【Example】
Examples 1-4
The raw materials, various alkoxysilanes, alkoxygermanium, trichlorosilane, and trichlorogermanium were distilled under a reduced-pressure nitrogen stream. The alkoxysilane, alkoxygermanium, trichlorosilane or trichlorogermanium, and an EL grade solvent were blended in the blending amounts shown in Table 1 to prepare a solution. The solution was transferred to a 2 L four-necked flask equipped with a dropping funnel, a thermometer, and a stir bar, and cooled to the temperature shown in Table 1 (hydrolysis temperature). Under cooling and stirring, the amount of ultrapure water shown in Table 1 was gradually added dropwise to the four-necked flask. The exotherm at this time was not so intense, and this dropping was carried out over 0.5 to 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 2 hours to complete the hydrolysis reaction. This prepolymer solution was transferred to a separatory funnel and allowed to stand to separate the prepolymer solution into two layers. The lower aqueous layer was removed, and the organic layer containing the prepolymer was recovered. Thereafter, the prepolymer was dissolved in the organic solvent shown in Table 1, and heated for a predetermined time. After allowing the heated solution to cool, the organic solvent was distilled off. Next, purified tetrahydrofuran was added to adjust the polymer component content to the concentrations shown in Table 2. The solution was sufficiently stirred to prepare a solution, which was then added dropwise to a 10-fold amount of a poor solvent (ultra pure water) to collect a ladder polymer precipitate. Next, the ladder polymer was powdered with a mortar, added to the poor solvent, and stirred to collect a ladder polymer solid. After this pulverization, the operation of adding to a poor solvent and stirring was repeated twice.
[0056]
The weight average molecular weight of the high molecular weight ladder polymer of the present invention thus synthesized was measured by gel permeation chromatography (manufactured by JASCO Corporation, product number: TRI-ROTAR-), and sodium ions, potassium ions, iron Ion, copper ion and lead ion concentrations are measured with an atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, product number: IC-500), and chlorine ion concentrations are analyzed with an ion chromatography analyzer (manufactured by Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd., product number). : IC-500), each concentration of radioactive elements uranium and thorium was analyzed with a spectrofluorometer (manufactured by Hitachi, Ltd., product number: MPF-4). The results are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, a highly pure germanium atom and silicon atom-containing ladder type polymer was obtained. When the obtained high-purity ladder polymer and the high-purity ladder polymer dissolved in anisole were stored at 25 ° C., the viscosity was constant for one year or more.
[0057]
Further, when the obtained anisole solution of the high-purity ladder polymer was applied to a silicon substrate and thermally cured, a good film was obtained without causing pinholes.
[0058]
Examples 5-8
The raw materials, various alkoxysilanes, alkoxygermanium, trichlorosilane, and trichlorogermanium were distilled under a reduced-pressure nitrogen stream. The alkoxysilane, alkoxygermanium, trichlorosilane or trichlorogermanium and EL grade solvent were blended in the blending amounts shown in Table 1 to prepare a solution. The solution was transferred to a 2 L four-necked flask equipped with a dropping funnel, a thermometer, and a stirring rod, and cooled to the temperature shown in Table 2 (hydrolysis temperature). Under cooling and stirring, the amount of ultrapure water shown in Table 1 was gradually added dropwise to the four-necked flask. The exotherm at this time was not so intense, and this dropping was carried out over 0.5 to 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 2 hours to complete the hydrolysis reaction. This prepolymer solution was transferred to a separatory funnel and allowed to stand to separate the prepolymer solution into two layers. The lower aqueous layer was removed, and the organic layer containing the prepolymer was recovered. Thereafter, the prepolymer was dissolved in the organic solvent shown in Table 1 and heated. After the heated solution was allowed to cool, an organic solvent solution of a ladder polymer was passed through an ion exchanger. The operation of passing through this ion exchanger was repeated twice.
[0059]
The weight average molecular weight of the high molecular weight ladder polymer of the present invention thus synthesized was measured by gel permeation chromatography (manufactured by JASCO Corporation, product number: TRI-ROTAR-), and sodium ions, potassium ions, iron Ion, copper ion, and lead ion concentrations are measured with an atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, product number: IC-500), and chloride ion concentrations are measured with an ion chromatography analyzer (manufactured by Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd.) (Product number: IC-500), each concentration of radioactive elements uranium and thorium was analyzed with a spectrofluorometer (manufactured by Hitachi, Ltd., product number: MPF-4). The results are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, a high-purity germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant polymer was obtained. When the obtained high-purity ladder polymer and the high-purity ladder polymer dissolved in anisole were stored at 25 ° C., the viscosity was constant for one year or more.
[0060]
Further, when the obtained anisole solution of the high-purity ladder polymer was applied to a silicon substrate and thermally cured, a good film was obtained without causing pinholes.
[0061]
Examples 9-12
The raw materials, various alkoxysilanes, alkoxygermanium, trichlorosilane, and trichlorogermanium were distilled under a reduced-pressure nitrogen stream. The alkoxysilane, alkoxygermanium, trichlorosilane or trichlorogermanium, and an EL grade solvent were blended in the blending amounts shown in Table 1 to prepare a solution. The solution was transferred to a 2 L four-necked flask equipped with a dropping funnel, a thermometer, and a stirring rod, and cooled to the temperature shown in Table 3 (hydrolysis temperature). Under cooling and stirring, the amount of ultrapure water shown in Table 1 was gradually dropped into the four-necked flask. The exotherm at this time was not so intense, and this dropping was carried out over 0.5 to 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 2 hours to complete the hydrolysis reaction. This prepolymer solution was transferred to a separatory funnel and allowed to stand to separate the prepolymer solution into two layers. The lower aqueous layer was removed, and the organic layer containing the prepolymer was recovered. To this organic layer, ultrapure water having the same volume as that of the organic layer was added and washed by shaking. This operation was repeated 5 times. Thereafter, the prepolymer was dissolved in the organic solvent shown in Table 1 and heated. After allowing the heated solution to cool, the organic solvent was distilled off. Then, purified tetrahydrofuran was added to adjust the polymer component content to the concentration shown in Table 2. This was sufficiently stirred to prepare a solution, which was then added dropwise to a 10-fold amount of a poor solvent (mixed solvent of ultrapure water / methanol = 50/50) to recover a ladder polymer precipitate. Next, the ladder polymer was powdered with a mortar, added to the poor solvent, and stirred. Thereafter, the solid matter of the ladder polymer was recovered. After this pulverization, the operation of adding to a poor solvent and stirring was repeated twice.
[0062]
The weight average molecular weight of the high molecular weight ladder polymer of the present invention thus synthesized was measured by gel permeation chromatography (manufactured by JASCO Corporation, product number: TRI-ROTAR-), and sodium ions, potassium ions, iron Ion, copper ion, and lead ion concentrations are measured with an atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, product number: IC-500), and chloride ion concentrations are measured with an ion chromatography analyzer (manufactured by Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd.) (Product number: IC-500), each concentration of radioactive elements uranium and thorium was analyzed with a spectrofluorometer (manufactured by Hitachi, Ltd., product number: MPF-4). The results are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, a high-purity germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant polymer was obtained. When the obtained high-purity ladder polymer and the high-purity ladder polymer dissolved in anisole were stored at 25 ° C., the viscosity was constant for one year or more.
[0063]
Further, when the obtained anisole solution of the high-purity ladder polymer was applied to a silicon substrate and thermally cured, a good film was obtained without causing pinholes.
[0064]
Examples 13-16
The raw materials, various alkoxysilanes, alkoxygermanium, trichlorosilane, and trichlorogermanium were distilled under a reduced-pressure nitrogen stream. The alkoxysilane alkoxygermanium, trichlorosilane or trichlorogermanium, and an EL grade solvent were blended in the blending amounts shown in Table 1 to prepare a solution. The solution was transferred to a 2 L four-necked flask equipped with a dropping funnel, a thermometer, and a stir bar, and cooled to the temperature shown in Table 1 (hydrolysis temperature). Under cooling and stirring, the amount of ultrapure water shown in Table 1 was gradually added dropwise to the four-necked flask. The exotherm at this time was not so intense, and this dropping was carried out over 0.5 to 2 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 2 hours to complete the hydrolysis reaction. This prepolymer solution was transferred to a separatory funnel and allowed to stand to separate the prepolymer solution into two layers. The lower aqueous layer was removed, and the organic layer containing the prepolymer was recovered. To this organic layer, ultrapure water having the same volume as that of the organic layer was added and washed by shaking. This operation was repeated 5 times.
[0065]
Thereafter, the prepolymer was dissolved in the organic solvent shown in Table 2 and heated for a predetermined time. The heated solution was allowed to cool and then passed through an ion exchanger. The operation of passing through this ion exchanger was repeated twice.
[0066]
The weight average molecular weight of the high molecular weight ladder polymer of the present invention thus synthesized was measured by gel permeation chromatography (manufactured by JASCO Corporation, product number: TRI-ROTAR-), and sodium ions, potassium ions, iron Ion, copper ion, and lead ion concentrations are measured with an atomic absorption analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, product number: IC-500), and chloride ion concentrations are measured with an ion chromatography analyzer (manufactured by Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd.) (Product number: IC-500), each concentration of radioactive elements uranium and thorium was analyzed with a spectrofluorometer (manufactured by Hitachi, Ltd., product number: MPF-4). The results are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, a high-purity germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant polymer was obtained. When the obtained high-purity ladder polymer and the high-purity ladder polymer dissolved in anisole were stored at 25 ° C., the viscosity was constant for one year or more.
[0067]
Further, when the obtained anisole solution of the high-purity ladder polymer was applied to a silicon substrate and thermally cured, a good film was obtained without causing pinholes.
[0068]
Next, the weight average molecular weight of each polymer obtained in Examples 1 to 16 was measured by gel permeation chromatography (manufactured by JASCO Corporation, product number: TRI-ROTAR-). The results are shown in Table 2. As a result, each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, and chlorine was 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium was 1 ppb or less.
[0069]
Next, the structure of each prepolymer obtained in Examples 1 to 16 was examined by infrared spectroscopy (manufactured by JASCO Corporation, product number: FT / IR-111 type). -1 In the vicinity, a double peak of siloxane bond is seen (Journal of Polymer Science (1963), C-1 volume, page 83), so these polymers are all represented by the general formula (1):
[0070]
[Chemical 8]
Figure 0003908509
[0071]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. It was confirmed to have a structure represented by
[0072]
[Table 1]
Figure 0003908509
[0073]
[Table 2]
Figure 0003908509
[0074]
Comparative Examples 1-4
Various trialkoxysilanes, trialkoxysilanes, trichlorogermaniums and trichlorogermaniums shown in Table 3 were hydrolyzed in the same manner as in Examples 1 to 16 except that the blending amounts and hydrolysis temperatures shown in Table 3 were used. . In Comparative Examples 1 and 3, the hydrolysis temperature was as low as −50 ° C., the ultrapure water dropped was solidified, the hydrolysis reaction did not proceed, and the weight average molecular weight was extremely small. In Comparative Examples 2 and 4, since the hydrolysis temperature was as high as 80 ° C. or 75 ° C. and the reaction concentration was high, gelation occurred during the reaction.
[0075]
[Table 3]
Figure 0003908509
[0076]
【The invention's effect】
According to the first heat-resistant resin of the present invention, a high-purity germanium atom that can be suitably used as an optical material such as a protective film such as a semiconductor, an interlayer insulating film, an optical waveguide, an optical fiber, an optical lens, and an optical filter. In addition, the silicon atom-containing ladder type heat resistant resin can be obtained.
[0077]
According to the first production method of the present invention, the general formula (2):
R 7 XOR 8 OR 9 OR Ten (2)
(R 7 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, and R 8 , R 9 , R Ten Represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen has been substituted with fluorine. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. 1) or two or more kinds of the compound represented by formula (1) are dissolved in an organic solvent, hydrolyzed under cooling with ultrapure water, and then heated, and the terminal is an alkoxy group or a hydrogen atom Part or all of which has an alkoxy group substituted with a fluorine atom, each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium Is a manufacturing method of a germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat-resistant resin having a ppb of 1 ppb or less. Therefore, as a protective film such as a semiconductor, an interlayer insulating film, an optical waveguide, an optical material such as an optical fiber, an optical lens, and an optical filter. There exists an effect which can be used conveniently.
[0078]
According to the second production method of the present invention, in the first production method, after hydrolysis, the obtained hydrolyzate is washed with ultrapure water, and an alkoxy group or a part of a hydrogen atom or All have alkoxy groups substituted with fluorine atoms, each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less A general formula (1):
[0079]
[Chemical 9]
Figure 0003908509
[0080]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. In a method for producing a germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin, which is obtained by dissolving the high-purity ladder prepolymer in an organic solvent and heating. Therefore, there is an effect that can be suitably used as an optical material such as a protective film such as a semiconductor, an interlayer insulating film, an optical waveguide, an optical fiber, an optical lens, and an optical filter.
[0081]
According to the third production method of the present invention, the general formula (3):
R 11 XCl Three (3)
(R 11 Represents a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. ), Dissolved in an organic solvent, hydrolyzed with ultrapure water under cooling, and then heated, having a hydroxyl group at the terminal, sodium, potassium, iron, copper , Lead, magnesium, manganese and chlorine content is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less. The protective film, interlayer insulating film, optical waveguide, optical fiber, optical lens, optical filter, and other optical materials can be suitably used.
[0082]
According to the fourth production method of the present invention, in the third production method, after hydrolysis, the obtained hydrolyzate is washed with ultrapure water, has a hydroxyl group at the terminal, sodium, potassium, General formula (1) in which each content of iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less:
[0083]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003908509
[0084]
(Wherein R 1 And R 2 Is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. But, R Three , R Four , R Five And R 6 Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and n represents a natural number with respect to 5 to 10,000. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. The high-purity ladder prepolymer represented by the following formula is obtained, and the high-purity ladder prepolymer is dissolved in an organic solvent and heated. The terminal has a hydroxyl group and is sodium, potassium, iron, copper , Lead, magnesium, manganese and chlorine content is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less. The protective film, interlayer insulating film, optical waveguide, optical fiber, optical lens, optical filter, and other optical materials can be suitably used.
[0085]
According to the fifth production method of the present invention, sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese, wherein the ladder polymer described above is powdered and purified by mixing and stirring with a poor solvent. And a chlorine atom-containing ladder-type heat-resistant resin in which each content of chlorine and chlorine is 1 ppm or less and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less. There exists an effect which can be used conveniently as optical materials, such as a film | membrane, an optical waveguide, an optical fiber, an optical lens, and an optical filter.
[0086]
According to the sixth production method of the present invention, the organic solvent solution of the ladder polymer described above is purified by an impurity removing device, and the solution of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine Since each content is 1 ppm or less and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less, it is a method for producing a germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat-resistant resin, so that a protective film such as a semiconductor, an interlayer insulating film, There exists an effect which can be used conveniently as optical materials, such as an optical waveguide, an optical fiber, an optical lens, and an optical filter.
[0087]
According to the seventh production method of the present invention, each of the contents of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is characterized in that the impurity removing device described above is an ion exchanger. Since it is a manufacturing method of a germanium atom and silicon atom containing ladder type heat resistant resin having a content of 1 ppm or less and each content of uranium and thorium being 1 ppb or less, a protective film such as a semiconductor, an interlayer insulating film, an optical waveguide, There exists an effect which can be used conveniently as optical materials, such as an optical fiber, an optical lens, and an optical filter.

Claims (8)

一般式(1):
Figure 0003908509
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表されるゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂であって、ラダーポリマー中に含有されるシリコンとゲルマニウムの割合が、シリコンが99.9重量%以下、ゲルマニウムが0.1重量%以上であるラダー型耐熱性樹脂
General formula (1):
Figure 0003908509
(In the formula, R 1 and R 2 are a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, Or an aryl group, which may be the same or different, and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of the hydrogen is substituted with fluorine, n represents a natural number with respect to 5 to 10,000, and X represents silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium.) a type heat-resistant resin, the proportion of silicon and germanium contained in the ladder polymer, silicon 99.9 Hereinafter, ladder type heat-resistant resin is germanium 0.1% by weight or more.
一般式(2):
7XOR8OR9OR10 (2)
(R7はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、R8、R9、R10は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される化合物を有機溶剤に溶解し、超純水を用いて冷却下で加水分解した後、加熱することを特徴とする、末端にアルコキシ基、または水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換されたアルコキシ基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である請求項1記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法。
General formula (2):
R 7 XOR 8 OR 9 OR 10 (2)
(R 7 is a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, R 8 , R 9 , and R 10 each represent a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of hydrogen is substituted with fluorine, and X is either silicon or germanium, However, it may be different, but it always contains germanium.) It is dissolved in an organic solvent, hydrolyzed with ultrapure water under cooling, and then heated, and then an alkoxy group at the end. Or an alkoxy group in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, Cancer and the content of chlorine is at 1ppm or less, uranium, production method of claim 1 germanium atoms according and a silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin content of each thorium is less than 1 ppb.
前記加水分解ののち、得られた加水分解物を超純水により洗浄し、末端にアルコキシ基、または水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換されたアルコキシ基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
Figure 0003908509
(式中、R 1 およびR 2 はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される高純度ラダープレポリマーを得たのち、前記高純度ラダープレポリマーを有機溶媒に溶解させ、加熱することを特徴とする請求項2記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法。
After the hydrolysis, the obtained hydrolyzate is washed with ultrapure water and has an alkoxy group at the terminal or an alkoxy group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, sodium, potassium, General formula (1) in which each content of iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less:
Figure 0003908509
(In the formula, R 1 and R 2 are a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, Or an aryl group, which may be the same or different, and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of the hydrogen is substituted with fluorine, n represents a natural number with respect to 5 to 10,000, and X is silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. 3. The germanium atom and the silicon atom according to claim 2, wherein the high-purity ladder prepolymer is dissolved in an organic solvent and heated. Method for producing a con-containing ladder-type heat-resistant resin.
一般式(3):
11XCl3 (3)
(R11はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される化合物を、有機溶剤に溶解し、超純水を用いて冷却下で加水分解した後、加熱することを特徴とする、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である請求項1記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法。
General formula (3):
R 11 XCl 3 (3)
(R 11 represents a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group in which some or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom. X is either silicon or germanium, which may be the same or different, but must always contain germanium.) A compound represented by the above formula is dissolved in an organic solvent and hydrolyzed with ultrapure water under cooling. It has a hydroxyl group at the terminal, and is decomposed and then heated, each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium The method for producing a germanium atom- and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin according to claim 1, wherein the amount is 1 ppb or less.
前記加水分解ののち、得られた加水分解物を超純水により洗浄し、末端に水酸基を有し、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である一般式(1):
Figure 0003908509
(式中、R1およびR2はフッ素原子、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基、またはそれぞれ水素原子の一部もしくは全てがフッ素原子に置換された低級アルキル基、アルケニル基、もしくはアリール基であり、同種でも異種でもよく、R3、R4、R5およびR6は水素原子、低級アルキル基、または水素の一部もしくは全てがフッ素に置換された低級アルキル基であり、nは5〜10,000に対する自然数を示す。また、Xは、シリコンまたはゲルマニウムのいずれかであり、同種でも異種でも良いが、必ずゲルマニウムを含む。)で表される高純度ラダープレポリマーを得た後、前記高純度ラダープレポリマーを有機溶媒に溶解し、加熱することを特徴とする請求項4記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法。
After the hydrolysis, the obtained hydrolyzate is washed with ultrapure water, has a hydroxyl group at the terminal, and each content of sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese and chlorine is 1 ppm or less. General formula (1) in which each content of uranium and thorium is 1 ppb or less:
Figure 0003908509
(In the formula, R 1 and R 2 are a fluorine atom, a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, or a lower alkyl group, an alkenyl group in which part or all of the hydrogen atoms are each substituted with a fluorine atom, Or an aryl group, which may be the same or different, and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkyl group in which part or all of the hydrogen is substituted with fluorine, n represents a natural number with respect to 5 to 10,000, and X is silicon or germanium, which may be the same or different, but always contains germanium. The germanium atom and the silico according to claim 4, wherein the high-purity ladder prepolymer is dissolved in an organic solvent and heated. Manufacturing process of the atomic ladder heat-resistant resin.
請求項2、3、4または5記載の製造方法により得られたラダーポリマーを粉末にし、貧溶媒と混合撹拌することによって精製することを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である請求項1記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法。Sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium characterized in that the ladder polymer obtained by the production method according to claim 2, 3, 4 or 5 is made into powder and purified by mixing and stirring with a poor solvent. The method for producing a germanium atom and silicon atom-containing ladder-type heat-resistant resin according to claim 1, wherein each content of manganese, chlorine is 1 ppm or less, and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less. 請求項2、3、4または5記載の製造方法により得られたラダーポリマーの有機溶媒溶液を不純物除去装置で精製することを特徴とする、ナトリウム、カリウム、鉄、銅、鉛、マグネシウム、マンガンおよび塩素の各含有量が1ppm以下であり、ウラン、トリウムの各含有量が1ppb以下である請求項1記載のゲルマニウム原子およびシリコン原子含有ラダー型耐熱性樹脂の製造方法。Sodium, potassium, iron, copper, lead, magnesium, manganese, and an organic solvent solution of a ladder polymer obtained by the production method according to claim 2, 3, 4, or 5 are purified by an impurity removing device. The method for producing a germanium atom and silicon atom-containing ladder type heat-resistant resin according to claim 1, wherein each content of chlorine is 1 ppm or less and each content of uranium and thorium is 1 ppb or less. 前記不純物除去装置がイオン交換体である請求項7記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 7, wherein the impurity removing device is an ion exchanger.
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