JP5428179B2 - Polyimide precursor resin composition and electronic component - Google Patents

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本発明は、高い耐熱性を有する絶縁材料や、感光性ポリイミドの主成分として好適に利用することが出来る、ポリイミド前駆体、及び、それを含む樹脂組成物、並びにそれを用いた電子部品に関するものである。   The present invention relates to an insulating material having high heat resistance, a polyimide precursor that can be suitably used as a main component of photosensitive polyimide, a resin composition containing the same, and an electronic component using the same. It is.

高分子材料は、加工が容易、軽量などの特性から身の回りのさまざまな製品に用いられている。1955年に米国デュポン社で開発されたポリイミドは、耐熱性に優れることから航空宇宙分野などへの適用が検討されるなど、開発が進められてきた。以後、多くの研究者によって詳細な検討がなされ、耐熱性、寸法安定性、絶縁特性といった性能が有機物の中でもトップクラスの性能を示すことが明らかとなり、航空宇宙分野にとどまらず、電子部品の絶縁材料等への適用が進められた。現在では、半導体素子の中のチップコーティング膜や、フレキシブルプリント配線板の基材などとしてさかんに利用されてきている。   Polymer materials are used in various products around us because of their easy processing and light weight. The polyimide developed by DuPont in 1955 in the United States has been under development because it has excellent heat resistance and its application to the aerospace field has been studied. Since then, detailed research has been conducted by many researchers, and it has become clear that performance such as heat resistance, dimensional stability, and insulation properties are among the highest in organic materials. Application to materials was promoted. At present, it has been used extensively as a chip coating film in a semiconductor element or as a base material for a flexible printed wiring board.

ポリイミドは、ジアミンと酸二無水物から合成される高分子である。ジアミンと酸二無水物を溶液中で反応させることで、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸(ポリアミック酸)となり、その後、脱水閉環反応を経てポリイミドとなる。一般に、ポリイミドは溶媒への溶解性に乏しく加工が困難なため、前駆体の状態で所望の形状にし、その後、加熱を行うことでポリイミドとする場合が多い。ポリイミド前駆体は熱や水に対し不安定な場合が多く、保存安定性がよくない。
ポリアミック酸は、一般に酸2無水物とジアミンを溶液中で混合し合成されるが、酸無水物基とアミノ基からなる付加反応は可逆反応である為、付加反応に平行して分解反応も進行している。この付加反応は発熱反応であることから、一般にポリアミック酸は低温で保管することにより、分子量の低下を抑制している。ポリアミック酸溶液が水分を含んでいる場合、ある一定の確率で逆反応により生成した酸無水物基がその水分と反応しジカルボン酸となる。ジカルボン酸になるとアミノ基との付加反応は進行せず、その部分は失活してしまう。その為、ポリアミック酸は保管とともに分子量が低下する。(非特許文献1)
Polyimide is a polymer synthesized from diamine and acid dianhydride. By reacting diamine and acid dianhydride in a solution, it becomes polyamic acid (polyamic acid) which is a precursor of polyimide, and then becomes a polyimide through a dehydration ring closure reaction. In general, since polyimide has poor solubility in a solvent and is difficult to process, it is often made into a polyimide by making it into a desired shape in a precursor state and then heating. Polyimide precursors are often unstable with respect to heat and water and have poor storage stability.
Polyamic acid is generally synthesized by mixing acid dianhydride and diamine in solution. However, since the addition reaction consisting of an acid anhydride group and an amino group is a reversible reaction, the decomposition reaction proceeds in parallel with the addition reaction. doing. Since this addition reaction is an exothermic reaction, polyamic acid is generally stored at a low temperature to suppress a decrease in molecular weight. When the polyamic acid solution contains moisture, the acid anhydride group generated by the reverse reaction with a certain probability reacts with the moisture to become dicarboxylic acid. When dicarboxylic acid is used, the addition reaction with the amino group does not proceed, and the portion is deactivated. Therefore, the molecular weight of polyamic acid decreases with storage. (Non-Patent Document 1)

この点を考慮し、分子構造に溶解性に優れた骨格を導入し、ポリイミドとした後に溶媒に溶解して成形又は塗布できるように改良が施されたポリイミドも開発されたが、これを用いる場合にはポリイミド前駆体を用いる方式に比べ耐薬品性や、基板との密着性に劣る傾向にある。そのため、目的に応じてポリイミド前駆体を用いる方式と溶媒溶解性ポリイミドを用いる方式とが使い分けられている。   In consideration of this point, a polyimide that has been improved so that it can be molded or applied by dissolving in a solvent after introducing a skeleton with excellent solubility in the molecular structure and making it into a polyimide is used. There is a tendency that the chemical resistance and the adhesion to the substrate are inferior to those using a polyimide precursor. Therefore, a method using a polyimide precursor and a method using a solvent-soluble polyimide are selectively used according to the purpose.

さらに、ポリアミック酸のカルボキシル基をエステル化したポリイミド前駆体も提案されている。カルボキシル基をエステル化すると、逆反応が進行しない。その為、分子量の低下が見られず、保存安定性が良好となる。(特許文献1)
しかし、ポリアミック酸は1段階で合成が可能であるのに対して、特許文献1のようなポリアミック酸エステルは、ジハーフエステル化合物を合成しその後にジアミンとジシクロヘキシルカルボジイミドなどの縮合剤を用いて脱水縮合するため、2段階の反応になることと縮合剤を除去するための精製が必要であり、製造コストがかかるという課題がある。
さらには、エステル結合は熱分解しにくいため、300℃以上の熱処理によってポリイミド前駆体からポリイミドへとイミド化した後にも、エステル部位由来の分解残渣が残存してしまい、線熱膨張係数や湿度膨張係数などのポリイミドの特性を低下させてしまう原因となっていた。
Furthermore, a polyimide precursor obtained by esterifying the carboxyl group of polyamic acid has also been proposed. When the carboxyl group is esterified, the reverse reaction does not proceed. Therefore, no decrease in molecular weight is observed, and the storage stability is improved. (Patent Document 1)
However, polyamic acid can be synthesized in one step, whereas polyamic acid ester as in Patent Document 1 is synthesized by synthesizing a dihalf ester compound and then dehydrating using a diamine and a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide. In order to condense, there exists a subject that it becomes 2 step reaction and the refinement | purification for removing a condensing agent is required, and manufacturing cost starts.
Furthermore, since ester bonds are difficult to thermally decompose, even after imidization from a polyimide precursor to polyimide by a heat treatment at 300 ° C. or higher, ester residue-derived decomposition residues remain, resulting in linear thermal expansion coefficient and humidity expansion. This was a cause of deteriorating polyimide characteristics such as coefficient.

特許文献2及び特許文献3では、感光性ポリイミド前駆体樹脂組成物の主成分としてポリイミド前駆体のカルボキシル基にビニルエーテル化合物を反応させた化合物が開示されている。しかし、特許文献2では、ビニルエーテル化合物の導入率(カルボキシル基のビニルエーテル化合物による保護率)が確認されておらず、カルボキシル基の保護率が管理できないという問題があった。また、特許文献3では、感光性樹脂組成物であるため、光開始剤としてアミンが含まれており、カルボキシル基濃度が5モル%以上であった。未反応のカルボキシル基が残存していた場合、カルボキシル基の作用によりヘミアセタールエステル結合が経時的に分解され保存安定性が低下するという課題がある。さらにはネガ型感光性ポリイミドとするために、ポリイミド前駆体に導入されるビニルエーテル由来の部位の50%以上に反応性基が導入されていることにより、ゲル化の進行もしやすく総じて保存安定性の悪いポリイミド前駆体となっていた。加えて、反応性基を多量に含有しているため、前駆体からポリイミドへ変化させる、加熱によるイミド化の過程で、反応性基が重合し、分解しにくくなる為、イミド化後もビニルエーテル由来の部位の分解残渣がポリイミド膜中に残存し、アウトガスの原因となったり、線熱膨張係数や吸湿性を悪化させる原因となっていた。   Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a compound obtained by reacting a vinyl ether compound with a carboxyl group of a polyimide precursor as a main component of a photosensitive polyimide precursor resin composition. However, in Patent Document 2, the introduction rate of the vinyl ether compound (the protection rate of the carboxyl group by the vinyl ether compound) has not been confirmed, and there is a problem that the protection rate of the carboxyl group cannot be managed. Moreover, in patent document 3, since it is a photosensitive resin composition, the amine was contained as a photoinitiator and the carboxyl group density | concentration was 5 mol% or more. When an unreacted carboxyl group remains, there is a problem that the hemiacetal ester bond is decomposed with time due to the action of the carboxyl group and the storage stability is lowered. Furthermore, in order to obtain a negative photosensitive polyimide, a reactive group is introduced into 50% or more of the vinyl ether-derived sites introduced into the polyimide precursor, so that gelation easily proceeds and the storage stability is generally improved. It was a bad polyimide precursor. In addition, since it contains a large amount of reactive groups, the reactive groups are polymerized and become difficult to decompose in the process of imidization by heating, which changes from precursor to polyimide, and is therefore derived from vinyl ether even after imidization. The decomposition residue of this part remained in the polyimide film, causing outgas, and deteriorating the linear thermal expansion coefficient and hygroscopicity.

特開昭61−293204公報JP 61-293204 A 特開2002−121382号公報JP 2002-121382 A 特開2001−194784号公報JP 2001-194784 A Kreuz, J. A., ”J Polym Sci Part A: Polym Chem”, 1990, 28, p.3787.Kreuz, J. A., “J Polym Sci Part A: Polym Chem”, 1990, 28, p.3787.

本発明は、上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、その目的は、最終的に得られるポリイミドの化学構造を問わず、簡便に合成できて安価に入手可能な、保存安定性が高く、イミド化後に不純物の残留の少ないポリイミドとなるポリイミド前駆体、及びポリイミド前駆体樹脂組成物を提供するものである。   The present invention has been achieved in view of the above circumstances, and its purpose is irrespective of the chemical structure of the final polyimide, which can be easily synthesized and obtained at low cost, has high storage stability, The present invention provides a polyimide precursor and a polyimide precursor resin composition that become a polyimide with little residual impurities after imidization.

本発明に係るポリイミド前駆体樹脂組成物は、下記式(1)で表わされる繰り返し単位を全繰り返し単位中に100モル%含有し、ポリマーの末端が、酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止されているポリイミド前駆体と、ビニルエーテル化合物と、溶媒を含有し、当該溶媒100重量部に対して前記ビニルエーテル化合物が55重量部以上含まれ、組成物中の水分含有量が1重量%以下である。
The polyimide precursor resin composition according to the present invention contains 100 mol% of repeating units represented by the following formula (1) in all repeating units, and the terminal of the polymer does not contain an acid anhydride group or active hydrogen. It contains a polyimide precursor end-capped with a structure, a vinyl ether compound, and a solvent. The vinyl ether compound is contained in an amount of 55 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the solvent, and the water content in the composition is 1 % By weight or less.

(式(1)中、Rは、芳香族テトラカルボン酸二無水物由来の4価の有機基、Rは、ジアミン由来の2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride, R 2 is a divalent organic group derived from a diamine, and R 1 and R 2 are repeated. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different. And R 3 and R 4 which are repeated may be the same or different.

(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、置換または無置換のアルキル基、アリル基、或いはアリール基である。R、Rはそれぞれ独立に炭化水素骨格を有する基であり、R及びRエチレン性不飽和結合を含有しない。R10は水素またはハロゲン原子であり、R、R、R10及び酸素原子と結合する炭素原子が、第2級炭素原子である。R、R、R、R、Rはそれぞれ炭化水素骨格を有する基が互いに結合して環状構造を示していても良い。)
(In formula (2), R 5 , R 6 and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an allyl group or an aryl group. R 8 and R 9 are each independently A group having a hydrocarbon skeleton, R 8 and R 9 do not contain an ethylenically unsaturated bond , R 10 is a hydrogen atom or a halogen atom, and a carbon atom bonded to R 8 , R 9 , R 10 and an oxygen atom Is a secondary carbon atom. R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 may each represent a cyclic structure in which groups having a hydrocarbon skeleton are bonded to each other.

本発明に用いられる、上記式(1)で表わされる繰り返し単位を全繰り返し単位中に100モル%含有し、ポリマーの末端が、酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止されているポリイミド前駆体は、ポリアミック酸のカルボキシル基が2級のビニルエーテル化合物の反応により、ヘミアセタールエステル構造になっている。用いられるビニルエーテル化合物としては、R及びR が反応性基を含有しないように選択される。
発明者は、上記ポリイミド前駆体のヘミアセタールエステル結合について詳細に検討を行うことにより、R及びR が反応性基を含有しないような2級のビニルエーテル化合物によって、ヘミアセタールエステル結合を介してポリイミド前駆体へと導入された保護基は、実用に耐え得る熱安定性と高い保存安定性を有すること、さらには、ヘミアセタールエステル結合は加熱によって速やかに分解するため、イミド化のポリイミドにその分解物の残存が極めて少ないことを見出した。
100% by mole of the repeating unit represented by the above formula (1) used in the present invention is contained in all repeating units, and the ends of the polymer are end-capped with a structure containing no acid anhydride group or active hydrogen. The polyimide precursor has a hemiacetal ester structure due to the reaction of the carboxyl group of the polyamic acid with a secondary vinyl ether compound. The vinyl ether compound used is selected so that R 8 and R 9 do not contain reactive groups .
The inventor has examined the hemiacetal ester bond of the polyimide precursor in detail, so that a secondary vinyl ether compound in which R 8 and R 9 do not contain a reactive group can be used via a hemiacetal ester bond. The protective group introduced into the polyimide precursor has thermal stability that can withstand practical use and high storage stability. Furthermore, since the hemiacetal ester bond is rapidly decomposed by heating, the imidized polyimide has its It was found that there was very little residue of decomposition products.

ビニルエーテル化合物より得られる芳香族ヘミアセタールエステル結合は、200℃以下の加熱により、ポリアミック酸とビニルエーテル、または、アセトアルデヒド、アルコールなどに分解する。ヘミアセタールエステル結合の熱分解によって発生するこれらの化合物は、200℃以下に沸点を持つ常温で液体の場合が多く、加熱の過程でその大部分が揮発する。さらに、イミド化に要する250℃以上の加熱によって、ほぼ全てが膜中より放散されると推測される。その為、最終的に得られたポリイミド膜は、ビニルエーテル由来の残存物はほとんどなく、純粋なポリイミド膜に非常に近いものが得られる。   The aromatic hemiacetal ester bond obtained from the vinyl ether compound is decomposed into polyamic acid and vinyl ether, acetaldehyde, alcohol or the like by heating at 200 ° C. or lower. These compounds generated by thermal decomposition of the hemiacetal ester bond are often liquid at room temperature having a boiling point of 200 ° C. or less, and most of them are volatilized during the heating process. Furthermore, it is presumed that almost all of the film is dissipated by heating at 250 ° C. or higher required for imidization. Therefore, the finally obtained polyimide film has almost no vinyl ether-derived residue and can be very close to a pure polyimide film.

これにより、保存時はカルボキシル基が保護され安定な状態であるにもかかわらず、イミド化後はほぼ純粋なポリイミドとなるポリイミド前駆体を得ることができる。
この場合の2級のビニルエーテル化合物とは、ビニルエーテル化合物のビニル基と直接結合している酸素原子と直接結合を形成している炭素原子が第2級炭素原子である化合物のことを言う。
Thereby, it is possible to obtain a polyimide precursor that becomes a substantially pure polyimide after imidization even though the carboxyl group is protected and stable during storage.
The secondary vinyl ether compound in this case refers to a compound in which the carbon atom forming a direct bond with the oxygen atom directly bonded to the vinyl group of the vinyl ether compound is a secondary carbon atom.

前記ポリイミド前駆体は、ポリアミック酸と2級のビニルエーテル化合物を混合し室温で撹拌するのみで得られる為、低コストで非常に簡便に入手することが可能である。芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物の反応は、脂肪族カルボン酸との場合と挙動が若干異なる。脂肪族カルボン酸とビニルエーテル化合物との反応は加熱や酸触媒が必要な場合が多いが、発明者は、鋭意検討の結果、芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物は室温で撹拌するのみで得られることを見出した。さらに、その際に、脱水条件の下、ラクトン類及びスルホキシド類のような窒素原子を含有しない溶媒を用いることでポリアミック酸とビニルエーテル化合物の反応収率を劇的に向上させることに成功し、ポリアミック酸のカルボキシル基を完全にヘミアセタールエステル結合とすることが可能となった。   Since the polyimide precursor can be obtained simply by mixing a polyamic acid and a secondary vinyl ether compound and stirring at room temperature, it can be easily obtained at low cost. The reaction of the aromatic carboxylic acid and the vinyl ether compound is slightly different in behavior from the case of the aliphatic carboxylic acid. In many cases, the reaction between an aliphatic carboxylic acid and a vinyl ether compound requires heating or an acid catalyst, but as a result of intensive studies, the inventors have found that an aromatic carboxylic acid and a vinyl ether compound can be obtained only by stirring at room temperature. I found it. Furthermore, at that time, under the dehydration conditions, the reaction yield of polyamic acid and vinyl ether compound was dramatically improved by using a solvent that does not contain a nitrogen atom such as lactones and sulfoxides. It has become possible to completely convert the carboxyl group of the acid to a hemiacetal ester bond.

上記ポリイミド前駆体の一つとしては、前記式(2)中のR、R、Rが水素である構造、すなわち、下記式(1’)で表されるポリイミド前駆体を用いることができる。 As one of the polyimide precursors, a structure in which R 5 , R 6 and R 7 in the formula (2) are hydrogen, that is, a polyimide precursor represented by the following formula (1 ′) is used. it can.

(式(1’)中、R、R、R、R、R10は、それぞれ式(1)又は式(2)と同様である。)

(In formula (1 ′), R 1 , R 2 , R 8 , R 9 and R 10 are the same as those in formula (1) or formula (2), respectively).

本発明のポリイミド前駆体においては、前記式(2)中のR及びRが、炭素数1〜30の1価の有機基であり、活性水素を含有しないことが、保存安定性の点から好ましい。 In the polyimide precursor of the present invention, R 8 and R 9 in the formula (2) are monovalent organic groups having 1 to 30 carbon atoms, and do not contain active hydrogen. To preferred.

本発明のポリイミド前駆体においては、前記式(2)中のRが、エーテル結合を含有することが、基板への密着性や保存安定性、耐はじき性、分解物の揮発性の観点から好ましい。 In the polyimide precursor of the present invention, R 8 in the formula (2) contains an ether bond from the viewpoint of adhesion to a substrate, storage stability, repellency, and decomposition product volatility. preferable.

本発明のポリイミド前駆体においては、ラクトン類及びスルホキシド類より選択される1種以上の溶媒中で、当該溶媒に完全に溶解しないポリアミック酸と、ビニルエーテル化合物とを反応させて得られたものであることが好ましい。ラクトン類及びスルホキシド類より選択される1種以上の溶媒に完全に溶解しないポリアミック酸は、通常、線膨張係数が低いポリイミドを達成するものである。このようなポリアミック酸であっても、ラクトン類及びスルホキシド類より選択される1種以上の溶媒中で適宜反応温度を調整してビニルエーテル化合物と反応を行うと、ポリアミック酸のカルボキシル基を100%へミアセタールエステル結合とした本発明のポリイミド前駆体を調製することが可能である。本発明のポリイミド前駆体はラクトン類及びスルホキシド類に良好に溶解するため、ポリアミック酸のカルボキシル基をへミアセタールエステル結合としていく過程で当初溶解していない固形分(ポリアミック酸)が徐々に溶解していく。また、このような条件で調製されたポリイミド前駆体は、合成の容易さ、構造選択の幅の広さの点から好ましい。   The polyimide precursor of the present invention is obtained by reacting a polyamic acid that is not completely dissolved in the solvent and a vinyl ether compound in one or more solvents selected from lactones and sulfoxides. It is preferable. A polyamic acid that does not completely dissolve in one or more solvents selected from lactones and sulfoxides usually achieves a polyimide having a low coefficient of linear expansion. Even with such a polyamic acid, if the reaction temperature is appropriately adjusted in one or more solvents selected from lactones and sulfoxides and reacted with the vinyl ether compound, the carboxyl group of the polyamic acid is reduced to 100%. It is possible to prepare the polyimide precursor of the present invention having a miacetal ester bond. Since the polyimide precursor of the present invention dissolves well in lactones and sulfoxides, the solid content (polyamic acid) not initially dissolved gradually dissolves in the process of converting the carboxyl group of the polyamic acid into a hemiacetal ester bond. To go. Moreover, the polyimide precursor prepared on such conditions is preferable from the viewpoint of ease of synthesis and wide range of structure selection.

ラクトン類及びスルホキシド類より選択される1種以上の溶媒中で、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物とを、反応温度が5℃〜35℃で反応させて得られたものであることが、ポリアミック酸のカルボキシル基を100%へミアセタールエステル結合としたポリイミド前駆体を得る点から好ましい。   The carboxyl of polyamic acid is obtained by reacting polyamic acid and vinyl ether compound at a reaction temperature of 5 ° C. to 35 ° C. in one or more solvents selected from lactones and sulfoxides. This is preferable from the viewpoint of obtaining a polyimide precursor having a 100% hemiacetal ester bond.

本発明のポリイミド前駆体においては、重量平均分子量または、数平均分子量のいずれかが3000〜1000000であることが、得られるポリイミド膜の機械的特性などの観点から好ましい。重量平均分子量または、数平均分子量のいずれかが3000より小さいと本発明のポリイミド前駆体から得られるポリイミドの機械的強度が低下し、1000000より大きいと溶解性が低下し高濃度の溶液を得にくいことから好ましくない。   In the polyimide precursor of the present invention, either the weight average molecular weight or the number average molecular weight is preferably 3,000 to 1,000,000 from the viewpoint of the mechanical properties of the resulting polyimide film. If either the weight average molecular weight or the number average molecular weight is smaller than 3000, the mechanical strength of the polyimide obtained from the polyimide precursor of the present invention is lowered, and if it is larger than 1000000, the solubility is lowered and it is difficult to obtain a high concentration solution. That is not preferable.

本発明のポリイミド前駆体においては、ポリマーの末端が、酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止されているため、保存安定性の観点から好ましいものである。活性水素を有するアミノ基などが末端の場合、ヘミアセタールエステル結合の分解を促進してしまい、結果的に保存安定性を低下させる恐れがある。
In the polyimide precursor of the present invention, the end of the polymer is, since the end-capped with structure free of acid anhydride groups or active hydrogen, is preferred from the viewpoint of storage stability. When the amino group or the like having active hydrogen is terminal, decomposition of the hemiacetal ester bond is promoted, and as a result, storage stability may be lowered.

本発明のポリイミド前駆体においては、前記式(1)中のRが、芳香族テトラカルボン酸二無水物由来の骨格であるため、ヘミアセタール結合を形成する反応が触媒を用いずとも室温で速やかに進行するため、合成が容易である。
In the polyimide precursor of the present invention, since R 1 in the formula (1) is a skeleton derived from aromatic tetracarboxylic dianhydride , the reaction for forming a hemiacetal bond is performed at room temperature without using a catalyst. to proceed rapidly, it synthesizes Ru facilitates der.

本発明の前記ポリイミド前駆体においては、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(3)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 In the polyimide precursor of the present invention, it is preferable that 33 mol% or more of R 1 in the formula (1) has any structure represented by the following formula (3).

上記のような構造を有するポリアミック酸は、高耐熱、低線熱膨張率を示すポリイミドの前駆体であるばかりではなく、芳香族カルボン酸を有している為、室温でビニルエーテル化合物と反応し、ヘミアセタールエステル結合を生成することが可能である。さらには、上記のような芳香族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合は、脂肪族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合よりも、より低温の加熱により熱分解する為、イミド化時の加熱の際により速やかに分解し、最終的に得られるポリイミド中のビニルエーテル由来の分解物が少ない。その為、上記式(3)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、少なくとも前記式(1)中のRのうち33%以上含有すれば目的を達成できる。 The polyamic acid having the structure as described above is not only a polyimide precursor exhibiting high heat resistance and low linear thermal expansion coefficient, but also has an aromatic carboxylic acid, and thus reacts with a vinyl ether compound at room temperature. It is possible to generate hemiacetal ester bonds. Furthermore, the hemiacetal ester bond obtained from the aromatic carboxylic acid as described above is thermally decomposed by heating at a lower temperature than the hemiacetal ester bond obtained from the aliphatic carboxylic acid. There are few decomposition products derived from the vinyl ether in the polyimide finally decomposed quickly. Therefore, the closer the content of the structure represented by the above formula (3) is to 100 mol% of R 1 in the above formula (1), the easier it is to achieve the object of the present invention. The purpose can be achieved by containing 33% or more of R 1 in (1).

本発明の前記ポリイミド前駆体においては、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が下記式(4)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 In the polyimide precursor of the present invention, it is preferable that 33 mol% or more of R 2 in the formula (1) has any structure represented by the following formula (4).

(R10は2価の有機基、酸素原子、硫黄原子、又はスルホン基であり、R11及びR12は1価の有機基、又はハロゲン原子である。) (R 10 is a divalent organic group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfone group, and R 11 and R 12 are a monovalent organic group or a halogen atom.)

上記のような構造を有する場合、最終的に得られるポリイミドの耐熱性が向上する。その為、前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、前記式(1)中のRのうち少なくとも33%以上含有すれば目的を達成できる。 When it has the above structure, the heat resistance of the polyimide finally obtained improves. Therefore, the closer to 100 mol% of R 2 in the formula (1), the easier it is to achieve the target of the present invention, but at least 33% or more of R 2 in the formula (1) is contained. You can achieve your goal.

本発明に係るポリイミド前駆体樹脂組成物は、ビニルエーテル化合物と共存させることにより、前記ポリイミド前駆体の保存安定性が向上する。
The polyimide precursor resin composition according to the present invention, by the coexistence with bi vinyl ether compound, the storage stability of the polyimide precursor is improved.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、酸性物質、及び、アミンを実質的に含まないことが保存安定性の点から好ましい。   In the polyimide precursor resin composition of this invention, it is preferable from the point of storage stability that an acidic substance and an amine are not included substantially.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、更に溶媒を含み、当該溶媒100重量部に対して前記ビニルエーテル化合物が55重量部以上含まれているため、保存安定性の点から好ましいものである
In the polyimide precursor resin composition of the present invention further comprises a solvent, since the vinyl ether compound relative to the 100 parts by weight of the solvent is contained more than 55 parts by weight, is preferred from the viewpoint of storage stability.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、イミド化後のガラス転移温度が260℃以上であることが耐熱性の観点から好ましい。   In the polyimide precursor resin composition of this invention, it is preferable from a heat resistant viewpoint that the glass transition temperature after imidation is 260 degreeC or more.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、イミド化後の線熱膨張係数が60ppm以下であることが寸法安定性の観点から好ましい。   In the polyimide precursor resin composition of this invention, it is preferable from a viewpoint of dimensional stability that the linear thermal expansion coefficient after imidation is 60 ppm or less.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、イミド化後の湿度膨張係数が40ppm以下であることが寸法安定性の観点から好ましい。   In the polyimide precursor resin composition of this invention, it is preferable from a viewpoint of dimensional stability that the humidity expansion coefficient after imidation is 40 ppm or less.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、保存安定性の点から、窒素原子を含有しない溶媒を含むことが好ましく、更に、窒素原子を含有する溶媒を含まないことが保存安定性の点から好ましい。   In the polyimide precursor resin composition of the present invention, from the viewpoint of storage stability, it is preferable to include a solvent that does not contain a nitrogen atom, and further, from the point of storage stability that does not include a solvent that contains a nitrogen atom. preferable.

また、本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物においては、保存安定性を向上させる観点から、組成物中の水分含有量が1重量%以下である。芳香族カルボン酸から形成されるヘミアセタールエステル結合は、水の存在下室温で分解する。つまり、上記ポリイミド前駆体は、水と作用し、ポリアミック酸とアセトアルデヒドとアルコールなってしまう。さらに、アルコールはヘミアセタールエステル結合と交換反応を起こし、アセタールとカルボキシル基を生成する。つまり、水1分子が、2つのヘミアセタールエステル結合を分解することになる為、上記ポリイミド前駆体樹脂組成物の保存安定性を低下させる。
In the polyimide precursor resin composition of the present invention, from the viewpoint of improving the storage stability, the water content in the composition is Ru der 1 wt% or less. The hemiacetal ester bond formed from the aromatic carboxylic acid decomposes at room temperature in the presence of water. That is, the said polyimide precursor will act with water and will become polyamic acid, acetaldehyde, and alcohol. Furthermore, the alcohol undergoes an exchange reaction with the hemiacetal ester bond to generate an acetal and a carboxyl group. That is, since one molecule of water will decompose two hemiacetal ester bonds, the storage stability of the polyimide precursor resin composition is lowered.

本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物は、電子部品用絶縁材料として好適に用いられる。   The polyimide precursor resin composition of the present invention is suitably used as an insulating material for electronic parts.

本発明の電子部品は上記本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物及び/又はその熱硬化物により少なくとも一部分が形成されている電子部品である。 The electronic component of the present invention is an electronic component in which at least a part is formed from the polyimide precursor resin composition of the present invention and / or a thermoset thereof.

以上に述べたように、本発明のポリイミド前駆体は、保存安定性が良好であり、イミド化後の不純物の残存が非常に少ないポリイミドを得ることができる。本発明のポリイミド前駆体は、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物と室温で混合するのみで簡便に合成可能である。
本発明のポリイミド前駆体においては、2級のビニルエーテル化合物を用いたため、特に保存安定性が高く、実用的な範囲での耐熱性を有する。
また、ポリイミド前駆体はヘミアセタールエステル結合を有していれば、広範な構造のポリイミド前駆体を選択できる為、構造選択の幅が広い。従って、そのイミド環化物の特性を生かすことの出来る分野に広く応用される。
本発明に係るポリイミド前駆体は、窒素原子を含まない溶媒を選択し、ビニルエーテル化合物を含有することで、保存安定性が極めて良好となる。
As described above, the polyimide precursor of the present invention has good storage stability, and a polyimide with very little residual impurities after imidization can be obtained. The polyimide precursor of the present invention can be easily synthesized only by mixing the polyamic acid and the vinyl ether compound at room temperature.
In the polyimide precursor of this invention, since the secondary vinyl ether compound was used, especially storage stability is high and it has heat resistance in a practical range.
Moreover, if the polyimide precursor has a hemiacetal ester bond, a wide range of structures can be selected because a wide range of polyimide precursors can be selected. Therefore, it is widely applied to fields where the characteristics of the imide cyclized product can be utilized.
The polyimide precursor which concerns on this invention becomes very favorable in storage stability by selecting the solvent which does not contain a nitrogen atom, and containing a vinyl ether compound.

以下、本発明について詳しく説明する。
本発明のポリイミド前駆体は、下記式(1)で表わされる繰り返し単位からなる。
The present invention will be described in detail below.
The polyimide precursor of this invention consists of a repeating unit represented by following formula (1).

(式(1)中、Rは、4価の有機基、Rは、2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。) (In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and R 1 and R 2 that are repeated may be the same or different. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different, and repeated R 3 and R 4 are Each may be the same or different.)

(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基である。R、Rはそれぞれ独立に1価の有機基であり、R及びRのうち反応性基を有する有機基は35モル%以下である。R10は水素またはハロゲン原子である。R、R、R、R、Rはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。) (In formula (2), R 5 , R 6 and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom or a monovalent organic group. R 8 and R 9 are each independently a monovalent organic group, The organic group having a reactive group in R 8 and R 9 is 35 mol% or less, R 10 is a hydrogen atom or a halogen atom, and R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are bonded to each other. And may have a ring structure.)

本発明者は、イミド化後にカルボキシル基の保護成分由来の残留物が少なく、室温における保存安定性が良好なポリイミド前駆体を得ることを目的として、加熱により容易に解裂し、カルボキシル基を生成するヘミアセタールエステル結合に着目し研究を進めたところ以下のような知見を得た。
ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸は一般に室温において加水分解されやすく分子量低下が起こることが知られている。これは、ポリアミック酸を得る重付加反応が平衡反応であることに由来するといわれている。つまり、ポリアミック酸のアミド結合は常に、酸無水物とアミノ基に解裂したり再結合したりを繰り返している。そうして系中に含まれる酸無水物基が、同じく系中の水分と反応しジカルボン酸となると、上記の平衡反応の系からはずれ、アミド結合が切れる方向へ(ポリアミック酸の分子量が小さくなる方向へ)平衡が移動するからだといわれている。
その為、同じくポリイミドの前駆体であるポリアミック酸エステルは、カルボン酸がエステル化されている為、分子鎖が切れる逆反応は進行せず、分子量の低下が見られない。
The present inventor easily cleaves by heating to generate a carboxyl group for the purpose of obtaining a polyimide precursor that has little residue derived from a protective component of the carboxyl group after imidization and has good storage stability at room temperature. The following findings were obtained when research was conducted focusing on the hemiacetal ester bond.
It is known that polyamic acid, which is a precursor of polyimide, is generally easily hydrolyzed at room temperature, resulting in a decrease in molecular weight. This is said to be derived from the fact that the polyaddition reaction for obtaining a polyamic acid is an equilibrium reaction. In other words, the amide bond of the polyamic acid is constantly cleaved or recombined into an acid anhydride and an amino group. When the acid anhydride group contained in the system reacts with moisture in the system to form dicarboxylic acid, the acid anhydride group deviates from the above equilibrium reaction system, and the amide bond is broken (the molecular weight of the polyamic acid decreases). It is said that the balance moves in the direction.
For this reason, the polyamic acid ester, which is also a polyimide precursor, is esterified with a carboxylic acid, so that the reverse reaction that breaks the molecular chain does not proceed and the molecular weight does not decrease.

これらの知見から発明者は、ポリアミック酸のカルボキシル基をヘミアセタールエステル化することで保存安定性を付与し、一方で、イミド化に伴う加熱の過程でヘミアセタールエステル結合が熱分解しポリアミック酸へ戻り、カルボキシル基保護成分が揮発すれば、カルボキシル基保護成分由来の残存物が膜中にないポリイミドを創出できるのではないかと考え、鋭意検討し本発明にいたった。   From these findings, the inventor imparts storage stability by esterifying the carboxyl group of the polyamic acid to a hemiacetal ester, while the hemiacetal ester bond is thermally decomposed to polyamic acid in the course of heating accompanying imidization. Returning, the inventors thought that if the carboxyl group-protecting component volatilizes, a polyimide having no residue derived from the carboxyl group-protecting component in the film could be created, and earnestly studied to arrive at the present invention.

特にヘミアセタールエステル結合は、エステル結合に比べ加熱のみで容易に熱分解することから、より低温の加熱によって結合の解裂が起こる。ポリイミド前駆体の多くは、一般に加熱に伴い140℃付近の温度から徐々にイミド化が進行して行くと言われており、イミド化率の上昇に伴い膜のガラス転位温度(Tg)が上昇していく。Tgが上昇すると、分子鎖の振動が抑制されるため、膜内部からの物質の揮発が困難になる。その点、ヘミアセタールエステル結合の場合は、場合により、室温付近から分解する為、イミド化率が低い状態で分解反応が起こる。そのため、ヘミアセタールエステル結合をポリイミド前駆体に組み合わせた場合は、分解成分の揮発性が良好であり、ポリイミド前駆体からポリイミドにする際の加熱の過程で、分解成分が揮発し、ポリイミド膜中に残存するヘミアセタールエステル結合部位由来の分解物がほとんどないという特徴を有する。   In particular, the hemiacetal ester bond is easily pyrolyzed only by heating as compared with the ester bond, so that the bond is broken by heating at a lower temperature. Many polyimide precursors are generally said to undergo imidization gradually from a temperature in the vicinity of 140 ° C. with heating, and the glass transition temperature (Tg) of the film increases as the imidization rate increases. To go. When Tg increases, the vibration of the molecular chain is suppressed, so that it is difficult to volatilize the substance from the inside of the film. On the other hand, in the case of a hemiacetal ester bond, since it decomposes from around room temperature in some cases, the decomposition reaction occurs with a low imidation rate. Therefore, when a hemiacetal ester bond is combined with the polyimide precursor, the volatility of the decomposition component is good, and the decomposition component volatilizes in the process of heating when converting the polyimide precursor to polyimide, and in the polyimide film It has a feature that there is almost no degradation product derived from the remaining hemiacetal ester binding site.

以上のことから、本発明におけるヘミアセタールエステル結合によってポリイミド前駆体主鎖と結合して後に脱離させたい部位(以後、保護部位、という)は、分子量が小さく、分解後の構造の揮発性が高いほうが分解物のポリイミド膜への残存を抑制する点から好ましい。
さらに保護部位R及びRのうち反応性基を有する有機基は35モル%以下である。従って、ポリイミド前駆体を合成中や保存時のゲル化を抑制でき、さらには、膜中への残存物を抑制できるので好ましい。中でも、膜中への残存物をなくす点からは、保護部位には実質的に架橋性(反応性)部位を含まない方が好ましい。
From the above, the site (hereinafter referred to as a protected site) that is bonded to the polyimide precursor main chain by the hemiacetal ester bond in the present invention and is to be removed later has a low molecular weight, and the structure has volatility after decomposition. A higher value is preferable from the viewpoint of suppressing the decomposition product from remaining on the polyimide film.
Further organic group having a reactive group of the protected site R 8 and R 9 or less 35 mol%. Therefore, it is preferable because gelation during synthesis and storage of the polyimide precursor can be suppressed, and further, residue in the film can be suppressed. Among these, from the viewpoint of eliminating the residue in the film, it is preferable that the protected site does not substantially contain a crosslinkable (reactive) site.

前記ポリイミド前駆体は、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物を混合し室温で撹拌するのみで得られる為、低コストで非常に簡便に入手することが可能である。芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物の反応は、脂肪族カルボン酸との場合と挙動が若干異なる。脂肪族カルボン酸とビニルエーテル化合物との反応は加熱や酸触媒が必要な場合が多いが、発明者は、鋭意検討の結果、芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物は室温で撹拌するのみで得られることを見出した。さらに、その際に窒素原子を含有しない溶媒を用い、更に温度を制御することで劇的にポリアミック酸とビニルエーテル化合物の反応収率を向上させることに成功し、ポリアミック酸のカルボキシル基を完全にヘミアセタールエステル結合とすることが可能となった。   Since the polyimide precursor can be obtained simply by mixing a polyamic acid and a vinyl ether compound and stirring at room temperature, it can be easily obtained at low cost. The reaction of the aromatic carboxylic acid and the vinyl ether compound is slightly different in behavior from the case of the aliphatic carboxylic acid. In many cases, the reaction between an aliphatic carboxylic acid and a vinyl ether compound requires heating or an acid catalyst, but as a result of intensive studies, the inventors have found that an aromatic carboxylic acid and a vinyl ether compound can be obtained only by stirring at room temperature. I found it. Furthermore, by using a solvent that does not contain nitrogen atoms and further controlling the temperature, the reaction yield of the polyamic acid and the vinyl ether compound has been dramatically improved, and the carboxyl group of the polyamic acid is completely hemihydrated. It became possible to use an acetal ester bond.

本発明のポリイミド前駆体を得る際に使用するビニルエーテル化合物を2級のビニルエーテル化合物とすることにより、3級のビニルエーテル化合物を用いたときに比べてポリイミド前駆体の熱安定性が向上し、且つ、1級のビニルエーテル化合物を用いたときに比べてヘミアセタールエステル結合を得るためのビニルエーテル化合物とカルボン酸の反応率が向上し、保存安定性が最も高くなる。
すなわち、使用するビニルエーテル化合物を2級のビニルエーテル化合物とすることにより、保存安定性、保護基の脱離性、及びヘミアセタールエステル結合への反応性のバランスの取れたポリイミド前駆体を得ることができる。
By making the vinyl ether compound used when obtaining the polyimide precursor of the present invention a secondary vinyl ether compound, the thermal stability of the polyimide precursor is improved compared to when a tertiary vinyl ether compound is used, and Compared with the case of using a primary vinyl ether compound, the reaction rate between the vinyl ether compound and the carboxylic acid for obtaining a hemiacetal ester bond is improved, and the storage stability is the highest.
That is, by using a secondary vinyl ether compound as the vinyl ether compound to be used, it is possible to obtain a polyimide precursor having a balance between storage stability, detachment of protecting groups, and reactivity to a hemiacetal ester bond. .

また、ポリアミック酸、特に芳香族ポリアミック酸は溶解性に乏しいため、アミド系の高極性溶媒に溶解させる場合が多い。しかし、アミド系の溶媒は揮発性に乏しく水分を吸収しやすいため、取り扱いが難しいという課題があった。高濃度のポリアミック酸溶液が水分を吸収すると、ポリアミック酸の溶解性が低下し析出する。
それに対して、本発明のポリイミド前駆体は、ヘミアセタールエステル結合によりカルボキシル基が保護されている事により、比較的極性の低い溶媒に対しても溶解する。特にエステル結合を含む溶媒に対する溶解性が向上する。そのため、高濃度の塗膜形成用溶液を調製することも可能である。
In addition, polyamic acids, particularly aromatic polyamic acids, are poorly soluble and are therefore often dissolved in amide-based highly polar solvents. However, the amide solvent has a problem that it is difficult to handle because it is poor in volatility and easily absorbs moisture. When the polyamic acid solution having a high concentration absorbs moisture, the solubility of the polyamic acid is lowered and deposited.
On the other hand, the polyimide precursor of the present invention dissolves in a relatively low-polarity solvent because the carboxyl group is protected by a hemiacetal ester bond. In particular, the solubility in a solvent containing an ester bond is improved. Therefore, it is also possible to prepare a high concentration coating solution.

次に、本発明のポリイミド前駆体の構造について詳細に説明する。
本発明のポリイミド前駆体は、実質的に上記式(1)で表わされる繰り返し単位のみからなる。すなわち、繰り返し単位中にカルボキシル基が実質的に含まれないものである。ヘミアセタールエステル結合は酸や塩基の存在下、加水分解が触媒的に進行する為、本発明のポリイミド前駆体は、繰り返し単位中にカルボキシル基を実質的に含まないことで保存安定性を飛躍的に向上させることが出来る。
Next, the structure of the polyimide precursor of the present invention will be described in detail.
The polyimide precursor of the present invention consists essentially of the repeating unit represented by the above formula (1). That is, the repeating unit is substantially free of carboxyl groups. Since the hydrolysis proceeds catalytically in the presence of an acid or base in the hemiacetal ester bond, the polyimide precursor of the present invention has drastically improved storage stability by having substantially no carboxyl group in the repeating unit. Can be improved.

上記式(1)において、一般に、Rは、テトラカルボン酸二無水物由来の構造であり、Rはジアミン由来の構造である。
本発明のポリイミド前駆体に適用可能な酸二無水物としては、例えば、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、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−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(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、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)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、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)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−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)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、
In the above formula (1), generally, R 1 is a structure derived from tetracarboxylic dianhydride, and R 2 is a structure derived from diamine.
Examples of the acid dianhydride applicable to the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and cyclopentane tetracarboxylic dianhydride. , Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 , 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) Ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane Dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane Anhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis [(3,4-dicarboxy ) Benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] Phenyl} propane dianhydride,

2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルプロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ぺ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等が挙げられる。
これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。
2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride Bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, 4,4′-bis [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,4′-bis [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis { 4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarbox ) Phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy ] Phenyl} sulfide dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexafulpropane dianhydride 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-propane dianhydride, 2,3,6,7- Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetra Carboxylic dianhydride, 3,4,9,10 -Perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.

最終的に得られるポリイミド膜の耐熱性、線熱膨張係数や、前駆体への保護反応の反応性などの観点から好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物であることが好ましく、特に好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物、メロファン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物が挙げられる。
なかでも、ヘミアセタールエステル結合の安定性の観点から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−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)エーテル二無水物が特に好ましい。
The tetracarboxylic dianhydride preferably used from the viewpoints of the heat resistance, linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide film and the reactivity of the protective reaction to the precursor is an aromatic tetracarboxylic dianhydride. It is preferable that there are particularly preferred tetracarboxylic dianhydrides, such as pyromellitic dianhydride, merophanic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3. ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,2 ', 3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1 , 1 1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride and bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride.
Among these, from the viewpoint of the stability of the hemiacetal ester bond, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride are particularly preferred.

併用する酸二無水物としてフッ素が導入された酸二無水物や、脂環骨格を有する酸二無水物を用いると、ポリイミド前駆体の透明性が向上する。また、ピロメリット酸二無水物、メロファン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの剛直な酸二無水物を用いると、最終的に得られるポリイミドの線熱膨張係数が小さくなるので好ましい。なかでも、ヘミアセタールエステル結合の安定性の観点から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、が特に好ましい。   When an acid dianhydride into which fluorine is introduced or an acid dianhydride having an alicyclic skeleton is used as the acid dianhydride to be used in combination, the transparency of the polyimide precursor is improved. In addition, pyromellitic dianhydride, merophanic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride When rigid acid dianhydrides such as 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride are used, it is finally obtained. Since the linear thermal expansion coefficient of the polyimide obtained becomes small, it is preferable. Among these, from the viewpoint of the stability of the hemiacetal ester bond, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is particularly preferred.

酸二無水物として脂環骨格を有する場合、ポリイミド前駆体の透明性が向上するため、高感度のポリイミド前駆体樹脂組成物となる。さらに、ヘミアセタールエステル結合を形成する反応の際に加熱や触媒が必要となる場合があるが、安定性の比較的高いヘミアセタールエステル結合を形成することが可能であるので保存安定性を重視する場合は好ましい。   When the acid dianhydride has an alicyclic skeleton, the transparency of the polyimide precursor is improved, so that a highly sensitive polyimide precursor resin composition is obtained. Furthermore, heating or a catalyst may be required in the reaction for forming the hemiacetal ester bond, but since it is possible to form a hemiacetal ester bond having a relatively high stability, emphasis is placed on storage stability. The case is preferred.

一方、芳香族のテトラカルボン酸二無水物を用いた場合、耐熱性に優れ、低線熱膨張係数を示すポリイミド前駆体となる。さらにヘミアセタールエステル結合を形成する反応が室温で進行するため、非常に容易に目的のポリイミド前駆体を得ることが出来る。さらに、より低温で分解するため、イミド化後の膜に分解物が残りにくいというメリットがある。従って、本発明のポリイミド前駆体においては、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(3)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 On the other hand, when aromatic tetracarboxylic dianhydride is used, it becomes a polyimide precursor which is excellent in heat resistance and shows a low linear thermal expansion coefficient. Furthermore, since the reaction for forming a hemiacetal ester bond proceeds at room temperature, the target polyimide precursor can be obtained very easily. Furthermore, since it decomposes at a lower temperature, there is an advantage that the decomposition product hardly remains in the film after imidization. Therefore, in the polyimide precursor of the present invention, it is preferable that 33 mol% or more of R 1 in the formula (1) has any structure represented by the following formula (3).

上記のような構造を有するポリイミド前駆体は、高耐熱、低線熱膨張率を示すポリイミドの前駆体であるばかりではなく、芳香族カルボン酸を有している為、室温でビニルエーテル化合物と反応し、ヘミアセタールエステル結合を生成することが可能である。さらには、上記のような芳香族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合は、脂肪族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合よりも、より低温の加熱により熱分解する為、イミド化時の加熱の際により速やかに分解し、最終的に得られるポリイミド中のビニルエーテル由来の分解物が少ない。その為、上記式(3)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、少なくとも前記式(1)中のRのうち33%以上含有すれば目的を達成できる。中でも上記式(3)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち50モル%以上であることが好ましく、更に、70モル%以上であることが好ましい。 The polyimide precursor having the structure as described above is not only a polyimide precursor exhibiting high heat resistance and low linear thermal expansion coefficient, but also has an aromatic carboxylic acid, and thus reacts with a vinyl ether compound at room temperature. It is possible to produce a hemiacetal ester bond. Furthermore, the hemiacetal ester bond obtained from the aromatic carboxylic acid as described above is thermally decomposed by heating at a lower temperature than the hemiacetal ester bond obtained from the aliphatic carboxylic acid. There are few decomposition products derived from the vinyl ether in the polyimide finally decomposed quickly. Therefore, the closer the content of the structure represented by the above formula (3) is to 100 mol% of R 1 in the above formula (1), the easier it is to achieve the object of the present invention. The purpose can be achieved by containing 33% or more of R 1 in (1). Among them, the content of the structure represented by the above formula (3) is preferably 50 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more of R 1 in the formula (1).

一方、本発明のポリイミド前駆体に適用可能なジアミン成分も、1種類のジアミン単独で、または2種類以上のジアミンを併用して用いることができる。用いられるジアミン成分は限定されるわけではないが、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−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、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、
3,4’−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、4,4’−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、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(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−ジ(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、2−(3−アミノフェニル)−2−(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、1,1−ジ(3−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ジ(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1−(3−アミノフェニル)−1−(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、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−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゾニトリル、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ピリジン、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[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[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、
On the other hand, the diamine component applicable to the polyimide precursor of the present invention can be used alone or in combination of two or more diamines. The diamine component used is not limited, but p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 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, 4,4'-diaminobenzophenone,
3,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2,2-di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3 -Hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane , 1- ( 3-aminophenyl) -1- (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4- Bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1, 4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4 -Amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) L) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4- Bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2,6-bis (3-aminophenoxy) benzo Nitrile, 2,6-bis (3-aminophenoxy) pyridine, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3- Aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [ - (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide,

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[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、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[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、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、6,6’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、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、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス(2−アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロトキシ)エチル]エーテル、 Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] ether, 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 [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3 3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] ben 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-amino Phenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 4,4'-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl ] Diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzen) ) Phenoxy] diphenylsulfone, 4,4′-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] diphenylsulfone, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4 , 4′-Dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 6,6′-bis (3-aminophenoxy) -3,3 3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 6,6′-bis (4-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, , 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis ( -Aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, bis ( 2-aminomethoxy) ethyl] ether, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminoprotoxy) ethyl] ether,

1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、
1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、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−アミノシクロへキシル)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、また、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミンも使用することができる。
さらに目的に応じ、架橋点となるエチニル基、ベンゾシクロブテン−4’−イル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、イソシアネート基、及びイソプロペニル基のいずれか1種又は2種以上を、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てに置換基として導入しても使用することができる。
1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane,
1,2-bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2-aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (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-diamino Cyclohexane, 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 some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the diamine are fluoro groups. A diamine substituted with a substituent selected from a methyl group, a methoxy group, a trifluoromethyl group, or a trifluoromethoxy group can also be used.
Furthermore, depending on the purpose, any one or two or more of the ethynyl group, benzocyclobuten-4′-yl group, vinyl group, allyl group, cyano group, isocyanate group, and isopropenyl group serving as a crosslinking point, Even if it introduce | transduces into some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of diamine as a substituent, it can be used.

ジアミンは、目的の物性によって選択することができ、p−フェニレンジアミンなどの剛直なジアミンを用いれば、最終的に得られるポリイミドは低膨張率となる。剛直なジアミンとしては、同一の芳香環に2つアミノ基が結合しているジアミンとして、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、2、6−ジアミノナフタレン、2,7−ジアミノナフタレン、1,4−ジアミノアントラセンなどが挙げられる。
さらに、2つ以上の芳香族環が単結合により結合し、2つ以上のアミノ基がそれぞれ別々の芳香族環上に直接又は置換基の一部として結合しているジアミンが挙げられ、例えば、下記式(5)により表されるものがある。具体例としては、ベンジジン等が挙げられる。
The diamine can be selected depending on the desired physical properties. If a rigid diamine such as p-phenylenediamine is used, the finally obtained polyimide has a low expansion coefficient. Rigid diamines include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,4-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 2, 6 as diamines in which two amino groups are bonded to the same aromatic ring. -Diaminonaphthalene, 2,7-diaminonaphthalene, 1,4-diaminoanthracene and the like can be mentioned.
In addition, diamines in which two or more aromatic rings are bonded by a single bond, and two or more amino groups are each bonded directly or as part of a substituent on a separate aromatic ring, for example, There exists what is represented by following formula (5). Specific examples include benzidine and the like.

(aは1以上の自然数、アミノ基はベンゼン環同士の結合に対して、メタ位または、パラ位に結合する。R11及びR12は1価の有機基、又はハロゲン原子である。) (A is a natural number of 1 or more, and an amino group is bonded to a meta position or a para position with respect to a bond between benzene rings. R 11 and R 12 are a monovalent organic group or a halogen atom.)

さらに、上記式(5)において、他のベンゼン環との結合に関与せず、ベンゼン環上のアミノ基が置換していない位置に置換基を有するジアミンも用いることができる。これら置換基は、1価の有機基であるがそれらは互いに結合していてもよい。
具体例としては、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。
また、最終的に得られるポリイミドを光導波路、光回路部品として用いる場合には、芳香環の置換基としてフッ素を導入すると1μm以上の波長の電磁波に対しての透過率を向上させることができる。
Furthermore, in the above formula (5), a diamine having a substituent at a position where the amino group on the benzene ring is not substituted and which does not participate in the bond with another benzene ring can also be used. These substituents are monovalent organic groups, but they may be bonded to each other.
Specific examples include 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dichloro-4,4′-diamino. Biphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl and the like can be mentioned.
When the finally obtained polyimide is used as an optical waveguide or an optical circuit component, the transmittance for electromagnetic waves having a wavelength of 1 μm or more can be improved by introducing fluorine as a substituent of the aromatic ring.

一方、ジアミンとして、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどのシロキサン骨格を有するジアミンを用いると、最終的に得られるポリイミドの弾性率が低下し、ガラス転移温度を低下させることができる。   On the other hand, when a diamine having a siloxane skeleton such as 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane is used as the diamine, the elastic modulus of the finally obtained polyimide is lowered and the glass transition temperature is lowered. be able to.

ここで、選択されるジアミンは耐熱性の観点より芳香族ジアミンが好ましいが、目的の物性に応じてジアミンの全体の60モル%、好ましくは40モル%を超えない範囲で、脂肪族ジアミンやシロキサン系ジアミン等の芳香族以外のジアミンを用いても良い。   Here, the selected diamine is preferably an aromatic diamine from the viewpoint of heat resistance. However, depending on the desired physical properties, the diamine may be an aliphatic diamine or siloxane within a range not exceeding 60 mol%, preferably not exceeding 40 mol%. Non-aromatic diamines such as diamines may be used.

また、前記ポリイミド前駆体においては、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が下記式(4)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 Moreover, in the said polyimide precursor, it is preferable that 33 mol% or more among R < 2 > in said Formula (1) is one of the structures represented by following formula (4).

(R10は2価の有機基、酸素原子、硫黄原子、又はスルホン基であり、R11及びR12は1価の有機基、又はハロゲン原子である。) (R 10 is a divalent organic group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfone group, and R 11 and R 12 are a monovalent organic group or a halogen atom.)

上記のような構造を有する場合、最終的に得られるポリイミドの耐熱性が向上する。その為、前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、前記式(1)中のRのうち少なくとも33%以上含有すれば目的を達成できる。中でも上記式(4)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち50モル%以上であることが好ましく、更に、70モル%以上であることが好ましい。 When it has the above structure, the heat resistance of the polyimide finally obtained improves. Therefore, the closer to 100 mol% of R 2 in the formula (1), the easier it is to achieve the target of the present invention, but at least 33% or more of R 2 in the formula (1) is contained. You can achieve your goal. Of these the content of the structure represented by the above formula (4) is preferably the at formula (1) 50 mol% or more of R 2 in, it is more preferably 70 mol% or more.

また、式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the formula (1), R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different and are repeated R 3 and R 4 may be the same or different.

(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基である。R、Rはそれぞれ独立に1価の有機基であり、R及びRのうち反応性基を有する有機基は35モル%以下である。R10は水素またはハロゲン原子である。R、R、R、R、Rはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。) (In formula (2), R 5 , R 6 and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom or a monovalent organic group. R 8 and R 9 are each independently a monovalent organic group, The organic group having a reactive group in R 8 and R 9 is 35 mol% or less, R 10 is a hydrogen atom or a halogen atom, and R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are bonded to each other. And may have a ring structure.)

上記式(2)で表されるヘミアセタールエステル結合は、例えば以下のようなカルボキシル基とビニルエーテル化合物との反応により得ることができる。   The hemiacetal ester bond represented by the above formula (2) can be obtained by, for example, the following reaction between a carboxyl group and a vinyl ether compound.

つまり、ヘミアセタールエステル結合をカルボン酸とビニルエーテル化合物の付加反応により形成する場合、上記式(2)のR〜R10はビニルエーテル化合物の構造によって決まる。上記式(2)で表される構造は、ジヒドロピラン類のような環状ビニルエーテル化合物を用いて形成しても良いが、この場合には反応性が悪く、反応時間が長くなるため、非環状ビニルエーテル化合物を用いて形成することが好ましい。
、R、Rは、水素、または、置換または無置換のアルキル基、アリル基、アリール基が好ましい。特に原料入手の容易性から、水素であることが好ましい。また、1級、2級、3級のアミノ基や、水酸基などの活性水素を有する置換基は含まないことが好ましい。
この場合の活性水素を有する置換基とは、ヘミアセタールエステル結合と交換反応可能な置換基を示し、具体的には水酸基、1級アミノ基、2級アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる(化学辞典 東京化学同人)。
That is, when a hemiacetal ester bond is formed by an addition reaction between a carboxylic acid and a vinyl ether compound, R 5 to R 10 in the above formula (2) are determined by the structure of the vinyl ether compound. The structure represented by the above formula (2) may be formed by using a cyclic vinyl ether compound such as dihydropyrans, but in this case, the reactivity is poor and the reaction time becomes long. It is preferable to form using a compound.
R 5 , R 6 and R 7 are preferably hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group, allyl group or aryl group. In particular, hydrogen is preferable because of easy availability of raw materials. Further, it is preferable not to include a primary, secondary, or tertiary amino group, or a substituent having an active hydrogen such as a hydroxyl group.
The substituent having active hydrogen in this case is a substituent that can exchange with a hemiacetal ester bond, and specifically includes a hydroxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. (Chemical Dictionary Tokyo Chemical Doujin)

上記式(2)のR及びRはそれぞれ独立に、炭素数が1以上の1価の有機基であり、R及びRのうち反応性基を有する有機基は35モル%以下である。すなわち、保護部位R及びRの合計モル数を100モル%とした場合に、反応性基を有するR及び反応性基を有するRの合計が35モル%以下である。R及びRとしては、炭化水素骨格を有する基が例示される。それらは、ヘテロ原子等の炭化水素以外の結合や置換基を含んでいてもよいし、そのようなヘテロ原子の部分が芳香環に組み込まれて複素環となっていても良い。炭化水素骨格を有する基としては、例えば、直鎖又は分岐鎖或いは脂環式の飽和又は不飽和炭化水素基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、又は、フェニル、ナフチル等の芳香族基、さらには、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有する基(例えば、−(R−O)n−R’、ここでR及びR’は置換又は無置換の飽和又は不飽和炭化水素、nは1以上の整数;-R”−(O−R”’)、ここでR”及びR”’は置換又は無置換の飽和又は不飽和炭化水素、mは1以上の整数、−(O−R”’)はR”の末端とは異なる炭素に結合している;などが挙げられる。)、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にチオエーテル結合を含有する基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格上にハロゲン原子、シアノ基、シリル基、ニトロ基、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基等のヘテロ原子又はヘテロ原子を含有する基が結合してなるさまざまな基が挙げられる。R及びRはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。 R 8 and R 9 in the above formula (2) are each independently a monovalent organic group having 1 or more carbon atoms, and the organic group having a reactive group among R 8 and R 9 is 35 mol% or less. is there. That is, when the total number of moles of the protected sites R 8 and R 9 is 100 mol%, the total of R 8 having a reactive group and R 9 having a reactive group is 35 mol% or less. Examples of R 8 and R 9 include groups having a hydrocarbon skeleton. They may contain bonds or substituents other than hydrocarbons such as heteroatoms, or such heteroatoms may be incorporated into an aromatic ring to form a heterocycle. Examples of the group having a hydrocarbon skeleton include a linear or branched or alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, a linear or branched saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or phenyl and naphthyl. And further a group containing an ether bond in a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton (for example, — (R—O) n —R ′, where R and R ′ Is a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated hydrocarbon, n is an integer greater than or equal to 1; -R "-(O-R"') m , where R "and R"' are substituted or unsubstituted saturated or unsaturated Saturated hydrocarbon, m is an integer of 1 or more,-(O-R "') m is bonded to a carbon different from the terminal of R"; and the like), linear or branched saturated or A group containing a thioether bond in an unsaturated hydrocarbon skeleton, linear or branched, saturated or unsaturated Hydrogen skeleton on a halogen atom, a cyano group, a silyl group, a nitro group, an acetyl group, an acetoxy group, and a variety of groups groups containing formed by bonding a heteroatom or heteroatoms such as a sulfonic group. R 8 and R 9 may be bonded to each other to show a cyclic structure.

1級、2級、3級のアミノ基や、水酸基などの活性水素を有する置換基を含むと、ヘミアセタールエステル結合が分解しやすくなることから保存安定性が低下するので、上記式(2)のR及びRは、活性水素を含有しないことが好ましい。
更に、上記式(2)のR及びRは、反応性を有するエチレン性不飽和結合などの反応性基が含まれる場合には、保存安定性が悪くなる傾向がある。さらには、イミド化後のポリイミドに分解残渣が残存しやすくなる。そのため、反応性を有する不飽和結合を含有する場合であっても少量であることが好ましく、R及びRのうち反応性基を有する有機基は35モル%以下である。ヘミアセタールエステル結合が切断された後のR及びRの分解物をポリイミド膜中に、より残存し難くする点からは、上記式(2)のR及びRには反応性基は含有しないことが好ましい。
When a primary, secondary, or tertiary amino group or a substituent having an active hydrogen such as a hydroxyl group is included, the hemiacetal ester bond is likely to be decomposed, so that the storage stability is lowered. Therefore, the above formula (2) R 8 and R 9 preferably do not contain active hydrogen.
Furthermore, when R 8 and R 9 in the above formula (2) contain a reactive group such as an ethylenically unsaturated bond having reactivity, the storage stability tends to deteriorate. Furthermore, decomposition residues are likely to remain in the polyimide after imidization. Therefore, even if it contains a reactive unsaturated bond, the amount is preferably small, and the organic group having a reactive group in R 8 and R 9 is 35 mol% or less. From the viewpoint of making it difficult for the decomposition product of R 8 and R 9 after the cleavage of the hemiacetal ester bond to remain in the polyimide film, the reactive group is represented by R 8 and R 9 in the above formula (2). It is preferable not to contain.

上記式(2)のR及び/又はRは、特に基板への密着性や保存安定性、耐はじき性、分解物の揮発性の観点から、炭化水素骨格中にエーテル結合を含有することが好ましい。ポリオキシアルキレン骨格を含んでいても良い。ポリオキシアルキレン骨格を含む場合のオキシアルキレンの繰り返し数は15以下であることが分解物の揮発性の点から好ましい。 R 8 and / or R 9 in the above formula (2) contains an ether bond in the hydrocarbon skeleton particularly from the viewpoint of adhesion to the substrate, storage stability, repellency, and decomposition product volatility. Is preferred. It may contain a polyoxyalkylene skeleton. When the polyoxyalkylene skeleton is included, the number of repeating oxyalkylenes is preferably 15 or less from the viewpoint of the volatility of the decomposition product.

ヘミアセタールエステル結合は、加熱によりカルボン酸とその他の生成物に分解するが、その分解温度は一般に、上記式(2)中のR〜R10が結合している炭素、すなわち、酸素原子と結合する炭素が、第3級炭素原子<第2級炭素原子<第1級炭素原子の置換基の順で高くなる。すなわち熱安定性は、第1級炭素原子が最も高くなる。
一方、ヘミアセタールエステル結合を得るためのビニルエーテル化合物とカルボン酸の反応は、一般に、上記式(2)中のR〜R10が結合している炭素、すなわち、酸素原子と結合する炭素が、第1級炭素原子<第2級炭素原子<第3級炭素原子の置換基の順で高い反応率を示す。
The hemiacetal ester bond is decomposed into carboxylic acid and other products by heating, and the decomposition temperature is generally the carbon to which R 8 to R 10 in the above formula (2) are bonded, that is, the oxygen atom. The carbon to be bonded increases in the order of tertiary carbon atom <secondary carbon atom <substituent of primary carbon atom. That is, the thermal stability is highest for the primary carbon atom.
On the other hand, the reaction between a vinyl ether compound and a carboxylic acid to obtain a hemiacetal ester bond generally involves the carbon to which R 8 to R 10 in the above formula (2) are bonded, that is, the carbon bonded to the oxygen atom is A high reaction rate is shown in the order of substituents of primary carbon atom <secondary carbon atom <tertiary carbon atom.

従って、本発明のように、酸素原子と結合する炭素が第2級炭素原子である2級のビニルエーテル化合物を用いて得られたポリイミド前駆体の場合、3級のビニルエーテル化合物を用いたときに比べてポリイミド前駆体の熱安定性が向上し、且つ、1級のビニルエーテル化合物を用いたときに比べてヘミアセタールエステル結合を得るためのビニルエーテル化合物とカルボン酸の反応率が向上し、ビニルエーテル化合物と共存させた場合の保存安定性が最も高くなる。
すなわち、使用するビニルエーテル化合物を2級のビニルエーテル化合物とすることにより、1級のビニルエーテル化合物の場合と3級のビニルエーテル化合物の場合の間の特性を示し、保存安定性、保護基の脱離性、及びヘミアセタールエステル結合への反応性のバランスの取れたポリイミド前駆体を得ることができる。
Therefore, in the case of a polyimide precursor obtained by using a secondary vinyl ether compound in which the carbon bonded to the oxygen atom is a secondary carbon atom as in the present invention, compared with the case of using a tertiary vinyl ether compound. As a result, the thermal stability of the polyimide precursor is improved, and the reaction rate of the vinyl ether compound and the carboxylic acid for obtaining a hemiacetal ester bond is improved as compared with the case of using a primary vinyl ether compound, and the coexistence with the vinyl ether compound. Storage stability is the highest when it is used.
That is, by using a secondary vinyl ether compound as the vinyl ether compound to be used, it exhibits characteristics between the case of the primary vinyl ether compound and the case of the tertiary vinyl ether compound, storage stability, detachment of protecting groups, And a polyimide precursor with a balance of reactivity to the hemiacetal ester bond can be obtained.

前記式(2)中のR及びRは、炭素数が1〜30であることが、分解物の揮発性の点から好ましく、炭素数が1〜15であることが更に好ましい。 R 8 and R 9 in the formula (2) preferably have 1 to 30 carbon atoms from the viewpoint of the volatility of the decomposition product, and more preferably 1 to 15 carbon atoms.

前記式(2)中のR及びRの構造において特に好ましい組み合わせは、活性水素を含まない構造であって、且つ、直鎖または分岐または環状の飽和炭化水素骨格中にエーテル結合を1つ以上含む構造である。 A particularly preferred combination in the structure of R 8 and R 9 in the formula (2) is a structure containing no active hydrogen and one ether bond in a linear, branched or cyclic saturated hydrocarbon skeleton. It is a structure including the above.

前記式(2)中のR及びRとしては特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、エチニル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、シクロヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、シクロヘキシロキシプロピル基、等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as R < 8 > and R < 9 > in said Formula (2), For example, a methyl group, an ethyl group, an ethynyl group, a propyl group, an isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group Cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, cyclohexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxypropyl group, cyclohexyloxypropyl group, Etc.

一方、上記式(2)のR10は水素またはハロゲン原子である。原料入手の容易性からは、上記式(2)のR10は水素であることが好ましい。 On the other hand, R 10 in the above formula (2) is hydrogen or a halogen atom. From the viewpoint of easy availability of raw materials, R 10 in the above formula (2) is preferably hydrogen.

本発明のポリイミド前駆体を製造する方法としては、例えば、酸二無水物とジアミンから前駆体であるポリアミド酸を合成し、それにビニルエーテル化合物を反応させる方法などが挙げられるがこれに限定されない。テトラカルボン酸に2等量のビニルエーテル化合物を反応させ、ジカルボキシジヘミアセタールエステル化合物をとした後、ジアミンと脱水縮合反応によってポリマー化しても良い。   Examples of the method for producing the polyimide precursor of the present invention include, but are not limited to, a method of synthesizing a polyamic acid that is a precursor from an acid dianhydride and a diamine, and a reaction with a vinyl ether compound. Tetracarboxylic acid may be reacted with 2 equivalents of a vinyl ether compound to obtain a dicarboxydihemiacetal ester compound, and then polymerized by a dehydration condensation reaction with diamine.

上記ポリイミド前駆体は、一般に、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物から得られるが、発明者の検討結果によれば、その反応は、アミノ基や水酸基などの活性水素を有している溶媒中や、アミノ基や水酸基などの活性水素を有している化合物と共存下ではヘミアセタールエステル結合を得る収率が低い傾向があった。また、骨格中にニトロ基以外の形で窒素原子を含有する溶媒を用いた際も収率が低くなったことから、骨格中にニトロ基以外の形で窒素原子を含有する溶媒を含む場合も好ましくない。   The polyimide precursor is generally obtained from a polyamic acid and a vinyl ether compound, but according to the results of studies by the inventors, the reaction is carried out in a solvent having an active hydrogen such as an amino group or a hydroxyl group, or an amino group. In the presence of a compound having an active hydrogen such as a hydroxyl group, the yield of obtaining a hemiacetal ester bond tended to be low. In addition, when using a solvent containing a nitrogen atom in a form other than a nitro group in the skeleton, the yield was low, so the case where the skeleton contains a solvent containing a nitrogen atom in a form other than a nitro group may also be included. It is not preferable.

一般に低線熱膨張係数を示すポリイミドは、芳香族ポリイミドである場合が多く、その前駆体である芳香族ポリアミック酸は、N−メチルピロリドンやジメチルアセトアミドのような窒素原子を含有するアミド系溶媒には高い溶解度を示すが、非アミド系溶媒のような窒素原子を含有しない溶媒には溶解性が低い場合が多い。特に、低膨張性を実現できる、Rが上記式(3)で表わされるいずれかの構造であり、且つRが上記式(5)で表わされるいずれかの構造であるような芳香族ポリアミック酸は、ラクトン類やスルホキシド類のような非アミド系溶媒には完全に溶解しない。ここで完全に溶解しないとは、反応時や塗膜形成時に必要な濃度、例えば23℃で溶媒中16.5重量%の濃度でポリアミック酸が完全に溶解できない状態をいう。
上述した特許文献3のような従来技術では、芳香族ポリアミック酸を溶媒中に溶解させた状態でビニルエーテル化合物と反応を行うようにしている。そのため従来は、低膨張性を実現できる、Rが上記式(3)で表わされるいずれかの構造であり且つRが上記式(5)で表わされるいずれかの構造であるような芳香族ポリアミック酸由来の100%ヘミアセタールエステル化したポリイミド前駆体を合成できていない。
In general, a polyimide having a low linear thermal expansion coefficient is often an aromatic polyimide, and an aromatic polyamic acid that is a precursor thereof is an amide solvent containing a nitrogen atom such as N-methylpyrrolidone or dimethylacetamide. Shows high solubility, but is often poorly soluble in solvents that do not contain nitrogen atoms, such as non-amide solvents. In particular, an aromatic polyamic that can realize low expansion, R 1 is any structure represented by the above formula (3), and R 2 is any structure represented by the above formula (5) Acids are not completely soluble in non-amide solvents such as lactones and sulfoxides. Here, the term “not completely dissolved” means that the polyamic acid cannot be completely dissolved at a concentration required for the reaction or coating formation, for example, 16.5% by weight in a solvent at 23 ° C.
In the conventional technique such as Patent Document 3 described above, the reaction is performed with the vinyl ether compound in a state where the aromatic polyamic acid is dissolved in a solvent. Therefore, conventionally, an aromatic compound capable of realizing low expansion, R 1 is any structure represented by the above formula (3), and R 2 is any structure represented by the above formula (5). A polyimide precursor derived from polyamic acid and 100% hemiacetal esterified has not been synthesized.

しかし、本発明に用いられるヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体は、カルボキシル基がヘミアセタールエステル化されることによって、溶解性が向上し非アミド系溶媒のような窒素原子を含有しない溶媒に対しても高い溶解性を示す。
その為、上記のポリアミック酸とビニルエーテル化合物との反応は窒素原子を含有しない溶媒で行うと反応効率が良好となるが、その場合は、当初、上述のように線膨張係数が低いポリイミドを達成するポリアミック酸は完全には溶けていない場合が多い。しかし、本発明においては、ポリアミック酸の反応の進行とともにポリイミド前駆体が反応溶媒に溶解して行き、最終的には完全に溶解するようにして調製した。
However, the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond used in the present invention is improved in solubility due to the carboxyl group being converted into a hemiacetal ester, and is not compared with a solvent not containing a nitrogen atom such as a non-amide solvent. Even high solubility.
Therefore, when the reaction between the polyamic acid and the vinyl ether compound is performed in a solvent that does not contain a nitrogen atom, the reaction efficiency is improved. In that case, a polyimide having a low linear expansion coefficient is achieved at the beginning as described above. In many cases, polyamic acid is not completely dissolved. However, in the present invention, the polyimide precursor was dissolved in the reaction solvent as the reaction of the polyamic acid progressed, and finally it was prepared so as to be completely dissolved.

ポリアミック酸のカルボキシル基を100%へミアセタールエステル結合とした本発明のポリイミド前駆体を調製することが可能な点から、ポリアミック酸とビニルエーテルとの反応溶媒としては、窒素原子を含有しない溶媒の中でもラクトン類、スルホキシド類を用いることが好ましい。ジメチルスルホキシドは、高い溶解性を有する一方で、酸化され難く変異原性も確認されており、溶媒としての安定性や安全性に課題があるため、中でもラクトン類が特に好ましい。ラクトン類としては、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、δ−ヘキサノラクトンなどが挙げられ、スルホキシド類としては、ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどが挙げられる。   From the point that it is possible to prepare the polyimide precursor of the present invention in which the carboxyl group of polyamic acid has a 100% hemiacetal ester bond, the reaction solvent of polyamic acid and vinyl ether is a solvent that does not contain a nitrogen atom. Lactones and sulfoxides are preferably used. While dimethyl sulfoxide has high solubility, it is difficult to be oxidized and mutagenicity has been confirmed, and there are problems in stability and safety as a solvent. Therefore, lactones are particularly preferable. Examples of lactones include γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, ε-caprolactone, γ-hexanolactone, and δ-hexanolactone. Examples of sulfoxides include dimethyl sulfoxide, methyl ethyl sulfoxide, and diethyl. Examples thereof include sulfoxide.

また、ポリアミック酸のカルボキシル基を100%へミアセタールエステル結合とした本発明のポリイミド前駆体を調製することが可能な点から、ポリアミック酸とビニルエーテルの反応時の温度としては、5〜35℃が好ましく、更に10〜30℃が好ましい。これよりも反応温度が高い場合には、ヘミアセタールエステル結合の分解等の副反応が進行することから、100%へミアセタールエステル結合としたポリイミド前駆体を得られない傾向がある。
なお、本発明に用いられるポリイミド前駆体は、低沸点の非アミド系溶媒に対して高い溶解性を示すので、塗布などのプロセスにおいて操作性が向上する。
Moreover, from the point which can prepare the polyimide precursor of this invention which made the carboxyl group of polyamic acid 100% a hemiacetal ester bond, as temperature at the time of reaction of polyamic acid and vinyl ether, 5-35 degreeC is 10-30 degreeC is more preferable. When the reaction temperature is higher than this, side reactions such as decomposition of the hemiacetal ester bond proceed, and thus there is a tendency that a polyimide precursor having a 100% hemiacetal ester bond cannot be obtained.
In addition, since the polyimide precursor used for this invention shows high solubility with respect to a low boiling point non-amide type solvent, operativity improves in processes, such as application | coating.

2級のビニルエーテル化合物は、所望のへミアセタールエステル結合の構造に合わせて適宜選択して用いられる。例えば具体的には、イソプロピルビニルエーテル、sec−ブチルビニルエーテル、sec−ペンチルビニルエーテル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格を有するビニルエーテル化合物;シクロヘキシルビニルエーテル、トリシクロデカニルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルビニルエーテル等の脂環式飽和炭化水素骨格を含有するビニルエーテル化合物;1−メトキシエチルビニルエーテル、1−エトキシエチルビニルエーテル、1−メチル−2−メトキシエチルビニルエーテル、1−メチル−2−エトキシエチルビニルエーテル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有するビニルエーテル類などが挙げられる。
なお、上記のビニルエーテル化合物のうち、ポリオキシアルキレン残基を含む場合のオキシアルキレン残基の繰り返し数は、15以下となることが分解後の揮発性の点から好ましい。
The secondary vinyl ether compound is appropriately selected and used according to the desired structure of the hemiacetal ester bond. For example, specific examples include vinyl ether compounds having a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton such as isopropyl vinyl ether, sec-butyl vinyl ether, sec-pentyl vinyl ether; cyclohexyl vinyl ether, tricyclodecanyl vinyl ether, pentacyclo Vinyl ether compounds containing an alicyclic saturated hydrocarbon skeleton such as pentadecanyl vinyl ether; 1-methoxyethyl vinyl ether, 1-ethoxyethyl vinyl ether, 1-methyl-2-methoxyethyl vinyl ether, 1-methyl-2-ethoxyethyl vinyl ether And vinyl ethers containing an ether bond in a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton.
Of the above vinyl ether compounds, when the polyoxyalkylene residue is contained, the number of oxyalkylene residue repeats is preferably 15 or less from the viewpoint of volatility after decomposition.

また、本発明のポリイミド前駆体においては、ポリマーの末端が、酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止されていることが、保存安定性の点から好ましい。
酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止する方法としては、例えば、アミン末端のポリイミド前駆体の場合は、無水酢酸でアミド化する方法や、フタル酸無水物や2,3−ナフタル酸無水物などの酸無水物で末端をアミック酸とする方法などが挙げられる。
末端が、芳香族カルボン酸であれば活性水素を持っていても、室温でビニルエーテルと反応しヘミアセタールエステル化されるので、この場合は、保存安定性を低下させない。
Moreover, in the polyimide precursor of this invention, it is preferable from the point of storage stability that the terminal of the polymer is end-capped by the structure which does not contain an acid anhydride group or active hydrogen.
As a method of end-capping with a structure not containing an acid anhydride group or active hydrogen, for example, in the case of an amine-terminated polyimide precursor, a method of amidation with acetic anhydride, phthalic anhydride or a few -The method of making an terminal an amic acid with acid anhydrides, such as a naphthalic anhydride, etc. are mentioned.
If the terminal is an aromatic carboxylic acid, even if it has active hydrogen, it reacts with vinyl ether at room temperature to form a hemiacetal ester, and in this case, storage stability is not lowered.

ポリイミド前駆体の重量平均分子量、または数平均分子量は、その用途にもよるが、3,000〜1,000,000の範囲であることが好ましく、5,000〜700,000の範囲であることがさらに好ましく、7,000〜100,000の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量または数平均分子量が3,000未満であると、塗膜又はフィルムとした場合に十分な強度が得られにくい。また、加熱処理等を施しポリイミドとした際の膜の強度も低くなる。一方、重量平均分子量または数平均分子量が1,000,000を超えると粘度が上昇し、溶解性も落ちてくるため、表面が平滑で膜厚が均一な塗膜又はフィルムが得られにくい。
ここで用いている分子量とは、公知の手法により得られる分子量であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値が例示され、数平均分子量は1H-NMRスペクトルから求めた末端部の繰り返し単位由来のピークと非末端部の繰り返し単位由来のピークの積分比から求める方法などが例示される。
The weight average molecular weight or number average molecular weight of the polyimide precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, and in the range of 5,000 to 700,000, depending on the application. Is more preferable, and the range of 7,000 to 100,000 is more preferable. When the weight average molecular weight or number average molecular weight is less than 3,000, it is difficult to obtain sufficient strength when a coating film or film is used. In addition, the strength of the film is reduced when heat treatment is performed to obtain polyimide. On the other hand, when the weight average molecular weight or number average molecular weight exceeds 1,000,000, the viscosity increases and the solubility decreases, so that it is difficult to obtain a coating film or film having a smooth surface and a uniform film thickness.
The molecular weight used here is a molecular weight obtained by a known method, and is exemplified by a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), and the number average molecular weight is the value of the end portion determined from the 1 H-NMR spectrum. Examples thereof include a method of determining from an integration ratio between a peak derived from a repeating unit and a peak derived from a non-terminal repeating unit.

次に、本発明に係るポリイミド前駆体樹脂組成物は、前記本発明に係るポリイミド前駆体と、ビニルエーテル化合物とを含有するものである。
本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物は、ビニルエーテル化合物を含有することから、保存安定性が飛躍的に向上する。
上記ポリイミド前駆体を単離すると、保存の過程で時間の経過とともに空気中の水分等の作用により加水分解され、徐々にポリアミック酸へ戻り得る。特に、比較的安定な脂肪族カルボン酸とビニルエーテル化合物からなる脂肪族ヘミアセタールエステル結合と異なり、芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物の反応などから得られる芳香族ヘミアセタールエステル結合は、両者を混合するだけで室温で反応が進行する反面、単体で存在すると空気中の水分などと反応し加水分解される場合が多い。
しかし、ヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体はビニルエーテル化合物と共存させることで、加水分解によって生成したカルボン酸が、再度、ヘミアセタールエステル化される。すなわち、合成直後のヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体と同様、実質的に全てのカルボキシル基がヘミアセタールエステル化されたポリイミド前駆体となる。その為、上記ポリイミド前駆体はビニルエーテル化合物と共存させることにより樹脂組成物としての保存安定性が良好となる。
本発明に用いられるポリイミド前駆体は2級のビニルエーテル化合物を反応させて得られる構造を有するが、2級のビニルエーテル化合物はカルボン酸との反応率が1級のビニルエーテル化合物に比べて高いため、本発明に用いられるポリイミド前駆体をビニルエーテル化合物と共存させると、特に高い保存安定性を示す。
Next, the polyimide precursor resin composition according to the present invention contains the polyimide precursor according to the present invention and a vinyl ether compound.
Since the polyimide precursor resin composition of the present invention contains a vinyl ether compound, the storage stability is dramatically improved.
When the polyimide precursor is isolated, it can be hydrolyzed by the action of moisture in the air with the passage of time in the course of storage and gradually return to the polyamic acid. In particular, unlike an aliphatic hemiacetal ester bond composed of a relatively stable aliphatic carboxylic acid and a vinyl ether compound, an aromatic hemiacetal ester bond obtained from a reaction of an aromatic carboxylic acid and a vinyl ether compound, etc., only mixes the two. While the reaction proceeds at room temperature, when it is present alone, it often reacts with moisture in the air and is hydrolyzed.
However, the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond coexists with a vinyl ether compound, whereby the carboxylic acid generated by hydrolysis is converted to a hemiacetal ester again. That is, like the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond immediately after synthesis, a polyimide precursor in which substantially all of the carboxyl groups are hemiacetal esterified is obtained. Therefore, when the polyimide precursor coexists with a vinyl ether compound, the storage stability as a resin composition is improved.
The polyimide precursor used in the present invention has a structure obtained by reacting a secondary vinyl ether compound, but the secondary vinyl ether compound has a higher reaction rate with a carboxylic acid than the primary vinyl ether compound. When the polyimide precursor used in the invention coexists with a vinyl ether compound, particularly high storage stability is exhibited.

さらにビニルエーテル化合物と共存していると、ポリアミック酸と同時に生成するアセトアルデヒドも酸化され難く、酢酸になり難くなる。さらに、アルコールも、他のヘミアセタールエステル結合と交換反応によってアセタール化合物となる為、結果的に樹脂組成物中に、活性水素を含まない状態となる。   Further, when coexisting with the vinyl ether compound, acetaldehyde generated simultaneously with the polyamic acid is hardly oxidized and is not easily converted to acetic acid. Furthermore, since alcohol also becomes an acetal compound by an exchange reaction with other hemiacetal ester bonds, as a result, the resin composition does not contain active hydrogen.

従って、活性水素を含む化合物の量に対して、過剰のビニルエーテル化合物が含まれている場合には、活性水素によって形成されたポリアミック酸が、速やかにヘミアセタールエステル結合となるために、実質的に上記樹脂組成物の特性は変化しない。
このサイクルが続くことで、空気中などから樹脂組成物中に混入した水分などが消費され、ヘミアセタールエステル結合が再生されることから、良好な溶液安定性を示す。
Therefore, when an excessive amount of vinyl ether compound is contained with respect to the amount of the compound containing active hydrogen, the polyamic acid formed by the active hydrogen quickly becomes a hemiacetal ester bond. The characteristics of the resin composition do not change.
By continuing this cycle, moisture and the like mixed in the resin composition is consumed from the air and the like, and the hemiacetal ester bond is regenerated, so that good solution stability is exhibited.

ビニルエーテル化合物の含有量としては、溶剤を含むポリイミド前駆体樹脂組成物全体中に1重量%〜90重量%であることが好ましく5重量%〜70重量%であることがさらに好ましい。またビニルエーテル化合物は、溶媒を含む場合には、溶媒100重量部に対して、55重量部以上含まれていることがポリイミド前駆体の保存安定性の点から好ましい。溶媒を含まない場合には、ビニルエーテル化合物が溶媒の代わりになる。
ビニルエーテル化合物の量が多ければ多いほど保存安定性が良好となる一方、特に芳香族骨格を多く含んだポリイミド前駆体を用いた場合には、溶解性が低下する傾向ある。
その為、保存安定性を良好にする観点では、ポリイミド前駆体樹脂組成物中の固形分が析出しない範囲でビニルエーテル化合物の量が出来るだけ多い方がよい。
As content of a vinyl ether compound, it is preferable that it is 1 to 90 weight% in the whole polyimide precursor resin composition containing a solvent, and it is further more preferable that it is 5 to 70 weight%. Moreover, when a vinyl ether compound contains a solvent, it is preferable from the point of the storage stability of a polyimide precursor that it is contained 55 parts weight or more with respect to 100 weight part of solvents. When no solvent is contained, a vinyl ether compound is substituted for the solvent.
The greater the amount of the vinyl ether compound, the better the storage stability. On the other hand, when a polyimide precursor containing a large amount of aromatic skeleton is used, the solubility tends to decrease.
Therefore, from the viewpoint of improving the storage stability, it is preferable that the amount of the vinyl ether compound is as large as possible within a range in which the solid content in the polyimide precursor resin composition does not precipitate.

また、本発明のポリイミド前駆体の合成に用いられるビニルエーテル化合物が2級のビニルエーテル化合物であることから、ポリイミド前駆体樹脂組成物に混合されるビニルエーテル化合物は2級のビニルエーテル化合物であることが好ましい。しかしながら、1級や3級のビニルエーテル化合物を用いても良いし、1級、2級、3級のビニルエーテル化合物を適宜混合して用いても良い。   Moreover, since the vinyl ether compound used for the synthesis | combination of the polyimide precursor of this invention is a secondary vinyl ether compound, it is preferable that the vinyl ether compound mixed with a polyimide precursor resin composition is a secondary vinyl ether compound. However, primary and tertiary vinyl ether compounds may be used, and primary, secondary, and tertiary vinyl ether compounds may be mixed as appropriate.

本発明に係るポリイミド前駆体樹脂組成物において、上記本発明に係るポリイミド前駆体は、別々に合成した2種以上のポリイミド前駆体を混合して用いても良い。更に、目的に応じて、1級のビニルエーテル化合物を用いて合成されたポリイミド前駆体や3級のビニルエーテル化合物を用いて合成されたポリイミド前駆体を適宜混合して用いても良い。
本発明に係るポリイミド前駆体樹脂組成物において、上記ポリイミド前駆体の固形分は、得られる膜の膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、溶剤を含む樹脂組成物全体中に、0.1重量%〜80重量%であることが好ましく、0.5重量%〜50重量%であることがさらに好ましい。固形分濃度が0.1重量%よりも小さい場合は、得られる塗膜の膜厚が薄く、表面に凹凸のある基板に対しての追従性が低下し、塗布むらが発生しやすい。一方、固形分濃度が80重量%より大きい場合は、粘度が大きくなり塗布途中での溶媒の揮発等による膜厚むらが発生しやすくなる。
また、本発明に係る樹脂組成物において、上記ポリイミド前駆体の固形分は、得られる膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、樹脂組成物中の溶剤と後述するビニルエーテル化合物を除いた固形分全体に対し、30重量%以上、50重量%以上含有することが好ましい。
In the polyimide precursor resin composition according to the present invention, the polyimide precursor according to the present invention may be used by mixing two or more kinds of polyimide precursors synthesized separately. Furthermore, a polyimide precursor synthesized using a primary vinyl ether compound or a polyimide precursor synthesized using a tertiary vinyl ether compound may be appropriately mixed and used according to the purpose.
In the polyimide precursor resin composition according to the present invention, the solid content of the polyimide precursor is 0. 0% in the entire resin composition containing a solvent from the viewpoint of film properties of the film obtained, particularly film strength and heat resistance. It is preferably 1% by weight to 80% by weight, and more preferably 0.5% by weight to 50% by weight. When the solid content concentration is less than 0.1% by weight, the film thickness of the obtained coating film is thin, the followability with respect to the substrate having irregularities on the surface is lowered, and uneven coating tends to occur. On the other hand, when the solid content concentration is larger than 80% by weight, the viscosity increases and film thickness unevenness due to volatilization of the solvent during the coating tends to occur.
Further, in the resin composition according to the present invention, the solid content of the polyimide precursor is a solid excluding the solvent in the resin composition and the vinyl ether compound described below from the viewpoint of film properties obtained, particularly film strength and heat resistance. It is preferable to contain 30% by weight or more and 50% by weight or more with respect to the whole portion.

本発明の樹脂組成物には、活性水素を含まないことが好ましく、活性水素を含有する化合物を含まないことが好ましい。特に、水を含まないことが好ましい。これらを含むと、ヘミアセタールエステル結合が徐々に分解し、保存安定性が低下する。
ヘミアセタールエステル結合は、水酸基などの活性水素を有する化合物と共存するとそれらとの交換反応が起こる場合がある。通常ヘミアセタール結合はヘミアセタールエステル結合よりも安定であるため、上記ポリイミド前駆体と水酸基含有化合物が共存すると、ヘミアセタールエステル結合が水酸基により消費されポリアミック酸が生成する。つまり、上記ポリイミド前駆体は水酸基など活性な水素を有する化合物と共存させると安定性が低下する。ヘミアセタールエステル結合の分解反応の速度は、その化学構造により異なり、ヘミアセタールエステル結合を生成する反応の速度が速いほど、分解の速度も速い傾向がある。
また保存安定性を良好にする観点から、樹脂組成物中の水分含有量は1重量%以下であることが好ましく、0.1重量%以下であることがさらに好ましい。さらには、実質的に水分を含まないことがもっとも好ましい。なおここで”実質的に水を含まない”とは、水による保存安定性の低下が観察されないほど組成物中の水の含有量が少ないことをいう。具体的には、組成物中の含水率が0.005重量%未満程度、更に0.001重量%未満である状態をいう。
The resin composition of the present invention preferably does not contain active hydrogen, and preferably does not contain a compound containing active hydrogen. In particular, it is preferable not to contain water. When these are included, the hemiacetal ester bond is gradually decomposed and storage stability is lowered.
When a hemiacetal ester bond coexists with a compound having active hydrogen such as a hydroxyl group, an exchange reaction with them may occur. Since hemiacetal bonds are usually more stable than hemiacetal ester bonds, when the polyimide precursor and a hydroxyl group-containing compound coexist, the hemiacetal ester bonds are consumed by hydroxyl groups to produce polyamic acid. That is, the stability of the polyimide precursor is lowered when it coexists with a compound having active hydrogen such as a hydroxyl group. The rate of the decomposition reaction of the hemiacetal ester bond varies depending on its chemical structure, and the higher the rate of the reaction that forms the hemiacetal ester bond, the higher the decomposition rate.
Further, from the viewpoint of improving storage stability, the water content in the resin composition is preferably 1% by weight or less, and more preferably 0.1% by weight or less. Furthermore, it is most preferable that it does not contain water substantially. Here, “substantially free of water” means that the content of water in the composition is so small that a decrease in storage stability due to water is not observed. Specifically, it refers to a state where the moisture content in the composition is less than about 0.005% by weight, and further less than 0.001% by weight.

さらに、ヘミアセタールエステル結合は酸や塩基の存在下、加水分解が触媒的に進行する。その為、樹脂組成物中に酸性物質や塩基を実質的に含まないことで、100%へミアセタールエステル結合とした本発明のポリイミド前駆体の保存安定性を向上させることが出来る。樹脂組成物中に酸性物質や塩基が含まれると、ポリイミド前駆体がポリアミック酸へと分解していき、更に分子量が低下していきやすい。
なおここで”酸性物質や塩基を実質的に含まない”とは、酸性物質や塩基による保存安定性の低下が観察されないほど組成物中の酸性物質や塩基の含有量が少ないことをいう。具体的には、組成物中の酸性物質又は塩基含有率が0.005重量%未満程度、更に0.001重量%未満である状態をいう。
Furthermore, hydrolysis of the hemiacetal ester bond proceeds catalytically in the presence of an acid or a base. Therefore, the storage stability of the polyimide precursor of the present invention having a 100% hemiacetal ester bond can be improved by substantially not containing an acidic substance or a base in the resin composition. When an acidic substance or a base is contained in the resin composition, the polyimide precursor is decomposed into polyamic acid, and the molecular weight is likely to further decrease.
Here, “substantially free of acidic substances and bases” means that the content of acidic substances and bases in the composition is so small that deterioration of storage stability due to acidic substances and bases is not observed. Specifically, it refers to a state in which the content of acidic substances or bases in the composition is less than about 0.005% by weight, and further less than 0.001% by weight.

樹脂組成物を溶解、分散又は希釈する溶剤としては各種の汎用溶剤を用いることが出来る。また、ポリイミド前駆体を調製した時の反応溶媒をそのまま用いても良い。これらは単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。ただ、樹脂組成物の保存安定性を高めるためには、活性水素を含まない溶媒を用いることが好ましい。さらに、同様の目的から骨格中にアミド結合など窒素原子を含有しない溶媒であることが好ましい。また、窒素原子を含有する溶媒を含まないことが好ましい。
また、ポリイミド前駆体の合成反応により得られた溶液をそのまま用い、必要に応じて他の成分を混合しても良い。
本発明の樹脂組成物に含まれるビニルエーテル化合物は、その構造の選択により、当該溶剤の代わりになる場合もある。その場合には、ポリイミド前駆体樹脂組成物を溶解、分散又は希釈するための溶剤は含まれなくても良い。
Various general-purpose solvents can be used as a solvent for dissolving, dispersing or diluting the resin composition. Moreover, you may use the reaction solvent at the time of preparing a polyimide precursor as it is. These may be used alone or in admixture of two or more. However, in order to increase the storage stability of the resin composition, it is preferable to use a solvent containing no active hydrogen. Furthermore, for the same purpose, a solvent that does not contain a nitrogen atom such as an amide bond in the skeleton is preferable. Moreover, it is preferable not to contain the solvent containing a nitrogen atom.
Moreover, you may use the solution obtained by the synthesis reaction of the polyimide precursor as it is, and mix another component as needed.
The vinyl ether compound contained in the resin composition of the present invention may be substituted for the solvent depending on the structure selected. In that case, a solvent for dissolving, dispersing or diluting the polyimide precursor resin composition may not be included.

使用可能な汎用溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、前記グリコールモノエーテル類の酢酸エステル(例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート)、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、蓚酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;塩化メチレン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、1−クロロプロパン、1−クロロブタン、1−クロロペンタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、その他の有機極性溶媒類等が挙げられ、更には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、及び、その他の有機非極性溶媒類等も挙げられる。これらの溶媒は単独若しくは組み合わせて用いられる。
この中でも、保存安定性が高く、溶解性に優れ高濃度の溶液を調製できる観点から、ラクトン類、スルホキシド類を用いることが好ましい。
Usable general-purpose solvents include, for example, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone Ketones such as cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, acetate esters of the above glycol monoethers (for example, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve) Acetate), methoxypropyl acetate, ethoxypropyl acetate, dimethyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate and the like; Halogenated hydrocarbons such as tylene, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene; -Lactones such as butyrolactone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, other organic polar solvents, and the like. Furthermore, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and other organic nonpolar solvents And so on. These solvents are used alone or in combination.
Among these, lactones and sulfoxides are preferably used from the viewpoint of high storage stability, excellent solubility, and the ability to prepare a high-concentration solution.

本発明に係る樹脂組成物は、ポリイミド前駆体とビニルエーテル化合物と、必要に応じて溶媒だけの単純な混合物であってもよいが、さらに適宜、界面活性剤等のその他の成分を配合して、樹脂組成物を調製してもよい。   The resin composition according to the present invention may be a simple mixture of a polyimide precursor, a vinyl ether compound, and, if necessary, a solvent alone, and further appropriately blend other components such as a surfactant, A resin composition may be prepared.

本発明に係る樹脂組成物には、本発明の目的と効果を妨げない限り、加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。また、その機能又は形態としては顔料、フィラー、繊維等がある。   The resin composition according to the present invention is blended with various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds in addition to impart processing characteristics and various functionalities, as long as the object and effect of the present invention are not hindered. May be. For example, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate, and these may have a porous or hollow structure. The function or form includes pigments, fillers, fibers, and the like.

その他の任意成分の配合割合は、任意成分の性質により適宜選択され特に限定されないが、樹脂組成物の溶剤とビニルエーテル化合物を除いた固形分全体に対し、0.1重量%〜30重量%の範囲が好ましい。0.1重量%未満だと、添加物を添加した効果が発揮されにくく、30重量%を超えると、最終的に得られる樹脂硬化物の特性が最終生成物に反映されにくい。   The blending ratio of other optional components is appropriately selected depending on the properties of the optional components and is not particularly limited, but is in the range of 0.1% by weight to 30% by weight with respect to the entire solid content excluding the solvent and vinyl ether compound of the resin composition. Is preferred. If it is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is difficult to be exhibited, and if it exceeds 30% by weight, the properties of the finally obtained cured resin are hardly reflected in the final product.

本発明に係る樹脂組成物は、さまざまなコーティングプロセスや成形プロセスに用いられて、膜(フィルム)や3次元的形状の成形体を作製することができる。   The resin composition according to the present invention can be used in various coating processes and molding processes to produce a film (film) or a three-dimensional shaped molded body.

本発明の樹脂組成物より得られるポリイミドは、その前駆体のヘミアセタールエステル化部位の脱離性が優れるため保護成分由来の分解残渣の含有が少ない。その為、ポリイミドの耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の本来の特性も損なわれておらず、良好である。
例えば、本発明の樹脂組成物から得られるポリイミドの窒素中で測定した5%重量減少温度は、250℃以上であることが好ましく、300℃以上であることがさらに好ましい。特に、はんだリフローの工程を通るような電子部品等の用途に用いる場合は、5%重量減少温度が300℃以下であると、はんだリフローの工程で発生した分解ガスにより気泡等の不具合が発生する恐れがある。
ここで、5%重量減少温度とは、熱重量分析装置を用いて重量減少を測定した時に、サンプルの重量が初期重量から5%減少した時点(換言すればサンプル重量が初期の95%となった時点)の温度である。同様に10%重量減少温度とはサンプル重量が初期重量から10%減少した時点の温度である。
Since the polyimide obtained from the resin composition of the present invention is excellent in the detachability of the hemiacetal esterification site of the precursor, it contains little decomposition residue derived from the protective component. Therefore, the original properties such as heat resistance, dimensional stability and insulation of polyimide are not impaired and are good.
For example, the 5% weight loss temperature measured in nitrogen of polyimide obtained from the resin composition of the present invention is preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 300 ° C. or higher. In particular, when used in applications such as electronic parts that pass through the solder reflow process, if the 5% weight loss temperature is 300 ° C. or less, defects such as bubbles occur due to the decomposition gas generated in the solder reflow process. There is a fear.
Here, the 5% weight reduction temperature is the time when the weight of the sample is reduced by 5% from the initial weight when the weight loss is measured using a thermogravimetric analyzer (in other words, the sample weight becomes 95% of the initial weight). Temperature). Similarly, the 10% weight reduction temperature is a temperature at which the sample weight is reduced by 10% from the initial weight.

本発明の樹脂組成物から得られるポリイミドのガラス転移温度は、耐熱性の観点から260℃以上であることが好ましい。半田リフローの工程がある電子部材などでは、重要である。光導波路のように熱成形プロセスが考えられる用途においては、120℃〜400℃程度のガラス転移温度を示すことが好ましく、200℃〜370℃程度のガラス転移温度を示すことがさらに好ましい。
ここで本発明におけるガラス転移温度は、樹脂組成物から得られるポリイミドをフィルム形状にすることが出来る場合には、動的粘弾性測定によって、tanδ(tanδ=損失弾性率(E’’)/貯蔵弾性率(E’))のピーク温度から求められる。動的粘弾性測定としては、例えば、粘弾性測定装置Solid Analyzer RSA II(Rheometric Scientific社製)によって、周波数1Hz、昇温速度5℃/minにより行うことができる。樹脂組成物から得られるポリイミドをフィルム形状にできない場合には、示差熱分析装置(DSC)のベースラインの変曲点の温度で判断する。
The glass transition temperature of the polyimide obtained from the resin composition of the present invention is preferably 260 ° C. or higher from the viewpoint of heat resistance. This is important for electronic members that have a solder reflow process. In applications where a thermoforming process is considered, such as an optical waveguide, it is preferable to exhibit a glass transition temperature of about 120 ° C. to 400 ° C., and more preferably a glass transition temperature of about 200 ° C. to 370 ° C.
Here, when the polyimide obtained from the resin composition can be formed into a film shape, the glass transition temperature in the present invention is tan δ (tan δ = loss elastic modulus (E ″) / storage) by dynamic viscoelasticity measurement. It is obtained from the peak temperature of the elastic modulus (E ′). The dynamic viscoelasticity measurement can be performed, for example, with a viscoelasticity measuring apparatus Solid Analyzer RSA II (manufactured by Rheometric Scientific) at a frequency of 1 Hz and a temperature increase rate of 5 ° C./min. When the polyimide obtained from the resin composition cannot be formed into a film shape, the determination is made based on the temperature of the inflection point of the baseline of the differential thermal analyzer (DSC).

本発明の樹脂組成物から得られるポリイミドは寸法安定性の観点から、線熱膨張係数は60ppm以下が好ましく、0ppm〜40ppmの範囲がさらに好ましい。半導体素子等の製造プロセスにおいてシリコンウェハ上に膜を形成する場合には、密着性、基板のそりの観点から0ppm〜25ppmの範囲がさらに好ましい。ここで、本発明における線熱膨張係数とは、本発明で得られるポリイミド前駆体樹脂組成物から得られるポリイミドのフィルムの熱機械的分析装置(TMA)によって求めることができる。熱機械的分析装置(例えばThermo Plus TMA8310(リガク社製)によって、昇温速度を10℃/min、評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2として得られる。 From the viewpoint of dimensional stability, the polyimide obtained from the resin composition of the present invention preferably has a linear thermal expansion coefficient of 60 ppm or less, and more preferably in the range of 0 ppm to 40 ppm. In the case of forming a film on a silicon wafer in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, the range of 0 ppm to 25 ppm is more preferable from the viewpoint of adhesion and warpage of the substrate. Here, the linear thermal expansion coefficient in this invention can be calculated | required with the thermomechanical analyzer (TMA) of the film of the polyimide obtained from the polyimide precursor resin composition obtained by this invention. Using a thermomechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA8310 (manufactured by Rigaku Corporation), the heating rate is 10 ° C./min, and the tensile load is 1 g / 25,000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same. .

本発明の樹脂組成物から得られるポリイミドは、同様に寸法安定性の観点から、湿度膨張係数は40ppm以下が好ましく、20ppm以下がさらに好ましい。理想的には10ppm〜0ppmが好ましい。
ここで、本発明における湿度膨張係数とは、本発明で得られる樹脂組成物から得られるポリイミドのフィルムの湿度可変機械的分析装置(S−TMA)によって求めることができる。湿度可変機械的分析装置(例えばThermo Plus TMA8310改(リガク社製))によって、温度を25℃で一定とし、湿度を20%RHの環境下でサンプルが安定となった状態で、湿度を50%Rhに変化させ、それが安定となった際のサンプル長の変化を、湿度の変化(この場合50−20の30)で割り、その値を、サンプル長で割った値が湿度膨張係数である。評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2として得られる。
Similarly, the polyimide obtained from the resin composition of the present invention preferably has a humidity expansion coefficient of 40 ppm or less, more preferably 20 ppm or less, from the viewpoint of dimensional stability. Ideally, 10 ppm to 0 ppm is preferable.
Here, the humidity expansion coefficient in this invention can be calculated | required with the humidity variable mechanical analyzer (S-TMA) of the film of the polyimide obtained from the resin composition obtained by this invention. With a variable humidity mechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA8310 modified (manufactured by Rigaku Corporation)), the temperature is kept constant at 25 ° C., and the humidity is 50% with the sample stabilized in an environment of 20% RH. The change in sample length when it is changed to Rh and becomes stable is divided by the change in humidity (in this case, 30 of 50-20), and the value divided by the sample length is the humidity expansion coefficient. . The tensile load is 1 g / 25000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same.

本発明に係る樹脂組成物からなる膜又は成形体は、公知の方法により作製することができる。例えば膜は、本発明の樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥させて得ることができる。このとき、基板とはポリイミド膜を形成したい対象物であり、銅やステンレス等の金属や、シリコンや金属酸化物、金属窒化物などの無機物、ポリイミドや、ポリベンゾオキサゾールなどの有機物などが例示されるが、本発明においては基板によって密着性等が若干変化するものの、パターン形成や得られる膜の特性については、本質的には変化しないので基板は特に限定されない。
塗布方法についても、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法などの手法が挙げられるが、特に限定されず、公知の手法を用いることができる。本発明のパターン形成方法は、どの塗布方法で得られた膜においても用いることが出来る。
乾燥は、ホットプレートやオーブンなど、適宜、公知の加熱手法を用いることが出来る。
A film or a molded body comprising the resin composition according to the present invention can be produced by a known method. For example, the film can be obtained by applying the resin composition of the present invention on a substrate and drying it. At this time, the substrate is an object on which a polyimide film is to be formed, and examples thereof include metals such as copper and stainless steel, inorganic materials such as silicon, metal oxides, and metal nitrides, and organic materials such as polyimide and polybenzoxazole. However, in the present invention, although the adhesiveness and the like slightly change depending on the substrate, the substrate is not particularly limited because the pattern formation and the characteristics of the obtained film are essentially not changed.
Examples of the application method include spin coating, die coating, and dip coating, but are not particularly limited, and known methods can be used. The pattern forming method of the present invention can be used for a film obtained by any coating method.
For drying, a known heating method such as a hot plate or an oven can be appropriately used.

本発明のポリイミド前駆体は、公知の手法によってポリイミドとすることが可能である。通常は、オーブンやホットプレートなどにより加熱することでイミド化を行う場合が多い。
一般にポリアミック酸は150℃程度から徐々にイミド化が進行し、200℃以上の温度においてほぼイミド化が完了すると言われている。ただし、より高度な信頼性を求める場合には、より完全にイミド化を進行させることが必要であり、その場合は、最終的に得られるポリイミド膜のTg以上の温度での加熱が理想的である。しかし、一般には300℃〜400℃の温度で加熱すれば十分実用的な信頼性を示すポリイミド膜が得られる。
The polyimide precursor of the present invention can be made into polyimide by a known method. Usually, imidization is often performed by heating with an oven or a hot plate.
In general, it is said that polyamic acid gradually undergoes imidization from about 150 ° C., and imidization is almost completed at a temperature of 200 ° C. or higher. However, when higher reliability is required, it is necessary to proceed with imidization more completely. In that case, it is ideal to heat the polyimide film finally obtained at a temperature equal to or higher than Tg. is there. However, in general, a polyimide film having sufficiently practical reliability can be obtained by heating at a temperature of 300 ° C. to 400 ° C.

本発明の樹脂組成物の場合、ヘミアセタールエステル結合が、150℃程度でほぼ完全に分解することから、150℃以下の温度での加熱時間を長くすることで、保護基由来の成分のより完全な脱離を促進することが出来る。加熱時間は長ければ長いほどポリイミド中の残存物を減らす観点からは好ましいが、生産性とのバランスをとる上で40℃以上150℃以下の範囲の温度で通算1分〜180分で加熱されることが好ましく、5分〜120分の加熱が行われることが、より好ましい。   In the case of the resin composition of the present invention, the hemiacetal ester bond is almost completely decomposed at about 150 ° C. Can be promoted. The longer the heating time, the better from the viewpoint of reducing the residue in the polyimide. However, in order to balance the productivity, the heating is performed at a temperature in the range of 40 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to 180 minutes in total. The heating is preferably performed for 5 minutes to 120 minutes.

さらにその後、イミド化を完全に進行させるために、目的に応じて180℃〜450℃、好ましくは200℃〜400℃の範囲で加熱を行う。好ましくは、加熱温度の最高温度が251℃以上400℃以下である。
特に100℃以上の温度を加える際には、ポリイミドや基板の酸化を防止するため窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気下で行うことが好ましい。さらに、ポリイミド中への残存物を減らすためには、減圧下で行うことが好ましい。
Thereafter, in order to completely proceed with imidization, heating is performed in the range of 180 ° C. to 450 ° C., preferably 200 ° C. to 400 ° C. depending on the purpose. Preferably, the maximum heating temperature is 251 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.
In particular, when a temperature of 100 ° C. or higher is applied, it is preferably performed in an inert atmosphere such as nitrogen or argon in order to prevent oxidation of the polyimide or the substrate. Furthermore, in order to reduce the residue in a polyimide, it is preferable to carry out under reduced pressure.

以上に述べたように、本発明に係るポリイミド前駆体は、簡便に安価な原料で合成することが可能であるヘミアセタールエステル結合を有することで、保存安定性が高い。加えて、ヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体は、ヘミアセタールエステル結合が容易に分解し且つヘミアセタールエステル結合の分解によって発生したポリアミック酸以外の分解物の揮発性が高いことにより、最終的に得られるポリイミド膜中への残存物がほとんどない。さらには、ヘミアセタールエステル化は種々の骨格へ適用可能であるので、用いるポリイミド前駆体の骨格の選択の幅が広い。   As described above, the polyimide precursor according to the present invention has high storage stability because it has a hemiacetal ester bond that can be easily synthesized with an inexpensive raw material. In addition, the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond is finally decomposed by the high volatility of decomposition products other than polyamic acid generated by the decomposition of the hemiacetal ester bond and the decomposition of the hemiacetal ester bond. There is almost no residue in the resulting polyimide film. Furthermore, since hemiacetal esterification can be applied to various skeletons, there is a wide range of selection of the skeleton of the polyimide precursor to be used.

本発明に係るポリイミド前駆体および樹脂組成物は、印刷インキ、接着剤、充填剤、電子材料、光回路部品、成形材料、レジスト材料、建築材料、3次元造形、光学部材等、樹脂材料が用いられる公知の全ての分野・製品に利用できる   The polyimide precursor and resin composition according to the present invention use resin materials such as printing inks, adhesives, fillers, electronic materials, optical circuit components, molding materials, resist materials, building materials, three-dimensional modeling, and optical members. Can be used in all known fields and products

本発明に係るポリイミド前駆体および樹脂組成物は、広範な構造のポリイミド前駆体を選択できる為、それによって得られる硬化物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等のポリイミドが特徴的に有する機能を付与することが可能であることから、ポリイミドが適用されている公知の全ての部材用のフィルム、塗膜又は3次元構造物として好適である。
本発明に係るポリイミド前駆体および樹脂組成物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野・製品、例えば、塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として好適に用いられる。中でも、本発明のポリイミド前駆体樹脂組成物は、電子部品用絶縁材料として好適に用いられる。
Since the polyimide precursor and the resin composition according to the present invention can select a polyimide precursor having a wide range of structures, the cured product obtained thereby has characteristically polyimides such as heat resistance, dimensional stability, and insulation. Since the function can be imparted, it is suitable as a film, coating film or three-dimensional structure for all known members to which polyimide is applied.
The polyimide precursor and resin composition according to the present invention are used in a wide range of fields and products in which properties such as heat resistance, dimensional stability, and insulation are effective, such as paints or printing inks, color filters, and flexible displays. Films, semiconductor devices, electronic parts, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit parts, antireflection films, holograms, optical members, or building materials are suitably used. Especially, the polyimide precursor resin composition of this invention is used suitably as an insulating material for electronic components.

また、本発明においては、本発明に係るポリイミド前駆体及び/又はその熱硬化物、或いは、ポリイミド前駆体樹脂組成物及び/又はその熱硬化物により少なくとも一部分が形成されている電子部品が提供される。ここでその熱硬化物とは、ポリイミド前駆体が熱により一部又は完全にポリイミド化されて硬化した物をいう。   Moreover, in this invention, the electronic component by which the polyimide precursor which concerns on this invention and / or its thermosetting material or the polyimide precursor resin composition and / or its thermosetting material at least one part is formed is provided. The Here, the thermoset is a product obtained by partially or completely polyimide-curing a polyimide precursor by heat.

(実施例1)
100mlの3つ口フラスコを窒素気流下加熱し、十分乾燥させた後、空気中の水分に対して十分注意しながら、ジメチルアセトアミド溶媒で重合し、アセトンのよって再沈殿生成後、乾燥させたBPDA−ODA(3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミック酸 NMRから求めた数平均分子量Mn=12000)の白色固体 0.99g、乾燥させたγ−ブチロラクトン5mlを投入し、シクロヘキシルビニルエーテル(CVE) 5gを添加した。添加してから1時間後に、ポリアミック酸は完全に溶解していなかった。
乾燥させた窒素気流下、室温(25℃)で、88時間マグネティックスターラーによって撹拌した。当初は、BPDA−ODAがγ−ブチロラクトンに溶解していなかったが、反応の進行とともに固体が溶解していき、褐色の溶液となった。その後、反応液の半分を乾燥させたジエチルエーテルで再沈殿し、下記式で表されるBPDA−ODAのシクロヘキシルビニルエーテル保護体(ポリイミド前駆体1)の白色固体を定量的に得た。H−NMRによって解析を行い6.2ppm付近のヘミアセタールエステル結合の酸素と酸素の間の炭素に結合する水素のピークの積分値とジフェニルエーテルの芳香環の水素のピークの積分比より保護率(カルボキシル基に対するヘミアセタールエステル結合の反応率)が100%であることを確認した。
Example 1
A 100 ml three-necked flask was heated in a nitrogen stream and dried thoroughly, then polymerized with a dimethylacetamide solvent, paying careful attention to moisture in the air, reprecipitated with acetone, and then dried BPDA -0.99 g of white solid of ODA (number average molecular weight Mn = 12000 determined from polyamic acid NMR consisting of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether), dried 5 ml of γ-butyrolactone was added, and 5 g of cyclohexyl vinyl ether (CVE) was added. One hour after the addition, the polyamic acid was not completely dissolved.
The mixture was stirred with a magnetic stirrer at room temperature (25 ° C.) for 88 hours under a dried nitrogen stream. Initially, BPDA-ODA was not dissolved in γ-butyrolactone, but as the reaction progressed, the solid dissolved and became a brown solution. Thereafter, half of the reaction solution was reprecipitated with dried diethyl ether to quantitatively obtain a white solid of BPDA-ODA cyclohexyl vinyl ether protector (polyimide precursor 1) represented by the following formula. Analyzed by 1 H-NMR, the protection ratio (carboxyl) was determined from the integral value of the hydrogen peak bound to carbon between oxygen and oxygen of the hemiacetal ester bond around 6.2 ppm and the integral ratio of the hydrogen peak of the aromatic ring of diphenyl ether. It was confirmed that the reaction rate of the hemiacetal ester bond to the group was 100%.

(実施例2〜3)
実施例1と同様の条件で、シクロヘキシルビニルエーテルを表1に示す他のビニルエーテル化合物に変化させて合成を行った。いずれの実験もゲル化は起こらずポリイミド前駆体2〜3の白色個体を得た。実施例1と同様にしてH−NMRによって解析を行い、実施例2〜3の保護率(カルボキシル基に対するヘミアセタールエステル結合の反応率)が100%であることを確認した。
(Examples 2-3)
Synthesis was performed under the same conditions as in Example 1, except that cyclohexyl vinyl ether was changed to other vinyl ether compounds shown in Table 1. In all experiments, gelation did not occur and white solids of polyimide precursors 2 to 3 were obtained. Analysis was conducted by 1 H-NMR in the same manner as in Example 1, and it was confirmed that the protection rate (reaction rate of hemiacetal ester bond to carboxyl group) in Examples 2 to 3 was 100%.

(実施例4)
ポリアミック酸を、BPDA−4PPD−1ODA(酸二無水物は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用い、ジアミンはパラフェニレンジアミンと4,4‘−ジアミノジフェニルエーテルをモル比で4:1で混合し合成したポリアミック酸 NMRから求めた数平均分子量Mn=14000)、に変えた以外は、実施例1と同様の条件で、ポリイミド前駆体4の合成を行った。
Example 4
Polyamic acid is BPDA-4PPD-1ODA (acid dianhydride is 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, diamine is paraphenylenediamine and 4,4′-diaminodiphenyl ether. The polyimide precursor 4 was synthesized under the same conditions as in Example 1 except that the polyamic acid synthesized by mixing at a molar ratio of 4: 1 was changed to the number average molecular weight Mn determined from NMR (14000).

また同時に実施例1〜4で半分残した反応液をポリイミド前駆体樹脂組成物1〜4とした。当該ポリイミド前駆体樹脂組成物1〜4は、室温で保管後450時間までゲル化や沈殿物の生成等の変化はなかった。   At the same time, the reaction liquids half left in Examples 1 to 4 were designated polyimide precursor resin compositions 1 to 4. The polyimide precursor resin compositions 1 to 4 did not change in gelation or precipitate formation until 450 hours after storage at room temperature.

(比較例1)
実施例1と同様の条件で、用いるビニルエーテルを、下記構造式を有するVEEA(日本触媒製)を5gに変更して反応を行った。その結果、200時間後に反応液がゲル化した。
(Comparative Example 1)
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the vinyl ether used was changed to 5 g of VEEA (manufactured by Nippon Shokubai) having the following structural formula. As a result, the reaction solution gelled after 200 hours.

(比較例2)
実施例1と同様の条件で、用いるビニルエーテルを、VEEA(日本触媒製)とn-ブチルビニルエーテルを、モル等量で1:1で混合したものを5gに変更して反応を行った。その結果、290時間後に反応液がゲル化した。
(Comparative Example 2)
Under the same conditions as in Example 1, the reaction was carried out by changing the vinyl ether used to VEEA (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) and n-butyl vinyl ether at a molar equivalent of 1: 1 in 5 g. As a result, the reaction solution gelled after 290 hours.

(比較例3)
実施例1と同様の条件で、溶媒を、乾燥させたn-メチルピロリドンに変更して反応を行ったところ、保護率が25%となり、本発明のポリイミド前駆体は得られなかった。
(Comparative Example 3)
When the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the solvent was changed to dried n-methylpyrrolidone, the protection rate was 25%, and the polyimide precursor of the present invention was not obtained.

(比較例4)
実施例1と同様の条件で、溶媒を、乾燥させたジメチルアセトアミドに変更して反応を行ったところ、保護率が26%となり、本発明のポリイミド前駆体は得られなかった。
(Comparative Example 4)
When the reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the solvent was changed to dried dimethylacetamide, the protection rate was 26%, and the polyimide precursor of the present invention was not obtained.

(比較例5)
実施例1と同様の条件で、溶媒を乾燥させたテトラヒドロフラン:メタノール=4:1に変更して反応を行ったところ、反応開始後170時間後に保護率が67%であった。
(Comparative Example 5)
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the solvent was dried and tetrahydrofuran: methanol = 4: 1. The degree of protection was 67% 170 hours after the start of the reaction.

(比較例6)
実施例1の条件で用いるビニルエーテルを、n-ブチルビニルエーテルを5gに変更して反応を行ったところ、反応開始後112時間後に保護率が100%であった(比較ポリイミド前駆体6)。比較例6で半分残した反応液を比較ポリイミド前駆体樹脂組成物6とした。
(Comparative Example 6)
When the reaction was carried out by changing the vinyl ether used in the conditions of Example 1 to 5 g of n-butyl vinyl ether, the protection rate was 100% 112 hours after the start of the reaction (Comparative polyimide precursor 6). The reaction solution half left in Comparative Example 6 was designated as Comparative Polyimide Precursor Resin Composition 6.

(比較例7)
実施例1の条件で用いるビニルエーテルを、t-ブチルビニルエーテルを5gに変更して反応を行ったところ、反応開始後48時間後に保護率が100%であった(比較ポリイミド前駆体7)。比較例7で半分残した反応液を比較ポリイミド前駆体樹脂組成物7とした。
(Comparative Example 7)
When the reaction was carried out by changing the vinyl ether used under the conditions of Example 1 to 5 g of t-butyl vinyl ether, the protection rate was 100% 48 hours after the start of the reaction (Comparative polyimide precursor 7). The reaction liquid half left in Comparative Example 7 was designated as Comparative Polyimide Precursor Resin Composition 7.

(比較例8)
実施例1の条件で用いるビニルエーテルを、エチレングリコールブチルビニルエーテルを5gに変更して反応を行ったところ、反応開始後112時間後に保護率が100%であった(比較ポリイミド前駆体8)。比較例8で半分残した反応液を比較ポリイミド前駆体樹脂組成物8とした。
(Comparative Example 8)
When the vinyl ether used under the conditions of Example 1 was changed to 5 g of ethylene glycol butyl vinyl ether, the reaction rate was 100% after 112 hours from the start of the reaction (Comparative polyimide precursor 8). The reaction liquid half left in Comparative Example 8 was designated as Comparative Polyimide Precursor Resin Composition 8.

(参考例1)
実施例1と同様の条件で、用いるビニルエーテルを、VEEA(日本触媒製)とn-ブチルビニルエーテルを、モル等量で35:65で混合したものを5gに変更して反応を行った。その結果、室温で保管後350時間までゲル化や沈殿物の生成等の変化はなかった。
(Reference Example 1)
Under the same conditions as in Example 1, the reaction was carried out by changing the vinyl ether used to VEEA (manufactured by Nippon Shokubai) and n-butyl vinyl ether in a molar equivalent of 35:65 to 5 g. As a result, there was no change in gelation or precipitate formation until 350 hours after storage at room temperature.

以上の結果から、2級のビニルエーテル化合物由来の本発明のポリイミド前駆体1〜4は、3級のビニルエーテル化合物由来の比較ポリイミド前駆体7よりは反応時間を要するものの、1級のビニルエーテル化合物由来の比較ポリイミド前駆体6や比較ポリイミド前駆体8よりは、短時間で反応が完了することが確認された。   From the above results, although the polyimide precursors 1 to 4 of the present invention derived from the secondary vinyl ether compound require a reaction time more than the comparative polyimide precursor 7 derived from the tertiary vinyl ether compound, they are derived from the primary vinyl ether compound. It was confirmed that the reaction was completed in a shorter time than the comparative polyimide precursor 6 and the comparative polyimide precursor 8.

◎モデル化合物の合成
(合成例1〜6)
実施例1と同様の手法で、下記の構造のモデル化合物1〜6を合成した。いずれの実験もゲル化は起こらず、カルボキシル基の保護率は100%であった。
Synthesis of model compounds (Synthesis Examples 1-6)
In the same manner as in Example 1, model compounds 1 to 6 having the following structures were synthesized. In any experiment, gelation did not occur, and the protection rate of the carboxyl group was 100%.

<保存安定性評価>
上記合成例で得られたモデル化合物1〜6の2重量%重ジメチルスルホキシド溶液(非脱水)について、室温で24時間保管後のヘミアセタールエステル結合の分解率を測定した。分解率は、実施例1と同様に1H−NMRを用いて保護率を測定し、下記式により求めた。
分解率(%)=(1−保管後の保護率/調製直後の保護率)×100
<Storage stability evaluation>
With respect to the 2 wt% heavy dimethyl sulfoxide solution (non-dehydrated) of the model compounds 1 to 6 obtained in the above synthesis examples, the decomposition rate of the hemiacetal ester bond after storage for 24 hours at room temperature was measured. The decomposition rate was determined by the following formula after measuring the protection rate using 1H-NMR in the same manner as in Example 1.
Decomposition rate (%) = (1−protection rate after storage / protection rate immediately after preparation) × 100

PMDA、BPDAともに低線熱膨張係数を示すようなポリイミドに対して用いられる代表的な酸二無水物であるが、この結果より、酸二無水物ではPMDAよりBPDAを用いた方が安定性の高いヘミアセタールエステル結合を形成することが明らかとなった。さらに、保護に用いるビニルエーテル化合物は、3級<2級<1級の順で安定性が高かった(分解率が小さい方が安定)。
溶液中で24時間後にはPMDA系はほぼ完全に分解していることが明らかとなった。
Both PMDA and BPDA are typical acid dianhydrides used for polyimides exhibiting a low coefficient of linear thermal expansion. From this result, it is more stable to use BPDA than PMDA for acid dianhydrides. It was revealed that a high hemiacetal ester bond was formed. Furthermore, the vinyl ether compounds used for protection showed higher stability in the order of grade 3 <grade 2 <grade 1 (the smaller the decomposition rate, the more stable).
After 24 hours in solution, the PMDA system was found to be almost completely degraded.

同様の実験を、上記実施例、および比較例で得られたポリイミド前駆体1、並びに、比較ポリイミド前駆体6、比較ポリイミド前駆体7および比較ポリイミド前駆体8の2重量%重ジメチルスルホキシド溶液(非脱水)について、室温で24時間保管後、及び120時間保管後のヘミアセタールエステル結合の分解率を測定した。分解率は、実施例1と同様に1H−NMRを用い、そのピークの積分比より求めた。   A similar experiment was conducted using a polyimide precursor 1 obtained in the above-mentioned Examples and Comparative Examples, and a 2 wt% heavy dimethyl sulfoxide solution of non-comparative polyimide precursor 6, comparative polyimide precursor 7 and comparative polyimide precursor 8 (non- For dehydration, the degradation rate of the hemiacetal ester bond was measured after storage at room temperature for 24 hours and after storage for 120 hours. The decomposition rate was determined from the integration ratio of the peaks using 1H-NMR as in Example 1.

保護基の構造の保存安定性に対する影響は、ポリイミド前駆体においても、モデル化合物における実験と同様の傾向を示した。
また、モデル化合物との比較により、分子量が大きい方が、分解安定性が高くなることも確認された。
The influence of the structure of the protecting group on the storage stability showed the same tendency in the polyimide precursor as in the experiment with the model compound.
In addition, it was confirmed by comparison with the model compound that the higher the molecular weight, the higher the decomposition stability.

<熱分解性評価>
ポリイミド前駆体1、並びに、比較ポリイミド前駆体6、比較ポリイミド前駆体7および比較ポリイミド前駆体8の2重量%重ジメチルスルホキシド溶液(非脱水)を用いて、加熱した際の保護率を測定した。保護率は、各温度においてNMRチューブ中において5分加熱を行ったのち、実施例1と同様に1H−NMRを用い、そのピークの積分比より求めた。加熱温度と各ポリイミド前駆体の保護率の関係を表したグラフを図1に示す。
<Thermal decomposition evaluation>
Using a polyimide precursor 1, a 2% by weight heavy dimethyl sulfoxide solution (non-dehydrated) of the comparative polyimide precursor 6, the comparative polyimide precursor 7, and the comparative polyimide precursor 8, the protection ratio when heated was measured. The degree of protection was determined from the integration ratio of the peaks using 1H-NMR in the same manner as in Example 1 after heating in an NMR tube at each temperature for 5 minutes. A graph showing the relationship between the heating temperature and the protection rate of each polyimide precursor is shown in FIG.

図1に示されるように、熱分解性は、上記保存安定性と同様の傾向が示された。この結果より、溶液中では、120℃程度の加熱において、ヘミアセタールエステル結合が全て解裂していることがわかった。比較ポリイミド前駆体7は、調製直後は保護率が100%であったが測定作業中に保護基の分解が進行し、測定開始時の室温での保護率が100%ではなかった。   As shown in FIG. 1, the thermal degradability showed the same tendency as the storage stability. From this result, it was found that all hemiacetal ester bonds were cleaved in the solution when heated at about 120 ° C. The comparative polyimide precursor 7 had a protection rate of 100% immediately after preparation, but decomposition of the protecting group proceeded during the measurement operation, and the protection rate at room temperature at the start of the measurement was not 100%.

<塗膜の加熱時の安定性評価>
次に、赤外分光を用いて、実際の塗膜における加熱時の安定性を確認した。
サンプルは、ポリイミド前駆体樹脂組成物1を用い、クロムめっきされたガラス上に膜厚1μm±0.1μmの塗膜を形成し、ホットプレート上で1分間に5℃の割合で室温から150℃まで昇温しながらリアルタイムでIRスペクトルを測定した。
得られたスペクトルのうち、アセタール部位由来の1120cm−1のピークについて、初期のピーク強度を100と規格化し、ピークの強度を温度に対してプロットした図を図2に示す。
<Stability evaluation during heating of coating film>
Next, the stability at the time of heating in an actual coating film was confirmed using infrared spectroscopy.
The sample uses polyimide precursor resin composition 1 and forms a 1 μm ± 0.1 μm-thick film on chrome-plated glass, and from room temperature to 150 ° C. at a rate of 5 ° C. per minute on a hot plate. The IR spectrum was measured in real time while raising the temperature.
FIG. 2 shows a diagram in which the initial peak intensity is normalized to 100 and the peak intensity is plotted with respect to the temperature for the 1120 cm −1 peak derived from the acetal site in the obtained spectrum.

高温領域で約10程度の規格化強度のあたりでピーク強度が変化しなくなっている。これは、この部分にスペクトルのベースラインがある、または隣のピークの裾がかかっている為と思われる。そのことから、ポリイミド前駆体1は、110℃付近でほぼ完全に保護基が解裂しているものと推定される。
また、加熱に伴い規格化ピーク強度が徐々に小さくなっているのは、膜中に残存するビニルエーテル化合物のピークと重なっていた為、ビニルエーテル化合物の膜からの揮発に伴い、強度が減少したものと考えている。
The peak intensity no longer changes around the normalized intensity of about 10 in the high temperature region. This is probably because there is a spectrum baseline in this part or the tail of the adjacent peak is hung. Therefore, it is presumed that in the polyimide precursor 1, the protecting group is almost completely cleaved at around 110 ° C.
In addition, the normalized peak intensity gradually decreased with heating because it overlapped with the peak of the vinyl ether compound remaining in the film, so that the intensity decreased with the volatilization of the vinyl ether compound from the film. thinking.

溶液での熱分解性評価に比べ、塗膜の場合30〜40℃ほど分解温度が上昇していた。
これらの結果より、特に、ポリイミド前駆体1については、膜の乾燥などのプロセス中でかかる熱に対して、50℃〜80℃という実用的な範囲での熱安定性を示すことが確認された。
Compared with the evaluation of thermal decomposability with a solution, the decomposition temperature was increased by 30 to 40 ° C.
From these results, it was confirmed that the polyimide precursor 1 exhibited thermal stability in a practical range of 50 ° C. to 80 ° C. with respect to heat applied during the process such as drying of the film. .

<熱重量減少評価>
ポリイミド前駆体1について、窒素を50mL/minの流量で流しながら、10℃/minで昇温し熱重量減少を求めた。
その結果、300℃における重量減少が33.6%となった。脱保護及び、イミド化が完全に進行した際の理論的な重量減少33.8%に近い値となり、保護基の脱離反応とイミド化がほぼ完全に進行していることが確認された。このことから、本発明のポリイミド前駆体を用いると、分解物のポリイミド膜中への残存はなく、アウトガスや信頼性低下が起こらないことが示唆された。
<Thermal weight reduction evaluation>
The polyimide precursor 1 was heated at a rate of 10 ° C./min while flowing nitrogen at a flow rate of 50 mL / min to determine the thermogravimetric decrease.
As a result, the weight loss at 300 ° C. was 33.6%. The value was close to the theoretical weight reduction of 33.8% when deprotection and imidization proceeded completely, confirming that the elimination reaction and imidization of the protecting group proceeded almost completely. From this, it was suggested that when the polyimide precursor of the present invention was used, the decomposition product did not remain in the polyimide film, and no outgassing or lowering of reliability occurred.

<赤外分光評価>
ポリイミド前駆体1およびBPDA−ODAのそれぞれを、窒素雰囲気下、350℃ 1時間(室温からの昇温速度 10℃/min)で熱処理したサンプルについて、各々赤外分光スペクトルを測定したところ、ベースラインが若干ずれていたものの、主要なピークは全て同じ波数であり、ほぼ同じスペクトルを示した。
<Infrared spectroscopic evaluation>
When each of the polyimide precursor 1 and BPDA-ODA was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 350 ° C. for 1 hour (temperature increase rate from room temperature: 10 ° C./min), an infrared spectrum was measured for each sample. However, the main peaks all have the same wave number and show almost the same spectrum.

<イミド化後のガラス転移温度>
上記ポリイミド前駆体樹脂組成物1とポリイミド前駆体樹脂組成物4を、ガラス上に貼り付けたユーピレックスS 50S(商品名:宇部興産)フィルムに塗布し、80℃のホットプレート上で10分乾燥させた後、乾燥させた後、剥離し、それぞれ膜厚20μmのフィルムを得た。
同様に、BPDA−ODAおよびBPDA−4PPD−1ODAの15重量%NMP溶液をガラス上に貼り付けたユーピレックスS 50S(商品名:宇部興産)フィルムに塗布し、80℃のホットプレート上で10分乾燥させた後、剥離し、それぞれ膜厚15μmのフィルムを得た。
上記の4種のサンプルを、窒素雰囲気下、350℃ 1時間加熱し(昇温速度 10℃/分)、ポリイミド前駆体1、ポリイミド前駆体4、BPDA−ODA、BPDA−4PPD−1ODA(それぞれ厚み11μm±1μm)、それぞれのイミド化物のフィルムを得た。
<Glass transition temperature after imidization>
The polyimide precursor resin composition 1 and the polyimide precursor resin composition 4 are applied to an Upilex S 50S (trade name: Ube Industries) film affixed on glass, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 10 minutes. After drying, the film was peeled off to obtain 20 μm thick films.
Similarly, a 15% by weight NMP solution of BPDA-ODA and BPDA-4PPD-1ODA was applied to a Upilex S 50S (trade name: Ube Industries) film pasted on glass, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 10 minutes. Then, the film was peeled off to obtain films each having a thickness of 15 μm.
The above four samples were heated at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere (temperature increase rate: 10 ° C./min), polyimide precursor 1, polyimide precursor 4, BPDA-ODA, BPDA-4PPD-1ODA (each thickness) 11 μm ± 1 μm), each imidized film was obtained.

上記のフィルムを、粘弾性測定装置Solid Analyzer RSA II(Rheometric Scientific社製)によって、周波数1Hz、昇温速度5℃/minで動的粘弾性測定を行った。
その結果、ポリイミド前駆体1のイミド化後のガラス転移温度は、260℃、ポリイミド前駆体4のイミド化後のガラス転移温度は、310℃であり、BPDA−ODAのイミド化後のフィルムは、258℃、BPDA−4PPD−1ODAのイミド化後のフィルムは、308℃であった。
The above-mentioned film was subjected to dynamic viscoelasticity measurement at a frequency of 1 Hz and a heating rate of 5 ° C./min using a viscoelasticity measuring apparatus Solid Analyzer RSA II (manufactured by Rheometric Scientific).
As a result, the glass transition temperature after imidization of the polyimide precursor 1 is 260 ° C., the glass transition temperature after imidization of the polyimide precursor 4 is 310 ° C., and the film after imidization of BPDA-ODA is The film after imidation of 258 ° C. and BPDA-4PPD-1ODA was 308 ° C.

<イミド化後の線熱膨張係数>
上記ガラス転移温度測定用に作製したフィルム4種を幅5mm×長さ20mmに切断し、評価サンプルとして用いた。線熱膨張係数は、熱機械的分析装置Thermo Plus TMA8310(リガク社製)によって測定した。測定条件は、評価サンプルの観測長を15mm、昇温速度を10℃/min、評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2とした。
その結果、ポリイミド前駆体1のイミド化後の線熱膨張係数は、42.5ppm、ポリイミド前駆体4のイミド化後の線熱膨張係数は、19.1ppm、BPDA−ODAのイミド化後のフィルムは、43.9ppm、BPDA−4PPD−1ODAのイミド化後のフィルムは、18.9ppmであった。
<Linear thermal expansion coefficient after imidization>
Four types of films prepared for measuring the glass transition temperature were cut into a width of 5 mm and a length of 20 mm and used as evaluation samples. The linear thermal expansion coefficient was measured by a thermomechanical analyzer Thermo Plus TMA8310 (manufactured by Rigaku Corporation). The measurement conditions were such that the observation length of the evaluation sample was 15 mm, the heating rate was 10 ° C./min, and the tensile load was 1 g / 25,000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample was the same.
As a result, the linear thermal expansion coefficient after imidization of the polyimide precursor 1 was 42.5 ppm, the linear thermal expansion coefficient after imidization of the polyimide precursor 4 was 19.1 ppm, and the film after imidization of BPDA-ODA The film after imidation of 43.9 ppm and BPDA-4PPD-1ODA was 18.9 ppm.

<イミド化後の湿度膨張係数>
上記ガラス転移温度測定用に作製したフィルム4種を幅5mm×長さ20mmに切断し、評価サンプルとして用いた。湿度膨張係数は、湿度可変機械的分析装置Thermo Plus TMA8310改(リガク社製)によって測定した。温度を25℃で一定とし、湿度を20%RHの環境下でサンプルが安定となった状態で、湿度を50%Rhに変化させ、それが安定となった際のサンプル長の変化を、湿度の変化(この場合50−20の30)で割り、その値を、サンプル長で割った値を湿度膨張係数とした。評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2とした。
その結果、ポリイミド前駆体1のイミド化後の湿度膨張係数は、21.5ppmであり、ポリイミド前駆体4のイミド化後の湿度熱膨張係数は、11.3ppm、BPDA−ODAのフィルムは、21.8ppm、BPDA−4PPD−1ODAのイミド化後のフィルムは、11.4ppmであった。
<Humidity expansion coefficient after imidization>
Four types of films prepared for measuring the glass transition temperature were cut into a width of 5 mm and a length of 20 mm and used as evaluation samples. The humidity expansion coefficient was measured by a humidity variable mechanical analyzer Thermo Plus TMA8310 (manufactured by Rigaku Corporation). When the temperature is constant at 25 ° C. and the humidity is stable in an environment of 20% RH, the humidity is changed to 50% RH. And the value obtained by dividing the value by the sample length was defined as the humidity expansion coefficient. The tensile load was 1 g / 25000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample was the same.
As a result, the humidity expansion coefficient after imidization of the polyimide precursor 1 is 21.5 ppm, the humidity thermal expansion coefficient after imidization of the polyimide precursor 4 is 11.3 ppm, and the film of BPDA-ODA is 21 The film after imidation of .8 ppm, BPDA-4PPD-1ODA was 11.4 ppm.

加熱温度と各ポリイミド前駆体の保護率の関係を表したグラフである。It is a graph showing the relationship between heating temperature and the protection rate of each polyimide precursor. ポリイミド前駆体1について、アセタール部位由来の1120cm−1のピークの強度を温度に対してプロットした図である。It is the figure which plotted the intensity | strength of the peak of 1120cm < -1 > derived from an acetal site | part about the polyimide precursor 1 with respect to temperature.

Claims (16)

下記式(1)で表わされる繰り返し単位を全繰り返し単位中に100モル%含有し、ポリマーの末端が、酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止されているポリイミド前駆体と、ビニルエーテル化合物と、溶媒を含有し、当該溶媒100重量部に対して前記ビニルエーテル化合物が55重量部以上含まれ、組成物中の水分含有量が1重量%以下である、ポリイミド前駆体樹脂組成物。
(式(1)中、Rは、芳香族テトラカルボン酸二無水物由来の4価の有機基、Rは、ジアミン由来の2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、置換または無置換のアルキル基、アリル基、或いはアリール基である。R、Rはそれぞれ独立に炭化水素骨格を有する基であり、R及びRエチレン性不飽和結合を含有しない。R10は水素またはハロゲン原子であり、R、R、R10及び酸素原子と結合する炭素原子が、第2級炭素原子である。R、R、R、R、Rはそれぞれ炭化水素骨格を有する基が互いに結合して環状構造を示していても良い。)
A polyimide precursor containing 100 mol% of a repeating unit represented by the following formula (1) in all repeating units and having a polymer terminal end-capped with a structure containing no acid anhydride group or active hydrogen; A polyimide precursor resin composition comprising a vinyl ether compound and a solvent, wherein the vinyl ether compound is contained in an amount of 55 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the solvent, and the water content in the composition is 1% by weight or less. .
(In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride, R 2 is a divalent organic group derived from a diamine, and R 1 and R 2 are repeated. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different. And R 3 and R 4 which are repeated may be the same or different.
(In formula (2), R 5 , R 6 and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an allyl group or an aryl group. R 8 and R 9 are each independently A group having a hydrocarbon skeleton, R 8 and R 9 do not contain an ethylenically unsaturated bond , R 10 is a hydrogen atom or a halogen atom, and a carbon atom bonded to R 8 , R 9 , R 10 and an oxygen atom Is a secondary carbon atom. R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 may each represent a cyclic structure in which groups having a hydrocarbon skeleton are bonded to each other.
前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のR、R、Rが水素である、請求項1に記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。 2. The polyimide precursor resin composition according to claim 1, wherein R 5 , R 6 , and R 7 in the formula (2) are hydrogen in the polyimide precursor. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のR及びRが、炭素数1〜30の有機基であり、活性水素を含有しないことを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。 3. The polyimide precursor according to claim 1, wherein R 8 and R 9 in the formula (2) are organic groups having 1 to 30 carbon atoms and do not contain active hydrogen. Polyimide precursor resin composition. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のR及び/又はRが、エーテル結合を含有する、請求項1乃至3のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。 The polyimide precursor resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein in the polyimide precursor, R 8 and / or R 9 in the formula (2) contains an ether bond. 前記ポリイミド前駆体が、ラクトン類及びスルホキシド類より選択される1種以上の溶媒中で、当該溶媒に完全に溶解しないポリアミック酸と、ビニルエーテル化合物とを反応させて得られたものである、請求項1乃至4のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor is obtained by reacting a vinyl ether compound with a polyamic acid that is not completely dissolved in the solvent in one or more solvents selected from lactones and sulfoxides. The polyimide precursor resin composition according to any one of 1 to 4. 前記ポリイミド前駆体が、ラクトン類及びスルホキシド類より選択される1種以上の溶媒中で、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物とを、反応温度が5℃〜35℃で反応させて得られたものである、請求項1乃至5のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor is obtained by reacting a polyamic acid and a vinyl ether compound at a reaction temperature of 5 ° C. to 35 ° C. in one or more solvents selected from lactones and sulfoxides. The polyimide precursor resin composition according to any one of claims 1 to 5. 前記ポリイミド前駆体が、重量平均分子量又は数平均分子量が3000〜1000000である、請求項1乃至6のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyimide precursor has a weight average molecular weight or a number average molecular weight of 3000 to 1000000. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(3)で表わされるいずれかの構造である、請求項1乃至7のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。
The polyimide according to any one of claims 1 to 7, wherein in the polyimide precursor, 33 mol% or more of R 1 in the formula (1) is any structure represented by the following formula (3). Precursor resin composition.
前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(4)で表わされるいずれかの構造である、請求項1乃至8のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。
(R10は2価の有機基、酸素原子、硫黄原子、又はスルホン基であり、R11及びR12は1価の有機基、又はハロゲン原子である。)
In the polyimide precursor, the formula (1) 33 mol% or more of R 2 in is any of structures represented by the following formula (4), a polyimide according to any one of claims 1 to 8 Precursor resin composition.
(R 10 is a divalent organic group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfone group, and R 11 and R 12 are a monovalent organic group or a halogen atom.)
酸性物質、及び、アミンを実質的に含まない、請求項1乃至9のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition according to any one of claims 1 to 9, which is substantially free of an acidic substance and an amine. イミド化後のガラス転移温度が260℃以上である、請求項1乃至10のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition in any one of Claims 1 thru | or 10 whose glass transition temperature after imidation is 260 degreeC or more. イミド化後の線熱膨張係数が60ppm以下である、請求項1乃至11のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition according to any one of claims 1 to 11, wherein a linear thermal expansion coefficient after imidization is 60 ppm or less. イミド化後の湿度膨張係数が40ppm以下である、請求項1乃至12のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition according to any one of claims 1 to 12, wherein a humidity expansion coefficient after imidation is 40 ppm or less. 窒素原子を含有しない溶媒を含む、請求項1乃至13のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition in any one of Claims 1 thru | or 13 containing the solvent which does not contain a nitrogen atom. 電子部品用絶縁材料として用いられる、請求項1乃至14のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物。   The polyimide precursor resin composition according to claim 1, which is used as an insulating material for electronic parts. 前記請求項1乃至15のいずれかに記載のポリイミド前駆体樹脂組成物及び/又はその熱硬化物により少なくとも一部分が形成されている電子部品。   An electronic component having at least a part formed of the polyimide precursor resin composition according to claim 1 and / or a thermoset thereof.
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