JPH0598234A - Thermally contact-bondable filmy adhesive - Google Patents

Thermally contact-bondable filmy adhesive

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JPH0598234A
JPH0598234A JP3264674A JP26467491A JPH0598234A JP H0598234 A JPH0598234 A JP H0598234A JP 3264674 A JP3264674 A JP 3264674A JP 26467491 A JP26467491 A JP 26467491A JP H0598234 A JPH0598234 A JP H0598234A
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JP
Japan
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acid
dianhydride
diamine
diamino
adhesive
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Application number
JP3264674A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Takeda
敏郎 竹田
Yuji Sakamoto
有史 坂本
Naoji Takeda
直滋 竹田
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prepare the title adhesive excellent in heat resistance, workability in thermal contact bonding, adhesion to metals and ceramics, etc., by using a polyimidesiloxane prepd. by a specified preparation method. CONSTITUTION:An acid component comprising Amol of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, Bmol of an acid-anhydride-terminated silicone compd. of formula I (wherein R1 is a trivalent aliph. or arom. group; R2 and R3 are each a monovalent aliph. or arom.. group; and n is 1-100)(e.g. a compd. of formula II), and Cmol of other acid dianhydrides is reacted with Dmol of a diamine component in such molar ratios that (A+B)/(A+B+C+D) is 0.3-0.55 and (A+B+C)/D is 0.8-1.2 provided that 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and/or the silicone compd. is an essential reactant. The resulting polyimidesiloxane having a degree of imidization of at least 80% is used for preparing the title adhesive.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れ、熱圧着
して用いることのできるフィルム状接着剤に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film adhesive which has excellent heat resistance and can be used by thermocompression bonding.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、耐熱性の熱圧着可能なフィルム状
接着剤はいくつか知られている。例えば、特開平1-2822
83号公報には、ポリアミドイミド系やポリアミド系のホ
ットメルト接着剤、特開昭58-157190号公報には、ポリ
イミド系接着剤によるフレキシブル印刷回路基板の製造
法、特開昭62-235382号及び特開昭62-235383号公報に
は、熱硬化性のポリイミド系フィルム状接着剤に関する
記述がなされている。ところが、ポリアミド系やポリア
ミドイミド系樹脂は、アミド基の親水性のために吸水率
が大きくなるという欠点を有し、信頼性を必要とするエ
レクトロニクス用途としての接着剤に用いるには限界が
あった。またその他の公報に記載されているフィルム状
接着剤の熱圧着条件は、275℃、50kgf/cm2、30分間が
標準であり、熱や圧力に鋭敏な電子部品や、量産性を必
要とされる用途のフィルム状接着剤としては必ずしも有
利であるとは言えなかった。
2. Description of the Related Art Heretofore, some heat-resistant thermocompression-bondable film adhesives have been known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-2822
No. 83, polyamide-imide or polyamide hot-melt adhesive, JP-A-58-157190, JP-A No. 58-157190, a method of manufacturing a flexible printed circuit board using a polyimide adhesive, JP-A-62-235382 and JP-A-62-235383 describes a thermosetting polyimide film adhesive. However, polyamide-based and polyamide-imide-based resins have a drawback that the water absorption rate becomes large due to the hydrophilicity of the amide group, and there is a limit in using them as adhesives for electronic applications requiring reliability. .. The standard conditions for thermocompression bonding of film adhesives described in other publications are 275 ° C, 50kgf / cm 2 and 30 minutes, which require electronic components sensitive to heat and pressure and mass productivity. It could not be said that it is necessarily advantageous as a film adhesive for other applications.

【0003】一方で、従来用いられているエポキシ系、
フェノール系、アクリル系等の接着剤は、比較的低温、
低圧で熱圧着できるという利点を有するが、熱硬化型で
あるため、ある程度硬化時間を長く設ける必要があっ
た。また熱可塑性樹脂をホットメルト型接着剤として用
いることもよく行なわれるが、耐熱性に乏しい欠点を有
している。
On the other hand, conventionally used epoxy type,
Phenolic and acrylic adhesives can be used at relatively low temperatures,
Although it has an advantage that it can be thermocompression-bonded at a low pressure, it needs to be cured to some extent because it is a thermosetting type. Although a thermoplastic resin is often used as a hot melt adhesive, it has a drawback of poor heat resistance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、耐熱性
に優れ、低温、低圧、短時間で熱圧着可能なフィルム状
接着剤を得んとして鋭意研究を重ねた結果、特定の構造
を有するポリイミドシロキサンをフィルム化した接着剤
が上記の目標を達成し得ることが判り、本発明を完成す
るに至ったものである。その目的とするところは、耐熱
性と熱圧着作業性を両立させたフィルム状接着剤を提供
するにある。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention The inventors of the present invention have earnestly studied to obtain a film adhesive which has excellent heat resistance and can be thermocompression-bonded at low temperature, low pressure and in a short time, and as a result, a specific structure was found. It has been found that the adhesive formed by film-forming the polyimide siloxane has the above-mentioned object and has completed the present invention. An object of the invention is to provide a film adhesive having both heat resistance and thermocompression bonding workability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、4,4'-オキシ
ジフタル酸二無水物Aモル及び式(1)で表わされる酸
無水物末端シリコーン化合物Bモル
The present invention is directed to A moles of 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride and B moles of an acid anhydride-terminated silicone compound represented by the formula (1).

【0006】[0006]

【化1】 [Chemical 1]

【0007】及び他の酸二無水物成分Cモルを含む酸成
分と、ジアミン成分Dモルを含むアミン成分とを、4,4'
-オキシジフタル酸二無水物又は酸末端シリコーン化合
物の少なくともどちらか一方を必須成分とし、(A+
B)/(A+B+C+D)が0.3〜0.55、(A+B+
C)/Dが0.8〜1.2の範囲で反応させ、少なくとも80%
以上がイミド化されているポリイミドシロキサンからな
る熱圧着可能なフィルム状接着剤である。
And an acid component containing C moles of other acid dianhydride components and an amine component containing D moles of diamine components, 4,4 '.
-At least one of oxydiphthalic dianhydride and acid-terminated silicone compound is an essential component, and (A +
B) / (A + B + C + D) is 0.3 to 0.55, (A + B +
C) / D is reacted in the range of 0.8 to 1.2 and at least 80%
The above is a thermocompression-bondable film adhesive made of imidized polyimide siloxane.

【0008】本発明において用いられる酸二無水物は、
4,4'-オキシジフタル酸二無水物(以下ODPAと略
す)と酸末端シリコーン化合物であるが、両者以外の酸
二無水物の例を挙げると、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、2,
3,3',4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナ
フタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ナフタ
レン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-
1,2,4,5-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,4,
5,8-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,6,7-
テトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7
-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二
無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフ
タレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、2,6-ジク
ロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、
2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二
無水物、2,3,6,7-テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-テ
トラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-テトラクロロナフタ
レン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-
ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ジフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'-ジフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、3,3",4,4"-p-テルフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、2,2",3,3"-p-テルフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3",4"-p-テルフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボ
キシフェニル)-プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカ
ルボキシフェニル)-プロパン二無水物、ビス(2,3-ジカ
ルボキシフェニル)エーテル二無水物、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、ビス(2,3-ジカルボキシフ
ェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェ
ニル)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、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフ
ェニル)エタン二無水物、ペリレン-2,3,8,9-テトラカル
ボン酸二無水物、ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸
二無水物、ペリレン-4,5,10,11-テトラカルボン酸二無
水物、ペリレン-5,6,11,12-テトラカルボン酸二無水
物、フェナンスレン-1,2,7,8-テトラカルボン酸二無水
物、フェナンスレン-1,2,6,7-テトラカルボン酸二無水
物、フェナンスレン-1,2,9,10-テトラカルボン酸二無水
物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水
物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピ
ロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフ
ェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物などがあげら
れるが、これらに限定されるものではない。
The acid dianhydride used in the present invention is
4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride (hereinafter abbreviated as ODPA) and an acid-terminated silicone compound. Examples of acid dianhydrides other than both are pyromellitic dianhydride, 3,
3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,
2 ', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,
3,3 ', 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, Naphthalene
1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,
5,8-Tetracarboxylic acid dianhydride, naphthalene-1,2,6,7-
Tetracarboxylic acid dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2,3,5,6,7
-Hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydronaphthalene-2,3,6,7- Tetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride,
2,7-Dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 1 , 4,5,8-Tetrachloronaphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-
Diphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ", 4 , 4 "-p-terphenyl tetracarboxylic dianhydride, 2,2", 3,3 "-p-terphenyl tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3", 4 "-p-terphenyl Tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -propane dianhydride, bis (2 , 3-Dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (2,3-dicarboxy Phenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4 -Dicarboxyphenyl) eta Dianhydride, perylene-2,3,8,9-tetracarboxylic dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, perylene-4,5,10,11-tetracarboxylic Acid dianhydride, perylene-5,6,11,12-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,7,8-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,6,7-tetra Carboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,9,10-tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pyrazine-2,3,5,6 -Tetracarboxylic acid dianhydride, pyrrolidine-2,3,4,5-tetracarboxylic acid dianhydride, thiophene-2,3,4,5-tetracarboxylic acid dianhydride and the like, but not limited to It is not something that will be done.

【0009】本発明に用いられる酸無水物末端シリコー
ン化合物は特に限定されないが、例を挙げると下記の式
で示されるフタル酸無水物末端シリコーン化合物やナジ
ック酸無水物末端シリコーン化合物等である。
The acid anhydride terminated silicone compound used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a phthalic anhydride terminated silicone compound and a nadic acid anhydride terminated silicone compound represented by the following formula.

【0010】[0010]

【化2】 [Chemical 2]

【0011】本発明において用いられるジアミン成分は
特に限定されるものではないが、例を具体的に挙げる
と、3,3'-ジメチル-4,4'-ジアミノビフェニル、4,6-ジ
メチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニ
レンジアミン、2,4-ジアミノメシチレン、4,4'-メチレ
ンジ-o-トルイジン、4,4'-メチレンジ-2,6-キシリジ
ン、4,4'-メチレン-2,6-ジエチルアニリン、2,4-トルエ
ンジアミン、m-フェニレン-ジアミン、p-フェニレン-ジ
アミン、4,4'-ジアミノ-ジフェニルプロパン、3,3'-ジ
アミノ-ジフェニルプロパン、4,4'-ジアミノ-ジフェニ
ルエタン、3,3'-ジアミノ-ジフェニルエタン、4,4'-ジ
アミノ-ジフェニルメタン、3,3'-ジアミノ-ジフェニル
メタン、4,4'-ジアミノ-ジフェニルスルフィド、3,3'-
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-ジフェニルエーテル、3,3'-ジアミノ-ジ
フェニルエーテル、ベンジジン、3,3'-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、3,3'
-ジメトキシ-ベンジジン、4,4"-ジアミノ-p-テルフェニ
ル、3,3"-ジアミノ-p-テルフェニル、ビス(p-アミノ-シ
クロヘキシル)メタン、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェ
ニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)
ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノ-ペンチル)ベンゼ
ン、p-ビス(1,1-ジメチル-5-アミノ-ペンチル)ベンゼ
ン、1,5-ジアミノ-ナフタレン、2,6-ジアミノ-ナフタレ
ン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジア
ミノ-トルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン
-2,5-ジアミン、m-キシリレン-ジアミン、p-キシリレン
-ジアミン、2,6-ジアミノ-ピリジン、2,5-ジアミノ-ピ
リジン、2,5-ジアミノ-1,3,4-オキサジアゾール、1,4-
ジアミノ-シクロヘキサン、ピペラジン、メチレン-ジア
ミン、エチレン-ジアミン、プロピレン-ジアミン、2,2-
ジメチル-プロピレン-ジアミン、テトラメチレン-ジア
ミン、ペンタメチレン-ジアミン、ヘキサメチレン-ジア
ミン、2,5-ジメチル-ヘキサメチレン-ジアミン、3-メト
キシ-ヘキサメチレン-ジアミン、ヘプタメチレン-ジア
ミン、2,5-ジメチル-ヘプタメチレン-ジアミン、3-メチ
ル-ヘプタメチレン-ジアミン、4,4-ジメチル-ヘプタメ
チレン-ジアミン、オクタメチレン-ジアミン、ノナメチ
レン-ジアミン、5-メチル-ノナメチレン-ジアミン、2,5
-ジメチル-ノナメチレン-ジアミン、デカメチレン-ジア
ミン、1,10-ジアミノ-1,10-ジメチル-デカン、2,11-ジ
アミノ-ドデカン、1,12-ジアミノ-オクタデカン、2,12-
ジアミノ-オクタデカン、2,17-ジアミノ-アイコサン、
1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンなどが挙げられ
る。
The diamine component used in the present invention is not particularly limited, but specific examples thereof include 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl and 4,6-dimethyl-m. -Phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, 2,4-diaminomesitylene, 4,4'-methylenedi-o-toluidine, 4,4'-methylenedi-2,6-xylidine, 4,4 ' -Methylene-2,6-diethylaniline, 2,4-toluenediamine, m-phenylene-diamine, p-phenylene-diamine, 4,4'-diamino-diphenylpropane, 3,3'-diamino-diphenylpropane, 4 4,4'-diamino-diphenylethane, 3,3'-diamino-diphenylethane, 4,4'-diamino-diphenylmethane, 3,3'-diamino-diphenylmethane, 4,4'-diamino-diphenylsulfide, 3,3 '-
Diamino-diphenyl sulfide, 4,4'-diamino-diphenyl sulfone, 3,3'-diamino-diphenyl sulfone,
4,4'-diamino-diphenyl ether, 3,3'-diamino-diphenyl ether, benzidine, 3,3'-diamino-biphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diamino-biphenyl, 3,3 '
-Dimethoxy-benzidine, 4,4 "-diamino-p-terphenyl, 3,3" -diamino-p-terphenyl, bis (p-amino-cyclohexyl) methane, bis (p-β-amino-t-butyl) Phenyl) ether, bis (p-β-methyl-δ-aminopentyl)
Benzene, p-bis (2-methyl-4-amino-pentyl) benzene, p-bis (1,1-dimethyl-5-amino-pentyl) benzene, 1,5-diamino-naphthalene, 2,6-diamino- Naphthalene, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) toluene, 2,4-diamino-toluene, m-xylene-2,5-diamine, p-xylene
-2,5-diamine, m-xylylene-diamine, p-xylylene
-Diamine, 2,6-diamino-pyridine, 2,5-diamino-pyridine, 2,5-diamino-1,3,4-oxadiazole, 1,4-
Diamino-cyclohexane, piperazine, methylene-diamine, ethylene-diamine, propylene-diamine, 2,2-
Dimethyl-propylene-diamine, tetramethylene-diamine, pentamethylene-diamine, hexamethylene-diamine, 2,5-dimethyl-hexamethylene-diamine, 3-methoxy-hexamethylene-diamine, heptamethylene-diamine, 2,5- Dimethyl-heptamethylene-diamine, 3-methyl-heptamethylene-diamine, 4,4-dimethyl-heptamethylene-diamine, octamethylene-diamine, nonamethylene-diamine, 5-methyl-nonamethylene-diamine, 2,5
-Dimethyl-nonamethylene-diamine, decamethylene-diamine, 1,10-diamino-1,10-dimethyl-decane, 2,11-diamino-dodecane, 1,12-diamino-octadecane, 2,12-
Diamino-octadecane, 2,17-diamino-icosane,
1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene and the like can be mentioned.

【0012】本発明における酸二無水物とジアミンの反
応は、公知の方法で行なうことができる。予め、酸二無
水物成分あるいはジアミン成分の何れか一方を有機溶剤
中に溶解あるいは懸濁させておき、他方の成分を粉末又
は液状あるいは有機溶剤に溶解した状態で徐々に添加す
る。反応は発熱を伴うため、望ましくは冷却しながら反
応系の温度を室温付近に保って実施する。
The reaction between the acid dianhydride and the diamine in the present invention can be carried out by a known method. Either the acid dianhydride component or the diamine component is dissolved or suspended in an organic solvent in advance, and the other component is gradually added in a powder or liquid state or in a state of being dissolved in the organic solvent. Since the reaction is exothermic, the temperature of the reaction system is preferably maintained near room temperature while cooling.

【0013】酸二無水物成分とジアミン成分のモル比
(A+B+C)/Dは、当量付近、特に0.8〜1.2の範囲
にあるのが望ましい。何れか一方が多くなり過ぎると、
分子量が高くならず、耐熱性、機械特性が低下するので
好ましくない。室温付近で反応させ、ポリアミド酸を合
成した後、加熱あるいは無水酢酸/ピリジン系触媒を用
いる等公知の方法によりイミド化を実施することができ
る。イミド化率は少なくとも80%以上であることが望ま
しい。イミド化率が80%よりも低いと後にフィルム化し
て熱圧着する際にイミド化が進行して水分が発生し、ボ
イドの原因となって接着強度の低下を招くので好ましく
ない。
The molar ratio (A + B + C) / D of the acid dianhydride component and the diamine component is preferably in the vicinity of the equivalent, particularly in the range of 0.8 to 1.2. If either one becomes too large,
It is not preferable because the molecular weight does not increase and the heat resistance and mechanical properties deteriorate. After reacting at around room temperature to synthesize polyamic acid, imidization can be carried out by a known method such as heating or using an acetic anhydride / pyridine catalyst. The imidization ratio is preferably at least 80% or more. If the imidization ratio is lower than 80%, imidization progresses when the film is formed later and thermocompression bonding is performed, water is generated, and voids are caused, resulting in a decrease in adhesive strength, which is not preferable.

【0014】(A+B)/(A+B+C+D)の値は、
0.3〜0.55であることが必要であり、0.3未満であると熱
溶融性が低下してしまい、少なくとも300℃以上、ある
いは50kgf/cm2以上の熱圧着条件が必要となり、量産性
の点で好ましくない。0.3以上であれば、250℃以下の温
度で、しかも20kgf/cm2以下の圧力下、10分以内の短時
間で熱圧着でき、良好な接着強度を達成することができ
る。
The value of (A + B) / (A + B + C + D) is
It is necessary to be 0.3 to 0.55, and if it is less than 0.3, the heat melting property will be reduced, and thermocompression bonding conditions of at least 300 ° C. or higher or 50 kgf / cm 2 or higher are required, which is preferable in terms of mass productivity. Absent. If it is 0.3 or more, thermocompression bonding can be performed at a temperature of 250 ° C. or less and a pressure of 20 kgf / cm 2 or less in a short time within 10 minutes, and good adhesive strength can be achieved.

【0015】本発明においては、ODPA又は酸末端シ
リコーン化合物の少なくともどちらか一方が必須成分と
して含まれていることが必要である。ODPAと酸末端
シリコーン化合物は、その構造上の特徴により、ポリイ
ミド中に少なくともそのどちらか一方が上述のモル比を
満たすように含まれることによって、熱溶融性に優れ、
接着強度も良好であり、耐熱性とのバランスにも優れた
フィルム状接着剤を得ることができる。
In the present invention, it is necessary that at least one of ODPA and acid-terminated silicone compound is contained as an essential component. Due to the structural characteristics of ODPA and the acid-terminated silicone compound, at least one of them is contained in the polyimide so as to satisfy the above-mentioned molar ratio, so that it has excellent heat melting property.
It is possible to obtain a film-like adhesive having good adhesive strength and excellent balance with heat resistance.

【0016】本発明において用いられる有機溶剤は特に
限定されるものではないが、均一溶解可能なものなら
ば、一種類或いは二種類以上を併用した混合溶媒であっ
ても差し支えない。この種の溶媒として代表的なもの
は、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトア
ミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセト
アミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、N-メチル
-2-ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラ
メチルスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、γ
-ブチロラクトン、ジグライム、テトラヒドロフラン、
塩化メチレン、ジオキサン、シクロヘキサノン等があ
り、均一に溶解できる範囲で貧溶媒を揮散調節剤、皮膜
平滑剤などとして使用することもできる。
The organic solvent used in the present invention is not particularly limited, but one solvent or a mixed solvent of two or more solvents may be used as long as it can be uniformly dissolved. Typical solvents of this type are N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, Hexamethylphosphoramide, N-methyl
-2-pyrrolidone, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethyl sulfone, dimethyl tetramethylene sulfone, γ
-Butyrolactone, diglyme, tetrahydrofuran,
There are methylene chloride, dioxane, cyclohexanone, and the like, and a poor solvent can be used as a volatilization regulator, a film smoothing agent, etc. within a range in which it can be uniformly dissolved.

【0017】本発明の熱圧着可能なフィルム状接着剤の
使用方法としては、特に限定されるものではないが、通
常充分にイミド化されたワニスを、テフロン等の離型性
に優れた基材に塗布した後、加熱処理によって溶剤を揮
散させてフィルム化し、基材から剥がして単独のフィル
ムを得る。これを被接着体間に挟んだ後、熱圧着する。
または予め被着体の上に塗布した後、加熱処理を施して
充分に溶剤を揮散させた後、一方の被着体と合わせて熱
圧着することもできる。
The method of using the thermocompression-bondable film-like adhesive of the present invention is not particularly limited, but usually a sufficiently imidized varnish is used as a base material having excellent releasability such as Teflon. After being applied, the solvent is volatilized by heat treatment to form a film, which is peeled from the substrate to obtain a single film. This is sandwiched between the adherends and then thermocompression bonded.
Alternatively, it may be applied on the adherend in advance and then subjected to heat treatment to sufficiently volatilize the solvent, and then thermocompression bonding is performed together with one of the adherends.

【0018】また本発明の接着剤のベース樹脂であるポ
リイミドシロキサンには、必要に応じて各種添加剤を加
えることができる。例えば、基材に塗布する際の表面平
滑剤、濡れ性を高めるためのレベリング剤や各種界面活
性剤、シランカップリング剤、また接着剤の熱圧着後の
耐熱性を高めるための各種架橋剤などの添加剤である。
これらの添加剤は、フィルム状接着剤の特性を損わない
程度の量で使用することができる。
If desired, various additives can be added to the polyimide siloxane which is the base resin of the adhesive of the present invention. For example, surface smoothing agents when applied to substrates, leveling agents and various surfactants to enhance wettability, silane coupling agents, and various cross-linking agents to enhance heat resistance after thermocompression bonding of adhesives, etc. Is an additive.
These additives can be used in an amount that does not impair the properties of the film adhesive.

【0019】以下に実施例を以て本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

(実施例1)温度計、撹拌機、原料投入口、乾燥窒素ガ
ス導入管を備えた四つ口のセパラブルフラスコ中に、1,
3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)29.23
g(0.1モル)を300gのN-メチル-2-ピロリドン(NM
P)に溶解させ、4,4'-オキシジフタル酸二無水物(O
DPA)15.51g(0.05モル)及び下記式の酸末端シリ
コーン化合物50.99g(0.05モル)
(Example 1) In a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material charging port, and a dry nitrogen gas inlet tube, 1,
3-bis (3-aminophenoxy) benzene (APB) 29.23
g (0.1 mol) to 300 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NM
P) and dissolved in 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride (O
DPA) 15.51 g (0.05 mol) and acid-terminated silicone compound of the following formula 50.99 g (0.05 mol)

【0021】[0021]

【化3】 [Chemical 3]

【0022】を30分間かけて粉状のまま徐々に添加した
後2時間撹拌を続けた。この間ずっと乾燥窒素ガスを流
しておき、更に酸無水物を添加する前から氷浴で冷却
し、系を反応の間ずっと20℃に保っておいた。
After being gradually added as a powder over 30 minutes, stirring was continued for 2 hours. Dry nitrogen gas was kept flowing all the time, and the system was kept at 20 ° C. for the whole reaction during the reaction by cooling with an ice bath before adding more acid anhydride.

【0023】次いで、この系にキシレン60gを添加し、
乾燥窒素導入管を外して、代りにディーンスターチ還流
冷却管を取付け、氷浴を外してオイルバスで加熱して系
の温度を上昇させる。イミド化に伴って生じる水をトル
エンとの共沸により系外へ除去しながら加熱を続け、15
0〜160℃でイミド化を進めて水が発生しなくなった5時
間後に反応を終了させた。このポリイミドワニスを30リ
ットルのメタノール中に撹拌しながら1時間かけて滴下
し、樹脂を沈澱させ、濾過して固形分のみを回収した
後、真空乾燥機中にて減圧下80℃で5時間乾燥させた。
このようにして得られたポリイミドシロキサンのFT-IR
スペクトルを測定し、1650cm-1に現れるイミド化前のア
ミド結合に基づく吸収と、1780cm-1に現れるイミド環に
基づく吸収からイミド化率を求めたところ、100%イミ
ド化されていることが判った。
Then, 60 g of xylene was added to this system,
Remove the dry nitrogen inlet tube and replace it with a Dean Starch reflux condenser, remove the ice bath and heat in an oil bath to raise the system temperature. Continue heating while removing water generated by imidization from the system by azeotropic distillation with toluene.
The reaction was terminated 5 hours after the imidization proceeded at 0 to 160 ° C. and no more water was generated. This polyimide varnish was added dropwise to 30 liters of methanol with stirring for 1 hour to precipitate the resin, and only solid content was collected by filtration, and then dried in a vacuum dryer under reduced pressure at 80 ° C for 5 hours. Let
FT-IR of the polyimide siloxane thus obtained
The spectrum was measured, was determined and the absorption based on imide before amide bond appearing at 1650 cm -1, the imidization ratio from absorption based on imide rings appearing at 1780 cm -1, found that it is 100% imidated It was

【0024】このポリイミドシロキサンをジエチレング
リコールジメチルエーテル(ジグライム)に溶解させ、
濃度20%に調整した。アプリケータを用いてこのワニス
を表面研磨されたテフロン板の上にキャストし、乾燥機
中で120℃、5時間加熱処理をすることによって溶剤を
揮散させ、テフロン基板から剥がして、厚み25μmのフ
ィルムを作成した。このフィルムから、3mm×3.5mm角の
大きさを切出し、銅製のリードフレームと、3mm×3.5mm
角の大きさのシリコンチップの間に挟み、200℃のホッ
トプレート上で500gの荷重をかけ(約4.76kgf/c
m2)、10秒で熱圧着した後、室温まで冷却してプッシュ
プルゲージで剪断強度を測定したところ、10kgf以上の
値のところでシリコンチップが破壊して正確な剪断強度
が得られない程、強固に接着していた。次に、260℃の
ホットプレート上に10秒間、同様の接着サンプルを置い
て剪断強度を測定したところ、0.9kgfの強度が得られ
た。破壊のモードは凝集破壊であり、リードフレームに
もチップにもフィルムの一部が残っていた。またフィル
ムにはボイドは全く認められなかった。
This polyimide siloxane was dissolved in diethylene glycol dimethyl ether (diglyme),
The concentration was adjusted to 20%. Using an applicator, cast this varnish on a surface-polished Teflon plate, and heat it in a dryer for 5 hours at 120 ° C to evaporate the solvent and peel it off from the Teflon substrate. It was created. From this film, we cut out a size of 3 mm × 3.5 mm square, and made a copper lead frame and 3 mm × 3.5 mm
It is sandwiched between square-sized silicon chips, and a load of 500 g is applied on a hot plate at 200 ° C (approximately 4.76 kgf / c).
m 2 ), after thermocompression bonding for 10 seconds, it was cooled to room temperature and the shear strength was measured with a push-pull gauge.The silicon chip broke at a value of 10 kgf or more, and accurate shear strength could not be obtained, It was firmly bonded. Next, when the same adhesive sample was placed on a hot plate at 260 ° C. for 10 seconds and the shear strength was measured, a strength of 0.9 kgf was obtained. The mode of destruction was cohesive failure, and part of the film remained on both the lead frame and the chip. No void was observed in the film.

【0025】(実施例2)酸無水物成分として、ODP
A9.31g(0.03モル)、下記式の酸末端シリコーン化合
物31.68g(0.03モル)
Example 2 ODP was used as an acid anhydride component.
A 9.31 g (0.03 mol), acid-terminated silicone compound of the following formula 31.68 g (0.03 mol)

【0026】[0026]

【化4】 [Chemical 4]

【0027】3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物(BTDA)12.89g(0.04モル)及びジア
ミン成分として、APB14.62g(0.05モル)、2,4-ジ
アミノトルエン6.11g(0.05モル)、1,3-ビス(3-アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン(APDS)2.4
9g(0.01モル)を用いた以外は実施例1と同様の方法
によってポリイミドシロキサンを得、イミド化率を測定
したところ、100%であった。この樹脂をジグライムと
ブチルセルソルブアセテート(BCA)の1対1混合溶
媒で溶解し、濃度25%に調整した。
12.89 g (0.04 mol) of 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA) and 14.62 g (0.05 mol) of APB as a diamine component and 6.11 g of 2,4-diaminotoluene. (0.05 mol), 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (APDS) 2.4
A polyimidesiloxane was obtained in the same manner as in Example 1 except that 9 g (0.01 mol) was used, and the imidation ratio was measured and found to be 100%. This resin was dissolved in a 1: 1 mixed solvent of diglyme and butyl cellosolve acetate (BCA) to adjust the concentration to 25%.

【0028】このワニスを用いて、宇部興産(株)製ポリ
イミド、ユーピレックスSの50μm厚のフィルムの両面
に実施例1と同様の加熱処理を施して厚み10μmとなる
ように塗膜を形成した。3mm×3.5mm角の大きさに切出し
た両面塗布サンプルを、銅製のリードフレームと、シリ
コンチップの間に挟み、250℃のホットプレート上で500
gの荷重を10秒かけ接着した。室温で剪断強度を測定し
たところ、10kgf以上でシリコンチップが破壊した。次
に、260℃のホットプレート上に10秒間、同様の接着サ
ンプルを置いて剪断強度を測定したところ、2.1kgfであ
った。接着フィルム面にはボイドは全く認められなかっ
た。
Using this varnish, a 50 μm thick film of polyimide, Upilex S, manufactured by Ube Industries, Ltd., was subjected to the same heat treatment as in Example 1 to form a coating film having a thickness of 10 μm. A double-sided coated sample cut into a size of 3 mm × 3.5 mm square is sandwiched between a copper lead frame and a silicon chip, and placed on a hot plate at 250 ° C for 500
A load of g was applied for 10 seconds for bonding. When the shear strength was measured at room temperature, the silicon chip broke at 10 kgf or more. Next, when a similar adhesive sample was placed on a hot plate at 260 ° C. for 10 seconds and the shear strength was measured, it was 2.1 kgf. No void was observed on the surface of the adhesive film.

【0029】(実施例3〜5及び比較例1〜4)ポリイ
ミドシロキサンの組成、イミド化時間以外は全て実施例
1の方法と同様に行ない、表1の結果を得た。
(Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 4) Except for the composition of polyimide siloxane and the imidization time, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain the results shown in Table 1.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】実施例1、2並びに表1の実施例3〜5の
ように、ODPAと酸末端シリコーン化合物が全体の樹
脂組成のうち、モル数の割合で0.3〜0.55であり、酸無
水物とジアミンのモル比が0.8〜1.2の範囲にあり、イミ
ド化率が80%以上のポリイミドを用いてフィルム化した
ものは、250℃以下の比較的低い温度で、しかも10kgf/
cm2以下という比較的低い圧力で、10秒間という短時間
の熱圧着条件で強固な接着強度が得られ、さらに260℃
という高温においても0.9kgf以上の接着強度を有してい
た。
As in Examples 1 and 2 and Examples 3 to 5 in Table 1, the ODPA and the acid-terminated silicone compound accounted for 0.3 to 0.55 in terms of the number of moles of the entire resin composition, and the acid anhydride and A film formed by using a polyimide having a diamine molar ratio in the range of 0.8 to 1.2 and an imidization ratio of 80% or more is a comparatively low temperature of 250 ° C. or less, and 10 kgf /
With a relatively low pressure of cm 2 or less, strong adhesive strength can be obtained under thermocompression bonding conditions for a short time of 10 seconds.
Even at such a high temperature, the adhesive strength was 0.9 kgf or more.

【0032】一方、比較例1及び3のようにODPA、
酸末端シリコーン化合物の全体の樹脂組成に占める割合
がモル比で0.3未満となると、250℃、5kgf/cm2、10秒
の熱圧着条件では充分な接着強度が得られなかった。比
較例2のようにイミド化率が80%未満であると、熱圧着
後のフィルム面にボイドが発生してしまうため、充分な
接着強度が得られなかった。比較例4のようにポリイミ
ドシロキサンの原料である酸二無水物とジアミンのモル
比が0.8〜1.2の範囲から外れると、得られる樹脂の分子
量が低下し、機械強度が極端に下がって接着フィルム自
体の強度がないので、充分な接着強度が得られなかっ
た。以上のように本発明の条件以外では良好な結果を得
ることができなかった。
On the other hand, as in Comparative Examples 1 and 3, ODPA,
When the molar ratio of the acid-terminated silicone compound to the total resin composition was less than 0.3, sufficient adhesive strength could not be obtained under the thermocompression bonding conditions of 250 ° C., 5 kgf / cm 2 , and 10 seconds. When the imidization ratio is less than 80% as in Comparative Example 2, voids are generated on the film surface after thermocompression bonding, and thus sufficient adhesive strength cannot be obtained. As in Comparative Example 4, when the molar ratio of the acid dianhydride and the diamine as the raw material of the polyimidesiloxane is out of the range of 0.8 to 1.2, the molecular weight of the obtained resin is lowered and the mechanical strength is extremely lowered so that the adhesive film itself. However, sufficient adhesive strength could not be obtained. As described above, good results could not be obtained except under the conditions of the present invention.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の熱圧着可能なフィルム状接着剤
は、銅、シリコンなどの金属、セラミックスへの接着性
に優れており、室温だけでなく、260℃のような半田溶
融温度でも充分な接着強度を有する耐熱性に優れたもの
である。しかも従来にない、低温、低圧、短時間で熱圧
着できる量産性の点においても有利な耐熱性フィルム状
接着剤を得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION The thermocompression-bondable film adhesive of the present invention has excellent adhesiveness to metals such as copper and silicon and ceramics, and is sufficient not only at room temperature but also at solder melting temperature such as 260 ° C. It has excellent adhesive strength and excellent heat resistance. Moreover, it is possible to obtain a heat-resistant film-like adhesive which is unprecedented and is advantageous in terms of mass productivity, which enables thermocompression bonding at low temperature, low pressure, and short time.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 敏夫 東京都千代田区内幸町1丁目2番2号 住 友ベークライト株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Suzuki 1-2-2 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Bakelite Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 4,4'-オキシジフタル酸二無水物Aモル
及び式(1)で表わされる酸無水物末端シリコーン化合
物Bモル及び他の酸二無水物成分Cモルを含む酸成分
と、ジアミン成分Dモルとを、4,4'-オキシジフタル酸
二無水物又は酸末端シリコーン化合物の少なくともどち
らか一方を必須成分とし、(A+B)/(A+B+C+
D)が0.3〜0.55、(A+B+C)/Dが0.8〜1.2の範
囲で反応させ、少なくとも80%以上がイミド化されてい
るポリイミドシロキサンからなる熱圧着可能なフィルム
状接着剤。 【化1】
1. An acid component containing A mol of 4,4′-oxydiphthalic acid dianhydride, B mol of an acid anhydride-terminated silicone compound represented by the formula (1), and C mol of another acid dianhydride component, and a diamine. Component D mol and at least one of 4,4′-oxydiphthalic dianhydride or acid-terminated silicone compound as an essential component, and (A + B) / (A + B + C +
A thermocompression-bondable film-like adhesive composed of polyimide siloxane in which D) is reacted in the range of 0.3 to 0.55 and (A + B + C) / D is in the range of 0.8 to 1.2, and at least 80% or more is imidized. [Chemical 1]
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