KR19990062029A - Siloxane polyimide precursor composition and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 고안은 유기용매에 하기 구조식(I)의 지방족 실록산계 디아민, 하기 구조식(Ⅱ)의 방향족 테트라카르본산 이무수물, 및 하기 구조식(Ⅲ)의 방향족 디아민을 반응시켜 폴리아믹산을 제조하고, 상기 폴리아믹산에 감광제 및 가교조제를 첨가하여 생성되는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다:The present invention produces a polyamic acid by reacting an organic solvent with an aliphatic siloxane diamine of the following structural formula (I), an aromatic tetracarboxylic dianhydride of the following structural formula (II), and an aromatic diamine of the following structural formula (III), wherein the polya A siloxane polyimide precursor composition produced by adding a photosensitizer and a crosslinking aid to a mixed acid and a method of preparing the same:

[구조식 Ⅰ][Formula I]

[구조식 Ⅱ][Structure Formula II]

[구조식 Ⅲ][Structure Formula III]

상기 구조식(Ⅲ)에서 R1은 2가지의 지방족 치환기이다.R 1 in the formula (III) is two aliphatic substituents.

상기 폴리이미드 전구체 조성물에 광개시제, 증감제, 중합금지제 및/또는 콜로이드성 무기 첨가제를 더 첨가하여 광감도, 열안정성 및 필름의 경도를 향상시킬 수 있다.A photoinitiator, a sensitizer, a polymerization inhibitor, and / or a colloidal inorganic additive may be further added to the polyimide precursor composition to improve light sensitivity, thermal stability, and hardness of the film.

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법Siloxane polyimide precursor composition and preparation method thereof

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

[발명의 분야][Field of Invention]

본 발명은 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 실록산 디아민 단량체, 테트라카르본산 이무수물, 방향족 디아민, 감광제 및 가교조제로 이루어지는 내열성, 기계적 물성 및 접착력이 향상된 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to siloxane polyimide precursor compositions and methods for their preparation. More specifically, the present invention relates to a siloxane polyimide precursor composition having improved heat resistance, mechanical properties, and adhesion, comprising a siloxane diamine monomer, a tetracarboxylic dianhydride, an aromatic diamine, a photosensitizer, and a crosslinking aid, and a method for producing the same.

[발명의 요약][Summary of invention]

최근 반도체 및 액저표시 소자를 중심으로 하는 반도체 소자분야에서는 전자 디바이스의 고집적화, 고밀도화, 고신뢰화, 고속화 등의 움직임이 급격히 확산됨에 따라, 가공성과 고순도화 등이 용이한 유기 재료가 갖는 장점을 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 이들 분야에서 유기고분자가 사용되기 위해서는 소자 제조시 200℃ 이상이 요구되는 공정에서 열적안정성이 있어야 한다.Recently, in the semiconductor device field mainly on semiconductors and liquid crystal display devices, as the movement of high integration, high density, high reliability, and high speed of electronic devices are rapidly spreading, there is an attempt to take advantage of the advantages of organic materials that are easy to process and high purity. Research is actively underway. However, in order for organic polymers to be used in these fields, there must be thermal stability in a process requiring 200 ° C. or more during device manufacturing.

폴리이미드 수지는 고내열성, 우수한 기계적 강도, 저유전율, 고절연성 등의 우수한 전기 특성 이외에도 코팅 표면의 평탄화 특성이 좋고 소자의 신뢰성을 저하시키는 불순물의 함유량이 매우 낮으며 미세 형상을 용이하게 형성할 수 있어 상기의 목적에 가장 적합한 수지이다. 폴리이미드를 합성하는 일반적인 방법은 2단계 축중합으로서 디아민 성분과 산이무수물을 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), DMAc (demethylacetamide), DMF(dimethyl-formamide) 등과 같은 극성 유기용매에서 중합시켜 폴리이미드 전구체 용액을 얻고, 이를 실리콘 웨이퍼 또는 유리 등에 코팅한 후 열처리에 의해 경화시켜 폴리이미드 필름을 얻게 된다.In addition to excellent electrical properties such as high heat resistance, excellent mechanical strength, low dielectric constant, and high insulation, polyimide resins have good planarization characteristics of the coating surface, very low content of impurities which degrade the reliability of the device, and can easily form fine shapes. There is a resin most suitable for the above purpose. The general method for synthesizing polyimide is a two-stage condensation polymerization, in which a diamine component and an acid dianhydride are polymerized in a polar organic solvent such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), DMAc (demethylacetamide) or DMF (dimethyl-formamide). The mid precursor solution is obtained, coated on a silicon wafer or glass, and then cured by heat treatment to obtain a polyimide film.

상업화된 전자 재료용 폴리이미드 제품은 폴리이미드 전구체 용액 또는 폴리이미드 필름 형태로 공급되며, 반도체 소자 분야에는 주로 폴리이미드 전구체 용액 또는 폴리이미드 필름 형태로 공급되며, 반도체 소자 분야에는 주로 폴리이미드 전구체 용액 상태로 공급된다. 수지봉지 LSI에 있어, 봉지후의 수지의 체적 수축 및 칩(chip)과 수지의 열팽창 계수의 차에 의한 열응력에 의해 칩의 패시베이션(passivation) 막에 크랙이 발생하거나 금속 배선이 손상을 입기도 한다.Commercially available polyimide products for electronic materials are supplied in the form of polyimide precursor solutions or polyimide films, mainly in the form of polyimide precursor solutions or polyimide films in the field of semiconductor devices, and mainly in the state of polyimide precursor solutions in the field of semiconductor devices. Is supplied. In resin-encapsulated LSIs, cracks or damage to metal wiring may occur due to the thermal shrinkage of the resin after encapsulation and thermal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the chip and the resin. .

이와 같은 문제는 칩과 봉지제 사이의 폴리이미드가 완충층으로 사용되어 해결되어지며, 폴리이미드막 두께가 10㎛ 이상 되어야 완충 역할을 하게되며 코팅막 두께가 두꺼울수록 완충 효과가 좋아져 반도체 제품의 수율을 향상시킬 수 있다. 폴리이미드에는 전극간 연결 및 와이어 본딩 패드(wire-vonding pad)와 같은 미세 패턴(via hole)의 형성이 요구되어진다. 폴리이미드의 미세 패턴 형성을 위해서는 기존의 폴리이미드에 포토레지스트를 코팅하여 에칭하는 방법이 많이 이용되고 있으나, 최근 들어 폴리이미드에 감광기능을 부여한 감광성 폴리이미드의 적용이 시도되고 있다.This problem is solved by using a polyimide between the chip and the encapsulant as a buffer layer, and a polyimide film thickness of 10 μm or more plays a buffer role. The thicker the coating film is, the better the buffering effect is, which improves the yield of semiconductor products. You can. Polyimides require the formation of via holes, such as inter-electrode connections and wire-vonding pads. In order to form a fine pattern of polyimide, a method of coating a photoresist on an existing polyimide and etching is widely used, but recently, application of a photosensitive polyimide having a photosensitive function to the polyimide has been attempted.

기존의 비감광성 폴리이미드를 사용할 경우 와이어 본딩(wire-bonding) 및 금속 배선간의 연결을 위해 별도의 포토레지스트를 사용하여 홀(hole)을 가공하기 위한 에칭 공정이 필요하나, 감광성 폴리이미드를 사용하게 되면 일부 공정의 생략이 가능하여 생산성을 크게 높일 수 있다.Conventional non-photosensitive polyimide requires an etching process to process holes using a separate photoresist for wire-bonding and metal wire connection. If it is possible to omit some of the processes can greatly increase the productivity.

실용적인 감광성 폴리이미드는 Siemen사의 Rubner 등에 개발되었다(US-A-3957512). 이는 폴리이미드 전구체인 폴리아믹산에 감광기가 에스테르 결합을 통해 결합한 형태이다. 감광성 폴리이미드 전구체 용액을 기판에 코팅해 피막을 형성하고 자외선을 노광하면 노광 부분에 과중합이 일어나 가교구조로 된다. 이 상태에서 유기용제로 현상하는 동안 미노광부가 제거되며 최종 가열처리에 의해 이미드화 반응과 동시에 에스테르 결합된 감광성분이 분해 제거되어 폴리이미드의 원하는 패턴을 얻을 수 있게 된다. 그러나 두꺼운 폴리이미드 전구체막을 패턴형성하는 데는 해상력이 떨어지는 단점이 있다.Practical photosensitive polyimide was developed by Rubner et al. Of Siemen (US-A-3957512). This is a form in which the photosensitive group is bonded to the polyamic acid as a polyimide precursor through an ester bond. When the photosensitive polyimide precursor solution is coated on a substrate to form a film and exposed to ultraviolet light, overpolymerization occurs in the exposed portion to form a crosslinked structure. In this state, the unexposed portion is removed during development with the organic solvent, and the final heat treatment causes the ester-bonded photosensitive component to be decomposed and removed at the same time as the imidization reaction to obtain a desired pattern of polyimide. However, the patterning of the thick polyimide precursor film has a disadvantage of poor resolution.

한편 일본 Toray사는 폴리아믹산에 감광기와 이미노 성분을 갖는 화합물이 이온 결합된 감공성 폴리이미들 개발하였다(US-A-4243743). 이와 같은 감광성 폴리이미드는 기존의 감광성 폴리이미드에 비해 제조가 용이하고 유해 부산물의 발생이 적은 장점이 있다. 상기에서 예를 들은 방식들의 감광성 폴리이미드의 제조에 있어 폴리이미드와 LOC(lead on chip) tape 및 폴리이믿드와 패시베이션(passivation)막 사이의 접착성 부여는 반도체의 신뢰성 확보에 매우 중요한 요소중의 하나이다. 폴리이미드의 접착성이 떨어질 경우 수분등의 불순물이 침투해 크랙 발생 등 불량의 요인이 된다. 폴리이미드에 접착성을 부여하기 위해서는 미국 특허 제3,740,305호에 나타난 바와 같이 하기 구조를 갖는 실록산계 디아민을 일반적으로 사용하고 있다.Toray Corp., on the other hand, developed photosensitive polyimides in which a compound having a photosensitive group and an imino component in polyamic acid was ion-bonded (US-A-4243743). Such photosensitive polyimide has advantages in that it is easy to manufacture and generates less harmful by-products than conventional photosensitive polyimide. The adhesion between polyimide, lead on chip (LOC) tape, polyimide and passivation film is one of the most important factors in securing the reliability of semiconductors in the production of photosensitive polyimide in the above examples. . When the adhesion of the polyimide is poor, impurities such as moisture penetrate and cause defects such as cracks. To impart adhesion to polyimides, siloxane-based diamines having the following structure are generally used, as shown in US Pat. No. 3,740,305.

상기식에서 x는 1∼20 사이의 정수이다.Wherein x is an integer between 1 and 20.

그러나 상기의 실록산기가 주쇄에 포함되어 있는 지방족 실록산계 디아민을 사용할 경우 폴리이미드의 열분해 온도가 크게 떨어지고, 더욱이 감광성 폴리이미드에 적용시 내열성이 약한 감광성 화합물의 분해 부산물에 의해 쉽게 변성 분해되어 최종적으로 얻어지는 폴리이미드 필름의 막 특성이 크게 저하되는 단점이 있다. 폴리이미드 필름의 막 특성이 열화될 경우 LOC 테이프 접합 공정, 에폭시 봉지 재료 몰딩 공정 등의 후공정에서 크랙 발생 빈도가 많아져 반도체 제품의 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 발생한다.However, when the aliphatic siloxane-based diamine in which the siloxane groups are included in the main chain, the thermal decomposition temperature of the polyimide is greatly decreased, and furthermore, when applied to the photosensitive polyimide, it is easily denatured and decomposed by the decomposition by-product of the photosensitive compound having low heat resistance. There is a disadvantage that the film properties of the polyimide film are greatly reduced. When the film characteristics of the polyimide film are deteriorated, problems such as the occurrence of cracks increase in later processes, such as a LOC tape bonding process and an epoxy encapsulation material molding process, lower the reliability of semiconductor products.

따라서 본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하고자 실록산기가 측쇄에 포함되어 있는 지방족 실록산계 디아민을 사용함으로써 내열성 및 접착성이 향상된 폴리이미드 전구체 조성물을 개발하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have developed a polyimide precursor composition having improved heat resistance and adhesion by using an aliphatic siloxane-based diamine having a siloxane group included in a side chain to solve the above problems.

[발명의 목적][Purpose of invention]

본 발명의 목적은 지방족 실록산계 디아민을 사용하여 접착성이 향상된 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an siloxane polyimide precursor composition having improved adhesion using a aliphatic siloxane-based diamine and a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 지방족 실록산계 디아민을 사용하여 내열성 및 기계적 특성이 향상된 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a siloxane polyimide precursor composition having improved heat resistance and mechanical properties by using an aliphatic siloxane-based diamine and a method of preparing the same.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

[발명의 요약][Summary of invention]

본 발명은 유기용매에 하기 구조식(I)의 지방족 실록산계 디아민, 하기 구조식(II)의 방향족 테트라카르본산 이무수물, 및 하기 구조식(III)의 방향족 디아민을 반응시켜 폴리아믹산을 제조하고, 상기 폴리아믹산에 감광제 및 가교조제를 첨가하여 생성되는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다:The present invention provides a polyamic acid by reacting an organic solvent with an aliphatic siloxane-based diamine of the following structural formula (I), an aromatic tetracarboxylic dianhydride of the following structural formula (II), and an aromatic diamine of the following structural formula (III), wherein the polyamic acid is prepared. A siloxane polyimide precursor composition produced by adding a photosensitizer and a crosslinking aid to a mixed acid and a method of preparing the same:

[구조식 I][Formula I]

[구조식 Ⅱ][Structure Formula II]

[구조식 Ⅲ][Structure Formula III]

상기 구조식(Ⅲ)에서 R1은 2가지 지방족 치환기이다.R 1 in the above formula (III) is two aliphatic substituents.

[발명의 구체예에 대한 상세한 설명]Detailed Description of the Invention

본 발명은 유기용매에 하기 구조식(I)의 지방족 실록산계 디아민, 하기 구조식(Ⅱ)의 방향족 테트라카르본산 이무수물, 및 하기 구조식(Ⅲ)의 방향족 디아민을 반응시켜 폴리아믹산을 제조하고, 상기 폴리아믹산에 감광제 및 가교조제를 첨가하여 생성되는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a polyamic acid by reacting an organic solvent with an aliphatic siloxane-based diamine of the following structural formula (I), an aromatic tetracarboxylic dianhydride of the following structural formula (II), and an aromatic diamine of the following structural formula (III), wherein the polyamic acid is prepared. The present invention relates to a siloxane polyimide precursor composition produced by adding a photosensitizer and a crosslinking aid to a mixed acid and a method for producing the same.

[구조식 I][Formula I]

[구조식 Ⅱ][Structure Formula II]

[구조식 Ⅲ][Structure Formula III]

상기 구조식(Ⅲ)에서 R1은 2가지 지방족 치환기이다.R 1 in the above formula (III) is two aliphatic substituents.

상기 구조식(Ⅱ)의 방향족 테트라카르본산 이무수물 대신에 이것을 알코올로 전처리한 것을 사용할 수도 있으며, 이 경우 구조식(Ⅱ)의 방향족 테트라카르본산 이무수물의 일부가 구조식(Ⅳ)의 화합물로 바뀌게 된다:Instead of the aromatic tetracarboxylic dianhydride of formula (II), one may be pretreated with alcohol, in which case a portion of the aromatic tetracarboxylic dianhydride of formula (II) is replaced by the compound of formula (IV):

[구조식 Ⅳ][Formula IV]

상기식(Ⅳ)에서 R2는 포화 지방족 또는 불포화 지방산기이다.R 2 in the formula (IV) is a saturated aliphatic or unsaturated fatty acid group.

상기 전처리에 사용되는 알코올 화합물은 구조식 R2OH로 나타내어지며 여기에는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올 및 알릴알코올(allyl alcohol) 및 2-히드록시 에틸아크릴레이트 또는 2-히드록시 에틸메타아크릴레이트 등의 감광기를 갖는 알코올류가 있다.The alcohol compound used for the pretreatment is represented by the structural formula R 2 OH, which includes methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol and allyl alcohol and 2-hydroxy ethyl acrylate or 2-hydroxy There are alcohols having a photosensitive group such as ethyl methacrylate.

본 발명은 목적에 따라 광중합개시제, 증감제 및 열중합금지제를 더 포함 할 수 있다.The present invention may further include a photopolymerization initiator, a sensitizer and a thermal polymerization inhibitor according to the purpose.

본 발명의 실록산 폴리이미드 전구체 조성물에 의한 폴리아믹산 용액은 고형분 20 중량%에서도 용액 점도를 2,000∼15,000 센티포아즈(centipoise) 정도로 낮게 유지할 수 있으며 스핀 코터 등에 의해 코팅막 두께를 회전 속도에 따라 10∼50㎛ 범위를 넘는 후막을 용이하게 형성할 수 있다.The polyamic acid solution according to the siloxane polyimide precursor composition of the present invention can maintain the solution viscosity as low as 2,000-15,000 centipoise even at 20% by weight of solid content, and the coating film thickness may be 10 to 50 depending on the rotation speed by a spin coater or the like. Thick films exceeding the micrometer range can be easily formed.

또한 폴리아믹산 수지는 유기용매에서 산성분인 테트라카르복실산 이무수물과 아민 성분인 디아민과의 반응에 의해 제조된다. 테트라카르복실산 이무수물은 크게 방향족 테트라카르복실산 이무수물, 알리사이클릭 테트라카르복실산 이무수물 및 지방족 테트라카르복실산 이무수물로 분류된다.The polyamic acid resin is also produced by the reaction of tetracarboxylic dianhydride as an acid component and diamine as an amine component in an organic solvent. Tetracarboxylic dianhydrides are broadly classified into aromatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and aliphatic tetracarboxylic dianhydrides.

상기 테트라카르복실산 이무수물로는 부탄테트라카르복실산 이무수물(butanetetracarboxylic dianhydride), 펜탄테트라카르복실산 이무수물(pentanetetracarboxylic dianhydride), 헥산테트라카르복실산 이무수물(hexanetetracarboxylic dianhydride), 시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물(cyclopentanetetracarboxylic dianhydride), 바이시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물(bicyclolpentanetetracarboxylic dianhydride), 시클로프로판테트라카르복실산 이무수물(cyclopropanetetracarboxylic dianhydride), 메틸시클로헥산테트라카르복실산 이무수물(methylcyclohexanetetracarboxlic dianhydride), 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물(3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride), 피로멜리틱산 이무수물(pyromellitic acid dianhydride), 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실산 이무수물(3,4,9,10-perylenetertacaboxylic dianhydride), 4,4-술포닐디프탈산 이무수물(4,4-sulfonyldiphthalic dianhydride), 3,3'4,4'-바이페닐 테트라카르복실산 이무수물(3,3'4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride), 1,2,5,6-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(1,2,5,6-naphthalenetetracaboxylic dianhydride), 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(2,3,6,7-naphthalenetetracaboxylic dianhydride), 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(1,4,5,8-naphthalentetracaboxylic dianhydride), 2,3,5,6-피리딘테트라카르복실산 이무수물(2,3,5,6-pyridinetetracaboxylic dianhydride), m-터페닐-3,4',4,4',-테트라카르복실산 이무수물(m-terphenyl-3,3',4,4',-tetracaboxylic dianhydride), p-터페닐-3,3',4,4',-테트라카르복실산 이무수물(p-terphenyl-3,3',4,4',-tetracaboxylic dianhydride), 4,4-옥시디프탈산 이무수물(4,4-oxydiphthalic dianhydride), 1,1,1,3,3,3,-헥사플루오로-2,2-비스(2,3 or 3,4-디카르복시페녹시)페닐프로판 이무수물(1,1,1,3,3,3,-hexafluoro-2,2-bis(2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy)phenylpropane dianhydride), 2,2-비스[4-(2,3 또는 3,4-디카르복시페녹시)페닐]프로판 이무수물(2,2-bis[4-(2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride), 및 1,1,1,3,3,3,-헥사플루오로-2,2-비스[4-(2,3 또는 3,4-디카르복시페녹시)페놀]프로판 이무수물(1,1,1,3,3,3,-hexafluoro-2,2-bis[4-(2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride) 등이 있다.The tetracarboxylic dianhydride may include butanetetracarboxylic dianhydride, pentanetetracarboxylic dianhydride, hexanetetracarboxylic dianhydride, and cyclopentane tetracarboxylic. Acid dianhydride (cyclopentanetetracarboxylic dianhydride), bicyclolpentanetetracarboxylic dianhydride, cyclopropanetetracarboxylic dianhydride, methylcyclohexanetetracarboxylic dianhydride, methylcyclohexanetetracarboxlic dianhydride, 3 , 3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride), pyromellitic acid dianhydride, 3,4,9,10 Perylenetetracarboxylic dianhydride (3,4,9,10-perylenetertacaboxylic dianhydride), 4,4-sulfonyldiphthalic acid Anhydride (4,4-sulfonyldiphthalic dianhydride), 3,3'4,4'-biphenyl tetracarboxylic dianhydride (3,3'4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride), 1,2,5,6-naphthalene Tetracarboxylic dianhydride (1,2,5,6-naphthalenetetracaboxylic dianhydride), 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (2,3,6,7-naphthalenetetracaboxylic dianhydride), 1,4 , 5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (1,4,5,8-naphthalentetracaboxylic dianhydride), 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride (2,3,5,6-pyridinetetracaboxylic dianhydride), m-terphenyl-3,4 ', 4,4', tetracarboxylic dianhydride (m-terphenyl-3,3 ', 4,4',-tetracaboxylic dianhydride), p-terphenyl- 3,3 ', 4,4', tetracarboxylic dianhydride (p-terphenyl-3,3 ', 4,4',-tetracaboxylic dianhydride), 4,4-oxydiphthalic dianhydride (4,4 -oxydiphthalic dianhydride), 1,1,1,3,3,3, -hexafluoro-2,2-bis (2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenylpropane dianhydride (1,1, 1,3,3,3, -hexafluoro-2, 2-bis (2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenylpropane dianhydride), 2,2-bis [4- (2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride (2,2- bis [4- (2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride), and 1,1,1,3,3,3, -hexafluoro-2,2-bis [4- (2, 3 or 3,4-dicarboxyphenoxy) phenol] propane dianhydride (1,1,1,3,3,3, -hexafluoro-2,2-bis [4- (2,3 or 3,4-dicarboxyphenoxy ) phenyl] propane dianhydride).

본 발명에서 사용될 수 있는 방향족 디아민으로는 m-페닐렌디아민(m-phenylene diamine), p-페닐렌디아민(p-phenylenediamine), m-자일렌디아민(m-xylylenediamine), 1,5-디아미노나프탈렌(1,5-diaminonaphthalene), 3,3'-디메틸벤지딘(3,3'-dimethylbenzidine), 4,4-(또는 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- 또는 2,2'-)디아미노디페닐메탄 (4,4-(or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2'-)diaminodiphenylmethane), 4,4-(또는 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- 또는 2,2'-)디아미노디페닐에테르 (4,4-(or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2'-)diaminodiphenylether), 4,4-(또는 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- 또는 2,2'-)디아미노디페닐술파이드(4,4-(or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2'-)diaminodiphenylsufide), 4,4-(또는 3,4'-,3,3'-, 2,4'- 또는 2,2'-)디아미노디페닐술파이드(4,4-(or 3,4'-,3,3'-,2,4'- or 2,2'-)diaminodiphenylsulfide), 1,1,1,3,3,3,-헥사플루오로-2,2-비스(4-아미노페닐)프로판((1,1,1,3,3,3,- hexafluoro-2,2-bis(4-aminophenyl)prpane), 2,2-비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판(2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl propane), 4,4-벤조페논디아민(4,4-benzophenonediamine), 4,4'-디-(4-아미노페녹시)페닐술론(4,4'-di-(4-aminophenoxy)phenylsulfone), 3,3-디메틸-4,4-디아미노디페닐메탄(3,3-dimethyl-4,4-diaminodiphenylmethane), 4,4'-디-(3-아미노페녹시)페닐술폰(4,4'-di-(3-aminophenoxy)phenylsulfone), 2,4-디아미노톨루엔(2,4-diaminotoluene), 2,5-디아미노톨루엔(2,5-diaminotoluene), 2,6-디아미노톨루엔(2,6-diaminotoluene), 벤지딘(benzidine), 0-톨리딘(0-tolidine), 4,4'-디아미노터페닐(4,4'-diaminoterphenyl), 2,5-디아미노피리딘(2,5-diaminopyridine), 4,4'-비스(p-아미노페녹시)바이페닐(4,4'-bis(p-aminophenoxy)biphenyl), 및 헥사하이드로-4,7-메타노인다닐렌 디메틸렌 디아민(hexahydro-4,7-methanoindanylene dimethylene diamine) 등이 있다.Aromatic diamines that can be used in the present invention include m-phenylene diamine, p-phenylenediamine, m-xylylenediamine, 1,5-diamino Naphthalene (1,5-diaminonaphthalene), 3,3'-dimethylbenzidine, 4,4- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2 , 2 '-) diaminodiphenylmethane (4,4- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2'-) diaminodiphenylmethane), 4,4- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2 '-) diaminodiphenylether (4,4- (or 3,4'-, 3,3'-, 2, 4'- or 2,2 '-) diaminodiphenylether), 4,4- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2'-) diaminodiphenylsulfide ( 4,4- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'- or 2,2 '-) diaminodiphenylsufide), 4,4- (or 3,4'-, 3,3'- , 2,4'- or 2,2 '-) diaminodiphenylsulfide (4,4- (or 3,4'-, 3,3 '-, 2,4'- or 2,2'-) diaminodiphenylsulfide), 1,1,1,3,3,3, -hexafluoro-2,2-bis (4-aminophenyl) propane ((1,1,1,3,3,3, -hexafluoro-2 , 2-bis (4-aminophenyl) prpane), 2,2-bis (4- (4-amino Phenoxy) phenyl) propane (2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl propane), 4,4-benzophenonediamine, 4,4'-di- (4-amino Phenoxy) phenylsulone (4,4'-di- (4-aminophenoxy) phenylsulfone), 3,3-dimethyl-4,4-diaminodiphenylmethane, 4,4'-di- (3-aminophenoxy) phenylsulfone (4,4'-di- (3-aminophenoxy) phenylsulfone), 2,4-diaminotoluene, 2,5 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, benzidine, 0-tolidine, 4,4'-diaminoter Phenyl (4,4'-diaminoterphenyl), 2,5-diaminopyridine, 4,4'-bis (p-aminophenoxy) biphenyl (4,4'-bis (p- aminophenoxy) biphenyl), and hexahydro-4,7-methanoindanylene dimethylene diamine.

본 발명에서 사용되는 실록산계 디아민은 실록산기가 측쇄에 포함되어 있어 이를 포함하는 폴리이미드 전구체 조성물의 접착력 뿐만 아니라 기계적 강도와 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 실록산계 디아민은 전체 사용되는 디아민에 대해서 1 내지 30몰% 바람직하게는 2 내지 5몰%를 사용한다. 실록산계 디아민의 양이 1몰% 이하이면 접착력이 떨어지며, 30몰% 이상을 사용하는 것은 제조비용이 많이 들어가므로 너무 많은 양을 사용할 필요는 없다.The siloxane-based diamine used in the present invention serves to improve the mechanical strength and heat resistance as well as the adhesion of the polyimide precursor composition including the siloxane group in the side chain. The siloxane-based diamine is 1 to 30 mol%, preferably 2 to 5 mol% based on the total diamine used. If the amount of the siloxane-based diamine is less than 1 mol%, the adhesive strength is lowered, and using more than 30 mol% does not need to use too much amount because of the high manufacturing cost.

상기 폴리아믹산의 제조에 사용되는 유기 용매로는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, 테트라메틸우레아, 헥사메틸포스포릭트리아미드, 감마-부티로락톤 등의 일반 유기용매가 있다.Organic solvents used in the preparation of the polyamic acid include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, hexamethylphosphoric triamide, gamma-butyrolactone And common organic solvents.

상기 폴리아믹산에 첨가되는 광반응성이 있는 탄소-탄소 불포화 그룹을 갖는 화합물로는 N-메틸아크릴아미드, N-메틸메타아크릴아미드, N-에틸메타아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-아크릴오일몰포린, N-비닐피롤리돈 등이 있다. 본 발명에서 사용하는 탄소-탄소 불포화기를 포함한 화합물에 대한 제한은 없다. 그러나 상기 불포화기가 아미노기와 결합한 경우에 폴리아믹산의 카르복실기와 염의 형태로 결합되어 바람직하며 아미노기를 함유하지 않은 광반응성 화합물을 사용한 경우보다 광반응성이 우수한다. 광반응성을 갖는 상기 탄소-탄소 불포화기 및 아미노기를 둘다 포함하는 화합물로는 N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트 등이며 아크릴레이트 대신 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아릴아민, 2-메틸아릴아민, 디아릴아민 등이 있다.Examples of the compound having a photoreactive carbon-carbon unsaturated group added to the polyamic acid include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethyl acrylamide, N-acryl oil morpholine, N-vinylpyrrolidone, etc. are mentioned. There is no restriction on the compound including the carbon-carbon unsaturated group used in the present invention. However, when the unsaturated group is bonded to an amino group, the carboxyl group of the polyamic acid is bonded in the form of a salt, and the photoreactivity is superior to that of the photoreactive compound containing no amino group. Examples of the compound including both the carbon-carbon unsaturated group and the amino group having photoreactivity include N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N , N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, and the like, and instead of acrylate, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, arylamine, 2-methylarylamine, diarylamine, and the like.

본 발명에서 사용할 수 있는 광중합 개시제로는 2,6-디-(p-아지도벤잘)-4-메틸시클로헥사논(2,6-di-(p-azidobenzal)-4-methylcyclohexanone), 및 2,6-디-(p-아지도벤잘)-시클로헥사논 등의 비스아지드 화합물, 벤조페논(benzophenone), 메틸 0-벤조일벤조에이트, 4,4'-비스(디메틸아미노벤조페논),4,4-비스(디에틸아미노벤조페논), 4,4-디클로르벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐케톤, 디벤질케톤, 플로렌논, 2,2'-디에톡시아세페논, 1-페닐-1,2-부탄디온-2-(o-에톡시칼보닐)옥심(1-phenyl-butandione-2-(o-ethoxycarbonyl)oxime), 1,3-디페닐-프로판디온-2-(o-에톡시칼보닐)옥심(1,3-diphenyl-propandione-2-(o-ethoxycarbonyl)oxime, 1-페닐-3-에톡시-프로판디온-2-(o-벤질)옥심(1-phenyl-3-ethoxy-propandione-2(o-benzyl)oxime), 미하라즈케톤, N-페닐글리시딘, 3-페닐-5-이소옥살졸론, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-(4-(메틸시오)페닐)-2-모폴리노-1-프로파논, 나프탈렌술포닐클로라이드, 퀴노린술포닐 클로라이드, N-페닐티오아크리돈, 4,4'-아조비스이소부티로니트릴, 디페닐디술파이드, 벤즈티아졸디술파이드, 트리페닐폴스핀, 캄폴퀴논, 카본테트라브로미드, 트리브로페닐술폰, 및 벤조일퍼옥사이드 등이 있다. 상기 광중합개시제는 한가지 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.Photoinitiators that can be used in the present invention include 2,6-di- (p-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone (2,6-di- (p-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone), and 2 Bisazide compounds, such as 6-di- (p-azidobenzal) -cyclohexanone, benzophenone, methyl 0-benzoylbenzoate, 4,4'-bis (dimethylaminobenzophenone), 4 , 4-bis (diethylaminobenzophenone), 4,4-dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylketone, dibenzylketone, florenone, 2,2'-diethoxyacephenone , 1-phenyl-1,2-butanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime (1-phenyl-butandione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime), 1,3-diphenyl-propanedione- 2- (o-ethoxycarbonyl) oxime (1,3-diphenyl-propandione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanedione-2- (o-benzyl) oxime ( 1-phenyl-3-ethoxy-propandione-2 (o-benzyl) oxime), miharazketone, N-phenylglycidine, 3-phenyl-5-isoxazolone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2 -Methyl- (4- (methylthio) phene Nil) -2-morpholino-1-propanone, naphthalenesulfonylchloride, quinolinesulfonyl chloride, N-phenylthioacridone, 4,4'-azobisisobutyronitrile, diphenyldisulfide, Benzthiazole disulfide, triphenylpolspin, campolquinone, carbon tetrabromide, tribrophenylsulfone, benzoyl peroxide, etc. The photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.

본 발명의 실록산 폴리이미드 전구체에 함유되는 광중합개시제의 양은 폴리아믹산 수지를 기준으로 0.1∼30중량%이며, 2∼15중량%가 바람직하다. 광중합개시제의 양이 0.1중량%이하이면 조성물의 광감도가 떨어지고, 30중량%이상이면 필름의 최종 경화시 필름 두께가 감소한다.The quantity of the photoinitiator contained in the siloxane polyimide precursor of this invention is 0.1-30 weight% based on a polyamic acid resin, and 2-15 weight% is preferable. If the amount of the photoinitiator is 0.1 wt% or less, the photosensitivity of the composition is lowered, and if it is 30 wt% or more, the film thickness is decreased during the final curing of the film.

본 발명에서는 광감도를 향상시키기 위해 증감제를 사용할 수 있다. 이러한 증감제로는 2,5-비스(4'-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4'-디메틸아미노벤잘)시클로헥사논, 미하라즈케톤, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)찰콘, 4,4'-비스(디에틸아미노)찰콘, p-디메틸아미노벤질덴인단논, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)-이소나프토티아졸, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)벤조티아졸, 1,3-비스(4'-디메틸아미노벤잘)아세톤, 1,3-비스(4'-디에틸아미노벤잘)아세톤, 3,3'-카르보닐-비스-(7-디에틸아미노큐말린), N-페닐디에탄올디아민, N-톨릴디에탄올아민, N-페닐에탄올디아민, 디메티아미노벤조산 이소아밀, 3-페닐-5이소옥사졸론, 1,-페닐-5-벤조일티오-테트라졸, 및 1-5-에톡시칼보닐티오-테트라졸 등이 있다.In the present invention, a sensitizer may be used to improve light sensitivity. Such sensitizers include 2,5-bis (4'-diethylaminobenzal) cyclopentanone, 2,6-bis (4'-dimethylaminobenzal) cyclohexanone, miharazketone, 4,4'-bis ( Diethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) chalcone, 4,4'-bis (diethylamino) chalcone, p-dimethylaminobenzylidene indanone, 2- (p-dimethylaminophenylvinyl Ene) -isonnaphthothiazole, 2- (p-dimethylaminophenylvinylene) benzothiazole, 1,3-bis (4'-dimethylaminobenzal) acetone, 1,3-bis (4'-diethylamino Benzal) acetone, 3,3'-carbonyl-bis- (7-diethylaminocumalin), N-phenyldiethanoldiamine, N-tolyldiethanolamine, N-phenylethanoldiamine, dimethyaminobenzoic acid isoamyl , 3-phenyl-5isooxazolone, 1, -phenyl-5-benzoylthio-tetrazole, 1-5-ethoxycarbonylthio-tetrazole and the like.

상기 증감제는 한가지 이상을 사용할 수 있으며, 폴리아믹산을 기준으로 0.1∼30중량%를 사용하고 0.5∼15중량%가 바람직하다. 증감제의 첨가량이 30중량% 이상이면 필름의 큐어링(curing)시 필름의 두께가 감소하고 기계적 특성이 열화되고, 0.1중량% 이하이면 조성물의 감광도가 떨어진다.One or more sensitizers may be used, and 0.1 to 30% by weight based on the polyamic acid is preferably 0.5 to 15% by weight. If the added amount of the sensitizer is 30% by weight or more, the thickness of the film decreases and the mechanical properties deteriorate during curing of the film. If the amount is less than 0.1% by weight, the photosensitivity of the composition is lowered.

본 발명의 실록산 폴리이미드 전구체를 보존할 경우 열안정성을 향상시키기 위해 열중합금지제를 첨가할 수 있다. 상기 열중합 금지제로는 또한 실록산 폴리이미드 전구체의 보존시 열 안정성을 향상시키기 위해 열중합금지제가 첨가될 수 있다. 열중합금지제의 예로는 하이드로퀴논, N-니트로소디페닐아민, 페녹시아진, p-t-부틸카테콜, N-페닐나프틸아민, 2,6-디-t-부틸-p-메틸페놀, 차로나닐, 피로갈롤 등이 있다.When preserving the siloxane polyimide precursor of the present invention, a thermal polymerization inhibitor may be added to improve thermal stability. As the thermal polymerization inhibitor, a thermal polymerization inhibitor may also be added to improve thermal stability upon storage of the siloxane polyimide precursor. Examples of thermal polymerization inhibitors include hydroquinone, N-nitrosodiphenylamine, phenoxyazine, pt-butylcatechol, N-phenylnaphthylamine, 2,6-di-t-butyl-p-methylphenol, charonanyl And pyrogallol.

형성된 폴리이미드 필름의 경도를 향상시키기 위해 콜로이드 형태의 무기 미세 입자를 첨가할 수 있다. 상기 무기 미세입자로는 실리카 졸, 티타니아 졸, 지르코니아 졸 등이 있다. 콜로이드 형태의 무기 미세입자의 사용량은 폴리아믹산을 기준으로 1∼50중량%이고, 2∼30중량%가 바람직하다.In order to improve the hardness of the formed polyimide film, colloidal inorganic fine particles may be added. The inorganic fine particles include silica sol, titania sol, zirconia sol and the like. The amount of the colloidal inorganic fine particles used is 1 to 50% by weight based on the polyamic acid, preferably 2 to 30% by weight.

실록산 폴리이미드 전구체 조성물을 구성하는 모든 성분들을 혼합할 때 또는 조성물에 첨가제를 혼합할 때 콜로이드 형태의 무기 미세입자 등을 첨가시켜 코팅용액으로 제조할 수 있다. 폴리이미드 전구체 용액에 첨가되는 이들 감광성 화합물들은 350℃ 이상의 최종 경화 온도에서 대부분이 여분해되어 제거되며 최종적으로는 완전 경화된 폴리이미드만이 남게 된다.When mixing all the components constituting the siloxane polyimide precursor composition or when mixing the additives in the composition it can be prepared as a coating solution by adding colloidal inorganic fine particles and the like. Most of these photosensitive compounds added to the polyimide precursor solution are removed at a final curing temperature of 350 ° C. or higher, leaving only the fully cured polyimide.

기존의 지방족 실록산계 디아민 화합물은 열분해되는 감광성 화합물에 지방족기가 쉽게 손상되어 최종 필름의 막특성이 열화되고 내열성이 감소되는 경향이 있으나 본 발명에 의한 실록산계 디아민을 이용한 폴리이미드는 내열성이 취약한 지방족기의 길이가 줄어듦으로서 우수한 내열성 및 기계적 특성을 얻을 수 있게 된다.Existing aliphatic siloxane-based diamine compound tends to easily decompose the aliphatic group in the photosensitive compound that is thermally decomposed, thereby deteriorating the film properties of the final film and reducing heat resistance, but polyimide using the siloxane-based diamine according to the present invention has a poor heat resistance. By reducing the length of the excellent heat resistance and mechanical properties can be obtained.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기재될 뿐이며 본 발명의 보호범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be further illustrated by the following examples, which are only described for the purpose of illustrating the present invention and are not intended to limit the protection scope of the present invention.

[실시예]EXAMPLE

[실록산계 디아민 단량체의 합성][Synthesis of siloxane-based diamine monomer]

질소 기류하에서 500㎖ 3구 플라스크에 테트라하이드로푸란(THE) 150㎖ 및 2,2-비스(브로모메틸)-1,3-프로판디올 5,2g을 넣고, 150㎖에 녹인 디클로로디에톡시 실란 3.9g을 60분에 걸쳐 반응기에 투입하였다. 상기 반응 혼합물을 상온에서 24시간동안 교반한 후 용매를 감압증류로 제거하고 디에틸에테르에서 재결정하여 약 4g(53 %) 정도의 백색결정을 얻었다. 이 백결정 7.6g과 소듐아지드 1.6g을 200㎖의 디에틸렌글리콜에 녹인후 150℃에서 24 시간동안 반응시켰다. 이 반응 혼합물을 300㎖의 물에 부은후 300㎖의 에테르로 추출하여 마그네슘 술페이트로 건조하고 감압증류를 통해 용매로양을 20%정도로 줄여 냉장보관하여 투명한 고체를 형성하였다. 100㎖ 3구 플라스크에 2g의 리튬알루미늄 하이드라이드와 20㎖의 테트라 하이드로푸란을 넣고 전단계에서 합성한 고체를 20㎖의 테트라하이드로푸란에 녹여 1시간에 걸쳐 반응기로 투입하고 6시간 동안 환류하였다. 반응이 끝나고 8% 가성소다 수용액 4㎖를 첨가하여 속실렛 장치를 이용해 24시간동안 추출하여 1.5g의 실록산기를 측쇄에 갖는 실록산계 디아민 단량체를 얻었다.150 ml of tetrahydrofuran (THE) and 5,2 g of 2,2-bis (bromomethyl) -1,3-propanediol were added to a 500 ml three-necked flask under nitrogen stream, and dichlorodiethoxy silane dissolved in 150 ml 3.9 g was charged to the reactor over 60 minutes. After stirring the reaction mixture at room temperature for 24 hours, the solvent was removed by distillation under reduced pressure and recrystallized from diethyl ether to obtain about 4g (53%) of white crystals. 7.6 g of this white crystal and 1.6 g of sodium azide were dissolved in 200 ml of diethylene glycol and reacted at 150 ° C. for 24 hours. The reaction mixture was poured into 300 ml of water, extracted with 300 ml of ether, dried over magnesium sulfate and reduced to about 20% by solvent distillation to form a clear solid. 2 g of lithium aluminum hydride and 20 ml of tetrahydrofuran were put into a 100 ml three-necked flask, and the solid synthesized in the previous step was dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran, charged into the reactor over 1 hour, and refluxed for 6 hours. After completion of the reaction, 4 ml of 8% aqueous sodium hydroxide solution was added thereto, followed by extraction for 24 hours using a Soxhlet apparatus to obtain a siloxane diamine monomer having 1.5 g of siloxane groups in the side chain.

[실시예 1]Example 1

[실록산계 디아민, 3,3'4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물 및 옥시 디아닐린에 의한 폴리이미드 전구체 조성물의 제조][Preparation of polyimide precursor composition with siloxane diamine, 3,3'4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and oxy dianiline]

3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물 161.1g(0.5몰), 구조식(I)의 실록산계 디아민 2.43g(0.025몰), 옥시디아닐린 95g(0.475몰) 및 N-메틸-2-피롤리돈 980g을 중합조에 넣고 질소기류하의 15℃에서 5시간 동안 교반하여 실온에서 12,000 센티포아즈의 점도를 갖는 중합체인 폴리아믹산 용액을 얻었다. 상기 제조된 폴리아믹산 20g에 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트 3.2g, 2,6-디-(p-아지도벤잘)-4-메틸사이클로헥사논 0.01g 및 1-페닐-1,2-부타디온-2-(0-메톡시카르보닐)옥심 0.05g을 혼합하여 30분간 교반하여 13,500 센티포아즈의 점도를 갖는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다. 얻어진 폴리이미드 전구체 조성물을 2500rpm의 회전 속도로 30초간 실리콘 웨이퍼 위에 코팅한 후 120℃에서 4분간 경화시 15㎛의 두께의 코팅을 갖는 폴리이미드 전구체의 피막을 형성할 수 있었다. 여기에 포토마스크를 씌워 자외선 조사 후 N-메틸피롤리돈 용역에 의해 현상시 10㎛ 이상의 해상도를 나타내었다. 이후 200℃에서 30분, 350℃에서 30분 질소가스 분우기에서 경화 후 폴리이미드의 막 두께는 8㎛로서 매우 두터운 코팅막을 형성할 수 있었다. 폴리이미드의 접착 특성은 웨이퍼 위에 최종경화시킨 폴리이미드 막을 PCT(Pressure Cooking Test)하에서 100시간 보존한 후 스카치 테이프에 의해 이형성을 평가하였으며 이형부분이 전혀 없는 양호한 접착특성을 나타내었다. 얻어진 폴리이미드 필름의 내열성은 TGA를 이용하여 질소 분위기 하에서 평가하였으며 5% 중량 감소 온도가 490℃로서 매우 양호한 내열 특성을 나타내었다. 필름의 기계적 강도는 인스트롱에 의해 측정하였으며 인장 강도 110MPa, 신율 30% 이상의 양호한 값을 얻을 수 있었다.161.1 g (0.5 mol) of 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2.43 g (0.025 mol) of siloxane-based diamine of formula (I), 95 g (0.475 mol) of oxydianiline and N 980 g of -methyl-2-pyrrolidone was placed in a polymerization tank and stirred at 15 DEG C for 5 hours under a nitrogen stream to obtain a polyamic acid solution as a polymer having a viscosity of 12,000 centipoise at room temperature. To 20 g of the polyamic acid prepared above, 3.2 g of dimethylaminoethyl methacrylate, 0.01 g of 2,6-di- (p-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone and 1-phenyl-1,2-butadione- 0.05 g of 2- (0-methoxycarbonyl) oxime was mixed and stirred for 30 minutes to obtain a siloxane polyimide precursor composition having a viscosity of 13,500 centipoise. The obtained polyimide precursor composition was coated on a silicon wafer for 30 seconds at a rotational speed of 2500 rpm, and then cured at 120 ° C. for 4 minutes to form a film of polyimide precursor having a coating having a thickness of 15 μm. A photomask was put thereon and the resolution was 10 µm or more when developed by N-methylpyrrolidone after UV irradiation. Thereafter, the film thickness of the polyimide after curing at 200 ° C. for 30 minutes and at 350 ° C. for 30 minutes in a nitrogen gas distributor was 8 μm, thereby forming a very thick coating film. The adhesion characteristics of the polyimide were evaluated by scotch tape after preliminary storage of the polyimide film on the wafer for 100 hours under PCT (Pressure Cooking Test). The heat resistance of the obtained polyimide film was evaluated under a nitrogen atmosphere using TGA, and showed a very good heat resistance property with a 5% weight reduction temperature of 490 ° C. The mechanical strength of the film was measured by Instron, and a good value of tensile strength of 110 MPa and elongation of 30% or more was obtained.

[실시예 2]Example 2

[실록산계 디아민, 전처리된 3,3,'4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물 및 옥시디아닐린에 의한 폴리이미드 전구체 조성물의 제조][Preparation of polyimide precursor composition with siloxane-based diamine, pretreated 3,3, '4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and oxydianiline]

250ml 3구 라운드 플라스크에 질소기류하에서 N-2-메틸 피롤리돈 116g(1.17몰)을 부가하고 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물 23.64g(0.7335몰)을 넣고 2-히드록시에틸메타아크릴레이트 1.91g(0.01467몰)을 넣고, 4,4'-디아미노디페닐에테르 12.5g(0.06235몰), 1,3-비스(4-디아미노-페녹시)-2,2-디메틸프로판 디아민 2.1g(0.00735몰), 및 실록산계 디아민 0.451g(0.0036675 몰)을 순차적으로 넣고, 15도 이하에서 8시간 이상 반응시켰다. 이 반응액을 브룩필드 점도계를 사용하여 점도를 확인한 결과 8,000cps였다. 이렇게 제조된 실록산계 폴리아믹산(고형분 기준) 2g에 2-(N,N-디메틸 아미노)에틸 메타아크릴레이트 1.6g, 2,6-(디-4'-아지드벤질)-4-메틸 시클로헥사논 0.2g을 혼합하여 5 미크론 가압필터로 필터링한 후 감광석 조성물로 사용하였다. 얻어진 실록산 폴리이미드 전구체 조성물을 2500rpm의 회전속도로 30초간 실리콘 웨이퍼 위에 코팅한 후 120℃에서 4분간 경화시 15㎛의 두께의 코팅을 갖는 폴리이미드 전구체의 피막을 형성할 수 있었다. 여기에 포토마스크를 씌워 자외선 조사 후 N-메틸피롤리돈 용액에 의해 현상시 10㎛ 이상의 해상도를 나타내었다. 이후 200℃에서 30분, 350℃에서 30분 질소가스 분후기에서 경화후 폴리이미드의 막 두께는 8㎛로서 매우 두터운 코팅막을 형성할 수 있었다. 폴리이미드의 접착 특성은 웨이퍼 위에 최종경화시킨 폴리이미드 막을 PCT(Pressure Cooking Test)항서 100시간 보존한 후 스카치 테이프에 의해 이형성을 평가하였으며 이형부분이 전혀 없는 양호한 접착특성을 나타내었다. 얻어진 폴리이미드 필름의 내열성은 TGA를 이용하여 질소 분위기 하에서 평가하였으며 5% 중량 감소 온도가 490℃로서 매우 양호한 내열 특성을 나타내었다. 필름의 기계적 강도는 인스트롱에 의해 측정하였으며 인장강도 120MPa, 신율 35% 이상의 양호한 값을 얻을 수 있었다.To a 250 ml three-necked round flask was added 116 g (1.17 mol) of N-2-methyl pyrrolidone under nitrogen stream and 23.64 g (0.7335 mol) of 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride. 1.91 g (0.01467 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate was added thereto, and 12.5 g (0.06235 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether and 1,3-bis (4-diamino-phenoxy)-were added. 2.1 g (0.00735 mol) of 2,2-dimethylpropane diamine and 0.451 g (0.0036675 mol) of siloxane-based diamines were sequentially added, and it reacted at 15 degrees or less for 8 hours or more. It was 8,000 cps when this reaction liquid confirmed the viscosity using the Brookfield viscometer. 1.6 g of 2- (N, N-dimethyl amino) ethyl methacrylate and 2,6- (di-4'-azidebenzyl) -4-methylcyclohexa to 2 g of the siloxane polyamic acid thus prepared (based on solids) After mixing 0.2 g of paddy and filtering with a 5 micron pressure filter was used as a photosensitive composition. The obtained siloxane polyimide precursor composition was coated on a silicon wafer for 30 seconds at a rotational speed of 2500 rpm and then cured at 120 ° C. for 4 minutes to form a film of polyimide precursor having a coating having a thickness of 15 μm. A photomask was put thereon to show a resolution of 10 µm or more when developed by N-methylpyrrolidone solution after ultraviolet irradiation. Thereafter, the film thickness of the polyimide after curing at 200 ° C. for 30 minutes and at 350 ° C. for 30 minutes in nitrogen gas was 8 μm, thereby forming a very thick coating film. The adhesion properties of the polyimide were evaluated by scotch tape after preliminary storage of the polyimide film cured on the wafer for 100 hours in PCT (Pressure Cooking Test), and showed good adhesive properties without any release parts. The heat resistance of the obtained polyimide film was evaluated under a nitrogen atmosphere using TGA, and showed a very good heat resistance property with a 5% weight reduction temperature of 490 ° C. The mechanical strength of the film was measured by Instron, and a good value of tensile strength of 120 MPa and elongation of 35% or more was obtained.

[비교실시예 1]Comparative Example 1

[실록산계 디아민, 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물 및 옥시 디아닐린에 의한 폴리이미드 전구체 조성물의 제조][Preparation of polyimide precursor composition with siloxane diamine, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and oxy dianiline]

상기 실시예에서 제조된 실록산계 디아민 단량체 대신 종래의 감마아미노프로필디아민 3.25g(0.025몰)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 평가하였다. 얻어진 폴리이미드 필름의 내열성은 5% 중량 감소 온도가 480℃로서 상당히 양호하나 실시예 1에 비해 상당히 감소하였다. 필름의 기계적 강도은 인장 강도 100MPa, 신율 28% 정도로 다소 부족한 값을 나타내었다.Except for using the conventional gamma aminopropyldiamine 3.25g (0.025mol) instead of the siloxane-based diamine monomer prepared in the above Example was carried out in the same manner as in Example 1, and the results were evaluated. The heat resistance of the obtained polyimide film was considerably good as the 5% weight reduction temperature of 480 ° C., but was significantly reduced compared to Example 1. The mechanical strength of the film was somewhat insufficient as the tensile strength of 100MPa, elongation of 28%.

[비교실시예 2]Comparative Example 2

[실록산계 디아민, 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물과 실록산계 디아민, 옥시디아닐린에 의한 폴리이미드 전구체 조성물의 제조][Preparation of polyimide precursor composition by siloxane-based diamine, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, siloxane-based diamine, oxydianiline]

상기 실시예 2에서 제조된 실록산계 디아민 단량체 대신 종래의 감마아미노 프로필디아민 0.9114g(0.0036675 몰)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 평가하였다. 얻어진 폴리이미드 플림의 내열성은 5% 중량 감소 온도가 450℃로서 양호한 편이나 실시예 2에 비해 상당히 감소하였다. 필름의 기계적 강도는 인장강도 100MPa, 신율 20%정도로 다소 부족한 값을 나타내었다.Except for using the conventional gamma amino propyldiamine 0.9114g (0.0036675 mol) instead of the siloxane-based diamine monomer prepared in Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2, and the results were evaluated. The heat resistance of the obtained polyimide flim was good at 5% weight reduction temperature as 450 ° C., but was significantly reduced compared to Example 2. Mechanical strength of the film was somewhat insufficient as the tensile strength of 100MPa, elongation 20%.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

Claims (3)

유기용매에 하기 구조식(I)의 지방족 실록산계 디아민, 하기 구조식(Ⅱ)의 방향족 테트라카르복실산 이무수물, 및 하기 구조식(Ⅲ)의 방향족 디아민을 반응시켜 생성되는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물:A siloxane polyimide precursor composition produced by reacting an organic solvent with an aliphatic siloxane diamine of the following structural formula (I), an aromatic tetracarboxylic dianhydride of the following structural formula (II), and an aromatic diamine of the following structural formula (III): [구조식 I][Formula I] [구조식 Ⅱ][Structure Formula II] [구조식 Ⅲ][Structure Formula III] 상기식(Ⅲ)에서 R1은 2가 지방족 치환기임.R 1 in formula (III) is a divalent aliphatic substituent. 제1항에 있어서, 상기 유기용매에 상기 구조식(Ⅱ)의 방향족 테트라카르본산 이무수물을 알코올로 전처리하여 방향족 테트라카르본산 이무수물의 일부가 하기 구조식(Ⅳ)의 화합물로 전환되는 것을 특징으로 하는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물:The siloxane according to claim 1, wherein a part of the aromatic tetracarboxylic dianhydride is converted to a compound of the following structural formula (IV) by pretreating the aromatic tetracarboxylic dianhydride of the structural formula (II) to the organic solvent. Polyimide precursor composition: [구조식 Ⅳ][Formula IV] 상기식(Ⅳ)에서 R2은 포화 지방족 또는 불포화 지방산기임.R 2 in the formula (IV) is a saturated aliphatic or unsaturated fatty acid group. 제2항에 있어서, 상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 이소부틸 알코올, 알릴 알코올(allyl alcohol) 및 2-히드록시 에틸아크릴 레이트 또는 2-히드록시 에틸메타아크릴레이트와 같은 감광기를 갖는 알코올류로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산 폴리이미드 전구체 조성물의 제조방법.The method of claim 2, wherein the alcohol is a photosensitive group such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, allyl alcohol and 2-hydroxy ethyl acrylate or 2-hydroxy ethyl methacrylate. A method for producing a siloxane polyimide precursor composition, characterized in that it is selected from the group consisting of alcohols having.
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