JP5139986B2 - POLYIMIDE RESIN COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND METAL LAMINATE - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミド系樹脂組成物およびその製造方法、ならびに該樹脂組成物からなる樹脂層を有する金属積層体に関する。 The present invention relates to a polyimide resin composition, a method for producing the same, and a metal laminate having a resin layer made of the resin composition.
ポリイミドは耐熱性、耐薬品性、機械的強度、電気特性などに優れていることから航空機の構造材やケーブル被覆材料などに用いられており、更にはフレキシブルプリント基板や半導体パッケージなどに代表される電子分野で用いられる耐熱性接着剤としても多く適用されている。 Polyimide is used in aircraft structural materials and cable coating materials because of its excellent heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, electrical properties, etc. In addition, it is represented by flexible printed circuit boards and semiconductor packages. It is also widely applied as a heat-resistant adhesive used in the electronic field.
また、ポリイミド系接着剤を樹脂層とする金属積層体から、電気回路を作製することがある。そしてこのポリイミド金属積層体に半田を用いてチップや電子部品を実装したり、リペアと呼ばれるチップや電子部品を取り外したりすることがある。近年環境保全の観点から、チップや電子部品の実装に鉛フリー半田が用いられるようになってきているため、ますます優れた「半田耐熱性」が求められている。
また、リジットフレックスやフレキシブル多層基板と称される用途では、従来要求されていた半田耐熱温度では信頼性が不足することが指摘されており、より高温の耐熱性が望まれている。Moreover, an electrical circuit may be produced from the metal laminated body which uses a polyimide-type adhesive as a resin layer. In some cases, a chip or an electronic component is mounted on the polyimide metal laminate using solder, or a chip or electronic component called a repair is removed. In recent years, from the viewpoint of environmental conservation, lead-free solder has been used for mounting chips and electronic components, and therefore, more excellent “solder heat resistance” is required.
Further, in applications called rigid flex and flexible multilayer substrates, it has been pointed out that reliability is insufficient at solder heat resistance temperatures that have been conventionally required, and higher heat resistance is desired.
ポリイミド系接着剤を樹脂層とする金属積層体をチップ・オン・フィルム(以下「COF」と略記することがある)として用いる場合に、チップと金属配線との接合は、インナーリードボンダやフリップチップボンダを使用して、Au−Au接合またはAu−Sn接合により行う。Au−Au接合またはAu−Sn接合は、300℃以上の高温条件が必要をするため、COFに用いる場合でも半田耐熱性に優れる基材が望まれている。 When a metal laminate having a polyimide adhesive as a resin layer is used as a chip-on-film (hereinafter sometimes abbreviated as “COF”), the bonding between the chip and the metal wiring is performed by an inner lead bonder or a flip chip. Using a bonder, Au—Au bonding or Au—Sn bonding is performed. Since Au—Au bonding or Au—Sn bonding requires a high temperature condition of 300 ° C. or higher, a substrate excellent in soldering heat resistance is desired even when used for COF.
さらに近年のポリイミド系耐熱性接着剤には、加工特性の面から、耐熱特性に加えて低温接着性が要求されるようになってきた。しかし従来の特定のポリアミド酸を含む樹脂組成物による接着には、300℃以上の接着温度を要することもあり、低温接着性という観点からは未だ不十分なものも多い。 Furthermore, recent polyimide-based heat-resistant adhesives are required to have low-temperature adhesiveness in addition to heat-resistant characteristics from the viewpoint of processing characteristics. However, adhesion with a conventional resin composition containing a specific polyamic acid may require an adhesion temperature of 300 ° C. or higher, and many are still insufficient from the viewpoint of low-temperature adhesion.
このように、ポリイミド系接着剤には耐熱性の向上と低温接着性の向上の両立が求められている。十分な接着強度と耐熱性を有するポリイミド系耐熱性接着剤として、特定のポリアミド酸とビスマレイミドとで構成される樹脂組成物が開発されている(例えば、特許文献1〜4を参照)。 Thus, polyimide adhesives are required to have both improved heat resistance and improved low-temperature adhesion. As a polyimide heat-resistant adhesive having sufficient adhesive strength and heat resistance, a resin composition composed of a specific polyamic acid and bismaleimide has been developed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
一方、ポリイミド系接着剤を樹脂層とする金属積層体から電気回路を作製する場合には、レーザー加工によりスルーホール形成(ビア加工)を行うことがある。スルーホール形成では一般的に、レーザー加工により除去しきれなかった樹脂層(「スミア」ともいう)を、アルカリ性溶液にて除去するための処理(「デスミア処理」ともいう)が行なわれる。生産性の観点から、スミアは速やかに除去される(デスミア速度が速い)ことが好ましく、すなわちアルカリ性溶液に対する溶解性が高いポリイミド系接着剤が望まれている。ところが、低温接着性を向上させたポリイミド系接着剤は、デスミア速度が遅くなりやすい。 On the other hand, when an electric circuit is produced from a metal laminate having a polyimide adhesive as a resin layer, through-hole formation (via processing) may be performed by laser processing. In the formation of through-holes, generally, a treatment (also referred to as “desmear treatment”) for removing a resin layer (also referred to as “smear”) that could not be removed by laser processing with an alkaline solution is performed. From the viewpoint of productivity, it is preferable that smear be removed quickly (desmear speed is high), that is, a polyimide adhesive having high solubility in an alkaline solution is desired. However, polyimide adhesives with improved low temperature adhesion tend to have a low desmear rate.
また、十分な低温接着性を有するポリイミド系耐熱性接着剤として、ビスマレイミド化合物とポリアミド酸から構成される樹脂組成物が報告されている(特許文献5を参照)。ところが、ビスマレイミドを含む樹脂組成物を、金属積層体の樹脂層に用いた場合は、製造条件により揮発物質(ビスマレイミド)が発生して、生産上問題がある場合があった。また、樹脂組成物を塗工したり、ラミネートしたりするときに、揮発物質が生産設備に影響を与えることがあった。
本発明の目的は、ポリイミド系樹脂組成物の低温接着性(比較的低温の条件で熱圧着加工が可能であること)を維持しながら、デスミア性を高める(デスミア速度が速くする)ことである。また本発明の目的は、低温接着性を維持しながら、加工時における揮発物質の発生を抑制して、加工容易性に優れたポリイミド系樹脂組成物を提供することである。
さらに本発明の樹脂組成物を用いて、フレキシブルプリント基板などとして好ましく適用される金属積層体を提供する。The object of the present invention is to increase the desmear property (increase the desmear speed) while maintaining the low-temperature adhesiveness of the polyimide resin composition (that thermocompression bonding is possible under relatively low temperature conditions). . Another object of the present invention is to provide a polyimide resin composition excellent in processability by suppressing the generation of volatile substances during processing while maintaining low temperature adhesion.
Furthermore, the metal laminated body preferably applied as a flexible printed circuit board etc. is provided using the resin composition of this invention.
本発明の第1は、以下に示すポリイミド系樹脂組成物に関する。
[1]下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位、および一般式(1−2)で表される繰り返し単位を含むポリイミド樹脂、ならびに下記一般式(2)で表されるイミドオリゴマーを含有する、ポリイミド系樹脂組成物。1st of this invention is related with the polyimide-type resin composition shown below.
[1] A repeating unit represented by the following general formula (1-1), a polyimide resin containing a repeating unit represented by the general formula (1-2), and an imide oligomer represented by the following general formula (2) Containing a polyimide resin composition.
[2]前記一般式(1−1)におけるA1、および一般式(1−2)におけるA2のいずれか一方が(a1)であり、もう一方が(a2)である、[1]に記載のポリイミド系樹脂組成物。[3] 前記一般式(2)におけるlが1である、[1]または[2]に記載のポリイミド系樹脂組成物。[4]前記ポリイミド樹脂100重量部に対して、5重量部以上100重量部以下の前記一般式(2)で表されるイミドオリゴマーを含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のポリイミド系樹脂組成物。[5]ガラス転移温度が100℃以上300℃以下の範囲である、請求項1に記載のポリイミド系樹脂組成物。[6]前記一般式(2)において、A3は、下記式(c5)または(c6)であり、B3は、下記式(d1)、および(d5)〜(d10)からなる群から選択され、Zが、(e3)または(e4)であり、lが1〜5の整数である、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリイミド系樹脂組成物。[2] In [1], any one of A 1 in the general formula (1-1) and A 2 in the general formula (1-2) is (a1) and the other is (a2). The polyimide resin composition described. [3] The polyimide resin composition according to [1] or [2], wherein l in the general formula (2) is 1. [4] In any one of [1] to [3], containing 5 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of the imide oligomer represented by the general formula (2) with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin. Polyimide resin composition. [5] The polyimide resin composition according to claim 1, wherein the glass transition temperature is in the range of 100 ° C to 300 ° C. [6] In the general formula (2), A 3 is the following formula (c5) or (c6), and B 3 is selected from the group consisting of the following formulas (d1) and (d5) to (d10) The polyimide resin composition according to any one of [1] to [5], wherein Z is (e3) or (e4), and l is an integer of 1 to 5.
[7]下記一般式(3−1)で表される繰り返し単位、および下記一般式(3−2)で表される繰り返し単位とを含むポリアミド酸、一般式(2)で表されるイミドオリゴマー、ならびに必要に応じて溶媒を含む、混合物。 [7] Polyamic acid containing a repeating unit represented by the following general formula (3-1) and a repeating unit represented by the following general formula (3-2), an imide oligomer represented by the general formula (2) , As well as optionally a solvent.
[8][7]に記載の混合物を加熱して、イミド化反応させるステップを含む、ポリイミド系樹脂硬化物の製造方法。 [8] A method for producing a cured polyimide resin, comprising a step of heating the mixture according to [7] to cause an imidization reaction.
その他、本発明は以下に示される部材に関する。[9] [1]〜[6]のいずれかに記載のポリイミド系樹脂組成物の硬化物を含むフィルム。[10]金属層と樹脂層からなる金属積層体であって、前記樹脂層の少なくとも一層は、[1]〜[6]のいずれかに記載のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる金属積層体。[11]ポリイミドフィルム、前記ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に形成されたポリイミド層、前記ポリイミド層の一方または両方に積層された金属層を有し、
前記金属層に接するポリイミド層が、[1]〜[6]のいずれかに記載のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層である金属積層体。[12]樹脂フィルム、および前記樹脂フィルムの片面又は両面に積層された、[1]〜[6]のいずれかに記載のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を有する接着シート。In addition, this invention relates to the member shown below. [9] A film containing a cured product of the polyimide resin composition according to any one of [1] to [6]. [10] A metal laminate comprising a metal layer and a resin layer, wherein at least one of the resin layers is a metal laminate comprising a cured product of the polyimide resin composition according to any one of [1] to [6]. body. [11] having a polyimide film, a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film, a metal layer laminated on one or both of the polyimide layers,
The metal laminated body whose polyimide layer which contact | connects the said metal layer is a resin layer which consists of a hardened | cured material of the polyimide resin composition in any one of [1]-[6]. [12] An adhesive sheet having a resin film and a resin layer made of a cured product of the polyimide resin composition according to any one of [1] to [6], which is laminated on one side or both sides of the resin film.
本発明のポリイミド系樹脂組成物は、低温接着性に優れていながら、デスミア性が高く(デスミア速度が速く)、かつ加工における揮発物質の発生が抑制されている。 The polyimide resin composition of the present invention is excellent in low-temperature adhesiveness, has high desmearing properties (high desmearing speed), and suppresses generation of volatile substances during processing.
また本発明のポリイミド系樹脂組成物により、金属層と樹脂層とを接着させて金属積層体を製造することができるが、その接着において高い加工温度を用いる必要がないので金属層とポリイミド界面にボイドが残存しにくい。そのため、金属層と樹脂層との高い接着強度を有する金属積層体を得ることができる。得られる金属積層体はフレキシブルプリント基板などとして好適に用いることができる。
得られる金属積層体や、金属積層体の前駆体である接着シート(金属層がない状態のシート)は半田耐熱性に優れているため、使用温度条件が厳しいLSIチップや部品実装工程及び、それらリペア工程においても膨れが発生しにくい。In addition, the polyimide resin composition of the present invention can be used to produce a metal laminate by bonding a metal layer and a resin layer, but it is not necessary to use a high processing temperature in the bonding, so the metal layer and the polyimide interface Voids hardly remain. Therefore, a metal laminate having high adhesive strength between the metal layer and the resin layer can be obtained. The obtained metal laminate can be suitably used as a flexible printed circuit board or the like.
The resulting metal laminate and the adhesive sheet that is the precursor of the metal laminate (sheet without the metal layer) are excellent in soldering heat resistance. Swelling is unlikely to occur in the repair process.
1.ポリイミド系樹脂組成物
本発明のポリイミド系樹脂組成物は、ポリイミド樹脂、およびイミドオリゴマーを含有することを特徴とする。1. Polyimide resin composition The polyimide resin composition of the present invention is characterized by containing a polyimide resin and an imide oligomer.
ポリイミド樹脂
ポリイミド系樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、下記一般式(1−1)に示される繰り返し単位と一般式(1−2)に示される繰り返し単位とを含むか;または、イミド化されることにより、下記一般式(1−1)に示される繰り返し単位と一般式(1−2)に示される繰り返し単位を生成する前駆体(つまり、ポリアミド酸)であってもよい。Polyimide resin The polyimide resin contained in the polyimide-based resin composition includes a repeating unit represented by the following general formula (1-1) and a repeating unit represented by the general formula (1-2); or is imidized. The precursor (namely, polyamic acid) which produces | generates the repeating unit shown by the following general formula (1-1) and the repeating unit shown by general formula (1-2) may be sufficient.
式(1−1)におけるA1、および式(1−2)におけるA2は、トリフェニレンエーテル構造を有し、下記式(a1)または(a2)で示される。A 1 in formula (1-1) and A 2 in formula (1-2) have a triphenylene ether structure and are represented by the following formula (a1) or (a2).
A1およびA2は互いに同一でも異なっていてもよいが、好ましくは、A1およびA2の一方が(a1)であって、もう一方が(a2)である。A1およびA2のいずれもが(a1)であると、デスミア速度が遅くなることがある。一方、A1およびA2のいずれもが(a2)であると、ピール強度や低温接着性が下がることがある。A1およびA2が、(a1)と(a2)の組み合わせであるときは、デスミア速度と低温接着性(ガラス転移温度)とのバランスをとるため、ポリイミドに含まれる(a1)と(a2)の個数比率が8:2〜5:5であることが好ましく、より好ましくは7:3である。A 1 and A 2 may be the same as or different from each other, but preferably one of A 1 and A 2 is (a1) and the other is (a2). If both A 1 and A 2 are (a1), the desmear speed may be slow. On the other hand, when any of A 1 and A 2 is a (a2), it may peel strength and low-temperature adhesiveness is reduced. When A 1 and A 2 are a combination of (a1) and (a2), in order to balance the desmear speed and the low-temperature adhesiveness (glass transition temperature), (a1) and (a2) contained in polyimide Is preferably 8: 2 to 5: 5, more preferably 7: 3.
また式(1)におけるB1およびB2は、下記式(b1)または(b2)で示される。B1およびB2のうちのいずれか一方または両方が(b1)であることが好ましい。B1およびB2が式(b1)と(b2)の組み合わせであると、樹脂組成物のデスミア速度が向上するが、一方、(b2)の比率が高すぎると、加湿環境下での半田耐熱性が悪化することがある。B 1 and B 2 in the formula (1) are represented by the following formula (b1) or (b2). Either one or both of B 1 and B 2 is preferably (b1). When B 1 and B 2 are a combination of formulas (b1) and (b2), the desmear rate of the resin composition is improved. On the other hand, when the ratio of (b2) is too high, the solder heat resistance in a humidified environment is increased. Sexuality may worsen.
本発明のポリイミド系樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、前述の式(1−1)および式(1−2)で示される繰り返し単位を含むが、その他の繰り返し単位を含んでいてもよい。 The polyimide resin contained in the polyimide resin composition of the present invention contains the repeating units represented by the above formulas (1-1) and (1-2), but may contain other repeating units.
ポリイミド系樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂の分子量は特に限定されず、後述の通り、モノマー成分(ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物)の分子量と、そのモル比によって調整される。 The molecular weight of the polyimide resin contained in the polyimide resin composition is not particularly limited, and is adjusted according to the molecular weight of the monomer components (diamine and tetracarboxylic dianhydride) and the molar ratio thereof, as will be described later.
ポリイミド樹脂の製造
ポリイミド系樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを含む原料から製造されることが好ましい。Manufacture of a polyimide resin It is preferable that the polyimide resin contained in a polyimide resin composition is manufactured from the raw material containing tetracarboxylic dianhydride and diamine.
ポリイミド樹脂の原料には、テトラカルボン酸二無水物である3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、またはビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物(DSDA)を含むことが好ましい。 The raw material for the polyimide resin is 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) or bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, which is a tetracarboxylic dianhydride. It is preferable that a product (DSDA) is included.
さらにポリイミド樹脂の原料には、1または2種以上の他のテトラカルボン酸二無水物が含まれていてもよい。それらを共重合化させることによって、本発明の効果を損なわないようにポリイミド樹脂の性能の改良や改質を行うことができる。 Furthermore, the raw material of the polyimide resin may contain one or more other tetracarboxylic dianhydrides. By copolymerizing them, the performance of the polyimide resin can be improved or modified without impairing the effects of the present invention.
他のテトラカルボン酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2-ビス〔(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物などが含まれる。 Examples of other tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether Anhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) Benzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) biphenyl dianhydride, 2,2-bis [( 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, etc. The
さらに他のテトラカルボン酸二無水物の例には、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物などが含まれる。これらテトラカルボン酸二無水物は単独または2種以上を組み合わせて用いることもできる。 Further examples of other tetracarboxylic dianhydrides include ethylenetetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,1-bis (2,3-di-). Carboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2- Bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3 , 6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like. These tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
さらに、他のテトラカルボン酸二無水物は、上に例示されたテトラカルボン酸二無水物の芳香環上の水素原子の一部または全てを、フルオロ基またはトリフルオロメチル基で置換したテトラカルボン酸二無水物であってもよい。 Further, other tetracarboxylic dianhydrides are tetracarboxylic acids in which some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the tetracarboxylic dianhydride exemplified above are substituted with a fluoro group or a trifluoromethyl group. A dianhydride may be sufficient.
ポリイミド樹脂の原料には、ジアミンである1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、または1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB-R)を含むことが好ましく、いずれをも含むことがより好ましい。 The raw material of the polyimide resin preferably contains 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (APB) or 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene (APB-R) which is a diamine. More preferably, both are included.
ポリイミド樹脂の原料には、他のジアミンが含まれていてもよい。他のジアミンは、芳香族ジアミンであってもよく、脂肪族ジアミンであってもよい。 The raw material of the polyimide resin may contain other diamines. The other diamine may be an aromatic diamine or an aliphatic diamine.
芳香族ジアミンの例には、m-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,3'-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,3'-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'-ジアミノジフェニルスルホン、3,4'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,3'-ジアミノジフェニルメタン、3,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、3,3'-ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4'-ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4'-ジアミノジフェニルスルホキシド、1,3-ビス(3-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-フェノキシベンゾイル)ベンゼン、3,3'-ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパンなどが含まれる。これらの芳香族ジアミンは、一種又は複数種を組み合わせて用いてもよい。 Examples of aromatic diamines include m-phenylene diamine, o-phenylene diamine, p-phenylene diamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3 '-Diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2- Bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafur Oropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 3,3′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 4, 4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 1,3-bis (3-aminophenyl) benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,4-bis (3-aminophenyl) benzene, 1,4- Bis (4-aminophenyl) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenyl sulfide) benzene, 1,3-bis (4-aminophenylsulfide) benzene, 1,4-bis (4-aminophenylsulfide) benzene, 1,3-bis (3-aminophenylsulfone) benzene, 1,3-bis (4-aminopheny) Rusulfone) benzene, 1,4-bis (4-aminophenylsulfone) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzyl) benzene, 1,4-bis ( 4-Aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 3,3′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 3,3′-bis (4-aminophenoxy) Biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (4 -Aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (3-aminophenoxy) phene Ru] ketone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] Sulfide, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [3- (4-aminophenoxy) pheny Ru] methane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hex Safluoropropane and the like are included. These aromatic diamines may be used alone or in combination.
ポリイミド樹脂の原料には、脂肪族ジアミンが含まれていてもよい。脂肪族ジアミンは性能の改良や改質を行なうために用いられる。脂肪族ジアミンの例には、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(4-アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、1,2-ビス(アミノメトキシ)エタン、ビス[(2-アミノメトキシ)エチル]エーテル、1,2-ビス[(2-アミノメトキシ)エトキシ]エタン、ビス(2-アミノエチル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エトキシ]エタン、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、エチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、1,3-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、1,4-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタンなどが含まれる。これらジアミンは単独または2種以上を組み合わせて用いることもできる。 The raw material of the polyimide resin may contain an aliphatic diamine. Aliphatic diamines are used to improve or modify performance. Examples of aliphatic diamines include 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) ) Polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, bis [(2-aminomethoxy) ethyl] ether, 1,2-bis [(2-aminomethoxy) ethoxy] ethane, bis (2-aminoethyl) ether, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] Ether, bis [2- (2-aminoethoxy) ethoxy] ethane, bis (3-aminopropyl) ether, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethyleneglycol Rubis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-diaminocyclohexane, 1 , 3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2-aminoethyl) Cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis ( Aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane and the like. These diamines can be used alone or in combination of two or more.
本発明のポリイミド系樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂の分子量(重合度)は、通常の重縮合系ポリマーの分子量と同様に、モノマー成分のモル比を調節することにより制御されうる。つまりポリイミド樹脂の原料は、ジアミン1モルに対して、0.900モル〜0.999モルのテトラカルボン酸二無水物を含むことが好ましく、0.92〜0.995モルのテトラカルボン酸二無水物を含むことがより好ましく、0.95〜0.995モルのテトラカルボン酸二無水物を含むことが更に好ましく、0.97〜0.995モルのテトラカルボン酸二無水物を含むことがより更に好ましい。 The molecular weight (degree of polymerization) of the polyimide resin contained in the polyimide resin composition of the present invention can be controlled by adjusting the molar ratio of the monomer components in the same manner as the molecular weight of a normal polycondensation polymer. That is, it is preferable that the raw material of the polyimide resin contains 0.900 mol to 0.999 mol of tetracarboxylic dianhydride with respect to 1 mol of diamine, and 0.92 to 0.995 mol of tetracarboxylic dianhydride. More preferably 0.95 to 0.995 mol of tetracarboxylic dianhydride, more preferably 0.97 to 0.995 mol of tetracarboxylic dianhydride. Further preferred.
ポリイミド樹脂の原料(ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を含むモノマー原料)は、いったんポリアミド酸(ポリイミド前駆体)とされ、その後にポリイミドとされることが好ましい。モノマー原料をポリアミド酸とするには、モノマー原料を溶媒に加えて加熱すればよい。 It is preferable that the raw material of the polyimide resin (monomer raw material containing diamine and tetracarboxylic dianhydride) is once made polyamic acid (polyimide precursor) and then made polyimide. In order to use the monomer raw material as polyamic acid, the monomer raw material may be added to a solvent and heated.
ポリイミド樹脂のモノマー原料を加える溶媒は、特に制限はないが、好ましくは非プロトン性極性溶媒であり、更に好ましくは非プロトン性アミド系溶媒である。具体的には、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンなどが例示できる。 The solvent to which the polyimide resin monomer raw material is added is not particularly limited, but is preferably an aprotic polar solvent, and more preferably an aprotic amide solvent. Specifically, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2- Examples include imidazolidinone.
さらに、ポリイミド樹脂のモノマー原料を加える溶媒には、更に以下に示す溶媒を共存させてもよい。共存できる有機溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、o-クロロトルエン、m-クロロトルエン、p-クロロトルエン、o-ブロモトルエン、m-ブロモトルエン、p-ブロモトルエン、クロロベンゼン、ブロモベンゼンなどが含まれる。これらの有機溶媒は単独でもまたは2種以上を混合して用いてもよい。 Furthermore, the solvent shown below may further coexist in the solvent to which the monomer raw material for the polyimide resin is added. Examples of organic solvents that can coexist are benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromotoluene, p-bromotoluene, chlorobenzene, bromobenzene and the like are included. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
ポリイミド前駆体として製造されるポリアミド酸はワニスとして用いられる。ポリイミド前駆体の対数粘度ηinhは、0.2dl/g〜2.0dl/gであることが好ましく、0.3〜1.0dl/gであることがより好ましく、0.4〜0.9dl/gであることが更に好ましい。ポリイミド前駆体の対数粘度は、ポリイミド前駆体の固形分をN,N-ジメチルアセトアミドに0.5g/dlの濃度で溶解して得た溶液の、35℃での粘度である。 Polyamic acid produced as a polyimide precursor is used as a varnish. The logarithmic viscosity ηinh of the polyimide precursor is preferably 0.2 dl / g to 2.0 dl / g, more preferably 0.3 to 1.0 dl / g, and 0.4 to 0.9 dl / g. More preferably, it is g. The logarithmic viscosity of the polyimide precursor is the viscosity at 35 ° C. of a solution obtained by dissolving the solid content of the polyimide precursor in N, N-dimethylacetamide at a concentration of 0.5 g / dl.
ポリイミド前駆体の対数粘度を上記の範囲とすると、前駆体から得られる樹脂硬化物が丈夫となり、フィルムや金属積層体を形成することが容易となる。また、フィルムや金属積層体を製造する際の塗工工程において、膜厚が均一になりやすく好ましい。 When the logarithmic viscosity of the polyimide precursor is in the above range, the cured resin obtained from the precursor becomes strong, and it becomes easy to form a film or a metal laminate. Moreover, in the coating process at the time of manufacturing a film or a metal laminate, it is preferable that the film thickness tends to be uniform.
イミドオリゴマー
ポリイミド系樹脂組成物に含まれるイミドオリゴマーは、式(2)に示される構造を有する。式(2)におけるlは1〜5である。式(2)におけるlが1であると、イミドオリゴマーの可塑剤としての効果がより高まり、その結果、ポリイミド系樹脂組成物の低温接着性がより高まる。Imide oligomer The imide oligomer contained in a polyimide-type resin composition has a structure shown by Formula (2). L in Formula (2) is 1-5. When l in Formula (2) is 1, the effect of the imide oligomer as a plasticizer is further increased, and as a result, the low-temperature adhesiveness of the polyimide resin composition is further increased.
式(2)におけるA3は、下記式(c1)〜(c4)のいずれかで示される構造を有する。さらに式(2)におけるA3は、好ましくは下記式(c5)または(c6)で示される構造を有する。式(c1)〜(c4)において、X7〜12は、直結、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−NHCO−からなる群から選択され、互いに同一であっても異なっていてもよい。X7〜12は、ベンゼン環を構成するいずれかの炭素に結合している。同様に、式(c5)または(c6)における酸素原子は、ベンゼン環を構成するいずれかの炭素に結合している。例えば、式(2)におけるA3は、式(C7)または式(C8)に示される構造を有する。A 3 in the formula (2) has a structure represented by any of the following formulas (c1) to (c4). Further, A 3 in the formula (2) preferably has a structure represented by the following formula (c5) or (c6). In the formulas (c1) to (c4), X 7 to 12 are a direct bond , —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2. It is selected from the group consisting of —, —SO 2 — and —NHCO—, and may be the same or different. X 7 to 12 are bonded to any carbon constituting the benzene ring. Similarly, the oxygen atom in formula (c5) or (c6) is bonded to any carbon constituting the benzene ring. For example, A 3 in Formula (2) has a structure represented by Formula (C7) or Formula (C8).
式(2)におけるB3は、下記式(d1)〜(d4)のいずれかで示される構造を有する。さらに式(2)におけるB3は、式(d1)または(d5)〜(d10)のいずれかで示される構造を有することが好ましい。B3の構造は、溶剤溶解性とコストの観点などから選択すればよい。式(d1)〜(d4)において、Y7〜12は、直結、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−NHCO−からなる群から選択され、互いに同一であっても異なっていてもよい。Y7〜12は、ベンゼン環を構成する炭素原子のいずれかに結合している。またY7〜12が、−COO−または−NHCO−である場合は、その結合の向きはいずれでもよい。B 3 in the formula (2) has a structure represented by any of the following formulas (d1) to (d4). Furthermore, B 3 in Formula (2) preferably has a structure represented by Formula (d1) or any of (d5) to (d10). The structure of B 3 may be selected from the viewpoint of solvent solubility and cost. In formulas (d1) to (d4), Y 7 to 12 are a direct bond , —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2. It is selected from the group consisting of —, —SO 2 — and —NHCO—, and may be the same or different. Y7-12 is couple | bonded with either of the carbon atoms which comprise a benzene ring. The Y 7 to 12 are, if it is -COO- or -NHCO-, the orientation of the coupling may be any.
式(2)におけるZは、下記式(e1)または(e2)で示されるが、さらに下記式(e3)または(e4)で示されることがより好ましい。式(e1)、式(e2)または式(e4)において、R1〜4は水素原子、ハロゲン原子、および炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、互いに同一であっても異なっていてもよい。式(e4)において、R3およびR4は、好ましくは水素原子である。またR5は、−O−、−S−、−CH2−、−C(CH3)2−、−CO−、または−COO−である。R5が−COO−である場合には、その結合の向きはいずれでもよい。Z in the formula (2) is represented by the following formula (e1) or (e2), and more preferably represented by the following formula (e3) or (e4). In Formula (e1), Formula (e2), or Formula (e4), R1-4 are selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and may be the same or different from each other It may be. In the formula (e4), R 3 and R 4 are preferably a hydrogen atom. R 5 represents —O—, —S—, —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —CO—, or —COO—. When R 5 is —COO—, the direction of the bond may be any.
本発明のポリイミド系樹脂組成物に含まれるイミドオリゴマーは、1000以上5000以下の重量平均分子量(Mwともいう)を有することが好ましい。イミドオリゴマーの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定される(測定条件、検出器; RI, 展開溶媒;テトラヒドロフラン, 流速; 1ml/min, カラム温度; 40℃)。
イミドオリゴマーの重量平均分子量がこの範囲であると、樹脂組成物を加熱したときの蒸発量が低減され、また可塑化の効果が低下することもなく好ましい。さらに蒸発量抑制と可塑性向上のバランスの観点から、重量平均分子量Mwは1000以上4000以下であることが好ましく、1000以上3500以下であることが更に好ましく、1500以上3500以下であることがより更に好ましい。The imide oligomer contained in the polyimide resin composition of the present invention preferably has a weight average molecular weight (also referred to as Mw) of 1000 or more and 5000 or less. The weight average molecular weight of the imide oligomer is measured by gel permeation chromatography (measurement conditions, detector; RI, developing solvent; tetrahydrofuran, flow rate; 1 ml / min, column temperature; 40 ° C.).
When the weight average molecular weight of the imide oligomer is within this range, the amount of evaporation when the resin composition is heated is reduced, and the plasticizing effect is not deteriorated. Furthermore, from the viewpoint of the balance between evaporation suppression and plasticity improvement, the weight average molecular weight Mw is preferably 1000 or more and 4000 or less, more preferably 1000 or more and 3500 or less, and further preferably 1500 or more and 3500 or less. .
イミドオリゴマーの製法
本発明のポリイミド系樹脂組成物に含まれるイミドオリゴマーは、任意の方法で製造されうるが、例えばテトラカルボン酸酸二無水物、ジアミンおよびジカルボン酸無水物、ならびに必要に応じて溶媒を含む原料を、イミド化反応させて製造される。原料に含まれる各成分(テトラカルボン酸酸二無水物、ジアミンおよびジカルボン酸無水物)のモル比を制御することにより、好ましいイミドオリゴマーが得られる(後述)。Production method of imide oligomer The imide oligomer contained in the polyimide resin composition of the present invention can be produced by any method, for example, tetracarboxylic dianhydride, diamine and dicarboxylic anhydride, and, if necessary, a solvent. It is produced by imidizing a raw material containing A preferable imide oligomer is obtained by controlling the molar ratio of each component (tetracarboxylic dianhydride, diamine and dicarboxylic anhydride) contained in the raw material (described later).
イミドオリゴマーの原料に含まれるテトラカルボン酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2-ビス〔(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物などが含まれる。イミドオリゴマーの原料に含まれるテトラカルボン酸二無水物は、1または2種以上である。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride contained in the raw material of the imide oligomer include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4, 4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ) Sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4- Dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3 , 4-Dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis 3,4-dicarboxyphenoxy) biphenyl dianhydride, and the like 2,2-bis [(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride. The tetracarboxylic dianhydride contained in the raw material of the imide oligomer is one or more.
イミドオリゴマーの原料に含まれるジアミンの例には、m-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,3'-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,3'-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3'-ジアミノジフェニルスルホン、3,4'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,3'-ジアミノジフェニルメタン、3,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、3,3'-ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4'-ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4'-ジアミノジフェニルスルホキシド、1,3-ビス(3-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェニル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-フェノキシベンゾイル)ベンゼン、3,3'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔3-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔3-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパンなどが含まれる。イミドオリゴマーの原料に含まれるジアミンは1または2種以上である。 Examples of diamines contained in imide oligomer raw materials include m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, and 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4 '-Diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis (3-aminophenyl)- 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 3,3′-diamino Diphenyl sulfoxide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 1,3-bis (3-aminophenyl) benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,4 -Bis (3-aminophenyl) benzene, 1,4-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, , 4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenyl sulfide) benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl sulfide) ) Benzene, 1,4-bis (4- Aminophenylsulfide) benzene, 1,3-bis (3-aminophenylsulfone) benzene, 1,3-bis (4-aminophenylsulfone) benzene, 1,4-bis (4-aminophenylsulfone) benzene, 3-bis (3-aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxy) Benzoyl) benzene, 3,3′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 3,3′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4 ′ -Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) Phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] Sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [3- (4 -Aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] sulfone, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4 -(4-Aminophenoxy) phenyl] methane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2 -Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl]- 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2, , 2-Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, etc. Is included. One or more diamines are contained in the raw material of the imide oligomer.
イミドオリゴマーの原料に含まれるジカルボン酸無水物の例には、無水マレイン酸、無水ナディック酸などが含まれる。あるいは、4-(2-フェニルエチニル)無水フタル酸や、4-(2-エチニル)無水フタル酸などの、三量化してベンゼン環を形成する化合物であってもよい。 Examples of the dicarboxylic acid anhydride contained in the raw material of the imide oligomer include maleic anhydride and nadic anhydride. Alternatively, it may be a compound that forms a benzene ring by trimerization, such as 4- (2-phenylethynyl) phthalic anhydride and 4- (2-ethynyl) phthalic anhydride.
イミドオリゴマーの原料に含まれる溶媒は有機溶媒であることが好ましく、有機溶媒の例には、フェノール、o-クロロフェノール、m-クロロフェノール、p-クロロフェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,3-キシレノール、2,4-キシレノール、2,5-キシレール、2,6-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチルカプロラクタム、1,2-ジメトキシエタン、ビス(2-メトキシエチル)エーテル、1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン、ビス〔2-(2-メトキシエトキシ)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、ピリジン、ピコリン、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、アニソールなどが含まれる。これらの有機溶媒は単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。 The solvent contained in the raw material of the imide oligomer is preferably an organic solvent. Examples of the organic solvent include phenol, o-chlorophenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol, o-cresol, m-cresol, p -Cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, N, N-dimethylformamide, N, N- Dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylcaprolactam, 1,2-dimethoxyethane, Bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] ether, Tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, pyridine, picoline, dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, tetramethylurea, hexamethylphosphoramide, and the like anisole. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
イミドオリゴマーの原料には、さらに以下に示す溶媒が共存してもよい。共存できる有機溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、o-クロロトルエン、m-クロロトルエン、p-クロロトルエン、o-ブロモトルエン、m-ブロモトルエン、p-ブロモトルエン、クロロベンゼン、ブロモベンゼンなどが含まれる。 The following solvent may coexist in the raw material of the imide oligomer. Examples of organic solvents that can coexist are benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromotoluene, p-bromotoluene, chlorobenzene, bromobenzene and the like are included.
イミドオリゴマーの原料には、イミド化反応(後述)の速度を高めるための触媒、例えば有機塩基触媒が含まれていてもよい。有機塩基触媒の例には、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、α-ピコリン、β-ピコリン、γ-ピコリン、2,4-ルチジン、2,6-ルチジン、キノリン、イソキノリンなどが含まれるが、好ましくはピリジン、γ-ピコリンである。
イミドオリゴマーの原料における触媒の含有量は、重合反応速度が実質的に向上すればよく特に制限はないが、例えばテトラカルボン酸二無水物1モルに対して、0.001〜0.5モルである。The raw material of the imide oligomer may contain a catalyst for increasing the speed of the imidization reaction (described later), for example, an organic base catalyst. Examples of organic base catalysts include triethylamine, tributylamine, tripentylamine, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, pyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, 2,4-lutidine 2,6-lutidine, quinoline, isoquinoline and the like are included, and pyridine and γ-picoline are preferable.
The content of the catalyst in the raw material of the imide oligomer is not particularly limited as long as the polymerization reaction rate can be substantially improved, but for example, 0.001 to 0.5 mol with respect to 1 mol of tetracarboxylic dianhydride. is there.
イミドオリゴマーを製造する手順としては、(1)ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させた後、ジカルボン酸無水物を添加して反応を続けるか、(2)ジアミンとジカルボン酸無水物を加えて反応させた後、テトラカルボン酸二無水物成分を添加して反応を続けるか、(3)ジアミン化合物、テトラカルボン酸二無水物およびジカルボン酸無水物を同時に添加して反応させる、手順などが挙げられるが、いずれの手順としてもよい。 As a procedure for producing an imide oligomer, (1) after reacting diamine and tetracarboxylic dianhydride, add dicarboxylic anhydride and continue the reaction, or (2) add diamine and dicarboxylic anhydride. After the reaction, the tetracarboxylic dianhydride component is added and the reaction is continued, or (3) the diamine compound, tetracarboxylic dianhydride and dicarboxylic anhydride are added and reacted at the same time. Any procedure may be used.
イミド化反応の例には、熱イミド化、化学イミド化、直接熱イミド化が含まれる。
熱イミド化とは、前述の原料を100℃以下の低温、具体的には−20〜70℃、好ましくは0〜60℃で反応させてイミドオリゴマー前駆体を合成し、ついで100〜200℃に温度を上げてイミド化することによりイミドオリゴマーを得る方法である。化学イミド化とは、前記イミドオリゴマー前駆体を、無水酢酸などのイミド化剤を用いて化学的にイミド化を行う方法である。
一方、直接熱イミド化とは、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物およびジカルボン酸無水物を混合した後、有機塩基および/または共沸脱水用溶媒の存在下または不存在下で、速やかに昇温することで、反応系中で生成したイミドオリゴマー前駆体をそのままイミド化する方法である。Examples of imidization reactions include thermal imidization, chemical imidization, and direct thermal imidization.
Thermal imidation is the reaction of the aforementioned raw materials at a low temperature of 100 ° C. or lower, specifically −20 to 70 ° C., preferably 0 to 60 ° C., to synthesize an imide oligomer precursor, and then to 100 to 200 ° C. This is a method for obtaining an imide oligomer by raising the temperature and imidizing. Chemical imidation is a method in which the imide oligomer precursor is chemically imidized using an imidizing agent such as acetic anhydride.
On the other hand, direct thermal imidation refers to mixing diamine, tetracarboxylic dianhydride and dicarboxylic anhydride and then quickly raising the temperature in the presence or absence of an organic base and / or azeotropic dehydration solvent. Thus, the imide oligomer precursor generated in the reaction system is imidized as it is.
イミド化の反応時間は、使用するモノマーの種類、溶剤の種類、有機塩基触媒の種類、共沸脱水用溶媒の種類、量及び反応温度により異なるが、目安としては1〜24時間であり、通常は数時間である。
直接熱イミド化の場合は、目安として、留出する水がほぼ理論量に達する(通常は全てが回収されるわけではないので50〜90%の回収率である)まで反応させるが、通常は約数時間の反応時間が必要である。この場合、イミド化によって生じる水を、トルエンなどの共沸剤で除去する方法が一般的であって、かつ有効である。The reaction time for imidation varies depending on the type of monomer used, the type of solvent, the type of organic base catalyst, the type and amount of azeotropic dehydration solvent, and the reaction temperature, but it is generally 1 to 24 hours. Is a few hours.
In the case of direct thermal imidation, as a guideline, the reaction is carried out until the distilled water reaches a theoretical amount (usually, not all are recovered, so the recovery rate is 50 to 90%). Approximately several hours of reaction time are required. In this case, a method of removing water generated by imidization with an azeotropic agent such as toluene is common and effective.
イミド化の反応圧力は、特に制限されないが、通常は大気圧でよい。イミド化反応は、通常、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン雰囲気下で行われ、好ましくは不活性気体である窒素やアルゴン雰囲気下で行われるが、特に制限されない。 The reaction pressure for imidization is not particularly limited, but may usually be atmospheric pressure. The imidization reaction is usually performed in an atmosphere of air, nitrogen, helium, neon, or argon, preferably in an atmosphere of nitrogen or argon as an inert gas, but is not particularly limited.
イミドオリゴマーの原料に含まれるモノマー成分の濃度(重合濃度)は、特に制限されるものではないが、約10〜60wt%が一般的である。10wt%未満の場合は、極端に長い反応時間が必要になる場合があり、また60wt%を超える場合には、原料が溶解しにくくなり、反応効率が悪くなるおそれがある。好ましくは20〜50wt%、更に好ましくは30〜40wt%の重合濃度である。 The concentration (polymerization concentration) of the monomer component contained in the raw material of the imide oligomer is not particularly limited, but is generally about 10 to 60 wt%. When the amount is less than 10 wt%, an extremely long reaction time may be required. When the amount exceeds 60 wt%, the raw material becomes difficult to dissolve and the reaction efficiency may be deteriorated. The polymerization concentration is preferably 20 to 50 wt%, more preferably 30 to 40 wt%.
イミドオリゴマーの分子量は、通常の重縮合系ポリマーの分子量の場合と同様に、原料に含まれるモノマー成分のモル比を調節することによって制御されうる。イミドオリゴマーの原料には、ジアミン1モルに対して、0.50〜0.80モルのテトラカルボン酸二無水物が含まれることが重要であり、より好ましくは0.50〜0.70モル、さらに好ましくは0.50〜0.65モル、よりさらに好ましくは0.50〜0.60モルのテトラカルボン酸二無水物が含まれる。モノマー成分の比率を適宜制御して製造することにより、前述の通り好ましい分子量を有するイミドオリゴマーを製造することができる。
ジアミン1モルに対するテトラカルボン酸二無水物が0.5モル未満であると、ジアミンとジカルボン酸無水物からなるビスイミドが多量に生成し、加熱時の蒸発量が多くなり好ましくない。一方、0.80モルを超えると分子量増加により、例えば可塑剤として用いる場合の可塑化効果が低下するため好ましくない。The molecular weight of the imide oligomer can be controlled by adjusting the molar ratio of the monomer components contained in the raw material, as in the case of the molecular weight of a normal polycondensation polymer. It is important that the raw material of the imide oligomer contains 0.50 to 0.80 mol of tetracarboxylic dianhydride with respect to 1 mol of diamine, more preferably 0.50 to 0.70 mol, More preferably, 0.50 to 0.65 mol, and still more preferably 0.50 to 0.60 mol of tetracarboxylic dianhydride is contained. By controlling the ratio of the monomer components as appropriate, an imide oligomer having a preferred molecular weight can be produced as described above.
If the tetracarboxylic dianhydride is less than 0.5 mol relative to 1 mol of diamine, a large amount of bisimide composed of diamine and dicarboxylic anhydride is generated, and the amount of evaporation during heating increases, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 0.80 mol, the plasticizing effect when used, for example, as a plasticizer decreases due to an increase in molecular weight, which is not preferable.
また、イミドオリゴマーの原料に含まれるジカルボン酸無水物のモル数M5は、テトラカルボン酸二無水物のモル数M3、およびジアミンのモル数M4と、以下の数式の関係を満たすことが重要である。
(M4−M3)×2×1.0 ≦ M5 ≦ (M4−M3)×2×2.2Moreover, it is important that the number of moles M5 of the dicarboxylic acid anhydride contained in the raw material of the imide oligomer satisfies the relationship of the following mathematical formula with the number of moles M3 of the tetracarboxylic dianhydride and the number of moles M4 of the diamine. .
(M4-M3) × 2 × 1.0 ≦ M5 ≦ (M4-M3) × 2 × 2.2
好ましくは、(M4−M3)×2×1.0≦M5≦(M4−M3)×2×2.0の関係を満たし、更に好ましくは、(M4−M3)×2×1.0≦M5≦(M4−M3)×2×1.5の関係を満たし、より更に好ましくは(M4−M3)×2×1.0≦M5≦(M4−M3)×2×1.2の関係を満たす。 Preferably, the relationship of (M4-M3) × 2 × 1.0 ≦ M5 ≦ (M4-M3) × 2 × 2.0 is satisfied, and more preferably, (M4-M3) × 2 × 1.0 ≦ M5 ≦ (M4-M3) × 2 × 1.5, more preferably (M4-M3) × 2 × 1.0 ≦ M5 ≦ (M4-M3) × 2 × 1.2 .
(M4−M3)×2×1.0>M5であると、生成するイミドオリゴマーにアミノ基が残留して、加熱時に着色し、外観上好ましくない。一方、(M4−M3)×2×2.2<M5であると、ジアミンとジカルボン酸無水物からなるビスイミドが多量に生成して、加熱時の蒸発量が多くなり、好ましくない。 When (M4-M3) × 2 × 1.0> M5, an amino group remains in the imide oligomer to be produced, and it is colored upon heating, which is not preferable in appearance. On the other hand, if (M4-M3) × 2 × 2.2 <M5, a large amount of bisimide composed of diamine and dicarboxylic acid anhydride is generated, and the amount of evaporation during heating increases, which is not preferable.
ポリイミド系樹脂組成物
本発明のポリイミド系樹脂組成物は、前記一般式(1−1)に示される繰り返し単位と一般式(1−2)に示される繰り返し単位とを含むポリイミド樹脂、および前記一般式(2)で示されるイミドオリゴマーを含むことを特徴とする。またポリイミド樹脂は、硬化後の樹脂であっても、硬化されると一般式(1−1)に示される繰り返し単位と一般式(1−2)に示される繰り返し単位を生成する樹脂(ポリアミド酸)であってもよい。Polyimide-based resin composition The polyimide-based resin composition of the present invention includes a polyimide resin containing a repeating unit represented by the general formula (1-1) and a repeating unit represented by the general formula (1-2), and the general It includes an imide oligomer represented by the formula (2). Further, even if the polyimide resin is a cured resin, it is a resin (polyamide acid) that generates a repeating unit represented by the general formula (1-1) and a repeating unit represented by the general formula (1-2) when cured. ).
ポリイミド系樹脂組成物には、前記ポリイミド樹脂100重量部に対して、前記一般式(2)で表されるイミドオリゴマーを5重量部以上100重量部以下含有することが好ましく、10重量部以上90重量部以下含有することがより好ましく、20重量部以上80重量部以下であることが更に好ましい。
ポリイミド樹脂と、イミドオリゴマーの比率が前記範囲内にあると、ポリイミド系樹脂組成物のガラス転移温度が十分低くなり、低温接着性を必要とする金属積層体に用いる場合に特に有用である。さらに、ポリイミド系樹脂組成物を硬化してフィルムや層とした場合に、それらの脆さが低減されて好ましい。The polyimide resin composition preferably contains 5 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of the imide oligomer represented by the general formula (2) with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin. More preferably, it is contained in an amount of 20 parts by weight or less and more preferably 80 parts by weight or less.
When the ratio between the polyimide resin and the imide oligomer is within the above range, the glass transition temperature of the polyimide resin composition becomes sufficiently low, which is particularly useful when used for a metal laminate requiring low-temperature adhesion. Furthermore, when the polyimide resin composition is cured to form a film or layer, the brittleness thereof is reduced, which is preferable.
本発明のポリイミド系樹脂組成物を硬化して、フレキシブル回路基板用の積層体や接着シートの樹脂層として用いる場合には、ポリイミド系樹脂組成物のガラス転移温度を100℃以上300℃以下の範囲とすることが好ましい。さらに、低温条件下での接着を実現するという観点から、100〜240℃であることが好ましく、100〜200℃であることがより好ましい。 When the polyimide resin composition of the present invention is cured and used as a resin layer for a laminate for a flexible circuit board or an adhesive sheet, the glass transition temperature of the polyimide resin composition is in the range of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less. It is preferable that Furthermore, it is preferable that it is 100-240 degreeC from a viewpoint of implement | achieving adhesion | attachment on low temperature conditions, and it is more preferable that it is 100-200 degreeC.
本発明のポリイミド系樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で他の任意の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを含みうる。
任意の熱可塑性樹脂の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、PTFE、セルロイド、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、変性ポリフェニレンオキシドおよびポリイミドなどが含まれる。
任意の熱硬化性樹脂の例には、熱硬化性ポリブタジエン、ホルムアルデヒド樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン、シリコン樹脂、SBR、NBR、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリシアネート、フェノール樹脂およびポリビスマレイミドなどが含まれる。
目的に応じて、1種もしくは2種以上の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を、適当量ブレンド化またはアロイ化して、ポリイミド系樹脂組成物に含有させることができる。それらの方法は特に限定されず公知の方法が適用できる。The polyimide resin composition of the present invention may contain other arbitrary thermoplastic resins and thermosetting resins as long as the object of the present invention is not impaired.
Examples of optional thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polybutadiene, polystyrene, polyvinyl acetate, ABS resin, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene oxide, polycarbonate, PTFE, celluloid, poly Examples include arylate, polyether nitrile, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ketone, polyphenylene sulfide, polyamide imide, polyether imide, modified polyphenylene oxide, and polyimide.
Examples of optional thermosetting resins include thermosetting polybutadiene, formaldehyde resin, amino resin, polyurethane, silicone resin, SBR, NBR, unsaturated polyester, epoxy resin, polycyanate, phenolic resin and polybismaleimide It is.
Depending on the purpose, one or two or more thermoplastic resins or thermosetting resins can be blended or alloyed in an appropriate amount and contained in the polyimide resin composition. Those methods are not particularly limited, and known methods can be applied.
ポリイミド系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、各種の充填剤もしくは添加剤を混合してもよい。充填剤もしくは添加剤の例には、グラファイト、カーボランダム、ケイ石粉、二硫化モリブデン、フッ素系樹脂などの耐摩耗性向上剤;三酸化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの難燃性向上剤;クレー、マイカなどの電気的特性向上剤;アスベスト、シリカ、グラファイトなどの耐トラッキング向上剤;硫酸バリウム、シリカ、メタケイ酸カルシウムなどの耐酸性向上剤;鉄粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、銅粉などの熱伝導度向上剤;その他ガラスビーズ、ガラス球、タルク、ケイ藻土、アルミナ、シラスバルン、水和アルミナ、金属酸化物、着色料および顔料などが含まれる。混合方法は特に限定されず公知の方法が適用できる。 Various kinds of fillers or additives may be mixed in the polyimide resin composition as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of fillers or additives include wear resistance improvers such as graphite, carborundum, silica stone powder, molybdenum disulfide, and fluorine resins; flame retardant improvers such as antimony trioxide, magnesium carbonate, calcium carbonate; Electrical property improvers such as clay and mica; Tracking resistance improvers such as asbestos, silica and graphite; Acid resistance improvers such as barium sulfate, silica and calcium metasilicate; Iron powder, zinc powder, aluminum powder, copper powder, etc. In addition, glass beads, glass spheres, talc, diatomaceous earth, alumina, shirasu balun, hydrated alumina, metal oxides, colorants and pigments are included. A mixing method is not particularly limited, and a known method can be applied.
本発明のポリイミド系樹脂組成物は、前記一般式(3−1)で示される繰り返し単位、および前記一般式(3−2)で示される繰り返し単位を含むポリアミド酸(ポリイミド前駆体)と、前記一般式(2)で示されるイミドオリゴマーとを含有する溶液の、ポリアミド酸をイミド化させ、かつイミドオリゴマーを反応させることにより得ることもできる。イミドオリゴマーは、末端の二重結合同士が重合して不可逆的に高分子化する。イミドオリゴマーの重合体は、IRで二重結合の存在を確認することで検出することができる。 The polyimide resin composition of the present invention comprises a polyamic acid (polyimide precursor) containing a repeating unit represented by the general formula (3-1) and a repeating unit represented by the general formula (3-2), The solution containing the imide oligomer represented by the general formula (2) can be obtained by imidizing polyamic acid and reacting the imide oligomer. The imide oligomer is irreversibly polymerized by polymerization of terminal double bonds. The polymer of an imide oligomer can be detected by confirming the presence of a double bond by IR.
特に、ポリアミド酸(ポリイミド前駆体)とイミドオリゴマーを含有する溶液の塗布膜を加熱乾燥するなどして、溶媒を除去し、かつイミド化反応させて硬化することにより、フィルムまたは層状のポリイミド系樹脂硬化物を得ることができる。 In particular, a film or a layered polyimide resin can be obtained by heating and drying a coating film of a solution containing polyamic acid (polyimide precursor) and an imide oligomer to remove the solvent and curing by imidization reaction. A cured product can be obtained.
ポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液の溶媒は、特に限定はされないが、非プロトン性極性溶媒であることが好ましい。更に好ましくは非プロトン性アミド系溶媒であり、具体的には、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンなどが例示できる。 The solvent of the solution containing the polyamic acid and the imide oligomer is not particularly limited, but is preferably an aprotic polar solvent. More preferred are aprotic amide solvents, specifically, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, N-methyl- Examples thereof include 2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
ポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液の粘度は特に制限はない。例えば、E型粘度計を用いて25℃において測定した粘度が100〜20000mPa・Sの範囲であると、当該溶液を塗布しようとしたときに塗布厚さを制御しやすい。 The viscosity of the solution containing the polyamic acid and the imide oligomer is not particularly limited. For example, when the viscosity measured at 25 ° C. using an E-type viscometer is in the range of 100 to 20000 mPa · S, the coating thickness can be easily controlled when the solution is applied.
ポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液を熱処理すると、ポリアミド酸のイミド化やイミドオリゴマー同士の反応が生じて、ポリイミド系樹脂硬化物となる。熱処理における圧力は、通常大気圧で十分であるが、加圧下でも行なうことができる。熱処理雰囲気は、特に制限されるものではないが、通常、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンであり、好ましくは不活性気体である窒素やアルゴンである。 When the solution containing the polyamic acid and the imide oligomer is heat-treated, imidization of the polyamic acid or a reaction between the imide oligomers occurs, and a cured polyimide resin is obtained. As the pressure in the heat treatment, atmospheric pressure is usually sufficient, but it can also be performed under pressure. The heat treatment atmosphere is not particularly limited, but is usually air, nitrogen, helium, neon, or argon, and preferably inert gas such as nitrogen or argon.
またポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液には、熱処理で進行する架橋反応を促進させたり、抑制させたり、その反応速度を制御する目的で、触媒などの添加物を加えてもよい。触媒の例には、ガリウム、ゲルマニウム、インジウム又は鉛を含有する金属触媒;モリブデン、マンガン、ニッケル、カドミウム、コバルト、クロム、鉄、銅、錫又は白金などを含む遷移金属触媒;およびリン化合物、珪素化合物、窒素化合物又は硫黄化合物などが含まれる。
またポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液には、同様の目的で、赤外線、紫外線やα,β及びγ線などの放射線、電子線及びX線の照射、更には、プラズマ処理やドーピング処理を施すこともできる。Further, an additive such as a catalyst may be added to the solution containing the polyamic acid and the imide oligomer for the purpose of accelerating or suppressing the crosslinking reaction that proceeds by the heat treatment or controlling the reaction rate. Examples of catalysts include metal catalysts containing gallium, germanium, indium or lead; transition metal catalysts including molybdenum, manganese, nickel, cadmium, cobalt, chromium, iron, copper, tin or platinum; and phosphorus compounds, silicon Compounds, nitrogen compounds or sulfur compounds are included.
For the same purpose, the solution containing the polyamic acid and the imide oligomer is irradiated with radiation such as infrared rays, ultraviolet rays, α, β and γ rays, electron beams and X-rays, and further plasma treatment and doping treatment. It can also be applied.
本発明のポリイミド系樹脂組成物はフィルムとされていてもよい。フィルムとするには、ポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液を基材に塗工して、得られた塗膜を脱溶媒化およびイミド化反応させて硬化した後、基材から剥離すればよい。基材の例には、金属箔やガラスなどの無機基板、またはポリマーフィルムなどが含まれる。また、基材への塗工はコーターなどを用いて行えばよい。塗工厚は、ポリアミド酸とイミドオリゴマーとを含有する溶液の固形分濃度に影響されるが、脱溶媒化およびイミド化反応後(つまり「硬化後」)のポリイミド系樹脂硬化物のフィルムの厚みが1mm以下となるようにすることが好ましい。
脱溶媒化およびイミド化(つまり「硬化」)の方法に特に制限はないが、減圧下で、または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性雰囲気下で行えばよい。また、使用する溶媒の沸点以上かつイミド化反応が進行する温度以上にすればよく、例えば非プロトン系アミド溶媒を用いた場合には200℃以上であればよい。脱溶媒およびイミド化に要する時間は特に制限はないが、通常2時間以上あれば十分である。The polyimide resin composition of the present invention may be a film. In order to form a film, a solution containing polyamic acid and an imide oligomer is applied to a substrate, and the obtained coating film is cured by desolvation and imidization, and then peeled off from the substrate. Good. Examples of the substrate include inorganic substrates such as metal foil and glass, or polymer films. Moreover, what is necessary is just to perform the coating to a base material using a coater. The coating thickness is affected by the solid content concentration of the solution containing the polyamic acid and the imide oligomer, but the thickness of the cured polyimide resin film after desolvation and imidization reaction (that is, “after curing”). Is preferably 1 mm or less.
There is no particular limitation on the method of desolvation and imidization (that is, “curing”), but it may be performed under reduced pressure or in an inert atmosphere such as nitrogen, helium, or argon. Moreover, what is necessary is just to be more than the boiling point of the solvent to be used, and more than the temperature which an imidation reaction advances. For example, when an aprotic amide solvent is used, it may be 200 degreeC or more. The time required for solvent removal and imidization is not particularly limited, but usually 2 hours or more is sufficient.
2.金属積層体
本発明の金属積層体は、金属層と樹脂層とを含む。金属積層体には1層または2層以上の樹脂層が含まれているが、そのうちの一層以上の樹脂層が本発明のポリイミド系樹脂組成物の硬化物(「樹脂硬化物」ともいう)からなる。好ましくは、金属積層体はポリイミドフィルムと、該ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に形成されたポリイミド層と、さらに該ポリイミド層のいずれかまたは両方に積層された金属層とを有し、金属層に接するポリイミド層が前述の本発明のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる。2. Metal Laminate The metal laminate of the present invention includes a metal layer and a resin layer. The metal laminate includes one or two or more resin layers, and one or more of the resin layers are formed from a cured product (also referred to as “resin cured product”) of the polyimide resin composition of the present invention. Become. Preferably, the metal laminate has a polyimide film, a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film, and a metal layer laminated on one or both of the polyimide layers, and is in contact with the metal layer. A polyimide layer consists of the hardened | cured material of the polyimide resin composition of the above-mentioned this invention.
樹脂層
前記の通り、本発明の金属積層体は、1層または2層以上のポリイミド樹脂層を含むが、そのうちの1層以上の樹脂層が本発明のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる。2層以上のポリイミド樹脂層を含む場合には、隣接する層が互いに成分が異なるポリイミドからなることが好ましい。ポリイミドの成分が異なるとは、モノマー単位の種類および/または含有量が異なることをいう。また、単層のポリイミド層または多層のポリイミド層を構成する層の少なくとも1つは、2種以上の異なるポリイミドからなる組成物(混合物)から形成されていてもよい。Resin layer As described above, the metal laminate of the present invention includes one or two or more polyimide resin layers, and one or more of the resin layers are made of a cured product of the polyimide resin composition of the present invention. . When two or more polyimide resin layers are included, adjacent layers are preferably made of polyimides having different components. Different polyimide components mean different types and / or contents of monomer units. Moreover, at least one of the layers constituting the single-layer polyimide layer or the multilayer polyimide layer may be formed from a composition (mixture) composed of two or more different polyimides.
つまり金属積層体を構成するポリイミド層が単層である場合、その層は本発明のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる。一方、金属積層体を構成するポリイミド層が多層である場合には、ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に形成された多層ポリイミド層のうち、金属層に接するポリイミド層を本発明のポリイミド系樹脂組成物の硬化物からなる層とすることが好ましい。金属層との密着性を高めるためである。金属層に接するポリイミド層の厚さは0.1μm以上20μm以下、好ましくは0.1μm以上10μm以下、より好ましくは0.1μm以上5μm以下である。 That is, when the polyimide layer which comprises a metal laminated body is a single layer, the layer consists of the hardened | cured material of the polyimide resin composition of this invention. On the other hand, when the polyimide layer constituting the metal laminate is a multilayer, among the polyimide layers formed on one or both sides of the polyimide film, the polyimide layer in contact with the metal layer is made of the polyimide resin composition of the present invention. A layer made of a cured product is preferred. This is to improve the adhesion with the metal layer. The thickness of the polyimide layer in contact with the metal layer is 0.1 μm or more and 20 μm or less, preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less.
また金属積層体を構成するポリイミド層(単層または多層)の総厚さが厚くなりすぎると、剛性が強くなるために折り曲げなどが必要な用途には使用できなくなり、薄すぎると絶縁性やハンドリングの面で使用できなくなるといった制約を受ける。 In addition, if the total thickness of the polyimide layer (single layer or multilayer) constituting the metal laminate becomes too thick, the rigidity becomes so strong that it cannot be used for applications that require bending, etc. If it is too thin, insulation and handling are difficult. There is a restriction that it can no longer be used.
したがって金属積層体に含まれるポリイミド層の厚さの合計は、3μm以上75μm以下であることが好ましく、10μm以上45μm以下であることがより好ましい。ポリイミド層の厚さが上記範囲内にあると、金属積層体は、絶縁性、柔軟性、作業性に優れ、かつコストが安価である傾向がある。 Therefore, the total thickness of the polyimide layers contained in the metal laminate is preferably 3 μm or more and 75 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 45 μm or less. When the thickness of the polyimide layer is within the above range, the metal laminate tends to be excellent in insulation, flexibility, workability, and inexpensive.
ポリイミドフィルム
前記の通り金属積層体は、ポリイミドフィルムと、ポリイミドフィルムの片面もしくは両面に形成されたポリイミド層、該ポリイミド層のいずれかまたは両方に積層された金属層を有しうる。その金属積層体に含まれるポリイミドフィルムは、非熱可塑性ポリイミドの前駆体ワニスを塗布乾燥して得られるフィルムであってもよく、市販の非熱可塑性ポリイミドフィルムであってもよい。市販の非熱可塑性ポリイミドフィルムの例には、ユーピレックスS、ユーピレックスSGA、ユーピレックスSN(宇部興産株式会社製、登録商標/商品名)、カプトンH、カプトンV、カプトンEN(東レ・デュポン株式会社製、登録商標/商品名)、アピカルAH、アピカルNPI、アピカルHP(株式会社カネカ製、登録商標/商品名)などが含まれる。Polyimide film As described above, the metal laminate may have a polyimide film, a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film, and a metal layer laminated on either or both of the polyimide layers. The polyimide film contained in the metal laminate may be a film obtained by applying and drying a precursor varnish of non-thermoplastic polyimide, or a commercially available non-thermoplastic polyimide film. Examples of commercially available non-thermoplastic polyimide films include Upilex S, Upilex SGA, Upilex SN (Ube Industries, registered trademark / trade name), Kapton H, Kapton V, Kapton EN (Toray DuPont, Registered trademark / brand name), Apical AH, Apical NPI, Apical HP (manufactured by Kaneka Corporation, registered trademark / brand name), and the like.
金属積層体に含まれる前記ポリイミドフィルムを、市販の非熱可塑性ポリイミドフィルムとする場合には、その厚さは通常3μm以上75μm以下、好ましくは7.5μm以上40μm以下の範囲である。また前記ポリイミドフィルムを、非熱可塑性ポリイミドの前駆体ワニスを塗布乾燥させて形成する場合には、その厚さは0.1μm以上40μm以下、好ましくは0.5μm以上25μm以下、より好ましくは0.5μm以上16μm以下である。 When the polyimide film contained in the metal laminate is a commercially available non-thermoplastic polyimide film, the thickness is usually 3 μm or more and 75 μm or less, preferably 7.5 μm or more and 40 μm or less. When the polyimide film is formed by applying and drying a precursor varnish of non-thermoplastic polyimide, the thickness is 0.1 μm or more and 40 μm or less, preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less, more preferably 0.8. It is 5 μm or more and 16 μm or less.
金属層
金属積層体に含まれる金属層は特に限定されないが、銅および銅合金、ステンレス鋼およびその合金、ニッケルおよびニッケル合金(42合金も含む)、アルミニウムおよびアルミニウム合金などから選ばれる金属の層であり、好ましくは銅または銅合金の層、ステンレス層である。金属層は、金属箔を樹脂層にはり合わせて形成してもよく、スパッタ法などで樹脂に成膜してもよく、公知の手段を用いて形成することができる。金属層は、本発明のポリイミド系樹脂組成物からなる樹脂層に接していることが好ましい。Metal layer The metal layer included in the metal laminate is not particularly limited, but is a metal layer selected from copper and copper alloys, stainless steel and alloys thereof, nickel and nickel alloys (including 42 alloys), aluminum and aluminum alloys, and the like. Yes, preferably a copper or copper alloy layer or a stainless steel layer. The metal layer may be formed by attaching a metal foil to the resin layer, or may be formed on the resin by a sputtering method or the like, and can be formed using a known means. The metal layer is preferably in contact with the resin layer made of the polyimide resin composition of the present invention.
金属積層体に含まれる金属層の厚みは、テープとして金属積層体を使用することができる厚みであれば特に制限はなく、通常0.1μm以上150μm以下であり、好ましくは2μm以上150μm以下であり、更に好ましくは3μm以上50μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上35μm以下、最も好ましくは3μm以上12μm以下の範囲である。 The thickness of the metal layer contained in the metal laminate is not particularly limited as long as the metal laminate can be used as a tape, and is usually 0.1 μm or more and 150 μm or less, preferably 2 μm or more and 150 μm or less. More preferably, it is 3 μm or more and 50 μm or less, more preferably 3 μm or more and 35 μm or less, and most preferably 3 μm or more and 12 μm or less.
金属積層体の製法
本発明の金属積層体は、本発明の効果を損なわない限り、公知の金属積層体の製法を適宜参照して製造可能であり特に制限されない。例えば以下のような方法で製造することができる。(1)単層または多層のポリイミドフィルムと金属箔とを、加熱圧着する方法。(2)ポリイミド系樹脂組成物のワニスを、金属箔に塗布した後、乾燥する方法。(3)下記積層体(i)または積層体(ii)と、下記積層体(i)または積層体(ii)とを金属層が最外層となるように積層する(樹脂層同士を接して重ね合わせて積層する)方法。
積層体(i): 単層または多層のポリイミドフィルムと金属箔とを、加熱圧着して得られる一方の面のみに金属層を有する積層体。
積層体(ii): ポリイミド系樹脂組成物のワニスを金属箔に塗布した後、乾燥して得られる一方の面のみに金属層を有する積層体。Method for Producing Metal Laminate The metal laminate of the present invention can be produced by appropriately referring to a known method for producing a metal laminate as long as the effects of the present invention are not impaired, and is not particularly limited. For example, it can be produced by the following method. (1) A method in which a single-layer or multilayer polyimide film and a metal foil are thermocompression bonded. (2) A method in which a varnish of a polyimide resin composition is applied to a metal foil and then dried. (3) Laminate the following laminate (i) or laminate (ii) and the following laminate (i) or laminate (ii) so that the metal layer is the outermost layer (the resin layers are in contact with each other) And stacking together).
Laminate (i): A laminate having a metal layer only on one surface obtained by thermocompression bonding a single-layer or multilayer polyimide film and a metal foil.
Laminate (ii): A laminate having a metal layer only on one surface obtained by applying a varnish of a polyimide resin composition to a metal foil and then drying.
金属積層体の製造に用いられる金属箔は、特に制限されず公知のものが使用可能である。金属箔の材質の例には、銅および銅合金、ステンレス鋼およびその合金、ニッケルおよびニッケル合金(42合金も含む)、アルミニウムおよびアルミニウム合金などが含まれ、好ましくは銅もしくは銅合金、またはステンレスである。金属箔の厚みは、テープ状で使用できる厚みであれば特に制限はないが、通常0.1μm以上150μm以下、好ましくは2μm以上150μm以下であり、さらには3μm以上50μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上35μm以下、最も好ましくは3μm以上12μm以下の範囲である。金属積層体を製造する際に、金属箔が圧着されるポリイミド層の表面はプラズマ処理またはコロナ放電処理などを施されていてもよい。 The metal foil used for the production of the metal laminate is not particularly limited, and known ones can be used. Examples of metal foil materials include copper and copper alloys, stainless steel and alloys thereof, nickel and nickel alloys (including 42 alloys), aluminum and aluminum alloys, preferably copper or copper alloys, or stainless steel. is there. The thickness of the metal foil is not particularly limited as long as it can be used in the form of a tape, but is usually 0.1 μm or more and 150 μm or less, preferably 2 μm or more and 150 μm or less, more preferably 3 μm or more and 50 μm or less, and further preferably The range is 3 μm or more and 35 μm or less, and most preferably 3 μm or more and 12 μm or less. When manufacturing a metal laminated body, the surface of the polyimide layer to which metal foil is pressure-bonded may be subjected to plasma treatment or corona discharge treatment.
本発明の金属積層体を製造する際の加熱圧着は、オイルなどを熱媒とした加熱や誘電加熱により熱せられた金属ロールや、金属ロール表面をゴムなどでライニングしたロール間でラミネートする方法や、熱プレスによる方法などで行えばよい。前者は連続したロール品の製造に適しており、後者はカットシート状の枚葉品の製造に適しているので、適宜用途に応じて利用可能である。
また加熱圧着は、空気、窒素、アルゴンなどのガス雰囲気下で行えばよい。加熱温度は、熱可塑ポリイミドのガラス転移温度以上の温度、好ましくはガラス転移温度よりも約20℃以上高い温度とすることが必要で、通常100〜400℃、好ましくは150〜300℃の間で行えばよい。また、加熱時間は0.01秒以上15時間以下であることが好ましく、加熱圧力は0.1〜30MPaの範囲であればよく、通常0.5〜10MPaである。The thermocompression bonding at the time of producing the metal laminate of the present invention includes a method of laminating between a metal roll heated by heating using an oil or the like or a dielectric heating, or a roll having a metal roll surface lined with rubber or the like. Or by a method using a heat press. The former is suitable for the production of continuous roll products, and the latter is suitable for the production of cut sheet-like single-sheet products, and can be used according to the intended use.
The thermocompression bonding may be performed in a gas atmosphere such as air, nitrogen, or argon. The heating temperature needs to be a temperature higher than the glass transition temperature of the thermoplastic polyimide, preferably about 20 ° C. higher than the glass transition temperature, and is usually between 100 and 400 ° C., preferably between 150 and 300 ° C. Just do it. Moreover, it is preferable that heating time is 0.01 second or more and 15 hours or less, and heating pressure should just be the range of 0.1-30 MPa, and is 0.5-10 MPa normally.
また加熱圧着後に、金属積層体の密着力をさらに向上させる目的で、オートクレーブなどを利用して後処理してもよい。後処理は以下のような条件で行われる。後処理温度は通常150〜400℃、好ましくは200〜350℃であり、処理時間は1分〜50時間、圧力は常圧〜3MPaの範囲とする。オートクレーブ装置内は、真空、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスで置換することにより、金属箔の酸化を防止することが好ましい。 In addition, after thermocompression bonding, for the purpose of further improving the adhesion of the metal laminate, post-treatment may be performed using an autoclave or the like. Post-processing is performed under the following conditions. The post-treatment temperature is usually 150 to 400 ° C., preferably 200 to 350 ° C., the treatment time is 1 minute to 50 hours, and the pressure is in the range of normal pressure to 3 MPa. It is preferable to prevent oxidation of the metal foil by replacing the inside of the autoclave apparatus with an inert gas such as vacuum, nitrogen or argon.
本発明の金属積層体の製造方法において、金属箔にポリイミド系樹脂組成物のワニス(ポリアミド酸とイミドオリゴマーを含む溶液)を塗布する場合には、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター、ディップコーター、スプレーコーター、コンマコーター、カーテンコーター、バーコーターなど一般的な塗布装置を利用して塗布可能であり、ワニスの粘度や塗布厚さに応じて適宜選択できる。 In the method for producing a metal laminate of the present invention, when a varnish of polyimide resin composition (solution containing polyamic acid and imide oligomer) is applied to a metal foil, a roll coater, a die coater, a gravure coater, a dip coater, The coating can be performed using a general coating apparatus such as a spray coater, a comma coater, a curtain coater, a bar coater, etc., and can be appropriately selected according to the viscosity and coating thickness of the varnish.
塗布されたポリイミド系樹脂組成物のワニスの乾燥は、電気による加熱やオイル加熱した熱風や赤外線などを熱源としたロールサポート、エアーフロート方式の乾燥炉などを適宜利用して行うことができる。樹脂の変質や、金属箔の酸化による変色を防止する目的で、必要に応じて、乾燥雰囲気を、空気以外に窒素、アルゴンまたは水素などのガスで置換してもよい。
塗布されたポリイミド系樹脂組成物のワニスの乾燥は60〜600℃の温度範囲で、好ましくは段階的に温度を上昇させて行うことが好ましい。乾燥中に塗膜から発泡したり、乾燥後の膜表面に凹凸が生じたりすることを防止し、膜厚が均一で、さらに寸法安定性にも優れる樹脂膜が得られるので、絶縁層の膜形成にとって好ましい。乾燥時間は0.05〜500分程度で適宜選択すればよい。Drying of the applied varnish of the polyimide resin composition can be carried out by appropriately using a roll support using an electric heating, oil heated hot air, infrared rays or the like as a heat source, an air float type drying furnace or the like. For the purpose of preventing deterioration of the resin and discoloration due to oxidation of the metal foil, the dry atmosphere may be replaced with a gas such as nitrogen, argon or hydrogen in addition to air, if necessary.
It is preferable to dry the varnish of the applied polyimide resin composition in a temperature range of 60 to 600 ° C., preferably by increasing the temperature stepwise. It is possible to prevent foaming from the coating film during drying or unevenness on the surface of the film after drying, and a resin film having a uniform film thickness and excellent dimensional stability can be obtained. Preferred for formation. The drying time may be appropriately selected from about 0.05 to 500 minutes.
接着シート
本発明の接着シートは、樹脂フィルムと、そのフィルムの片面または両面に形成された本発明の樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を有する。樹脂フィルムとは、公知の樹脂フィルムが例示でき、特に種類は限定されないが、好ましくは前述のポリイミドフィルムが例示できる。該樹脂フィルムの片面または両面に樹脂層を形成する方法についても、特に限定されないが、好ましくは、前述の金属積層体の製造方法で示したように、ポリイミド系樹脂組成物のワニスを塗布および乾燥することで形成できる。Adhesive sheet The adhesive sheet of this invention has a resin film and the resin layer which consists of a hardened | cured material of the resin composition of this invention formed in the single side | surface or both surfaces of the film. As the resin film, a known resin film can be exemplified, and the type is not particularly limited, but the above-described polyimide film can be preferably exemplified. The method for forming the resin layer on one or both sides of the resin film is not particularly limited, but preferably, as shown in the method for producing a metal laminate, a varnish of a polyimide resin composition is applied and dried. Can be formed.
以下、本発明を実施例および比較例により更に詳細に説明する。本発明の範囲はこれによって何ら限定して解釈されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The scope of the present invention is not construed as being limited thereby.
実施例および比較例において、各物性は下記の方法によって測定した。 In Examples and Comparative Examples, each physical property was measured by the following method.
ポリアミド酸の評価
1)対数粘度(ηinh):ポリアミド酸ワニスを、N,N-ジメチルアセトアミド溶媒中に添加して、固形分濃度を0.5g/dlに調整した後、35℃に設定した恒温槽内で測定した。
2)E型粘度:E型粘度計(RC−105A、東機産業株式会社)を用いて、25℃一定の条件で、3°コーンローターで測定した。Evaluation of polyamic acid 1) Logarithmic viscosity (ηinh): Polyamic acid varnish was added to N, N-dimethylacetamide solvent to adjust the solid content concentration to 0.5 g / dl, and then set to 35 ° C. Measured in the bath.
2) E-type viscosity: Measured with a 3 ° cone rotor using an E-type viscometer (RC-105A, Toki Sangyo Co., Ltd.) at a constant temperature of 25 ° C.
イミドオリゴマーの評価
1)対数粘度(ηinh):イミドオリゴマーをN,N-ジメチルアセトアミド溶媒中に添加して、イミドオリゴマー固形分濃度を0.5g/dlに調整した。その溶液を35℃に調整して対数粘度を測定した。
2)分子量(重量平均分子量Mw,数平均分子量Mn):Shodex社製GPCsystem−21Hシリーズ(検出器;RI,展開溶媒;テトラヒドロフラン,流速;1ml/min,カラム温度;40℃)を用いて測定した。
3)ガラス転移温度(Tg):島津製作所(株)社製熱分析装置DSC60シリーズを用いて窒素雰囲気下にて測定した。Evaluation of Imide Oligomer 1) Logarithmic viscosity (ηinh): Imide oligomer was added to N, N-dimethylacetamide solvent to adjust imide oligomer solid content concentration to 0.5 g / dl. The solution was adjusted to 35 ° C. and the logarithmic viscosity was measured.
2) Molecular weight (weight average molecular weight Mw, number average molecular weight Mn): measured using Shodex GPCsystem-21H series (detector; RI, developing solvent; tetrahydrofuran, flow rate; 1 ml / min, column temperature; 40 ° C.) .
3) Glass transition temperature (Tg): Measured under a nitrogen atmosphere using a thermal analyzer DSC60 series manufactured by Shimadzu Corporation.
ポリイミド系樹脂組成物の評価
1)ガラス転移温度(Tg):島津製作所株式会社社製 熱分析装置DSC60シリーズを用いて窒素雰囲気下にて測定した。
2)デスミア速度:ポリアミド酸溶液をガラス板上に塗工、窒素雰囲気下にて300℃で4時間加熱してポリイミドフィルムを作製した。6×2cm2の大きさのサンプルを切り出し、測定用サンプルとした。エッチング液は、マキュタイザー9275(日本マクダーミッド社製)50g、マキュタイザー9276(日本マクダーミッド社製)50mlおよびイオン交換水を全体で1Lとなるよう混合して調製した。サンプルをエッチング液に15分間浸漬した後、水洗、乾燥し、浸漬前後の重量変化から算出した。
3)揮発性:ポリアミド酸ワニスにイミドオリゴマーをポリアミド酸固形分100重量部に対し、33重量部添加して溶液を調製、ガラス基板上にキャストした。窒素雰囲気下240℃にて15分間加熱して得られたフィルムを剥離し、5cm角に切り出した。このフィルムをシャーレに入れて、窒素雰囲気下、280℃にて30分間加熱、室温まで冷却した。シャーレ上蓋に付着した析出物の量を目視観察して、○(析出物なし)、△(わずかに析出物あり)、×(ほぼ全面に析出物あり)の基準で評価した。Evaluation of Polyimide Resin Composition 1) Glass transition temperature (Tg): Measured under a nitrogen atmosphere using a thermal analyzer DSC60 series manufactured by Shimadzu Corporation.
2) Desmear speed: A polyamic acid solution was coated on a glass plate and heated at 300 ° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere to prepare a polyimide film. A sample having a size of 6 × 2 cm 2 was cut out and used as a measurement sample. The etchant was prepared by mixing 50 g of Macuizer 9275 (manufactured by McDermid Japan), 50 ml of Macuitizer 9276 (manufactured by McDermid Japan) and ion-exchanged water so that the total amount was 1 L. The sample was immersed in an etching solution for 15 minutes, washed with water, dried, and calculated from the weight change before and after immersion.
3) Volatility: A solution was prepared by adding 33 parts by weight of an imide oligomer to 100 parts by weight of polyamic acid solids in a polyamic acid varnish, and cast onto a glass substrate. The film obtained by heating at 240 ° C. for 15 minutes in a nitrogen atmosphere was peeled off and cut into 5 cm squares. This film was put in a petri dish, heated at 280 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and cooled to room temperature. The amount of deposits adhering to the petri dish upper lid was visually observed and evaluated on the basis of ◯ (no deposits), Δ (slightly deposits), and x (almost all deposits).
金属積層体の評価
1)ピール強度:JIS C−6471に準拠して測定した。金属箔の流れ方向に対して平行に長さ50mm、幅1mmの試料を準備して、23℃、相対湿度50%の環境下で、金属箔を90度の角度になるように絶縁層から剥離速度50mm/minで剥離し、その応力を測定した。
2)半田耐熱温度:IPC―TM―650(The institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)No.2.4.13に準拠して測定した。240℃から340℃の間で10℃おきに、膨れや金属とポリイミド界面の変色が発生しない最高温度を半田耐熱温度とした。試料は85℃、相対湿度85%の環境下に48時間保存したものを使用した。Evaluation of metal laminate 1) Peel strength: measured in accordance with JIS C-6471. Prepare a sample with a length of 50 mm and a width of 1 mm parallel to the flow direction of the metal foil, and peel the metal foil from the insulating layer at an angle of 90 degrees in an environment of 23 ° C. and 50% relative humidity. Peeling was performed at a speed of 50 mm / min, and the stress was measured.
2) Solder heat resistance temperature: IPC-TM-650 (The institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits) No. Measured according to 2.4.13. The highest temperature at which no swelling or discoloration of the metal / polyimide interface occurs between 240 ° C. and 340 ° C. every 10 ° C. was defined as the solder heat resistance temperature. The sample used was stored for 48 hours in an environment of 85 ° C. and 85% relative humidity.
化学構造の確認は、日本電子社製核磁気共鳴(NMR)装置EX400を用いて行った。 The chemical structure was confirmed using a JEOL nuclear magnetic resonance (NMR) apparatus EX400.
実施例または比較例で用いた溶剤、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、ジカルボン酸無水物の略称は、以下の通りである。
1)溶剤:
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
2)ジアミン:
APB:1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、
APB-R:1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、
m-BP:4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、
3)テトラカルボン酸二無水物
BTDA:3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
DSDA:ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、
ODPA:ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、
BPDA:3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
PMDA:ピロメリット酸二無水物、
4)ジカルボン酸無水物:
MA:無水マレイン酸
NDA:無水ナディック酸Abbreviations of solvents, diamines, tetracarboxylic dianhydrides, and dicarboxylic anhydrides used in Examples and Comparative Examples are as follows.
1) Solvent:
DMAc: N, N-dimethylacetamide 2) Diamine:
APB: 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene,
APB-R: 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene,
m-BP: 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl,
3) Tetracarboxylic dianhydride BTDA: 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride,
DSDA: bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride,
ODPA: bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride,
BPDA: 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride,
PMDA: pyromellitic dianhydride,
4) Dicarboxylic anhydride:
MA: maleic anhydride NDA: nadic anhydride
[合成例1−1]
ポリアミド酸ワニスの合成
撹拌機および窒素導入管を備えた容器に、溶媒としてDMAc(991g)を装入後、これにAPB(146.25g)、APB-R(61.39g)を装入して、溶解するまで室温にて撹拌した。次に、BTDA(219.92g)を装入し、50℃において6時間撹拌して、ポリアミド酸ワニスを得た。
得られたポリアミド酸ワニスのポリアミド酸固形分の含有率は30wt%であり、対数粘度は0.61dl/g、25℃でのE型粘度は13000mPa・Sであった。[Synthesis Example 1-1]
Synthesis of polyamic acid varnish After charging DMAc (991 g) as a solvent into a vessel equipped with a stirrer and a nitrogen introduction tube, APB (146.25 g) and APB-R (61.39 g) were charged into the container. Stir at room temperature until dissolved. Next, BTDA (219.92 g) was charged and stirred at 50 ° C. for 6 hours to obtain a polyamic acid varnish.
The obtained polyamic acid varnish had a polyamic acid solid content of 30 wt%, a logarithmic viscosity of 0.61 dl / g, and an E-type viscosity at 25 ° C. of 13000 mPa · S.
[合成例1−2〜1−15]
テトラカルボン酸二無水物、ジアミンの種類、およびモル比を表1に示したものに変更した以外は、合成例1と同様にポリアミド酸ワニスを合成した。結果を合成例1と合わせて表1に示す。[Synthesis Examples 1-2 to 1-15]
A polyamic acid varnish was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the tetracarboxylic dianhydride, the type of diamine, and the molar ratio were changed to those shown in Table 1. The results are shown in Table 1 together with Synthesis Example 1.
[合成例2−1]
イミドオリゴマーの合成
撹拌機、窒素導入管、ディーンスターク、冷却器および温度計を備えたフラスコにAPB(29.23g,0.10mol)、ODPA(15.51g,0.05mol)、無水マレイン酸(以下MA)(11.77g,0.12mol)、および溶媒としてDMAc(132g)、脱水共沸溶媒としてトルエン(42g)を装入した。その後、この溶液を撹拌し、窒素ガスを通じながら130〜135℃まで加熱した。内温が130℃付近に到達すると共に、トルエンと水の蒸発が生じた。それらの一部を冷却器にて凝縮して、ディーンスタークにて水とトルエンを分離した後、トルエンのみ系内に還流し、一部を流通する窒素ガスとともに冷却管上部から系外へ留去した。[Synthesis Example 2-1]
Synthesis of imide oligomer APB (29.23 g, 0.10 mol), ODPA (15.51 g, 0.05 mol), maleic anhydride (maleic anhydride) was added to a flask equipped with a stirrer, nitrogen inlet tube, Dean Stark, condenser and thermometer. Hereinafter, MA) (11.77 g, 0.12 mol), DMAc (132 g) as a solvent, and toluene (42 g) as a dehydrating azeotropic solvent were charged. The solution was then stirred and heated to 130-135 ° C. while passing nitrogen gas. As the internal temperature reached around 130 ° C., evaporation of toluene and water occurred. A part of them is condensed in a cooler, water and toluene are separated by Dean Stark, then only toluene is refluxed into the system, and a part of the nitrogen gas is circulated from the upper part of the cooling pipe to the outside of the system. did.
7時間反応を行なった後、反応容器を冷却し、重合反応を停止した。反応混合物をメタノールへ装入してイミドオリゴマーを析出させた後、メタノールにて洗浄した。その後、窒素流通下、90℃で12時間乾燥して39.59gのイミドオリゴマーを得た(収率78%)。得られたイミドオリゴマーの対数粘度ηinhは0.07dl/g、GPC測定による数平均分子量(以下Mn)は2100、重量平均分子量(以下Mw)は3100、分子量分布の指標となる多分散度Mw/Mnは1.5であった。 After reacting for 7 hours, the reaction vessel was cooled to stop the polymerization reaction. The reaction mixture was charged into methanol to precipitate an imide oligomer, and then washed with methanol. Thereafter, it was dried at 90 ° C. for 12 hours under a nitrogen flow to obtain 39.59 g of an imide oligomer (yield 78%). The obtained imide oligomer has a logarithmic viscosity ηinh of 0.07 dl / g, a GPC measurement number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn) of 2100, a weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) of 3100, and a polydispersity Mw / Mn was 1.5.
得られたイミドオリゴマーの構造確認のため、NMR、FD−MS測定より目的の構造を有するイミドオリゴマーの生成を確認した。このイミドオリゴマーのDSC測定によるTgは118℃であった。このイミドオリゴマーをDMAcに濃度40wt%にて室温にて混合したところ、速やかに溶解した。 In order to confirm the structure of the obtained imide oligomer, the formation of an imide oligomer having the target structure was confirmed by NMR and FD-MS measurements. The imide oligomer had a Tg of 118 ° C. as measured by DSC. When this imide oligomer was mixed with DMAc at a concentration of 40 wt% at room temperature, it quickly dissolved.
[合成例2−2〜2−7]
テトラカルボン酸二無水物、ジアミンの種類を表2に示したものに変更した以外は、合成例16と同様にイミドオリゴマーの合成、評価を行なった。結果を合成例2−1とまとめて表2に示す。[Synthesis Examples 2-2 to 2-7]
An imide oligomer was synthesized and evaluated in the same manner as in Synthesis Example 16 except that the types of tetracarboxylic dianhydride and diamine were changed to those shown in Table 2. The results are shown in Table 2 together with Synthesis Example 2-1.
[合成例2−8]
撹拌機、窒素導入管、ディーンスターク、冷却器および温度計を備えたフラスコにAPB(29.23g,0.10mol)、ODPA(15.51g,0.05mol)、NDA(9.85g,0.06mol)、および溶媒としてDMAc(163g)を装入した。
得られた溶液を撹拌し、窒素ガスを通じながら160℃まで加熱した。内温が160℃付近に到達するとともに、少量のDMAcと水の蒸発が生じた。それらの一部を冷却器にて凝縮してディーンスタークより抜き出し、一部は流通する窒素ガスとともに冷却管上部から系外へ留去した。2時間後、NDA(9.85g,0.06mol)を反応器内に装入し、更に4時間加熱した。その後、反応容器を冷却し、重合反応を停止した。[Synthesis Example 2-8]
In a flask equipped with a stirrer, nitrogen inlet tube, Dean Stark, condenser and thermometer, APB (29.23 g, 0.10 mol), ODPA (15.51 g, 0.05 mol), NDA (9.85 g, 0.00). 06 mol) and DMAc (163 g) as solvent.
The resulting solution was stirred and heated to 160 ° C. while passing nitrogen gas. As the internal temperature reached around 160 ° C., a small amount of DMAc and water evaporated. A part of them was condensed in a cooler and extracted from the Dean Stark, and a part was distilled out of the system from the top of the cooling pipe together with the flowing nitrogen gas. After 2 hours, NDA (9.85 g, 0.06 mol) was charged into the reactor and heated for an additional 4 hours. Thereafter, the reaction vessel was cooled to stop the polymerization reaction.
反応混合物をメタノールへ装入して、イミドオリゴマーを析出させ、メタノールにて洗浄した。洗浄物を、窒素流通下、90℃で12時間乾燥して41.81gのイミドオリゴマーを得た(収率73%)。得られたイミドオリゴマーの対数粘度ηinhは0.07dl/g、GPC測定による数平均分子量Mnは1500、重量平均分子量Mwは2100、分子量分布の指標となる多分散度Mw/Mnは1.4であった。 The reaction mixture was charged into methanol to precipitate an imide oligomer and washed with methanol. The washed product was dried for 12 hours at 90 ° C. under a nitrogen flow to obtain 41.81 g of an imide oligomer (yield 73%). The resulting imide oligomer has a logarithmic viscosity ηinh of 0.07 dl / g, a GPC measurement number average molecular weight Mn of 1500, a weight average molecular weight Mw of 2100, and a polydispersity Mw / Mn that is an index of molecular weight distribution is 1.4. there were.
イミドオリゴマーの構造確認のため、NMR、FD−MS測定より目的の構造を有するイミドオリゴマーの生成を確認した。イミドオリゴマーのDSC測定によるTgは120℃であった。このイミドオリゴマーをDMAcに濃度40wt%にて室温にて混合したところ、速やかに溶解した。 In order to confirm the structure of the imide oligomer, the formation of an imide oligomer having the target structure was confirmed by NMR and FD-MS measurements. Tg by DSC measurement of the imide oligomer was 120 ° C. When this imide oligomer was mixed with DMAc at a concentration of 40 wt% at room temperature, it quickly dissolved.
[合成例2−9〜2−14]
テトラカルボン酸二無水物、ジアミンの種類を表2に示したものに変更した以外は、合成例2−6と同様に、イミドオリゴマーの合成、評価を行なった。結果をまとめて表2に示す。[Synthesis Examples 2-9 to 2-14]
An imide oligomer was synthesized and evaluated in the same manner as in Synthesis Example 2-6 except that the types of tetracarboxylic dianhydride and diamine were changed to those shown in Table 2. The results are summarized in Table 2.
[合成例2−15および2−16]
ビスイミドの合成
特開平4−99764号公報に記載の方法にて合成し、評価を行なった。結果をまとめて表2に示す。[Synthesis Examples 2-15 and 2-16]
Synthesis of bisimide Synthesis and evaluation were carried out by the method described in JP-A-4-99764. The results are summarized in Table 2.
[実施例1]
撹拌機、窒素導入管および温度計を備えたフラスコに、合成例1−1で得られたポリアミド酸ワニスと、合成例2−1で得られたイミドオリゴマーを加えて、ポリアミド酸ワニス中のポリアミド酸固形分100重量部に対してイミドオリゴマー33重量部とした。
40℃まで加熱・混合して、DMAcを装入して、E型粘度計における粘度が100〜1000の淡褐色透明な溶液を得た。得られた溶液をキャストして得たフィルムのTgは177℃であった。また、前述の手順に従って測定したデスミア速度は2ug/cm2/min、揮発性試験の評価は○であった。[Example 1]
The polyamide in the polyamic acid varnish was prepared by adding the polyamic acid varnish obtained in Synthesis Example 1-1 and the imide oligomer obtained in Synthetic Example 2-1 to a flask equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube and a thermometer. The imide oligomer was 33 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acid solid content.
The mixture was heated to 40 ° C. and mixed, and DMAc was charged to obtain a light brown transparent solution having a viscosity of 100 to 1000 in an E-type viscometer. The film obtained by casting the obtained solution had a Tg of 177 ° C. Moreover, the desmear speed | rate measured in accordance with the above-mentioned procedure was 2ug / cm < 2 > / min, and the evaluation of the volatility test was (circle).
次に、市販のポリイミド樹脂フィルム(東レ・デュポン(株)製、商品名:カプトン100EN)の両面に、上記溶液をロールコーターにより塗布し、70℃で5分、100℃で2分、140℃で2分、180℃で2分、220℃で10分乾燥を行い、乾燥後の厚さを4μmとした。このようにして、樹脂フィルム両面にポリイミド系樹脂硬化物層が積層されたポリイミド絶縁フィルムを得た。 Next, the above solution was applied to both sides of a commercially available polyimide resin film (trade name: Kapton 100EN, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) using a roll coater, and 70 ° C. for 5 minutes, 100 ° C. for 2 minutes, 140 ° C. For 2 minutes, 180 ° C. for 2 minutes, and 220 ° C. for 10 minutes, and the thickness after drying was 4 μm. In this way, a polyimide insulating film having a polyimide resin cured material layer laminated on both surfaces of the resin film was obtained.
得られたポリイミド絶縁フィルムのポリイミド系樹脂硬化物層に、銅箔(古河サーキットフォイル(株)製、商品名:F1−WS、厚さ9μm)を直接重ねて、シリコンゴムで覆われたロールラミネーターにより、240℃で圧力1.4MPaの条件ではり合わせた。その後、温度320℃、窒素雰囲気下のバッチ式オートクレーブにて4時間アニールを行い、ポリイミド金属積層体を得た。ポリイミド金属積層体のピール強度は1.0kN/m、ハンダ耐熱温度は340℃であった。 A roll laminator in which a copper foil (manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd., trade name: F1-WS, thickness 9 μm) is directly stacked on the polyimide resin cured layer of the obtained polyimide insulating film and covered with silicon rubber. Thus, bonding was performed at 240 ° C. under a pressure of 1.4 MPa. Thereafter, annealing was performed for 4 hours in a batch autoclave at a temperature of 320 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a polyimide metal laminate. The peel strength of the polyimide metal laminate was 1.0 kN / m, and the solder heat resistance temperature was 340 ° C.
[実施例2〜29]
ポリアミド酸ワニス、イミドオリゴマーの種類を表3Aまたは表3Bに示したように変更した以外は、実施例1と同様にポリイミド系樹脂組成物を合成および評価し、さらにポリイミド金属積層体を作製および評価した。結果を表3Aまたは表3Bに示す。[Examples 2 to 29]
A polyimide resin composition was synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the types of polyamide acid varnish and imide oligomer were changed as shown in Table 3A or Table 3B, and a polyimide metal laminate was prepared and evaluated. did. The results are shown in Table 3A or Table 3B.
[比較例1]
イミドオリゴマーを用いなかった以外は、実施例1と同様にポリイミド系樹脂組成物を合成および評価して、さらにポリイミド金属積層体を作製および評価した。結果を表3Aに示す。[Comparative Example 1]
Except not having used the imide oligomer, the polyimide resin composition was synthesize | combined and evaluated similarly to Example 1, and also the polyimide metal laminated body was produced and evaluated. The results are shown in Table 3A.
[比較例2および3]
ポリアミド酸ワニス、架橋性基含有添加剤であるビスイミドの種類を表3Bに示したものに変更した以外は、実施例1と同様にポリイミド系樹脂組成物を合成および評価し、さらにポリイミド金属積層体を作製および評価した。結果を表3Bに示す。
A polyimide resin composition was synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the type of polyamic acid varnish and the crosslinkable group-containing additive bisimide was changed to those shown in Table 3B. Were made and evaluated. The results are shown in Table 3B.
表3に示されたように、イミドオリゴマーを含まない樹脂組成物(比較例1)を用いて製造した金属積層体は、ピール強度が劣ることがわかる。よって、接着剤としての性能が十分でない場合がある。
また、イミドオリゴマーの代わりにビスイミドを含む樹脂組成物(比較例2および3)は、揮発性試験の評価結果に劣り、高温度環境に曝されると組成物の一部(ビスイミドと考えられる)が昇華することがわかる。As Table 3 showed, the metal laminated body manufactured using the resin composition (comparative example 1) which does not contain an imide oligomer shows that peel strength is inferior. Therefore, the performance as an adhesive may not be sufficient.
Moreover, the resin composition containing the bisimide instead of the imide oligomer (Comparative Examples 2 and 3) is inferior to the evaluation result of the volatility test, and part of the composition (considered as bisimide) when exposed to a high temperature environment. Can be sublimated.
一方、実施例1〜14に示されたように、合成例1−1〜1−14で得られたポリアミド酸ワニスのいずれかと、イミドオリゴマーとを含む樹脂組成物は揮発性試験評価が高く、それを用いて製造した金属積層体のピール強度も十分である。また実施例15および16に示されたように、ポリアミド酸固形分とイミドオリゴマーの量比にかかわらず、本発明の樹脂組成物は優れた部性を示すが、ポリアミド酸固形分の量比が高すぎる(イミドオリゴマーが少なすぎる)とピール強度が劣ることがあり、イミドオリゴマーの量比が高すぎると揮発性試験の評価が下がることがある。 On the other hand, as shown in Examples 1 to 14, the resin composition containing any of the polyamic acid varnishes obtained in Synthesis Examples 1-1 to 1-14 and an imide oligomer has a high volatility test evaluation. The peel strength of the metal laminate produced using it is sufficient. In addition, as shown in Examples 15 and 16, the resin composition of the present invention shows excellent partiality irrespective of the polyamic acid solid content and the imide oligomer, but the polyamic acid solid content ratio is If it is too high (too little imide oligomer), the peel strength may be inferior, and if the amount ratio of the imide oligomer is too high, the evaluation of the volatility test may be lowered.
また、実施例17〜29に示されたように、ポリアミド酸と、合成例2−2〜2−14で得られたイミドオリゴマーのいずれかとを含む樹脂組成物も揮発性試験評価が高く、それを用いて製造した金属積層体のピール強度も十分である。 In addition, as shown in Examples 17 to 29, the resin composition containing polyamic acid and any of the imide oligomers obtained in Synthesis Examples 2-2 to 2-14 has a high volatility test evaluation. The peel strength of the metal laminate produced using the is sufficient.
本発明のポリイミド系樹脂組成物は、耐熱性フィルム、フレキシブルプリント基板および半導体パッケージなどに用いることができる。 The polyimide resin composition of the present invention can be used for heat-resistant films, flexible printed boards, semiconductor packages, and the like.
本出願は、2006年9月11日出願の出願番号JP2006−244946(特願2006−244946)に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容の全ては、本願明細書に援用される。 This application claims the priority based on application number JP2006-244946 (Japanese Patent Application No. 2006-244946) of the application on September 11, 2006. All of the contents described in the application specification and the drawings are incorporated herein by reference.
Claims (10)
前記ポリイミド樹脂100重量部に対して20〜100重量部の下記一般式(2)で表されるイミドオリゴマーを含有する、ポリイミド系樹脂組成物。
A1およびA2 のいずれか一方が下記式(a1)であり、もう一方が下記式(a2)であり、かつ前記ポリイミド樹脂に含まれる(a1)と(a2)の個数比率が8:2〜5:5であり、
B1およびB2はそれぞれ下記式(b1)または(b2)であり、互いに同一であっても異なっていてもよい]
A3は、下記式(c1)〜(c4)のいずれかであり、
B3は、下記式(d1)〜(d4)のいずれかであり、
Zは、下記式(e1)または(e2)であり、
lは1〜5の整数である]
R1〜4は、水素原子、ハロゲン原子、および炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、互いに同一であっても異なっていてもよく、
R5は、−O−、−S−、−CH2−、−C(CH3)2−、−CO−、または−COO−である]The polyimide resin containing the repeating unit represented by the following general formula (1-1) and the repeating unit represented by the general formula (1-2), and
A polyimide resin composition containing 20 to 100 parts by weight of an imide oligomer represented by the following general formula (2) with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin.
One of A 1 and A 2 is the following formula (a1), the other is the following formula (a2), and the number ratio of (a1) and (a2) contained in the polyimide resin is 8: 2. ~ 5: 5 ,
B 1 and B 2 are respectively the following formulas (b1) or (b2), and may be the same or different from each other]
A 3 is any one of the following formulas (c1) ~ (c4),
B 3 is any one of the following formulas (d1) ~ (d4),
Z is the following formula (e1) or (e2),
l is an integer of 1 to 5]
R 1-4 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and may be the same or different from each other;
R 5 is —O—, —S—, —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —CO—, or —COO—.
A3は、下記式(c5)または(c6)であり、
B3は、下記式(d1)、および(d5)〜(d10)からなる群から選択され、
Zが、(e3)または(e4)であり、
lが1〜5の整数である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリイミド系樹脂組成物。
A 3 is the following formula (c5) or (c6),
B 3 is selected from the group consisting of the following formulas (d1) and (d5) to (d10):
Z is (e3) or (e4),
l is an integer of 1 to 5;
The polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 3 .
前記ポリイミド樹脂100重量部に対して20〜100重量部の一般式(2)で表されるイミドオリゴマー、ならびに
必要に応じて溶媒を含む、混合物。
A1およびA2 のいずれか一方が下記式(a1)であり、もう一方が下記式(a2)であり、かつ前記ポリイミド樹脂に含まれる(a1)と(a2)の個数比率が8:2〜5:5であり、
B1およびB2はそれぞれ下記式(b1)または(b2)であり、互いに同一であっても異なっていてもよい]
A3は、下記式(c1)〜(c4)のいずれかであり、
B3は、下記式(d1)〜(d4)のいずれかであり、
Zは、下記式(e1)または(e2)であり、
lは1〜5の整数である]
R1〜4は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、互いに同一であっても異なっていてもよく、
R5は、−O−、−S−、−CH2−、−C(CH3)2−、−CO−、または−COO−である]A polyamic acid comprising a repeating unit represented by the following general formula (3-1) and a repeating unit represented by the following general formula (3-2);
A mixture containing 20 to 100 parts by weight of the imide oligomer represented by the general formula (2) with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin , and a solvent as necessary.
One of A 1 and A 2 is the following formula (a1), the other is the following formula (a2), and the number ratio of (a1) and (a2) contained in the polyimide resin is 8: 2. ~ 5: 5 ,
B 1 and B 2 are respectively the following formulas (b1) or (b2), and may be the same or different from each other]
A 3 is any one of the following formulas (c1) ~ (c4),
B 3 is any one of the following formulas (d1) ~ (d4),
Z is the following formula (e1) or (e2),
l is an integer of 1 to 5]
R 1-4 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and may be the same or different from each other;
R 5 is —O—, —S—, —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —, —CO—, or —COO—.
前記樹脂層の少なくとも一層は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリイミド系樹脂組成物の硬化物または請求項5に記載の混合物の硬化物からなる、金属積層体。A metal laminate comprising a metal layer and a resin layer,
At least one layer of the resin layer is a metal laminate including a cured product of the polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 4 or a cured product of the mixture according to claim 5 .
前記金属層に接するポリイミド層が、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリイミド系樹脂組成物の硬化物または請求項5に記載の混合物の硬化物からなる樹脂層である、金属積層体。A polyimide film, a polyimide layer formed on one or both sides of the polyimide film, a metal layer laminated on one or both of the polyimide layers,
Polyimide layer in contact with the metal layer is a resin layer made of a cured product of a mixture according to the cured product or claim 5 of a polyimide resin composition according to any one of claims 1-4, metal laminate body.
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