JPH06172523A - 可溶性ポリイミド樹脂 - Google Patents

可溶性ポリイミド樹脂

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JPH06172523A
JPH06172523A JP32501192A JP32501192A JPH06172523A JP H06172523 A JPH06172523 A JP H06172523A JP 32501192 A JP32501192 A JP 32501192A JP 32501192 A JP32501192 A JP 32501192A JP H06172523 A JPH06172523 A JP H06172523A
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JP
Japan
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polyimide resin
organic solvent
solvent
formula
mol
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Pending
Application number
JP32501192A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiro Yoshida
達弘 吉田
Yoshitaka Okugawa
良隆 奥川
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ジメチルフェニレンジアミンをアミン成分の
一成分とし、かつ下記一般式(1)で表されるシロキサ
ン化合物を、アミン成分総量の 5〜50モル%含有する有
機溶剤に可溶なポリイミド樹脂。 【化1】 (式中、R1,R2:二価の、炭素数1〜4の脂肪族基及
び/又は芳香族基 R3,R4,R5,R6:一価の脂肪族基及び/又は芳香族基 k:1〜20の整数) 【効果】 耐熱性と成形加工性に優れたポリイミド樹脂
を得ることができ、特に高信頼性と耐熱性を要求するエ
レクトロニクス用材料として工業的に極めて利用価値が
高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れ吸湿性が
低くかつ低沸点の有機溶剤に可溶で成形加工性に優れた
ポリイミド樹脂に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は、耐熱性が高く難燃性
で電気絶縁性に優れていることから、電気、電子材料と
して広く使用されている。フィルムとしてフレキシブル
印刷配線板や耐熱性接着テープの基材に、樹脂ワニスと
して半導体の絶縁皮膜、保護皮膜に広く使用されてい
る。しかし、従来のポリイミド樹脂は吸湿性が高く、耐
熱性に優れている反面、不溶不融であったり、極めて融
点が高く、加工性の点で決して使いやすい材料とはいえ
なかった。また半導体の実装材料として層間絶縁膜、表
面保護膜などに使用されているが、これらは有機溶剤に
可溶な前駆体ポリアミック酸を半導体表面に塗布し、加
熱処理によって溶剤を除去すると共にイミド化を進めて
いる。この時用いる酸アミド系溶剤は高沸点であり、皮
膜の発泡の原因になったり、完全に溶媒を揮散させるた
めに250℃以上の高温乾燥工程を必要とし素子を高温に
さらすため、アセンブリ工程の収率を劣化させる。ま
た、皮膜の吸湿性が高いため、高温時に吸収した水分が
一気に蒸発して膨れやクラックの原因となるなどの問題
があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性に優
れ吸湿性が低く、かつ有機溶剤に可溶な成形加工性の優
れたポリイミド樹脂を得るべく鋭意研究を重ねた結果、
特定構造のポリイミド樹脂が上記課題を解決することを
見出し、本発明に到達したものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、テトラカルボ
ン酸二無水物を酸成分とし、ジメチルフェニレンジアミ
ンと下記一般式(1)で表されるシロキサン化合物をア
ミン成分とし、かつシロキサン化合物がアミン成分総量
の 5〜50モル%の割合で両成分を反応させてイミド閉環
せしめた有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂である。
【化1】 (式中、R1,R2:二価の、炭素数1〜4の脂肪族基及
び/又は芳香族基 R3,R4,R5,R6:一価の脂肪族基及び/又は芳香族基 k:1〜20の整数)
【0005】本発明において、酸成分であるテトラカル
ボン酸二無水物としては、例えば、4,4'-オキシジフタ
ル酸二無水物、無水ピロメリット酸、3,3',4,4'-ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ジフェニル
スルホンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられ、1
種類または2種類以上を併用して用いることもできる。
【0006】ジメチルフェニレンジアミンをアミン成分
に加えることにより、有機溶剤への溶解性を低下させず
に耐熱性を向上させることができる。ジメチルフェニレ
ンジアミンとしては、2,5-ジメチル-p-フェニレンジア
ミン、2,4-ジメチル-m-フェニレンジアミンが好まし
い。その量比はアミン成分総量の10〜60モル%であるこ
とが好ましく、10モル%以下では耐熱性が向上せず、60
モル%以上では溶解性が低下し、低沸点溶剤に溶解する
という本発明の特徴が失われる。
【0007】シロキサン化合物の量比は上記範囲内にあ
ることが重要で、全アミン成分の5モル%より少ないと
低吸湿性の特徴が現れず、50モル%を越えるとガラス転
移温度が著しく低下し耐熱性に問題が生じる。さらに、
一般式(1)で表されるシロキサン化合物として具体的
には、下記一般式(4)で表されるα,ω-ビス(3-アミ
ノプロピル)ポリジメチルシロキサンが好ましく、特に
kの値が4〜10の範囲が、ガラス転移温度、接着性、耐
熱性の点から好ましい。これらのシロキサン化合物は単
独で用いることは勿論、2種類以上を併用することもで
きる。特にk=0と上記k=4〜10のものをブレンドして
用いることは接着性を重視する用途では好ましい。
【化5】
【0008】またその他ポリイミドの製造に用いられる
ジアミン、例えば、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)
フェニル)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベ
ンゼン、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(BAPPF)、2,2-ビス(4-ア
ミノフェノキシ)ヘキサフルオロプロパン(BAP
F)、ビス-4-(4-アミノフェノキシ)フェニルスルフォ
ン、ビス-4-(3-アミノフェノキシ)フェニルスルフォン
などを特性を損わない範囲で添加することは可能であ
る。
【0009】ポリイミド樹脂の分子末端をエンドキャッ
プし分子量をコントロールすることにより、被着材との
接着に適した溶融粘度を得ることができ、濡れ性を向上
させ、接着力を高めることができる。エンドキャップ剤
である酸無水物、あるいはアミンの量比については1モ
ル%から5モル%の範囲であることが好ましい。1モル
%未満では分子量が高くなりすぎて、低沸点溶剤に溶け
なくなる場合があり、また接着性を重視する用途では溶
融粘度の増加により濡れ性が悪くなり好ましくない。ま
た5モル%を越えると分子量が著しく低下し、耐熱性に
問題が生じる。
【0010】エンドキャップ剤としては、下記一般式
(2)で表される酸無水物及び下記一般式(3)で表さ
れる芳香族アミンが挙げられる。
【化2】 (式中、Xは
【化3】 のうちから選ばれた少なくとも1種類の基)
【化4】 (式中、Yは水素原子、あるいはメチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、フェニル、メトキシ、エトキシ、プロポ
キシ、ブトキシ、もしくはフェノキシ基のうちから選ば
れた少なくとも1種類の基)酸無水物としては、無水フ
タル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸など、芳香族
アミンとしては、p-メチルアニリン、p-メトキシアニリ
ン、p-フェノキシアニリンなどが用いられる。
【0011】重縮合反応における酸成分とアミン成分の
当量比は、得られるポリアミック酸の分子量を決定する
重要な因子である。ポリマの分子量と物性、特に数平均
分子量と機械的性質の間に相関があることは良く知られ
ている。数平均分子量が大きいほど機械的性質が優れて
いる。従って、実用的に優れた強度を得るためには、あ
る程度高分子量であることが必要である。本発明では、
酸成分とアミン成分の当量比rが 0.900 ≦ r ≦ 1.06 より好ましくは、 0.975 ≦
r ≦ 1.06 の範囲にあることが好ましい。ただし、r=[全酸成分
の当量数]/[全アミン成分の当量数]である。rが0.
900未満では、分子量が低くて脆くなるため接着力が弱
くなる。また1.06を越えると、未反応のカルボン酸が加
熱時に脱炭酸してガス発生、発泡の原因となり好ましく
ないことがある。
【0012】テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの
反応は、非プロトン性極性溶媒中で公知の方法で行われ
る。非プロトン性極性溶媒は、N,N-ジメチルホルムアミ
ド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA
C)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、テトラヒド
ロフラン(THF)、ジグライム、シクロヘキサノン、
1,4-ジオキサンなどである。非プロトン性極性溶媒は、
一種類のみ用いてもよいし、二種類以上を混合して用い
てもよい。この時、上記非プロトン性極性溶媒と相溶性
がある非極性溶媒を混合して使用しても良い。トルエ
ン、キシレン、ソルベントナフサなどの芳香族炭化水素
が良く使用される。混合溶媒における非極性溶媒の割合
は、30重量%以下であることが好ましい。これは非極性
溶媒が30重量%以上では溶媒の溶解力が低下しポリアミ
ック酸が析出する恐れがあるためである。テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミンとの反応は、良く乾燥したジア
ミン成分を脱水精製した前述反応溶媒に溶解し、これに
閉環率98%、より好ましくは99%以上の良く乾燥したテ
トラカルボン酸二無水物を添加して反応を進める。
【0013】このようにして得たポリアミック酸溶液
を、続いて有機溶剤中で加熱脱水環化してイミド化しポ
リイミドにする。イミド化反応によって生じた水は閉環
反応を妨害するため、水と相溶しない有機溶剤を系中に
加えて共沸させてディーン・スターク(Dean-Stark)管
などの装置を使用して系外に排出する。水と相溶しない
有機溶剤としてはジクロルベンゼンが知られているが、
エレクトロニクス用としては塩素成分が混入する恐れが
あるので、好ましくは前記芳香族炭化水素を使用する。
また、イミド化反応の触媒として無水酢酸、β-ピコリ
ン、ピリジンなどの化合物を使用することは妨げない。
【0014】本発明において、イミド閉環は程度が高い
ほど良く、イミド化率が低いと使用時の熱でイミド化が
起こり水が発生して好ましくないため、95%以上、より
好ましくは98%以上のイミド化率が達成されていること
が望ましい。
【0015】本発明では得られたポリイミド溶液は塗布
用ワニスとしてそのまま使用することができる。また、
該ポリイミド溶液を貧溶媒中に投入してポリイミド樹脂
を再沈析出させて未反応モノマを取り除いて精製し、乾
燥して固形のポリイミド樹脂として使用することもでき
る。高温工程を嫌う用途や特に不純物や異物が問題にな
る用途では、再び有機溶剤に溶解して濾過精製ワニスと
することが好ましい。この時使用する溶剤は加工作業性
を考え、沸点の低い溶剤を選択することが可能である。
【0016】本発明のポリイミド樹脂では、ケトン系溶
剤として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン
を、エーテル系溶剤として、1,4-ジオキサン、テトラヒ
ドロフラン、ジグライムを沸点180℃以下の低沸点溶剤
として使用することができる。これらの溶剤は単独で使
用しても良いし、2種以上を混合して用いることもでき
る。
【0017】本発明のポリイミド樹脂の使用方法は特に
限定されるものではないが、有機溶剤に溶解して樹脂ワ
ニスとしコーティングやディッピングに、流延成形によ
ってフィルムに、固体状態で押出成形用に、耐熱性と加
工性の両立した絶縁材料、接着フィルム等として使用す
ることができる。
【0018】
【作用】本発明のポリイミド樹脂は、完全にイミド化し
た後も有機溶剤に可溶である特定構造のポリイミド樹脂
であり、耐熱性に優れているにも拘らず、化学反応を伴
う熱硬化性樹脂に比べると短時間に成形加工が可能であ
る。以下実施例により本発明を詳細に説明するが、これ
らの実施例に限定されるものではない。
【0019】
【実施例】
(実施例1)乾燥窒素ガス導入管、冷却器、温度計、撹
拌機を備えた四口フラスコに、脱水精製したNMP762
gを入れ、窒素ガスを流しながら10分間激しくかき混ぜ
る。次に、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン(DP
X)16.3435g(0.120モル)、α,ω-ビス(3-アミノプ
ロピル)ポリジメチルシロキサン(APPS)133.9200
g(平均分子量837.00、0.160モル)、2,2-ビス(4-(4-
アミノフェノキシ)フェニル)プロパン(BAPP)49.2
618g(0.120モル)を投入し、系を60℃に加熱し、均一
になるまでかき混ぜる。均一に溶解後、無水フタル酸
2.9264g(0.020モル)を添加し、1時間撹拌を続け
る。その後系を氷水浴で5℃に冷却し、4,4'-オキシジ
フタル酸二無水物 99.2710g(0.320モル)、無水ピロ
メリット酸 15.2686g(0.070モル)を粉末状のまま15
分間かけて添加し、その後3時間撹拌を続けた。この間
フラスコは5℃に保った。
【0020】その後、窒素ガス導入管と冷却器を外し、
キシレンを満たしたディーン・スターク管をフラスコに
装着し、系にトルエン191gを添加した。油浴に代えて
系を175℃に加熱し発生する水を系外に除いた。4時間
加熱したところ、系からの水の発生は認められなくなっ
た。冷却後この反応溶液を大量のメタノール中に投入
し、ポリイミド樹脂を析出させた。固形分を濾過後、80
℃で12時間減圧乾燥し溶剤を除き、287.22g(収率90.6
%)の固形樹脂を得た。KBr錠剤法で赤外吸収スペク
トルを測定したところ、環状イミド結合に由来する5.6
μmの吸収を認めたが、アミド結合に由来する6.06μm
の吸収を認めることはできず、この樹脂はほぼ100%イ
ミド化していることが確かめられた。
【0021】このようにして得たポリイミド樹脂は、シ
クロヘキサノン/トルエン(90/10w/w%)に良く溶
解することが確かめられた。
【0022】(実施例2〜4)実施例1と同様にして、
第1表に示した処方で反応させて可溶性ポリイミド樹脂
を得た。これらのポリイミド樹脂について得られた評価
結果を第1表に示す。いずれも有機溶剤への溶解性に優
れていることが分かる。
【0023】
【表1】
【0024】なお、第1表で、ODPAは4,4'-オキシ
ジフタル酸二無水物を、PMDAは無水ピロメリット酸
を、BPDAは3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物を、BTDAは4,4'-ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物を、PAは無水フタル酸を、DPXは
2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミンを、APPSはα,
ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン
を、BAPPは2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェ
ニル)プロパンを、APBは1,3-ビス(3-アミノフェノ
キシ)ベンゼンを、PPAはp-フェノキシアニリンをそ
れぞれ略記したものである。
【0025】また、配合の数値はそれぞれの成分中の配
合当量比であり、吸水率は85℃85%RHの環境下で168
時間放置(HH-168処理)後の飽和吸水率を、発生ガス、
発生水分は250℃で15分間加熱した時に発生するガスを
GC-MS法で、水分はカールフィシャー法でそれぞれ
定量した値を示す。溶解性の欄のSは該当する溶媒に溶
解することを示す。
【0026】(比較例1)実施例1と同様にしてポリイ
ミド樹脂を得た。この樹脂をシクロヘキサノンに溶解し
ようとしたが膨潤ゲル状態となり、完全に溶解すること
ができなかった。また、DMF、DMACに対しても同
様の状態となり樹脂ワニスを調製することができなかっ
た。
【0027】(比較例2〜4)実施例1と同様に、第2
表に示した処方で反応させて得られたポリイミド樹脂に
ついて評価した結果を第2表に示す。
【0028】
【表2】
【0029】なお、第2表においてPPDAはp-フェニ
レンジアミンを略記したもの、溶解性の欄のIは該当す
る溶媒に不溶であることを示す。
【0030】以上の実施例から本発明により、有機溶剤
に可溶で耐熱性と低吸湿性に優れたポリイミド樹脂が得
られることが示される。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、耐熱性と成形加工性に
優れたポリイミド樹脂を提供することが可能である。低
沸点溶媒に可溶であるため残留溶媒をほぼ完璧になくす
ことが可能で、また既にイミド化されているため、加工
時にイミド化のための高温過程が不要で水分の発生も無
い。このため高信頼性と耐熱性を要求するエレクトロニ
クス用材料として工業的に極めて利用価値が高い。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】シロキサン化合物の量比は上記範囲内にあ
ることが重要で、全アミン成分の5モル%より少ないと
低吸湿性の特徴が現れず、50モル%を越えるとガラス転
移温度が著しく低下し耐熱性に問題が生じる。さらに、
一般式(1)で表されるシロキサン化合物として具体的
には、下記一般式(4)で表されるα,ω-ビス(3-アミ
ノプロピル)ポリジメチルシロキサンが好ましく、特に
kの値が4〜10の範囲が、ガラス転移温度、接着性、耐
熱性の点から好ましい。これらのシロキサン化合物は単
独で用いることは勿論、2種類以上を併用することもで
きる。特にk=1と上記k=4〜10のものをブレンドして
用いることは接着性を重視する用途では好ましい。
【化5】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジメチルフェニレンジアミンをアミン成
    分の一成分とし、かつ下記一般式(1)で表されるシロ
    キサン化合物を、アミン成分総量の 5〜50モル%含有す
    ることを特徴とする有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂。 【化1】 (式中、R1,R2:二価の、炭素数1〜4の脂肪族基及
    び/又は芳香族基 R3,R4,R5,R6:一価の脂肪族基及び/又は芳香族基 k:1〜20の整数)
  2. 【請求項2】 下記一般式(2)で表される酸無水物に
    より分子末端がエンドキャップされていることを特徴と
    する請求項1記載の有機溶剤に可溶なポリイミド樹脂。 【化2】 (式中、Xは 【化3】 のうちから選ばれた少なくとも1種類の基)
  3. 【請求項3】 下記一般式(3)で表される芳香族アミ
    ンにより分子末端がエンドキャップされていることを特
    徴とする請求項1記載の有機溶剤に可溶なポリイミド樹
    脂。 【化4】 (式中、Yは水素原子、あるいはメチル、エチル、プロ
    ピル、ブチル、フェニル、メトキシ、エトキシ、プロポ
    キシ、ブトキシ、もしくはフェノキシ基のうちから選ば
    れた少なくとも1種類の基)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261100A (ja) * 1985-09-11 1987-03-17 カシオ計算機株式会社 ベ−ス音作成装置
JP2007177017A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Shin Etsu Chem Co Ltd ポリイミドシリコーン系樹脂組成物
JP2014162801A (ja) * 2013-02-21 2014-09-08 Toray Ind Inc ポリイミド樹脂、これを含有する樹脂組成物、これを用いた積層フィルムおよび積層体

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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