WO2008140107A1 - 非対称構造を有する線状ポリイミド前駆体、ポリイミドおよびそれらの製造方法 - Google Patents

非対称構造を有する線状ポリイミド前駆体、ポリイミドおよびそれらの製造方法 Download PDF

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linear
film
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Masatoshi Hasegawa
Naoyuki Kitamura
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Jfe Chemical Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a polyimide, a precursor thereof, and a method for producing them, which have superior solubility and superior thermoplasticity as compared with the prior art, and which have both high glass transition temperature and high toughness. Furthermore, the present invention relates to a heat-resistant adhesive, a stretched laminate (CCL) and a book using the polyimide.
  • FPC flexible printed circuit
  • Polyimide not only has excellent heat resistance, but also has characteristics such as chemical resistance, radiation resistance, electrical insulation, and excellent mechanical properties.Therefore, FPC substrates, Tape Automate Bonding ( It is widely used in various electronic devices such as base materials for TAB), protective films for semiconductor elements, and interlayer insulating films for integrated circuits. In addition to these characteristics, polyimides are becoming more and more popular in recent years due to the simplicity of manufacturing methods, extremely high membrane purity, the abundance of available monomers, and the ease of improving their physical properties. Its importance is increasing.
  • FCLC Sibelt copper-clad laminate
  • Two-layer FCCL that does not use adhesives is advantageous in applications where high degree of dimensional stability is required for the polymer film, but the polyimide film formation process using the casting method is limited to one side. This is not applicable, and when a copper foil is pasted on both sides of a polyimide film (double-sided copper-clad laminate), the pseudo two-layer type using the thermal lamination method is superior.
  • a low linear thermal expansion non-thermoplastic polyimide film with excellent dimensional stability is used as the core layer, and both sides are made of thermoplastic polymer.
  • the one formed with an imide layer is used.
  • Such a three-layered polyimide film is a thermoplastic film on both sides of a non-thermoplastic polyimide film that has been subjected to reinforcement treatment by discharge treatment, etc. After coating, either dry or form a thermoplastic type poly S or precursor layer on both sides of the non-thermoplastic type polyimide precursor layer and then imidize it. Produced.
  • the main chain skeleton is introduced with a bending group such as an ether bond or an asymmetric bond such as a meta bond, thereby forming a molecular structure.
  • a bending group such as an ether bond or an asymmetric bond such as a meta bond.
  • Molecular design to enhance mobility is made.
  • attempts to increase thermoplasticity to improve the processability of the polyimide significantly increase the glass transition temperature of the polyimide. It will cause a serious decline. In this way,
  • thermoplasticity As an example of a commercially available polyimide that has both organic solvent solubility and thermoplasticity, ULTEM 100 (General Electric) is known. However, the glass transition temperature is 2 15 ° C and the solder heat resistance is insufficient, so it cannot be applied to FPC applications.
  • the glass transition temperature of the thermoplastic polyimide layer used in the quasi-two-layer FCLC is at most about 2550 ° C.
  • further improvement in the glass transition temperature of polyimide adhesives has been strongly demanded. It has been pointed out that when the solder temperature is high, the adhesive strength is sharply lowered due to the sudden rise in temperature of the thermoplastic polyimide adhesive layer, which is also affected by moisture adsorbed on the adhesive layer.
  • a technique is disclosed that uses tetracarboxylic dianhydride having an asymmetric structure as an effective means for improving the thermoplasticity of polyimide without sacrificing the glass transition temperature.
  • tetracarboxylic dianhydride having an asymmetric structure as an effective means for improving the thermoplasticity of polyimide without sacrificing the glass transition temperature.
  • the polyimides obtained using a—B P D A have the drawback that they are not necessarily sufficient in solubility in organic solvents and film toughness. If a polyimide that satisfies all of high organic solvent solubility, excellent thermoplasticity, and high film toughness while maintaining a high glass transition temperature is obtained, it is extremely useful for an unprecedented pseudo two-layer FCCL. Although it is possible to provide high temperature adhesive materials, there are currently no such materials known.
  • the purpose of the present invention is a polyimide having excellent workability, that is, superior solubility and superior thermoplasticity, and having both high glass transition temperature and high toughness,
  • the precursors and methods for their production are provided.
  • an object of the present invention is to provide a heat resistant adhesive, a copper clad laminate (CCL), and a flexible printed wiring circuit (FPC) using the polyimide. But there is. Disclosure of the invention
  • the present invention has an intrinsic viscosity of 0.5 dL / g or more and is selected from the group consisting of the following general formulas (1) and (2). It is a linear polyimide precursor represented by at least one formula.
  • X is 1, 4 — bis (4 —aminophenoxy) benzen residue and bis (4 monoamino 3 — methylphenyl) ) Represents a divalent aromatic group or aliphatic group other than methane residues.
  • X is a divalent group containing a group represented by the following general formula (3), and the X of the group of the general formula (3)
  • Y is 0.1 to 1.0.
  • the present invention provides at least one monomer selected from methacrylic dianhydride opiop derivatives and 1,4 bis (4-amido). Nophenoxy) Benzene and Bis
  • the method for producing the mid precursor is as follows.
  • the present invention is also a polyimide containing a repeating unit represented by the following general formula (4) and having an intrinsic viscosity of 0.5 dL / g or more.
  • X is 1,4_bis (4aminophenol) residue of benzene and bis (4 aminoamino-3-methylphenol) methane Represents a divalent aromatic group or aliphatic group other than the above residues.
  • X is a divalent group containing a group represented by the following general formula (3), and the molar fraction of the group of general formula (3) with respect to X is Z. And Z is preferably 0.1 to 1.0.
  • any of the above polyimides has a glass transition temperature of 2700 ° C. or higher, a solubility in a non-protonic organic solvent of 10% by mass or more, and a copper foil and a laminate are produced. Peel strength is 0.8 kgf Z c ni or more,
  • the present invention has a membrane elongation of 10% or more, and the present invention provides a solution of any one of the above-mentioned linear polyimide precursors consisting of heat and a dehydrating cyclization reagent. It is also a method for producing any one of the above-mentioned polyimides, wherein at least one selected from the above is used.
  • the present invention includes at least one monomer selected from methacrylic dianhydride and derivatives thereof, and 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzen. And bis (4-1amino-3-methylphenyl) Diamine monomers other than methane are reacted in a solvent, and the corresponding reaction intermediate is not isolated, but it is polycondensed in one pot. It is also a method for producing any of the above reactive polyimides. Furthermore, the present invention is also a heat resistant adhesive containing any of the above-mentioned polyimides.
  • the present invention is also a copper clad laminate comprising the above heat-resistant adhesive, non-thermoplastic polyimide film and copper foil.
  • the present invention is also a flexible printed circuit using the copper clad laminate.
  • the present invention is also a flexible printed wiring circuit obtained by etching the copper layer of the copper-clad laminate.
  • the present invention includes a repeating unit represented by the following general formula (1) or (2) and has an intrinsic viscosity of 0.5 dLZ g or more. It is also a polyimide precursor.
  • X represents 1,4 monobis (4-aminophenol) benzene residue and bis (4-amino-3-methylphenyl) methane. Represents a divalent aromatic group or aliphatic group other than a residue.
  • FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of the polyimide film described in Example 1. The peaks in Figure 1 are shown below.
  • Figure 2 shows the polyimide described in Example 2.
  • FIG. 3 is an infrared absorption spectrum of the polyimide film described in Example 3. The peaks in Fig. 3 are shown below.
  • linear polyimide precursor and the tetracarboxylic dianhydride (monomer) used for producing the polyimide will be described.
  • PMDA pyromellitic dianhydride
  • MPDA melanoic dianhydride
  • the zymid site has a linear structure
  • the polyimide obtained using MPDA the three-dimensional bending is performed.
  • the structure is introduced into the main chain, which causes stacking of the polymer chains, resulting in high thermoplasticity.
  • a high glass transition temperature is maintained by suppressing the local internal rotation of the mesophosphoric acid site due to the asymmetric structure.
  • Such a bent structure in the main chain can also be introduced by using a metaphenylenediamine represented by the following formula (9) as a diamine component.
  • a metaphenylenediamine represented by the following formula (9) as a diamine component.
  • metaphenylene diamine not only contributes little to improving the solubility of the resulting polyimide in organic solvents (hereinafter also referred to as solubility), but often reduces the glass transition temperature. Undesirable results, such as dramatic declines.
  • copolymer to be polymerized with MPDA examples include those containing an ether bond. This combination is effective to sometimes achieve high solubility, high thermoplasticity and high film toughness in the resulting polymer.
  • general purpose 4, 4 '
  • the resulting polyimide may have insufficient solubility.
  • the inventors preferably use a jam represented by the following general formula (10) containing the structural unit of the main chain skeleton of polycarbonate, which is a typical high toughness resin. We have found that it is possible to achieve high toughness without sacrificing solubility in the polyimide. .
  • the above-mentioned jam (general formula (1 0 ')) is used as a raw material for the linear polyimide precursor and polyimide of the present invention
  • 10 to 100 of all the amines are used. Mole. It is preferable to use within the range of / 0 (molar fraction 0.1 to: L.0). More preferably, it is 30 to 100 mol%.
  • the amount of the above-mentioned jamming in all the jamming is 10% (molar fraction 0.1) or more, the solubility and thermoplasticity of the resulting polyimide are easily achieved.
  • Other preferable diamines used in combination with the diamine of the above general formula (10) are not particularly limited, but, for example, 4, 4 ′ monooxyaniline, 3, 4′-oxygen-lin And so on.
  • the diamine used is represented by the following formula (11). 2, 2 — Bis (4 (4—aminophenoxy) phenyl) Prono ,. (Hereinafter referred to as BAPP) is optimal.
  • the polyimide of the present invention is more preferably a linear polyimide.
  • the cyclic polyimide is not excluded unless the object of the invention is impaired.
  • a cyclic polyimide may be mixed into a linear polyimide.
  • the linear polyimide precursor of the present invention is the timing when the viscosity of the polymerization reaction solution is traced and the viscosity becomes the highest. By dropping it in a poor solvent.
  • a dehydration cyclization reagent is introduced into the polymerization solution at the timing, or the polymerization solution is heated to cause a cyclization dehydration reaction (imidation reaction). Can produce a mid. -And if it is imidized, it can no longer be converted into a cyclic oligomer.
  • the dehydration cyclization reagent referred to here is a reagent that accelerates the condensation reaction by removing water produced by the dehydration condensation reaction.
  • reagents examples include reagents that react with moisture such as acid anhydrides, moisture adsorbents such as zeolites silica gel, hydrated absorbents such as sodium sulfate, Substances that form an azeotrope with water, such as toluene.
  • moisture anhydrides and mixtures of acid anhydrides and amines are preferred.
  • acetic anhydride or a mixture of acetic anhydride and tertiary amines can be exemplified.
  • a mixture of pyridine, quinoline and / or triethylamine in combination with acetic anhydride is preferably used.
  • the polymerization is preferably performed until the total monomer concentration is 10 to 50% by mass and the solution viscosity is maximized.
  • the solvent molecules are polymer chain copolymers. _.
  • NMP N-methyl _ 2 — pyrrolidone
  • DMAc N-dimethylacetamide
  • the method for producing the linear polyimide precursor of the present invention will be specifically described.
  • the production of the linear polyimide precursor is carried out as follows. First, the diamine component (monomer) is dissolved in a polymerization solvent, and the meso-phosphoric dianhydride (monomer) represented by the above formula (8) is substantially equimolar to diamine.
  • the powder is gradually added to this solution and stirred for 0.5 to 48 hours at room temperature using a mechanical force stirrer. At this time, the total monomer concentration is 10 to 50% by mass, preferably 20 to 40% by mass.
  • the polymerization reaction solution can be sampled frequently to measure the viscosity, or the change in viscosity can be traced with a stirrer equipped with a torque meter to accurately grasp the polymerization reaction time at which the solution viscosity becomes maximum. It is desirable to perform imidization at that timing.
  • the polymerization solvent is not particularly limited, but N—methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N—dimethylacetamide (DMAc), N, N—Jetylacetamide, N, N—Zimmera
  • Non-proton solvents such as ether, terahydrofuran, 1,4-dioxane, picoline, pyridine, acetone, chloroform, toluene, xylene, Fenol, o—Crezo Nore, m—Crezo / Re, ⁇ —Crezo Nore, o—Croix Fuenore, m—Crolet Fuenore, p—Crolet Fouenol Protonic solvents such as can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. N-methyl-2-pyrrolidone is preferably used because the viscosity of the polymerization reaction solution is moderately decreased.
  • the solubility in the solvent of the present invention is determined to be “soluble” when the solubility in at least one of the above-mentioned non-proton solvents is 10% by mass or more.
  • aromatic amine that can be used as long as the required properties of the resulting polyimide are not significantly impaired are not particularly limited, but 2, 2 -'- bis (trifluoromethyl) benzidine, p —Phenylene diamine, m —Phenylene diamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5 —Diaminotoluene, 2,4 —Diaminoxylene, 2,4—Diaminodiole , 4,4'-diamininodiphenyl methane, 4,4'-methylenebis (2 —methylaniline), 4,4, -methylenebis (2—ethenorealinyl), 4,4, Methylenebis (2,6 1-dimethylaniline), 4,4, -Methylenebis (2,6 — dimethylaniline), 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′—diaminino Diphenylel, 3, 3 ' Mi Bruno diphenyl et Tenore, 2, 4, Jia Mi Roh
  • 1, 4 ⁇ 1 bis (4 1 amino phenoxy) benzene and bis (4-amino 1-methinorephenyl) methane can be exemplified, but diamine mono It is not used alone as a mer. This is because, as described in Macromolecules, vol.35, 8708 (2002), when using bis (4-1-aminomethyl) methanone alone, polyimide At this stage, the elongation at break (elongation) is as small as 2 to 3%, and the mechanical strength has a large problem. In addition, when 1,4 bis (41 aminophenoxy) benzene is used alone, the resulting polyimide is a typical non-polymer such as NMP, DMS 0, or DMA c. Proton organic solvent has low solubility and poor processability.
  • aromatic dimers are produced from the viewpoint of suppressing the formation of cyclic oligomers and ensuring the thermoplasticity and solubility of the polyimides.
  • Aliphatic diamines that can be used in the present invention are not particularly limited, but trans- 1 -4 1 diamine hexane, cis 1, 4 diamine 1 hexane, 1 -4 diamine Minocyclohexane (trans
  • the acid dianhydride that can be used for the copolymerization is not particularly limited, but pyromellitic dianhydride, 3, 3 ', 4, 4, bis-biphenyl tetrahydro norbonic acid dianhydride , 3, 3,, 4, 4, monobenzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3, 3, 4, 3, 4-biphenyl ether tetra dianhydride, 3, 3 ' , 4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2,1 bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropanoic dianhydride, 2,2 'bis (3, 4-dicarboxenyl) propanoic acid dianhydride
  • the linear polyimide precursor opipolyimide of the present invention is applied as a solution (a varnish) on a substrate and then dried and used as a film. After moderate dilution, the precipitate formed by dripping into a large amount of poor solvent such as water or methanol can be filtered and dried to obtain a powder.
  • the intrinsic viscosity of the linear polyimide precursor and the polyimide of the present invention is preferably as high as possible from the viewpoint of the toughness of the polyimide film, but it is 0.5 dL Zg or more. l. O d L Z g or more is preferable, and 1.5 d L / or more is more preferable.
  • the intrinsic viscosity is less than 0.5 dL / g, the film formation of the polyimide is remarkably deteriorated, and serious problems such as cracking of the cast film of the polyimide occur.
  • the imide is used as an FCCL adhesive layer, sufficient adhesion may not be obtained.
  • it is desirable that the intrinsic viscosity value is lower than 5 O d L / g.
  • the polyimide of the present invention can be produced by subjecting the linear polyimide precursor obtained by the above method to a dehydration cyclization reaction (imidation reaction).
  • a dehydration cyclization reaction imidation reaction
  • usable forms of polyimide include films, metal substrates / polyimide film laminates, powders, molded articles, and solutions.
  • a linear polyimide precursor solution (varnish) is cast on a substrate such as insoluble polyimide film, glass, copper, aluminum, stainless steel, or silicon, and then placed in an oven. 4 Dry at 0 to 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C. Based on the obtained linear polyimide precursor film In a vacuum on the plate, in an inert gas such as nitrogen,.
  • the polymer film of the present invention can be produced by heating at 400 ° C., preferably 25 ° C. to 35 ° C.
  • the heating temperature is 20 ° C or more from the viewpoint of sufficient ring-closing reaction of imidization, and 40 ° C or less from the viewpoint of the thermal stability of the produced polyimide film. I like it.
  • the imidation reaction is carried out in the presence of tertiary amines such as pyridine or triethylamine instead of thermally conducting linear polyimide precursor film. It is also possible to carry out by immersing in a solution containing a dehydrating cyclization reagent. In addition, these dehydration cyclization reagents are put in advance in a linear polyimide precursor varnish, and stirred at 20 to 100 ° C for 0.5 to 24 hours. Polyimide varnish can be obtained. It can be isolated as polyimide powder by dropping it into a poor solvent such as methanol and filtering the precipitate. In addition, the polyimide film can be produced by casting the polyimide varnish on the substrate and drying it. It can be heat treated.
  • the linear polyimide precursor varnish obtained by the polymerization reaction is appropriately diluted as it is or with the same solvent, and then heated to 150 to 200 ° C.
  • the polyimide solution (varnish) of the present invention can be easily produced. If it is insoluble in the solvent, polyimide powder can be obtained as a precipitate.
  • toluene or xylene may be added in order to azeotropically distill off water which is a by-product of the imidation reaction.
  • a base such as Y-picoline can be added as a catalyst. After imidation, this reaction solution is placed in a poor solvent such as water or methanol.
  • the precipitated polyimide can be filtered to form a powder.
  • the polyimide powder can be redissolved in the polymerization solvent to form a polyimide varnish.
  • the 'polyimide of the present invention is obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine in a solvent at a high temperature without isolating the corresponding reaction intermediate. It can be produced by polycondensation with a catalyst.
  • This reaction intermediate is usually based on a polyamic acid such as the linear polyimide precursor of the present invention, but other reaction intermediates and unreacted raw materials are used. It may be included.
  • the reaction solution is preferably maintained in the range of 130.degree. To 25.degree. C., preferably 15.degree.
  • the polyimide is insoluble in the solvent used, the polyimide is obtained as a precipitate, and when it is soluble, it is obtained as a varnish of the polyimide. .
  • S-solvents are not particularly limited, but usable solvents include N, N—dimethylformamide, N, N—dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide. Any non-proton solvent is an example. More preferably, a methanol / solvent solvent such as m-cresol or an amide solvent such as NMP is used. To these solvents, toluene or xylene can be added in order to azeotropically distill water, which is a by-product of the imidation reaction.
  • solvents include N, N—dimethylformamide, N, N—dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide. Any non-proton solvent is an example. More preferably, a methanol / solvent solvent such as m-cresol or an amide solvent such as NMP is used. To these solvents, toluene or xylene can be added in order to azeo
  • a base such as ⁇ -picoline can be added as an imidization catalyst.
  • the solution can be dropped into a large amount of poor solvent such as methanol and the precipitate can be filtered to isolate the polyimide as a powder. Also, if the polyimide is soluble in the solvent,
  • the powder can be redissolved in the above solvent to obtain a polyimide varnish.
  • the present invention can also be applied by applying the above polyimide varnish on a plate and drying at 40 to 400 ° C., preferably 100 to 35 ° C. It is possible to form a polyimid film of L-.
  • the polyimide powder thus obtained was heated and compressed at 200 to 45 ° C, preferably 25 to 430 ° C to produce a molded body of polyimide. can do.
  • a dehydrating reagent such as N, N-dicyclohexyl carboxylate trifluoroacetic anhydride
  • a dehydrating reagent such as N, N-dicyclohexyl carboxylate trifluoroacetic anhydride
  • polyisoimide which is an isomer of polyimide
  • the isoimidation reaction can also be carried out by immersing a linear polyimide precursor film in a solution containing the dehydrating reagent. After forming a film in the same procedure as above using this polysodium varnish, 2500 to 4500. It can be easily converted to polyimide by heat treatment at C, preferably 2700 to 400 ° C.
  • an oxidation stabilizer In the polyimide of the present invention and its precursor, an oxidation stabilizer, a boiler, an adhesion promoter, a silane coupling agent, a photosensitizer, a photopolymerization initiator, a sensitizer, and a terminal are added as necessary. Additives such as sealants and crosslinkers can be added.
  • the 'Copper-clad laminates can be made by hot pressing.
  • a photo resist is applied to the copper foil, and after pattern exposure, the copper foil is etched with a ferric chloride aqueous solution to form a circuit, so that a flexible printed circuit (FPC) Can also be produced.
  • the glass transition temperature of the polyimide is 2700 ° C or more. More preferably, the temperature is 300 ° C. or higher. Further, it is preferred that the tensile test has a breaking elongation of 10% or more, more preferably 20 ° / 0 or more.
  • non-protocol such as NMP and DMA c.
  • the polyimide of the present invention is more preferable as it has higher thermoplasticity.
  • the peel strength is preferably 0.8 kg.f / cm or more, and more preferably 1.O kgf / cm or more. More preferred.
  • the polyimide of the present invention has excellent processability, ie, solvent solubility and thermoplasticity, and also has a high glass transition temperature and high toughness, so that it can be used for flexible printed circuit (FPC). It is extremely useful as a resin used for heat resistant adhesives. Of course, the polyimide of the present invention is also useful for various electronic devices such as other TAB substrates, semiconductor element protective films, and interlayer insulating films of integrated circuits.
  • FT / IR 5300 or FT / IR 3500 manufactured by JASCO Corporation the infrared absorption spectrum of the polyimide thin film was measured by the transmission method. .
  • thermomechanical analyzer (TMA 400 00) manufactured by Bruker Ax Co., Ltd., we measured the viscosity from a loss peak at a frequency of 0.1 Hz and a heating rate of 5 ° C / min. The glass transition temperature of the mid film was determined.
  • thermomechanical analyzer manufactured by Bruker Ax (TMA 4 00 0)
  • TMA 4 00 0 thermomechanical analyzer manufactured by Bruker Ax
  • a test at a load of 0.5 g / film thickness of 1; zm and a heating rate of 5 ° C / min was performed by thermomechanical analysis. From the elongation of the piece, the linear thermal expansion coefficient of the polyimide film was determined as an average value in the range of 100 to 200 ° C. '
  • a tensile tester (Tensilon UTM-2) manufactured by Toyo Ballwin Co., Ltd., a tensile test (stretching speed: 8 mm / The elastic modulus (Young's modulus) was obtained from the initial slope of the stress-strain curve, and the elongation at break (%) was obtained from the elongation at the time the film was broken. The higher the elongation at break, the higher the toughness of the film.
  • Polyimide powder 1 O mg was placed in 1 mL of various solvents, and the solubility at room temperature was tested.
  • a test piece in which a polyimide layer was directly formed on the copper foil was prepared as follows. Apply polyimid varnish (solvent: NM P, 15 to 20% by mass) 'to the matte surface of electrolytic copper foil (F3-WS: 18 ⁇ thickness made by Furukawa Electric Co., Ltd.), 80 ° The sample was dried at C for 3 hours and further vacuum dried at 3500 ° C. for 2 hours to obtain a test piece of a two-layer copper clad laminate.
  • a test piece was prepared as follows. In the same way as above, polyimide resin was coated and dried on electrolytic copper foil (F 2 — WS: 1 2 ⁇ thickness, manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.), and then vacuum dried at 20 ° C for 1 hour. . Next, a non-thermoplastic polyimide film (Akane NPI: 2 5 111 thickness) made of non-thermoplastic polyimide film is applied to the surface of the thermoplastic polyimide film at a pressure of 6.2 MPa. Then, it was pressed at 30 ° C. for 30 minutes and thermocompression bonded to obtain a test piece.
  • electrolytic copper foil F 2 — WS: 1 2 ⁇ thickness, manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.
  • Octahydrophenanthrene is used as an oxidant, using permanganic acid lithium for liquid phase oxidation. (See Japanese Patent Application No. 2 0 0 7-1 1 0 1 1 8).
  • the obtained polyimide varnish was dropped into a large amount of methanol, and the polyimide was isolated as a powder.
  • the obtained polyimide powder was vacuum-dried at 80 ° C, then redissolved in NMP (12 mass%) to make a varnish, which was applied onto a glass substrate, and 2
  • the polyimide film obtained by hot air drying for a period of time was further dried on a substrate under reduced pressure at 25 ° C. for 2 hours to obtain a polyimide film having a thickness of 20 m. ⁇
  • this polyimide exhibited a hot solution processing property, a high glass transition temperature exceeding 2700 ° C., a high thermal stability, and an extremely high film property.
  • Figure 1 shows the infrared absorption spectrum of a polyimide film (thickness: about 5 ⁇ m).
  • Table 2 shows the solubility test. Results are shown.
  • Example 2
  • HFBAPP Bis (4 1 (4-aminophenoxy) phenyl) Propane
  • Example 4 According to the method described in Example 1, except that 3,4′-oxydiazine (hereinafter referred to as 3,4′one ODA) was used instead of BAPP as the jamin component.
  • a polyimide precursor was produced and converted into an imide to form a polyimide film.
  • Table 1 shows the film property data. It exhibited a glass transition temperature exceeding 300 ° C, high solubility in NMP, DMAc, etc., high thermoplasticity, and sufficient film toughness.
  • Table 2 shows the results of the solubility test.
  • Figure 3 shows the infrared absorption spectrum of a polyimide film (thickness: about 5 ⁇ m).
  • TFMB 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine
  • TPE-R 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene
  • BAPP 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene
  • a linear polyimide precursor was manufactured and converted into an imide to form a polyimide film.
  • the resulting polyimide exhibited a sufficiently high glass transition temperature, high solubility in NMP, DMAc ', etc., high thermoplasticity, and sufficient film toughness.
  • Table 1 shows the film property data.
  • Figure 5 shows the infrared absorption spectrum of a polyimide film (film thickness of about .5 zin).
  • a linear polyimide precursor was produced according to the method described in Example 1 except that BAPP was used in combination with 4,4'one ODA instead of BAPP alone as the diminant component. Then, this was imidized to form a polyimide film.
  • the resulting polyimide exhibited a sufficiently high glass transition temperature, high solubility in NMP and DMAc, high thermoplasticity, and sufficient film toughness.
  • Table 1 shows the film property data.
  • Table 2 shows the results of the solubility test.
  • Figure 6 shows the infrared absorption spectrum of a polymer thin film (film thickness of about 5 / m).
  • Example 7 Use BAPP alone as a diamine component 1
  • a linear polyimide precursor was produced according to the method described in Example 1 except that P and 4,4′-one O D A were used in combination, and this was converted into an imide to form a polyimide film.
  • the resulting polyimide exhibited a sufficiently high glass transition temperature, high solubility for NMP and DMAC, high thermoplasticity, and sufficient film toughness.
  • Table 1 shows the film property data.
  • Table 2 shows the results of the solubility test.
  • Example 9 a linear and polyimide precursor was produced according to the method described in Example 1 except that BAPP and 4,4'one ODA were used in combination. This was imidized to form a polyimide film.
  • the resulting polyimide exhibited a sufficiently high glass transition temperature, high solubility for NMP and DMAC, high thermoplasticity, and sufficient film toughness. Table 1 shows the film property data.
  • Example 9 shows the film property data.
  • a linear polyimide precursor was prepared according to the method described in Example 1 except that BAP p and 4,4'one ODA were used together. This was imidized to form a polyimide film.
  • the resulting polyimide exhibited a sufficiently high glass transition temperature, high solubility in NMP and DMAc, high thermoplasticity, and sufficient film toughness. Table 1 shows the film property data.
  • a linear polyimide precursor was produced according to the method described in Example 1 except that BAPP was used in combination with 4,4'one ODA instead of BAPP alone as the diminant component. This was made into a polyimide and a polyimide film was formed.
  • the resulting polyimide exhibited a sufficiently high glass transition temperature, high solubility in NMP, DMAc, etc., high thermoplasticity, and sufficient film toughness. Table 1 shows the film property data. Peel test: Peel strength>
  • Table 3 shows the results of the peel test.
  • a two-layer copper-clad laminate specimen was used, it showed a peel strength of about 1. O kgf Z cm or more, and sufficient adhesion between the polyimide of the present invention and the copper foil was confirmed. . Further, even when a test piece of a pseudo two-layer copper clad laminate was used, a sufficient peel strength of 0.84 to 1.2 kgf / cm was obtained without using any adhesion promoter. Comparative Example 1
  • Pyromellic dianhydride (MPDA) is used as the tetracarboxylic dianhydride component instead of oral phosphonic dianhydride (MPDA).
  • MPDA Pyromellic dianhydride
  • BAPP as a linear polyimide precursor was polymerized.
  • the resulting solution was charged with a dehydrating cyclization reagent according to the method described in Example 1 and attempted to be imidized. However, since the solution was gelled, it was heated to imidize under the following conditions.
  • a polyimide film was fabricated. First, a linear polyimide precursor solution is applied onto a glass substrate, and 2 ° C. at 60 ° C. Dry for 2 hours, then vacuum at 3500 ° C for 2 hours.
  • Table 1 shows the film property data. Although a high glass transition temperature and a high film toughness were exhibited, a solubility test was attempted using various solvents, but no solubility was observed and no solution processability was observed (Table 2). This is due to the fact that methyl dianhydride (MPDA) was not used for the tetracarboxylic dianhydride component. In this way, this polyimide was completely insoluble in the solvent, so the intrinsic viscosity values in the table are those obtained using a linear polyimide precursor instead of the polyimide. It was. Comparative Example 2
  • a linear polymer precursor was produced according to the method described in Comparative Example 1 except that 3,4 'ODA was used instead of BAPP as the jamming component.
  • a polyimide film was formed. Table 1 shows the film property data. From this dynamic viscoelasticity measurement, no clear glass transition was observed in this polyimide film, and the thermoplasticity required for application to a heat-resistant adhesive was completely insufficient. Also, a solubility test was attempted using various solutions, but it did not show any solubility and did not have any solution processability (Table 2). This is because melanoic dianhydride (MPDA) was not used for the tetracarboxylic dianhydride component. In this way, this polyimide was completely insoluble in the solvent, so the intrinsic viscosity values in the table are values obtained using a linear polyimide precursor instead of polyimide. showed that. Comparative Example 3
  • a linear polyimide precursor was polymerized and imidized according to the method described in Comparative Example 1 except that 4,4'—ODA was used in combination instead of BAPP alone as the diamine component. And polyimide membrane Filmed.
  • the copolymer composition (molar ratio) at this time is ⁇
  • Table 1 shows the film property data. Although a high glass transition temperature and a high film toughness were exhibited, a solubility test was attempted using various solvents, but no solubility was observed and no solution processability was observed (Table 2). This is due to the fact that methyl dianhydride was not used as the tetracarboxylic dianhydride component. Thus, since this polyimide was completely insoluble in the solvent, the intrinsic viscosity values in the table were obtained using a linear polyimide precursor instead of the polyimide. The value is shown. Comparative Example 4
  • a linear polyimide precursor was produced according to the method described in Comparative Example 1 except that 4,4'-one ODA was used instead of BAPP alone as the diamine component.
  • a polyimide film was formed by imidization.
  • Table 1 shows the film property data. Although high glass transition temperature and high film toughness ft were shown, a solubility test was attempted using various solvents, but it did not show any solubility and had no solution processability (Table 2). . This is because melanoic dianhydride (MPDA) was not used for the tetracarboxylic dianhydride component. Thus, this polyimide was completely insoluble in the solvent, so the intrinsic viscosity values in the table are the values obtained by using a linear polyimide precursor instead of the polyimide. It was. Table 1-11 1 Properties of polyimide film
  • linear polyimide precursor and polyimide of the present invention have excellent solubility and thermoplasticity, as well as high glass transition temperature and high toughness, so that the next generation of flexible preforms. It is extremely useful as a resin for adhesives for printed wiring circuits (FPC).
  • FPC printed wiring circuits

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Abstract

線状ポリイミド前駆体は、０．５ｄＬ／ｇ以上の固有粘度を有し、かつ下記一般式（１）および一般式（２）からなる群より選ばれる少なくとも１つの式で表される繰り返し単位からなる。なお、一般式（１）および（２）中、Ｘは、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンの残基およびビス（４−アミノ−３−メチルフェニル）メタンの残基以外の２価の芳香族基或は脂肪族基を表す。この線状ポリイミド前駆体は、優れた溶解性と熱可塑性を有しながら、高いガラス転移温度と高い靭性も兼備するので、フレキシブルプリント配線回路（ＦＰＣ）用接着剤用樹脂などとして有用な非対称ポリイミドの原料として好適に用いられる。

Description

非対称構造を有する線状ポリ イ ミ ド前駆体、 ポリ イ ミ ドおよび それらの製造方法
技術分野
本発明は、従来よ り も優れた溶解性および優れた熱可塑性を有 し、 かつ高ガラス転移温度明および高靭性を併せ持つポリ イ ミ ド、 その前駆体およびそれらの製造方法に関する。さ らに、本発明は、 該ポリ イ ミ ドを用いた、 耐熱性接着剤、 錮張積層板 （ C CL) およ 書
びフ レキシブルプ リ ン ト配線回路 （ F P C ) にも関する。
背景技術
ポリ イ ミ ドは優れた耐熱性のみならず、耐薬品性、耐放射線性、 電気絶縁性、 優れた機械的性質などの特性を併せ持つこ とから、 現在 F P C用基板、 Tap e Automate d Bonding( T A B )用基材、 半導体素子の保護膜、 集積回路の層間絶縁膜など、 様々な電子デ バイ ス に広く 利用 されている。ポリ イ ミ ドはこれらの特性以外に も、 製造方法の簡便さ、 極めて高い膜純度、 入手可能なモノ マー の豊富さ と これを用いた物性改良の し易さ といったこ とから、近 年益々その重要性.が高まっている。
電子機器の軽薄短小化が進むにつれてポ リ イ ミ ドへの要求特 性も年々厳しさを増している。 ハ ンダ耐熱性だけに止ま らず、 熱 サイ クルや吸湿に対するポリ イ ミ ドフ ィ ルムの寸法安定性、透明 性、 金属基板との接着性、 成型加工性、 スルーホールなどの微細 加工性など、複数の特性を同時に満足する多機能性ポリ イ ミ ド材 料が求め られるよ う になってきてレヽる。
近年、 F P C用基板と してのポリ イ ミ ドの需要が飛躍的に増加 している。 F P C用基板の材料となる銅張
シブル銅張積層板 （ F C C L ) の構成は主に 3 つの様式に分類さ れる。 すなわち、 1 ) ポリイ ミ ドフ ィ ルム と銅箔と をエポキシ系 接着剤などを用いて貼り付ける 3層タイプ、 2 ) 銅箔にポリ イ ミ ドワ ニス の塗付後、 乾燥するか、 または銅箔にポリ イ ミ ド前駆体 (ポリ ア ミ ド酸） ワ ニスを塗布後、 乾燥およびイ ミ ド化する力 或はポリ ィ ミ ドフ ィルム上に銅の蒸着ゃスパッ クな どによ り シ 一ド層を形成後、銅メ ツキして銅層を形成する無接着剤 2層タイ プ、 3 ) 接着層と して熱可塑性ポ リ イ ミ ドを用い、 ポリイ ミ ドフ イ ルム と銅箔を接着する擬似 2層タイプが知 られている。
ポ'リ イ ミ ドフ ィ ルム に高度な寸法安定性が要求される用途で は接着剤を使用 しない 2層 F C C Lが有利であるが、キャ ス ト法 によるポリ イ ミ ド膜形成工程は片面しか適用できず、ポリ イ ミ ド フ ィ ルム の両面に銅箔を貼り 付ける場合 （両面銅張積層板） は、 熱ラ ミネー ト法による擬似 2層タイプが優れている。
両面銅張積層板用ポリ イ ミ ドと しては、寸法安定性に優れた低 線熱膨張性の非熱可塑性ポリ イ ミ ドフ ィ ルムをコア層 と して、そ の両面に熱可塑性ポリ イ ミ ド層を形成したも のが用いられる。 こ のよ う な 3層構造のポリ イ ミ ドフ ィ ルムは、放電処理などで接看 強化処理を施した非熱可塑性ポ リ イ ミ ドフ ィ ルム の両面に熱可 塑性ポ V イ ミ ドワ ニスを塗付後乾燥するか、または非熱可塑タィ プのポ V イ ミ ド前駆体層の両面に熱可塑性タ イ プのポ リ ィ S ド、 前駆体層を形成した後、 イ ミ ド化して作製される。
こ の 、 用いられる熱可塑性ポリ イ ミ ドは、 その熱溶融性を高 めるため 、 通常、 主鎖骨格にエーテル結合などの屈曲基やメ タ結 合などの非対称結合を導入して、分子運動性を高める分子設計が 為される 。 しかしながら、 ポリ イ ミ ドの加工性の向上のために熱 可塑性を高めよ う とする と、ポリ イ ミ ドのガラス転移温度の大幅 な低下を招いて しま う。 このよ う に、 ポリ イ
性と高ガラス転移温度を両立させる こ とは、ポリ イ ミ ドの分子設 計上容易ではない。
ポリ イ ミ ドの加工性の向上のために、 有機溶媒溶解性 （特公昭
4 6 - 0 1 6 9 0 6 号公報）および熱可塑性を両立させる努力も 行われている。有機溶媒溶解性および熱可塑性を併せ持つ市販の ポリ イ ミ ドの例と して、 U L T E M 1 0 0 0 (General Electri c社） が知 られている。 しかし、 ガラス転移温度が 2 1 5 °Cとハ ンダ耐熱性が不十分であ り 、 F P C用途に適用不可である。
現在、擬似 2層 F C C Lに使用されている熱可塑性ポリ イ ミ ド 層のガラス転移温度は最高でも 2 5 0 °C程度である。 しかしなが ら、 近年、 ハンダの脱鉛化に伴い、 ポリ イ ミ ド接着剤のガラス転 移温度のさ らなる改善が強く 求められている。ハンダ温度が高い 場合、 熱可塑性ポリ イ ミ ド接着層の急激な温度上昇によ り 、 接着 層に吸着された水分も影響して接着力が急激に低下する深刻な 問題が指摘されている。
ガラ ス転移温度を犠牲にする こ となく 、ポリ イ ミ ドの熱可塑性 を改善するだめに有効な手段と して、非対称構造を有するテ ト ラ カルボン酸二無水物を使用する技術が開示されている （例えば、 Macromol'ecules, vol.3 2 , 3 8 7 ( 1 9 9 9 ) ， 特開平 8 — 3 1 9 4 7 0号公報， 特表 2 0 0 6 — 5 1 0 0 6 1 号公報， 特表 2 0 0 6 - 5 0 9 8 8 8号公報参照） 。 これらの技術によれば、 従 来用いられていた下記式 （ 5 ) で表される対称構造の 3 , 3 ' ， 4， 4 ， ー ビフエニルテ トラカルボン酸二無水物 （ s - B P D A) の代わり に、 下記式 （ 6 ) で表される非対称構造の 2， 3 , 3 ' ， 4 ' ー ビフエニルテ ト ラカルボン酸二無水物 （ a — B P D A ) を 使用 し、 適当な屈曲性ジァ ミ ンと組合せるこ とで、 ポリ イ ミ ドに おいて高いガラス転移温度を保持しなが ら熱可塑性を同時に達 成する こ とが可能である。
Figure imgf000006_0001
しかしながら、 a — B P D Aを用いて得られたポリ イ ミ ドは有 機溶媒に対する溶解性や、膜靭性が必ずしも十分でないとい う欠 点がある。 も し、 高いガラス転移温度を保持しながら、 高い有機 溶媒溶解性、 優れた熱可塑性、 高い膜靭性を全て満足するポリ イ ミ ドが得られれば、従来にない擬似 2層 F C C Lに極めて有用な 高温接着材料を提供し得るが、そのよ う な材料は知られてい.ない のが現状である。
従って本発明の 目 的は、優れた加工性すなわち従来よ り も優れ た溶解性おょぴ優れた熱可塑性を有し、かつ高ガラ,ス転移温度お よび高靭性を併せ持つポリ イ ミ ド、その前駆体およびそれらの製 造方法を提供する こ とである。 さ らに、 本発明の目 的は、 該ポリ イ ミ ドを用いた、 耐熱性接着剤、 銅張積層板 （ CCL) およぴフ レ キシブルプリ ン ト配線回路 （ F P C ) を提供する こ とでもある。 発明の開示
上記目的は以下の本発明によって達成される。
すなわち、 本発明は、 0 . 5 d L / g以上の固有粘度を有し、 かつ下記一般式 （ 1 ) およぴ一般式 （ 2 ) からなる群よ り選ばれ る少なく と も 1 つの式で表される操り返し- sing)線状ポリイ ミ ド前駆体である。
Figure imgf000007_0001
(—般式 （ 1 ) および （ 2 ) 中、 Xは、 1， 4 — ビス （ 4 —ア ミ ノ フ エ ノ キシ） ベンゼ ンの残基およびビス ( 4 一 ア ミ ノ ー 3 — メ チルフエニル）メ タ ンの残基以外の 2価の芳香族基或は脂肪族基 を表す。 ）
なお、 こ の線状ポリ イ ミ ド前駆体は、 該 Xが、 下記一般式 （ 3 ) で表される基を含む 2価基で、 該一般式 （ 3 ) の基の該 Xに対す るモル分率を Y とする と、 該 Yが 0 . 1 〜 1 . 0 であるのが好ま しい。
Figure imgf000007_0002
(一般式 （ 3 ) 中、 2個の Rは同一または異なるメ チル基または ト リ フルォロメ チル基を表す。 ）
また、 本発明は、 メ 口 ファ ン酸二無水物おょぴその誘導体から 選ばれる少なく と も 1種のモノ マーと、 1， 4一ビス （ 4—ア ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼンおよぴビス （ 4 ーァ
ェニル） メ タン以外のジア ミ ンモノ マーを、 合計モノ マー濃度が 1 0 〜 5 0質量％である有機溶媒中で、溶液粘度が最大になる時 間まで重合する上記いずれかの線状ポリ イ ミ ド前駆体の製造方 でち める。 さ らに、 本発明は、 下記一般式 （ 4 ) で表される繰り返し単位 を含み、 かつ 0 . 5 d L / g以上の固有粘度を有するポリ イ ミ ド でもある。
Figure imgf000008_0001
(一般式 （ 4 ) 中、 Xは、 1 ， 4 _ビス （ 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼンの残基およびビス （ 4 一ア ミ ノ 一 3 —メ チルフ エ -ル） メ タ ンの残基以外の 2価の芳香族基或は脂肪族基を表す。 ）
なお、 このポリ イ ミ ドは、 該 Xが、 下記一般式 （ 3 ) で表され る基を含む 2価基で、 該一般式 （ 3 ) の基の該 Xに対するモル分 率を Z とする と、 該 Zが 0 . 1 〜 1 . 0であるのが好ま しい。
Figure imgf000008_0002
(一般式'（ 3 ) 中、 2個の Rは同一または異なるメ チル基または ト リ フルォロ メ チル基を表す。 ）
また、 上記のいずれかのポリ ィ ミ ドは、 2 7 0 °C以上のガラス 転移温度、 非プロ ト ン性有機溶媒への溶解度が 1 0質量％以上、 銅箔と積層体を作製した際ピール強度が 0 . 8 k g f Z c ni以上、 および破断伸ぴ 1 0 %以上の膜勒性を有 さ らに、 本発明は、 前述のいずれかの線状ポリ イ ミ ド前駆体の 溶液 ·を、熱および脱水環化試薬からなる群よ り選ばれる少なく と も 1種を用いて処理する上記いずれかのポリ ィ ミ ドの製造方法で もある。
また、'本発明は、 メ 口 フ ァ ン酸二無水物およびその誘導体から 選ばれる少なく と も 1種のモ ノ マーと、 1， 4 — ビス （ 4 —アミ ノ フ エ ノ キシ） ベンゼ ンお よびビス （ 4 一ア ミ ノ ー 3 — メ チルフ ヱニル） メ タン以外のジァミ ンモ ノ マーを溶媒中で反応させ、 対 応する反応中間体を単離する こ と なく 、ワンポッ トで重縮合反応 する上記いずれかのポリ ィ ミ ドの製造方法でもある。 さ らに、 本発明は、 上記のいずれかのポリ ィ ミ ドを含有する耐 熱性接着剤でもある。
また、 本発明は、 上記の耐熱性接着剤、 非熱可塑性ポリ イ ミ ド フ ィ ルムおよび銅箔からなる（co mp ris ing)銅張積層板でもある。
さ らに、 本発明は、 上記の銅張積層板を用いたフ レキシブルプ リ ン ト配線回路でもある。
また、 本発明は、 上記の銅張積層板の銅層を、 エッチングして 得られたフ レキシブルプリ ン ト配線回路でもあ.る。
さ らに、 本発明は、 下記一般式 （ 1 ) または （ 2 ) で表される 繰り 返し単位を含み、 かつ 0 . 5 d L Z g以上の固有粘度を有す るこ とを特徴とする線状ポリ イ ミ ド前駆体でもある。
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0002
(一般式 （ 1 ) および （ 2 ) 中、 Xは、 1 ， 4 一 ビス （ 4 —アミ ノ フエ キシ） ベンゼンの残基およびビス （ 4 —ア ミ ノ ー 3 —メ チルフエニル）メ タ ンの残基以外の 2価の芳香族基或は脂肪族基 を表す。 ） 図面の簡単な説明
図 1 は、実施例 1 に記載のポリ ィ ミ ド膜の赤外線吸収スぺク ト ルである。 図 1 のピーク を以下に示す。
1： 3647.72 (62.4) 2： 3491.47 (63.1) 3： 3053.59 (57.5)
4 : 2968.71 (42.7) 5： 2874.19 (61.6) 6： 2447.89 (70.1)
7： 1892.34 (69.9) 8： 177467 (27.7) 9： ： 1738.02 (0.8)
10 ; ： 1597.20 (32.1) 11 ： 1502.68 (1.1) 12： ： 1404.30 (22.9)
13 ： 1371.51 (3.7) 14： ： 1290.49 (28.3) 15 ： 1246.13 (0.6)
16 ; ： 1172.83 (13.9) 17： ； 1141.96 (19.9) 18： ： 1114.96 (18.9)
19 : ： 1093.74 (24.7) 20： ： 1014.65 (38.2) 21 ： 976.07 (50.9)
22 ： 952.92 (53.5) 23 ： 875.76 (29.4) 24 ： 85454 (35.4)
25 ： 831.39 (23.0) 26 ： 746.52 (45.6) 27 ： 725.30 (25.3) 図 2 は、実施例 2 に記載のポリ イ ミ ド
ルである。 図 2 の ピーク を以下に示す。
1： 2363.01 (59.9) 2： 1776.60 (58.3) 3： 1732.23 (46.6)
4： 1601.06 (58.3) 5： 1502.68 (44.7) 6： 1371.51 (53.5)
7 : 1248.06 (46.8) 8： 1207.55 (52.0) 9： 1174.75 (50.0)
10 : ： 1138.10 (57.8) 11： ： 1016.58 (65.7) 12 ： 968.35 (63.0)
13： 929.77 (64.0) 14 : 831.39 (62.5) 15 ： 725.30 (63.5)
16 ： 609.56 (69.2) 17 : 516.97 (68.0) 18 ： 20.52 (71.4)
図 3 は、実施例 3 に記載のポ リ イ ミ ド膜の赤外線吸収スぺク ト ルである。 図 3 のピーク を以'下に示す。
1： 3630.36 (73.8) 2： 3084.45 (71.2) 3： 1776.60 (52.6) 4： 1726.45 (7.6) 5： 1672.43 (39.4) 6： 1957.20 (35.3) 7： 1564.41 (56.2) 8： 1506.54 (13.2) 9： 1487.25 (20.9) 10： 1446.74 (53.6) 11： 1337.30 (22.4) 12： 1311.71 (56.4) 13： 1238.41 (19.5) 14 : 1167.04 (58.2) 15 ： 1114.96 (50.3) 16： 1014.65 (80.7) 17： 976.07 (76.0) 18： 837.18 (64.7) 19： 785.10 (72.7) 20： 725.30 (49.5) 21： 686.72 (74.4) 22： 626.92 (75.1) 23： 515.04 (80.0) .24： 462.96 (90.0)
'図 4 は、実施例 4 に記載のポ リ イ ミ ド
ルである。 '図 4 の ピーク を以下に示す。
1： 3504.97 (77.1) 2： 3096.03 (73.2) 3： 2361.08 (80.5)
4： 1786.24 (48.7) 5： ： 1734.16 (2.5) 6： 1614.56 (57.0)
7： 1491.11 (14.6) 8： 1425.52 (18.2) 9： 1402.38 (40.4)
10 ： 1363.80 (5.4) 11： ： 1311.71 (14.5) 12： ： 1257.70 (50.5)
13： ： 1209.48 (32.2) 14 : ： 1178.61 (14.3) 15 ： 1141.96 (8.0)
16： ： 1076.38 (30.3) 17： ： 1059.02 (47.0) 18： ： 1006.93 (60.7)
19 ： 976.07 (59.9) 20 ： 895.05 (63.2) 21 ： 868.05 (66.7)
22 ： 839.11 (59.7) 23 ： 760.02 (66.0) 24 ： 742.66 (52.2)
25 ： 723.37 (41.3) 26 ： 669.36 (57.1) 27 ： 626.92 (49.9)
28 ： 555.55 (61.7)
3 5 は、実施例 5 に記載のポ リ ィ ミ ド膜の赤外線吸収ス ルである。 図 5 の ピ一ク を以下に示す。
1： 3645.79 (94.0) 2： 3275.42 (83.4) 3： 3082.53 (71.5) 4： 2889.63 (94.0) 5： 2444.03 (96.6) 6： 2052.44 (97.9) 7： 1776.60 (55.7) 8 1726.45 (6.0) 9： 1672.43 (29.8) 10： 1593.35 (20.1) 11 156441 (47.0) 12： 1506.54 (4.3) 13： 1479.53 (7.3) 14 1446.74 (56.0) 15： 1379.23 (20.5) 16： 1311.71 (50.6) 17 1265.42 (13.1) 18： 1222.98 (5.1) 19： 1170.90 (33.4) 20 1122.67 (23.6) 21： 1014.65 (79.1) 22： 968.35 (40.0) 23 ： 881.55 (68.0) 24： 835.25 (43.4) 25： 779.31 (80.0) 26 ： 725.30 (43.9) π
" s) S9"TSS： 3δ (9*85) 89O9S： n
(6'89) Of 609： 8S (0Έ ) ( ) ：
(s'S9) zmi： OS
Figure imgf000013_0001
0S) 8Γ288 : 82
(Γ29) SS'898： LZ (0'93) z^'m： (Γ69) 0Π96：
(9'99) 08"SA6： (9'69) S' XOI： (6 ) ^8601： '-ττ ' 8S) 69"8TIT ' - ιζ (8'0 ) :02 (2'8S) :
(LI) L6WZI： 81 (6Ό9) zezi ' ■LI (6'8ΐ) 0Γ ： :9ΐ aw es'w :9T (92Ί) Τ8Ί09Τ •n (8*69) 96SI■ ：
(S'99) 90·匪 :21 ( '99) 8'9S9T •11 (8'8 ) 39Έ89Τ :0ΐ
(£'Z) Wl l :6 ( OS) ：8 ( Ό8) S2'6S ：
{ZW 8 "698Z :9 mi S '薦 : (919) 薦 62 ： i 88 S08 '■8 (I'LL) Z8'6298 - 1
° ：^土 一。30) 9111
- wzuz ^ ϋ Π 蘀 Bl 9 ¾牽、 ） 9园0/800Zdf/X3d .0T0M/800Z O 発明を実施するための最良の形態
次に発明を実施するための最良の形態を挙げて本発明をさ ら に詳しく 説明する。 、
<分子設計〉
まず、本発明の線状ポリ イ ミ ド前駆体およびポリ イ ミ ドを製造 するために用いられるテ トラカルボン酸二無水物 （モノマー） に ついて説明する。
本発明によれば、汎用テ ト ラカルボン酸二無水物成分と して従 来から用いられている下記式 .（ 7 ) で表される ピロ メ リ ッ ト酸ニ 無水物 （以下 P MD Aと称する） の代わ り に、 その異性体である 下記式 （ 8 ) で表されるメ ロ ファ ン酸二無水物 （以下 M P D Aと 称する） を使用する。 このこ と によって、 上記要求特性を全て満 たすポリ イ ミ ドを得るこ とができ る。
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0002
P M D Aを用いて得られた従来型のポリ ィ ミ ドでは、ジィ ミ ド 部位が直線状構造になるのに対して、 M P D Aを用いて得られた ポリ イ ミ ドでは立体的な折曲が り構造が主鎖中に導入され、これ によ り ポリ マ ー鎖のスタ ッキングが起き るため、高い熱可塑性が 発現される。 その一方で、 非対称構造である こ と に起因してメ 口 フ ァ ン酸部位の局所的な内部回転が抑制される こ と によ り 、高い ガラス転移温度が保持される ものと考え られる。
このよ う な主鎖中の折曲 り構造は、ジア ミ ン成分と して下記式 ( 9 )で表されるメ タ フェニ レンジア ミ ンを用いる こ と によ って も導入する こ と は可能であるが、メ タフェニレンジア ミ ンの使用 は、 得られるポリ イ ミ ドの有機溶媒に対する溶解性 （以下、 溶解 性と も呼ぶ） の改善に殆ど寄与しないばかり か、 しばしばガラス 転移温度の劇的な低下など、 好ま しく ない結果を招く。
Figure imgf000015_0003
M P D Aと重合させるジァ ミ ン と しては、エーテル結合を含有 する ものが候捕と して挙げられる。 この組み合わせは、 得られる ポ V ィ ミ ドにおレヽて高い溶解性、高い熱可塑性および高い膜靭性 を 時に達成するためには有効である。 しかしなが ら、 汎用のェ 一テル基含有ジァ ミ ンである 4， 4 ' 一オ
4， 4 ， 一 O D Aと称する） を用いる と、 得られたポリ イ ミ ドの 溶解性が不十分になる畏れがある。 発明者らは、 好ま しく は代表 的な高靭性榭脂であるポリ カーボネー トの主鎖骨格の構造単位 を含む下記一般式 （ 1 0 ) で表されるジァミ ンを用いる こ とで、 得られるポリイ ミ ドにおいて溶解性を犠牲にする こ と なく 、高靭 性を達成するこ とが可能である こ と を見出 した。 .
Figure imgf000016_0001
一般式 （ 1 0 ) 中、 2個の Rは同一または異なるメ チル基また は ト リ フルォロ メ チル基を表す。
上記ジァミ ン （一般式 （ 1 0' ) ) を、 本発明の線状ポリ イ ミ ド 前駆体およびポリ イ ミ ドの原料と して使用する場合、全ジア ミ ン の 1 0 〜 1 0 0モル。 /0 (モル分率 0 . 1 〜 ： L . 0 ) になる範囲で 用いる こ とが好ま しい。 よ り 好ま しく は 3 0 ~ 1 0 0モル％であ る。 上記ジァミ ンの全ジァ ミ ン中における使用量が 1 0 % (モル 分率 0 . 1 ) 以上である と、 得られるポリ イ ミ ドの溶解性や熱可 塑性が達成され易い。 上記一般式 （ 1 0 ) のジァ ミ ン と併用する 好ま しい他のジアミ ンと しては特に限定されないが、例えば、 4， 4 ' 一ォキシジァニ リ ン、 3 , 4 ' —ォキシジァ - リ ンなどが挙 げられる。
本発明のポリ イ ミ ドを用いた接着剤によ る銅箔と の接着性お よび製造コ ス ト の観点から、 用い られるジア ミ ン と して下記式 ( 1 1 ) で表される、 2， 2 — ビス （ 4 一 （ 4 —アミ ノ フエノ キ シ） フエニル） プロノ、。ン（以下 B A P P と称する） が最適である。
Figure imgf000017_0001
く線状ポリ イ ミ ド前駆体製造時の環状オリ ゴマー生成の制御〉 次に本発明の線状ポ リ イ ミ ド前駆体およびポ リ イ ミ ドの製造 方法について説明する。
M P D Aはその特徴的な酸無水物基の結合位置によ り 、ジアミ ンと組み合わせて線状ポリ イ ミ ド前駆体或はポ リ イ ミ ドを製造 する際に、 下記式 （ 1 2 ) に例示される よ う な環状イ ミ ドおよび /または環状アミ ド （両者を環状オリ ゴマーと も呼ぶ） を生成す る傾向力 sある こ とが、 Macromolecules, vol.3 5， 8 7 0 8 ( 2 0 0 2 ) に開示されている。 よって、 M P D Aを用いる'と、 目的 とする線状の高分子量ポリ イ ミ ド前駆体が得られにく い と い う 問題がある。 '
下記の如き環状オリ ゴマ一は分子量が低いために、ポ.リ マー鎖 同士の絡み合い.に乏しく 、熱可塑性や溶解性は対応する線状ポリ マーよ り も高く なる こ とが予想されるが、一方で膜靭性が著しく 低下し、 接着剤用樹脂と して機能しなく なる畏れがある。 したが つて、 本発明のポリ イ ミ ドは、 線状のポリ イ ミ ドの方がよ り 好ま しい。 しかし、 発明 目 的を損なわない限り環状ポリ イ ミ ドを排除 する ものでもない。 例えば、 線状ポリ イ ミ ドに環状ポリ ィ ミ ドが 混入しても構わない。
Figure imgf000018_0001
M P D A と反 、させる ジァ ミ ン と して、 4 , 4 ' —メ チレンジ ァ二 ジ ン 、 4 ， ' 一ォキシジァニ リ ンおょぴ 1 ， 4 一 ビス （ 4 一ァ 、 ノ フェノ キシ）ベンゼンのよ う な対称性の高い構造の屈曲 性ジァ ヽ ンを単独で用いた場合、 式 （ 1 2 ) で表される よ う な環 状ィ 、 が形成され易い傾向がある。 したがって、 高分子量の線 状ポ ィ ミ ド、前駆体およびポリ イ ミ ドを得るには、 3 ， 4 ' —ォ キシジァ二 リ ンのよ う な非対称性ジア ミ ンの使用が効果的であ る。
上記のよ う に、 4 , 4 ， ーメ チレンジァニ リ ンのよ う な対称性 の高い構造の屈曲性ジァ ミ ンを用いた場合であっても、重合反応 初期においてー且は、 高分子量の線状ポリ ィ ミ ド前駆体 （ポリ ァ ミ ック酸） が生成して重合反応溶液の急激な粘度増加が起こる。 しかしなが ら、 その後、 該ジァミ ンの屈曲性のため、 環形成に有 利な位置に近接したア ミ ド結合同士で、ア ミ ド交換反応が起こ り 安定な環状アミ ドへと変換されて しまい、溶液粘度が急激に低下 する。 よって、 本発明の線状ポリ イ ミ ド前駆体は、 重合反応溶液 の粘度を追跡して最も粘度が高く なったタイ ミ ングで、重合溶液 を貧溶媒中に滴下する こ とで、環状オリ ゴ
高分子量の線状ポ リ イ ミ ド前駆体の状態で単離する こ と ができ る。 '
また、そのタイ ミ ングで重合溶液中に脱水環化試薬を投入する か、 若しく は重合溶液を加熱して環化脱水反応 （イ ミ ド化反応） させる こ とで、 高分子量のポリ イ ミ ドを製造する こ と ができる。 ー且、 ィ ミ ド化すれば、 もはや環状オリ ゴマーへ変換される畏れ はない。 なお、 こ こで言う脱水環化試薬とは、 脱水縮合反応によ り 生成する水を除去する こ と によって縮合反応を促進する試薬 である。 このよ う な試薬の例と して、 酸無水物類などの水分と反 応する試薬、 ゼォライ ト類ゃシ リ カゲルなどの水分吸着剤、 硫酸 ナ ト リ ゥムなどの水和吸収剤、 トルエンなどのよ う な水と共沸混 合物を形成する物質などが挙げられる。 なかでも、 酸無水物や、 酸無水物と ァ ミ ン類と の混合物が好ま しいもの と して挙げられ る。 よ り好ま しく は、 無水酢酸、 あるいは無水酢酸と三級ア ミ ン 類の混合物が例示でき る。 特には、 ピリ ジン、 キノ リ ンおよび/ または ト リ ェチルァ ミ ンを、無水酢酸と組み合わせた混合物が好 適に用いられる。
線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造する際、モノマー濃度が低い場合 には、 分子間反応よ り も分子内反応の方が優先的にな り 、 環状ォ リ ゴマーが生成し易い。 そのため、 高分子量の線状ポリ イ ミ ド前 駆体を得るためにはモノ マー濃度はでき るだけ高 く 設定する こ とが有効である。 本発明では、 合計のモノ マー濃度が 1 0 〜 5 0 質量％で、溶液粘度が最大になる時間まで重合するのが好ま しい。
線状ポ リ イ ミ ド前駆体を製造する際に使用する溶媒の選択も 重要である。 高分子量の線.状ポ リ イ ミ ド前駆体を得るためには、 線状ポリ イ ミ ド前駆体に対する溶媒の親和力ができ るだけ高い ほど有効である。親和性の高い溶媒では溶媒分子がポリ マー鎖コ ィル内に侵入してポ'リ マー鎖が拡がるため ,. _ .
り 環状オリ ゴマーが生成しにく い条件となる。 M P D Aとジアミ ンと を用いる線状ポリイ ミ ド前駆体重合反応系では、汎用のアミ ド系溶媒で比較する と、 N —メ チル _ 2 — ピロ リ ドン （ N M P ) の方が、 N.， N—ジメ チルァセ トアミ ド （D M A c ) よ り も重合 溶液の粘度低下の速度が遅く 、高分子量の線状ポリ イ ミ ド前駆体 を製造し易い溶媒である。 ぐ線状ポリ イ ミ ド前駆体の製造方法 >
次に本発明の線状ポ リ イ ミ ド前駆体の製造方法について具体 的に説明する。線状ポリ イ ミ ド前駆体の製造は以下のよ う にして 行う。 まず、 ジァ ミ ン成分 （モノ マー） を重合溶媒に溶解し、 ジ アミ ン と実質的に等モルの前記式 （ 8 ) で表されるメ 口フ ァ ン酸 二無水物 （モノ マー） 粉末をこの溶液に徐々 に添加 し、 メ カ二力 ルスターラーを用いて室温で 0 . 5〜 4 8 時間 ¾拌する。この.際、 合計のモノ マー濃度は 1 0〜 5 0質量％、好ま しく は 2 0〜 4 0 質量％である。この合計モノ マー濃度範囲で重合を行う こ と によ り 均一で高重合度の線状ポ リ イ ミ ド前駆体'溶液を得る こ と がで き る。 ,
モノ マー濃度が高いほど高重合度の線状ポ リ イ ミ ド前駆体が 得られる傾向があるため、ポリ イ ミ ドの高靭性を確保するために はでき るだけ高いモノ マー濃度で重合を開始する こ とが好ま し い。 また、 重合反応溶液を頻繁にサンプリ ングして粘度測定する か、 トルクメーター付攪拌装置で粘度変.化を追跡するこ とで、 溶 液粘度が最大になる重合反応時間を正確に把握し、そのタイ ミ ン グでイ ミ ド化を行う こ とが望ま しい。
重合溶媒と しては特に限定されないが、 N —メ チルー 2 — ピロ リ ドン （ NMP ) 、 N , N —ジメ チルァセ トア ミ ド ( DMAc) 、 N， N —ジェチルァセ トアミ ド、 N ， N —ジメ ラ
キサメ チルホスホルア ミ ド、 ジメ チルスルホキシ ド、 y 一ブチロ ラ ク ト ン、 1 ， 3 —ジメ チルー 2 —イ ミ ダゾ リ ジノ ン、 1 ， 2 — ジメ ト キシェタ ン一 ビス （ 2 —メ ト キシェチ /レ） エーテル、 テロ ラ ヒ ドロ フ ラ ン、 1 ， 4 一ジォキサン、 ピコ リ ン、 ピ リ ジン、 ァ セ ト ン、 ク ロ 口 ホルム、 トルエン、 キシレンな どの非プロ ト ン性 溶媒おょぴ、 フエ ノ ール、 o —ク レゾ一ノレ、 m —ク レゾ一 /レ、 ρ —ク レゾーノレ、 o — ク ロ 口 フ エ ノ ーノレ、 m—ク ロ 口 フエ ノ ーノレ、 p —ク ロ 口 フエノールなどのプロ ト ン性溶媒が使用可能である。 また、 これらの溶媒は単独でも、 2種類以上混合して用いても よ. い。 重合反応溶液の粘度の低下が緩やかである とい う理由から、 N —メ チルー 2 —ピロ リ ドンが好適に用いられる。
なお、 本発明の溶媒への溶解性は、 上述の非プロ ト ン性溶媒の う ちの少なく と も 1 種の溶媒に対する溶解度が 1 0 質量％以上 の場合に'溶解性が有る と判断する。
得られるポ リ イ ミ ドの要求特性を著しく 損なわない範囲で使 用可能な芳香族ジァミ ンと しては特に限定されないが、 2 ， 2 -' — ビス （ ト リ フルォロ メ チル） ベンジジン、 p —フエ二 レンジァ ミ ン、 m — フエ二レンジァミ ン、 2 ， 4 ージァ ミ ノ トルエン、 2 ， 5 —ジァ ミ ノ トルエン、 2 , 4 —ジア ミ ノ キシレン、 2 ， 4 —ジ ァ ミ ノデュ レン、 4 ， 4 ' ージア ミ ノ ジフエニルメ タ ン、 4 , 4 ' ーメ チレンビス （ 2 —メ チルァニ リ ン） 、 4 ， 4 ， ーメ チレンビ ス （ 2 —ェチノレア二 リ ン） 、 4 ， 4 ， ーメ チレンビス ( 2 , 6 一 ジメ チルァニ リ ン） 、 4 , 4 ， ーメ チレンビス （ 2 ， 6 —ジェチ ルァニ リ ン） 、 4 ， 4 ' ージア ミ ノ ジフ エニルエーテル、 3 ， 4 ' —ジア ミ ノ ジフエニルェ一テル、 3 ， 3 ' ージア ミ ノ ジフ エニル エ ーテノレ、 2 ， 4 ， ージア ミ ノ ジフ エ -ノレエ ーテノレ、 4 ， 4 ' 一 ジア ミ ノ ジフエニルスルフォン、 3 ， 3 ' —ジア ミ ノ ジフエニル スルフォン、 4， 4 ' ージァミ ノべンゾフユ .
ァ ミ ノべンゾフエ ノ ン、 4， 4 ， ージァ ミ ノべンズァニリ ド、 ベ ンジジン、 3 , 3 ， ージヒ ドロ キシベンジジン、 3， 3 ' —ジメ ト キシベンジジン、 o — ト リ ジン、 m— ト リ ジン、 1， 3 — ビス ( 4 —ア ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼン、 1， 3 — ビス （ 3 —ァ ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼン、 4 , 4， 一ビス ( 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） ビフ エ二ル、 ビス （ 4 一 （ 3 —ア ミ ノ フ エ ノ キシ） フエニル） ス ルフォ ン、 ビス （ 4 — ( 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） フエニル） スル フォ ン、 2 , 2 — ビス ( 4 一 ( 4 一ア ミ ノ フ エ ノ キシ） フ エ -ル）' プロノ ン、 2 , 2 — ビス （ 4 一 （ 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） フエュ ル） へキサフルォロプロパン、 2， 2 — ビス ( 4 ーァ ミ ノ フ エ二 ル） へキサフルォロプロパン、 p — ターフェ二 レンジァ ミ ンな ど が例と して挙げられる。またこれらを 2種類以上併用するこ と も でき る。
なお、 本発明では、 1 ， 4 ·一ビス （ 4一ア ミ ノ フ エ ノ キシ） ベ ンゼンおよびビス ( 4 ーァ ミ ノ一 3 —メ チノレフェニル） メ タ ンも 例示できるものの、 ジア ミ ンモノ マーと して単独では用いない。 何故ならば、 Macromolecules, vol.35, 8708 (2002)に記載の如 く 、 ビス （ 4一ア ミ ノー 3—メ チルフヱ -ル）メ タ ンを単独で使用 した場合には、 ポリ イ ミ ドにした段階で、 破断伸び（elongation) が 2〜 3%と小さ く 、 機械的強度に大き な問厚がある。 また、 1， 4一ビス （ 4一ア ミ ノ フ ェ ン キシ）ベンゼンを単独で使用 した場 合には、 得られるポリ イ ミ ドは、 N M P、 D M S 〇、 D M A c な どの代表的な非プロ ト ン性有機溶媒 の溶解性が低く 、加工性が 悪レヽ。
得られる線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造する際に環状オリ ゴマ 一の生成を抑制 し、ポリ イ ミ ドの熱可塑性および溶解性を確保す る と い う観点力 ら、 芳香族ジァ ミ ンと しては、 2， 2 — ビス （ 4 へ
一 ( 4 一ァ ノ フエノ キシ） フ エ二ノレ） プ C
( 4 一 ( 4 一ア ミ ノ フエノ キシ） フエニル） へキサフルォ プ口 パン 2 2 一 ビス （ 4一ア ミ ノ フヱニル） へキサフルォ プ口 ° ン 3 4 ， ージア ミ ノ ジフ エ 二 /レエーテノレ、 3 , 3 ' 一ジァ ノ ジフ ェ二ルエーテル、 2 4 ， ージア ミ ノ ジフエ -ルェ テ ル、 4 4 ージア ミ ノ ジフ エ - /レスノレフ ォ ン、 3 , 3 ' —ジ了 ミ ノ ジフ ェ ルスルフォ ンな どの屈曲性ジア ミ，ンが好適に用い られる o
_ また 、得られるポリ イ ミ ドの要2 , 求特性を著しく 損なわなレ、範囲
1
で使用可能な脂肪族ジア ミ ン と しては特に限定されないが、 ト ラ ンス ― 1 4 一ジア ミ ノ シク ロへ -キサン、 シス一 1 , 4 ージア ミ ノ シク へ.キサン、 1 4 ージァ ミ ノ シク ロへキサン （ ト ラ ンス
Zシス混合物） 1 ， 3 -ジア ミ ノ シク 口へキサン、 イ ソホロ ン ジァ ン 1 4 ーシク ロへキサンビス (メ チルァ ミ ン） 、 2
5 一 ビス (ァ ミ ノ メ チル） ビシク 口 〔 2. 2. 1 〕 ヘプタ ン、 2
6 一 ビス (ァ ミ ノ メ チル） ビシク 口 〔 2 . 2 . 1 〕 ヘプタ ン、 3
8 一 ビス (ァ ミ ノ メ チル） ト リ シク ロ 〔 5 . 2 . 1 . 0〕 デカ ン、
1 , 3 一 ジア ミ ノ アダマンタ ン、 4 , 4 ' ーメ チレンビス （シク 口へキシルア ミ ン） 、 4 4 ， 一メ チレンビス ( 2 —メ チルシク 口へキシルア ミ ン） 、 4 4 ' -メ チ レンビス （ 2 —ェチ /レシク 口へキシルア ミ ン） 、 4 , 4 ， 一 メ チ レンビス （ 2 , 6 —ジメ チ ルシク へキシルァ ミ ン） 、 4 4 ， 一メ チレンビス （ 2 6 — ジェチルシク ロへキシルァ ミ ン） 2 , 2 — ビス （ 4 一ア ミ ノ シ ク πへキシル） プロパン、 2 ， 2 一 ビス ( 4 一ア ミ ノ シク ロへキ シル ) ン \キサフノレォロプ ン、 1 3 —プロパンジァ ミ ン、 1
4 ーテ ト ラメ チレンジァ ミ ン、 1 5 —ペンタ メ チ レンジァ ミ ン、 1 , 6 —へキサメ チレンジア ミ ン、 1 7 —ヘプタ メ チレンジァ ミ ン、 1 8 —オタ タメ チレンジァ ミ ン、 1 9 一 ノ ナメ チレン ジァ ミ ンな どが挙げられる。 また、 これら を
こ と もでき る。
本発明のポ リ イ ミ ドの要求特性および重合反応性を著し く 損 なわない範囲で、 M P D A以外のテ ト ラカルボン酸二無水物成分 を部分的に使用 して共重合じても差し支えない。共重合に使用可 能な酸二無水物 と しては特に限定されないが、 ピロ メ リ ッ ト酸ニ 無水物、 3 ， 3 ' , 4， 4 ， ー ビフ エ ニルテ トラ力ノレボン酸二無 水物、 3， 3 ， ， 4， 4 ， 一べンゾフエ ノ ンテ ト ラカルボン酸二 無水物、 3 ， 3 ， ， 4， 4 ， ー ビフ エ ニルエーテルテ ト ラ 力ルポ ン酸ニ無水物、 3 ， 3 ' , 4 , 4 ' ー ビフ エニルスルホンテ ト ラ カルボン酸二無水物、 2， 2 ， 一 ビス （ 3 ， 4 ージカルポキシフ ェニル）へキサ.フルォロ プロパン酸二無水物、 2 , 2 ' 一 ビス（ 3 ， 4 ージカルポキシフエニル） プロパン酸二無水物、 1 , 4， 5 , 8 —ナフタ レンテ ト ラカルボン酸二無水物、 2 , 3 ， 6 , 7 —ナ フ タ レ ンテ ト ラカルボン酸二無水物な どの芳香族テ ト ラ カルボ ン酸ニ無水物の他、 ビシク ロ [ 2 . 2 . 2 ] オタ ト ー 7 —ェンー 2， 3 ， 5 ， 6 —テ ト ラカルボン酸二無水物、 5'— (ジォキソテ ト ラ ヒ ドロ フ リ ノレー 3 — メ チノレー 3 — シク ロ へキセ ン一 1 ， 2 一 ジカルボン酸無水物、 4 一 （ 2， 5 — ジォキソテ ト ラ ヒ ドロ フラ ンー 3 —ィル） ーテ ト ラ リ ン一 1 ， 2 —ジカルボン酸無水物、 テ ト ラ ヒ ドロ フラ ン一 2， 3 , 4 , 5 ーテ ト ラカルボン酸二無水物、 ビシク ロ ー 3 ， 3 ' , 4 , 4 ' —テ ト ラ カルボン酸二無水物、 3 c 一力ルポキシメ チノレシク ロ ペンタ ン一 l r ， 2 c ， 4 c 一 ト リ カルボン酸 1 ， 4 : 2， 3 —二.無水物、 1 ， 2 , 4 , 5 — シク ロ へキサンテ ト ラカルボン酸二無水物、 1 ， 2， 3 , 4 —シク ロ ブ タ ンテ ト ラカルボン酸二無水物、 1 ， 2， 3， 4 —シク ロペンタ ンテ ト ラカルボン酸二無水物な どの脂環式テ ト ラカルボン酸二 無水物が挙げられる。共重合成分と してこれらを単独或は 2種類 以上用いても よい。
• 本発明の線状ポリ イ ミ ド前駆体おょぴポリ イ ミ ドは、 溶液 （ヮ ニス） に して基板上に塗付後乾燥してフィルム と しての使用形態 の他、 ワニスを適度に希釈後、 大量の水やメ タノールなどの貧溶 媒中に滴下して生成した沈殿を濾過後乾燥して、粉末と して得る こ と もでき る。
本発明の線状ポリ イ ミ ド前駆体およびポリ イ ミ ドの固有粘度 は.、 ポリ イ ミ ド膜の靭性の観点から高いほどよいが、 0 . 5 d L Z g以上である。 l . O d L Z g以上であるこ とが好ま しく 、 1 . 5 d L / 以上であるこ とがよ り好ま しい。 固有粘度が 0 . 5 d L / g を下回る と、 ポリ イ ミ ドの成膜性が著しく 悪く な り 、 ポリ ィ ミ ドのキャス ト膜がひび割れるなどの深刻な問題が生じた り 、 ポ リ イ ミ ドを F C C L甩接着層 と して使用 した際に十分な接着 力が得られない畏れがある。 また、 線状ポリ イ ミ ド前駆体および ポ リ イ ミ ドのワニスのハン ド リ ングの観点から、固有粘度値が 5 O d L / g よ り 低いこ とが望ま しい。
<ポリ イ ミ ドの製造方法〉
本発明のポリ イ ミ ドは、上記の方法で得られた線状ポリ イ ミ ド 前駆体を脱水閉環反応 （ィ ミ ド化反応） して製造する こ とができ る。 この際、 ポリ イ ミ ドの使用可能な形態は、 フィルム、 金属基 板/ポリ ィ ミ ドフ ィ ルム積層体、 粉末、 成型体および溶液が挙げ られる。
まず、 ポリ イ ミ ドフ ィルムを製造する方法について述べる。 線 状ポリ イ ミ ド前駆体の溶液 （ワニス） を不溶性ポリ イ ミ ドフ ィ ル ム、 ガラス、 銅、' アルミ ニ ウム、 ステンレス、 シリ コ ンな どの基 板上に流延し、 オーブン中 4 0〜 1 8 0 °C、 好ま しく は 5 0 〜 1 5 0 °Cで乾燥する。得られた線状ポリ イ ミ ド前駆体フ ィルムを基 板上で真空中、 窒素などの不活性ガス中、 .
4 0 0 °C、 好ま しく は 2 5 0〜 3 5 0 °Cで加熱するこ とで、 本発 明のポリ ィ ミ ドフ ィ ルムを製造するこ とができる。加熱温度はィ ミ ド化の閉環反応を十分に行な う とい う観点から 2 0 0 °C以上、 生成したポリ イ ミ ドフ ィ ルム の熱安定性の観点から 4 0 ◦ °C以 下が好ま しい。 また、 ィ ミ ド化ほ真空中或は不活性ガス中で行う こ とが望ま しいが、ィ ミ ド化温度が高すぎなければ空気中で行つ ても、 差し支えない。
また、 イ ミ ド化反応は、 熱的に行う代わ り に線状ポリ イ ミ ド前 駆体フ ィ ルムをピ リ ジンゃ ト リ エチルァ ミ ンな どの 3級ア ミ ン 存在下、無水酢酸などの脱水環化試薬を含有する溶液に浸漬する こ と によって行う こ と も可能である。 また、 これらの脱水環化試 薬を予め線状ポ リ イ ミ ド前駆体ワ ニ ス中に投入し、 2 0 〜 1 0 0 °Cで 0 . 5 〜 2 4時間攪拌する こ とで、 ポリ イ ミ ドワ ニスを得 るこ とができ る。これを水ゃメ タ ノールなどの貧溶媒中に滴下後、 沈殿を濾過する こ とで、ポリ イ ミ ド粉末と して単離するこ とがで きる。 また、 上記ポリ イ ミ ドワ ニスを上記基板上に流延後乾燥す る こ と で、 ポ リ イ ミ ドフ ィルムを作製する こ と もでき る これを さ らに上記'のよ う な温度範囲で熱処理しても差し支えない。
重合反応によ り 得られた線状ポリ イ ミ ド前駆体のワ ニスを、そ のまま或は同一の溶媒で適度に希釈した後、これを 1 5 0 〜 2 0 0 °Cに加熱する こ とで、 ポリ イ ミ ド自体が溶解する場合、 本発明 のポリ イ ミ ドの溶液 （ワ ニス） を容易に製造する こ とができ る。 溶媒に不溶な場合は、ポリ イ ミ ド粉末を沈殿物と して得る こ とが でき る。 こ の際、 ィ ミ ド化反応の副生成物である水を共沸留去す るために、 トルエ ンゃキシレンなどを添加しても差し支えない。 また、触媒と して Y —ピコ リ ンな どの塩基を添加する こ とができ る。ィ ミ ド化後こ の反応溶液を水やメ タノールなどの貧溶媒中に 058891 滴下後、沈殿したポリ イ ミ ドを濾過して粉末 - もでき る。 また、 ポリ イ ミ ド粉末を上記重合溶媒に再溶解してポ リ イ ミ ドワニス とする こ と もでき る。
本発明の'ポリ イ ミ ドは、テ トラカルボン酸二無水物とジア ミ ン と を溶媒中高温で反応させる こ と によ り 、対応する反応中間体を 単離する こ となく 、ワ ンポッ トで重縮合して製造する こ とができ る。 こ の反応中間体とは、 通常、 本発明の線状ポリ イ ミ ド前駆体 のよ う なポリ アミ ック酸を主成分とするものであるが、その他の 反応中間体や未反応原料が含まれていてもかまわない。 なお、 こ の際、 反応溶液は反応促進の観点から、 . 1 3 0〜 2 5 0 °C、 好ま しく は 1 5 0〜 2 0 0 °Cの範囲に保持する と よい。 また、 ポリ イ ミ ドが用いた溶媒に不溶な場合、ポリ イ ミ ドは沈殿と して得られ、 可溶な場合はポ リ イ ミ ドのワニス と して得られる。 .
S応溶媒は特に限定されないが、 使用可能な溶媒と して、 N， N —ジメ チルホルムア ミ ド、 N， N —ジメ チルァセ トア ミ ド、 N ーメ チルー 2 — ピロ リ ドン、ジメ チルスルホキシ ドな どの非プロ ト ン性溶媒が例と して挙げられる.。 よ り 好ま しく は m—ク レゾー ルな どのフエ /一ル系溶媒や N M P な どのア ミ ド系溶媒が用い られる。 これらの溶媒に、 イ ミ ド化反応の副生成物である水を共 沸留去するために、 トルエンゃキシレンなどを添加する.こ とがで き る。
また、ィ ミ ド化触媒と して γ — ピコ リ ンなどの塩基を添加する こ とができ る。 反応後、 溶液を大量の水ゃメ タ ノールなどの貧溶 媒中に滴下後、 沈殿を濾過し、 ポリ イ ミ ドを粉末と して単離する こ とができ る。 また、 ポリ イ ミ ドが溶媒に可溶である場合はその
f
粉末を上記溶媒に再溶解してポリ イ ミ ドワニス とする こ と がで きる。上記ポリイ ミ ドワ ニスを基.板上に塗布し、 4 0〜 4 0 0 °C、 好ま しく は 1 0 0〜 3 5 0 °Cで乾燥する こ と によつても本発明 のポ リ イ ミ ドフ ィ ルム を形成する こ と がで L ― .
う に得られたポリ イ ミ ド粉末を 2 0 0〜 4 5 0 °C、好ま しく は 2 5 0〜 4 3 0 °Cで加熱圧縮する こ と でポリ イ ミ ドの成型体を作 製する こ とができる。
線状ポ'リ イ ミ ド前駆体溶液中に、 N , N— ジシク ロへキシルカ ルポジィ ミ ドゃ ト リ フルォロ無水酢酸などの脱水試薬を添加し、 撹拌して 0〜 1 0 0 °C、好ま しく は 0〜 6 0 °Cで反応させる こ と によ り 、 ポリ イ ミ ドの異性体であるポリ イ ソイ ミ ドが生成する。 イ ソイ ミ ド化反応は上記脱水試薬を含有する溶液中に線状ポリ ィ ミ ド前駆体フ ィ ルムを浸漬する こ と によつても可能である。こ のポ リ イ ソィ ミ ドワ ニス を用いて上記と 同様な手順で製膜した 後、 2 5 0〜 4 5 0。C、 好ま しく は 2 7 0〜 4 0 0 °Cで熱処理す るこ と によ り 、 ポリ イ ミ ドへ容易に変換するこ とができ る。 本発 明のポリ ィ ミ ドおよびその前駆体中に、必要に応じて酸化安定剤、 ブイ ラ一、 接着促進剤、 シラ ンカ ップリ ング剤、 感光剤、 光重合 開始剤、 増感剤、 末端封止剤、 架橋剤などの添加物を加える こ と ができ る。
上記のよ う に して得られたポ リ イ ミ ドワ ニ スを不溶性ポ リ イ ミ ドフ ィ ルム面にキャスティ ングして製膜した後、銅箔を载せて
'加熱プレスする こ とで銅張積層板を作製するこ とができ る。また、 銅箔にフ ォ ト レジス トを塗布し、 パターン露光後、 塩化第二鉄水 溶液などで銅箔をエッチングして回路を形成する こ とで、フ レキ シブルプリ ン ト配線回路 （ F P C ) を作製する こ と もでき る。 本発明のポリ イ ミ ドを擬似 2層 F C C L用の耐熱性接着剤に 適用するために要求される特性と して、ポリ イ ミ ドのガラス転移 温度は、 2 7 0 °C以上である こ とが好ま しく 、 3 0 0 °C以上であ るこ とがよ り好ま しい。 また、 引張試験において 1 0 %以上の破 断伸びを有する こ とが好ま しく 、 2 0 °/0以上がよ り好ま しい。 ま た、 N M Pや D M A c などの非プロ ト ン性有 ..
以上溶解するこ とが好ま しく 、 2 0質量％以上溶解するこ とがよ り好ま しい。本発明のポリ ィ ミ ドは熱可塑性が高いほど好ま しい。 熱可塑性の指標と して、 銅箔と積層体を作製した際、 ピール強度 が 0 . 8 k g . f / c m以上である こ とが好ま しく 、 1 . O k g f / c m以上である こ とがよ り 好ま しい。 <用途 >
本発明のポリ イ ミ ドは、 優れた加工性、 すなわち有 ^溶媒溶解 性および熱可塑性を有し、かつ高ガラス転移温度および高靭性を 併せ持つので、 フ レキシブルプリ ン ト配線回路 （ F P C ) 用の耐 熱性接着剤に用いる樹脂と して極めて有用である。 勿論、 本発明 のポリ イ ミ ドは、 その他の T A B用基材、 半導体素子の保護'膜、 集積回路の層間絶縁膜など、様々な電子デバイスな どにも有用で ある。 実施例
以下、 本発明を実施例によ り 具体的に説明するが、 本発明はこ れら実施例に限定されるものではない。 なお、 以下の例における 物性値は、 次の方法によ り 測定した。
く赤外吸収スペク ト ル >
フーリ エ変換赤外分光光度計（日本分光社製 F T / I R 5 3 0 0 または F T / I R 3 5 0 ) を用い、 透過法にてポ リ イ ミ ド薄膜 の赤外線吸収スペク ト ルを測定した。
ぐ固有粘度〉
0 . 5質量0 /0のポリ イ ミ ド溶液 （溶媒 ： N M P ) について、 ォ ス ト ワル ド粘度計を用いて 3 0。Cで測定した。 但し、 実施例 5 の ポリ イ ミ ドは N M Pに不溶であったこ とから、対応する線状ポリ ィ ミ. ド前駆体の固有粘度を D M A c 溶媒で .. .
表 1 に記載した。なお、他の線状ポリ イ ミ ド前駆体の固有粘度は、 対応するポリ イ ミ ドの固有粘度と実質的に同一であった。.
くガラス転移温度 ： T g >
ブルカーエイエックス社製熱機械分析装置 （ TMA 4 0 0 0 ) を用いて動的粘弾性測定によ り 、周波数 0 . 1 H z 、昇温速度 5 °C /分における損失ピークからポ リ イ ミ ド膜のガラス転移温度を 求めた。
く線熱膨張係数 ：' C T E >
ブルカーエイエックス社製熱機械分析装置 （ TMA 4 0 0 0 ) を用いて、 熱機械分析によ り 、.荷重 0 . 5 g /膜厚 1 ;z m、 昇温 速度 5 °C/分における試験片の伸びよ り 、 1 0 0 〜 2 0 0 °Cの範 囲での平均値と してポリ.ィ ミ ド膜の線熱膨張係数を求めた。'
< 5 %質量減少温度 ： . T d 5 >
ブルカーエイエックス社製熱重量分析装置（ T G— D T A 2 0 0 0 ) を用いて、 窒素中または空気中、'昇温速度 1 o °c/分での 昇温過程において、ポリ イ ミ ド膜の初期質量が 5 %減少した時の 温度を測定した。 これらの値が高いほど、 熱安定性が高いこ と を 表す。
<誘電率 >
ァタ ゴ社製アッベ屈折計（アッベ 4 T :ナ ト リ ゥムラ ンプ使用、 波長 5 8 9 n m) を用いて、 ポリ イ ミ ド膜に平行な方向 （ n i n) と'垂直な方向 （ n 。 u t) の屈折率を測定し、 ポリ イ ミ ド膜の平均 屈折率 〔 n a v= ( 2 n i n + n 。 u t) / 33 に基づいて次式 ： £ (： a , = 1 . l X n a v 2によ り 1 MH z におけるポリ イ ミ ド膜の誘電 率 （ E c ) を算出した。
<吸水率 >
5 0 °Cで 2 4 時間真空乾燥したポリ イ ミ ド膜（膜厚 2 0 〜 3 0 μ m) を 2 5 °Cの水に 2 4時間浸漬した後、 -— .
り 、 質量増加分から吸水率 （％ ) を求めた。
<弾性率、 破断伸ぴ、 破断強度 > '
東洋ボール ド ウ ィ ン社製引張試験機 （テ ンシロ ン U TM— 2 ) を用いて、 ポリ イ ミ ド膜の試験片 （ 3 mm X 3 0 nim) について 引張試験 （延伸速度 ： 8 mm /分） を実施し、 応力一歪曲線の初 期の勾配から弾性率 （ヤング率） を.、 一方、 膜が破断した時の伸 ぴ率から破断伸び （％ ) を求めた。 破断伸びが高いほど膜の靭性 が高いこ とを意味.する。
く溶解性試験〉
ポリ イ ミ ド粉末 1 O m g を各種溶媒 l m Lに入れ、室温におけ る溶解性を試験した。
<剥離試験 ： ピール強度 >
まず、銅箔と本発明のポリ イ ミ ドと の接着性を評価するために、 ポリ イ ミ ド層を銅箔上に直接形成した試験片を次のよ う に作製 した。 ポリ イ ミ ドワ ニス （溶媒 ： NM P、 1 5 〜 2 0質量％)' を 電解銅箔 （古河電工社製 F 3 - W S ： 1 8 μ πι厚） のマツ ト面に 塗布し 8 0 °Cで 3 時間乾燥し、さ らに 3 5 0 °Cで 2時間真空乾燥 して 2層銅張積層板の試験片を得た。
また、本発明のポリ イ ミ ドが擬似 2層銅張積層板用耐熱接着剤 と して適用可能かど う か検討するため、試験片を以下のよ う に作 製した。 上記の方法と 同様にポリ イ ミ ドヮエスを電解銅箔 （古河 電工社製 F 2 — W S ： 1 2 μ πι厚） に塗布および乾燥し、 さ らに 2 0 0 °Cで 1 時間真空乾燥した。次にこ の熱可塑性のポリ イ ミ ド フ ィ ルム面に非熱可塑性ポリ イ ミ ドフ ィ ルム （カネ力社製、 ア ビ カル N P I : 2 5 111厚） をプ レス圧 6 . 2 M P a のも と、 3 6 0 °Cで 3 0分間プ レス して熱圧着させ、 試験片を得た。
これらの試験片について、上記の引張試験と 同様な条件で 1 8 0 ° 剥離試験を実施し、 ピール強度を測定 L . . .
す。 '
< 1 , 2 , 3， 4 _ベンゼンテ ト ラカルボン酸の合成 >
1， 2 , 3 , 4， 5， 6， 7， 8 —ォク タ ヒ ドロ フエナン ト レ ンを、酸化剤と して過マンガン酸力 リ ゥムなどを使用 して液相酸 化反応によ り合成した（特願 2 0 0 7 - 1 1 0 1 1 8号明細書参 照） 。
<メ ロファ ン酸二無水物の合成 >
Macr'omolecules, vol.3 5， 8 7 0 8 ( 2 0 0 2 ) に記載の方 法に準じて、 1， 2， 3， 4 一ベンゼンテ トラカルボン酸と過剰 の無水酢酸と を反応させる方法で合成した。得られたメ ロ フ ァ ン 酸二無水物の分析値の一例は以下の通り である。
融点 ： 1 9 6 . 5 °C〜 1 9 8。C、 ガスク ロマ ト グラフィー （ G C ) 純度 ： 9 9 . 8 %、 元素分析 ： 炭素 5 4 . 8 %ダ水素 0 . 9 8 % /酸素 4 4. 2 % ' 実施例 1 (線状ポリ イ ミ ド前駆体の製造、.イ ミ ド化およびポリ ィ ミ ド膜特性の評価）
よ く 乾燥した攪拌機付密閉反応容器中に 2， 2 — ビス（ 4 一（ 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） フエ,ニル） プロパン （以下 B A P P と称す る） 3 mm o 1 を入れ、 モ レキュ ラーシーブス 4 Aで十分に脱水 した NM P 7 . 3 m Lに溶解した後、 この溶液にメ ロ フ ァ ン酸二 無水物 （以下 M P D Aと称する） 粉末 3 mm o 1 を加えた。 室温 で 3 時間撹拌し透明、均一で粘稠な線状ポリ イ ミ ド前駆体溶液を 得た。
この線状ポリ ィ ミ ド前駆体溶液は、室温おょぴー 2 0 °Cでーケ 月 間放置しても沈澱、 ゲル化は全く 起こ らず、 極めて高い溶液貯 蔵安定を示した。 NM P中、 3 0 °C、 0. 5質量％の濃度でォス ト ワル ド粘度計にて測定した線状ポリ イ ミ
は 1 . 5 7 d L Z g であった。
こ の線.状ポリ イ ミ ド前駆体ワ ニスを適当に希釈後、脱水環化試 薬 （無水酢酸 Zピリ ジン =体積比 7 / 3 ) 1 0 m Lを滴下し、 室 温で 1 2時間攪拌してイ ミ ド化を行った。得られたポリイ ミ ドヮ ニスを大量のメ タ ノールに滴下し、ポリ イ ミ ドを粉末と して単離 した。 得られたポ リ イ ミ ド粉末を 8 0 °Cで真空乾燥後、 N M P に 再溶解 （ 1 2質量％) してワニス と し、 これをガラス基板上に塗 付、 8 0 °Cで 2時間温風乾燥して得たポリ イ ミ 膜をさ らに基板 上で減圧下 2 5 0 °Cで 2時間乾燥を行い、膜厚 2 0 mのポリ イ ミ ド膜を得た。 ·
こ のポリ イ ミ ド膜は完全に 2つ折り にしても破断せず、可撓性 を示した。 ポリ イ ミ ド粉末を用いて溶解性試験を行った結果、 N M Pの他に D MA c、 N， N—ジメ チルホルムア ミ ド、 γ —プチ ロ ラ ク ト ン、 ジメ チルスルホキシ ド、 ク ロ 口ホルムな どに室温で 高い溶解性を示した。 ポリ イ ミ ドの膜物性を表 1 に示す。
動的粘弾性測定を行った結果、 2 8 0 °Cにガラス転移点が見ら れ、 ガラス移転温度以上で貯蔵弾性率の急激な低下を示し、 高い 熱可塑性が見られた。引張試験を実施したと ころ'、ヤング率は 1 . 9 2 G P a 、 破断強度は 1 1 0 M P a と平凡な値であつたが、 破 断伸びは 1 6 1 . 2 %と極めて高い靭性を示した。 その他の膜物 性は線熱膨張係数 5 3 . 6 p p m/K , 5 %質量減少温度は窒素 中で 4 9 0 °C、 空気中で 4 5 7 °Cであった。 平均屈折率から見積 もった誘電率は 3 . 1 2 であった。 吸水率は 0 . 9 3 %と比較的 低い値を示した。 このよ う にこのポリ イ ミ ドは熱おょぴ溶液加工 性並びに 2 7 0 °Cを越える高いガラス転移温度、 高い熱安定性、 および極めて高い膜鞑性を示した。 ポリ イ ミ ド薄膜 （膜厚約 5 μ m) の赤外線吸収スぺク トルを図 1 に示す。 表 2 に溶解性試験の 結果を示す。 実施例 2
ジァミ ン成分と して B A P Pを用いる代わ り 1， 1， 1 , 3 , 3 , 3 —へキサフルォロ 一 2， 2 — ビス （ 4 一 （ 4 ーァ ミ ノ フエ ノ キシ） フエニル） プロパン （以下 H F B A P P と称する） を使 用 した以外は実施例 1 に記載した方法に従って、線状ポリ イ ミ ド 前駆体を製造し、 これをイ ミ ド化してポリ イ ミ ド膜を製膜した。 表 1 に膜物性データを示す。 2 7 0 °Cを越えるガラス転移温度、 極めて低い吸水率、 N M P、 D M A c などに対する高い溶解性、 高い熱可塑性、および十分な膜靭性を示した。ポリ イ ミ ド薄膜（膜 厚約 5 z m) の赤外線吸収スペク トルを図 2 に示す。 実施例 3
ジァ ミ ン成分と して B A P P を用いる代わ り に 3 , 4 ' ーォキ シジァ二リ ン （以下 3， 4 ' 一 O D A と称する） を使用 レた以外 は実施例 1 に記載した方法に従って、線状ポリ イ ミ ド前駆体を製 造し、 これをイ ミ ド化してポリ イ ミ ド膜を製膜した。 表 1 に膜物 性データを示す。 3 0 0 °Cを越えるガラス転移温度、 NM P、 D MA c などに対する高い溶解性、 高い熱可塑性、 および十分な膜 靭性を示した。 表 2 に溶解性試験の結果を示す。 ポリ イ ミ ド薄膜 (膜厚約 5 μ m ) の赤外線吸収スぺク トルを図 3 に示す。 実施例 4
ジァ ミ ン成分と して B A P P を用いる代わり に 2， 2 ' — ビス ( ト リ フルォロ メ チル) ベンジジン (以下 T F M B と称する） を 使用 した以外は実施例 1 に記載した方法に従って、線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、これをイ ミ ド化してポリ イ ミ ド膜を製膜した。 表 1 に膜物性データを示す。極めて高いガラ
D M A c などに対する高い溶解性、 高い熱可塑性、 および十分な 膜靭性を示した。 ポリ イ ミ ド薄膜 （膜厚約 の赤外線吸収 スぺク トルを図 4 に示す。 実施例 5
ジァ ミ ン成分と して B A P P を用いる代わ り に 1 ， 3 — ビス ( 4 一アミ ノ フエノ キシ） ベンゼン (以下 T P E— R と称する） を使用 した以外は実施例 1 に記載した方法に従って、線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、これをイ ミ ド化してポリ イ ミ ド膜を製膜し た。 得られたポリ イ ミ ドは十分に高いガラス転移温度、 N M P、 D MA c 'などに対する高い溶解性、 高い熱可塑性、 および十分な 膜靭性を示した。表 1 に膜物性データを示す。ポリ イ ミ ド薄膜（膜 厚約.5 z in) の赤外線吸収スペク トルを図 5 に示す。 実施例 6
ジァ ミ ン成分と して B A P P を単独で用いる代わり に、 B A P P と 4 , 4 ' 一 O D Aと を併用 した以外は実施例 1 に記載した方 法に従って、 線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、 これをイ ミ ド化し てポリ イ ミ ド膜を製膜した。 こ の時の共重合組成 （モル比） は B A P P ： 4 , 4 ， - O D A = 7 0 ： 3 0 である。 得られたポリ イ ミ ドは十分に高いガラス転移温度、 N M Pおよび D M A c などに 対する高い溶解性、高い熱可塑性、および十分な膜靭性を示した。 表 1 に膜物性データを示す。 表 2 に溶解性試験の結果を示す。 ポ リ イ ミ ド薄膜 （膜厚約 5 / m) の赤外線吸収スぺク トルを図 6 に 示す。 実施例 7 ジア ミ ン成分と して B A P P を単独で用 1
P と 4， 4 ' 一 O D Aを併用 した以外は実施例 1 に記載した方法 に従って、 線状ポリイ ミ ド前駆体を製造し、 これをイ ミ ド化して ポリイ ミ ド膜を製膜した。 こ の時の共重合組成 （モル比）.は： B A P P ： 4 , 4 ' - O D A = 6 0 ： 4 0 である。 得られた-ポリ イ ミ ドは十分に高いガラス転移温度、 N M Pおよび D M A c などに対 する高い溶解性、 高い熱可塑性、 および十分な膜靭性を示した。 表 1 に膜物性データを示す。 表 2 に溶解性試験の結果を示す。. 実施例 8 ' 、
ジア ミ ン成分と して B A P P を単独で用いる代わり に、 B A P P と 4， 4 ' 一 O D Aを併用 した以外は実施例 1 に記載した方法 に従って、 線.状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、 これをイ ミ ド化して ポリ イ ミ ド膜を製膜した。 この時の共重合組成 （モル比） は B A p p ： 4 , 4 ' - O D A = 5. 5 ： 4 5である。 得られたポリ イ ミ ドは十分に高いガラス転移温度、 N M Pおよび D M A c などに対 する高い溶解性'、 高い熱可塑性、 および十分な膜靭性を示した。 表 1 に膜物性データを示す。 実施例 9 .
ジアミ ン成分と して B A P P を単独で用いる代わ り に、： B A P p と 4， 4 ' 一 O D Aを併用 した以外は実施例 1 に記載した方法 に従って、 線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、 これをィ ミ ド化して ポリ イ ミ ド膜を製膜した。 こ の時の共重合組成 （モル比） は B A P P : 4， 4 ' 一 O D A = 5 0 : 5 0 である。 得られたポリイ ミ ドは十分に高いガラス転移温度、 N M Pおよび D M A c などに対 する高い溶解性、 高い熱可塑性、 および十分な膜靭性を示した。 表 1 に膜物性データを示す。 実施例 1 0
. ジァ ミ ン成分と して B A P P を単独で用いる代わり に、 B A P P と 4， 4 ' 一 O D Aを併用 した以外は実施例 1 に記載した方法 に従って、線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、これをィ.ミ ド化して、 ポリ イ ミ ド膜を製膜した。 この時の共重合組成 （モル比） は B A P P ： 4， 4， 一 O D A = 8 0 ： 2 0 である。 得られたポリイ ミ ドは十分に高いガラス転移温度、 NM P、 D MA c 等に対する高 い溶解性、 高い熱可塑性、 および十分な膜靭性を示した。 表 1 に 膜物性データを示す。 く剥離試験 ： ピール強度 >
剥離試験の結果を表 3 に示す。 2層銅張積層板の試験片を用い た場合、 1 . O k g f Z c m近く あるいはそれ以上のピール強度 を示し、本発明のポリ イ ミ ドと銅箔との十分な密着性が確認され た。また、擬似 2層銅張積層板の試験片を用いた場合においても、 接着促進剤を全く 使用せずに 0 . 8 4 ~ 1 . 2 k g f / c mの十 分なピール強度が得られた。 比較例 1
テ ト ラカルボン酸二無水物成分と してメ 口 フ ァ ン酸二無水物 (M P D A) の代わ り にピロメ リ ッ ト酸ニ無水物 （以下 P MD A と称する） を使用 し、 ジァミ ン成分と して B A P P を用いて実施 例 1 に記載した方法に従って、線状ポリ イ ミ ド前駆体を重合した。 得られた溶液に実施例 1 に記載した方法に従って脱水環化試薬 を投入して、 ィ ミ ド化を試みたが、 溶液がゲル化したため、 次に 示す条件で加熱してイ ミ ド化してポリ イ ミ ド膜を作製した。まず、 線状ポリ イ ミ ド前駆体溶液をガラス基板上に塗布し、 6 0 °Cで 2 時間乾燥させ、次いで 3 5 0 °Cで 2時間真空 .
ィ ミ ドフィルムを得た。 表 1 に膜物性データを示す。 高いガラス 転移温度および高い膜靭性を示したが、様々な溶媒を用いて溶解 性試験を試みたが全く溶解性を示さず、溶液加工性を全く 有して いなかった （表 2 ) 。 これはテ トラカルボン酸二無水物成分にメ 口 フ ァ ン酸二無水物 （M P D A) を使用 しなかったためである。 このよ う にこのポリ イ ミ ドは溶媒に全く 不溶であったため、表中 の固有粘度値はポリ イ ミ ドの代わ り に線状ポ リ イ ミ ド前駆体を 用いて求めた値を示した。 比較例 2
ジァ ミ ン成分と して B A P Pの代わり に 3， 4 ' 一 O D Aを用 いた以外は比較例 1 に記載した方法に従って線状ポ リ.ィ ミ ド前 駆体を製造し、 これをィ ミ ド化してポリ イ ミ ド膜を製膜した。 表 1 に膜物性データを示す。このポリ イ ミ ド膜は動的粘弾性測定か らは明瞭なガラス転移が観測されず、耐熱性接着剤に適用するた めに必要な熱可塑性が全く 不十分であった。また様々 な溶 を用' いて溶解性試験を試みたが全く 溶解性を示さず、溶液加工性も全 く 有していなかった （表 2 ) 。 これはテ ト ラカルボン酸二無水物 成分にメ ロ ファ ン酸二無水物 （M P D A) を使用 しなかったため である。 このよ う にこのポリ ィ ミ ドは溶媒に全く 不溶であったた め、表中の固有粘度値はポリ イ ミ ドの代わり に線状ポ リ イ ミ ド前 駆体を用いて求めた値を示した。 比較例 3
ジア ミ ン成分と して B A P P を単独で使用する代わ り に 4， 4 '— O D Aを併用 した以外は比較例 1 に記載した方法に従って 線状ポリ イ ミ ド前駆体を重合、イ ミ ド化およびポリ イ ミ ド膜を製 膜した。 こ の時の共重合組成 （モル比） は∑
O D A = 7 0 ： 3 0 である。 表 1 に膜物性データを示す。 高いガ ラ ス転移温度および高い膜靭性を示したが、様々な溶媒を用いて 溶解性試験を試みたが全く溶解性を示さず、溶液加工性を全く 有 していなかった （表 2 ) 。 これはテ ト ラカルボン酸二無水物成分 にメ 口 フ ァ ン酸二無水物を使用 しなかったためである。.このよ う にこのポリ イ ミ ドは溶媒に全く 不溶であったため、表中の固有粘 度値はポ リ イ ミ ドの代わ り に線状ポリ イ ミ ド前駆体を用いて求 めた値を示した。 比較例 4
ジア ミ ン成分と して B A P P を単独で使用する代わ り に 4， 4 '一 O D Aを併用 した以外は比較例 .1 に記載した方法に従って 線状ポリ イ ミ ド前駆体を製造し、これをイ ミ ド化してポリ イ ミ ド 膜を製膜した。 こ の時の共重合組成 （モル比） は B A P P ： 4， 4 ' - O D A = 6 0 ： 4 0である。 表 1 に膜物性データを示す。 高.いガラス転移温度および高い膜靭 ftを示したが、様々 な溶媒を 用いて溶解性試験を試みたが全く 溶解性を示さず、溶液加工性を 全く 有していなかった （表 2 ) 。 これはテ トラカルボン酸二無水 物成分にメ ロ フ ァ ン酸二無水物 （M P D A ) を使用 しなかったた めである。 このよ う にこのポリ イ ミ ドは溶媒に全く 不溶であった ため、表中の固有粘度値はポリ イ ミ ドの代わ り に線状ポリ イ ミ ド 前駆体を用いて求めた値を示した。 表 1一 1 ポリイミ ド膜の物性
Figure imgf000040_0001
*表中の 「-」 は未測定を意味する。 表 1― 2 ポリイミ ド膜の物性
Figure imgf000041_0001
*表中の 「-」 は未測定を意味する。 表 2
Figure imgf000042_0001
++:室温で速やかに溶解、 +:加熱により溶解、 土：加熱により部分的に溶解 一：不溶
DMF： N, N—ジメチルホルムアミ ド
GB L： ァーブチロラク トン
DMSO： ジメチルスルホキシド
THF：テトラヒ ドロフラン
なお、表 2では代表的な実施例のみを試験して結果を記載した。
058891 表 3
Figure imgf000043_0001
なお、表 3では代表的な実施例のみを試験して結果を記載した。
産業上の利用可能性 ·
本発明の線状ポリ イ ミ ド前駆体およびポリ イ ミ ドは、優れた溶 解性および熱可塑性を有し、かつ高いガラス転移温度および高い 靱性を併せ持つこ とから、次世代のフ レキシブルプリ ン ト配線回 路 （ F P C ) 用接着剤用樹脂などと して極めて有用である。

Claims

1 .
0. S d L Z g以上の固有粘度を有し、 かつ下記一般式 （ 1 ) および一般式 （ 2 ) からなる群よ り選ばれる少なく と も · 1 つの式 で表される繰り返し単位からなる線状ポリ イ ミ ド前駆体。 言 の 囲
Figure imgf000044_0001
(一般式 （ 1 ) および （ 2 ) 中、 Xは、 1， 4 一 ビス （ 4 ーァ ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼンの残基おょぴビス （ 4 ーァ ミ ノ 一 3 —メ チルフエニル）メ タンの残基以外の 2価の芳香族基或は脂肪族基 を表す。 ） '
2 .
該 Xが、 下記一般式 （ 3 ) で表される'基を含む 2価基で、 該ー 般式（ 3 ) の基の該 Xに対するモル分率を Y とする と、該 Yが 0 . 1〜 1 . 0である請求項 1 に記載の線状ポリ イ ミ ド前駆体。
Figure imgf000044_0002
(一般式 （ 3 ) 中、 2個の Rは同一または
ト リ フルォロメ チル基を表す。 ） -
3 .
メ 口 ファ ン酸ニ無水物およびその誘導体から選ばれる少なく と も 1種のモノ マーと、 1 , 4 一 ビス （ 4 一ア ミ ノ フエノ キシ） ベンゼンおよびビス ( 4 —ア ミ ノ ー 3 —メ チルフエ -ル） メ タ ン 以外のジア ミ ンモ ノ マーを、 合計モノ マー濃度が 1 0〜 5 0質 量。 /0である有機溶媒中で、溶液粘度が最大になる時間まで重合す る請求項 1 に記載の線状ポリ イ ミ ド前駆体の製造方法。
4 . .
下記一般式 （ 4 ) で表される繰り 返し単位を含み、 かつ 0 . 5 d L Z g以上の固有粘度を有するポリ イ ミ ド。
Figure imgf000045_0001
(—般式 （ 4 ) 中、 Xは、 1， 4 一 ビス （ 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼンの残基おょぴビス ( 4 一ア ミ ノ ー 3 —メ チルフエニル） メ タ ンの残基以外の 2価の芳香族基或は脂肪族基を表す。 ） 該 Xが、 下記一般式 （ 3 ) で表される基を含む 2価基で、 該ー 般式（ 3 ) の基の該 Xに対するモル分率を Z とする と、該 Zが 0 . 1 ~ 1 . 0 である請求項 4 に記載のポリ イ ミ ド。
Figure imgf000045_0002
(一般式 （ 3 ) 中、 2個の Rは同一または異なるメ チル基または ト リ フルォロ メ チル基を表す。 ）
6 .
2 7 0 °C以上のガラス転移温度、非プロ ト ン性有機溶媒への溶 解度が 1 0質量％以上、銅箔と積層体を作製した際ピール強度が 0 . 8 k g f c m以上、 および破断伸ぴ 1 0 %以上の膜靱性を 有する請求項 4 に記載のポリ ィ ミ ド。
7 .
請求項 1 に記載の線状ポリ イ ミ ド前駆体の溶液を、熱および脱 水環化試薬からなる群よ り選ばれる少なく と も 1種を用いて処理 する請求項 4 に記載のポリ イ ミ ドの製造方法。
8 .
メ ロ フ ァ ン酸二無水物おょぴその誘導体から選ばれる少なく と も 1種のモ ノ マー と 、 1 ， 4 一 ビス （ 4 一ア ミ ノ フ エ ノ キシ） ベンゼンお よび ビス ( 4 一ア ミ ノ ー 3 — メ チルフ エ -ル） メ タ ン 以外のジァ ミ ンモ ノ マーを溶媒中で反応させ、対応する反応中間 体を単離する こ と なく 、ワ ンポッ トで重縮合反応する請求項 4 に 記載のポリ イ ミ ドの製造方法。
9 .
請求項 4 6 のいずれか 1 項に記載のポ リ ィ ミ ドを含有する 耐熱性接着剤。
1 0 .
請求項 9 に記載の耐熱性接着剤、非熱可塑性ポリ イ ミ ドフ ィ ル ムおよび銅箔からなる銅張積層板。
1 1 .
請求項 1 0 に記載の銅張積層板を用いたフ レキ シブルプリ ン ト配線回路。
1 2 .
請求項 1 0 に記載の銅張積層板の錮層を、エッチングして得ら れたフ レキシブルプリ ン ト配線回路。
1 3 .
下記一般式（ 1 ) または（ 2 ) .で表される繰り 返し単位を含み、 かつ 0 . 5 d LZ g以上の固有粘度を有する こ と を特徴とする線 状ポリイ ミ ド前駆体。
Figure imgf000047_0001
(一般式 （ 1 ) および （ 2 ) 中、 Xは、 1 , 4 一 ビス （ 4 一ア ミ ノ フエ ノ キシ） ベンゼンの残基おょぴビス （ 4 ーァ ミ ノ 一 3 —メ チルフエニル）メ タ ンの残基以外の 2価の芳香族基或は脂肪族基 を表す。 ）
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