JPH07179606A - ポリイミド形成物質溶液およびその用途 - Google Patents

ポリイミド形成物質溶液およびその用途

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JPH07179606A
JPH07179606A JP6226914A JP22691494A JPH07179606A JP H07179606 A JPH07179606 A JP H07179606A JP 6226914 A JP6226914 A JP 6226914A JP 22691494 A JP22691494 A JP 22691494A JP H07179606 A JPH07179606 A JP H07179606A
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tetracarboxylic acid
polyimide
acid
bis
amide
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JP6226914A
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Rainer Blum
ライナー、ブルーム
Gerhard Dr Hoffmann
ゲールハルト、ホフマン
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BASF Lacke und Farben AG
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    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリイミド形成物質の改善された被覆形成用
溶液材料を開発し、提供すること。 【構成】 (A)芳香族ないし部分的芳香族ポリアミン
と、(B)テトラカルボン酸のアミドもしくはこのアミ
ドおよびエステルの混合物とを含有する、ポリイミド形
成物質溶液。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は(A)芳香族ないし部分的芳香族
ポリアミンと、(B)芳香族ないし部分的芳香族テトラ
カルボン酸のアミドもしくはこのアミドおよびエステル
の混合物とを含有する、ポリイミド形成物質溶液に関す
る。
【0002】本発明は、さらにポリイミドによる被覆の
形成および被覆物品の製造のための上記溶液の用途なら
びにポリイミド被覆物品に関するものである。
【0003】
【従来技術】芳香族ポリイミドは、原則的に従来慣用の
有機溶媒に対して不溶性である。そこで、一般的にこれ
に対して易溶性のポリアミドカルボン酸が、ポリイミド
形成被覆用のポリイミド形成中間物質として使用されて
来た。ポリイミドは400℃までの温度でこの中間物質
を乾燥することにより、形成される。
【0004】しかしながら、このポリイミド形成ポリア
ミドカルボン酸の欠点は、その固体分の関係から、極め
て高い粘度を示すことである。このために処理が困難で
あり、高度の希釈を必要とする。
【0005】そこで、マイクロエレクトロニクス構造体
における平坦層としてポリアミドカルボン酸被覆を使用
することは極めて困難である。良好な平坦性をもたらす
には、高濃度と共に低粘度が要求される。
【0006】またポリアミドカルボン酸は、自己加水分
解性向を有し、過早のイミド形成をもたらすために、貯
蔵寿命が短い。従って大部分のポリアミドカルボン酸被
覆材料は、フリーザー中に貯蔵されねばならない。
【0007】このような欠点を回避するために、ポリイ
ミドを直接的に形成するための単量体出発材料溶液を使
用する試みがなされている。
【0008】例えば、米国特許3502712号明細書
には、ベンゾフェノンテトラカルボン酸と、不飽和アミ
ノアルカノールから、特殊なテトラカルボン酸誘導体溶
液を得ることが記載されている。
【0009】また、米国特許3700649号明細書に
は、芳香族ジアミンと、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸から得られるポリイミドが記載されている。
【0010】さらに、米国特許3347808号明細書
は、ポリアミンとテトラカルボン酸アルキルエステルの
溶液を開示している。
【0011】米国特許4874835号明細書において
は、特殊なジアミンとジフタレートの混合物が開示され
ている。
【0012】さらに米国特許明細書は、ジエステル中間
物質を経由するポリイミドの形成は、ジエステルとジア
ミンの多くの結合に認められるように、溶液貯蔵寿命が
短い難点があると指摘している。この特許文献によれ
ば、特殊なジアミンと部分的脂肪族テトラカルボン酸と
の特殊な組合わせのみが適当であるとされている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の公知
技術にかんがみて、この分野の技術的課題は、ポリイミ
ド形成物質の改善された被覆形成用溶液材料を開発し、
提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】しかるに上述した技術的
課題は、特許請求の範囲の項において規制された溶液に
より解決されることが本発明者らにより見出された。
【0015】本発明の目的達成のために工業的に最も重
要なポリヘテロ環はポリイミドであるが、ここでポリヘ
テロ環と称するのは、ポリイソインドールキナゾリンジ
オン、ポリアリーレンベンズイミダゾールをも包含す
る。すなわち、ここで云うポリイミドは、あらゆるポリ
ヘテロ環化合物を包含する。
【0016】本発明による溶液の組成分につき以下に詳
述する。
【0017】好ましいポリアミン組成物(A)は、芳香
族もしくは部分的芳香族ポリアミン、ことにジアミンで
ある。好ましいジアミンを以下に例示する。
【0018】p−フェニレンジアミン、 m−フェニレンジアミン、 (4,4′−ジアミノジフェニル)−オキサイド、 (3,3′−ジアミノジフェニル)−オキサイド、 (3,4′−ジアミノジフェニル)−オキサイド、 (4,4′−ジアミノジフェニル)−スルファイド (3,3′−ジアミノジフェニル)−スルファイド (3,4′−ジアミノジフェニル)−スルファイド (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 (3,4′−ジアミノジフェニル)−スルホン (4,4′−ジアミノジフェニル)−メタン (3,3′−ジアミノジフェニル)−メタン (3,4′−ジアミノジフェニル)−メタン (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 (3,4′−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 (3,4′−ジアミノジフェニル)−エタン 4,4′−ビス−(4,4′−アミノフェノキシ)−ビ
フェニル、4,4′−ビス−(4,3′−アミノフェノ
キシ)−ビフェニル、2,2−ビス−[4−(4,4−
アミノフェノキシ)−フェニル]−プロパン、2,2−
ビス−[4−(4,4−アミノフェノキシ)−フェニ
ル]−パーフルオロプロパン、2,2−ビス−[4−
(3,4−アミノフェノキシ)−フェニル]−プロパ
ン、2,2−ビス−[4−(3,3′−アミノフェノキ
シ)−フェニル]−プロパン、2,2−ビス−[4−
(4,4′−アミノフェノキシ)−フェニル]−スルホ
ン、2,2−ビス−[4−(3,4−アミノフェノキ
シ)−フェニル]−スルホン、2,2−ビス−[4−
(3,3′−アミノフェノキシ)−フェニル]−スルホ
ン、4,4′−ジメチル−(3,3′−ジアミノフェニ
ル)−スルホン、2,2−ビス−[4−(4,4′−ア
ミノフェノキシ)−フェニル]−スルファイド、2,2
−ビス−[4−(3,4−アミノフェノキシ)−フェニ
ル]−スルファイド、2,2−ビス−[4−(3,3′
−アミノフェノキシ)−フェニル]−スルファイド、
2,2−ビス−[4−(4,4′−アミノフェノキシ)
−フェニル]−メタン、2,2−ビス−[4−(3,4
−アミノフェノキシ)−フェニル]−メタン、2,2−
ビス−[4−(3,3′−アミノフェノキシ)−フェニ
ル]−メタン、1,4−ビス−(4,4′−アミノフェ
ノキシ)−フェニレン、1,4−ビス−(3,4′−ア
ミノフェノキシ)−フェニレン、1,4−ビス−(3,
3′−アミノフェノキシ)−フェニレン、4,4′−ジ
アミノジフェニル−(ベンジジン)、3,4′−ジアミ
ノフェニル、3,3′−ジアミノフェニル、3,3′−
ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフェニル、3,3′
−ジメトキシ−3,4′ジアミノジフェニル、3,3′
−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニル、3,3′
−ジメチル−3,4′−ジアミノジフェニル、1,8−
ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、p
−ターフェニル−4,4′−ジアミン、p−ターフェニ
ル−3,3′−ジアミン、5−t−ブチル−2,4−ト
ルエンジアミン、3−t−ブチル−2,6−トルエンジ
アミン、3,5−ジエチル−2,4−トルエンジアミ
ン、3,5−ジエチル−2,6−トルエンジアミン、ジ
イソプロピルトルイエンジアミンのようなアルキルイソ
プロピルトルイエンジアミン、α,ω−ジアミノ−(ポ
リフェニレンスルファイド)、m−キシレンジアミン、
p−キシレンジアミン、ビス−4,4′−[(2,6−
ジイソプロピル)−アミノフェニル]−メタン、ビス−
4,4′−[(2−メチル−6−イソプロピル)−アミ
ノフェニル]−メタン、ビス−4,4′−[(2,6−
ジメチル)−アミノフェニル]−メタン、ビス−4,
4′−[(2,6−ジイソプロピル)−アミノフェニ
ル]−エーテル、ビス−4,4′−[(2−メチル−6
−イソプロピル)−アミノフェニル]−エーテル、ビス
−4,4′−[(2,6−ジメチル)−アミノフェニ
ル]−エーテル。
【0019】さらに他のポリアミンは、3,3′,4,
4′−テトラアミノビフェニル、3,3′,4,4′−
テトラアミノジフェニルメタン、3,3′,4,4′−
テトラアミノジフェニルエーテル、3,3′,4,4′
−テトラアミノジフェニルスルホンあるいは3,3′,
4,4′−テトラアミノジフェニルスルファイドであ
る。これらのテトラアミンは、最終的構造としてポリア
リーレンベンズイミダゾールをもたらす。
【0020】さらに他の重要なジアミンは、ベンズアニ
リドを介して結合される芳香族多環式化合物であって、
例えば3,3′−ジアミノベンズアニリド、3,4′−
ジアミノベンズアニリド、4,3′−ジアミノベンズア
ニリド、4,4′−ジアミノベンズアニリド、4,3′
−ジアミノベンズアニリド、これらアニリドのN−アル
キル置換化合物、ヨーロッパ特願公開271736号公
報によるα,ω−ジアミノポリアニリドである。
【0021】その目的は諸特性のできるだけ最善の結合
をもたらすポリアミドを得ることである。従って本発明
に使用されるポリアミドとしては、できるだけ純粋な芳
香族ジアミンを使用して製造されるのが好ましい。
【0022】純粋に芳香族でないジアミンは、一般的に
アミン官能性が1より大きい、ことに2あるいはこれよ
り大きいアミン基を有する脂環式、ヘテロ環式、脂肪族
アミン化合物の熱安定性に対して好ましくない影響を及
ぼすが、特定の特性、例えば表面平滑性、可撓性をもた
らすために使用され、あるいは存在してもよい。
【0023】これらアミン化合物の例としては、ジアミ
ノ−(ジメチル)−ジシクロヘキシルメタン、ジアミノ
−(ジメチルジイソプロピル)−ジシクロヘキシルメタ
ン、ジアミノ−(テトライソプロピル)−ジシクロヘキ
シルメタン、ジアミノ−(ジイソプロピル)−ジシクロ
ヘキシルメタン、ジアミノアルキレン、ジアミノポリオ
キシアルキレンが挙げられる。ここでジアミンと称する
のは、N−N構造を有する化合物、すなわちヒドラジン
の誘導体を含めて意味する語である。
【0024】核において反応性基により置換されている
芳香族ジアミンも重要である。この反応性基は例えばカ
ルボキシル、ヒドロキシル、アミドである。このような
置換アミンを使用しても、非イミド構造を有するポリヘ
テロ環が形成される。アントラニルアミドのようなo−
アミノカルボキシルアミドの場合、最終構造としてポリ
イソインドールキナゾリンジオンが得られる。ポリベン
ズオキサゾールは、ジヒドロオキシジアミンを使用し
て、またポリアリーレンベンズイミダゾールはテトラア
ミンを使用して得られる。本発明はまたこのようなポリ
マーに関する。
【0025】本発明によれば、アミンの塩もしくは部分
塩、例えばカルボネート、アセテート、トリフルオロア
セテート、トリクロロアセテート、ホルメート、オキサ
レート、マレエート、メタンスルホネート、ベンゼンス
ルホネート、クロライドなども使用可能あるいは存在可
能である。このような塩の使用は、ことに芳香族ジアミ
ンの著しい変色、褪色を抑制し、若干の組合わせの場
合、平滑なフィルム、層を形成する。
【0026】上述した出発材料は、いずれも公知であ
り、あるいは公知方法により得られる。上述の出発材料
の列記は単に例示的なものであって、本発明はこれらの
使用に限定されるものではない。
【0027】適当な組成分(B)は、テトラカルボン酸
のアミドあるいはそのエステルとアミドの混合物であ
る。
【0028】このテトラカルボン酸誘導体は、以下の一
般式I
【0029】
【化1】 で表わされる。
【0030】式中のXは−O−、−NH−あるいは−N
1 を意味し、Zはヘテロ環構造で変性されていてもよ
い四価の芳香族もしくは部分芳香族基を、あるいはさら
に部分的もしくは全体的にハロゲン化されいてもよい脂
肪族もしくは脂環式基を意味する。
【0031】またR1 は炭素数1から20のアルキル、
例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−
ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチルも
しくはその異性体、オクチル、2−エチルヘキシル、こ
とにシクロヘキシルもしくはさらに高級の他の同族体、
シクロアルキル、ことにシクロヘキシル、メチルシクロ
ヘキシル、アルコキシフェニル、ことにフェノキシブチ
ル、フェノキシエチル、例えばフェニル、ベンジル、ク
ミル、クレシルのようなアリールあるいは水素を意味す
る。R1 はことにエチル、プロピル、イソプロピル、n
−ブチルあるいは上述したいずれかのアルコキシフェニ
ルを意味するのが好ましい。
【0032】ジアミドもしくはジエステルが好ましく、
対称的であっても非対称的であってもよい。なお複数個
のRは同時に水素を意味してもよい。
【0033】以下の一般式II
【0034】
【化2】 で表わされる化合物も、テトラカルボン酸誘導体(B)
として使用され得る。
【0035】ただし、式中のYは−O−、−NH−ある
いは−NR−を意味し、このRは以下に示すR2 と同じ
意味を有する。R2 は炭素原子数2から6の二価アルキ
ルあるいはアルコキシアルキルを意味する。
【0036】なお上記式IとIIの化合物の混合物も使
用し得る。
【0037】以下に示されるテトラカルボン酸が、基Z
を派生させる好ましい原テトラカルボン酸、ことにピロ
メリト酸である。
【0038】ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボ
ン酸、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン
酸、2,2′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン
酸、2,3′,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン
酸、2,2′,3,3′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸、2,3,3′,4′−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン
酸、1,2,5,7−ナフタレンテトラカルボン酸、
1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸、1,
4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、,1,2,
6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、2,6−ジクロ
ロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、
2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラ
カルボン酸、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、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、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、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、4,4′−オキシジフタル酸、3,3′−オ
キシジフタル酸、4,4′−スルホニルジフタル酸、
4,4′−チオジフタル酸、3,3′−チオジフタル
酸、4,4′−アセチリデンジフタル酸、ビス−(2,
3−ジカルボキシフェニル)−メタン、ビス−(3,4
−ジカルボキシフェニル)−メタン、1,1−ビス−
(2,3−ジカルボキシフェニル)−エタン、1,1−
ビス−(3,4−ジカルボキシフェニル)−エタン、
2,2−ビス−(2,3−ジカルボキシフェニル)−プ
ロパン、2,2−ビス−(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)−プロパン、フェナンスレン−1,2,7,8−テ
トラカルボン酸、フェナンスレン−1,2,6,7−テ
トラカルボン酸、フェナンスレン−1,2,9,10−
テトラカルボン酸、2,3,9,10−ペリレンテトラ
カルボン酸、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボ
ン酸、2 3,8,9−ペリレンテトラカルボン酸、
4,5,10,11−ペリレンテトラカルボン酸、3,
3″,4,4″−p−ターフェニルテトラカルボン酸、
2,2″,3,3″−p−ターフェニルテトラカルボン
酸、2,3,3″,4″−p−ターフェニルテトラカル
ボン酸。
【0039】またブタン−1,2,3,4−テトラカル
ボン酸、シクロブタンテトラカルボン酸、シクロペンタ
ン1,2,3,4−テトラカルボン酸、ピロリジン−
2,3,4,5−テトラカルボン酸、チオフェン−2,
3,4,5−テトラカルボン酸、ピラジン−2,3,
5,6−テトラカルボン酸、テトラヒドロフラン−テト
ラカルボン酸、9−ブロモ−10−メルカプトアントラ
センテトラカルボン酸、9,10−ジメルカプトアント
ラセンテトラカルボン酸、2,6−エンドビニレンシク
ロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸、ヘキ
サフルオロイソプロピレン−2,2−ビス−(フタル酸
アンヒドリド)も適当である。
【0040】上述した種々のポリカルボン酸の他の適当
な異性体、置換生成物は、ハロゲン置換生成物、ことに
弗素置換もしくは過弗素置換生成物および/あるいはア
ルキル置換生成物、ポリカルボン酸含有珪素である。
【0041】トリメリト酸無水物の、2以上の官能性を
有するイソシアネートアルコール、アミンによる二量体
化、オリゴマー化生成物、4,4−エステル化、4,4
−エーテル化、4−4−アミド化されたトリメリト酸二
量体も有利に使用される。テトラカルボン酸化合物の塩
もしくは部分塩も、本発明において有利に使用され、あ
るいは存在し得るが、これは依然として遊離カルボキシ
ル基を持っている塩、例えばアンモニウム塩あるいは易
揮発性アミン、例えばモノ、ジおよびトリメチルアミ
ン、モノ、ジおよびトリエチルアミンなどを有する塩で
なければならない。酸性テトラカルボン酸のホスホニウ
ム塩、スルホニウム塩も使用され、あるいは存在し得
る。このような塩の使用、存在により、高い固体含有分
を有し、しかも好ましい低粘度をもたらし得る。
【0042】上述した出発材料は、公知でありあるいは
公知方法により製造可能である。ただし上述出発材料は
例示的に列挙されたのであって、本発明における材料は
これらに限定されるものではない。
【0043】テトラカルボキシアミドおよびテトラカル
ボキシル酸エステルは、テトラカルボン酸ジヒドリド、
1級および/あるいは2級モノアミンおよびモノアルコ
ール(化合物I)あるいは1級および/あるいは2級ジ
アミンもしくはジオール(化合物II)とを反応させる
ことにより公知方法で製造され得る。ジアミドおよびジ
エステルは、アミン/アルコールの対応モル量を使用し
て製造するのが好ましい。モノ、トリあるいはテトラ誘
導体あるいはこれらとジアミンもしくはジエステルの混
合物も、アミン/アルコールに対応してその量より多い
あるいは少ない量を使用して製造され、使用され得る。
この反応を適度に制御する方法は当業者に周知である。
【0044】アミドもしくはエステルは別途に、あるい
は併行して製造され得る。比較的少量の水を付随的に使
用し、あるいは反応により生起する水分全部分を除去し
ないで、遊離カルボン酸が得られるようにすることもで
きる。
【0045】本発明においてエステル/アミドが、組成
分(B)として使用される。エステル/アミド混合物が
使用される場合には、アミドの量割合は20から80モ
ル%、ことに40から60モル%が好ましい。
【0046】また本発明による新規の中間生成物は、適
当な有機溶媒、ことに極性溶媒中において製造される。
この溶媒としては具体的に、ホルムアミド、アセトアミ
ド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルピ
ロリドン、ジアルキルアセトアミド、例えばN,N−ジ
メチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、
アルキルアルキレンジ尿素、例えばジメチルエチレンジ
尿素、ジメチルプロピレンジ尿素、アルキレン尿素、例
えばエチレンジ尿素、プロピレンジ尿素、ブチロールア
セトン、カプロラクタム、ピロリドン、N−アルキルピ
ロリドン、例えばN−メチルピロリドン(NMP)、N
−エチルピロリドン、N−シクロヘキシルピロリドン、
N−アセチルピロリドン、ジメチルスルホキサイド、ジ
メチルスルホン、ヘキサメチレンホスホロトリアミドが
使用され得る。
【0047】これら極性溶媒は、部分的もしくは全体的
に、以下の溶媒、すなわちアルコール、エステル、ケト
ン、エーテル、脂環式のケトン、アルコール、エステ
ル、アミン、ことにトリエチルアミンのような3級アミ
ン、水、グリコール、グリコールエステル、グリコール
エーテル、炭化水素溶媒で代替され得る。このような溶
媒の選択は、他の物質の溶解能力、所望の濃度および粘
度に対応して、それぞれの場合に応じて決定されねばな
らない。若干の場合においては、テトラカルボン酸化合
物も、比較的低粘度の液をもたらし、従って溶媒を使用
することなく、あろいは極めて少量の溶媒を使用して、
著しく多量の固体分を含有するポリイミド被覆材料を製
造することができる。
【0048】ポリアミン(A)とテトラカルボン酸誘導
体(B)を含有する新規溶液は、1.5:1から1:
1.5のモル割合、ことに1:1のモル割合のものが好
ましい。
【0049】この溶液の固体分は、35から60重量
%、粒度は500から10000mPa.sであるのが
好ましい。しかしながら、特定の用途に対してこれら諸
条件は、必要に応じ希釈して調整され得る。
【0050】溶液調製のため、テトラカルボン酸誘導
体、ポリアミンおよび溶媒は、任意の順序で合併され
る。例えば、まずテトラカルボン酸誘導体を製造し、こ
れにジアミンを、必要に応じてさらに溶媒を添加するこ
とができる。全組成分を溶解させるため、必要に応じて
室温で、あるいは30から120℃、ことに40から8
0℃に加熱して、撹拌するのが有利である。
【0051】この新規溶液は、慣用の添加剤、例えばイ
ミド形成用触媒、染料、顔料、充填剤、均染剤、粘度制
御剤を含有してもよい。
【0052】この溶液は、極めて多様な基板、例えば金
属、ガラス、珪素の基板上に被覆を形成するための被覆
材料として適当である。被覆は最終温度150から45
0℃、ことに300から400℃で焼付ないし硬化させ
るのが好ましいが、このキュアリングは特に複数の加熱
段階を経て徐々に最終温度に達するように行うのがこと
に有利である。
【0053】この新規溶液組成は、電子回路作製のため
のシリコンウエーハ用被覆、双信回路、ことに多重チッ
プモジュール作製のためのセラミック、金属用被覆、ワ
イヤ被覆、ガラス、石英の光学的ウエーブガイド用被
覆、可撓性プリント回路板作製のための金属フィルム被
覆、順次もしくはランダムにシート状材料および成形繊
維材料の被覆、含浸、接着、電子、電気回路、巻線用被
覆、粉末、繊維、フィルム、成形体の製造などのために
有利に使用され得る。
【0054】
【実施例】本発明を制約するのではなく例示的に説明す
るための実施例について以下に説明する。
【0055】一般的実施方法 テトラカルボン酸組成物を、まずアミン組成分および必
要に応じてアルコール組成分と反応させ、次いでジアミ
ン組成分(A)を添加した。
【0056】使用材料の略号 BTDA ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物 BTA−DE ジエチルベンゾフェノンテトラカルボキ
シレート BTA−TM テトラメチルベンゾフェノンテトラカル
ボキシレート BAPP 2,2−ビス−[(4−アミノフェノキ
シ)−フェニル]−プロパン PPDA P−ジフェニレンジアミン MPG エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル NMP N−メチルピロリドン DMAP ジメチルアミノピリジン DIPA ジプロピルアミン DADO 4,4′−ジアミノジフェニルエーテル BPDA ビフェニルテトラカルボン酸ジアンヒド
リド
【0057】すべての出発材料を、化学品供給業者から
受取り、開封したばかりの容器から取出した。すべての
最高純度(エレクトロニクス用グレード、専門分析技術
者のものを使用した。液状出発材料はモレキュラーシー
ブで予備処理した。実験は還流冷却器付設のガラス製撹
拌フラスコ中において、極めて純粋な窒素の雰囲気下に
行われた。
【0058】対比例1(VG1) (公知文献米国特許3347808号明細書の実施例1
に対応)すなわち溶液材料は以下の組成から成る。
【0059】23.30gのDADO(0.117モ
ル、48%過剰) 36.00gのジオキサンを18.00gのNMPに溶
解、これに32.50gのBTA−DE(0.079モ
ル)を50.66gのジオキサン 25.33gのNMPに溶解させた溶液を添加。
【0060】対比例2(VG2) 上記米国特許3347808号明細書の実施例2に対
応)溶液材料は以下の組成から成る。
【0061】15.00gのDADO(0.079モ
ル)を23.17gのジオキサン 11.58gのNMPに溶解、これに32.50gのB
TA−DE 0.083モル(5%過剰)を53.19
gのジオキサン 26.59gのNMPに溶解させた溶液を添加。
【0062】実施例1(B1、本発明) 25.46gのBTDA(0.079モル)を94.8
3gのジオキサン 47.41gのNMP中において窒素雰囲気下に撹拌、
これに13.80gのMPG(0.100モル) 5.90gのDIPA(0.058モル)を添加、90
℃で1時間撹拌、60℃に冷却、15.80gのDAD
O中で撹拌しつつ放冷。
【0063】
【表1】
【0064】上記の比較は、上述米国特許334780
8号発明により、著しく過剰量のジアミンを使用して、
始めて薄い接着性フィルムが得られるが、このフィルム
の機械特性(VB1)は著しく悪く、またこの溶液材料
自体の貯蔵寿命が短いことを明示している。またこの文
献によりわずかに過剰量のテトラカルボン酸ジエステル
を使用(VB2)した場合にも、機械特性が著しく悪
い、極めて薄いフィルムが得られるに止まる。さらにま
た、VB1、VB2の場合の異なるイミドの残渣は、極
めて有用な出発材料であるジアミンとジエチルベンゾフ
ェノンテトラカルボキシレートが、それぞれ過剰量で使
用されたにも拘らず、硬化加熱処理の間に失われたこと
を示している。これに対し、本発明による新規の溶液材
料ないし被覆方法の場合(B1)、著しく秀れた可撓性
を有する極めて厚く平滑なフィルムを形成し得ることが
示されている。この場合のイミド残渣量は計算値に対応
し、従って完全なポリイミドへの転化が達成されている
ことを示す。
【0065】本発明にまで到着するに至った多くの実験
の結果、若干のポリイミドが、従来技術によってモノマ
ー形成ブロック溶液からは得られないことが見出され
た。これはことにマイクロエレクトロニクスにおいて好
ましいとされ、低い熱膨張、極めて良好な電気絶縁性お
よび極めて高い熱安定性を含む好ましい合併特性を示す
ポリイミドにおいて著しかった。しかしながら、マイク
ロエレクトロニクスの場合には、マイクロエレクトロニ
クス回路作製の際に、改善された平坦性をもたらすた
め、長い貯蔵寿命を有する高濃度溶液からまさにこのよ
うなポリイミドを製造することが強く望まれるのであ
る。好ましい特性のことに有利な組合わせは、例えばベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカル
ボン酸、およびp−フェニレンジアミンを基礎とするポ
リイミドによりもたらされる。このようなポリイミドを
もたらし得る被覆用溶液材料は、従って大部分のポリイ
ミド形成物質からもたらされる。これらはすべてポリア
ミドカルボン酸の比較的低濃度の溶液である。以下の実
施例は、本発明により(部分)エステルおよび(部分)
アミドを使用することにより、長い貯蔵寿命を有する高
濃度溶液からこのようなポリアミドをも製造し得ること
を示す。
【0066】対比例3(VB3) (ポリアミドカルボン酸) 1026gのNMPに32.44gのPPDA(0.3
0モル)を撹拌しながら溶解させ、これに44.13g
のBPDA(0.15モル)と48.33gのBTDA
(0.15モル)の混合物を5等分して、冷却しかつ烈
しく撹拌しながら5から10℃で添加し、次いで撹拌を
続け冷却することなく室温まで放冷し、固体含有分10
%の高粘稠溶液を形成し、本実験例では15%濃度液を
調製しようとしたが、このような高粘度(25℃で26
200mPa.s)では、もはや電気技術分野用には処
理不可能であった。
【0067】対比例4(VB4) (例えば上述米国特許3347808号により従来技
術) 114.10gのNMP 44.13gのBPDA(0.15モル) 0.50gのDMAP 69.10gのMPG(0.50モル)を120℃にお
いて30分間混合撹拌し、60℃に冷却し、57.94
gのBTA−TM(0.15モル) 32.44gのPPDA(0.30モル)を烈しく撹拌
しながら添加し、60℃で60分撹拌を続け、冷却し
た。
【0068】実施例2(B2) 93.40gのNMPに 44.13gのBPDA(0.15モル) 48.33gのBTDA(0.15モル) 69.10gのMPG(0.50モル) 30.30gのDIPA(0.30モル)を懸濁させ、
0.50gのDMAPを撹拌しながら、添加し、120
℃で30分さらに撹拌し、60℃に冷却し、32.44
gのPPDA(0.30モル)を烈しく撹拌しながらこ
れに添加し、60℃において60分撹拌を続け、冷却し
た。
【0069】実施例3(B3) 125.29gのNMPに 29.42gのBPDA(0.10モル) 41.40gのMPG(0.30モル) 10.10gのDIPA(0.10モル)を溶解させ、
これに0.50gのDMAPを撹拌しながら添加し、1
20℃において30分撹拌し、次いで60℃に冷却し、
41.43gのBTA−DE(0.10モル)を添加
し、38.63gのBTA−TM(0.10モル)を添
加し、32.44gのPPDA(0.30モル)を烈し
く撹拌しながら添加し、60℃で60分撹拌を断続し、
冷却した。
【0070】
【表2】 註(1) OKは室温において50日後、外観、粘度、
フィルム形状に変化がないことを意味する。
【0071】註(2) 直径120mmの金属盤上にお
ける2gの試料被覆の、空気中、300℃において2時
間放置した後の残渣量割合。
【0072】註(3) 材料溶液をウエッジ状キャップ
を有するナイフコーターで金属板上に塗布し、温度を毎
分10℃の割合で300℃となるまで上げ、次いで1時
間この状態に維持し、冷却後、平滑で発泡のないフィル
ムが得られた場合の最大被覆厚さを計測する。
【0073】註(4) ウエッジ状キャップを有するナ
イフコーターで塗布して形成された被覆を有する金属板
(上記註(3)と同じ)を、マンドレル曲げ試験用の直
径1mmのマンドレル上で屈曲する。
【0074】対比例VB3、VB4および実施例B2、
B3は、本発明による新規の溶液材料が、固体含有分に
対する粘度の比率に関して著しく改善されており、また
フィルム形成性において秀れていることを示す。
【0075】無水物と、ヒドロキシ化合物およびアミン
との反応においても、モノ、トリ、テトラ化合物が得ら
れるが、これは無水物と、ヒドロキシ化合物およびアミ
ンの反応性と、全仕込量の統計的パラメータに依存し、
本発明を実施するために臨界的ではない。これはまた生
成するテトラカルボン酸化合物の異性性の問題について
も同様であって、これは個々の材料物質の反応性、その
混合物中の量割合、選定される反応条件に依存する。実
施例B2、B3において、わずかに過剰量のMPGが存
在するが、これは好ましくない粘度上昇をもたらすべき
ジアミンの添加に際して、好ましくないポリアミドカル
ボン酸の形成を回避するため、ほとんど全部の無水物基
を転化させるための意図に基づく。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲールハルト、ホフマン ドイツ、67166、オターシュタット、パペ ルシュトラーセ、22

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)芳香族ないし部分的芳香族ポリアミ
    ンと、(B)テトラカルボン酸のアミドもしくはこのア
    ミドおよびエステルの混合物とを含有する、ポリイミド
    形成物質溶液。
  2. 【請求項2】 組成分(B)として、芳香族ないし部分
    的芳香族テトラカルボン酸のジエステルとジアミドを含
    有することを特徴とする請求項(1)による溶液。
  3. 【請求項3】 請求項(1)による溶液を使用すること
    を特徴とする、被覆成形方法。
  4. 【請求項4】 請求項(1)による溶液を使用すること
    を特徴とする、ポリイミド被覆物品。
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