JP4665322B2 - Poly (alicyclic olefin) - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な不飽和基含有脂環式イミド及び、その重合体であるポリ(脂環式オレフィン)等に関する。
【0002】
【従来の技術】
大規模集積回路(LSI)は、微細加工技術の進歩を反映して、高集積化、多機能化、高性能化が進んでいる。その結果、回路抵抗や配線間のコンデンサー容量(以下、それぞれ「寄生抵抗」、「寄生容量」という)が増大して、消費電力が増大するだけでなく、デバイスの信号スピードが低下する大きな要因となっている。そのため、配線の周辺を低誘電率の層間絶縁膜で被って寄生容量を下げ、デバイスを高速化させようとしている。具体的には、従来の層間絶縁膜に用いられている酸化ケイ素膜を、より誘電率の小さい有機膜に替える試みがなされている。しかし、層間絶縁膜には、低誘電性とともに、実装基板製造時の薄膜形成工程や、チップ接続、ピン付け等の後工程に耐えられる優れた耐熱性及び機械特性を有することが要求される。代表的な低誘電性有機材料としてポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂やノルボルネン系樹脂が知られているが、前者は耐熱性が不十分であり、後者は機械特性が不十分である。一方では、耐熱性や機械特性の優れた有機材料が知られているが、従来のポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の比誘電率は3.0〜4.0程度であり、低誘電性の面で満足できない。また、従来のポリイミドは誘電率の異方性が大きく、配線間方向と配線層間方向で比誘電率が異なるという問題がある。また、ノルボルネンイミド系ポリマー(Macromol.Chem.Phys.200,338-347,1999)が知られているが、電気特性(特に誘電率)及び機械特性に関する記載はない。
【0003】
すなわち、耐熱性、機械特性、低誘電性、誘電率の等方性を同時に兼ね備えた絶縁材料は、未だ見出されていないのが現状である。また、光通信関係、特に光導波路のクラッド材には低屈折率、低複屈折率であることが期待されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低誘電性と耐熱性、低屈折性、誘電率の等方性(低複屈折率)および機械特性を同時に兼ね備えた絶縁材料として有用なポリマーを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、一般式(1)で表される構造の繰り返し単位からなり重量平均分子量が500〜5000000であることを特徴とするポリ(脂環式オレフィン)であり、それを用いた絶縁膜または光学部品である。
【0006】
【化2】
【0007】
(一般式(1)において、lは1〜2、m、n、oは0〜5の整数を示し、m+n≧1を満たす整数である。Xは直接結合、またはO、S、CH2、CO、SO、SO2のいずれかを示す。R1〜R4はH、F、CF3、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基のいずれかを示し、同じでも異なっていてもよい。R5、R6はH、または炭素数1〜10のアルキル基を示し、同じでも異なっていてもよい。R7、R8はF、CF3、OCF3、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基のいずれかを示し、同じでも異なっていてもよい。ただし、m個のR 7 およびo×n個のR 8 のうち、少なくとも1つはCF 3 である。)
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明における一般式(1)で表されるポリ(脂環式オレフィン)は、一般式(2)で表される不飽和基含有脂環式イミド化合物を、重合溶媒中、金属触媒下でビニル付加重合することにより得られる。
【0009】
【化3】
【0010】
一般式(2)において、lは1〜2、m、n、oは0〜5の整数を示し、m+n≧1を満たす整数である。Xは直接結合、またはO、S、CH2、CO、SO、SO2のいずれかを示す。R1〜R4はH、F、CF3、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基のいずれかを示し、同じでも異なっていてもよい。R5、R6はH、または炭素数1〜10のアルキル基を示し、同じでも異なっていてもよい。R7、R8はF、CF3、OCF3、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基のいずれかを示し、同じでも異なっていてもよい。ただし、m個のR 7 およびo×n個のR 8 のうち、少なくとも1つはCF 3 である。
【0011】
モノマーである不飽和基含有脂環式イミド化合物は、一般式(3)で表される不飽和基含有脂環式酸無水物と一般式(4)で表される芳香族アミン化合物を有機溶媒中、反応温度20℃〜200℃が好ましく、より好ましくは50℃〜150℃で0.5〜24時間反応させることにより得られる。
【0012】
【化4】
【0013】
一般式(3)において、lは1〜2の整数を示す。R1〜R4はH、F、CF3、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基のいずれかを示し、同じでも異なっていてもよい。R5、R6はH、または炭素数1〜10のアルキル基を示す。
【0014】
【化5】
【0015】
一般式(4)において、m、n、oは0〜5の整数を示し、m+n≧1を満たす整数である。Xは直接結合、またはO、S、CH2、CO、SO、SO2を示す。R7、R8はF、CF3、OCF3、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基のいずれかを示し、同じでも異なっていてもよい。
【0016】
また、R7、R8の少なくとも1つはCF3であることが、低誘電率化の点より必要である。
【0017】
この反応に用いる溶媒の好ましい具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−t−ブチル、酢酸−n−ブチル、酢酸−n−ヘキシル等のエステル類、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒、酢酸等のプロトン性極性溶媒等を挙げることができる。また、これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0018】
本発明で用いられる不飽和基含有脂環式酸無水物の具体例としては、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、2,3−ジメチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−フルオロ−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7−ジフルオロ−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジフルオロ−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7,−テトラフルオロ−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−トリフルオロメチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7−ビス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ビス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7,−テトラキス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−メチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7−ジメチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジメチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7−テトラメチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−エチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7−ジエチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジエチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7−テトラエチル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−シクロヘキシル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7−ジシクロヘキシル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−フェニル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7−ジフェニル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−メチル−7−フェニル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジフルオロ−7,7−ジフェニル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジメチル−7,7−ジフェニル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ビス(トリフルオロメチル)−7,7−ジフェニル−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,8−ジフルオロ−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7,8,8−テトラフルオロ−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジフルオロ−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7,8,8−ヘキサフルオロ−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,8−ビス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7,8,8−テトラキス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ビス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7,8,8−ヘキサキス(トリフルオロメチル)−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,8−ジメチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7,8,8−テトラメチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジメチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7,8,8−ヘキサメチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,8−ジエチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,7,8,8−テトラエチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジエチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6,7,7,8,8−ヘキサエチル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,8−ジシクロヘキシル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、7,8−ジフェニル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジフルオロ−7,8−ジフェニル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ジメチル−7,8−ジフェニル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、5,6−ビス(トリフルオロメチル)−7,8−ジフェニル−ビシクロ[2,2,2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、等を挙げることができるがこれに限定されない。
【0019】
用いる不飽和基含有脂環式酸無水物としては、酸無水物部の立体配置がexo−体であることが、endo−体であることより、不飽和基含有脂環式酸無水物から得られる不飽和基含有脂環式イミド化合物の重合反応性が高いという点で好ましい。
【0020】
本発明で用いられる芳香族アミン化合物の具体例としては、2−トリフルオロメチルアニリン、3−トリフルオロメチルアニリン、4−トリフルオロメチルアニリン、2,3−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、2,4−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、3,4−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)アニリン、2,4,6−トリス(トリフルオロメチル)アニリン、2,3,4,5,6−ペンタキス(トリフルオロメチル)アニリン、2−フルオロ−3−トリフルオロアニリン、2−フルオロ−4−トリフルオロアニリン、2−フルオロ−5−トリフルオロアニリン、3−フルオロ−4−トリフルオロアニリン、3−フルオロ−5−トリフルオロアニリン、2−メチル−3−トリフルオロアニリン、2−メチル−4−トリフルオロアニリン、2−メチル−5−トリフルオロアニリン、3−メチル−4−トリフルオロアニリン、3−メチル−5−トリフルオロアニリン、2−フェニル−3−トリフルオロアニリン、2−フェニル−4−トリフルオロアニリン、2−フェニル−5−トリフルオロアニリン、3−フェニル−4−トリフルオロアニリン、3−フェニル−5−トリフルオロアニリン、2−(3−トリフルオロメチルフェニル)アニリン、3−(3−トリフルオロメチルフェニル)アニリン、4−(3−トリフルオロメチルフェニル)アニリン、2−[3,4−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]アニリン、3−[3,4−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]アニリン、4−[3,4−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]アニリン、2−[2,4−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3−[2,4−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、4−[2,4−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2−[3,4−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3−[3,4−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、4−[3,4−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,3−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,6−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3,5−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,4,6−トリス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,6−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ]アニリン、2−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、3−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,6−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、3,5−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,4,6−トリス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、3−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,6−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、3,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、3−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル]アニリン、2−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、3−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,6−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、3,5−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,4,6−トリス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、3−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,6−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、3,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、3−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル]アニリン、2−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、3−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,6−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、3,5−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,4,6−トリス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、3−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,6−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、3,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、3−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルチオ]アニリン、2−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、3−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,6−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、3,5−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,4,6−トリス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、3−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,6−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、3,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、3−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルフィニル]アニリン、2−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、3−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,4−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,6−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、3,5−ビス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,4,6−トリス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、3−フルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,6−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、3,5−ジフルオロ−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、3−トリフルオロメチル−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、2,6−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)−4−[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル]アニリン、等を挙げることができるがこれに限定されない。
【0021】
前記不飽和基含有脂環式イミドのビニル付加重合反応は、金属触媒を用いて行われる。反応温度は、0〜250℃が好ましく、より好ましくは20℃〜150℃である。反応圧力は特に限定されず、通常、常圧で実施することができる。また、反応時間は、好ましくは0.5〜120時間であり、より好ましくは0.5〜48時間である。
【0022】
重合溶媒の好ましい具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−t−ブチル、酢酸−n−ブチル、酢酸−n−ヘキシル等のエステル類、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。また、これらの重合溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0023】
本発明で好ましく用いられる金属触媒は、通常、第4属あるいは第10属遷移金属触媒であり、その具体例としては、Cp2ZrCl2/メチルアルミノキノサン(MAO)、Cp2ZrCl2/メチルイソブチルアルミノキサン、PdCl3/MAO、Ni(acac)2/MAO、Ni(acac)2/EtAlCl2、Ni(acac)2・2H2O/EtAlCl2、Ni(acac)2/TiCl4、Ni(acac)2/BF3・Et2O、NiCl2(PPh3)2/AlCl3、Pd(acac)2/EtAlCl2、PdCl2(C6H5CN)2/EtAlCl2、PdCl2(C6H5CN)2/TiCl4、PdCl2(C6H5CN)2/BF3・Et2Oの組み合わせた触媒系、[(η3-allyl)PdX](X=BF4,SbF6,AsF6,PF6,CF3SO3 -)で表されるアリルPdイオン錯体、CpTiCl3、CpTiCl3のシクロペンタジエニル基にエーテル基を有するハーフチタノセン、CpTiCl3のシクロペンタジエニル基にエステル基を有するハーフチタノセン、等を挙げることができるがこれに限定されない。触媒の濃度は、反応原料に対して0.01〜10モル%が好ましく、より好ましくは0.1〜5モル%である。また、重合反応は触媒の失活を抑えるため、不活性ガス下で行うのが好ましい。
【0024】
また、本発明の不飽和基含有脂環式イミドは、他の不飽和基含有化合物と共重合しても良い。以上のような重合反応により、前記一般式(1)で表される繰り返し単位からなるポリ(脂環式オレフィン)を得ることができる。
【0025】
本発明のポリ(脂環式オレフィン)の重量平均分子量は、500〜5000000である。より好ましくは1000〜1000000である。本発明のポリ(脂環式オレフィン)の誘電率(1kHz)は2.7以下、さらに2.5以下であることが好ましく、屈折率については平行方向、垂直方向のいずれの屈折率も1.56以下、好ましくは1.51以下であることが、必要とされる低誘電性の点から好ましい。さらに複屈折率は0.01以下であることが好ましい。1%重量減少温度(Td1)は、工程上必要とされる耐熱性の点から、350℃以上が好ましく、より好ましくは400℃以上である。またガラス転移温度(Tg)は250℃以上が好ましく、より好ましくは300℃以上である。
【0026】
また、本発明における(a)一般式(1)で表される化合物に、(b)固体粒子を添加することで、機械特性の向上、低誘電率化、さらに組成物溶液の粘性を高めて塗布性を改善することができる。
【0027】
(b)成分である固体粒子としては、シリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、セリア粒子などの無機酸化粒子やその分散ゲル、あるいはフラーレン粒子、カーボンナノチューブ、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリテトラフルオロエチレンプロピレン共重合体やこれらの分散ゲルなどを挙げることができ、これら固体粒子の少なくとも1つを含有することで上記特性の改善を図ることができる。固体粒子は、化合物(a)成分100重量部に対して1〜100重量部添加することが好ましく、より好ましくは5〜50重量部である。
【0028】
この(a)一般式(1)で表される化合物と、(b)固体粒子とから成るポリ(脂環式オレフィン)組成物に用いられる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−t−ブチル、酢酸−n−ブチル、酢酸−n−ヘキシル等のエステル類、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒、あるいはこれらの混合したもの、その他、本発明のポリ(脂環式オレフィン)が溶解するものを好ましく用いることができる。
【0029】
また、必要に応じて本発明のポリ(脂環式オレフィン)と基板との濡れ性を向上させる目的で界面活性剤を混合しても良い。
【0030】
さらに、下地との接着性を向上する目的で、シランカップリング剤、チタンキレート剤、アルミキレート剤をポリ(脂環式オレフィン)のワニスに加えたり、基板を前処理することもできる。
【0031】
したがって、本発明のポリ(脂環式オレフィン)は、プリント基板やLSI用の層間絶縁膜や光導波路のクラッド材等の光学部品として極めて良好に使用することができるほか、一般の絶縁材料としても有用である。
【0032】
【実施例】
以下本発明をより詳細に説明するために、実施例および比較例をあげて説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
(特性の測定方法)
重量平均分子量の測定
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(Model510(Waters社製))を用いて、ポリスチレン換算にて重量平均分子量(Mw)を測定した。
【0033】
膜厚の測定
シリコンウエハー上の製膜した膜に傷を付け、その傷の深さを触針計サーフコム1500A(東京精密(株)製)を用いて測定し、その深さを膜の厚さとした。
【0034】
比誘電率の測定
ポリ(脂環式オレフィン)膜の1kHzにおける静電容量を横川・ヒューレット・パッカード(株)製のLCRメーター4284Aを用いて測定し、下記式により比誘電率(ε)を求めた。
ε=C・d/ε0・S(但し、Cは静電容量(F)、dは試料膜厚(m)、ε0は真空中の誘電率、Sは上部電極面積(m2)である。)。
【0035】
屈折率の測定
プリズムカップラーModelPC2010(Metricon社製)のHe−Neレーザーの波長(633nm)を用い、プリズムカップラー法で20℃で測定し、膜面に対して平行方向の屈折率(TE)と垂直方向の屈折率(TM)およびそれらの差である複屈折率を求めた。
赤外吸収スペクトル(IR)測定
不飽和基含有脂環式イミドはKBr法で測定し、ポリ(脂環式オレフィン)はシリコンウエハー上に製膜したものをそのまま測定した。測定装置はフーリエ変換赤外分校光度計「FT−720」(堀場製作所(株)製)を用いた。
【0036】
核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)の測定
溶媒CDCl3またはTHF−d8に溶解し、270MHzで測定した。測定装置は超伝導FTNMR「EX−270」(日本電子データム(株)製)を用いた。
【0037】
ガラス転移温度(Tg)の測定
示差走査熱量計DSC−50(島津製作所(株)製)により、窒素雰囲気中、昇温速度20℃/分で測定した。
【0038】
1%重量減少温度(Td1)の測定
熱重量測定装置TGA−50(島津製作所(株)製)を用い、窒素中、昇温速度10℃/分で加熱して、1%重量減少を示した温度を測定した。
【0039】
分散安定性の測定
固体粒子を添加したポリマー溶液を23℃の部屋に放置し、目視にて、層分離、ゲル化などが起こるかを調べた。1週間の間に層分離、ゲル化が起こらないものを分散安定性良好とした。
【0040】
耐スクラッチ性試験
4インチのシリコンウェハ上に固体粒子を添加したポリマー膜を作製し、熱処理した。このウェハのポリマー膜を着けた面を上にして、下面を15cm×15cm、厚み2mmのアルミ板にエポキシ系の接剤で貼りつけた。次に、ローデル社製の研磨パッド(IC−1000)を日立(株)製サンダー(SV12SE)に取り付け、先ほどのウェハ上にキャボット社製スラリー(SS−25)を5ml滴下して、荷重を5kgかけた研磨パッドにより研磨処理を30秒行った。この後、ウェハ上のポリマー膜の傷の有無を(株)ニコン製金属顕微鏡で観察した。
【0041】
参考例1 exo−ナジック酸無水物の製造
exo−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物(exo−ナジック酸無水物)の合成
endo−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物(endo−ナジック酸無水物)100g(0.61モル)を、窒素下、200℃で6時間攪拌して熱異性化させた。反応物を120℃まで冷却し、トルエン100mlを加えた後、室温まで冷却すると淡黄色の結晶が析出した。さらに、この結晶をトルエンで再結晶することにより無色透明の針状結晶を得た。濾過により、結晶を分離し、減圧下で乾燥し、目的の化合物を32.83g得た。1H−NMR(図1)およびIR(図2)から目的化合物であると同定した。
【0042】
融点:143〜144℃
赤外吸収スペクトル:1860,1778cm-1(以上C=O)、1218,913cm-1(以上C−O)
1H−NMR:(CDCl3,ppm):6.34(s,2H,CH=CH),3.45(s,2H,CH),3.01(s,2H,CH),1.56(d−d,2H,CH2)
参考例2 パラジウム錯体の製造
塩化パラジウム(II)2g(0.011モル)を塩酸(36%)5mlに加熱しながら溶解し、冷却後エタノール150mlを加えた。この反応液を濾過後、濾液に2,5−ノルボルナジエン2.31g(0.025モル)を加えたところ、黄色固体が析出した。濾過により固体を分離し、減圧下で乾燥し、ビシクロ[2,2,1]ヘプタジエン−パラジウムクロリド3.07gを得た。
【0043】
このビシクロ[2,2,1]ヘプタジエン−パラジウムクロリド2.62g(0.0097モル)、炭酸ナトリウム0.88g(0.0083モル)にメタノール35mlを加え、窒素下、室温で2時間撹拌して反応させた。反応液を濾過により分離し、減圧下で乾燥したところ、ビシクロ[2,2,1]ヘプタジエン−パラジウムクロリド二量体2.57gを淡黄色の粉末として得た。
【0044】
さらに、このビシクロ[2,2,1]ヘプタジエン−パラジウムクロリド二量体をクロロベンゼンに溶解させた後、1.6等量のテトラフルオロホウ酸銀を加え、室温で15分撹拌し、目的とするパラジウム錯体の溶液を得た。この溶液を不飽和基含有脂環式イミドの重合触媒として用いた。
【0045】
参考例3 ナジイミドAの製造
N−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドの合成
exo−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物6.85g(0.04モル)を氷酢酸34ml(20w/v)に溶解した。この溶液に3,5−ビス(トリフルオロメチル)アニリン10.19g(0.04モル)を滴下し、窒素下、120℃で8時間攪拌して反応させた。反応液を冷却後、水600mlに注ぐと淡黄色の結晶が析出した。さらに、この結晶を酢酸エチルで再結晶することにより無色透明の針状結晶を得た。濾過により、結晶を分離し、減圧下で乾燥し、目的の化合物を11.62g得た。1H−NMR(図3)およびIR(図4)から目的化合物であると同定した。
【0046】
融点:128〜129℃
赤外吸収スペクトル:3116,3074,2962,2892cm-1(以上CH)、1709cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(CDCl3,ppm):7.89(s,1H,Ar−H),7.85(s,2H,Ar−H),6.38(t,2H,CH=CH),3.44(s,2H,CH),2.91(s,2H,CH),1.57(d−d,2H,CH2)。
【0047】
参考例4 ナジイミドBの製造
N−(4−トリフルオロメチルフェニル)ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドの合成
exo−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物9.26g(0.06モル)を氷酢酸46ml(20w/v)に溶解した。この溶液に4−トリフルオロメチルアニリン10g(0.06モル)を滴下し、窒素下、120℃で8時間攪拌して反応させた。反応液を冷却後、水600mlに注ぐと淡黄色の結晶が析出した。さらに、この結晶を酢酸エチルで再結晶することにより無色透明の針状結晶を得た。濾過により、結晶を分離し、減圧下で乾燥し、目的の化合物を13.12g得た。1H−NMR(図5)およびIR(図6)から目的化合物であると同定した。
【0048】
融点:202〜204℃
赤外吸収スペクトル:3112,3081,2989,2888cm-1(以上CH)、1708cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(CDCl3,ppm):7.59(d−d,4H,Ar−H),6.37(t,2H,CH=CH),3.43(s,2H,CH),2.89(s,2H,CH),1.56(d−d,2H,CH2)。
【0049】
参考例5 ナジイミドCの製造
N−[3−トリフルオロメチル−4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ}フェニル]ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドの合成
exo−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物5.75g(0.04モル)を氷酢酸29ml(20w/v)に溶解した。この溶液に3−トリフルオロメチル−4−{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシ}アニリン15g(0.04モル)を滴下し、窒素下、120℃で8時間攪拌して反応させた。反応液を冷却後、水600mlに注ぐと淡黄色の結晶が析出した。さらに、この結晶を酢酸エチルで再結晶することにより無色透明の針状結晶を得た。濾過により、結晶を分離し、減圧下で乾燥し、目的の化合物を13.61g得た。1H−NMR(図7)およびIR(図8)から目的化合物であると同定した。
【0050】
融点:176〜178℃
赤外吸収スペクトル:3108,3074,2993,2889cm-1(以上CH)、1705cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(CDCl3,ppm):7.07−7.73(m,6H,Ar−H),6.38(t,2H,CH=CH),3.44(s,2H,CH),2.91(s,2H,CH),1.57(d−d,2H,CH2)。
【0051】
参考例6 ナジイミドDの合成
N−(3,5−ジメチルフェニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドの合成
exo−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物5.75g(0.04モル)を氷酢酸29ml(20w/v)に溶解した。この溶液に3,5−ジメチルアニリン4.84g(0.04モル)を滴下し、窒素下、120℃で8時間攪拌して反応させた。反応液を冷却後、水600mlに注ぐと淡黄色の結晶が析出した。さらに、この結晶を酢酸エチルで再結晶することにより無色透明の針状結晶を得た。濾過により、結晶を分離し、減圧下で乾燥し、目的の化合物を9g得た。1H−NMR及びIRから目的化合物であると同定した。
【0052】
融点:158〜160℃
赤外吸収スペクトル:3079,2987,2917,2875cm-1(以上CH)、1774,1702cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(CDCl3,ppm):6.99(s,1H,Ar−H),6.83(s,2H,Ar−H),6.34(s,2H,CH=CH),3.40(s,2H,CH),2.84(s,2H,CH),2.33(s,6H,Ar−CH3),1.58(d−d,2H,CH2)。
【0053】
実施例1 ポリマーAの合成
窒素下、参考例2で得られたパラジウム錯体のクロロベンゼン溶液40.5mlに,参考例3で得られたナジイミドA3.64g(0.0097モル)を加え、室温で36時間反応させた。この反応液を濾過し、固体をNMP、水、メタノールで洗浄した後、減圧下にて乾燥しポリマーAを得た。収量は、1.61gであった。重量平均分子量(Mw)は39000であった。このポリマーAの1H−NMRスペクトル(THF−d8,ppm)を図9に赤外吸収スペクトルを図10に示す。
【0054】
前述のポリマーA1gを2−ヘプタノン3gに溶解した。この溶液を住友電気工業(株)製四弗化エチレン樹脂製フィルター(ポアサイズ2μm)を用いて濾過した。つぎに、この溶液を6×6cmのAl基板上およびシリコンウエハー上に回転塗布し、ついで、ホットプレート(大日本スクリーン(株)製SKW−636)を用いて、80℃で3分、前乾燥し、さらにオーブン(光洋リンドバーグ(株)製イナートオーブン)を用いて、140℃で0.5時間、250℃で1時間乾燥することにより、透明な膜を得た。その後、Al基板上に形成したこのポリマー膜上にマスクをしてAlを真空蒸着し、上部電極を形成して比誘電率(ε)測定試料とした。その試料の誘電率を測定した結果、ε=2.36であり低い値であった。
【0055】
次に、ガラス上に形成したポリマー膜を用いて、屈折率を測定した。その結果、屈折率は、TE=1.4846、TM=1.4812、複屈折率は0.0034であり、屈折率、複屈折率ともに小さな値となった。
【0056】
また、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度は420℃であった。このポリマー溶液の粘度安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では傷が観察された。
【0057】
実施例2 ポリマーBの合成
窒素下、参考例2で得られたパラジウム錯体のクロロベンゼン溶液81mlに、参考例4で得られたナジイミドB6g(0.0195モル)を加え、室温で36時間反応させた。この反応液を濾過し、固体をNMP、水、メタノールで洗浄した後、減圧下にて乾燥しポリマーBの固体を得た。収量は、4.66gであった。重量平均分子量(Mw)は19000であった。
【0058】
赤外吸収スペクトル:3116,3074,2958,2896cm-1(以上CH)、1712cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(THF−d8,ppm):7.65−7.95(m,4H,Ar−H),1.35−4.00(m,8H,ノルボルネン−H)。
【0059】
前述のポリマーAをB1gに変えた以外は実施例1と同様に測定試料を作成した。その試料の比誘電率を測定した結果、ε=2.50、屈折率は、TE=1.5021、TM=1.4985、複屈折率は0.0036であった。また、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度はTd1=443℃であった。このポリマー溶液の粘度安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では傷が観察された。
【0060】
実施例3 ポリマーCの合成
窒素下、参考例2で得られたパラジウム錯体のクロロベンゼン溶液47mlに、参考例5で得られたナジイミドC6g(0.0112モル)を加え、室温で36時間反応させた。この反応液をメタノール300mlに注ぎ、析出物を濾過し分離した後、減圧下にて乾燥し、ポリマーCを得た。収量は、4.03gであった。重量平均分子量(Mw)は22000であった。
【0061】
赤外吸収スペクトル:3108,3081,2962,2897cm-1(以上CH)、1716cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(THF−d8,ppm):6.80−7.95(m,6H,Ar−H),1.25−4.40(m,8H,ノルボルネン−H)。
【0062】
実施例1のポリマーAを前述のポリマーC1gに変えた以外は実施例1と同様に測定試料を作成した。その試料の比誘電率を測定した結果、ε=2.32、屈折率は、TE=1.5099、TM=1.5065、複屈折率は0.0034であった。また、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度はTd1=413℃であった。このポリマー溶液の粘度安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では傷が観察された。
【0063】
比較例1 ポリマーDの合成
窒素下、参考例2で得られたパラジウム錯体のクロロベンゼン溶液47mlに、参考例6で得られたナジイミドD6g(0.049モル)を加え、室温で36時間反応させた。この反応液をメタノール300mlに注ぎ、析出物を濾過し分離した後、減圧下にて乾燥し、ポリマーDを得た。収量は、3.03gであった。重量平均分子量(Mw)は55000であった。
【0064】
赤外吸収スペクトル:3008,2956,2921,2890cm-1(以上CH)、1774、1704cm-1(以上C=O(イミド))
1H−NMR:(THF−d8,ppm):6.86(br.s,3H,Ar−H),2.16(br.s,6H,Ar−CH3),1.00−4.40(m,8H,ノルボルネン−H)。
【0065】
実施例1のポリマーAを前述のポリマーD1gに変えた以外は実施例1と同様に測定試料を作成した。その試料の比誘電率を測定した結果、ε=2.65、屈折率は、TE=1.5646、TM=1.5607、複屈折率は0.0039であった。また、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度はTd1=430℃であった。このポリマー溶液の粘度安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では傷が観察された。
【0066】
実施例4
実施例1のポリマーA1gを2−ヘプタノン3gに溶解した。この溶液にポリテトラフルオロエチレンポリプロピレン共重合体水分散ゾル(ダイキン工業(株)製”ポリフロンFEP”)0.2gを加えて(ポリマー100重量部に対する固体粒子の添加量20重量部)、30℃で2時間撹拌し、住友電気工業(株)製四弗化エチレン樹脂製フィルター(ポアサイズ2μm)を用いて濾過したポリマー溶液を用いて評価を行った。
【0067】
このポリマー溶液を用いて実施例1と同様に透明な膜を得、比誘電率(ε)測定試料を得た。その試料の誘電率を測定した結果、ε=2.21であり、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度は420℃であった。このポリマー溶液の分散安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では問題なく、試験後でも傷は観察されなかった。
【0068】
実施例5
固体粒子として、ポリテトラフルオロエチレンポリプロピレン共重合体水分散ゾルの替わりにシリカゾルのNMP分散液(触媒化成工業(株)製”Oscal”NP−45)0.2g(ポリマー100重量部に対する固体粒子の添加量20重量部)を用いた以外は、実施例4と同様に行った。
【0069】
誘電率を測定した結果、ε=2.32であり、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度は450℃であった。このポリマー溶液の分散安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では問題なく、試験後でも傷は観察されなかった。
【0070】
実施例6
固体粒子として、ポリテトラフルオロエチレンポリプロピレン共重合体水分散ゾルの替わりにジルコニア微粒子ゾル(東レ(株)製”トレセラム”2.7gをNMP3.3g中に分散させたもの)0.2g(ポリマー100重量部に対する固体粒子の添加量20重量部)を用いた以外は、実施例4と同様に行った。
【0071】
誘電率を測定した結果、ε=2.34であり、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度は445℃であった。このポリマー溶液の分散安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では問題なく、試験後でも傷は観察されなかった。
【0072】
実施例7
固体粒子として、ポリテトラフルオロエチレンポリプロピレン共重合体水分散ゾルの替わりにポリテトラフルオロエチレン樹脂の微粒子の水分散液(ダイキン工業(株)製”ポリフロンTEFディスパージョン”)0.2g(ポリマー100重量部に対する固体粒子の添加量20重量部)を用いた以外は、実施例4と同様に行った。
【0073】
誘電率を測定した結果、ε=2.15であり、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度は430℃であった。このポリマー溶液の分散安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では問題なく、試験後でも傷は観察されなかった。
【0074】
実施例8
固体粒子として、ポリテトラフルオロエチレンポリプロピレン共重合体水分散ゾルの替わりにポリテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロパン共重合体微粒子の水分散液(ダイキン工業(株)製”ネオフロンFEPディスパージョン”)0.2g(ポリマー100重量部に対する固体粒子の添加量20重量部)を用いた以外は、実施例4と同様に行った。
【0075】
誘電率を測定した結果、ε=2.24であり、ガラス転移温度は400℃まで検出されず、1%重量減少温度は430℃であった。
【0076】
このポリマー溶液の分散安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では問題なく、試験後でも傷は観察されなかった。
【0077】
比較例2 ポリマーEの製造
exo−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物6.85g(0.04モル)を氷酢酸34ml(20w/v)に溶解した。この溶液にアニリン3.73g(0.04モル)を滴下し、窒素下、120℃で8時間攪拌して反応させた。反応液を冷却後、水600mlに注ぐと淡黄色の結晶が析出した。さらに、この結晶を酢酸エチルで再結晶することにより無色透明の針状結晶を得た。濾過により、結晶を分離し、減圧下で乾燥し、ナジイミドE7.62gを得た。
【0078】
次に、窒素下、参考例2で得られたパラジウム錯体のクロロベンゼン溶液41.6mlに,前記ナジイミドE2.39g(0.01モル)を加え、室温で36時間反応させた。この反応液を濾過し、固体をNMP、水、メタノールで洗浄した後、減圧下にて乾燥しポリマーDを得た。収量は、1.24gであった。重量平均分子量(Mw)は32000であった。
【0079】
実施例1のポリマーAを前述のポリマーE1gに変えた以外は実施例1と同様に測定試料を作成した。その試料の比誘電率を測定した結果、ε=2.76、屈折率は、TE=1.5783、TM=1.5742、複屈折率は0.0041であった。また、ガラス転移温度は350℃であり、1%重量減少温度はTd1=400℃であった。
【0080】
このポリマー溶液の粘度安定性は良好であった。ポリマー膜の耐スクラッチ性試験では傷が観察された。
【0081】
【表1】
【0082】
【発明の効果】
本発明のポリ(脂環式オレフィン)は、低誘電率、耐熱性、低屈折率、低複屈折率、機械特性に優れており、プリント基板やLSI用の層間絶縁膜や光導波路のクラッド材等の光学部品等として極めて良好に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考例1で合成したexo−ナジック酸の1H−NMRスペクトル
【図2】参考例1で合成したexo−ナジック酸のIRスペクトル
【図3】参考例3で合成したナジイミドAの1H−NMRスペクトル
【図4】参考例3で合成したナジイミドAのIRスペクトル
【図5】参考例4で合成したナジイミドBの1H−NMRスペクトル
【図6】参考例4で合成したナジイミドBのIRスペクトル
【図7】参考例5で合成したナジイミドCの1H−NMRスペクトル
【図8】参考例5で合成したナジイミドCのIRスペクトル
【図9】実施例1で合成したポリマーAの1H−NMRスペクトル
【図10】実施例1で合成したポリマーAのIRスペクトル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel unsaturated group-containing alicyclic imide and poly (alicyclic olefin) which is a polymer thereof.
[0002]
[Prior art]
Large scale integrated circuits (LSIs) are becoming more highly integrated, multifunctional, and higher in performance, reflecting advances in microfabrication technology. As a result, circuit resistance and capacitor capacitance between wires (hereinafter referred to as “parasitic resistance” and “parasitic capacitance”, respectively) increase, resulting in not only an increase in power consumption but also a major factor in reducing the signal speed of the device. It has become. For this reason, the periphery of the wiring is covered with an interlayer insulating film having a low dielectric constant to reduce the parasitic capacitance and to increase the speed of the device. Specifically, an attempt has been made to replace a silicon oxide film used for a conventional interlayer insulating film with an organic film having a smaller dielectric constant. However, the interlayer insulating film is required to have excellent heat resistance and mechanical characteristics that can withstand a low-dielectric property and a thin film forming process at the time of manufacturing a mounting substrate, and subsequent processes such as chip connection and pinning. As typical low dielectric organic materials, fluororesins such as polytetrafluoroethylene and norbornene resins are known. However, the former has insufficient heat resistance, and the latter has insufficient mechanical properties. On the other hand, organic materials with excellent heat resistance and mechanical properties are known, but the relative dielectric constant of conventional polyimide, epoxy resin, silicone resin, etc. is about 3.0 to 4.0, and low dielectric properties. I am not satisfied with the aspect. Further, the conventional polyimide has a large dielectric anisotropy, and there is a problem that the relative dielectric constant differs between the wiring direction and the wiring layer direction. Further, norbornene imide-based polymers (Macromol. Chem. Phys. 200, 338-347, 1999) are known, but there is no description regarding electrical characteristics (particularly dielectric constant) and mechanical characteristics.
[0003]
That is, the present situation is that an insulating material that simultaneously has heat resistance, mechanical properties, low dielectric properties, and dielectric constant isotropic properties has not yet been found. In addition, it is expected that the clad material for optical communication, especially the optical waveguide, has a low refractive index and a low birefringence.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a polymer useful as an insulating material having both low dielectric properties, heat resistance, low refractive properties, isotropic dielectric constant (low birefringence) and mechanical properties at the same time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a repeating unit having a structure represented by the general formula (1).Consist ofPoly (alicyclic olefin) having a weight average molecular weight of 500 to 5000000And itIt is an insulating film or optical component using
[0006]
[Chemical formula 2]
[0007]
(In the general formula (1), l represents an integer of 1 to 2, m, n, o represents an integer of 0 to 5, and m + n ≧ 1 is satisfied. X is a direct bond, or O, S, CH2, CO, SO, SO2Indicates one of the following. R1~ R4Is H, F, CF3, Any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms may be the same or different. R5, R6Represents H or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may be the same or different. R7, R8F, CF3, OCF3, Any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms may be the same or different.However, m R 7 And o × n R 8 At least one of them is CF 3 It is.)
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the poly (alicyclic olefin) represented by the general formula (1) is obtained by converting the unsaturated group-containing alicyclic imide compound represented by the general formula (2) into vinyl in a polymerization solvent under a metal catalyst. It can be obtained by addition polymerization.
[0009]
[Chemical 3]
[0010]
In the general formula (2), l represents an integer of 1 to 2, m, n, and o, and is an integer satisfying m + n ≧ 1. X is a direct bond, or O, S, CH2, CO, SO, SO2Indicates one of the following. R1~ R4Is H, F, CF3, Any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms may be the same or different. R5, R6Represents H or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may be the same or different. R7, R8F, CF3, OCF3, Any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms may be the same or different.However, m R 7 And o × n R 8 At least one of them is CF 3 It is.
[0011]
The unsaturated group-containing alicyclic imide compound, which is a monomer, includes an unsaturated group-containing alicyclic acid anhydride represented by the general formula (3) and an aromatic amine compound represented by the general formula (4) Among them, the reaction temperature is preferably 20 ° C to 200 ° C, and more preferably obtained by reacting at 50 ° C to 150 ° C for 0.5 to 24 hours.
[0012]
[Formula 4]
[0013]
In General formula (3), l shows the integer of 1-2. R1~ RFourIs H, F, CFThree, Any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms may be the same or different. RFive, R6Represents H or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
[0014]
[Chemical formula 5]
[0015]
In the general formula (4), m, n, and o represent integers of 0 to 5, and are integers satisfying m + n ≧ 1. X is a direct bond, or O, S, CH2, CO, SO, SO2Indicates. R7, R8F, CFThree, OCFThree, Any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms may be the same or different.
[0016]
R7, R8At least one of the CFsThreeIs necessary from the viewpoint of lowering the dielectric constant.Essential.
[0017]
Preferable specific examples of the solvent used in this reaction include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and heptanone, ethyl acetate, acetic acid-t-butyl, acetic acid-n- Esters such as butyl and acetic acid-n-hexyl, halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane, chloroform and chlorobenzene, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, Ethers such as 1,3-dioxane and 1,4-dioxane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, sulfolane Aprotic polar solvents, polar protic solvents such as acetic acid, and the like. Moreover, these organic solvents can be used individually or in mixture of 2 or more types.
[0018]
Specific examples of the unsaturated group-containing alicyclic acid anhydride used in the present invention include bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 2,3-dimethyl- Bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7-fluoro-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,7-difluoro-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-difluoro-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2 , 3-dicarboxylic acid anhydride, 5,6,7,7, -tetrafluoro-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7-trifluoromethyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride 7,7-bis (trifluoromethyl) -bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-bis (trifluoromethyl) -bicyclo [2,2 , 1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6,7,7, -tetrakis (trifluoromethyl) -bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2, 3-dicarboxylic anhydride, 7-methyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7,7-dimethyl-bicyclo [2,2,1] hept- 5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-dimethyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6,7,7- Tetramethyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicar Acid anhydride, 7-ethyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,7-diethyl-bicyclo [2,2,1] hept-5 Ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5,6-diethyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5,6,7,7-tetraethyl- Bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7-cyclohexyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,7-dicyclohexyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3 -Dicarboxylic anhydride, 7,7-diphenyl-bicyclo [2,2,1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7-methyl-7-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6 -Difluoro-7,7-diphenyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-dimethyl-7,7-diphenyl-bicyclo [2,2, 1] Hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-bis (trifluoromethyl) -7,7-diphenyl-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2, 3-dicarboxylic anhydride, bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Anhydride, 7,8-difluoro-bicyclo [2,2,2] oct- -Ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7,7,8,8-tetrafluoro-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6- Difluoro-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6,7,7,8,8-hexafluoro-bicyclo [2,2,2] oct- 5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,8-bis (trifluoromethyl) -bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,7 , 8,8-Tetrakis (trifluoromethyl) -bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-bis (trifluoromethyl) -bicyclo [2, 2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6 7,7,8,8-hexakis (trifluoromethyl) -bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7,8-dimethyl-bicyclo [2,2, 2] Oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7,7,8,8-tetramethyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride 5,6-dimethyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6,7,7,8,8-hexamethyl-bicyclo [2,2, 2] Oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,8-diethyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,7, 8,8-tetraethyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarbo Acid anhydride, 5,6-diethyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5,6,7,7,8,8-hexaethyl-bicyclo [ 2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,8-dicyclohexyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 7,8-diphenyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 5,6-difluoro-7,8-diphenyl-bicyclo [2,2,2] oct -5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5,6-dimethyl-7,8-diphenyl-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, 5 , 6-Bis (trifluoromethyl) -7,8-diphenyl-bicyclo [ 2,2] oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, and the like can be mentioned but not limited thereto.
[0019]
The unsaturated group-containing alicyclic acid anhydride to be used is obtained from the unsaturated group-containing alicyclic acid anhydride because the steric configuration of the acid anhydride part is an exo-isomer, and is an endo-isomer. The unsaturated group-containing alicyclic imide compound to be obtained is preferable in that the polymerization reactivity is high.
[0020]
Specific examples of the aromatic amine compound used in the present invention include 2-trifluoromethylaniline, 3-trifluoromethylaniline, 4-trifluoromethylaniline, 2,3-bis (trifluoromethyl) aniline, 2, 4-bis (trifluoromethyl) aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl) aniline, 2,6-bis (trifluoromethyl) aniline, 3,4-bis (trifluoromethyl) aniline, 3,5- Bis (trifluoromethyl) aniline, 2,4,6-tris (trifluoromethyl) aniline, 2,3,4,5,6-pentakis (trifluoromethyl) aniline, 2-fluoro-3-trifluoroaniline, 2-fluoro-4-trifluoroaniline, 2-fluoro-5-trifluoroaniline, 3-fluoro-4-to Fluoroaniline, 3-fluoro-5-trifluoroaniline, 2-methyl-3-trifluoroaniline, 2-methyl-4-trifluoroaniline, 2-methyl-5-trifluoroaniline, 3-methyl-4-tri Fluoroaniline, 3-methyl-5-trifluoroaniline, 2-phenyl-3-trifluoroaniline, 2-phenyl-4-trifluoroaniline, 2-phenyl-5-trifluoroaniline, 3-phenyl-4-tri Fluoroaniline, 3-phenyl-5-trifluoroaniline, 2- (3-trifluoromethylphenyl) aniline, 3- (3-trifluoromethylphenyl) aniline, 4- (3-trifluoromethylphenyl) aniline, 2 -[3,4-bis (trifluoromethyl) phenyl] aniline, 3- [3,4-bi (Trifluoromethyl) phenyl] aniline, 4- [3,4-bis (trifluoromethyl) phenyl] aniline, 2- [2,4-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3- [2,4- Bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 4- [2,4-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2- [3,4-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3- [3,4 -Bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 4- [3,4-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3- [3, 5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2,4-bis [3,5-bis (trif Olomethyl) phenoxy] aniline, 2,3-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2,6-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3,4- Bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3,5-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2,4,6-tris [3,5-bis ( Trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2,6-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) pheno Xyl] aniline, 3,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline 2,6-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy] aniline, 3,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (tri Fluoromethyl) phenoxy] aniline, 2- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 3- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 4- [ , 5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2,4-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2,6-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl ] Aniline, 3,5-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2,4,6-tris [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2-fluoro-4 -[3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 3-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2,5-difluoro-4- [3,5- Bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2,6-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 3,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoro) Methyl) benzyl] aniline, 2-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 3-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] Aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2,6-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis ( Trifluoromethyl) benzyl] aniline, 3,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzyl] aniline, 2- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl ] Aniline, 3- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2,4-bis [3,5 -Bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2,6-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 3,5-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline 2,4,6-tris [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 3-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2,6-difluoro-4- [3,5 -Bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 3,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2-trifluoromethyl- -[3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 3-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl)- 4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2,6-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 3,5-bis (Trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) benzoyl] aniline, 2- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 3- [3,5-bis (tri Fluoromethyl) phenylthio] aniline, 4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2,4-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl O] aniline, 2,6-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 3,5-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2,4,6- Tris [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 3-fluoro-4- [3,5-bis ( Trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2,6-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) Phenylthio] aniline, 3,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2-trifluoromethyl-4- [3,5-bis ( Trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 3-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (Trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2,6-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 3,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylthio] aniline, 2- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 3- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline , 4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2,4-bis [3,5-bis (trifluoro Til) phenylsulfinyl] aniline, 2,6-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 3,5-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2 , 4,6-tris [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 3-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2,6-difluoro-4- [3 , 5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 3,5-difluoro-4- [3,5-bis (trif Olomethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 3-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) Phenylsulfinyl] aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2,6-bis (trifluoromethyl) -4- [3 5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 3,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfinyl] aniline, 2- [3,5-bis (Trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 3- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfo Ru] aniline, 4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2,4-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2,6-bis [3 , 5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 3,5-bis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2,4,6-tris [3,5-bis (tri Fluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 3-fluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] Aniline, 2,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2,6-difluoro-4- [3 5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 3,5-difluoro-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2-trifluoromethyl-4- [3,5- Bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 3-trifluoromethyl-4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2,5-bis (trifluoromethyl) -4- [3 , 5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 2,6-bis (trifluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, 3,5-bis (tri Fluoromethyl) -4- [3,5-bis (trifluoromethyl) phenylsulfonyl] aniline, and the like. But it is not limited to.
[0021]
The vinyl addition polymerization reaction of the unsaturated group-containing alicyclic imide is performed using a metal catalyst. The reaction temperature is preferably 0 to 250 ° C, more preferably 20 ° C to 150 ° C. The reaction pressure is not particularly limited, and can usually be carried out at normal pressure. Moreover, reaction time becomes like this. Preferably it is 0.5 to 120 hours, More preferably, it is 0.5 to 48 hours.
[0022]
Preferable specific examples of the polymerization solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, heptanone, ethyl acetate, acetic acid-t-butyl, acetic acid-n-butyl, acetic acid. Esters such as -n-hexyl, halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,3 Non-protocols such as ethers such as dioxane and 1,4-dioxane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone and sulfolane It can be mentioned sex polar solvents. Moreover, these polymerization solvents can be used alone or in admixture of two or more.
[0023]
The metal catalyst preferably used in the present invention is usually a Group 4 or Group 10 transition metal catalyst. Specific examples thereof include Cp2ZrCl2/ Methylaluminoquinosan (MAO), Cp2ZrCl2/ Methylisobutylaluminoxane, PdClThree/ MAO, Ni (acac)2/ MAO, Ni (acac)2/ EtAlCl2, Ni (acac)2・ 2H2O / EtAlCl2, Ni (acac)2/ TiClFour, Ni (acac)2/ BFThree・ Et2O, NiCl2(PPhThree)2/ AlClThree, Pd (acac)2/ EtAlCl2, PdCl2(C6HFiveCN)2/ EtAlCl2, PdCl2(C6HFiveCN)2/ TiClFour, PdCl2(C6HFiveCN)2/ BFThree・ Et2O combined catalyst system, [(ηThree-allyl) PdX] (X = BFFour, SbF6, AsF6, PF6, CFThreeSOThree -) Allyl Pd ion complex represented by CpTiClThree, CpTiClThreeA half titanocene having an ether group in the cyclopentadienyl group of CpTiClThreeExamples thereof include, but are not limited to, half titanocene having an ester group in the cyclopentadienyl group. The concentration of the catalyst is preferably from 0.01 to 10 mol%, more preferably from 0.1 to 5 mol%, based on the reaction raw material. The polymerization reaction is preferably carried out under an inert gas in order to suppress the deactivation of the catalyst.
[0024]
Moreover, you may copolymerize the unsaturated group containing alicyclic imide of this invention with another unsaturated group containing compound. By the polymerization reaction as described above, the repeating unit represented by the general formula (1)KaraPoly (alicyclic olefin) can be obtained.
[0025]
Poly (alicyclic olefins of the present invention)ofThe weight average molecular weight is 500 to 5000000.It is.More preferably, it is 1000-1 million. The dielectric constant (1 kHz) of the poly (alicyclic olefin) of the present invention is preferably 2.7 or less, more preferably 2.5 or less, and the refractive index is 1. 56 or less, preferably 1.51 or less is preferred from the viewpoint of the required low dielectric constant. Further, the birefringence is preferably 0.01 or less. The 1% weight loss temperature (Td1) is preferably 350 ° C. or higher, more preferably 400 ° C. or higher, from the viewpoint of heat resistance required in the process. The glass transition temperature (Tg) is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher.
[0026]
Further, by adding (b) solid particles to the compound represented by (a) general formula (1) in the present invention, the mechanical properties are improved, the dielectric constant is lowered, and the viscosity of the composition solution is increased. The applicability can be improved.
[0027]
The solid particles as component (b) include inorganic oxide particles such as silica particles, titania particles, zirconia particles, and ceria particles and dispersion gels thereof, fullerene particles, carbon nanotubes, polytetrafluoroethylene, and polytetrafluoroethylenepropylene. Examples thereof include polymers and dispersion gels thereof. By containing at least one of these solid particles, the above characteristics can be improved. The solid particles are preferably added in an amount of 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (a).
[0028]
Examples of the solvent used for the poly (alicyclic olefin) composition comprising the compound represented by (a) the general formula (1) and (b) solid particles include aromatic carbonization such as benzene, toluene and xylene. Hydrogens, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, heptanone, esters such as ethyl acetate, acetic acid-t-butyl, acetic acid-n-butyl, acetic acid-n-hexyl, 1,2-dichloroethane, chloroform, chlorobenzene, etc. Halogenated hydrocarbons, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane and other ethers, N, N-dimethylformamide , N, N-dimethyl It is preferable to use an aprotic polar solvent such as acetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, sulfolane, or a mixture thereof, and other materials in which the poly (alicyclic olefin) of the present invention dissolves. it can.
[0029]
Moreover, you may mix surfactant for the purpose of improving the wettability of the poly (alicyclic olefin) of this invention and a board | substrate as needed.
[0030]
Furthermore, for the purpose of improving the adhesion to the substrate, a silane coupling agent, a titanium chelating agent, and an aluminum chelating agent can be added to the poly (alicyclic olefin) varnish, or the substrate can be pretreated.
[0031]
Therefore, the poly (alicyclic olefin) of the present invention can be used extremely well as an optical component such as a printed circuit board, an interlayer insulating film for LSI, or a cladding material of an optical waveguide, and also as a general insulating material. Useful.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Characteristic measurement method)
Measurement of weight average molecular weight
Using gel permeation chromatography (GPC) (Model 510 (manufactured by Waters)), the weight average molecular weight (Mw) was measured in terms of polystyrene.
[0033]
Measurement of film thickness
The film formed on the silicon wafer was scratched, and the depth of the scratch was measured using a stylus surfcom 1500A (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and the depth was defined as the film thickness.
[0034]
Measurement of relative permittivity
The capacitance at 1 kHz of the poly (alicyclic olefin) film was measured using an LCR meter 4284A manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., and the relative dielectric constant (ε) was determined by the following formula.
ε = C · d / ε0S (where C is the capacitance (F), d is the sample film thickness (m), ε0Is the dielectric constant in vacuum, S is the area of the upper electrode (m2). ).
[0035]
Refractive index measurement
Refractive index (TE) in the direction parallel to the film surface and refractive index in the direction perpendicular to the film surface, measured at 20 ° C. by the prism coupler method using the wavelength (633 nm) of the He—Ne laser of prism coupler Model PC2010 (made by Metricon). (TM) and the birefringence which is the difference between them were determined.
Infrared absorption spectrum (IR) measurement
The unsaturated group-containing alicyclic imide was measured by the KBr method, and the poly (alicyclic olefin) film formed on a silicon wafer was measured as it was. A Fourier transform infrared branch photometer “FT-720” (manufactured by HORIBA, Ltd.) was used as the measuring apparatus.
[0036]
Nuclear magnetic resonance spectrum (1H-NMR) measurement
Solvent CDClThreeOr it melt | dissolved in THF-d8 and measured at 270 MHz. Superconducting FTNMR “EX-270” (manufactured by JEOL Datum) was used as a measuring apparatus.
[0037]
Measurement of glass transition temperature (Tg)
A differential scanning calorimeter DSC-50 (manufactured by Shimadzu Corporation) was used for measurement in a nitrogen atmosphere at a heating rate of 20 ° C./min.
[0038]
Measurement of 1% weight loss temperature (Td1)
Using a thermogravimetric measuring apparatus TGA-50 (manufactured by Shimadzu Corporation), heating was performed in nitrogen at a heating rate of 10 ° C./min, and the temperature at which 1% weight loss was observed was measured.
[0039]
Dispersion stability measurement
The polymer solution to which the solid particles were added was left in a room at 23 ° C., and it was examined visually whether layer separation or gelation occurred. Those in which no layer separation or gelation occurred during one week were defined as good dispersion stability.
[0040]
Scratch resistance test
A polymer film added with solid particles on a 4-inch silicon wafer was prepared and heat-treated. The surface of the wafer with the polymer film attached was up, and the lower surface was attached to an aluminum plate having a size of 15 cm × 15 cm and a thickness of 2 mm with an epoxy-based adhesive. Next, a polishing pad (IC-1000) manufactured by Rodel is attached to a sander (SV12SE) manufactured by Hitachi, Ltd., 5 ml of slurry (SS-25) manufactured by Cabot is dropped on the wafer, and the load is 5 kg. Polishing was performed for 30 seconds with the applied polishing pad. Thereafter, the presence or absence of scratches on the polymer film on the wafer was observed with a metal microscope manufactured by Nikon Corporation.
[0041]
Reference Example 1 Production of exo-nadic acid anhydride
Synthesis of exo-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride (exo-nadic acid anhydride)
100 g (0.61 mol) of endo-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid anhydride (endo-nadic acid anhydride) is stirred at 200 ° C. for 6 hours under nitrogen. And thermally isomerized. The reaction product was cooled to 120 ° C., 100 ml of toluene was added, and then cooled to room temperature to precipitate pale yellow crystals. Further, the crystal was recrystallized from toluene to obtain colorless and transparent needle-like crystals. The crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 32.83 g of the desired compound.1It was identified as the target compound from 1 H-NMR (FIG. 1) and IR (FIG. 2).
[0042]
Melting point: 143-144 ° C
Infrared absorption spectrum: 1860, 1778 cm-1(Above C = O), 1218,913cm-1(End of CO)
1H-NMR: (CDClThree, Ppm): 6.34 (s, 2H, CH = CH), 3.45 (s, 2H, CH), 3.01 (s, 2H, CH), 1.56 (dd, 2H, CH)2)
Reference Example 2 Production of palladium complex
2 g (0.011 mol) of palladium (II) chloride was dissolved in 5 ml of hydrochloric acid (36%) with heating, and 150 ml of ethanol was added after cooling. After filtration of this reaction solution, 2.31 g (0.025 mol) of 2,5-norbornadiene was added to the filtrate, and a yellow solid was precipitated. The solid was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 3.07 g of bicyclo [2,2,1] heptadiene-palladium chloride.
[0043]
35 ml of methanol was added to 2.62 g (0.0097 mol) of this bicyclo [2,2,1] heptadiene-palladium chloride and 0.88 g (0.0083 mol) of sodium carbonate, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours under nitrogen. Reacted. The reaction solution was separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 2.57 g of bicyclo [2,2,1] heptadiene-palladium chloride dimer as a pale yellow powder.
[0044]
Furthermore, after this bicyclo [2,2,1] heptadiene-palladium chloride dimer was dissolved in chlorobenzene, 1.6 equivalent of silver tetrafluoroborate was added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. A solution of a palladium complex was obtained. This solution was used as a polymerization catalyst for unsaturated group-containing alicyclic imides.
[0045]
Reference Example 3 Production of nadiimide A
Synthesis of N- {3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl} bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide
6.85 g (0.04 mol) of exo-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride was dissolved in 34 ml (20 w / v) of glacial acetic acid. To this solution, 10.19 g (0.04 mol) of 3,5-bis (trifluoromethyl) aniline was added dropwise, and the mixture was reacted by stirring at 120 ° C. for 8 hours under nitrogen. After cooling the reaction solution, it was poured into 600 ml of water to precipitate pale yellow crystals. Furthermore, the crystal was recrystallized with ethyl acetate to obtain colorless and transparent needle-like crystals. The crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 11.62 g of the desired compound. It was identified as the target compound from 1H-NMR (FIG. 3) and IR (FIG. 4).
[0046]
Melting point: 128-129 ° C
Infrared absorption spectrum: 3116, 3074, 2962, 2892 cm-1(Above CH), 1709cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (CDClThree, Ppm): 7.89 (s, 1H, Ar—H), 7.85 (s, 2H, Ar—H), 6.38 (t, 2H, CH═CH), 3.44 (s, 2H) , CH), 2.91 (s, 2H, CH), 1.57 (dd, 2H, CH)2).
[0047]
Reference Example 4 Production of nadiimide B
Synthesis of N- (4-trifluoromethylphenyl) bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide
9.26 g (0.06 mol) of exo-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride was dissolved in 46 ml (20 w / v) of glacial acetic acid. 4-trifluoromethylaniline 10g (0.06mol) was dripped at this solution, and it was made to react by stirring at 120 degreeC under nitrogen for 8 hours. After cooling the reaction solution, it was poured into 600 ml of water to precipitate pale yellow crystals. Furthermore, the crystal was recrystallized with ethyl acetate to obtain colorless and transparent needle-like crystals. The crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 13.12 g of the desired compound.1It was identified as the target compound from 1 H-NMR (FIG. 5) and IR (FIG. 6).
[0048]
Melting point: 202-204 ° C
Infrared absorption spectrum: 3112,3081,2989,2888cm-1(Above CH), 1708cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (CDClThree, Ppm): 7.59 (dd, 4H, Ar-H), 6.37 (t, 2H, CH = CH), 3.43 (s, 2H, CH), 2.89 (s, 2H) , CH), 1.56 (dd, 2H, CH2).
[0049]
Reference Example 5 Production of nadiimide C
N- [3-trifluoromethyl-4- {3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy} PhenylSynthesis of bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide
5.75 g (0.04 mol) of exo-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride was dissolved in 29 ml (20 w / v) of glacial acetic acid. To this solution, 15 g (0.04 mol) of 3-trifluoromethyl-4- {3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxy} aniline was added dropwise, and the mixture was reacted by stirring at 120 ° C. for 8 hours under nitrogen. . After cooling the reaction solution, it was poured into 600 ml of water to precipitate pale yellow crystals. Furthermore, the crystal was recrystallized with ethyl acetate to obtain colorless and transparent needle-like crystals. The crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 13.61 g of the desired compound.1It was identified as the target compound from 1 H-NMR (FIG. 7) and IR (FIG. 8).
[0050]
Melting point: 176-178 ° C
Infrared absorption spectrum: 3108, 3074, 2993, 2889 cm-1(Above CH), 1705cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (CDClThree, Ppm): 7.07-7.73 (m, 6H, Ar-H), 6.38 (t, 2H, CH = CH), 3.44 (s, 2H, CH), 2.91 (s , 2H, CH), 1.57 (dd, 2H, CH2).
[0051]
Reference Example 6 Synthesis of Nadiimide D
Synthesis of N- (3,5-dimethylphenyl) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide
5.75 g (0.04 mol) of exo-bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride was dissolved in 29 ml (20 w / v) of glacial acetic acid. To this solution, 4.84 g (0.04 mol) of 3,5-dimethylaniline was added dropwise, and the mixture was reacted by stirring at 120 ° C. for 8 hours under nitrogen. After cooling the reaction solution, it was poured into 600 ml of water to precipitate pale yellow crystals. Furthermore, the crystal was recrystallized with ethyl acetate to obtain colorless and transparent needle-like crystals. The crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 9 g of the desired compound.1It was identified as the target compound from 1 H-NMR and IR.
[0052]
Melting point: 158-160 ° C
Infrared absorption spectrum: 3079, 2987, 2917, 2875 cm-1(Above CH), 1774, 1702 cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (CDClThree, Ppm): 6.99 (s, 1H, Ar-H), 6.83 (s, 2H, Ar-H), 6.34 (s, 2H, CH = CH), 3.40 (s, 2H) , CH), 2.84 (s, 2H, CH), 2.33 (s, 6H, Ar-CHThree), 1.58 (dd, 2H, CH2).
[0053]
Example 1 Synthesis of Polymer A
Under nitrogen, 3.64 g (0.0097 mol) of nadiimide A obtained in Reference Example 3 was added to 40.5 ml of the chlorobenzene solution of the palladium complex obtained in Reference Example 2, and reacted at room temperature for 36 hours. The reaction solution was filtered, and the solid was washed with NMP, water, and methanol, and then dried under reduced pressure to obtain polymer A. The yield was 1.61g. The weight average molecular weight (Mw) was 39000. Of this polymer A1The H-NMR spectrum (THF-d8, ppm) is shown in FIG. 9, and the infrared absorption spectrum is shown in FIG.
[0054]
1 g of the aforementioned polymer A was dissolved in 3 g of 2-heptanone. This solution was filtered using a tetrafluoroethylene resin filter (pore size 2 μm) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. Next, this solution is spin-coated on a 6 × 6 cm Al substrate and a silicon wafer, and then pre-dried at 80 ° C. for 3 minutes using a hot plate (SKW-636 manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd.). Further, a transparent film was obtained by drying at 140 ° C. for 0.5 hour and 250 ° C. for 1 hour using an oven (Inert oven manufactured by Koyo Lindberg Co., Ltd.). Thereafter, a mask was formed on the polymer film formed on the Al substrate, Al was vacuum-deposited, and an upper electrode was formed to obtain a relative dielectric constant (ε) measurement sample. As a result of measuring the dielectric constant of the sample, ε = 2.36, which was a low value.
[0055]
Next, the refractive index was measured using the polymer film formed on the glass. As a result, the refractive index was TE = 1.4846, TM = 1.4812, the birefringence was 0.0034, and both the refractive index and the birefringence were small values.
[0056]
Further, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was 420 ° C. The viscosity stability of this polymer solution was good. Scratches were observed in the scratch resistance test of the polymer film.
[0057]
Example 2 Synthesis of Polymer B
Under nitrogen, 6 g (0.0195 mol) of nadiimide B obtained in Reference Example 4 was added to 81 ml of the chlorobenzene solution of the palladium complex obtained in Reference Example 2, and reacted at room temperature for 36 hours. The reaction solution was filtered, and the solid was washed with NMP, water, and methanol, and then dried under reduced pressure to obtain a solid of polymer B. The yield was 4.66g. The weight average molecular weight (Mw) was 19000.
[0058]
Infrared absorption spectrum: 3116, 3074, 2958, 2896 cm-1(Above CH), 1712cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (THF-d8, ppm): 7.65-7.95 (m, 4H, Ar-H), 1.35-4.00 (m, 8H, norbornene-H).
[0059]
A measurement sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer A was changed to B1g. As a result of measuring the relative dielectric constant of the sample, ε = 2.50, the refractive index was TE = 1.5021, TM = 1.985, and the birefringence was 0.0036. Further, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was Td1 = 443 ° C. The viscosity stability of this polymer solution was good. Scratches were observed in the scratch resistance test of the polymer film.
[0060]
Example 3 Synthesis of Polymer C
Under nitrogen, 6 g (0.0112 mol) of nadiimide C obtained in Reference Example 5 was added to 47 ml of the chlorobenzene solution of the palladium complex obtained in Reference Example 2, and reacted at room temperature for 36 hours. The reaction solution was poured into 300 ml of methanol, and the precipitate was filtered and separated, and then dried under reduced pressure to obtain polymer C. The yield was 4.03g. The weight average molecular weight (Mw) was 22000.
[0061]
Infrared absorption spectrum: 3108,3081,2962,2897cm-1(Above CH), 1716cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (THF-d8, ppm): 6.80-7.95 (m, 6H, Ar-H), 1.25-4.40 (m, 8H, norbornene-H).
[0062]
A measurement sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer A in Example 1 was changed to 1 g of the polymer C described above. As a result of measuring the relative dielectric constant of the sample, ε = 2.32, the refractive index was TE = 1.5099, TM = 1.5065, and the birefringence was 0.0034. Further, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was Td1 = 413 ° C. The viscosity stability of this polymer solution was good. Scratches were observed in the scratch resistance test of the polymer film.
[0063]
Comparative Example 1 Synthesis of polymer D
Under nitrogen, 6 g (0.049 mol) of nadiimide D obtained in Reference Example 6 was added to 47 ml of the chlorobenzene solution of the palladium complex obtained in Reference Example 2, and reacted at room temperature for 36 hours. The reaction solution was poured into 300 ml of methanol, and the precipitate was filtered and separated, and then dried under reduced pressure to obtain polymer D. The yield was 3.03g. The weight average molecular weight (Mw) was 55000.
[0064]
Infrared absorption spectrum: 3008, 2956, 2921, 2890 cm-1(Above CH), 1774, 1704cm-1(C = O (imide))
1H-NMR: (THF-d8, ppm): 6.86 (br.s, 3H, Ar-H), 2.16 (br.s, 6H, Ar-CH)Three), 1.00-4.40 (m, 8H, norbornene-H).
[0065]
A measurement sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer A of Example 1 was changed to the aforementioned polymer D1g. As a result of measuring the relative dielectric constant of the sample, ε = 2.65, the refractive index was TE = 1.5646, TM = 1.5607, and the birefringence was 0.0039. Further, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was Td1 = 430 ° C. The viscosity stability of this polymer solution was good. Scratches were observed in the scratch resistance test of the polymer film.
[0066]
Example4
1 g of the polymer A of Example 1 was dissolved in 3 g of 2-heptanone. To this solution was added 0.2 g of a polytetrafluoroethylene polypropylene copolymer aqueous dispersion sol ("Polyflon FEP" manufactured by Daikin Industries, Ltd.) (20 parts by weight of solid particles added to 100 parts by weight of polymer), and 30 ° C. The polymer solution was stirred for 2 hours and filtered using a tetrafluoroethylene resin filter (pore size: 2 μm) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. for evaluation.
[0067]
Using this polymer solution, a transparent film was obtained in the same manner as in Example 1, and a sample for measuring relative dielectric constant (ε) was obtained. As a result of measuring the dielectric constant of the sample, ε = 2.21, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was 420 ° C. The dispersion stability of this polymer solution was good. There was no problem in the scratch resistance test of the polymer film, and no scratches were observed after the test.
[0068]
Example5
As solid particles, instead of polytetrafluoroethylenepolypropylene copolymer aqueous dispersion sol, 0.2 g of NMP dispersion of silica sol (“Oscal” NP-45 manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd.) Except for using 20 parts by weight)4As well as.
[0069]
As a result of measuring the dielectric constant, ε = 2.32, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was 450 ° C. The dispersion stability of this polymer solution was good. There was no problem in the scratch resistance test of the polymer film, and no scratches were observed after the test.
[0070]
Example6
As solid particles, instead of the polytetrafluoroethylene polypropylene copolymer aqueous dispersion sol, 0.2 g of zirconia fine particle sol (2.7 g of “Traceram” manufactured by Toray Industries, Inc. dispersed in 3.3 g of NMP) (polymer 100) Except for using 20 parts by weight of solid particles with respect to parts by weight)4As well as.
[0071]
As a result of measuring the dielectric constant, ε = 2.34, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was 445 ° C. The dispersion stability of this polymer solution was good. There was no problem in the scratch resistance test of the polymer film, and no scratches were observed after the test.
[0072]
Example7
As a solid particle, instead of polytetrafluoroethylene polypropylene copolymer aqueous dispersion sol, 0.2 g of an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene resin fine particles ("Polyflon TEF dispersion" manufactured by Daikin Industries, Ltd.) (100 weight of polymer) Except for using 20 parts by weight of solid particles to part)4As well as.
[0073]
As a result of measuring the dielectric constant, ε = 2.15, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was 430 ° C. The dispersion stability of this polymer solution was good. There was no problem in the scratch resistance test of the polymer film, and no scratches were observed after the test.
[0074]
Example8
As a solid particle, an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene-hexafluoropropane copolymer fine particles (“Neofluon FEP dispersion” manufactured by Daikin Industries, Ltd.) instead of the polytetrafluoroethylene polypropylene copolymer aqueous dispersion sol 0. Example except that 2 g (20 parts by weight of solid particles added to 100 parts by weight of polymer) was used4As well as.
[0075]
As a result of measuring the dielectric constant, ε = 2.24, the glass transition temperature was not detected up to 400 ° C., and the 1% weight loss temperature was 430 ° C.
[0076]
The dispersion stability of this polymer solution was good. There was no problem in the scratch resistance test of the polymer film, and no scratches were observed after the test.
[0077]
Comparative example2 Production of polymer E
6.85 g (0.04 mol) of exo-bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride was dissolved in 34 ml (20 w / v) of glacial acetic acid. To this solution, 3.73 g (0.04 mol) of aniline was added dropwise, and the reaction was allowed to stir at 120 ° C. for 8 hours under nitrogen. After cooling the reaction solution, it was poured into 600 ml of water to precipitate pale yellow crystals. Furthermore, the crystal was recrystallized with ethyl acetate to obtain colorless and transparent needle-like crystals. The crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure to obtain 7.62 g of nadiimide E.
[0078]
Next, 2.39 g (0.01 mol) of the nadiimide E was added to 41.6 ml of the chlorobenzene solution of the palladium complex obtained in Reference Example 2 under nitrogen, and reacted at room temperature for 36 hours. The reaction solution was filtered, and the solid was washed with NMP, water, and methanol, and then dried under reduced pressure to obtain polymer D. The yield was 1.24g. The weight average molecular weight (Mw) was 32000.
[0079]
A measurement sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer A in Example 1 was changed to the above-described polymer E1g. As a result of measuring the relative dielectric constant of the sample, ε = 2.76, the refractive index was TE = 1.5783, TM = 1.7422, and the birefringence was 0.0041. The glass transition temperature was 350 ° C., and the 1% weight loss temperature was
[0080]
The viscosity stability of this polymer solution was good. Scratches were observed in the scratch resistance test of the polymer film.
[0081]
[Table 1]
[0082]
【The invention's effect】
The poly (alicyclic olefin) of the present invention is excellent in low dielectric constant, heat resistance, low refractive index, low birefringence, and mechanical properties, and is a clad material for printed circuit boards, LSI interlayer insulating films and optical waveguides. It can be used very favorably as an optical component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows exo-nadic acid synthesized in Reference Example 1.1H-NMR spectrum
2 is an IR spectrum of exo-nadic acid synthesized in Reference Example 1. FIG.
FIG. 3 shows that of nadiimide A synthesized in Reference Example 3.1H-NMR spectrum
4 is an IR spectrum of nadiimide A synthesized in Reference Example 3. FIG.
5 is a diagram of nadiimide B synthesized in Reference Example 4. FIG.1H-NMR spectrum
6 is an IR spectrum of nadiimide B synthesized in Reference Example 4. FIG.
7 is a diagram of nadiimide C synthesized in Reference Example 5. FIG.1H-NMR spectrum
8 is an IR spectrum of nadiimide C synthesized in Reference Example 5. FIG.
9 is a view of polymer A synthesized in Example 1. FIG.1H-NMR spectrum
10 is an IR spectrum of polymer A synthesized in Example 1. FIG.
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