JPH0678430B2 - Electron-induced conversion of isoimides to N-imides and their use - Google Patents

Electron-induced conversion of isoimides to N-imides and their use

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JPH0678430B2
JPH0678430B2 JP22859892A JP22859892A JPH0678430B2 JP H0678430 B2 JPH0678430 B2 JP H0678430B2 JP 22859892 A JP22859892 A JP 22859892A JP 22859892 A JP22859892 A JP 22859892A JP H0678430 B2 JPH0678430 B2 JP H0678430B2
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isoimide
imide
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electron
group
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アーネスト・ロジヤー・フランク
テレンス・ロバート・オトウール
アルフレツド・ビーベツク
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12044OLED

Description

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

【0001】[0001]

【発明の分野】本発明はイソイミド基を含有する分子を
n−イミド基を含有する分子に変換することおよびそれ
らの使用に関する。より詳しくは、本発明は重合体物
質、特にポリイミドをそのイミド化された形で基体上
に、より詳しくは導電性基体上に付着させることに向け
られる。本発明は特にポリイソイミドを含有する溶液か
らの基体上へのポリイミドの電気付着(electrodeposit
ion)に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the conversion of molecules containing isoimide groups into molecules containing n-imide groups and their use. More specifically, the present invention is directed to depositing polymeric materials, especially polyimides, in their imidized form on a substrate, and more particularly on a conductive substrate. The present invention is particularly directed to the electrodeposition of polyimide on a substrate from a solution containing polyisoimide.
ion).

【0002】[0002]

【背景】ポリイミドは広範囲に及び工業的用途を有す
る。特に、ポリイミドは一般に半導体および包装工業に
使用される。ポリイミドは、特に、ポリイミドが高い熱
的および化学的安定性と共に低い誘電特性を示すことか
ら、金属の不動態化または導電体の絶縁に一般に使用さ
れる。
Background Polyimides have widespread and industrial use. In particular, polyimides are commonly used in the semiconductor and packaging industries. Polyimides are commonly used for passivating metals or insulating conductors, especially because they exhibit low dielectric properties along with high thermal and chemical stability.

【0003】半導体チップのパッケージングにおいて、
ポリイミドフィルムはしばしば基体上にコートされる。
典型的に、ポリアミド酸またはポリイミドのアルキルエ
ステル前駆体が所望の基体上にスピンコーティングによ
り施され、続いて約400℃までの熱をかけることによ
り硬化される。しかしながら、そのような方法に伴う一
つの問題は、使用されたポリイミド前駆体が銅のような
金属と反応性であることである。このことは次ぎに金属
の酸化を引き起こし、硬化サクイル中に重合体の塊中へ
の金属酸化物の混入を引き起こす。金属酸化物の存在は
ポリイミドの誘電特性および金属・ポリイミド界面の信
頼性に有害に影響する。ポリアミド酸またはポリアミド
酸エステル前駆体を施すことに伴うもう一つの問題は、
加熱がイミド化を引き起こすこと、すなわち同時に水
(ポリアミド酸に対して)またはアルコール(ポリアミ
ド酸エステルに対して)を放出して環を閉鎖することで
ある。
In packaging semiconductor chips,
Polyimide films are often coated on a substrate.
Typically, polyamic acid or polyimide alkyl ester precursors are applied by spin coating onto the desired substrate, followed by curing by application of heat up to about 400 ° C. However, one problem with such methods is that the polyimide precursor used is reactive with metals such as copper. This in turn causes the metal to oxidize, causing the incorporation of metal oxide into the polymer mass in the cured squill. The presence of metal oxides adversely affects the dielectric properties of polyimide and the reliability of the metal-polyimide interface. Another problem with applying a polyamic acid or polyamic acid ester precursor is
The heating causes imidization, ie simultaneously releasing water (for polyamic acid) or alcohol (for polyamic acid ester) to close the ring.

【0004】この硬化工程は重合体に重量減および収縮
のような寸法変化を生じさせる。この心配は予備イミド
化ポリイミドコーティングを採用することにより最小化
できる。しかしながら、大多数のポリイミド、特に最善
のパッケージング特性を持つポリイミドは溶解されず、
したがってイミド化された形で塗布できない。
This curing process causes the polymer to undergo dimensional changes such as weight loss and shrinkage. This concern can be minimized by employing a pre-imidized polyimide coating. However, most polyimides, especially those with the best packaging properties, do not dissolve,
Therefore, it cannot be applied in imidized form.

【0005】ポリイミドはさまざまな異性体を有するイ
ミド基を有する。本発明者等は、電子をイソイミドに供
給することにより還元イソイミドを生成しそれがn−イ
ミドへの変換に対してエネルギー的にその傾向が与えら
れている(energetically disposed)ことを発見した。
すなわち最初に供給された電子が還元イミドとしてn−
イミド上に残存し、それが導電性基体上への還元n−イ
ミドの電気化学的付着を可能にするものと信じられる。
Polyimides have imide groups with various isomers. The present inventors have discovered that by supplying electrons to an isoimide, a reduced isoimide is produced, which is energetically disposed of for conversion to an n-imide.
That is, the first electron supplied is n- as a reducing imide.
It is believed that it remains on the imide, which enables the electrochemical deposition of the reduced n-imide on the conductive substrate.

【0006】本発明者等は更に、n−イミドがn−イミ
ド分子へのもう一つのイソイミド分子の異性化を開始す
るために最初に供給された電子を使用することができる
ことを発見した。それゆえ、最初に供給された電子は失
なわれなくて系内に残る。n−イミドへのイソイミドの
変換は系内に残る供給された電子のために接触される。
The inventors have further discovered that the n-imide can use the first donated electron to initiate the isomerization of another isoimide molecule to the n-imide molecule. Therefore, the first supplied electron remains in the system without being lost. The conversion of isoimide to n-imide is catalyzed for the donated electrons remaining in the system.

【0007】ポリイソイミドは、しばしば不溶性である
ポリ−n−イミドより溶媒に一般により可溶性である。
それゆえ、還元されると、電気的にバイアスされた導体
に容易に付着するポリ−n−イミドに異性化するために
エネルギー的にその傾向が与えられているポリイソイミ
ドの溶液として出発することは、還元ポリ−n−イミド
の溶液として出発することよりも実質的により効率的で
ある。高められた能力は、高められたイソイミドの溶解
度および追加の変換に使用するために電子を再供給する
n−イミド変換に対する触媒的イソイミドに由来する。
このように、より迅速な付着が達成できる。最初の電子
は好ましくは溶液中の電極から供給され、イソイミドで
出発するとき還元イソイミドを生成し、そしてn−イミ
ドで出発するとき還元イミドを生成する。前者の情況に
おいては電子は別の変換に再使用するために利用できる
が、後者の情況においては電子は別のポリ−n−イミド
を還元するために利用できない。
Polyisoimides are generally more soluble in solvents than poly-n-imides, which are often insoluble.
Therefore, starting as a solution of a polyisoimide that is energetically tended to isomerize to a poly-n-imide that, upon reduction, readily attaches to an electrically biased conductor is It is substantially more efficient than starting as a solution of reduced poly-n-imide. The increased capacity comes from the increased solubility of the isoimide and the catalytic isoimide for n-imide conversion that re-donates electrons for use in additional conversions.
In this way, more rapid deposition can be achieved. The first electron is preferably supplied from an electrode in solution to produce a reduced isoimide when starting with an isoimide and a reduced imide when starting with an n-imide. In the former situation, the electron is available for reuse in another transformation, whereas in the latter situation, the electron is not available for reducing another poly-n-imide.

【0008】本発明の目的は、イソイミドに電子を供給
することによりイソイミドをn−イミドに変換すること
にあり、それはエネルギー的にその傾向が与えられてい
て次いでn−イミドに変換する。
An object of the present invention is to convert an isoimide into an n-imide by supplying an electron to the isoimide, which is energetically inclined and then converted into an n-imide.

【0009】本発明の別の目的は、イソイミドから出発
して導電性表面上にイミド化合物を電解的に付着させる
ことである。
Another object of the present invention is to electrolytically deposit the imide compound on the conductive surface starting from the isoimide.

【0010】[0010]

【発明の概要】最も広い態様において、本発明は電子密
度をイソイミド分子に与え、それによりイソイミドはn
−イミド分子への変換のためにエネルギー的にその傾向
が与えられることでn−イミド分子へイソイミド分子を
変換する方法についてのものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In its broadest aspect, the present invention imparts electron density to isoimide molecules whereby an isoimide is n
-It relates to a method of converting an isoimide molecule into an n-imide molecule by giving such a tendency in terms of energy for conversion into an imide molecule.

【0011】本発明のより特定の態様において、それに
電子を与えることによりイソイミド分子に電子が与えら
れる。
In a more particular embodiment of the present invention, donating an electron to it imparts an electron to the isoimide molecule.

【0012】本発明の更に別の特定の態様において、イ
ソイミドの分子軌道と重なる電子密度を与えることので
きる薬剤を用意することによりイソイミド分子へ電子密
度が与えられる。
In still another specific embodiment of the present invention, the electron density is imparted to the isoimide molecule by providing a drug capable of imparting an electron density overlapping with the molecular orbital of the isoimide.

【0013】本発明の更に特定の態様において、イソイ
ミド分子はバイアスされた電極を含有する溶液中に用意
され、その電極から電子がイソイミドに移動させられ、
このイソイミドはエネルギー的にn−イミド分子への変
換の傾向が与えられる。
In a more particular aspect of the present invention, the isoimide molecule is provided in a solution containing a biased electrode from which electrons are transferred to the isoimide,
This isoimide is energetically given a tendency to be converted into an n-imide molecule.

【0014】本発明の更に別の特定の態様において、イ
ソイミド分子は化学的または電気化学的に発生させられ
た還元剤を含有する溶液中に用意され、その還元剤はイ
ソイミド分子に電子を移動させ、そのイソイミド分子は
エネルギー的にn−イミド分子への変換の傾向が与えら
れる。
In yet another particular embodiment of the present invention, the isoimide molecule is provided in a solution containing a chemically or electrochemically generated reducing agent, the reducing agent transferring electrons to the isoimide molecule. , The isoimide molecule is energetically given a tendency to be converted into an n-imide molecule.

【0015】本発明の更に別の特定の態様において、n
−イミド化された形のポリイミドは表面、特に導電性表
面上に付着させることができる。本発明は、ポリイミド
前駆体のポリアミド酸材料の使用に伴う上記で議論した
問題点を経験することなく、銅回路のような、導電性表
面上にポリイミドを付着させることを可能とするもので
ある。本発明は導電性基体上に硬化されたポリイミドを
付着させることを可能にする。
In yet another particular aspect of the invention, n
The imidized form of the polyimide can be deposited on a surface, in particular a conductive surface. The present invention allows for the deposition of polyimide on conductive surfaces, such as copper circuits, without experiencing the problems discussed above with the use of polyimide precursor polyamic acid materials. . The present invention allows for the deposition of cured polyimide on a conductive substrate.

【0016】特に、本発明は電解質および/または還元
剤およびポリイソイミドを含有する液体組成物を用意
し、液体組成物中に導電性基体を用意し;基体と対電極
の間に電気的バイアスを与えて導電性基体上にポリイミ
ドを付着させることにより、導電性基体上にコーティン
グを付着させることからなる。パターン化された付着
は、導電性表面上のある特定の領域にのみ露光するイメ
ージ化されたフォトレジストのような非導電性パターン
化層を含む導電性表面を使用して達成することができ
る。これらのおよびその他の目的の特徴および利点は、
次の詳細な説明および特許請求の範囲からより明らかに
なるであろう。
In particular, the present invention provides a liquid composition containing an electrolyte and / or a reducing agent and a polyisoimide, and providing a conductive substrate in the liquid composition; providing an electrical bias between the substrate and the counter electrode. And depositing the polyimide on the conductive substrate to deposit the coating on the conductive substrate. Patterned deposition can be accomplished using a conductive surface that includes a non-conductive patterned layer, such as an imaged photoresist, that exposes only certain areas on the conductive surface. Features and benefits of these and other objectives include:
It will become more apparent from the following detailed description and claims.

【0017】〔本発明の詳細な説明〕本発明を実施する
ために有用な分子は式1および2の構造を有する芳香族
部分に共役されたイミド基を含有する。式1はイソイミ
ド異性体であり、式2はn−イミド異性体である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Molecules useful for practicing the present invention contain an imide group conjugated to an aromatic moiety having the structure of Formulas 1 and 2. Formula 1 is the isoimide isomer and Formula 2 is the n-imide isomer.

【化1】 [Chemical 1]

【0018】本発明に従って使用されるポリイソイミド
は還元されうること、すなわち電子を受け入れることが
できる。標準的に、ポリイソイミドは相対的に適度な電
位(例えば、飽和カロメル電極に対する−0.7〜1.3
V、参照)で電子移動過程を行なうものである。ポリイ
ソイミドはしばしば実質的にポリ−n−イミド異性体よ
りもより可溶性である。それらの還元された形におい
て、ポリイミドは普通はその中性の、酸化された形より
もずっと可溶性である。
The polyisoimide used according to the invention can be reduced, ie it can accept electrons. Typically, polyisoimides have relatively moderate potentials (eg -0.7 to 1.3 for saturated calomel electrodes).
The electron transfer process is carried out according to V. Polyisoimides are often substantially more soluble than the poly-n-imide isomers. In their reduced form, polyimides are usually much more soluble than their neutral, oxidized forms.

【0019】ポリイソイミドは本出願と同日に出願した
特許出願明細書中に記載された方法によりポリ−n−イ
ミドから発生させることができ、その開示を参照により
本明細書に加入するものとする。イソイミド異性体の構
造は式1および2を参照することにより容易に明白であ
る。要するに、上記の同時係属出願はポリアミド酸とイ
ソイミド化剤とを反応させてポリイソイミドを生成さ
せ、次いでそのポリイソイミドを求核試薬と反応させる
ことによりポリアミド酸と求核試薬の反応性を向上させ
る方法を記載している。一実施態様において、ポリアミ
ド酸はポリイミドをポリアミド酸に加水分解することに
より得られる。得られたポリイソイミドと反応させるこ
とができるさまざまな求核試薬は有機ヒドロキシ化合物
または有機アミンからなる。別の実施態様において、ア
ミド酸またはポリイミドの表面の加水分解により得られ
たポリアミド酸のようなポリアミド酸は、複素環式窒素
化合物のハロゲン化アシルまたは複素環式硫黄化合物の
ハロゲン化アシルによってイソイミド化される。このイ
ソイミド化反応は、反応物に対する溶媒として作用し得
る複素環式窒素化合物の存在において行うことができ
る。得られたポリイソイミドを包含する、イソイミドは
また有機ヒドロキシ化合物または有機アミンのような求
核試薬と反応させられる。
Polyisoimides can be generated from poly-n-imides by the methods described in the patent applications filed on the same date as this application, the disclosures of which are incorporated herein by reference. The structures of isoimide isomers are readily apparent with reference to Formulas 1 and 2. In short, the above-mentioned co-pending application describes a method of improving the reactivity of a polyamic acid and a nucleophile by reacting a polyamic acid with an isimidizing agent to form a polyisoimide, and then reacting the polyisoimide with a nucleophile. It has been described. In one embodiment, polyamic acid is obtained by hydrolyzing a polyimide to polyamic acid. The various nucleophiles that can be reacted with the resulting polyisoimide consist of organic hydroxy compounds or organic amines. In another embodiment, a polyamic acid, such as a polyamic acid obtained by hydrolysis of the surface of an amic acid or a polyimide, is imidized with an acyl halide of a heterocyclic nitrogen compound or an acyl halide of a heterocyclic sulfur compound. To be done. This isoimidization reaction can be carried out in the presence of a heterocyclic nitrogen compound which can act as a solvent for the reactants. Isoimides, including the resulting polyisoimides, can also be reacted with nucleophiles such as organic hydroxy compounds or organic amines.

【0020】本発明に従って使用することができるポリ
イミドは非変性ポリイミド、およびポリエステルイミ
ド、ポリアミド−イミド−エステル、ポリアミド−イミ
ド、ポリシロキサン−イミドのような変性ポリイミド、
および他の混合ポリイミドを包含する。そのようなもの
はこの技術分野においてよく知られており、何も極めて
詳細に記載する必要はない。
The polyimides which can be used according to the invention are unmodified polyimides and modified polyimides such as polyesterimides, polyamide-imide-esters, polyamide-imides, polysiloxane-imides,
And other mixed polyimides. Such are well known in the art and need not be described in any great detail.

【0021】一般に、ポリイミドは次の繰り返し単位を
包含する:
Polyimides generally include the following repeating units:

【化2】 〔式中、nは普通約10,000〜約100,000の分
子量を与えるための繰り返し単位の数を表わす整数であ
る。Rは次のものよりなる群から選ばれる少なくとも1
個の四価の有機基である:
[Chemical 2] [Wherein n is an integer representing the number of repeating units to give a molecular weight of about 10,000 to about 100,000. R is at least 1 selected from the group consisting of
Are tetravalent organic groups:

【0022】[0022]

【化3】 (式中、R2は炭素原子数1〜4個の二価の脂肪族炭化
水素基およびカルボニル、オキシ、スルホ、スルフィ
ド、エーテル、シロキサン、ホスフィンオキシド、ヘキ
サフルオロイソプロピリデンおよびスルホニル基から選
ばれる)およびR1は脂肪族有機基よりなる群および次
に示す群より選ばれる少なくとも1個の二価の基であ
る:
[Chemical 3] (In the formula, R 2 is selected from a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms and carbonyl, oxy, sulfo, sulfide, ether, siloxane, phosphine oxide, hexafluoroisopropylidene and sulfonyl group.) And R 1 is at least one divalent group selected from the group consisting of aliphatic organic groups and:

【0023】[0023]

【化4】 (式中、R3はR2、シリコ、およびアミノ基よりなる群
から選ばれる二価の有機基である)〕。2個またはそれ
以上のRおよび/またはR1基、時にアミド基を含有す
る複数の連続のR1を含有する重合体が使用できる。
[Chemical 4] (In the formula, R 3 is a divalent organic group selected from the group consisting of R 2 , silico, and an amino group). Two or more R and / or R 1 groups, polymers containing R 1 in a plurality of successive containing amide groups when can be used.

【0024】ポリイミドは、(a)完全硬化予備イミド
化ポリイミドフィルム(例えば、デュポン社の Kapton
(商標)フィルム);(b)完全硬化ポリイミド粉体
(例えば、チバ−ガイギー社の Matrimide 5218(商
標));および(c)ポリイミド前駆体、特にポリアミ
ド酸(例えば、デュポン社の2545および2611)
およびポリアミックエステルを含むさまざまな供給者か
ら市販されている。その成分の多くについて市販のポリ
イミド試料の化学は上文に一覧表にて示されているが、
本発明に従って使用するために好ましい重合体は単量
体、ピロメリト酸二無水物(PMDA)およびオキシジ
アニリン(ODA、また4,4′−ジアミノジフェニル
エーテルとも称せられる)または3,3′,4,4′−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)お
よびジアミノ1,3,3−トリメチル−1−フェニリンダ
ン(DAPI)に基づく。本発明に従って使用するため
の他の重合体は3,3′−ビフェニレンテトラカルボン
酸(BPDA)と1,4−フェニレンジアミン(PD
A)の重合体である。PMDA−ODAに基づくポリイ
ミドフィルムは商品名 Apical(商標)のもとにアライ
ドコーポレーション社から、そして商品名 Kapton(商
標)のもとにデュポン社から市販されている。BTDA
−DAPIに基づくポリイミドは XU-218(商標)とし
てチバ−ガイギー社から市販されている。BPDA−P
DAに基づくフィルムは Upilex(商標)として宇部興
産(株)からそして PIQ-L100(商標)として日立化成
(株)から市販されている。本発明に従って有用な他の
ポリイミドの商品名はロージャースコーポレーション社
からの Durimid(商標)を包含する。
The polyimide is (a) a completely cured pre-imidized polyimide film (for example, Kapton manufactured by DuPont).
(Trademark film); (b) fully cured polyimide powder (eg Matrimide 5218 ™ from Ciba-Geigy); and (c) a polyimide precursor, especially polyamic acid (eg 2545 and 2611 from DuPont).
And commercially available from a variety of suppliers including polyamic esters. The chemistries of commercially available polyimide samples for many of their components are listed above.
Preferred polymers for use in accordance with the invention are monomers, pyromellitic dianhydride (PMDA) and oxydianiline (ODA, also referred to as 4,4'-diaminodiphenyl ether) or 3,3 ', 4, Based on 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA) and diamino 1,3,3-trimethyl-1-phenylindane (DAPI). Other polymers for use in accordance with the present invention are 3,3'-biphenylene tetracarboxylic acid (BPDA) and 1,4-phenylenediamine (PD
It is a polymer of A). Polyimide films based on PMDA-ODA are commercially available from Allied Corporation under the trade name Apical ™ and from DuPont under the trade name Kapton ™. BTDA
A polyimide based on DAPI is commercially available from Ciba-Geigy as XU-218 ™. BPDA-P
Films based on DA are commercially available from Ube Industries, Ltd. as Upilex ™ and from Hitachi Chemical Co., Ltd. as PIQ-L100 ™. Other trade names for polyimides useful in accordance with the present invention include Durimid ™ from Rogers Corporation.

【0025】ポリイミドまたはポリイミド前駆体の上記
の例のすべてはその技術分野において知られている方法
によりポリイソイミドに容易に転換することができる。
アセチレン末端ポリイソイミドは、単量体BTDAおよ
び1,3−ビス(2−アミノフェノキシ)ベンゼン(A
PB)に基づく Thermid IR(商標)としてナショナル
スターチ社から市販されている。
All of the above examples of polyimides or polyimide precursors can be readily converted to polyisoimides by methods known in the art.
The acetylene-terminated polyisoimides are monomeric BTDA and 1,3-bis (2-aminophenoxy) benzene (A
Commercially available from National Starch, Inc. as Thermid IR ™ based on PB).

【0026】本発明者は特定の理論に限定されることを
望まないけれども、ISOがイソイミドであり、n−I
mがn−イミドであり、eが電子でありそしてISO
およびISOが2種の異なるISO分子を指し示して
いる、次の2つの一連の式の一つによって、イソイミド
からn−イミドへの自己接触異性化が進行するものと本
発明者は信じている: 連続式1 ISO + e → ISO- 式3 ISO- → n-Im- 式4 n-Im- + ISO → n-Im +ISO- 式5 連続式2 ISOa + e → ISOa - 式6 ISOa - + ISOb → ISOa - + n-Im 式7 連続式1の式3によれば、電子がイソイミド分子に供給
されて還元イソイミド分子ISOを生成し、それは
0.1M-1-1の次数またはそれよりも早いことが予想
される、ある速度定数kで式4によって還元n−イミ
ド、n−IMに異性化する。式5によれば、還元n−
イミド分子は別のISO分子と相互作用してそれを還元
し電子の移動により別の還元イミドを生成し、それはま
た式4および5によってn−イミドに異性化される。そ
れゆえ、最初に供給された電子はイソイミドのn−イミ
ドへの一以上の変換を開始するために式4および5にお
いて再使用される。
Although the inventor does not wish to be limited to a particular theory, ISO is isoimide and n-I
m is n-imide, e is electron and ISO a
The inventor believes that the self-catalyzed isomerization of isoimide to n-imide proceeds by one of the following two series of formulas, and ISO b pointing to two different ISO molecules: : Continuous formula 1 ISO + e → ISO formula 3 ISO → n-Im formula 4 n-Im + ISO → n-Im + ISO formula 5 continuous formula 2 ISO a + e → ISO a formula 6 ISO a + ISO b → ISO a + n-Im Formula 7 According to Formula 3 of the continuous formula 1, electrons are supplied to the isoimide molecule to generate the reduced isoimide molecule ISO , which is 0.1M −1 s −1. Isomerized to the reduced n-imide, n-IM , according to Formula 4 with a rate constant k, which is expected to be According to Equation 5, reduction n-
The imide molecule interacts with another ISO molecule to reduce it and transfer another electron to produce another reduced imide, which is also isomerized to n-imide by Formulas 4 and 5. Therefore, the first donated electron is reused in equations 4 and 5 to initiate one or more conversions of isoimide to n-imide.

【0027】還元イソイミドの添加された電子密度はそ
れに高められた求核特性を与える。芳香族部分に共役さ
せられた還元イソイミド基の一般的構造を式8に示す。
The added electron density of the reducing isoimide gives it enhanced nucleophilic properties. The general structure of the reduced isoimide group conjugated to the aromatic moiety is shown in Formula 8.

【化5】 連続式2によれば、異性化を開始するのは還元イソイミ
ドのこの高められた求核特性である。式6において、電
子はイソイミド分子、ISOに供給されて還元ISO
a - になり、それは式7においてイソイミド分子ISO
と相互作用をしてISOのn−イミド分子n−IM
への異性化を開始する。
[Chemical 5] According to Sequence 2, it is this enhanced nucleophilic character of the reduced isoimide that initiates isomerization. In formula 6, the electrons are supplied to the isoimide molecule, ISO a , to reduce ISO
a , which is the isoimide molecule ISO in formula 7.
b n-imide molecule n-IM of ISO b
Start isomerization to.

【0028】本発明によれば、ポリイソイミドおよび電
解質および/または還元剤を含有する溶液が用いられ
る。場合によって用いられる還元剤の機能は、媒介物と
して作用することにより電極から重合体への電子の移動
を容易にすることにある。還元剤が使用されるとき、そ
のようなものはポリイソイミドの還元電位に関して負で
ある酸化電位を持たなければならない。ベンジル陰イオ
ン、アントラキノン陰イオン、ベンゾフェノン陰イオ
ン、ベンゾイン二陰イオン、ナトリウムナフタレニド、
N,N′−ジ−n−ブチルピロメリトイミドの陰イオ
ン、テトラキス(ジメチルアミノ)エチレンのような化
合物および溶媒和された電子も還元剤として使用するこ
とができる。
According to the present invention, a solution containing polyisoimide and an electrolyte and / or a reducing agent is used. The function of the optional reducing agent is to facilitate electron transfer from the electrode to the polymer by acting as a mediator. When a reducing agent is used, such must have an oxidation potential that is negative with respect to the reduction potential of polyisoimide. Benzyl anion, anthraquinone anion, benzophenone anion, benzoin dianion, sodium naphthalenide,
Anions of N, N'-di-n-butylpyromellitimide, compounds such as tetrakis (dimethylamino) ethylene and solvated electrons can also be used as reducing agents.

【0029】還元剤は電気化学的手段により反応の場所
で発生させることができる。別法として、無電解メタラ
イゼーションに普通に使用されているもの(例えばホル
ムアルデヒド、ホウ化水素 …… )のような接触的に活
性化された還元剤も使用できる。
The reducing agent can be generated at the site of the reaction by electrochemical means. Alternatively, catalytically activated reducing agents such as those commonly used in electroless metallization (eg formaldehyde, borohydride ...) Can also be used.

【0030】化学的還元剤を与えるために電気化学的に
還元できる適当な有機化合物の例は、限定されるもので
はないが、次の群の化合物を包含する:不飽和芳香族炭
化水素(例えば、アントラセン)、アルデヒドおよびケ
トン(例えば、ベンザルデヒド、ジベンゾイルメタ
ン)、イミド(例えばN−n−ブチルフタリミド、N,
N′−ジ−n−ブチル−3,3′,4,4′−ビフェニル
テトラカルボン酸ジイミド)、カルボジイミド(例え
ば、ビス−(p−クロロフェニルカルボジイミド)、芳
香族複素環式窒素化合物(例えば、9,10−ジアザフ
ェナントレン)、酸無水物(例えば、1,8−ナフタル
酸無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物)、キノン(例えば、9,10−アン
トラキノン)、第四級芳香族窒素化合物(例えば、N−
p−ビフェニルベンザリミン)、インモニウム塩(例え
ば、N−エチル−N−メチルベンゾフェノンインモニウ
ム塩)、アゾ化合物(例えば、4,4′−アゾビフェニ
ル)、酸化アミン(例えば、アクリジンN−オキシ
ド)、および有機金属化合物(例えば、ジフェニルクロ
ム(I)ヨー化物)。
Examples of suitable organic compounds that can be electrochemically reduced to provide a chemical reducing agent include, but are not limited to, the following group of compounds: unsaturated aromatic hydrocarbons (eg, , Anthracene), aldehydes and ketones (for example, benzaldehyde, dibenzoylmethane), imides (for example, Nn-butylphthalimide, N,
N'-di-n-butyl-3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid diimide), carbodiimide (for example, bis- (p-chlorophenylcarbodiimide), aromatic heterocyclic nitrogen compound (for example, 9 , 10-diazaphenanthrene), acid anhydride (for example, 1,8-naphthalic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride), quinone (for example, 9,10- Anthraquinone), quaternary aromatic nitrogen compounds (for example, N-
p-biphenylbenzalimine), immonium salt (eg N-ethyl-N-methylbenzophenone immonium salt), azo compound (eg 4,4′-azobiphenyl), amine oxide (eg acridine N-oxide). , And organometallic compounds such as diphenylchromium (I) iodide.

【0031】ベンジル、N−ブチルフタリミド、ベンゾ
フェノンおよびアントラセンは、本発明を実行するため
に適する化学的還元剤を得るために還元できる具体的な
化合物の例である。その化合物は陽極と陰極を含有する
電気化学的電池に適用し次いで電圧を印加して還元する
ことができる。
Benzyl, N-butylphthalimide, benzophenone and anthracene are examples of specific compounds that can be reduced to obtain a chemical reducing agent suitable for carrying out the present invention. The compound can be applied to an electrochemical cell containing an anode and a cathode and then reduced by applying a voltage.

【0032】典型的に、電気化学的還元は、その小室が
8μm以下の多孔度を有する焼結ガラス円盤フリットに
より分離されている、2小室電池を使用して行われる。
塩橋または半透膜もまた小室を分離するために使用でき
る。作業小室は白金、水銀またはステンレス鋼のような
金属からなる陰極に収容されている。陽極は白金、炭
素、またはステンレス鋼のような導電体からなる。定電
圧操作のために、適当な参照電極を作業小室中に置く
(例えば、飽和カロメル電極(SCE))。電池は導入管
および一方向バルブを使用してN2またはアルゴンのよ
うな不活性ガスによってパージすることができ、または
不活性雰囲気下にグローブボックス中で操作を行うこと
ができる。
Electrochemical reduction is typically carried out using a two-compartment cell, the compartments of which are separated by a sintered glass disc frit having a porosity of less than 8 μm.
Salt bridges or semipermeable membranes can also be used to separate the compartments. The working chamber is housed in a cathode made of metal such as platinum, mercury or stainless steel. The anode is made of a conductor such as platinum, carbon, or stainless steel. For constant voltage operation, a suitable reference electrode is placed in the working chamber (eg saturated calomel electrode (SCE)). The cell can be purged with an inert gas such as N 2 or argon using an inlet tube and a one-way valve, or can be operated in a glove box under an inert atmosphere.

【0033】ポリイソイミドの電気化学的還元または還
元剤の発生は定電流、定電圧、または電圧制御電解によ
り達成される。典型的に、定電流還元に対する電流密度
範囲は0.1〜2mA/cm2である。定電圧様式において
は、還元は典型的に、同じ参照電極に対して測定された
有機化合物に対する還元電位よりも更に負(例えば−5
0mVまたはそれ以上)である電位を陰極に印加して行わ
れる。
Electrochemical reduction of the polyisoimide or generation of the reducing agent is accomplished by constant current, constant voltage, or voltage controlled electrolysis. Typically, the current density range for constant current reduction is 0.1-2 mA / cm 2 . In the constant voltage mode, the reduction is typically more negative than the reduction potential for organic compounds measured against the same reference electrode (eg -5).
0 mV or more) is applied to the cathode.

【0034】ポリイソイミドおよび場合によって用いら
れる還元剤に加えて、溶液は電解質および好ましくは陽
イオンとして次の基の1種からの構成員を含有する電解
質の塩を含む:テトラアルキルアンモニウム、テトラア
ルキルホスホニウム、アルカリ金属、またはキレート化
金属。好ましいテトラアルキルアンモニウム基はテトラ
ブチルアンモニウムであるが、アルキル基がメチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ペンチル、ヘキシルま
たはそれらの混合アルキルである他のテトラアルキル類
が望むならば使用することができる。典型的なアリール
基の一例はフェニルであり、そしてアリールアルキルア
ンモニウムはベンジルトリブチルアンモニウムである。
キレート化金属陽イオンの一例はカリウム18−クラウ
ン−6である。電解質塩は好ましくは陰イオンとして次
のものの1種を含有する:テトラフルオロホウ酸塩、ヘ
キサフルオロリン酸塩、アリールスルホン酸塩、過塩素
酸塩、または臭化物もしくはヨー化物のようなハロゲン
化物。ポリイミドを含有する溶液好ましくは非プロトン
溶媒または溶媒混合物からなる。溶媒に対する必要条件
は次のことである: 1. 電気化学的工程を行うために十分な電解質を溶媒
和する; 2. 中性および還元形にポリイミドを溶媒和する; 3. 中性、酸化形にはポリ−n−イミドを溶媒和しな
い; 4. 還元または中性形いずれかのポリイソイミドまた
はポリイミドと化学的に反応しない。
In addition to the polyisoimide and the optional reducing agent, the solution contains an electrolyte and a salt of the electrolyte, preferably containing as a cation a member from one of the following groups: tetraalkylammonium, tetraalkylphosphonium. , Alkali metals, or chelated metals. The preferred tetraalkylammonium group is tetrabutylammonium, but other tetraalkyls in which the alkyl group is methyl, ethyl, propyl, isopropyl, pentyl, hexyl or mixed alkyls thereof can be used if desired. One example of a typical aryl group is phenyl and the arylalkylammonium is benzyltributylammonium.
An example of a chelated metal cation is potassium 18-crown-6. The electrolyte salt preferably contains as anion one of the following: tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, arylsulphonate, perchlorate or a halide such as bromide or iodide. The solution containing the polyimide preferably comprises an aprotic solvent or solvent mixture. The requirements for the solvent are: 1. Solvate enough electrolyte to carry out the electrochemical process; 2. Solvate the polyimide into neutral and reduced forms; 3. Neutral, oxidized form. Does not solvate poly-n-imide; 4. Does not chemically react with polyisoimides or polyimides in either reduced or neutral form.

【0035】本発明の使用に適した非プロトン溶媒とし
ては、限定されないが、次のものが挙げられる:ニトリ
ルおよびニトロ化合物(例えば、アセトニトリル、ベン
ゾニトリル、ニトロメタン)、アミドおよび環状アミド
化合物(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N−
メチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、
N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセタミ
ド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルホスホ
ルアミド)、エステル、環状エステル、およびエーテル
化合物(例えば、テトラヒドロフラン、炭酸プロピレ
ン、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン、エチルアセテ
ートテトラヒドロフラン、ジメチルエーテル)、酸化物
およびスルホ化合物(例えば、ジメチルスルホキシド、
アセトン、スルホラン、ジメチルスルホン)。
Aprotic solvents suitable for use in the present invention include, but are not limited to: nitrile and nitro compounds (eg acetonitrile, benzonitrile, nitromethane), amide and cyclic amide compounds (eg N, N-dimethylformamide, N-
Methylformamide, N, N-diethylformamide,
N-ethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, hexamethylphosphoramide), esters, cyclic esters, and ether compounds (for example, tetrahydrofuran, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ- Butyrolactone, ethyl acetate tetrahydrofuran, dimethyl ether), oxides and sulfo compounds (eg, dimethyl sulfoxide,
Acetone, sulfolane, dimethyl sulfone).

【0036】ポリイミド、および還元剤および/または
電解質を使用して溶液を生成することについて述べた
が、前記とは別個の溶液が所望の組成を得るために混合
できることを理解すべきである。溶液中のポリイソイミ
ドの濃度は普通約1〜30重量%である。溶液中の電解
質濃度は普通1〜約0.01M、好ましくは約0.2〜約
0.05Mである。使用された場合、還元剤の濃度は普
通約0.001M〜約0.05M、好ましくは約0.00
2M〜約0.005Mである。
Although the use of a polyimide and a reducing agent and / or electrolyte to form a solution has been described, it should be understood that separate solutions can be mixed to obtain the desired composition. The concentration of polyisoimide in the solution is usually about 1 to 30% by weight. The electrolyte concentration in the solution is usually 1 to about 0.01M, preferably about 0.2 to about 0.05M. When used, the concentration of reducing agent is usually from about 0.001 M to about 0.05 M, preferably about 0.00.
2M to about 0.005M.

【0037】ポリイミドで被覆され基体を対応するイソ
イミド異性体を含有する溶液中へ入れるが、それはパラ
ジウム、白金、銀、金、銅、コバルトおよびニッケルの
ような導電性物質であって銅が好ましい。本発明はまた
ポリアニリン、ポリピロール、およびポリチオフェンの
ような導電性ポリマー上、導電性ガラス上、および超伝
導体および半導体上に、ポリイミドを付着させるために
使用することもできる。
The substrate coated with polyimide is placed in a solution containing the corresponding isoimide isomer, which is a conductive material such as palladium, platinum, silver, gold, copper, cobalt and nickel, with copper being preferred. The present invention can also be used to deposit polyimide on conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, on conductive glass, and on superconductors and semiconductors.

【0038】引き続いて本発明の方法は、それによって
露出された導電性物質のみが被覆される基体の予め定め
られた部分のみ選択的に被覆することが可能であり、導
電性物質を含まないおよび/または本発明の方法により
活性化できなかった物質または樹脂ですでにマスクされ
た導電性物質を有する基体の部分は被覆されない。たと
えば、パターン化された付着のために使用することがで
きるフォトレジスト材料はWaycoat SC(Hunt Chemica
l)およびKTFR(Kodak)を含む。これは最上部および底
部表面の間の電気的接続を可能にするメタライズされる
貫通バイアを典型的に含む高度な第2レベル回路カード
の製造に重要である。高密度カードはまた、埋没した金
属層またはメタライズされたバイアから電気的に絶縁さ
れなければならない金属コアをしばしば含有する。穿
穴、パンチング、エッチング、または削摩によるバイア
の製造において、曝露された金属コアのあとの絶縁はし
ばしば問題がある。イミド化したポリイミドの直接電着
により、これら曝露された金属領域はコアを絶縁するた
めに被覆することができる。この方法はまた最上部およ
び底部絶縁層のために使用される同じポリイミドについ
て適用を可能にする。
Subsequently, the method of the present invention is capable of selectively coating only a predetermined portion of the substrate, which is coated only with the conductive material exposed thereby, and which is free of conductive material and <RTIgt; / or </ RTI> Portions of the substrate that have electrically conductive material already masked with a material or resin that could not be activated by the method of the invention are not coated. For example, a photoresist material that can be used for patterned deposition is Waycoat SC (Hunt Chemica
l) and KTFR (Kodak). This is important in the manufacture of advanced second level circuit cards that typically include metallized through vias that allow electrical connection between the top and bottom surfaces. High density cards also often contain metal cores that must be electrically isolated from buried metal layers or metallized vias. In the manufacture of vias by drilling, punching, etching, or abrading, insulation after the exposed metal core is often problematic. By direct electrodeposition of the imidized polyimide, these exposed metal areas can be coated to insulate the core. This method also allows for the same polyimides used for the top and bottom insulating layers.

【0039】バイアスを印加したとき、導電性基体は電
極として作用し、そこでポリイミドは電子を放出しなが
ら、中性状態に戻りながら付着するであろう。また溶液
中に与えられるものは、それと基体の間に印加されたバ
イアスを伴う対電極である。対電極は白金または炭素の
ような系中で比較的非反応性である物質である。
When a bias is applied, the conductive substrate will act as an electrode, where the polyimide will attach, releasing electrons and returning to its neutral state. Also provided in the solution is a counter electrode with a bias applied between it and the substrate. The counter electrode is a material that is relatively non-reactive in the system, such as platinum or carbon.

【0040】種々のポリイミドに対する一次電子−還元
電位E°を示す: E°1 PMDA−ODA (KaptonR) −0.78 BPDA−PDA (UpilexR) −1.34 BTDA−DAPI1) (XU-218R) −1.04 BTDA−APB3) (ThermidR) −0.96 NTDA−ODA2) −0.64 E°は飽和カロメル電極に対する参照であり、アセトニ
トリル中の0.1Mテトラブチルアンモニウムテトラフ
ルオロボレート中のサイクリックボルタンメトリーによ
って測定した。ポリイソイミドに対応する還元電位はポ
リイミドよりさらに約0〜100mV正(還元することが
より容易)である。
The primary electron-reduction potential E ° for various polyimides is shown: E ° 1 PMDA-ODA (Kapton R ) -0.78 BPDA-PDA (Upilex R ) -1.34 BTDA-DAPI 1) (XU- 218 R ) -1.04 BTDA-APB 3) (Thermid R ) -0.96 NTDA-ODA 2) -0.64 E ° is a reference to a saturated calomel electrode, 0.1 M tetrabutylammonium tetrachloride in acetonitrile. It was measured by cyclic voltammetry in fluoroborate. The reduction potential corresponding to polyisoimide is about 0-100 mV more positive than polyimide (easier to reduce).

【0041】1) BTDA-DAPIは商標名XU-281RのもとCiba
-Geigy社から市販されている3,3′,4,4′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物−ジアミノ−1,3,
3−トリメチル−1−フェニルインダンである。 2) NTDA-ODAは1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物−4,4′−オキシジアニリンである。 3) BTDA-APBは商標名ThermidRのもとNational Starch
and Chemical Company社から市販されている3,3′,
4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物−
1,3−ビス−(2−アミノフェノキシ)ベンゼンであ
る。
1) BTDA-DAPI is Ciba under the trade name XU-281 R
-3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride-diamino-1,3, commercially available from Geigy
It is 3-trimethyl-1-phenylindane. 2) NTDA-ODA is 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride-4,4'-oxydianiline. 3) BTDA-APB is National Starch under the trade name Thermid R
and 3 ', commercially available from The Chemical Company
4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride-
It is 1,3-bis- (2-aminophenoxy) benzene.

【0042】工程は室温で不活性雰囲気にてポリイミド
の所望の厚さ如何により約1〜15分間行った。
The process was carried out at room temperature in an inert atmosphere for about 1 to 15 minutes depending on the desired thickness of the polyimide.

【0043】別法として、電子または電子密度を電子発
生求核試薬によりイソイミド基へ与えることができるこ
とも考えられる。電子発生求核試薬は単に有機または無
機分子の還元された形であり得て、それは完全な電子移
動のための還元力は有さないが、新しく発見された電子
密度の重要な部分を意味することができる。別法とし
て、求核試薬は分子の分解続いて電子移動により発生さ
せることができる。たとえば、アミン配位子を含有する
Pt(II)錯体の還元はPt(0)の付着とアミンの遊離を
結果として生じる。
Alternatively, it is envisioned that electrons or electron densities can be imparted to the isoimide groups by electron generating nucleophiles. The electron-generating nucleophile can simply be a reduced form of an organic or inorganic molecule, which does not have reducing power for complete electron transfer, but represents a significant part of the newly discovered electron density be able to. Alternatively, the nucleophile can be generated by molecular decomposition followed by electron transfer. For example, reduction of Pt (II) complexes containing amine ligands results in Pt (0) attachment and amine release.

【0044】別法として電子または電子密度を光還元剤
または光発生求核試薬によりイソイミド基へ光化学的に
与えることも可能であることが考えられる。既知の光還
元剤の例としてはルテニウム、オスミウムおよびレニウ
ム、およびさらに芳香族アミンのある特定のビピリジル
錯体が挙げられる。光発生求核試薬の例としては光分解
がアミン配位子を不安定にするアミンのCo(III)錯体
が挙げられる。
Alternatively, it is conceivable that the electron or electron density can be photochemically imparted to the isoimide group by a photoreducing agent or a photogenerating nucleophile. Examples of known photoreducing agents include ruthenium, osmium and rhenium, and also certain bipyridyl complexes of aromatic amines. An example of a photogenerated nucleophile is a Co (III) complex of an amine whose photodegradation destabilizes the amine ligand.

【0045】本明細書中に記載された電子をイソイミド
基に与える方法は例示にすぎないものであって本発明を
限定するものではない。
The methods of donating electrons to the isoimide group described herein are merely exemplary and are not intended to limit the invention.

【0046】次の非限定的実施例を本発明をさらに説明
するために提出する。
The following non-limiting examples are submitted to further illustrate the present invention.

【0047】実施例 1 直接電子移動により開始されるイソイミド異性化の証明 BPDA-PDAおよびPMDA-ODAポリアミド酸の薄膜(2000
〜5000Å)を光学的に透明な電極にスピン塗布し、
トリフルオロ酢酸無水物にさらすことによりイソイミド
化した。イソイミド化のあとで、重合体はλmaxが39
0nm近傍の非常に明るい黄色になった。0.1Mテトラ
ブチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩(TBABF4
を含有するアセトニトリル溶液中の1次または2次の重
合体の還元のいずれかによる電子化学的還元は特徴的な
黄色の退色を結果として生じた。その結果生じるフィル
ム(KBRペレット)の赤外線分析はイソイミドは全くな
くn−イミドの伸縮振動のみを示した。
Example 1 Demonstration of Isoimide Isomerization Initiated by Direct Electron Transfer Thin films of BPDA-PDA and PMDA-ODA polyamic acid (2000
~ 5000Å) spin coated onto an optically transparent electrode,
Isoimidation was achieved by exposure to trifluoroacetic anhydride. After isoimidation, the polymer has a λmax of 39.
It became a very bright yellow color near 0 nm. 0.1M tetrabutylammonium tetrafluoroborate (TBABF 4 )
Electrochemical reduction by either reduction of the primary or secondary polymer in an acetonitrile solution containing H2O3 resulted in a characteristic yellow fading. Infrared analysis of the resulting film (KBR pellets) showed no isoimide and only stretching vibrations of n-imide.

【0048】実施例 2 化学還元剤により媒介されたイソイミドの異性化の証明 BPDA-PDAおよびPMDA-ODAポリアミド酸の薄膜(2000
〜5000Å)をCaF2基体にスピン塗布してイソイミド
化した。ポリイソイミドフィルムを0.1Mおよび0.0
2Mベンゾフェノン陰イオン(E(0/−)=−1.7
V)を含有するアセトニトリル溶液中にTBABF4浸漬によ
り化学的に還元した。フィルムを次いで0.1M TBABF4
および0.001M ジエチルビオロゲン二ヨー化物(E
(2+/+)=−0.4V)を含有するアセトニトリル
溶液中に浸漬して再酸化した。赤外線分析はポリ−n−
イミド形への両ポリイソイミドの定量的な転化を示し
た。
Example 2 Demonstration of Isoimide Isomerization Mediated by Chemical Reducing Agents Thin films of BPDA-PDA and PMDA-ODA polyamic acid (2000
˜5000Å) was spin-coated on a CaF 2 substrate for isoimidization. Polyisoimide film 0.1M and 0.0
2M benzophenone anion (E (0 /-) =-1.7
It was chemically reduced by immersion in TBABF 4 in an acetonitrile solution containing V). The film is then 0.1M TBABF 4
And 0.001 M diethyl viologen diiodide (E
It was re-oxidized by immersion in an acetonitrile solution containing (2 + / +) =-0.4V). Infrared analysis is poly-n-
The quantitative conversion of both polyisoimides to the imide form was shown.

【0049】実施例 3 ポリイソイミド異性化の接触性の証明 0.1M TBABF4および0.02M イソフェニルフタリミ
ドを含有するアセトニトリル溶液を調製した。不活性雰
囲気下で溶液をイソフェニルフタリミド分子の3%が還
元(E=−1.45V)を受けるように電気化学的に還
元した。溶液の赤外線分析はn−フェニルフタリミド形
への定量的転化を示した。従って、1つの電子移動現象
は少なくとも30またはそれ以上の異性化を開始するこ
とができる。
Example 3 Demonstration of Catalysis of Polyisoimide Isomerization An acetonitrile solution containing 0.1M TBABF 4 and 0.02M isophenylphthalimide was prepared. The solution was electrochemically reduced under an inert atmosphere so that 3% of the isophenylphthalimide molecules undergo reduction (E = -1.45V). Infrared analysis of the solution showed quantitative conversion to the n-phenylphthalimide form. Thus, one electron transfer phenomenon can initiate at least 30 or more isomerizations.

【0050】実施例 4 THFからポリイソイミドの電着 純粋Thermid 6015ポリイソイミド19重量%および0.
1M TBABF4を含有する溶液をテトラヒドロフラン(T
HF)中で調製した。溶液をN2パージにより脱気し
た。Thermid 6015はSCEに対して−1.0、−1.3、
および−1.8Vで還元力を有する。光学的に透明な電
極は−1.6Vで分極してポリイソイミドを還元した。
還元を撹拌なしで10分間行いポリイソイミドをポリ−
n−イミドに異性化した。これは続いて0Vで分極化し
いくらか還元されたポリ−n−イミドを再酸化した。電
極を取り除き、THFで2分間すすぎ、80℃で30分
間真空下にて乾燥した。フィルムの厚さをプロフィル法
(profilometry)により測定し25μmであった。
EXAMPLE 4 Electrodeposition of Polyisoimide from THF Pure Thermid 6015 Polyisoimide 19% by weight and
A solution containing 1M TBABF 4 was added to tetrahydrofuran (T
HF). The solution was degassed by N 2 purge. Thermid 6015 is -1.0, -1.3 against SCE,
And has a reducing power at -1.8V. The optically transparent electrode was polarized at -1.6 V to reduce polyisoimide.
The reduction was carried out for 10 minutes without stirring to give polyisoimide as poly-
Isomerized to n-imide. This was subsequently polarized at 0 V and reoxidized some reduced poly-n-imide. The electrode was removed, rinsed with THF for 2 minutes and dried at 80 ° C. for 30 minutes under vacuum. The film thickness was measured by the profilometry and was 25 μm.

【0051】実施例 5 NMPからのポリイソイミドの電着 3%Thermid 6015および0.15M TBABF4を含有する溶
液をN−メチルピロリドン(NMP)中に調製した。こ
の場合、Thermidはすでに部分的にイミド化されていた
(〜40%)。溶液をN2パージにより脱気した。光学
的に透明な電極を−1.3Vまで0〜10分間の間分極
してポリイミドを還元し、続いて0Vで再酸化した。電
極を取り除き、NMPおよびアセトンですすぎ、80℃
で30分間真空下にて乾燥した。還元時間に対するポリ
イミドの厚さを図1に示した。
Example 5 Electrodeposition of polyisoimide from NMP A solution containing 3% Thermid 6015 and 0.15 M TBABF 4 was prepared in N-methylpyrrolidone (NMP). In this case, Thermid was already partially imidized (-40%). The solution was degassed by N 2 purge. The optically transparent electrode was polarized to -1.3 V for 0-10 minutes to reduce the polyimide, followed by reoxidation at 0V. Remove electrode, rinse with NMP and acetone, 80 ℃
And dried under vacuum for 30 minutes. The thickness of polyimide with respect to the reduction time is shown in FIG.

【0052】以上、本発明を詳細に説明したが、本発明
はさらに次の実施態様によってこれを要約して示すこと
ができる。
The present invention has been described in detail above, but the present invention can be summarized and shown by the following embodiments.

【0053】1.芳香族部分に共役されたイソイミド基
を含有する分子を用意し;そして前記イソイミド基が芳
香族部分に共役されたn−イミド基に異性化を開始する
電子密度を前記イソイミド基に与えることからなる方
法。 2.前記電子密度が電気化学的に与えられる、前項1に
記載の方法。 3.前記電子密度が化学的に与えられる、前項1に記載
の方法。 4.前記分子が電解質、還元剤およびそれらの混合物よ
りなる群から選ばれる一員を含有する液体中に存在し、
そして前記還元剤が前記分子の還元電位に関して負であ
る酸化電位を有する、前項1に記載の方法。 5.更に、前記液体中に導電性基体を用意し、前記液体
中に対電極を用意し;そして前記基体と前記対電極の間
に電気的バイアスを与え、このことにより芳香族部分に
共役されたn−イミド基を有する前記分子の異性体を前
記導電性基体上に付着させることを含む、前項4に記載
の方法。
1. Providing a molecule containing an isoimide group conjugated to an aromatic moiety; and providing the isoimide group with an electron density at which the isoimide group initiates isomerization to an n-imide group conjugated to an aromatic moiety Method. 2. The method according to item 1, wherein the electron density is given electrochemically. 3. The method according to item 1, wherein the electron density is chemically given. 4. The molecule is present in a liquid containing a member selected from the group consisting of electrolytes, reducing agents and mixtures thereof,
The method according to item 1, wherein the reducing agent has an oxidation potential that is negative with respect to the reduction potential of the molecule. 5. In addition, a conductive substrate is provided in the liquid, a counter electrode is provided in the liquid; and an electrical bias is applied between the substrate and the counter electrode, thereby n-conjugated to the aromatic moiety. -The method according to item 4 above, comprising depositing an isomer of the molecule having an imide group on the conductive substrate.

【0054】6.前記分子がポリイソイミド分子であ
る、前項5に記載の方法。 7.前記ポリイソイミドがピロメリト酸二無水物とオキ
シジアニリンから生成される、前項6に記載の方法。 8.前記ポリイソイミドがベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物と1,3−ビス(2−アミノフェノキシ)
ベンゼンから生成される、前項6に記載の方法。 9.前記還元剤がアントラセン陰イオン、N−ブチルフ
タルイミド陰イオン、ベンジル陰イオン、ベンゾフェノ
ン陰イオン、ベンゾイン二陰イオン、およびナトリウム
ナフタレニド、N,N′−ジ−n−ブチル−ピロメリト
イミドの陰イオンよりなる群から選ばれる、前項4に記
載の方法。 10.前記電解質がテトラアルキルアンモニウム、テト
ラアルキルホスホニウム、アルカリ金属、アリール−ア
ルキル−アンモニウム、テトラアルキルアンモニウムお
よびキレート金属よりなる群から選ばれる陽イオンを含
有する、前項4に記載の方法。
6. 6. The method according to item 5, wherein the molecule is a polyisoimide molecule. 7. 7. The method according to item 6, wherein the polyisoimide is produced from pyromellitic dianhydride and oxydianiline. 8. The polyisoimide is benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 1,3-bis (2-aminophenoxy).
7. The method according to item 6, which is produced from benzene. 9. The reducing agent is selected from anthracene anion, N-butylphthalimide anion, benzyl anion, benzophenone anion, benzoin dianion, and sodium naphthalenide, N, N'-di-n-butyl-pyromellitimide anion. The method according to item 4 above, which is selected from the group consisting of 10. 5. The method according to item 4, wherein the electrolyte contains a cation selected from the group consisting of tetraalkylammonium, tetraalkylphosphonium, alkali metal, aryl-alkyl-ammonium, tetraalkylammonium and chelate metal.

【0055】11.前記電解質がテトラフルオロボレー
ト、ヘキサフルオロホスフェート、アリールスルホネー
ト、ペルクロレートおよびハライドよりなる群から選ば
れる陰イオンを含有する、前項10に記載の方法。 12.前記液体が非プロトン溶媒または混合物を含有す
る、前項4に記載の方法。 13.前記非プロトン溶媒または混合物がニトリル化合
物、ニトロ化合物、アミド、環状アミド、エステル、環
状エステル、エーテル、オキシドおよびスルホ化合物よ
りなる群から選ばれる、前項12に記載の方法。 14.非プロトン溶媒または混合物がN,Nジメチルホ
ルムアミド、N−メチル−2−ピロリドンおよびテトラ
ヒドロフランよりなる群から選ばれる、前項12に記載
の方法。 15.前記液体中の前記ポリイソイミドの前記濃度が約
0.0005M〜約5Mである、前項4に記載の方法。
11. 11. The method according to item 10, wherein the electrolyte contains an anion selected from the group consisting of tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, aryl sulfonate, perchlorate and halide. 12. The method according to item 4, wherein the liquid contains an aprotic solvent or a mixture. 13. 13. The method according to item 12, wherein the aprotic solvent or mixture is selected from the group consisting of nitrile compounds, nitro compounds, amides, cyclic amides, esters, cyclic esters, ethers, oxides and sulfo compounds. 14. 13. The method according to item 12, wherein the aprotic solvent or mixture is selected from the group consisting of N, N dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and tetrahydrofuran. 15. 5. The method according to item 4, wherein the concentration of the polyisoimide in the liquid is about 0.0005M to about 5M.

【0056】16.前記液体中の電解質の濃度が約1〜
約0.01Mである、前項4に記載の方法。 17.前記液体中の電解質の濃度が約0.2〜約0.05
Mである、前項4に記載の方法。 18.還元剤の濃度が約0.001M〜約0.05Mであ
る、前項4に記載の方法。 19.前記基体がパラジウム、白金、銀、金、銅、コバ
ルトおよびニッケルよりなる群から選ばれる金属であ
る、前項4に記載の方法。 20.前記基体が銅である、前項4に記載の方法。
16. The concentration of the electrolyte in the liquid is about 1 to
The method according to item 4 above, which is about 0.01 M. 17. The concentration of the electrolyte in the liquid is about 0.2 to about 0.05.
The method according to item 4 above, which is M. 18. 5. The method according to item 4, wherein the concentration of the reducing agent is about 0.001M to about 0.05M. 19. 5. The method according to item 4, wherein the substrate is a metal selected from the group consisting of palladium, platinum, silver, gold, copper, cobalt and nickel. 20. The method according to item 4, wherein the substrate is copper.

【0057】21.前記基体が導電性重合体、導電性ガ
ラス、または超伝導体または半導体である、前項4に記
載の方法。 22.前記バイアスが前記ポリイソイミドの還元電位よ
り約50mVまたはそれ以上負である初期作業電極電位を
発生し、続いてポリイミド還元電位の50mV〜2Vの正
のバイアスを発生する、前項4に記載の方法。 23.前記対電極が白金である、前項4に記載の方法。 24.前記電解質がテトラブチルアンモニウムテトラフ
ルオロボレートである、前項4に記載の方法。 25.前記還元剤がベンゾフェノン陰イオンである、前
項4に記載の方法。
21. The method according to item 4, wherein the substrate is a conductive polymer, a conductive glass, or a superconductor or a semiconductor. 22. 5. The method of paragraph 4, wherein the bias produces an initial working electrode potential that is about 50 mV or more negative than the polyisoimide reduction potential, followed by a positive bias of 50 mV to 2 V of the polyimide reduction potential. 23. 5. The method according to item 4, wherein the counter electrode is platinum. 24. The method according to item 4 above, wherein the electrolyte is tetrabutylammonium tetrafluoroborate. 25. 5. The method according to item 4, wherein the reducing agent is a benzophenone anion.

【0058】26.前記電子密度が光化学的に与えられ
る、前項1に記載の方法。 27.前記電子密度が前記に電子を与えることにより与
えられる、前項1に記載の方法。
26. The method according to item 1, wherein the electron density is given photochemically. 27. The method according to item 1 above, wherein the electron density is provided by donating electrons to the electron.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ポリイミドの厚さに対するイソイミドの溶液か
ら付着させるための還元時間の関係を示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the thickness of polyimide and the reduction time for deposition from a solution of isoimide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テレンス・ロバート・オトウール アメリカ合衆国ニユーヨーク州12533.ホ ープウエルジヤンクシヨン.クリークベン ドロード15 (72)発明者 アルフレツド・ビーベツク アメリカ合衆国ニユーヨーク州12582.ス トームビル.シーマンロード.アール・ア ール ナンバー1 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Terence Robert Othool 1233, New York, USA Hope welfare Yankson. Creek Bend Road 15 (72) Inventor Alfredo Bibetsk 12582, New York, USA. Storm Building. Seaman Road. Earl Al number 1

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芳香族部分に共役されたイソイミド基を
含有する分子を用意し;そして前記イソイミド基が芳香
族部分に共役されたn−イミド基に異性化を開始する電
子密度を前記イソイミド基に与えることからなる方法。
1. A molecule containing an isoimide group conjugated to an aromatic moiety is prepared; and the electron density at which the isoimide group starts isomerization to the n-imide group conjugated to the aromatic moiety is adjusted to the isoimide group. A method consisting of giving to.
【請求項2】 前記電子密度が電気化学的に与えられ
る、請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the electron density is provided electrochemically.
【請求項3】 前記電子密度が化学的に与えられる、請
求項1に記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein the electron density is chemically provided.
【請求項4】 前記分子が電解質、還元剤およびそれら
の混合物よりなる群から選ばれる一員を含有する液体中
に存在し、そして前記還元剤が前記分子の還元電位に関
して負である酸化電位を有する、請求項1に記載の方
法。
4. The molecule is present in a liquid containing a member selected from the group consisting of an electrolyte, a reducing agent and mixtures thereof, and the reducing agent has an oxidation potential that is negative with respect to the reduction potential of the molecule. The method according to claim 1.
【請求項5】 更に、前記液体中に導電性基体を用意
し、前記液体中に対電極を用意し;そして前記基体と前
記対電極の間に電気的バイアスを与え、このことにより
芳香族部分に共役されたn−イミド基を有する前記分子
の異性体を前記導電性基体上に付着させることを含む、
請求項4に記載の方法。
5. An electrically conductive substrate is further provided in the liquid, a counter electrode is provided in the liquid; and an electrical bias is applied between the substrate and the counter electrode, whereby an aromatic moiety is provided. Depositing an isomer of the molecule having an n-imide group conjugated to the conductive substrate.
The method of claim 4.
JP22859892A 1991-10-03 1992-08-27 Electron-induced conversion of isoimides to N-imides and their use Expired - Lifetime JPH0678430B2 (en)

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