JP7000682B2 - Polyimide - Google Patents

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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

本発明は、アルカリ可溶性、溶媒可溶性、保存安定性、耐熱性に優れ、半導体集積回路、プリント配線基板、液晶パネル等の製造に使用される感光性樹脂組成物(レジスト)用樹脂として好適に用いることができるポリイミドに関する。 The present invention is excellent in alkali solubility, solvent solubility, storage stability, and heat resistance, and is suitably used as a resin for a photosensitive resin composition (resist) used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels, and the like. With respect to the polyimide that can be.

半導体集積回路、プリント配線基板、液晶パネル等の製造に使用されるレジストには、ポジ型レジストとネガ型レジストがある。両者の相違は、ポジ型レジストでは、露光域が現像プロセスにより除去され、未露光域が基材上に層として残るのに対し、ネガ型レジストでは、露光域がレリーフ構造として残ることにある。 Resists used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels and the like include positive resists and negative resists. The difference between the two is that in the positive resist, the exposed area is removed by the developing process and the unexposed area remains as a layer on the substrate, whereas in the negative resist, the exposed area remains as a relief structure.

従来、これらのレジスト用樹脂としてはアクリル樹脂が使用されてきたが、近年、耐熱性等の向上のためにレジスト用樹脂はポリイミドに変更されてきている。
また、現像液としては、有機溶剤系の現像液と、アルカリ水溶液とがあるが、近年は環境負荷低減のためにアルカリ水溶液が用いられるようになってきている。
Conventionally, acrylic resins have been used as these resist resins, but in recent years, resist resins have been changed to polyimide in order to improve heat resistance and the like.
Further, as the developing solution, there are an organic solvent-based developing solution and an alkaline aqueous solution, but in recent years, an alkaline aqueous solution has been used to reduce the environmental load.

ポリイミドは、耐熱性、難燃性、柔軟性、電気特性、耐薬品性等各種の優れた特性を有するものであるが、有機溶媒に難溶であり、また、アルカリ水溶液には不溶である。ポリイミド前駆体であるポリアミック酸(ポリアミド酸)であれば、溶媒可溶性とアルカリ可溶性を兼備するが、ポリアミック酸は保存安定性に劣り、また、硬化温度が高いという欠点がある。 Polyimide has various excellent properties such as heat resistance, flame retardancy, flexibility, electrical properties, and chemical resistance, but is sparingly soluble in organic solvents and insoluble in alkaline aqueous solutions. A polyamic acid (polyamic acid), which is a polyimide precursor, has both solvent solubility and alkali solubility, but the polyamic acid has the disadvantages of being inferior in storage stability and having a high curing temperature.

特許文献1には、アルカリ現像性のポリイミド樹脂組成物に用いるポリイミドとして、3,3’,4,4’-ビシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物又は1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を必須成分とするテトラカルボン酸二無水物と、フェノール性水酸基を有するジアミン化合物(アミノフェノール化合物)を必須成分とするジアミン化合物を重縮合反応させてなるフェノール性水酸基含有ポリイミドが提案されている。しかし、本発明者らの検討によると、フェノール性水酸基を有するジアミン成分と3,3’,4,4’-ビシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物から得られるポリイミドはアルカリ水溶液への溶解性が十分ではなく、アルカリ現像時に溶け残りが生じる恐れがある。 Patent Document 1 describes, as the polyimide used in the alkali-developable polyimide resin composition, 3,3', 4,4'-bicyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride or 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid. A phenolic hydroxyl group-containing polyimide is proposed in which a tetracarboxylic acid dianhydride containing dianhydride as an essential component and a diamine compound containing a diamine compound having a phenolic hydroxyl group (aminophenol compound) as an essential component are subjected to a polycondensation reaction. ing. However, according to the studies by the present inventors, the polyimide obtained from the diamine component having a phenolic hydroxyl group and 3,3', 4,4'-bicyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride has sufficient solubility in an alkaline aqueous solution. Instead, there is a risk that undissolved residue will occur during alkaline development.

特許文献2には、貯蔵安定性に優れ、水系現像が可能な感光性樹脂組成物として、重合性官能基を含有し、かつカルボキシル基及び/又は水酸基を含有する可溶性ポリイミドをアクリル変性したものが記載されているが、ポリイミドのジアミン化合物原料として脂肪族ジアミン化合物の記載はない。 In Patent Document 2, as a photosensitive resin composition having excellent storage stability and capable of water-based development, a soluble polyimide containing a polymerizable functional group and containing a carboxyl group and / or a hydroxyl group is acrylic-modified. Although it is described, there is no description of an aliphatic diamine compound as a raw material for a diamine compound of polyimide.

特許文献3には、耐熱性や耐薬品性(耐アルカリ)及び高絶縁性を有したイミド系感光性樹脂組成物に用いるポリイミドとして、エポキシ基との反応性官能基を有する芳香族ジアミンとジアミノポリシロキサンをジアミン化合物原料としたものが記載され、そのエポキシ基との反応性官能基を有するジアミンとして水酸基又はカルボキシル基を有するジアミンが挙げられているが、ポリイミドのジアミン化合物原料として脂肪族ジアミン化合物の記載はない。 Patent Document 3 describes aromatic diamines and diaminos having reactive functional groups with epoxy groups as polyimides used in imide-based photosensitive resin compositions having heat resistance, chemical resistance (alkali resistance), and high insulating properties. A diamine using polysiloxane as a raw material for a diamine compound is described, and a diamine having a hydroxyl group or a carboxyl group is mentioned as a diamine having a functional group reactive with the epoxy group thereof, and an aliphatic diamine compound is mentioned as a raw material for the diamine compound of polyimide. There is no description of.

特許文献4には、3,3’,4,4’-ビシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(H-BPDA)等の脂環式テトラカルボン酸二無水物を必須成分とするテトラカルボン酸二無水物成分と、分子中にカルボキシル基を2個有する芳香族ジアミンを必須成分とするジアミン成分とを原料として用いた、アルカリ水溶液で現像可能な感光性ポリイミドが記載されているが、併用し得る他のジアミン化合物原料として、脂肪族ジアミン化合物の記載はない。 Patent Document 4 describes tetracarboxylic acid dianhydride containing an alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride such as 3,3', 4,4'-bicyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride (H-BPDA) as an essential component. A photosensitive polyimide that can be developed with an alkaline aqueous solution using a substance component and a diamine component containing an aromatic diamine having two carboxyl groups in the molecule as an essential component as a raw material is described, but can be used in combination. There is no description of an aliphatic diamine compound as a raw material for the diamine compound.

特許第5530363号公報Japanese Patent No. 5530363 特開2004-325980号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-325980 特開2002-351073号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-351573 特許第5501672号公報Japanese Patent No. 5501672

半導体集積回路、プリント配線基板、液晶パネル等の製造に使用されるレジストのアルカリ可溶性は、高い程よいというものではなく、用いるアルカリ現像液の組成、温度や、製造工程における作業性、要求特性に適したアルカリ可溶性であることが望まれる。しかしながら、従来、アルカリ可溶性を付与したポリイミドは提案されているが、そのアルカリ可溶性の程度を制御するという課題はなく、アルカリ可溶性を制御するための工夫もなされていない。 The higher the alkali solubility of the resist used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels, etc., is not the better, but it is suitable for the composition and temperature of the alkaline developer used, workability in the manufacturing process, and required characteristics. It is desirable that it is alkali-soluble. However, although polyimides to which alkali solubility has been imparted have been conventionally proposed, there is no problem of controlling the degree of alkali solubility, and no device for controlling alkali solubility has been made.

本発明は、アルカリ可溶性、溶媒可溶性、保存安定性、耐熱性に優れ、要求されるアルカリ可溶性の程度に応じて、そのアルカリ可溶性の制御も容易に行えるポリイミドを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a polyimide which is excellent in alkali solubility, solvent solubility, storage stability and heat resistance, and whose alkali solubility can be easily controlled according to the required degree of alkali solubility.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ジアミン残基として、水酸基を有するジアミン化合物から誘導される残基及び/又はカルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導される残基と、脂肪族ジアミン化合物から誘導される残基とを含むポリイミドが、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have, as diamine residues, residues derived from a diamine compound having a hydroxyl group and / or residues derived from a diamine compound having a carboxyl group. The present invention has been completed by finding that a polyimide containing a residue derived from an aliphatic diamine compound can solve the above-mentioned problems.

即ち、本発明は以下を要旨とする。 That is, the gist of the present invention is as follows.

[1] テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸残基と、水酸基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「水酸基含有ジアミン残基」と称す。)及び/又はカルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「カルボキシル基含有ジアミン残基」と称す。)と、脂肪族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「脂肪族ジアミン残基」と称す。)とを含むポリイミド。 [1] A tetracarboxylic acid residue derived from tetracarboxylic acid dianhydride, a diamine residue derived from a diamine compound having a hydroxyl group (hereinafter referred to as "hydroxyl-containing diamine residue"), and / or carboxyl. A diamine residue derived from a diamine compound having a group (hereinafter referred to as "carboxyl group-containing diamine residue") and a diamine residue derived from an aliphatic diamine compound (hereinafter referred to as "aliphatic diamine residue"). A polyimide containing (referred to as).

[2] ポリイミドに含まれる全ジアミン残基中の前記水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基合計の割合が5~70mol%で、前記脂肪族ジアミン残基の割合が30~95mol%である[1]に記載のポリイミド。 [2] The ratio of the total of the hydroxyl group-containing diamine residues and / or the carboxyl group-containing diamine residues to the total diamine residues contained in the polyimide is 5 to 70 mol%, and the ratio of the aliphatic diamine residues is 30 to 95 mol. %. The polyimide according to [1].

[3] 前記水酸基含有ジアミン残基がフェノール性水酸基を2個有する芳香族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基であり、前記カルボキシル基含有ジアミン残基がカルボキシル基を有する単環の芳香族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基であり、前記脂肪族ジアミン残基が、水酸基及びカルボキシル基を有さない脂環式ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基である[1]又は[2]に記載のポリイミド。 [3] The hydroxyl group-containing diamine residue is a diamine residue derived from an aromatic diamine compound having two phenolic hydroxyl groups, and the carboxyl group-containing diamine residue is a monocyclic aromatic diamine compound having a carboxyl group. The diamine residue derived from, wherein the aliphatic diamine residue is a diamine residue derived from an alicyclic diamine compound having no hydroxyl group or carboxyl group according to [1] or [2]. Diamine.

[4] 脂環式テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸残基を有する[1]ないし[3]のいずれかに記載のポリイミド。 [4] The polyimide according to any one of [1] to [3], which has a tetracarboxylic acid residue derived from an alicyclic tetracarboxylic dianhydride.

[5] 前記水酸基含有ジアミン残基に基づくOH当量が100~30000g/eq.、及び/又は、前記カルボキシル基含有ジアミン残基に基づく酸価が5~150mg-KOH/gである[1]ないし[4]のいずれかに記載のポリイミド。 [5] The OH equivalent based on the hydroxyl group-containing diamine residue is 100 to 30,000 g / eq. And / or the polyimide according to any one of [1] to [4], wherein the acid value based on the carboxyl group-containing diamine residue is 5 to 150 mg-KOH / g.

本発明のポリイミドは、アルカリ可溶性、溶媒可溶性、保存安定性、耐熱性に優れる上に、要求されるアルカリ可溶性の程度に応じて、そのアルカリ可溶性の制御も容易に行える。
このような本発明のポリイミドは、半導体集積回路、プリント配線基板、液晶パネル等の製造に使用されるレジスト樹脂として好適に用いることができる。
The polyimide of the present invention is excellent in alkali solubility, solvent solubility, storage stability, and heat resistance, and its alkali solubility can be easily controlled according to the required degree of alkali solubility.
Such a polyimide of the present invention can be suitably used as a resist resin used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels and the like.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する各構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the description of each constituent requirement described below is a representative example of the embodiments of the present invention, and the present invention is limited thereto as long as the gist thereof is not exceeded. It is not something that will be done.

本発明のポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸残基と、水酸基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「水酸基含有ジアミン残基」と称す。)及び/又はカルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「カルボキシル基含有ジアミン残基」と称す。)と、脂肪族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「脂肪族ジアミン残基」と称す。)を少なくとも含むことを特徴とする。
即ち、本発明のポリイミドは、ポリアミック酸ではなく、ポリイミドであることにより、保存安定性、耐熱性に優れ、また、脂肪族ジアミン残基由来の脂肪族構造を有することで溶媒可溶性に優れ、水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基を含むことでアルカリ可溶性の付与及びその制御を容易に行える。
The polyimide of the present invention has a tetracarboxylic acid residue derived from tetracarboxylic acid dianhydride, a diamine residue derived from a diamine compound having a hydroxyl group (hereinafter, referred to as "hydroxyl-containing diamine residue"), and a diamine residue. / Or a diamine residue derived from a diamine compound having a carboxyl group (hereinafter referred to as "carboxyl group-containing diamine residue") and a diamine residue derived from an aliphatic diamine compound (hereinafter referred to as "aliphatic diamine"). It is characterized by containing at least (referred to as "residue").
That is, the polyimide of the present invention is not a polyamic acid but a polyimide, so that it is excellent in storage stability and heat resistance, and because it has an aliphatic structure derived from an aliphatic diamine residue, it is excellent in solvent solubility and a hydroxyl group. By including the contained diamine residue and / or the carboxyl group-containing diamine residue, alkali solubility can be easily imparted and its control can be easily performed.

なお、ポリイミドの製造方法には、下記反応式(I)に示されるように、テトラカルボン酸二無水物と、ジアミン化合物との重縮合反応により、ポリイミド前駆体(ポリアミック酸、ポリアミド酸)を製造し、このポリイミド前駆体の脱水閉環反応でポリイミドとする方法と、下記反応式(II)に示されるように、テトラカルボン酸二無水物とジイソシアネート化合物とから直接ポリイミドを製造する方法とがあるが、本発明のポリイミドは、いずれの方法により製造されたものであってもよい。 As a method for producing polyimide, as shown in the following reaction formula (I), a polyimide precursor (polyamic acid, polyamic acid) is produced by a polycondensation reaction between a tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine compound. However, there are a method of forming a polyimide by a dehydration ring closure reaction of this polyimide precursor and a method of directly producing a polyimide from a tetracarboxylic acid dianhydride and a diisocyanate compound as shown in the following reaction formula (II). , The polyimide of the present invention may be produced by any method.

Figure 0007000682000001
Figure 0007000682000001

従って、本発明において、「水酸基含有ジアミン残基」とは、「水酸基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基」に限らず、「水酸基を有するジイソシアネート化合物から誘導されるジアミン残基」であってもよい。同様に、「カルボキシル基含有ジアミン残基」とは、「カルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基」に限らず、「カルボキシル基を有するジイソシアネート化合物から誘導されるジアミン残基」であってもよく、「脂肪族ジアミン残基」とは、「脂肪族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基」に限らず、「脂肪族ジイソシアネート化合物から誘導されるジアミン残基」であってもよい。
本発明のポリイミドの製造に使用されるジイソシアネート化合物としては、以下に例示されるジアミン化合物の名称のうち、「ジアミン」を「ジイソシアネート」に置き換えた化合物が挙げられる。
Therefore, in the present invention, the "hydroxyl-containing diamine residue" is not limited to "diamine residue derived from a diamine compound having a hydroxyl group" but "diamine residue derived from a diamine compound having a hydroxyl group". You may. Similarly, the "carboxyl group-containing diamine residue" is not limited to "a diamine residue derived from a diamine compound having a carboxyl group", but is "a diamine residue derived from a diamine compound having a carboxyl group". The “diamine residue” may be not limited to the “diamine residue derived from the aliphatic diamine compound” but may be the “diamine residue derived from the aliphatic diamine compound”.
Examples of the diisocyanate compound used in the production of the polyimide of the present invention include compounds in which "diamine" is replaced with "diisocyanate" among the names of the diamine compounds exemplified below.

[テトラカルボン酸残基]
本発明のポリイミドに含まれるテトラカルボン酸残基としては特に制限はなく、本発明のポリイミドに含まれるテトラカルボン酸残基のテトラカルボン酸二無水物としては、各種の芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
[Tetracarboxylic acid residue]
The tetracarboxylic acid residue contained in the polyimide of the present invention is not particularly limited, and the tetracarboxylic acid dianhydride of the tetracarboxylic acid residue contained in the polyimide of the present invention includes various aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides. Examples thereof include aliphatic tetracarboxylic acid dianhydrides.

芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、1分子内に1個の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物、1分子内に独立した2以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物及び1分子内に縮合芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 The aromatic tetracarboxylic acid dianhydride includes a tetracarboxylic acid dianhydride having one aromatic ring in one molecule, a tetracarboxylic acid dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule, and one. Examples thereof include tetracarboxylic acid dianhydride having a condensed aromatic ring in the molecule.

これらの中でも、製造時の粘度が制御しやすいため、1分子内に1個の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物又は1分子内に独立した2以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物が好ましく、特に、1分子内に独立した2以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物が好ましい。 Among these, since the viscosity at the time of production is easy to control, tetracarboxylic acid dianhydride having one aromatic ring in one molecule or tetracarboxylic acid dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule. A substance is preferable, and a tetracarboxylic acid dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule is particularly preferable.

1分子内に1個の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride having one aromatic ring in one molecule include pyromellitic acid dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic acid dianhydride and the like.

1分子内に独立した2以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、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、3,3’,4,4’-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(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、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、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、4,4-(p-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、4,4-(m-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、2,2’,6,6’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule include 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride and bis (2,3-di). Carboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis (3,4) -Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (2,3-) Dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'- Oxydiphthalic acid dianhydride, 4,4- (p-phenylenedioxy) diphthalic acid dianhydride, 4,4- (m-phenylenedioxy) diphthalic acid dianhydride, 2,2', 6,6'- Biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and the like can be mentioned.

1分子内に縮合芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,5,6-ナフタレンジカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンジカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンジカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic acid dianhydride having a condensed aromatic ring in one molecule include 1,2,5,6-naphthalenedicarboxylic acid dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenedicarboxylic acid dianhydride, 2, 3,6,7-naphthalenedicarboxylic acid dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,7 , 8-Phenantrentetracarboxylic acid dianhydride and the like.

脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物及び鎖状脂肪族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include an alicyclic tetracarboxylic dianhydride and a chain aliphatic tetracarboxylic dianhydride.

脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’-ビシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、トリシクロ[6.4.0.0(2,7)]ドデカン-1,8:2,7-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸無水物、1,1’-ビシクロヘキサン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride include 3,3', 4,4'-bicyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 1 , 2,3,4-Cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4 -Cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, tricyclo [6.4.0.0 (2) , 7)] Dodecane-1,8: 2,7-tetracarboxylic acid dianhydride, Bicyclo [2.2.2] Oct-7-en-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, 4- (2,5-dioxotetratetra-3-yl) -1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 1,1'-bicyclohexane-3,3', 4 , 4'-Tetracarboxylic acid dianhydride and the like.

鎖状脂肪族テトラカルボン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、meso-ブタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the chain aliphatic tetracarboxylic dianhydride include ethylenetetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride and the like. Can be mentioned.

その他、テトラカルボン酸二無水物としては、シリコーン系テトラカルボン酸二無水物や、例えば、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(別名:4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)-ジフタル酸二無水物)、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、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’,5,5’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロトリメチレン)ジフタル酸二無水物、4,4’-(オクタフルオロテトラメチレン)ジフタル酸二無水物、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’,5,5’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロトリメチレン)ジフタル酸二無水物、4,4’-(オクタフルオロテトラメチレン)ジフタル酸二無水物、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、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等のフッ素原子を含むテトラカルボン酸二無水物を用いることもできる。 In addition, examples of the tetracarboxylic acid dianhydride include silicone-based tetracarboxylic acid dianhydride and, for example, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-. Hexafluoropropane dianhydride (also known as 4,4'-(hexafluoroisopropylidene) -diphthalic acid dianhydride), 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3 , 3,3-Hexafluoropropane dianhydride, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4', 5,5'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-(hexafluoro) Trimethylene) diphthalic acid dianhydride, 4,4'-(octafluorotetramethylene) diphthalic acid dianhydride, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4', 5,5'-biphenyltetra Carboxydic dianhydride, 4,4'-(hexafluorotrimethylene) diphthalic acid dianhydride, 4,4'-(octafluorotetramethylene) diphthalate dianhydride, 2,2-bis (3,4-) Dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3 -Hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2, 3-Dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride or the like, tetracarboxylic acid dianhydride containing a fluorine atom can also be used.

上記のテトラカルボン酸二無水物のうち、脂環構造を導入して、ポリイミドの溶媒可溶性を高め、保存安定性に優れたものとする観点からは脂環式テトラカルボン酸二無水物が好ましく、特に3,3’,4,4’-ビシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。製造安定性、耐熱性の観点からは3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等の1分子内に独立した2以上の芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。 Among the above-mentioned tetracarboxylic dianhydrides, the alicyclic tetracarboxylic dianhydride is preferable from the viewpoint of introducing an alicyclic structure to increase the solvent solubility of polyimide and making it excellent in storage stability. In particular, it is preferable to use 3,3', 4,4'-bicyclohexanetetracarboxylic dianhydride. From the viewpoint of production stability and heat resistance, a tetracarboxylic dianhydride having two or more independent aromatic rings in one molecule, such as 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, is used. Is preferable.

本発明のポリイミドに含まれるテトラカルボン酸残基は、1種のみであってもよく、2種以上が含まれていてもよい。 The polyimide of the present invention may contain only one type of tetracarboxylic acid residue, or may contain two or more types.

[ジアミン残基]
本発明のポリイミドは、ジアミン残基として、水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と、脂肪族ジアミン残基とを含むことを特徴とする。
[Diamine residue]
The polyimide of the present invention is characterized by containing a hydroxyl group-containing diamine residue and / or a carboxyl group-containing diamine residue and an aliphatic diamine residue as diamine residues.

本発明のポリイミドが、ジアミン残基として水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基とを含むことにより、アルカリ可溶性が付与される。また、脂肪族ジアミン残基を含むことにより溶媒への溶解性が高くなる傾向があり、また、アルカリ可溶性の程度を制御することが可能となる。 Alkali solubility is imparted by the polyimide of the present invention containing a hydroxyl group-containing diamine residue and / or a carboxyl group-containing diamine residue as a diamine residue. In addition, the inclusion of an aliphatic diamine residue tends to increase the solubility in a solvent, and the degree of alkali solubility can be controlled.

即ち、カルボキシル基含有ジアミン残基の導入により著しく良好なアルカリ可溶性が付与される。水酸基含有ジアミン残基も、カルボキシル基含有ジアミン残基よりも低いものの、水酸基やカルボキシル基を含まないジアミン化合物から誘導されるジアミン残基に比べてアルカリ可溶性の付与に寄与する効果が高い。また、脂肪族ジアミン残基は分分子間相互作用を阻害する構造となりやすいため、溶媒溶解性向上に機能する。この脂肪族ジアミン残基は、アルカリ可溶性の付与には寄与しないため、水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基とを共に含むポリイミドであれば、その含有割合を調整することにより、用途に応じてアルカリ可溶性の程度を容易に制御することが可能となる。 That is, the introduction of the carboxyl group-containing diamine residue imparts remarkably good alkali solubility. Although the hydroxyl group-containing diamine residue is lower than the carboxyl group-containing diamine residue, it is more effective in contributing to the addition of alkali solubility than the diamine residue derived from the diamine compound containing no hydroxyl group or carboxyl group. In addition, the aliphatic diamine residue tends to have a structure that inhibits the intramolecular interaction, and thus functions to improve the solvent solubility. Since this aliphatic diamine residue does not contribute to imparting alkali solubility, if the polyimide contains both a hydroxyl group-containing diamine residue and / or a carboxyl group-containing diamine residue and an aliphatic diamine residue, the content ratio thereof. By adjusting the above, it becomes possible to easily control the degree of alkali solubility according to the application.

<水酸基含有ジアミン残基>
水酸基含有ジアミン残基は水酸基を有するジアミン化合物から誘導される残基であって、水酸基を有するジアミン化合物としては、一分子中に少なくとも2個のアミノ基と少なくとも1個の水酸基を有するジアミン化合物であれば特に制限は無いが、アルカリ溶解性を高める観点から、好ましくは一分子中に2個のアミノ基と2個のフェノール性水酸基を有する芳香族ジアミン化合物が挙げられ、更にフッ素原子を有する化合物であってもよい。具体的には、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エタン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン等が挙げられ、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレンが好ましく、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンが特に好ましい。
<Hydroxy group-containing diamine residue>
The hydroxyl group-containing diamine residue is a residue derived from a diamine compound having a hydroxyl group, and the diamine compound having a hydroxyl group is a diamine compound having at least two amino groups and at least one hydroxyl group in one molecule. If there is, there is no particular limitation, but from the viewpoint of enhancing alkali solubility, an aromatic diamine compound having two amino groups and two phenolic hydroxyl groups in one molecule is preferable, and a compound having a fluorine atom is further mentioned. May be. Specifically, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylether, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl. , 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 9,9'-bis (3-amino-4-hydroxy) Phenyl) fluorene and the like include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 2,2-bis (3-amino-4). -Hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 9,9'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) fluorene are preferred, 2,2-bis (3-Amino-4-hydroxyphenyl) Propane, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 2,2-bis (3) -Amino-4-hydroxyphenyl) Hexafluoropropane is particularly preferred.

本発明のポリイミドが水酸基含有ジアミン残基を含む場合、水酸基含有ジアミン残基として1種の水酸基を有するジアミン化合物から誘導される残基を含むものであっても、2種以上の水酸基を有するジアミン化合物から誘導される残基を含むものであってもよい。 When the polyimide of the present invention contains a hydroxyl group-containing diamine residue, a diamine having two or more types of hydroxyl groups even if the polyimide contains a residue derived from a diamine compound having one type of hydroxyl group as the hydroxyl group-containing diamine residue. It may contain residues derived from the compound.

<カルボキシル基含有ジアミン残基>
カルボキシル基含有ジアミン残基は、カルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導される残基であって、そのカルボキシル基を有するジアミン化合物としては、3,5-ジアミノ安息香酸等のジアミノ安息香酸、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’,5,5’-テトラカルボキシビフェニル等のカルボキシビフェニル化合物、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシジフェニルメタン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジカルボキシジフェニルメタン等のカルボキシジフェニルアルカン、4,4’-ジアミノ-2,2’,5,5’-テトラカルボキシジフェニルエーテル等のカルボキシジフェニルエーテル化合物、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジカルボキシジフェニルスルホン等のジフェニルスルホン化合物、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)フェニル]プロパン等のビス(ヒドロキシフェノキシ)ビフェニル化合物、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン等のビス[(-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン化合物等が挙げられ、溶解性の制御、製造安定性及び耐熱性の向上の観点から、好ましくはジアミノ安息香酸(3,5-ジアミノ安息香酸)、3,4-ジアミノ安息香酸、1,3-ジアミノ-4,6-ジカルボキシベンゼン、1,2-ジアミノ-4,6-ジカルボキシベンゼン、1,3-ジアミノ-4,5-ジカルボキシベンゼン等の単環化合物(カルボキシル基を有する単環の芳香族ジアミン化合物)であり、より好ましくはジアミノ安息香酸である。
<Carboxyl group-containing diamine residue>
The carboxyl group-containing diamine residue is a residue derived from a diamine compound having a carboxyl group, and examples of the diamine compound having a carboxyl group include diaminobenzoic acid such as 3,5-diaminobenzoic acid, 3,3. Carboxybiphenyl compounds such as'-diamino-4,4'-dicarboxybiphenyl, 4,4'-diamino-2,2', 5,5'-tetracarboxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3' -Carboxydiphenylalkane such as dicarboxydiphenylmethane, 3,3'-diamino-4,4'-dicarboxydiphenylmethane, and carboxydiphenyl ether such as 4,4'-diamino-2,2', 5,5'-tetracarboxydiphenyl ether. Compounds, diphenyl sulfone compounds such as 3,3'-diamino-4,4'-dicarboxydiphenyl sulfone, bis (hydroxy) such as 2,2-bis [4- (4-amino-3-carboxyphenyl) phenyl] propane. Examples thereof include bis [(-carboxyphenoxy) phenyl] sulfone compounds such as phenoxy) biphenyl compound and 2,2-bis [4- (4-amino-3-carboxyphenoxy) phenyl] sulfone, and control and production of solubility thereof. From the viewpoint of improving stability and heat resistance, preferably diaminobenzoic acid (3,5-diaminobenzoic acid), 3,4-diaminobenzoic acid, 1,3-diamino-4,6-dicarboxybenzene, 1, It is a monocyclic compound (monocyclic aromatic diamine compound having a carboxyl group) such as 2-diamino-4,6-dicarboxybenzene and 1,3-diamino-4,5-dicarboxybenzene, and more preferably diamino. It is benzoic acid.

本発明のポリイミドがカルボキシル基含有ジアミン残基を含む場合、カルボキシル基含有ジアミン残基として1種のカルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導される残基を含むものであってもよく、2種以上のカルボキシル基を有するジアミン化合物から誘導される残基を含むものであってもよい。 When the polyimide of the present invention contains a carboxyl group-containing diamine residue, it may contain a residue derived from a diamine compound having one type of carboxyl group as the carboxyl group-containing diamine residue. It may contain a residue derived from a diamine compound having a carboxyl group.

<脂肪族ジアミン残基>
脂肪族ジアミン残基は、脂肪族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基であって、その脂肪族ジアミン化合物としては、カルボキシル基及び水酸基を有しない、脂環式ジアミン化合物及び鎖状脂肪族ジアミン化合物等が挙げられる。
<Alphatic diamine residue>
The aliphatic diamine residue is a diamine residue derived from the aliphatic diamine compound, and the aliphatic diamine compound thereof includes an alicyclic diamine compound and a chain aliphatic diamine compound having no carboxyl group and a hydroxyl group. And so on.

脂環式ジアミン化合物としては、例えば、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン(別名:1,4-シクロヘキシルジアミン)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)等が挙げられる。 Examples of the alicyclic diamine compound include 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, and 1,4-diaminocyclohexane (also known as 1,4-cyclohexylamine), 4 , 4'-methylenebis (cyclohexylamine), 4,4'-methylenebis (2-methylcyclohexylamine) and the like.

鎖状脂肪族ジアミン化合物としては、例えば、(1,2-エチレンジアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,5-ジアミノペンタン、1,10-ジアミノデカン、1,2-ジアミノ-2-メチルプロパン、2,3-ジメチル-2,3-ブタンジアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン)等が挙げられる。 Examples of the chain aliphatic diamine compound include (1,2-ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-hexamethylenediamine, 1,5). -Diaminopentane, 1,10-diaminodecane, 1,2-diamino-2-methylpropane, 2,3-dimethyl-2,3-butanediamine, 2-methyl-1,5-diaminopentane) and the like. ..

これらの中で、耐熱性、溶媒可溶性、製造安定性の点から、脂環式ジアミン化合物が好ましく、中でもシクロヘキサン環を有する脂環式ジアミン化合物が好ましく、特にシクロヘキサン環を2つ以上有するものが好ましい。 Among these, an alicyclic diamine compound is preferable from the viewpoint of heat resistance, solvent solubility, and production stability, and an alicyclic diamine compound having a cyclohexane ring is preferable, and a compound having two or more cyclohexane rings is particularly preferable. ..

本発明のポリイミドは、脂肪族ジアミン残基として1種の脂肪族ジアミン化合物から誘導される残基を含むものであってもよく、2種以上の脂肪族ジアミン化合物から誘導される残基を含むものであってもよい。 The polyimide of the present invention may contain residues derived from one type of aliphatic diamine compound as aliphatic diamine residues, and may contain residues derived from two or more types of aliphatic diamine compounds. It may be a thing.

<他のジアミン残基>
本発明のポリイミドは、ジアミン残基として、上記の水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と、脂肪族ジアミン残基のみを含むものであってもよく、水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基と他のジアミン化合物(以下、「他のジアミン化合物」と称す場合がある。)から誘導される残基(以下、「他のジアミン残基」と称す場合がある。)を含むものであってもよい。
<Other diamine residues>
The polyimide of the present invention may contain only the above-mentioned hydroxyl group-containing diamine residue and / or carboxyl group-containing diamine residue and an aliphatic diamine residue as the diamine residue, and the hydroxyl group-containing diamine residue and / or the carboxyl group-containing diamine residue may be contained. / Or residues derived from carboxyl group-containing diamine residues, aliphatic diamine residues and other diamine compounds (hereinafter, may be referred to as "other diamine compounds") (hereinafter, "other diamine residues"). It may be referred to as ".").

他のジアミン残基のその他のジアミン化合物としては、水酸基及びカルボキシル基を有さない芳香族ジアミン化合物が挙げられる。 Examples of other diamine compounds of other diamine residues include aromatic diamine compounds having no hydroxyl group and carboxyl group.

芳香族ジアミン化合物としては、1分子内に1個の芳香環を有するジアミン化合物、1分子内に独立した2以上の芳香環を有するジアミン化合物、1分子内に縮合芳香環を有するジアミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、製造時の粘度制御が容易になる点で、1分子内に1個の芳香環を有するジアミン化合物又は独立した2以上の芳香環を有するジアミン化合物が好ましく、独立した2以上の芳香環を有するジアミン化合物が特に好ましい。 Examples of the aromatic diamine compound include a diamine compound having one aromatic ring in one molecule, a diamine compound having two or more independent aromatic rings in one molecule, and a diamine compound having a condensed aromatic ring in one molecule. Can be mentioned. Among these, a diamine compound having one aromatic ring in one molecule or a diamine compound having two or more independent aromatic rings is preferable, and two or more independent aromatic rings are preferable from the viewpoint of facilitating viscosity control at the time of production. A diamine compound having a ring is particularly preferable.

1分子内に1個の芳香環を有するジアミン化合物としては、例えば、1,4-フェニレンジアミン、1,2-フェニレンジアミン、1,3-フェニレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the diamine compound having one aromatic ring in one molecule include 1,4-phenylenediamine, 1,2-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine and the like.

1分子内に独立した2以上の芳香環を有するジアミン化合物としては、例えば、4,4’-(ビフェニル-2,5-ジイルビスオキシ)ビスアニリン、4,4’-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、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ネオペンタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニル(別名:3,3’-ジメチルベンジジン)、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、N-(4-アミノフェノキシ)-4-アミノベンズアミン、ビス(3-アミノフェニル)スルホン、ノルボルナンジアミン等が挙げられる。中でも溶解性の点から、4,4’-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-アミノフェノキシ)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’-ジアミノジフェニルスルホン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン等が好ましい。 Examples of the diamine compound having two or more independent aromatic rings in one molecule include 4,4'-(biphenyl-2,5-diylbisoxy) bisaniline, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 3,4'. -Diaminodiphenyl ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 2,2-bis ( 4- (4-Aminophenoxy) phenyl) propane, bis (4- (3-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 1,3-bis (4-aminophenoxy) neopentane, 4,4'-diamino-3,3' -Dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl (also known as 3,3'-dimethylbenzidine), 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-diamino Diphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, N- (4-aminophenoxy) -4-aminobenzamine, bis (3-aminophenyl) sulfone, norbornandiamine and the like. Will be. Among them, from the viewpoint of solubility, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'- Diaminodiphenyl sulfone, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane and the like are preferable.

1分子内に縮合芳香環を有するジアミン化合物としては、4,4’-(9-フルオレニリデン)ジアニリン、2,7-ジアミノフルオレン、1,5-ジアミノナフタレン、3,7-ジアミノ-2,8-ジメチルジベンゾチオフェン5,5-ジオキシド等が挙げられる。 Examples of the diamine compound having a condensed aromatic ring in one molecule include 4,4'-(9-fluorenylidene) dianiline, 2,7-diaminofluorene, 1,5-diaminonaphthalene, and 3,7-diamino-2,8-. Examples thereof include dimethyldibenzothiophene 5,5-dioxide.

その他、ジアミン化合物としては、シリコーン系ジアミン化合物や、4-フルオロ-1,2-フェニレンジアミン、4-フルオロ-1,3-フェニレンジアミン、3-トリフルオロメチル-1,5-フェニレンジアミン、4-トリフルオロメチル-1,5-フェニレンジアミン、4-トリフルオロメチル-1,2-フェニレンジアミン、2-トリフルオロメチル-1,4-フェニレンジアミン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2-(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノ-2,2’-(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’-ジアミノ-2-メチル-2’-トリフルオロメチルビフェニル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-{4-アミノ-2-(トリフルオロメチル)フェノキシ}フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2、2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)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)-3,5-ジブロモフェニル}ヘキサフルオロプロパンなどのフッ素原子を含むジアミン化合物が挙げられる。 Other diamine compounds include silicone-based diamine compounds, 4-fluoro-1,2-phenylenediamine, 4-fluoro-1,3-phenylenediamine, 3-trifluoromethyl-1,5-phenylenediamine, 4-. Trifluoromethyl-1,5-phenylenediamine, 4-trifluoromethyl-1,2-phenylenediamine, 2-trifluoromethyl-1,4-phenylenediamine, 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4 , 4'-Diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2- (trifluoromethyl) diphenyl ether, 4,4'-diamino-2,2'-(trifluoromethyl) biphenyl, 4,4'-diamino-2 -Methyl-2'-Trifluoromethylbiphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- {4-amino-2- (trifluoromethyl) ) Phenoxy} Phenyl] Hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2 -Bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis {4- (4-aminophenoxy) -3,5-dibromophenyl} hexa Examples thereof include diamine compounds containing a fluorine atom such as fluoropropane.

本発明のポリイミドが上記の他のジアミン残基を含む場合、他のジアミン残基は1種のみであってもよく、2種以上が含まれていてもよい。 When the polyimide of the present invention contains the above-mentioned other diamine residues, the other diamine residues may be only one kind or may contain two or more kinds.

<水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基の含有割合>
本発明のポリイミドは、ジアミン残基として水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基を含むことによる上記効果を確実に得る上で、ポリイミドに含まれる全ジアミン残基中の水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基の合計の割合が5mol%以上であることが好ましく、特に10mol%以上、とりわけ15mol%以上であることが好ましい。また、70mol%以下好ましく、60mol%以下がより好ましく、55mol%以下がさらに好ましい。
また、脂肪族ジアミン残基の全ジアミン残基に対する割合は、特に制限はないが、通常30mol%以上、好ましくは40mol%以上、さらに好ましくは45mol%以上であり、通常95mol%以下、好ましくは90mol%以下、さらに好ましくは85mol%以下である。
<Content ratio of hydroxyl group-containing diamine residue and / or carboxyl group-containing diamine residue and aliphatic diamine residue>
The polyimide of the present invention reliably contains the hydroxyl group-containing diamine residue and / or the carboxyl group-containing diamine residue and the aliphatic diamine residue as the diamine residue, and in order to surely obtain the above effect, the total diamine residue contained in the polyimide is used. The total ratio of the hydroxyl group-containing diamine residue and / or the carboxyl group-containing diamine residue in the group is preferably 5 mol% or more, particularly preferably 10 mol% or more, and particularly preferably 15 mol% or more. Further, 70 mol% or less is preferable, 60 mol% or less is more preferable, and 55 mol% or less is further preferable.
The ratio of the aliphatic diamine residue to the total diamine residue is not particularly limited, but is usually 30 mol% or more, preferably 40 mol% or more, more preferably 45 mol% or more, and usually 95 mol% or less, preferably 90 mol. % Or less, more preferably 85 mol% or less.

本発明のポリイミドは、ジアミン残基として水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基を含むことによる上記効果を確実に得る上で、ポリイミドに含まれる全ジアミン残基中の水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基の合計の割合は、50mol%以上であることが好ましく、特に60mol%以上、とりわけ70~100mol%であることが好ましい。 The polyimide of the present invention reliably contains the hydroxyl group-containing diamine residue and / or the carboxyl group-containing diamine residue and the aliphatic diamine residue as the diamine residue, and in order to surely obtain the above effect, the total diamine residue contained in the polyimide remains. The total ratio of the hydroxyl group-containing diamine residue and / or the carboxyl group-containing diamine residue and the aliphatic diamine residue in the group is preferably 50 mol% or more, particularly 60 mol% or more, particularly 70 to 100 mol%. Is preferable.

[分子量]
本発明のポリイミドの重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量で通常1000以上、好ましくは3000以上、より好ましくは5000以上である。また、通常200000以下であり、好ましくは180000以下であり、より好ましくは150000以下である。重量平均分子量が上記範囲であると、溶媒溶解性、組成物粘度等が通常の製造設備で扱いやすい傾向となるため好ましい。なお、ポリイミドのポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により求めることができる。
[Molecular weight]
The weight average molecular weight (Mw) of the polyimide of the present invention is not particularly limited, but the polystyrene-equivalent weight average molecular weight is usually 1000 or more, preferably 3000 or more, and more preferably 5000 or more. Further, it is usually 200,000 or less, preferably 180,000 or less, and more preferably 150,000 or less. When the weight average molecular weight is in the above range, solvent solubility, composition viscosity, and the like tend to be easy to handle in ordinary manufacturing equipment, which is preferable. The polystyrene-equivalent weight average molecular weight of polyimide can be determined by gel permeation chromatography (GPC).

本発明のポリイミドの数平均分子量(Mn)は特に制限されないが、ポリスチレン換算の数平均分子量で通常500以上、好ましくは1000以上、より好ましくは2500以上である。また通常100000以下、好ましくは90000以下、より好ましくは80000以下である。数平均分子量が上記範囲であると、溶媒溶解性、組成物粘度などが通常の製造設備で扱いやすい傾向となるため好ましい。ポリスチレン換算の数平均分子量は、前記重量平均分子量と同様の方法で求めることができる。 The number average molecular weight (Mn) of the polyimide of the present invention is not particularly limited, but the polystyrene-equivalent number average molecular weight is usually 500 or more, preferably 1000 or more, and more preferably 2500 or more. Further, it is usually 100,000 or less, preferably 90,000 or less, and more preferably 80,000 or less. When the number average molecular weight is in the above range, solvent solubility, composition viscosity, and the like tend to be easy to handle in ordinary manufacturing equipment, which is preferable. The polystyrene-equivalent number average molecular weight can be obtained by the same method as the weight average molecular weight.

本発明のポリイミドの分子量分布(PDI:重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn))は、通常1以上、好ましくは1.1以上、より好ましくは1.2以上である。また通常10以下、好ましくは9以下、より好ましくは8以下である。分子量分布が上記範囲であると、例えばレジストとしての使用において、均一性、平滑性等に優れた膜が得られる傾向にある。 The molecular weight distribution (PDI: weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn)) of the polyimide of the present invention is usually 1 or more, preferably 1.1 or more, and more preferably 1.2 or more. Further, it is usually 10 or less, preferably 9 or less, and more preferably 8 or less. When the molecular weight distribution is within the above range, a film having excellent uniformity, smoothness, etc. tends to be obtained, for example, when used as a resist.

[OH当量・酸価]
本発明のポリイミドは、水酸基含有ジアミン残基に基づくOH当量が100~30000g/eq.の範囲及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基に基づく酸価が5~150mg-KOH/gの範囲であることが好ましい。
[OH equivalent / acid value]
The polyimide of the present invention has an OH equivalent of 100 to 30,000 g / eq based on a hydroxyl group-containing diamine residue. And / or the acid value based on the carboxyl group-containing diamine residue is preferably in the range of 5 to 150 mg-KOH / g.

OH当量及び/又は酸価が上記範囲内であると、脂肪族ジアミン残基との共存で、優れたアルカリ可溶性及びその制御性を得ることができる。 When the OH equivalent and / or the acid value is within the above range, excellent alkali solubility and its controllability can be obtained in the coexistence with the aliphatic diamine residue.

なお、ポリイミドのOH当量は構成する残基の分子量とモル比から計算により求めることができ、後掲の実施例においてもこのようにしてOH当量を求めた。また、ポリイミドの酸価は、構成する残基の分子量とモル比から計算により求めることができ、後掲の実施例においてもこのようにして酸価を求めた。 The OH equivalent of the polyimide can be obtained by calculation from the molecular weight and the molar ratio of the constituent residues, and the OH equivalent is also obtained in this way in the examples described later. Further, the acid value of the polyimide can be obtained by calculation from the molecular weight and the molar ratio of the constituent residues, and the acid value was also obtained in this way in the examples described later.

[アルカリ可溶性・溶媒溶解性]
本発明のポリイミドは、アルカリ可溶性に優れたものであり、例えば、1M水酸化カリウム水溶液に室温(23℃)で0.1質量%以上溶解する程度のアルカリ可溶性を示すが、本発明では、例えばこの溶解濃度を0.1~30質量%の範囲で適宜調整することができる。
[Alkali-soluble / solvent-soluble]
The polyimide of the present invention is excellent in alkali solubility, and exhibits alkali solubility of, for example, 0.1% by mass or more at room temperature (23 ° C.) in a 1 M potassium hydroxide aqueous solution. This dissolution concentration can be appropriately adjusted in the range of 0.1 to 30% by mass.

本発明のポリイミドはまた、溶媒溶解性に優れるものであり、例えば、後掲のポリイミド前駆体製造に使用される溶媒等に対する室温(23℃)での溶解度が5質量%以上の溶解性を示す。 The polyimide of the present invention also has excellent solvent solubility, and for example, exhibits a solubility of 5% by mass or more at room temperature (23 ° C.) in a solvent or the like used for producing a polyimide precursor described later. ..

[ポリイミドの製造方法]
本発明のポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物原料と、ジアミン化合物原料として少なくとも水酸基を有するジアミン化合物及び/又はカルボキシル基を有するジアミン化合物と脂肪族ジアミン化合物とを用いること以外は常法に従って製造することができる。なお、前述の通り、ジアミン化合物の代りにジイソシアネート化合物を用いてもよい。
[Manufacturing method of polyimide]
The polyimide of the present invention is produced according to a conventional method except that a tetracarboxylic acid dianhydride raw material and a diamine compound having at least a hydroxyl group and / or a diamine compound having a carboxyl group and an aliphatic diamine compound are used as a diamine compound raw material. be able to. As described above, a diisocyanate compound may be used instead of the diamine compound.

本発明のポリイミドの製造方法には、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物からポリイミド前駆体を製造しこれをイミド化してポリイミドを得る方法、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物から直接ポリイミドを製造する方法がある。 The method for producing a polyimide of the present invention includes a method of producing a polyimide precursor from a tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine compound and imidizing the polyimide precursor to obtain a polyimide, and a method of directly producing a polyimide from the tetracarboxylic acid dianhydride and a diamine compound. There is a way to do it.

なお、ポリイミド前駆体をイミド化してポリイミドを製造する際、イミド化率は特に制限されないが高い程好ましく、通常80%以上、特に90~100%である。 When the polyimide precursor is imidized to produce a polyimide, the imidization ratio is not particularly limited, but is preferably higher, and is usually 80% or more, particularly 90 to 100%.

<ポリイミド前駆体を経てポリイミドを製造する方法>
(ポリイミド前駆体の製造)
本発明のポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物と、水酸基を有するジアミン化合物及び/又はカルボキシル基を有するジアミン化合物と脂肪族ジアミン化合物とを必須とするジアミン化合物を溶媒中で反応させて得られる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物を溶媒中で反応させる方法は特に限定されない。また、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の添加順序や添加方法も特に限定されない。例えば、溶媒にテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を順に投入し、適切な温度で撹拌することにより、ポリイミド前駆体を得ることができる。
<Method of manufacturing polyimide via polyimide precursor>
(Manufacturing of polyimide precursor)
The polyimide precursor of the present invention is obtained by reacting a tetracarboxylic acid dianhydride with a diamine compound having a hydroxyl group and / or a diamine compound having a carboxyl group and an aliphatic diamine compound as essential in a solvent. Be done. The method for reacting the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound in the solvent is not particularly limited. Further, the order and method of adding the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound are not particularly limited. For example, a polyimide precursor can be obtained by sequentially adding a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound to a solvent and stirring the mixture at an appropriate temperature.

ジアミン化合物の量は、テトラカルボン酸二無水物1モルに対して、通常0.7モル以上、好ましくは0.8モル以上であり、通常1.3モル以下、好ましくは1.2モル以下である。ジアミン化合物をこのような範囲とすることで、得られるポリイミド前駆体の収率が向上する傾向にある。 The amount of the diamine compound is usually 0.7 mol or more, preferably 0.8 mol or more, and usually 1.3 mol or less, preferably 1.2 mol or less, relative to 1 mol of tetracarboxylic dianhydride. be. By setting the diamine compound in such a range, the yield of the obtained polyimide precursor tends to be improved.

反応液中のテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の濃度は、反応条件や得られるポリイミド前駆体の粘度に応じで適宜設定できる。 The concentrations of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound in the reaction solution can be appropriately set according to the reaction conditions and the viscosity of the obtained polyimide precursor.

テトラカルボン酸二無水及びジアミン化合物の合計濃度は、特に制限はないが、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン化合物及び溶媒を含む反応液全量に対し、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは50質量%以下である。テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物の濃度が低過ぎないことで、分子量の伸長が起こりやすい傾向にある。また、この濃度が高過ぎないことで、粘度が高くなり過ぎず、反応液の撹拌が容易となる傾向にある。 The total concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, based on the total amount of the reaction solution containing the tetracarboxylic dianhydride, the diamine compound and the solvent. It is usually 70% by mass or less, preferably 50% by mass or less. Since the concentrations of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound are not too low, the molecular weight tends to be extended. Further, if this concentration is not too high, the viscosity does not become too high, and the reaction solution tends to be easily stirred.

テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物を溶媒中で反応させる温度は、反応が進行する温度であれば、特に制限はないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上であり、通常120℃以下、好ましくは100℃以下である。
反応時間は通常1時間以上、好ましくは2時間以上であり、通常100時間以下、好ましくは42時間以下である。このような条件で行うことにより、低コストで収率よくポリイミド前駆体を得ることができる傾向にある。
反応時の圧力は、常圧、加圧及び減圧のいずれでもよい。雰囲気は空気下でも不活性雰囲気下でもよい。
The temperature at which the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound are reacted in the solvent is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, and usually 120 ° C. or lower. It is preferably 100 ° C. or lower.
The reaction time is usually 1 hour or more, preferably 2 hours or more, usually 100 hours or less, preferably 42 hours or less. By performing under such conditions, it tends to be possible to obtain a polyimide precursor at low cost and in good yield.
The pressure during the reaction may be normal pressure, pressurization or depressurization. The atmosphere may be under air or under an inert atmosphere.

テトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物を反応させる際に用いる溶媒は特に限定されない。例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソール等の炭化水素系溶媒;四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、フルオロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、メトキシベンゼン等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホン系溶媒;ピリジン、ピコリン、ルチジン、キノリン、イソキノリン等の複素環系溶媒;フェノール、クレゾール等のフェノール系溶媒;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン等のラクトン系溶媒;等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。 The solvent used for reacting the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is not particularly limited. For example, hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, xylene, mesitylen, anisole; halogenation of carbon tetrachloride, methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, fluorobenzene and the like. Hydrocarbon solvent; ether solvent such as diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, methoxybenzene; ketone solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol-based solvent such as glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate; amide-based solvent such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone; Solvents; heterocyclic solvents such as pyridine, picolin, lutidine, quinoline, isoquinoline; phenolic solvents such as phenol and cresol; lactone-based solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone; and the like. .. These solvents may be used alone or in any ratio and combination of two or more.

得られたポリイミド前駆体はそのまま次のイミド化に供してもよく、貧溶媒中に添加することで固体状に析出させて用いてもよい。 The obtained polyimide precursor may be used as it is for the next imidization, or may be added to a poor solvent to precipitate it in a solid state before use.

用いる貧溶媒は特に制限は無く、ポリイミド前駆体の種類によって適宜選択し得るが、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒;等が挙げられる。中でも、アルコール系溶媒が効率良く析出物が得られ、沸点が低く乾燥が容易となる傾向にあるため好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。 The poor solvent to be used is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of polyimide precursor, but is an ether solvent such as diethyl ether and diisopropyl ether; a ketone solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, isobutyl ketone and methyl isobutyl ketone; methanol, Alcohol-based solvents such as ethanol and isopropyl alcohol; and the like. Above all, an alcohol solvent is preferable because a precipitate can be efficiently obtained, a boiling point is low, and drying tends to be easy. These solvents may be used alone or in any ratio and combination of two or more.

(ポリイミド前駆体のイミド化)
上記の方法等で得られたポリイミド前駆体を溶媒存在下で脱水環化することにより、ポリイミドを得ることができる。イミド化は従来知られている任意の方法を用いて行うことができるが、例えば熱的に環化させる加熱イミド化、化学的に環化させる化学イミド化等が挙げられる。これらのイミド化反応は単独で行っても、複数組み合わせて行ってもよい。
(Imidization of polyimide precursor)
Polyimide can be obtained by dehydrating and cyclizing the polyimide precursor obtained by the above method or the like in the presence of a solvent. The imidization can be carried out by any conventionally known method, and examples thereof include thermal imidization in which thermal cyclization is carried out, chemical imidization in which chemical imidization is carried out, and the like. These imidization reactions may be carried out individually or in combination of two or more.

<加熱イミド化>
ポリイミド前駆体をイミド化する際の溶媒は、前記のポリイミド前駆体を得る反応時に使用した溶媒と同様のものが挙げられる。ポリイミド前駆体製造時の溶媒と、ポリイミド製造時の溶媒は同じものを用いても、異なるものを用いてもよい。
この場合、イミド化によって生じた水は閉環反応を阻害するため、系外に排出してもよい。イミド化反応時のポリイミド前駆体の濃度は特に制限はないが、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは40質量%以下である。この範囲で行うことによって、生産効率が高く、また製造しやすい溶液粘度で製造することができる傾向にある。
<Heating imidization>
Examples of the solvent for imidizing the polyimide precursor include the same solvents as those used in the reaction for obtaining the polyimide precursor. The solvent used for producing the polyimide precursor and the solvent used for producing the polyimide may be the same or different.
In this case, the water generated by imidization inhibits the ring closure reaction and may be discharged to the outside of the system. The concentration of the polyimide precursor at the time of the imidization reaction is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 70% by mass or less, preferably 40% by mass or less. By performing in this range, it tends to be possible to produce with a solution viscosity that is easy to produce with high production efficiency.

イミド化反応温度は特に制限されないが、通常50℃以上、好ましくは80℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、通常300℃以下、好ましくは280℃以下、より好ましくは250℃以下である。この範囲で行うことで、イミド化反応が効率よく進行し、イミド化反応以外の反応が抑制される傾向にあるため好ましい。
反応時の圧力は常圧、加圧、減圧のいずれでもよい。雰囲気は、空気下でも不活性雰囲気下でもよい。
The imidization reaction temperature is not particularly limited, but is usually 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, usually 300 ° C. or lower, preferably 280 ° C. or lower, and more preferably 250 ° C. or lower. It is preferable to carry out the imidization reaction in this range because the imidization reaction proceeds efficiently and reactions other than the imidization reaction tend to be suppressed.
The pressure during the reaction may be normal pressure, pressurization, or depressurization. The atmosphere may be under air or under an inert atmosphere.

また、イミド化を促進するイミド化促進剤として、求核性、求電子性を高める働きをもつ化合物を加えることもできる。具体的には、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、N-メチルピロリジン、N-エチルピロリジン、N-メチルピペリジン、N-エチルピペリジン、イミダゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン等の三級アミン化合物;酢酸、4-ヒドロキシフェニル酢酸、3-ヒドロキシ安息香酸、N-アセチルグリシン、N-ベンゾイルグリシン等のカルボン酸化合物;3,5-ジヒドロキシアセトフェノン、3,5-ジヒドロキシ安息香酸メチル、ピロガロール、メチルガレート、エチルガレート、ナフタレン-1,6-ジオール等の多価フェノール化合物;2-ヒドロキシピリジン、3-ヒドロキシピリジン、4-ヒドロキシピリジン、4-ピリジンメタノール、N,N-ジメチルアミノピリジン、ニコチンアルデヒド、イソニコチンアルデヒド、ピコリンアルデヒド、ピコリンアルデヒドオキシム、ニコチンアルデヒドオキシム、イソニコチンアルデヒドオキシム、ピコリン酸エチル、ニコチン酸エチル、イソニコチン酸エチル、ニコチンアミド、イソニコチンアミド、2-ヒドロキシニコチン酸、2,2’-ジピリジル、4,4’-ジピリジル、3-メチルピリダジン、キノリン、イソキノリン、フェナントロリン、1,10-フェナントロリン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、1,2,4-トリアゾール等の複素環化合物;等が挙げられる。 Further, as an imidization promoter that promotes imidization, a compound having a function of enhancing nucleophilicity and electrophilicity can be added. Specifically, for example, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triethylenediamine, N-methylpyrrolidin, N-ethylpyrrolidin. , N-Methylpiperidin, N-ethylpiperidine, imidazole, pyridine, quinoline, isoquinoline and other tertiary amine compounds; acetic acid, 4-hydroxyphenylacetic acid, 3-hydroxybenzoic acid, N-acetylglycine, N-benzoylglycine and the like. Carboxylic acid compounds; polyvalent phenolic compounds such as 3,5-dihydroxyacetophenone, methyl 3,5-dihydroxybenzoate, pyrogallol, methyl gallate, ethyl gallate, naphthalene-1,6-diol; 2-hydroxypyridine, 3-hydroxy Ppyridine, 4-hydroxypyridine, 4-pyridinemethanol, N, N-dimethylaminopyridine, nicotine aldehyde, isonicotin aldehyde, picolin aldehyde, picolin aldehyde oxime, nicotine aldehyde oxime, isonicotin aldehyde oxime, ethyl picolinate, ethyl nicotinate. , Ethyl isonicotinate, nicotine amide, isonicotinamide, 2-hydroxynicotinic acid, 2,2'-dipyridyl, 4,4'-dipyridyl, 3-methylpyridazine, quinoline, isoquinolin, phenanthroline, 1,10-phenanthroline, Heterocyclic compounds such as imidazole, benzimidazole, 1,2,4-triazole; and the like.

これらの中で、三級アミン化合物、カルボン酸化合物及び複素環化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つが好ましく、さらに、トリエチルアミン、イミダゾール及びピリジンからなる群から選ばれる少なくとも1つが、反応速度を制御しやすい傾向があるためより好ましい。これらの化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。 Among these, at least one selected from the group consisting of a tertiary amine compound, a carboxylic acid compound and a heterocyclic compound is preferable, and at least one selected from the group consisting of triethylamine, imidazole and pyridine controls the reaction rate. It is more preferable because it tends to be easy. These compounds may be used alone or in any ratio and combination of two or more.

イミド化促進剤の使用量は、ポリイミド前駆体のカルボキシル基に対して、通常0.01mol%以上であり、0.1mol%以上が好ましく、1mol%以上が更に好ましい。また、50mol%以下であることが好ましく、10mol%以下であることがより好ましい。イミド化促進剤の使用量が上記範囲にあることにより、イミド化反応が効率よく進行する傾向にある。
また、イミド化促進剤を添加するタイミングは、適宜調整することができ、加熱開始前でもよく、加熱中でもよい。また複数回に分けて添加してもよい。
The amount of the imidization accelerator used is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.1 mol% or more, and more preferably 1 mol% or more with respect to the carboxyl group of the polyimide precursor. Further, it is preferably 50 mol% or less, and more preferably 10 mol% or less. When the amount of the imidization accelerator used is in the above range, the imidization reaction tends to proceed efficiently.
Further, the timing of adding the imidization accelerator can be appropriately adjusted, and may be before the start of heating or during heating. Further, it may be added in a plurality of times.

<化学イミド化>
ポリイミド前駆体を溶媒存在下で、脱水縮合剤を用いて化学的にイミド化することにより、ポリイミドを得ることができる。
<Chemical imidization>
A polyimide can be obtained by chemically imidizing a polyimide precursor in the presence of a solvent with a dehydration condensing agent.

化学イミド化の際に使用する溶媒としては前記のポリイミド前駆体を得る反応時に使用した溶媒と同様のものが挙げられる。 Examples of the solvent used for chemical imidization include the same solvents as those used for the reaction for obtaining the polyimide precursor described above.

脱水縮合剤としては、例えば、N,N-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N-ジフェニルカルボジイミド等のN,N-2置換カルボジイミド;無水酢酸、無水トリフルオロ酢酸等の酸無水物;塩化チオニル、塩化トシル等の塩化物;アセチルクロライド、アセチルブロマイド、プロピオニルアイオダイド、アセチルフルオライド、プロピオニルクロライド、プロピオニルブロマイド、プロピオニルアイオダイド、プロピオニルフルオライド、イソブチリルクロライド、イソブチリルブロマイド、イソブチリルアイオダイド、イソブチリルフルオライド、n-ブチリルクロライド、n-ブチリルブロマイド、n-ブチリルアイオダイド、n-ブチリルフルオライド、モノ-,ジ-,トリ-クロロアセチルクロライド、モノ-,ジ-,トリ-ブロモアセチルクロライド、モノ-,ジ-,トリ-アイオドアセチルクロライド、モノ-,ジ-,トリ-フルオロアセチルクロライド、無水クロロ酢酸、フェニルホスフォニックジクロライド、チオニルクロライド、チオニルブロマイド、チオニルアイオダイド、チオニルフルオライド等のハロゲン化化合物;三塩化リン、亜リン酸トリフェニル、ジエチルリン酸シアニド等のリン化合物;等が挙げられる。 Examples of the dehydration condensing agent include N, N-2-substituted carbodiimides such as N, N-dicyclohexylcarbodiimide and N, N-diphenylcarbodiimide; acid anhydrides such as anhydrous acetic acid and anhydrous trifluoroacetic acid; thionyl chloride, tosyl chloride and the like. Chloride; acetyl chloride, acetyl bromide, propionyl iodide, acetyl fluoride, propionyl chloride, propionyl bromide, propionyl iodide, propionyl fluoride, isobutyryl chloride, isobutyryl bromide, isobutyryl iodide, isobuchi Lilfluoride, n-butyryl chloride, n-butyryl bromide, n-butyryl iodide, n-butyryl fluoride, mono-, di-, tri-chloroacetyl chloride, mono-, di-, tri- Bromoacetyl chloride, mono-, di-, tri-iodoacetyl chloride, mono-, di-, tri-fluoroacetyl chloride, anhydrous chloroacetic acid, phenylphosphonic dichloride, thionyl chloride, thionyl bromide, thionyliodide, thionylfluo Halogen compounds such as rides; phosphorus compounds such as phosphorus trichloride, triphenyl phosphite, cyanide diethyl phosphate; and the like.

これらの中で、酸無水物及びハロゲン化化合物が好ましく、特に、酸無水物が、イミド化反応が効率よく進行する傾向にあるためより好ましい。これらの化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。 Of these, acid anhydrides and halogenated compounds are preferable, and acid anhydrides are particularly preferable because the imidization reaction tends to proceed efficiently. These compounds may be used alone or in any ratio and combination of two or more.

これらの脱水縮合剤の使用量は、ポリイミド前駆体1molに対して、通常0.1mol以上、好ましくは0.2mol以上であり、通常1.0mol以下、好ましくは0.9mol以下である。脱水縮合剤の使用量をこの範囲とすることで、効率的にイミド化することができる。 The amount of these dehydration condensing agents used is usually 0.1 mol or more, preferably 0.2 mol or more, and usually 1.0 mol or less, preferably 0.9 mol or less, with respect to 1 mol of the polyimide precursor. By setting the amount of the dehydration condensing agent to be used in this range, imidization can be performed efficiently.

イミド化反応時のポリイミド前駆体の濃度に特に制限はないが、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは40質量%以下である。この範囲とすることで、生産効率を高くすることができ、また製造しやすい溶液粘度で製造することができる傾向にある。 The concentration of the polyimide precursor at the time of the imidization reaction is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 70% by mass or less, preferably 40% by mass or less. Within this range, the production efficiency can be increased, and the solution viscosity tends to be easy to produce.

イミド化反応温度は特に制限されないが、通常0℃以上、好ましくは10℃以上、さらに好ましくは20℃以上である。また、通常150℃以下、好ましくは130℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。この範囲で行うことで、イミド化反応が効率よく進行する傾向にあるため好ましい。さらに、イミド化反応以外の副反応が抑制されるため好ましい。
反応時の圧力は常圧、加圧又は減圧のいずれでもよい。雰囲気は、空気下でも不活性雰囲気下でもよい。
The imidization reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, and more preferably 20 ° C. or higher. Further, it is usually 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or lower. It is preferable to carry out the imidization reaction in this range because the imidization reaction tends to proceed efficiently. Further, it is preferable because side reactions other than the imidization reaction are suppressed.
The pressure during the reaction may be normal pressure, pressurization or depressurization. The atmosphere may be under air or under an inert atmosphere.

また、イミド化を促進する触媒として、前記の三級アミン化合物等のイミド化促進剤を加熱イミド化と同様に加えることもできる。 Further, as a catalyst for promoting imidization, an imidization accelerator such as the above-mentioned tertiary amine compound can be added in the same manner as for heat imidization.

<テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物からポリイミドを製造する方法>
テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物から、従来既知の方法を用いて、直接ポリイミドを得ることができる。この方法はポイミド前駆体の合成からイミド化を、反応の停止や前駆体の単離を経ることなく、イミド化までを行うものである。
<Method of producing polyimide from tetracarboxylic dianhydride and diamine compound>
Polyimide can be directly obtained from a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound by using a conventionally known method. This method involves the synthesis and imidization of the poimide precursor, and the imidization without stopping the reaction or isolating the precursor.

テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の添加順序や添加方法には特に限定はないが、例えば、溶媒にテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を順に投入し、イミド化までの反応が進行する温度で撹拌することでポリイミドが得られる。 The order and method of adding the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound are not particularly limited, but for example, the temperature at which the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound are added in order to the solvent and the reaction until imidization proceeds. Polyimide can be obtained by stirring with.

ジアミン化合物の量は、テトラカルボン酸二無水物1molに対して、通常0.7mol以上、好ましくは0.8mol以上であり、通常1.3mol以下、好ましくは1.2mol以下である。ジアミン化合物の量をこのような範囲とすることにより、得られるポリイミドの収率が向上する傾向にある。 The amount of the diamine compound is usually 0.7 mol or more, preferably 0.8 mol or more, and usually 1.3 mol or less, preferably 1.2 mol or less, with respect to 1 mol of the tetracarboxylic dianhydride. By setting the amount of the diamine compound in such a range, the yield of the obtained polyimide tends to be improved.

反応液中のテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の濃度は、各々の条件や重合中の粘度に応じて適宜設定できる。
反応液中のテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の合計濃度は、特段の設定ないが、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、通常70質量%以下、好ましくは40質量%以下である。反応液中の濃度が適当な範囲であることで、分子量の伸長が起こりやすくなり、また、撹拌も容易となる傾向にある。
The concentrations of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound in the reaction solution can be appropriately set according to the respective conditions and the viscosity during the polymerization.
The total concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound in the reaction solution is not particularly set, but is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 70% by mass or less, preferably 40% by mass. It is as follows. When the concentration in the reaction solution is in an appropriate range, the molecular weight tends to be easily extended and the stirring tends to be easy.

この反応で用いる溶媒としては、前記のポリイミド前駆体を得る反応時に使用する溶媒と同様のものが挙げられる。 Examples of the solvent used in this reaction include the same solvents as those used in the reaction for obtaining the polyimide precursor.

また、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物からポリイミドを得る場合も、ポリイミド前駆体からポリイミドを得る場合と同様に、加熱イミド化及び/又は化学イミド化を採用することができ、この場合の加熱イミド化や化学イミド化の反応条件等は、前記と同様である。 Further, when the polyimide is obtained from the tetracarboxylic acid dianhydride and the diamine compound, heating imidization and / or chemical imidization can be adopted as in the case of obtaining the polyimide from the polyimide precursor, and heating in this case can be adopted. The reaction conditions for imidization and chemical imidization are the same as described above.

得られたポリイミドは、そのまま用いてもよく、また貧溶媒中に添加することでポリイミドを固体状に析出させた後に、他の溶媒に再溶解させて用いることもできる。 The obtained polyimide may be used as it is, or may be added to a poor solvent to precipitate the polyimide in a solid state, and then redissolved in another solvent for use.

この時の貧溶媒は特に制限はなく、ポリイミドの種類によって適宜選択しうるが、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒;等が挙げられる。中でも、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が効率よく析出物が得られ、沸点が低く乾燥が容易となる傾向にあるため好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。 The poor solvent at this time is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of polyimide. For example, an ether solvent such as diethyl ether or diisopropyl ether; a ketone solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, isobutyl ketone or methyl isobutyl ketone; Alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; and the like. Above all, an alcohol solvent such as isopropyl alcohol is preferable because a precipitate can be efficiently obtained, a boiling point is low, and drying tends to be easy. These solvents may be used alone or in any ratio and combination of two or more.

また、ポリイミドを再溶解させる溶媒としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アニソール等の炭化水素系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等の非プロトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;等が挙げられる。この中でも特にアニソール、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、エチレングリコールジメチルエーテル、及びエチレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の比率及び組合せで用いてもよい。 As the solvent for redissolving the polyimide, for example, a hydrocarbon solvent such as hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene, xylene, mesitylene, anisole; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N. -Amid solvent such as methyl-2-pyrrolidone; Aproton solvent such as dimethyl sulfoxide; Glycol solvent such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate; And so on. Of these, anisole, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, ethylene glycol dimethyl ether, and ethylene glycol monomethyl ether are particularly preferable. These solvents may be used alone or in any ratio and combination of two or more.

[用途]
本発明のポリイミドは、アルカリ可溶性、溶媒可溶性、保存安定性、耐熱性に優れ、特にその優れたアルカリ可溶性から、アルカリ現像性のレジスト用樹脂として好適に用いることができる。
[Use]
The polyimide of the present invention is excellent in alkali solubility, solvent solubility, storage stability, and heat resistance, and in particular, due to its excellent alkali solubility, it can be suitably used as an alkali-developable resist resin.

本発明のポリイミドを半導体集積回路、プリント配線基板、液晶パネル等の製造に使用されるレジストとして用いる場合、必要に応じて、アニオン再生剤、光酸発生剤、アルカリ溶解促進剤、光架橋剤等を配合した感光性組成物として使用される。
この感光性樹脂組成物は、更にカップリング剤、可塑剤、別の膜形成樹脂、界面活性剤、安定剤、レベリング剤などの添加剤を含んでもよい。
When the polyimide of the present invention is used as a resist used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels, etc., an anion regenerating agent, a photoacid generator, an alkali dissolution accelerator, a photocrosslinking agent, etc., as necessary. Is used as a photosensitive composition containing the above.
The photosensitive resin composition may further contain additives such as a coupling agent, a plasticizer, another film-forming resin, a surfactant, a stabilizer, and a leveling agent.

レジスト溶液の製造に適する溶媒は原則としてフォトレジストの不揮発成分、例えばポリイミド及び光酸発生剤及びその他の添加剤が十分に可溶であり、かつこれらの成分と不可逆的に反応しない全ての溶媒である。適する溶媒は、例えば、非プロトン性極性溶媒、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチロラクトン、シクロヘキサノン、ジアセトキシエチレングリコール、スルホラン、テトラメチル尿素、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジグライム、フェノール、クレゾール、トルエン、塩化メチレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン等である。 Suitable solvents for the production of resist solutions are, in principle, all solvents in which the non-volatile components of the photoresist, such as polyimide and photoacid generators and other additives, are sufficiently soluble and do not irreversibly react with these components. be. Suitable solvents are, for example, aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyrolactone, cyclohexanone, diacetoxyethylene glycol, sulfoxide, tetramethylurea, N, N-dimethylacetamide, etc. Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, diglyme, phenol, cresol, toluene, methylene chloride, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, acetone and the like.

本発明のポリイミドを用いた感光性樹脂組成物により画像形成を行うには、上記のように感光性樹脂組成物を溶媒に溶解したレジスト溶液を用いて、基板上にフォトレジスト層を形成する。この基板としては、樹脂等の有機物、無機物、金属などいずれを用いてもよい。 In order to form an image with the photosensitive resin composition using the polyimide of the present invention, a photoresist layer is formed on a substrate by using a resist solution in which the photosensitive resin composition is dissolved in a solvent as described above. As the substrate, any of organic substances such as resin, inorganic substances, metals and the like may be used.

基板へのレジスト層の形成は通常、浸漬、噴霧、ロール塗り又はスピンコーティングによって行われる。この際、レジスト溶液の粘度、固形分濃度及びスピンコーティング速度等を調整することにより、所望の厚さに成膜することができる。例えば、0.1~500μm、好ましくは1~100μmの層厚を持つ層及びレリーフ構造が形成される。多層回路における薄層や絶縁層の場合は1~50μm程度とする場合もある。レジストを基材に塗布した後は、通常50~120℃で予備乾燥させた後、所望のパターンで露光後、アルカリ現像を行う。 The formation of the resist layer on the substrate is usually performed by dipping, spraying, roll coating or spin coating. At this time, the film can be formed to a desired thickness by adjusting the viscosity, solid content concentration, spin coating rate, and the like of the resist solution. For example, a layer and relief structure having a layer thickness of 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 100 μm is formed. In the case of a thin layer or an insulating layer in a multi-layer circuit, it may be about 1 to 50 μm. After applying the resist to the substrate, it is usually pre-dried at 50 to 120 ° C., exposed to a desired pattern, and then subjected to alkaline development.

ここで用いるアルカリ現像液のアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、N-メチルジエタノ-ルアミン、N-エチルジエタノ-ルアミン、N,N-ジメチルエタノ-ルアミン、トリエタノ-ルアミン、トリイソプロパノ-ルアミン、トリイソプロピルアミンなどが挙げられる。 The alkali of the alkaline developer used here includes sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, ammonium hydrogencarbonate, and tetramethylammonium hydroxide. Tetraethylammonium Hydroxide, Tetrapropylammonium Hydroxide, Tetraisopropylammonium Hydroxide, N-Methyldietanolamine, N-Ethyldietanolamine, N, N-dimethylethanolamine, Trietanolamine, Triisopropanolamine, Triisopropyl Examples include amines.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.

なお、以下において、使用原料の略語の示すものは以下の通りである。
MCHM:4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)異性体混合物
CHDA:1,4-シクロヘキシルジアミン
ABA:3,5-ジアミノ安息香酸
BAPA:2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン
m-TB:2,2’-ジメチルベンジジン
BPDA:3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
H-BPDA:3,3’,4,4’-ビシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
ODPA:4,4’-オキシジフタル酸無水物
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
In the following, the abbreviations for the raw materials used are as follows.
MCHM: 4,4'-methylenebis (2-methylcyclohexylamine) isomer mixture CHDA: 1,4-cyclohexyldiamine ABA: 3,5-diaminobenzoic acid BAPA: 2,2-bis (3-amino-4-hydroxy) Phenyl) Propane m-TB: 2,2'-dimethylbenzidine BPDA: 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride H-BPDA: 3,3', 4,4'-bicyclohexanetetra Carboxylic acid dianhydride ODPA: 4,4'-oxydiphthalic acid anhydride DMAc: N, N-dimethylacetamide

また、得られたポリイミドの評価方法は以下の通りである。
[アルカリ可溶性]
室温(23℃)にて、1M水酸化カリウム水溶液5gに樹脂固形分が5mgとなるように、ポリイミド溶液を加え、2時間撹拌した後、目視観察し、以下の基準で評価した。
なお、ポリイミド溶液中には、DMAcが含まれているが、DMAcは水酸化カリウム水溶液量に対してごく少量であるので、アルカリ可溶性の評価に大きな影響を及ぼすものではない。
○:溶け残りなく完溶し、アルカリ可溶性良。
△:一部溶解し、アルカリ可溶性若干劣る。
×:溶解せず、アルカリ可溶性不良。
The evaluation method of the obtained polyimide is as follows.
[Alkaline soluble]
At room temperature (23 ° C.), a polyimide solution was added to 5 g of a 1 M potassium hydroxide aqueous solution so that the resin solid content was 5 mg, the mixture was stirred for 2 hours, and then visually observed and evaluated according to the following criteria.
Although DMAc is contained in the polyimide solution, the amount of DMAc is very small with respect to the amount of the potassium hydroxide aqueous solution, so that it does not significantly affect the evaluation of alkali solubility.
◯: Completely dissolved without remaining undissolved, and good alkali solubility.
Δ: Partially dissolved and slightly inferior in alkali solubility.
×: Does not dissolve and is poorly soluble in alkali.

[耐熱性]
ポリイミド溶液をガラス基板に塗布後、350℃で30分焼成した後、ガラス基板から剥離して得たポリイミドフィルムを熱重量・示差熱量同時測定装置(TG-DTA)で測定し、5%重量減少温度(Td5%)を耐熱温度として評価した。
Td5%は高い程好ましい。
[Heat-resistant]
After applying the polyimide solution to the glass substrate and firing at 350 ° C. for 30 minutes, the polyimide film obtained by peeling from the glass substrate is measured by a thermogravimetric / differential calorimetric simultaneous measuring device (TG-DTA), and the weight is reduced by 5%. The temperature (Td 5% ) was evaluated as the heat resistant temperature.
The higher the Td 5% , the more preferable.

[実施例1]
還流窒素ガス導入管、冷却器、トルエンを満たしたディーンスターク凝集器及び攪拌機を備えた4つ口フラスコに、MCHM:15.26g(0.064mol)、DMAc:45g、酢酸:0.11gを加え撹拌後、ABA:2.43g(0.016mol)、BPDA:23.07g(0.078mol)、DMAc:45gを加え、80℃のオイルバスで8時間撹拌した。その後、トルエン:24.5gを加え、190℃のオイルバスで12時間加熱還流した。トルエンを常圧留去し、ポリイミド溶液1を得た。
得られたポリイミド溶液1について、アルカリ可溶性と耐熱性の評価を行い、結果を表1に示した。
また、このポリイミド溶液1についてTd5%を測定したところ402℃と、高耐熱性であることが確認された。
[Example 1]
Add MCHM: 15.26 g (0.064 mol), DMAc: 45 g, acetic acid: 0.11 g to a four-necked flask equipped with a reflux nitrogen gas introduction tube, a cooler, a Dean-Stark aggregator filled with toluene, and a stirrer. After stirring, ABA: 2.43 g (0.016 mol), BPDA: 23.07 g (0.078 mol), and DMAc: 45 g were added, and the mixture was stirred in an oil bath at 80 ° C. for 8 hours. Then, 24.5 g of toluene was added, and the mixture was heated under reflux in an oil bath at 190 ° C. for 12 hours. Toluene was distilled off under normal pressure to obtain a polyimide solution 1.
The obtained polyimide solution 1 was evaluated for alkali solubility and heat resistance, and the results are shown in Table 1.
Further, when Td 5% was measured for this polyimide solution 1, it was confirmed to have high heat resistance of 402 ° C.

[実施例2]
実施例1のMCHMを8.35g(0.035mol)に、酢酸を0.07gに、ABAをBAPA 9.04g(0.035mol)に、BPDAをH-BPDA:21.01g(0.069mol)、DMAcを合計115gに、トルエンを23.0gにし変更した以外は実施例1と同様の方法でポリイミド溶液2を得た。
得られたポリイミド溶液2について、アルカリ可溶性の評価を行い、結果を表1に示した。
[Example 2]
The MCHM of Example 1 was 8.35 g (0.035 mol), acetic acid was 0.07 g, ABA was 9.04 g (0.035 mol), and BPDA was H-BPDA: 21.01 g (0.069 mol). , DMAc was changed to 115 g in total, and toluene was changed to 23.0 g, and the polyimide solution 2 was obtained by the same method as in Example 1.
The obtained polyimide solution 2 was evaluated for alkali solubility, and the results are shown in Table 1.

[比較例1]
実施例1のMCHMをCHDA:5.14g(0.045mol)に、ABAをm-TB:9.55g(0.045mol)に、BPDAをODPA:27.36g(0.088mol)に、N,N-ジメチルアセトアミドを合計126gに、トルエンを25.2gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で反応を行ったが、生成物が析出し、ポリイミド溶液は得られなかった。
この比較例1では、反応により得られたスラリーを用いて前述の通りアルカリ可溶性の評価を行い、結果を表1に示した。
[Comparative Example 1]
The MCHM of Example 1 was CHDA: 5.14 g (0.045 mol), ABA was m-TB: 9.55 g (0.045 mol), BPDA was ODPA: 27.36 g (0.088 mol), and N, The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that N-dimethylacetamide was changed to 126 g in total and toluene was changed to 25.2 g, but the product was precipitated and a polyimide solution was not obtained.
In Comparative Example 1, the slurry obtained by the reaction was used to evaluate the alkali solubility as described above, and the results are shown in Table 1.

なお、表1には各ポリイミドの酸価とOH当量を併記した。 In Table 1, the acid value and OH equivalent of each polyimide are also shown.

Figure 0007000682000002
Figure 0007000682000002

表1より、水酸基含有ジアミン残基及び/又はカルボキシル基含有ジアミン残基と脂肪族ジアミン残基を含む実施例1,2のポリイミドはアルカリ可溶性に優れることが分かる。
また、実施例1の結果からも分かるように、BPDA残基を含む本発明のポリイミドは耐熱性にも優れている。
一方、比較例1はジアミン化合物として脂肪族ジアミン化合物と芳香族ジアミン化合物のみを用いたものであり、カルボキシル基も水酸基を有さないため、アルカリ可溶性に劣るものであった。
From Table 1, it can be seen that the polyimides of Examples 1 and 2 containing a hydroxyl group-containing diamine residue and / or a carboxyl group-containing diamine residue and an aliphatic diamine residue are excellent in alkali solubility.
Further, as can be seen from the results of Example 1, the polyimide of the present invention containing a BPDA residue is also excellent in heat resistance.
On the other hand, Comparative Example 1 used only an aliphatic diamine compound and an aromatic diamine compound as the diamine compound, and since the carboxyl group also did not have a hydroxyl group, it was inferior in alkali solubility.

Claims (4)

テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸残基と、水酸基を有するジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「水酸基含有ジアミン残基」と称す。)と、脂肪族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基(以下、「脂肪族ジアミン残基」と称す。)とを含むポリイミドであり、
該テトラカルボン酸残基が脂肪族テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸残基であり、
該脂肪族ジアミン残基が4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)から誘導されるジアミン残基である、ポリイミド。
From a tetracarboxylic acid residue derived from tetracarboxylic acid dianhydride, a diamine residue derived from a diamine compound having a hydroxyl group (hereinafter referred to as "hydroxyl-containing diamine residue" ), and an aliphatic diamine compound. A polyimide containing an induced diamine residue (hereinafter referred to as "aliphatic diamine residue").
The tetracarboxylic acid residue is a tetracarboxylic acid residue derived from the aliphatic tetracarboxylic dianhydride.
Polyimide in which the aliphatic diamine residue is a diamine residue derived from 4,4'-methylenebis (2-methylcyclohexylamine).
ポリイミドに含まれる全ジアミン残基中の前記水酸基含有ジアミン残基の割合が5~70mol%で、前記脂肪族ジアミン残基の割合が30~95mol%である請求項1に記載のポリイミド。 The polyimide according to claim 1, wherein the ratio of the hydroxyl group-containing diamine residue to the total diamine residue contained in the polyimide is 5 to 70 mol%, and the ratio of the aliphatic diamine residue is 30 to 95 mol%. 前記水酸基含有ジアミン残基がフェノール性水酸基を2個有する芳香族ジアミン化合物から誘導されるジアミン残基である請求項1又は2に記載のポリイミド。 The polyimide according to claim 1 or 2, wherein the hydroxyl group-containing diamine residue is a diamine residue derived from an aromatic diamine compound having two phenolic hydroxyl groups . 前記水酸基含有ジアミン残基に基づくOH当量が100~30000g/eq.である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のポリイミド。 The OH equivalent based on the hydroxyl group-containing diamine residue is 100 to 30,000 g / eq . The polyimide according to any one of claims 1 to 3.
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