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WO2022210321A1 - ポリアミド酸組成物、ポリイミド組成物、接着剤および積層体 - Google Patents

ポリアミド酸組成物、ポリイミド組成物、接着剤および積層体 Download PDF

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WO2022210321A1
WO2022210321A1 PCT/JP2022/014235 JP2022014235W WO2022210321A1 WO 2022210321 A1 WO2022210321 A1 WO 2022210321A1 JP 2022014235 W JP2022014235 W JP 2022014235W WO 2022210321 A1 WO2022210321 A1 WO 2022210321A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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monomer
polyamic acid
polyimide
skeleton
mol
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2022/014235
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真喜 岡崎
昂 高瀬
達宣 浦上
佳広 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
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Priority to CN202280024787.8A priority patent/CN117120511A/zh
Priority to KR1020237032154A priority patent/KR20230147686A/ko
Priority to US18/551,672 priority patent/US20240182645A1/en
Publication of WO2022210321A1 publication Critical patent/WO2022210321A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00Compositions for adhesives

Definitions

  • the present disclosure relates to polyamic acid compositions, polyimide compositions, adhesives and laminates.
  • thermoplastic polyimide has the advantage of having high heat resistance and a relatively short thermosetting reaction. Therefore, the use of varnishes and films containing thermoplastic polyimides has been investigated.
  • Patent Document 1 a method using solvent-soluble polyimide varnish has been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
  • a varnish comprising:
  • Patent Document 2 discloses a polyimide resin composition containing a monomer (A) having a benzophenone skeleton as an aromatic monomer and a polyimide resin having a diamine terminal group.
  • the manufacturing process of electronic circuit boards, semiconductor devices, etc. involves heating processes such as electrode film formation and rewiring processes, so the thermoplastic polyimide film used in these processes is required to have heat resistance to withstand such high temperatures.
  • the polyimide obtained from the polyimide varnish of Patent Document 1 did not have sufficient heat resistance.
  • the polyimide obtained from the polyimide varnish of Patent Document 2 has sufficient heat resistance, there is a demand for further improvement in handling of the varnish. That is, the solvent in the polyimide varnish easily absorbs moisture in the atmosphere during coating, and as a result, the polyimide tends to precipitate. A polyimide film obtained from such a precipitated state may have an uneven film surface, which may adversely affect physical properties.
  • the present inventors found that white precipitation can be highly suppressed by using a varnish containing polyamic acid.
  • they have found a new problem that the solubility (re-solubility) in a solvent of a polyimide film obtained from a polyamic acid varnish is low.
  • thermoplastic polyimide film be applied as an adhesive and then peeled off without any adhesive residue.
  • a peeling method there are laser lift-off (LLO), mechanical peeling, and a method of dissolving and removing with a solvent, etc., but from the viewpoint of easy peeling at low cost, it can be dissolved and removed with a solvent, that is, re-dissolving the polyimide film. High quality is required.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and aims to provide a polyamic acid composition capable of imparting a polyimide film having excellent handleability and high heat resistance and re-solubility. do.
  • Another object of the present invention is to provide a polyimide composition, an adhesive and a laminate using the polyamic acid composition.
  • the polyamic acid composition of the present disclosure is a composition containing a polyamic acid, wherein the monomers constituting the polyamic acid are fatty acids having 3 or more carbon atoms in the main chain with respect to the total monomers constituting the polyamic acid.
  • the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton contains 20 mol% or more of the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings with respect to the total of the monomers constituting the polyamic acid.
  • the polyimide composition of the present disclosure is a composition containing a polyimide, wherein the monomers constituting the polyimide have an aliphatic chain having 3 or more carbon atoms in the main chain with respect to the total monomers constituting the polyimide.
  • the aromatic monomer contains 95 mol% or more of an aromatic monomer that does not contain a polyimide, and the aromatic monomer does not have a biphenyl skeleton and a benzophenone skeleton with respect to the total amount of monomers constituting the polyimide, and has general formula (1) or (2) 40 to 95 mol% of the represented monomer (A) having a diphenyl ether skeleton, 0 to 60 mol% of the monomer (B) having a benzophenone skeleton, and 0 to 60 mol% of the monomer (C) having a biphenyl skeleton and the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton contains 20 mol% or more of a monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings with respect to the total monomers constituting the polyimide, and constitutes the polyimide
  • the molar ratio of diamine and tetracarboxylic dianhydride, which are the monomers, is diamine/tetracarbox
  • the adhesive of the present disclosure contains the polyimide composition of the present disclosure.
  • the laminate of the present disclosure has a substrate and a resin layer containing the polyimide composition of the present disclosure disposed on the substrate.
  • a polyamic acid composition capable of imparting a polyimide film having excellent handleability and high heat resistance and re-solubility. It is also possible to provide a polyimide composition, an adhesive and a laminate using the polyamic acid composition.
  • FIGS. 1A to 1H are cross-sectional schematic diagrams showing an example of a process of processing a silicon substrate using the polyimide composition of the present disclosure as a temporary fixing adhesive.
  • a numerical range represented by " ⁇ " means a range including the numerical values before and after " ⁇ " as the lower and upper limits, respectively.
  • the upper limit or lower limit described in a certain numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another numerical range described stepwise.
  • polyimide varnishes have low solubility in polyimide solvents, so they tend to precipitate white during storage and are poor in handleability. This tendency is particularly pronounced in polyimides containing many rigid structures derived from aromatic monomers.
  • the molecular end of the polyamic acid is an acid anhydride group (specifically, the tetracarboxylic dianhydride constituting the polyamic acid is more than the diamine), so that the polyamic acid is rigid. Also, it is thought that the interaction within or between the molecular chains of the resulting polyimide is reduced, and the solubility (re-solubility) in a solvent after being formed into a polyimide film can be increased. That is, it is possible to obtain a polyimide film having high heat resistance and excellent re-solubility while suppressing deposition of varnish and improving handleability.
  • the configuration of the present invention will be described below.
  • polyamic acid composition contains a specific polyamic acid and may optionally further contain other optional ingredients such as a solvent.
  • Polyamic Acid Polyamic acid is a polymer obtained by polycondensation of tetracarboxylic dianhydride and diamine. That is, monomers constituting polyamic acid include tetracarboxylic dianhydride and diamine.
  • the monomers composing the polyamic acid contain 95 mol% or more of an aromatic monomer having no aliphatic chain with 3 or more carbon atoms in the main chain relative to the total monomers composing the polyamic acid.
  • the aromatic monomer By including 95 mol % or more of the aromatic monomer, the heat resistance of the obtained polyimide can be enhanced.
  • the monomers constituting the polyamic acid are preferably composed of aromatic monomers.
  • Aromatic monomers constituting the polyamic acid include a monomer (A) having a diphenyl ether skeleton (hereinafter also referred to as "monomer (A) having a diphenyl ether skeleton") without having a biphenyl skeleton and a benzophenone skeleton, and optionally may further contain at least one of a monomer (B) having a benzophenone skeleton and a monomer (C) having a biphenyl skeleton.
  • A diphenyl ether skeleton
  • B monomer having a benzophenone skeleton
  • C monomer having a biphenyl skeleton
  • the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton has a diphenyl ether skeleton represented by general formula (1) or (2), as described above.
  • the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton can impart appropriate rigidity to the polyamic acid and impart heat resistance to the resulting polyimide.
  • the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton preferably contains a monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings.
  • the aromatic ring of the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings is preferably a benzene ring.
  • the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings may be an aromatic tetracarboxylic dianhydride or an aromatic diamine.
  • aromatic tetracarboxylic dianhydrides that are monomers (A-1) having 3 or more aromatic rings include 4,4′-(4,4′-isopropylidenediphenoxy)bisphthalic anhydride, 1 , 3-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride and 1,4-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride.
  • aromatic tetracarboxylic dianhydride which is the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings, also include the following compounds.
  • aromatic diamines that are monomers (A-1) having 3 or more aromatic rings include aromatic diamines represented by general formula (3).
  • X is an arylene group having 6 to 10 carbon atoms or a group represented by the following formula ( ⁇ ), and n is an integer of 1-3. From the standpoint of availability, n is preferably 1.
  • Y is an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfone group, a methylene group, a fluorene structure, —CR 1 R 2 — (R 1 and R 2 are substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group or phenyl group).
  • alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms as R 1 and R 2 include methyl group, ethyl group, propyl group, trifluoropropyl group and the like.
  • R 1 and R 2 can be an isopropylidene group or a hexafluoroisopropylidene group.
  • R 1 and R 2 may combine with each other to form a ring.
  • the ring formed by combining R 1 and R 2 may include a cyclohexane ring and a cyclopentane ring, and these rings may be condensed with an aromatic ring such as a benzene ring. Since such a linking group has a three-dimensionally expanding structure, it is easy to improve the resolubility of the obtained polyimide.
  • the compound represented by the general formula (3) has a moderately bulky group and has a structure in which the molecular chains can move freely, so it is presumed that packing between the polyimide molecular chains is easily suppressed. As a result, it is presumed that the re-solubility of the polyimide film in the solvent can be enhanced.
  • 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, aromatic diamines represented by general formula (3) is more preferred.
  • 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, and bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfide are more 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane is preferable from the viewpoint of mechanical properties (elongation).
  • aromatic diamine which is the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings
  • diamines represented by the following formulas include diamines represented by the following formulas.
  • the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings preferably contains the aromatic diamine.
  • the lower limit of the content of the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings is 20 mol% or more with respect to the total monomers constituting the polyamic acid from the viewpoint of obtaining a polyimide having good heat resistance. is preferred, 30 mol % or more is more preferred, and 40 mol % or more is even more preferred.
  • the upper limit of the content of the monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings is preferably 80 mol% or less, preferably 70 mol% or less, from the viewpoint of obtaining a polyimide having good heat resistance. is more preferable, and 60 mol % or less is even more preferable.
  • the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton may further contain a monomer (A-2) having a diphenyl ether skeleton other than the above.
  • Another monomer having a diphenyl ether skeleton (A-2) is an aromatic tetracarboxylic dianhydride (preferably 4,4'-oxydiphthalic dianhydride) having a diphenyl ether skeleton represented by general formula (1).
  • aromatic tetracarboxylic dianhydride preferably 4,4'-oxydiphthalic dianhydride
  • the aromatic tetracarboxylic dianhydride tends to increase the flexibility of the polyamic acid, and tends to increase the re-solubility of the obtained polyimide.
  • the aromatic monomers constituting the polyamic acid may further contain a monomer (B) having a benzophenone skeleton.
  • the monomer (B) having a benzophenone skeleton can enhance the heat resistance by using it within a range that does not significantly impair the re-solubility of the polyamic acid (or the resulting polyimide).
  • the monomer (B) having a benzophenone skeleton may be an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a benzophenone skeleton, or an aromatic diamine having a benzophenone skeleton.
  • aromatic tetracarboxylic dianhydrides having a benzophenone skeleton include the following compounds.
  • aromatic diamines having a benzophenone skeleton examples include 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-bis[4-(4-amino- ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl)phenoxy]benzophenone and compounds represented by the following formula (4) are included.
  • the monomer (B) having a benzophenone skeleton preferably contains an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a benzophenone skeleton.
  • the aromatic monomers constituting the polyamic acid further contain a monomer (C) having a biphenyl skeleton.
  • the monomer (C) having a biphenyl skeleton tends to increase the rigidity of the polyamic acid and the heat resistance of the obtained polyimide.
  • the monomer (C) having a biphenyl skeleton may be an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a biphenyl skeleton or an aromatic diamine having a biphenyl skeleton.
  • aromatic tetracarboxylic dianhydrides having a biphenyl skeleton examples include 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3′,3,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, Anhydrides, 4,4′-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)biphenyl dianhydride, 2,2′,3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and the like are included.
  • aromatic diamines having a biphenyl skeleton examples include 4,4'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 3,3'-bis(4-amino phenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, 3,3'-dimethyl Benzidine, 3,4'-dimethylbenzidine, 4,4'-dimethylbenzidine.
  • 4,4′-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 4,4′-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 3,3′-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 2,2′-bis (Trifluoromethyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine is preferred.
  • the monomer (C) having a biphenyl skeleton preferably contains an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a biphenyl skeleton.
  • the acid dianhydride which is a monomer that constitutes polyamic acid, is an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a biphenyl skeleton (monomer (C) having a biphenyl skeleton) and an aromatic tetracarboxylic dianhydride having a benzophenone skeleton.
  • A diphenyl ether skeleton
  • the aromatic monomers constituting the polyamic acid are 40 to 95 mol% of the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton and 0 to 60 mol% of the monomer (B) having a benzophenone skeleton with respect to the total monomers constituting the polyamic acid.
  • mol % and 0 to 60 mol % of the monomer (C) having a biphenyl skeleton are preferably 5 to 60 mol % relative to the total monomers constituting the polyamic acid.
  • the aromatic monomers constituting the polyamic acid preferably contain 40 to 70 mol% of the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton and benzophenone with respect to the total of the monomers constituting the polyamic acid. It contains 5 to 30 mol % of the monomer (B) having a skeleton and 25 to 45 mol % of the monomer (C) having a biphenyl skeleton.
  • the aromatic monomer constituting the polyamic acid is, with respect to the total monomers constituting the polyamic acid, It contains 40 to 60 mol % of the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton, 0 to 5 mol % of the monomer (B) having a benzophenone skeleton, and 40 to 45 mol % of the monomer (C) having a biphenyl skeleton.
  • the ratio (B)/((B)+(C)) of the monomer (B) having a benzophenone skeleton to the sum of the monomer (B) having a benzophenone skeleton and the monomer (C) having a biphenyl skeleton is For example, it can be 0.3 or less, preferably 0.2 or less.
  • the heat resistance, particularly the glass transition temperature (Tg) of the resulting polyimide can be further increased (while ensuring re-solubility).
  • the monomer composition of polyamic acid can be confirmed by hydrolyzing with a strong base, such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, and analyzing the separated components by NMR analysis.
  • a strong base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide
  • Monomers constituting polyamic acid may further contain monomers other than aromatic monomers, such as aliphatic monomers and alicyclic monomers, if necessary.
  • the tetracarboxylic dianhydride component (a mol) to be reacted should be larger than the diamine component (b mol).
  • b/a When b/a is 0.999 or less, the obtained polyimide tends to have an acid anhydride group at its molecular terminal, so that re-solubility can be easily obtained.
  • b/a can also be specified as a charging ratio of the tetracarboxylic dianhydride component (a mol) and the diamine component (b mol) to be reacted.
  • Polyamic acid may be a random polymer or a block polymer.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of polyamic acid is preferably 0.4 to 1.5 dL/g, more preferably 0.5 to 1.5 dL/g.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of polyamic acid is determined by Ubbelohde viscosity tube at 25° C. when polyamic acid is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to a concentration of 0.5 g/dL. It is the measured value.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of the polyamic acid When the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of the polyamic acid is 1.5 dL/g or less, it can be formed into a film while maintaining a solid content concentration to some extent, which facilitates handling.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of polyamic acid is determined by Ubbelohde viscosity tube at 25° C. when polyamic acid is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to a concentration of 0.5 g/dL. It is an average value measured three times.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of polyamic acid can be adjusted by changing the ratio of diamine and acid dianhydride, which are the monomers that make up polyamic acid.
  • Polyamic acid can exhibit heat resistance (Tg, T d5 ) and re-solubility, which will be described later, when imidized to form a polyimide (film).
  • the polyamic acid composition of the present disclosure may, if necessary, further contain components other than the polyamic acid described above.
  • the polyamic acid composition may further contain a solvent.
  • the solvent may be a solvent used for preparing polyamic acid, and is not particularly limited as long as it can dissolve the diamine component and the tetracarboxylic dianhydride component described above.
  • an aprotic solvent, an alcoholic solvent, or the like can be used.
  • aprotic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, 1,3-dimethyl-2-imidazolide non, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, etc.; ether compounds such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-(methoxymethoxy)ethoxyethanol, 2-isopropoxyethanol, 2-butoxyethanol , tetrahydrofurfuryl alcohol, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2- propanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono
  • alcoholic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1 ,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-butene-1,4-diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,2,6-hexanetriol, Diacetone alcohol and the like are included.
  • solvents may contain only one type, or may be a combination of two or more types.
  • N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide or a mixed solvent thereof is preferred.
  • the concentration of the resin solid content in the polyamic acid composition (varnish) is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 30% by weight, from the viewpoint of improving coatability.
  • the polyamic acid composition can be obtained by blending a tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component in a solvent and subjecting them to a dehydration reaction.
  • the types of solvent, tetracarboxylic dianhydride component, and diamine component to be used and their quantitative ratios are as described above.
  • the reaction for obtaining the amic acid composition is preferably carried out by heating the above-described tetracarboxylic dianhydride and diamine in a solvent at a relatively low temperature (a temperature at which imidization does not occur). .
  • the temperature at which imidization does not occur can be specifically 5 to 120°C. More preferably, it can be 25 to 80°C.
  • the reaction is preferably carried out in an environment in which an imidization catalyst (for example, triethylamine, etc.) is substantially absent.
  • the polyimide composition of the present disclosure includes a specific polyimide obtained by imidating the polyamic acid contained in the polyamic acid composition described above.
  • a polyimide composition containing such a specific polyimide is obtained by heating the aforementioned polyamic acid composition to imidize the polyamic acid.
  • the polyimide composition of the present disclosure may be a film.
  • the temperature at which the polyamic acid composition is imidized can be, for example, 150 to 300°C. Therefore, if the temperature of the coating film is rapidly raised to over 300° C., the polyamic acid on the surface of the coating film is imidized before the solvent volatilizes from the coating film. As a result, the solvent remaining in the coating film causes air bubbles or irregularities on the surface of the coating film. Therefore, it is preferable to gradually raise the temperature of the coating film in the temperature range of 50 to 300°C.
  • the heating rate in the temperature range of 50 to 300° C. is preferably 0.25 to 50° C./min, more preferably 1 to 40° C./min, and 2 to 30° C./min.
  • Heating is preferably carried out in a temperature range of 50 to 300° C. for 30 minutes.
  • a preferable imidization condition is to raise the temperature from 50° C. to 250° C. at a rate of 5° C./min in an air atmosphere and heat at 250° C. for 30 minutes.
  • the temperature may be raised continuously or stepwise (sequentially), but it is preferable to raise the temperature continuously from the viewpoint of suppressing appearance defects of the resulting polyimide film.
  • the rate of temperature increase may be constant over the entire temperature range described above, or may be changed in the middle.
  • the polyimide composition obtained by heating the polyamic acid composition of the present invention under the above conditions and imidizing it preferably satisfies the following physical properties.
  • the glass transition temperature of the polyimide film is preferably 130°C or higher and lower than 260°C, more preferably 160 to 220°C.
  • a polyimide having a glass transition temperature within the above range has good heat resistance, and is therefore suitable as an adhesive for use in electronic circuit boards, semiconductor devices, and the like.
  • the glass transition temperature of the polyimide film can be measured by the following method.
  • the obtained polyimide film is cut into a size of 5 mm in width and 22 mm in length.
  • the glass transition temperature (Tg) of the obtained sample is measured with a thermal analyzer (eg, TMA-50 manufactured by Shimadzu Corporation).
  • TMA-50 manufactured by Shimadzu Corporation
  • the TMA curve was obtained by measuring under the conditions of a temperature increase rate of 5 ° C./min and a tensile mode (100 mN) in an air atmosphere, and the inflection point of the TMA curve due to the glass transition
  • the value of the glass transition temperature (Tg) can be determined by extrapolating the curve of .
  • the 5% weight loss temperature (T d5 ) of the polyimide film in an air atmosphere is preferably 450° C. or higher, more preferably 500° C. or higher, from the same viewpoint as above.
  • the upper limit of T d5 of polyimide is not particularly limited, but can be set to 600° C., for example.
  • the 5% weight loss temperature (T d5 ) of the polyimide film can be measured using a thermogravimetric analyzer. Specifically, the sample is sampled, the scanning temperature is set to 30 to 900 ° C., and the temperature is the temperature at which the mass of the sample decreases by 5% by heating in an air atmosphere at a temperature increase rate of 10 ° C./min. can be measured as
  • the Tg and Td5 of the polyimide film can be adjusted by the monomer composition of polyamic acid. For example, the content of the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton (preferably an aromatic diamine having a diphenyl ether skeleton) constituting the polyamic acid is increased, or the monomer (C) having a biphenyl skeleton (preferably an aromatic diamine having a biphenyl skeleton) is increased.
  • the Tg and Td5 of the resulting polyimide film can be increased by increasing the content of the group tetracarboxylic acid dianhydride).
  • the polyimide film obtained by imidating the polyamic acid composition preferably has high solubility in the solvent, for example, when used as an adhesive, from the viewpoint of dissolving it in the solvent and making it easy to peel off. .
  • a polyimide film having a thickness of 20 ⁇ m obtained by imidating a polyamic acid composition was immersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) at 80° C. for 20 minutes under the conditions described later, and then filtered with filter paper. is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 95% or more.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • dissolution rate (%) [1 - [(weight of filter paper after filtration and drying) - (weight of filter paper before use)]/(weight of film before immersion)] x 100
  • Redissolubility can be measured by the following procedure. 1) A polyimide film obtained by imidating the polyamic acid composition described above was cut into a sample having a thickness of 20 ⁇ m and a size of 2.0 cm ⁇ 2.0 cm, and the weight (the weight of the film before immersion) was measured. Measure.
  • the heating rate in the temperature range of 50 to 300° C. is preferably 0.25 to 50° C./min, preferably 1 to 40° C./min, in an air atmosphere. More preferably, it is 2 to 30° C./min. Heating may be in the temperature range of 50-300° C. for 30 minutes.
  • a preferable imidization condition is heating from 50° C. to 250° C.
  • the sample was added to N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to give a concentration of 1% by mass as a sample solution, and the resulting sample solution was placed in an oven heated to 80°C for 20 minutes. Let stand for 1 minute. Thereafter, the sample solution is taken out from the oven, filtered through filter paper, and dried at 100° C. under reduced pressure. Then, the weight of the filter paper after filtration and drying is measured.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the resolubility of the polyimide film can be adjusted by the type and composition of the polyamic acid molecular end group, which is the precursor of the polyimide film. For example, by using an acid anhydride group as the molecular terminal group of the polyamic acid, the re-solubility of the obtained polyimide tends to be enhanced. Further, as a monomer constituting the polyamic acid, increasing the content of the monomer (A) having a diphenyl ether skeleton (preferably aromatic tetracarboxylic dianhydride having a diphenyl ether skeleton) increases the re-solubility of the resulting polyimide. Cheap.
  • the actually produced polyimide film (that is, the polyimide film when the thickness is used) may also satisfy the above dissolution rate.
  • the polyamic acid composition of the present disclosure can provide a polyimide having high heat resistance and resolubility while having good handleability. Therefore, the polyimide composition obtained from the polyamic acid composition of the present disclosure is particularly suitable for applications that require heat resistance and resolubility; for example, adhesives and sealing materials in electronic circuit board members, semiconductor devices, surge parts, It can be an insulating material, a substrate material or a protective material.
  • the substrate can be a laminate having a substrate and a resin layer containing the polyimide composition of the present disclosure disposed thereon.
  • it can be a laminate having a substrate and a resin layer containing the polyimide composition of the present disclosure disposed on the substrate in contact with the substrate.
  • the material constituting the substrate is not particularly limited as long as it is commonly used. That is, the material that constitutes the base material may be, for example, silicon, ceramics, metal, or resin, depending on the application. Examples of metals include silicon, copper, aluminum, SUS, iron, magnesium, nickel, alumina, and the like.
  • the substrate more preferably contains at least one element selected from the group consisting of Si, Ga, Ge and As, and is a semiconductor containing at least one element selected from the group consisting of Si, Ga, Ge and As. A substrate is more preferable.
  • the laminate can be produced, for example, through a step of applying the polyamic acid composition of the present disclosure onto a base material and then imidating it by heating to form a resin layer made of the polyimide composition.
  • the heating temperature of the coating film can be a temperature suitable for imidization, as described above.
  • the polyimide compositions of the present disclosure can be used as insulating substrates or adhesives in circuit boards; particularly flexible circuit boards.
  • a flexible circuit board can have a metal foil (substrate) and an insulating layer of the polyimide composition of the present disclosure (obtained from the polyamic acid composition of the present disclosure) disposed thereon.
  • the flexible circuit board can have an insulating resin film (base material), an adhesive layer made of the polyimide composition of the present disclosure, and a metal foil.
  • the polyimide composition of the present disclosure is an adhesive that bonds semiconductor chips together, an adhesive that bonds a semiconductor chip to a substrate, a protective material that protects the circuit of a semiconductor chip, an embedding material that embeds a semiconductor chip (sealing material ) and so on.
  • the semiconductor member of the present disclosure includes a semiconductor chip (base material) and a resin layer made of the polyimide composition of the present disclosure (obtained from the polyamic acid composition of the present disclosure) disposed on at least one surface thereof.
  • Semiconductor chips include diodes, transistors, integrated circuits (ICs), and power devices.
  • the resin layer made of the polyimide composition may be arranged on the surface of the semiconductor chip on which terminals are formed (terminal forming surface), or may be arranged on a surface different from the terminal forming surface.
  • the thickness of the layer made of the polyimide composition is preferably about 1 to 100 ⁇ m when the polyimide composition is used as an adhesive layer, for example.
  • the thickness is preferably about 2 to 200 ⁇ m.
  • Adhesive for surge parts The polyimide composition of the present disclosure is used to protect surge parts (surge absorber), or a sealant for surge components. By using the polyimide composition of the present disclosure as an adhesive or a sealing material, it is possible to bond or seal the surge component at a low temperature, and the withstand voltage and heat resistance are sufficient.
  • the polyimide composition of the present disclosure has high heat resistance and re-solubility, so it is used as an adhesive for semiconductor members, electronic circuit board members, surge components, etc.; It is preferably used as an adhesive, an adhesive for coverlay films, or an adhesive for bonding sheets.
  • an electronic device such as an electronic circuit board or a semiconductor member includes, for example, a process of preparing a laminate having a base material, a resin layer, and a handling board, a process of processing the base material, and a process of dissolving the resin layer in a solvent. and separating the processed base material (processed product) from the handling substrate.
  • the laminate can be obtained, for example, by applying the polyamic acid composition of the present disclosure to one of the substrate and the handling substrate, imidizing it to form a layer containing the polyimide composition, and then bonding the other. can.
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing an example of the process of processing a silicon substrate using the polyimide composition of the present disclosure as an adhesive for temporary fixing.
  • the polyamic acid resin composition of the present disclosure is applied onto a silicon substrate 10 (base material), and then heated and imidized to form a resin layer 20 containing the polyimide resin composition. (See FIG. 1A).
  • a handling substrate 30 for example, a glass substrate
  • a heat press 40 to obtain a laminate
  • the back surface of the silicon substrate 10 is polished to a predetermined thickness (see FIG. 1C).
  • a resist 50 is placed on the polished silicon substrate 10 to form a resist pattern 50' (see FIG. 1E), and the silicon substrate 10 is etched and patterned along the resist pattern 50' (see FIG. 1F).
  • the handling substrate 30 is then peeled off from the resin layer 20 by laser or machining (see FIG. 1G). Then, by dissolving the resin layer 20 in a solvent, the patterned silicon substrate 10' can be separated and obtained (see FIG. 1H).
  • the silicon substrate 10 is exposed to high temperatures of 200° C. or higher.
  • the base material fixed on the handling board via the upper resin layer is processed (for example, polishing process, etching / heat treatment process, electrode film formation and rewiring process). ), the adhesive may be peeled off from the processed product without leaving any adhesive residue.
  • the polyimide composition of the present disclosure obtained from the polyamic acid composition of the present disclosure
  • the polyimide composition of the present disclosure is suitable as an adhesive for electronic circuit boards, semiconductor members, and the like, and is particularly suitable as a temporary fixing adhesive (adhesive that is peeled off after bonding once).
  • ODPA 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and aromatic tetracarboxylic dianhydride having a benzophenone skeleton (monomer (B))
  • BTDA 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and aromatic tetracarboxylic dianhydride having a biphenyl skeleton (monomer (C)) s-BPDA: 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (manufactured by JFE Chemical)
  • Example 1 Preparation of polyamic acid varnish (polyamic acid composition)
  • a solvent prepared with NMP N-methylpyrrolidone
  • two kinds of acid dianhydrides s-BPDA, BTDA
  • APB-N acid dianhydrides
  • s-BPDA:BTDA:APB-N diamine
  • the resulting mixture was stirred for 4 hours or longer in a flask into which dry nitrogen gas could be introduced to obtain a polyamic acid varnish having a resin solid content of 20 to 25% by mass and an intrinsic viscosity ( ⁇ ) of 0.56 dL/g. .
  • the resulting polyamic acid varnish was applied onto a glass plate at a rate of 10 mm/sec, then heated from 50°C to 250°C at a rate of 5°C/min, and heated at 250°C for 30 minutes. Imidization was carried out while removing the solvent. The resulting polyimide film was peeled off from the glass plate to obtain a 20 ⁇ m-thick polyimide film (polyimide composition).
  • polyimide varnish obtained was coated on a glass plate at a rate of 10 mm / sec, then heated from 50 ° C. to 250 ° C. at a rate of 5 ° C. / min, heated at 250 ° C. for 30 minutes, and solvent A polyimide film (polyimide composition) having a thickness of 20 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that the was removed.
  • Examples 2-6, Comparative Examples 2-3 A polyamic acid varnish was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amount ratios of the acid dianhydride and the diamine and the molar ratio of the diamine/acid dianhydride were changed as shown in Table 1, and a polyimide film was prepared. got
  • dissolution rate (%) [1-[(weight of filter paper after filtration and drying) - (weight of filter paper before use)]/(weight of film before immersion)] x 100
  • Thermophysical properties (glass transition temperature (Tg))
  • the obtained polyimide film was cut into a size of 5 mm in width and 22 mm in length.
  • the glass transition temperature (Tg) of the sample was measured with a thermal analyzer (TMA-50) manufactured by Shimadzu Corporation. Specifically, the measurement was performed under the conditions of an air atmosphere (50 mL/min of air gas), a heating rate of 5°C/min, and a tensile mode (100 mN) to obtain a TMA curve.
  • the value of the glass transition temperature (Tg) was obtained by extrapolating the curve before and after the point of inflection.
  • the 5% weight loss temperature (T d5 ) of the obtained polyimide film was measured using a thermogravimetric analyzer (TGA-60, manufactured by Shimadzu Corporation). Specifically, the obtained polyimide film (approximate amount of about 5 mg) is accurately weighed on the device, the scanning temperature is set to 30 to 900 ° C., and air gas is flowed at 50 mL / min in an atmospheric atmosphere. , and the temperature at which the mass of the sample decreased by 5% was defined as Td5 .
  • Table 1 shows the evaluation results of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3.
  • the molar ratio (b/a) of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride was calculated from the charged amount (mol) of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride.
  • the polyamic acid varnishes of Examples 1 to 6 having a diamine/tetracarboxylic dianhydride molar ratio of less than 1 had good handleability, and the resulting polyimide had good resolubility. It turns out that it is good.
  • the polyamic acids of Examples 1 to 6 contain a certain amount or more of units derived from APB-N, which is a monomer (A-1) having 3 or more aromatic rings, the obtained polyimides have high heat resistance. Recognize.
  • the polyimide varnish of Comparative Example 1 tends to cause white precipitation, indicating poor handleability.
  • the polyamic acid varnishes of Comparative Examples 2 and 3 have improved handleability, but since the molar ratio of diamine/tetracarboxylic dianhydride exceeds 1, it can be seen that the resulting polyimide has low resolubility. .
  • the polyamic acid composition of the present disclosure can provide a polyimide film that is excellent in handleability and has high heat resistance and re-solubility. Therefore, the resulting polyimide film is suitable for various fields requiring high heat resistance and re-solubility; for example, it is suitable as an adhesive for electronic circuit board members, semiconductor devices, and the like.

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Abstract

本開示のポリアミド酸組成物は、ポリアミド酸を含む。ポリアミド酸を構成するモノマーは、芳香族モノマーを全モノマーに対して95モル%以上含む。芳香族モノマーは、全モノマーに対して、所定のジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~95モル%と、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~60モル%と、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を0~60モル%とを含む。ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、全モノマーに対して芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)を20モル%以上含む。ジアミン/テトラカルボン酸二無水物は0.90~0.999(モル比)である。

Description

ポリアミド酸組成物、ポリイミド組成物、接着剤および積層体
 本開示は、ポリアミド酸組成物、ポリイミド組成物、接着剤および積層体に関する。
 近年、車載用を中心として、電子回路基板や半導体デバイスなどにおいて、耐熱性に優れた接着剤が求められている。現在使用されている接着剤は、エポキシ樹脂であるが、エポキシ樹脂の耐熱性は十分でなく、熱硬化反応に長時間を要するという問題があった。
 一方、熱可塑性ポリイミドは、高い耐熱性を有し、熱硬化反応も比較的短時間であるという利点を有する。そのため、熱可塑性ポリイミドを含むワニスやフィルムの使用が検討されている。
 例えば、溶媒に可溶なポリイミドワニスを用いる方法が提案されている(特許文献1および2参照)。特許文献1には、特定のエステル基を含有するテトラカルボン酸二無水物と脂肪族または脂環族テトラカルボン酸二無水物とを含有するテトラカルボン酸二無水物混合物(A)と、特定のアルキレンジアミンおよび/またはポリオキシアルキレンジアミンを含むジアミン(B)を用い、モル比を(A):(B)=0.80~1.20:1としてイミド化反応して得られるポリイミド共重合体を含むワニスが開示されている。
 特許文献2には、芳香族モノマーとして、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(A)を含み、末端基がジアミンであるポリイミド樹脂を含むポリイミド樹脂組成物が開示されている。
特開2008-231420号公報 特許第5450913号公報
 ところで、電子回路基板や半導体デバイスなどの製造工程では、電極成膜や再配線工程などの加熱工程を伴うため、それに用いられる熱可塑性ポリイミドフィルムには当該高温に耐える耐熱性が求められている。
 しかしながら、特許文献1のポリイミドワニスから得られるポリイミドは、十分な耐熱性を有するものではなかった。特許文献2のポリイミドワニスから得られるポリイミドは、十分な耐熱性を有するものの、ワニスのハンドリング性については更なる改善が求められている。すなわち、ポリイミドワニスは、ワニス中の溶媒が塗工時に容易に大気中の水分を吸収し、その結果、ポリイミドが析出しやすい。そのように析出を生じた状態から得られるポリイミドフィルムは、そのフィルム表面が不均一な状態となり物性へと悪影響を及ぼすことがある。
 これに対して本発明者らは、ポリアミド酸を含むワニスとすることで、白色の析出を高度に抑制できることを見出した。一方で、ポリアミド酸ワニスから得られるポリイミドフィルムの溶媒に対する溶解性(再溶解性)が低いという新たな問題を見出した。
 電子回路基板や半導体デバイスなどの製造工程では、接着剤として熱可塑性ポリイミドフィルムを付与した後、糊残りなく剥離できることが望まれる。剥離方法としては、レーザーリフトオフ(LLO)や機械的剥離、溶媒などで溶解除去する方法があるが、低コストで簡易に剥離する観点では、溶媒などで溶解除去できること、すなわち、ポリイミドフィルムの再溶解性が高いことが求められている。
 本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ハンドリング性に優れ、かつ高い耐熱性と再溶解性とを有するポリイミドフィルムを付与しうるポリアミド酸組成物を提供することを目的とする。また、当該ポリアミド酸組成物を用いたポリイミド組成物、接着剤および積層体を提供することも目的とする。
 本開示のポリアミド酸組成物は、ポリアミド酸を含む組成物であって、前記ポリアミド酸を構成するモノマーは、前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、主鎖に炭素数3以上の脂肪族鎖を有さない芳香族モノマーを95モル%以上含み、前記芳香族モノマーは、前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、ビフェニル骨格およびベンゾフェノン骨格を有さず、一般式(1)または(2)で表されるジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~95モル%と、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~60モル%と、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を0~60モル%とを含み、かつ前記ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)を20モル%以上含み、前記ポリアミド酸を構成するモノマーであるジアミンとテトラカルボン酸二無水物のモル比は、ジアミン/テトラカルボン酸二無水物=0.90~0.999である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 本開示のポリイミド組成物は、ポリイミドを含む組成物であって、前記ポリイミドを構成するモノマーは、前記ポリイミドを構成するモノマーの合計に対して、主鎖に炭素数3以上の脂肪族鎖を有さない芳香族モノマーを95モル%以上含み、前記芳香族モノマーは、前記ポリイミドを構成するモノマーの合計に対して、ビフェニル骨格およびベンゾフェノン骨格を有さず、一般式(1)または(2)で表されるジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~95モル%と、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~60モル%と、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を0~60モル%とを含み、かつ前記ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、前記ポリイミドを構成するモノマーの合計に対して芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)を20モル%以上含み、前記ポリイミドを構成するモノマーであるジアミンとテトラカルボン酸二無水物のモル比は、ジアミン/テトラカルボン酸二無水物=0.90~0.999である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 本開示の接着剤は、本開示のポリイミド組成物を含む。
 本開示の積層体は、基材と、前記基材の上に配置された本開示のポリイミド組成物を含む樹脂層と、を有する。
 本開示によれば、ハンドリング性に優れ、かつ高い耐熱性と再溶解性とを有するポリイミドフィルムを付与しうるポリアミド酸組成物を提供することができる。また、当該ポリアミド酸組成物を用いたポリイミド組成物、接着剤および積層体を提供することもできる。
図1A~Hは、仮固定用接着剤として本開示のポリイミド組成物を用いて、シリコン基板の加工を行うプロセスの一例を示す断面模式図である。
 本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値および上限値として含む範囲を意味する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。
 上記の通り、ポリイミドのワニスは、ポリイミドの溶媒に対する溶解性が低いことから、保存中に白色の析出を生じやすく、ハンドリング性に劣る。特に、芳香族モノマーに由来する剛直な構造を多く含むポリイミドにおいて、その傾向は大きい。
 これに対し、ポリアミド酸のワニスとすることで、剛直な構造を有するポリアミド酸であっても、白色の析出を高度に抑制できる。一方で、そのようなポリアミド酸のワニスから得られるポリイミドフィルムは、溶媒に対する溶解性(再溶解性)が低いという新たな問題が見出された。
 本開示では、ポリアミド酸の分子末端を酸無水物基とする(具体的には、ポリアミド酸を構成するテトラカルボン酸二無水物をジアミンよりも多くする)ことで、剛直なポリアミド酸であっても、得られるポリイミドの分子鎖内もしくは分子鎖間の相互作用を低減させると考えられ、ポリイミドフィルムにした後の溶媒に対する溶解性(再溶解性)を高めることができる。すなわち、ワニスの析出を抑制してハンドリング性を高めつつ、耐熱性が高く、かつ再溶解性に優れたポリイミドフィルムを得ることができる。以下、本発明の構成について説明する。
 1.ポリアミド酸組成物
 本開示のポリアミド酸組成物は、特定のポリアミド酸を含み、必要に応じて溶媒などの他の任意成分をさらに含んでもよい。
 1-1.ポリアミド酸
 ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを重縮合させて得られる重合体である。すなわち、ポリアミド酸を構成するモノマーは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを含む。
 ポリアミド酸を構成するモノマーは、主鎖に炭素数3以上の脂肪族鎖を有さない芳香族モノマーを、ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して95モル%以上含む。芳香族モノマーを95モル%以上含むことにより、得られるポリイミドの耐熱性を高めうる。得られるポリイミドの耐熱性をさらに高める観点では、ポリアミド酸を構成するモノマーは、芳香族モノマーで構成されることが好ましい。
 [芳香族モノマー]
 ポリアミド酸を構成する芳香族モノマーは、ビフェニル骨格およびベンゾフェノン骨格を有さず、ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)(以下、「ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)」ともいう)を含み、必要に応じてベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)およびビフェニル骨格を有するモノマー(C)の少なくとも一方をさらに含んでもよい。
 (ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A))
 ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、上記の通り、一般式(1)または(2)で表されるジフェニルエーテル骨格を有する。ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、ポリアミド酸に適度な剛直性を付与し、得られるポリイミドに耐熱性を付与しうる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)を含むことが好ましい。芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)の芳香環は、ベンゼン環であることが好ましい。芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)は、芳香族テトラカルボン酸二無水物であってもよいし、芳香族ジアミンであってもよい。
 芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)である芳香族テトラカルボン酸二無水物の例には、4,4'-(4,4'-イソプロピリデンジフェノキシ)ビス無水フタル酸、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物が含まれる。また、芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)である芳香族テトラカルボン酸二無水物の他の例には、下記化合物も含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)である芳香族ジアミンの例には、一般式(3)で表される芳香族ジアミンが含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 一般式(3)中、Xは、炭素数6~10のアリーレン基または下記式(β)で表される基であり、nは、1~3の整数を示す。入手しやすさの観点から、好ましくはnは、1である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記式(β)中、Yは、酸素原子、硫黄原子、スルホン基、メチレン基、フルオレン構造、-CR-(RおよびRは、炭素数1~3の置換または無置換のアルキル基またはフェニル基)からなる群より選ばれる2価の基を示す。
 RおよびRとしての炭素数1~3のアルキル基の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、トリフルオロプロピル基などが含まれる。例えば-CR-は、イソプロピリデン基またはヘキサフルオロイソプロピリデン基でありうる。RおよびRは、互いに結合して環を形成してもよい。RおよびRが結合して形成する環の例には、シクロヘキサン環やシクロペンタン環が含まれてよく、さらにそれらの環にベンゼン環をはじめとする芳香環が縮環してもよい。このような連結基は、3次元的に広がる構造を有するため、得られるポリイミドの再溶解性を高めやすい。
 一般式(3)で表される化合物は、適度に嵩高い基を有し、かつ分子鎖が自由に動きやすい構成になるため、ポリイミド分子鎖間のパッキングが抑制されやすくなると推定される。それにより、ポリイミドフィルムの溶媒への再溶解性を高められると推定される。
 芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)である芳香族ジアミンの他の例には、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3―アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)-2-メチルベンゼン、1,3-ビス(3-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ)-4-メチルベンゼン、1,3-ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)-2-エチルベンゼン、1,3-ビス(3-(2-アミノフェノキシ)フェノキシ)-5-sec-ブチルベンゼン、1,3-ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)-2,5-ジメチルベンゼン、1,3-ビス(4-(2-アミノ-6-メチルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(2-(2-アミノ-6-エチルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(2-(3-アミノフェノキシ)-4-メチルフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(2-(4-アミノフェノキシ)-4-tert-ブチルフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)-2,5-ジ-tert-ブチルベンゼン、1,4-ビス(3-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ)-2,3-ジメチルベンゼン、1,4-ビス(3-(2-アミノ-3-プロピルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,2-ビス(3-(3-アミノフェノキシ)フェノキシ)-4-メチルベンゼン、1,2-ビス(3-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ)-3-n-ブチルベンゼン、1,2-ビス(3-(2-アミノ-3-プロピルフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、4,4'-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[3-(3-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4-(アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホンなどが含まれる。中でも、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、一般式(3)で表される芳香族ジアミン(好ましくは2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン)がより好ましい。特に、再溶解性の観点では、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィドがより好ましく、機械物性(伸び)の観点では、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンが好ましい。
 芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)である芳香族ジアミンの他の例には、下記式で表されるジアミンなどが含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 中でも、芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)は、上記芳香族ジアミンを含むことが好ましい。芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)の含有量の下限は、良好な耐熱性を有するポリイミドを得る観点では、ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して20モル%以上であることが好ましく、30モル%以上であることがより好ましく、40モル%以上であることがさらに好ましい。芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)の含有量の上限は、良好な耐熱性を有するポリイミドを得る)観点から、80モル%以下であることが好ましく、70モル%以下であることがより好ましく、60モル%以下であることがさらに好ましい。
 ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、上記以外の他のジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A-2)をさらに含んでもよい。他のジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A-2)は、一般式(1)で表されるジフェニルエーテル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物(好ましくは4,4’-オキシジフタル酸二無水物)でありうる。当該芳香族テトラカルボン酸二無水物は、ポリアミド酸の柔軟性を高めやすく、得られるポリイミドの再溶解性を高めやすい。
 (ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B))
 ポリアミド酸を構成する芳香族モノマーは、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)をさらに含んでもよい。ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)は、ポリアミド酸(または得られるポリイミド)の再溶解性を顕著に損なわない範囲で用いることで、耐熱性を高めうる。ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)は、ベンゾフェノン骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物であってもよいし、ベンゾフェノン骨格を有する芳香族ジアミンであってもよい。
 ベンゾフェノン骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物の例には、下記化合物が含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 ベンゾフェノン骨格を有する芳香族ジアミンの例には、3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,4'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノンおよび下記式(4)で表される化合物が含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 中でも、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)は、ベンゾフェノン骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物を含むことが好ましい。
 (ビフェニル骨格を有するモノマー(C))
 ポリアミド酸を構成する芳香族モノマーは、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)をさらに含むことが好ましい。ビフェニル骨格を有するモノマー(C)は、ポリアミド酸の剛直性を高めやすく、得られるポリイミドの耐熱性を高めやすい。ビフェニル骨格を有するモノマー(C)は、ビフェニル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物であってもよいし、ビフェニル骨格を有する芳香族ジアミンであってもよい。
 ビフェニル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物の例には、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3',3,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4'-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などが含まれる。中でも、4,4'-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい。
 ビフェニル骨格を有する芳香族ジアミンの例には、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン、3,3'-ジメチルベンジジン、3,4'-ジメチルベンジジン、4,4'-ジメチルベンジジンが含まれる。中でも、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミンが好ましい。
 中でも、得られるポリイミドの耐熱性を高めやすい観点では、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)は、ビフェニル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物を含むことが好ましい。
 すなわち、ポリアミド酸を構成するモノマーである酸二無水物は、ビフェニル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物(ビフェニル骨格を有するモノマー(C))およびベンゾフェノン骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物(ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B))の少なくとも一方を含み、かつポリアミド酸を構成するモノマーであるジアミンは、ジフェニルエーテル骨格を有する芳香族ジアミン(ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A))を含むことが好ましい。
 (組成)
 ポリアミド酸を構成する芳香族モノマーは、ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~95モル%と、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~60モル%と、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を0~60モル%とを含むことが好ましい。ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)とビフェニル骨格を有するモノマー(C)の合計量は、ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して5~60モル%であることがより好ましい。
 耐熱性を重視する観点では、好ましくは、ポリアミド酸を構成する芳香族モノマーは、ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~70モル%と、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を5~30モル%と、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を25~45モル%とを含む。
 一方、(再溶解性を確保しつつ)得られるポリイミドの耐熱性をさらに高めやすくする観点では、好ましくは、ポリアミド酸を構成する芳香族モノマーは、ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~60モル%と、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~5モル%と、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を40~45モル%とを含む。
 同様の観点から、ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)とビフェニル骨格を有するモノマー(C)の合計に対するベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)の比率(B)/((B)+(C))は、例えば0.3以下、好ましくは0.2以下としうる。このように、(C)の含有比率を多くすることで、(再溶解性を確保しつつ)得られるポリイミドの耐熱性、特にガラス転移温度(Tg)をさらに高めうる。
 ポリアミド酸のモノマー組成は、強塩基、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いて加水分解し、分離した成分に対してNMR分析により確認することができる。
 [他のモノマー]
 ポリアミド酸を構成するモノマーは、必要に応じて脂肪族モノマーや脂環式モノマーなどの、芳香族モノマー以外の他のモノマーをさらに含んでもよい。
 [ポリアミド酸の物性]
 ポリアミド酸の分子末端を酸無水物基とするためには、反応させるテトラカルボン酸二無水物成分(aモル)を、ジアミン成分(bモル)よりも多くすればよい。具体的には、ポリアミド酸を構成するジアミン(bモル)とテトラカルボン酸二無水物(aモル)のモル比は、b/a=0.90~0.999であることが好ましく、0.950~0.995であることがより好ましく、0.970~0.995であることがさらに好ましい。b/aが0.999以下であると、得られるポリイミドの分子末端を酸無水物基としやすいため、再溶解性が得られやすい。b/aは、反応させるテトラカルボン酸二無水物成分(aモル)とジアミン成分(bモル)の仕込み比として特定することもできる。
 ポリアミド酸は、ランダム重合体であっても、ブロック重合体であってもよい。
 ポリアミド酸の固有粘度(η)は、0.4~1.5dL/gであることが好ましく、0.5~1.5dL/gであることがより好ましい。ポリアミド酸の固有粘度(η)は、ポリアミド酸を、濃度が0.5g/dLとなるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解させたときの、25℃でウベローデ粘度管にて測定される値である。ポリアミド酸の固有粘度(η)が0.4dL/g以上であると、得られるポリイミドフィルムが脆くなりにくい。ポリアミド酸の固有粘度(η)が1.5dL/g以下であると、固形分濃度をある程度確保しつつフィルム化しうるため、ハンドリングしやすくなる。ポリアミド酸の固有粘度(η)は、ポリアミド酸を、濃度が0.5g/dLとなるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解させたときの、25℃でウベローデ粘度管にて3回測定した平均値である。
 ポリアミド酸の固有粘度(η)は、ポリアミド酸を構成するモノマーであるジアミンと酸二無水物の比率を変化させることによって調整することができる。
 ポリアミド酸は、イミド化してポリイミド(フィルム)としたときに、後述する耐熱性(Tg、Td5)および再溶解性を発現しうる。
 1-2.他の成分
 本開示のポリアミド酸組成物は、必要に応じて、前述のポリアミド酸以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。
 例えば、ポリアミド酸組成物は、溶媒をさらに含んでもよい。溶媒は、ポリアミド酸の調製に使用される溶媒であってよく、前述のジアミン成分およびテトラカルボン酸二無水物成分を溶解可能であれば特に制限されない。例えば、非プロトン性溶剤やアルコール系溶剤などを用いることができる。
 非プロトン性溶剤の例には、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスフォラアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等;エーテル系化合物である、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-(メトキシメトキシ)エトキシエタノール、2-イソプロポキシエタノール、2-ブトキシエタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が含まれる。
 アルコール系溶剤の例には、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、tert-ブチルアルコール、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ジアセトンアルコール等が含まれる。
 これらの溶媒は、1種のみ含んでいてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。中でも、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドまたはこれらの混合溶媒が好ましい。
 ポリアミド酸組成物(ワニス)における樹脂固形分の濃度は、塗工性を高める観点などから、5~50重量%であることが好ましく、10~30重量%であることがより好ましい。
 (作用)
 ポリアミド酸組成物は、ハンドリング性に優れる。具体的には、一定期間保存した際に、ポリアミド酸の析出に起因するワニスの白化を生じにくい。ハンドリング性は、恒温恒湿室(室温:23~24℃、相対湿度58~60%)の中で、ガラス上に、2.5mLのワニスを垂らし、所定の時間ごとに観察したときに、ワニスの周辺部からの白化が確認されるまでの時間が例えば20分を超えることをいう。
 (ポリアミド酸組成物の製造方法)
 ポリアミド酸組成物は、溶媒中に、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを配合して、これらを脱水反応させて得ることができる。使用する溶媒やテトラカルボン酸二無水物成分、ジアミン成分の種類およびそれらの量比は、前述の通りである。
 アミド酸組成物を得るための反応は、上記したテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、溶媒中で、比較的低温(イミド化が生じないような温度)で加熱することにより行うことが好ましい。イミド化が生じないような温度とは、具体的には、5~120℃としうる。より好ましくは、25~80℃としうる。また、当該反応は、イミド化触媒(例えばトリエチルアミンなど)が実質的に存在しない環境下で行うことが好ましい。
 2.ポリイミド組成物
 本開示のポリイミド組成物は、前述のポリアミド酸組成物に含まれるポリアミド酸をイミド化させて得られる特定のポリイミドを含む。そのような特定のポリイミドを含むポリイミド組成物は、前述のポリアミド酸組成物を加熱して、ポリアミド酸をイミド化させることにより得られる。本開示のポリイミド組成物は、フィルムであってもよい。
 ポリアミド酸組成物がイミド化する温度は、例えば150~300℃でありうる。そのため、塗膜の温度を急激に300℃超まで上昇させると、塗膜から溶剤が揮発する前に、塗膜表面のポリアミド酸がイミド化する。その結果、塗膜内に残った溶剤が気泡を生じさせたり、塗膜表面に凹凸を生じたさせたりする。したがって、50~300℃の温度領域では、塗膜の温度を徐々に上昇させることが好ましい。具体的には、50~300℃の温度領域における昇温速度を0.25~50℃/分とすることが好ましく、1~40℃/分とすることがより好ましく、2~30℃/分とすることがさらに好ましい。加熱は、50~300℃の温度領域で30分間行うことが好ましい。好ましいイミド化条件は、大気雰囲気下で50℃から250℃まで5℃/分で昇温し、250℃で30分間加熱することで行う。
 昇温は、連続的でも段階的(逐次的)でもよいが、連続的とすることが、得られるポリイミドフィルムの外観不良抑制の面から好ましい。また、上述の全温度範囲において、昇温速度を一定としてもよく、途中で変化させてもよい。
 すなわち、本発明のポリアミド酸組成物を上記条件で加熱し、イミド化して得られるポリイミド組成物(ポリイミドやポリイミドフィルム等)は、以下の物性を満たすことが好ましい。
 (1)耐熱性
 (ガラス転移温度(Tg))
 ポリイミドフィルムのガラス転移温度は、130℃以上260℃未満であることが好ましく、160~220℃であることがより好ましい。ガラス転移温度が上記範囲にあるポリイミドは、良好な耐熱性を有するため、例えば電子回路基板や半導体デバイスなどに用いられる接着剤として好適である。
 ポリイミドフィルムのガラス転移温度は、以下の方法で測定することができる。得られたポリイミドフィルムを幅5mm、長さ22mmの大きさに裁断する。得られたサンプルのガラス転移温度(Tg)を、熱分析装置(例えば島津製作所社製TMA-50)により測定する。具体的には、大気雰囲気下、昇温速度5℃/分、引張りモード(100mN)の条件において測定を行ってTMA曲線を求め、ガラス転移に起因するTMA曲線の変曲点に対し、その前後の曲線を外挿することにより、ガラス転移温度(Tg)の値を求めることができる。
 (5%重量減少温度(Td5))
 ポリイミドフィルムの大気雰囲気下での5%重量減少温度(Td5)は、上記と同様の観点から、450℃以上であることが好ましく、500℃以上であることがより好ましい。ポリイミドのTd5の上限は、特に制限されないが、例えば、600℃とすることができる。
 ポリイミドフィルムの5%重量減少温度(Td5)は、熱重量分析装置を用いて測定することができる。具体的には、試料をサンプリングし、走査温度を30~900℃に設定し、大気雰囲気下、昇温速度10℃/分の条件で加熱して、試料の質量が5%減少した時の温度として測定することができる。
 ポリイミドフィルムのTgやTd5は、ポリアミド酸のモノマー組成によって調整することができる。例えば、ポリアミド酸を構成するジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)(好ましくはジフェニルエーテル骨格を有する芳香族ジアミン)の含有量を多くしたり、ビフェニル骨格を有するモノマー(C)(好ましくはビフェニル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物)の含有量を多くしたりすることで、得られるポリイミドフィルムのTgやTd5を高めうる。
 (2)再溶解性
 ポリアミド酸組成物をイミド化させて得られるポリイミドフィルムは、例えば接着剤として用いる際に、溶媒により溶解させて剥離しやすくする観点では、溶媒に対する溶解性が高いことが好ましい。具体的には、ポリアミド酸組成物をイミド化させて得られる厚み20μmのポリイミドフィルムを、後述する条件でN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に80℃で20分間浸漬した後、ろ紙でろ過して測定される、下記式(1)で表される溶解率が、60%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましい。
 式(1):溶解率(%)=[1-[(ろ過・乾燥後のろ紙の重量)―(使用前のろ紙の重量)]/(浸漬前のフィルムの重量)]×100
 再溶解性は、以下の手順で測定することができる。
 1)前述のポリアミド酸組成物をイミド化させて得られるポリイミドフィルムを、厚さ20μm、2.0cm×2.0cmの大きさに切り出してサンプルとし、その重量(浸漬前のフィルムの重量)を測定する。イミド化条件は、上記の通り、大気雰囲気下で、50~300℃の温度領域における昇温速度を0.25~50℃/分とすることが好ましく、1~40℃/分とすることがより好ましく、2~30℃/分とすることがさらに好ましい。加熱は、50~300℃の温度領域で30分間としうる。好ましいイミド化条件は、大気雰囲気下で50℃から250℃まで5℃/分で昇温し、250℃で30分間加熱する。また、使用前のろ紙の重量も予め測定しておく。
 2)次いで、当該サンプルを、濃度1質量%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に加えてサンプル液とし、得られたサンプル液を、80℃に加熱したオーブンの中に20分間静置する。その後、サンプル液をオーブンから取り出し、ろ紙でろ過した後、100℃で減圧乾燥させる。そして、ろ過・乾燥後のろ紙の重量を測定する。
 3)上記1)と2)の測定値を上記式(1)に当てはめて、溶解率を算出する。これらの操作(上記1)~3)の操作)をn=2で行い、その平均値を溶解率(%)とする。なお、サンプルのサイズ(厚さなど)は、上記記載のサイズが好ましいが、多少異なるサイズとなることを妨げない。
 ポリイミドフィルムの再溶解性は、ポリイミドフィルムの前駆体であるポリアミド酸の分子末端基の種類や組成によって調整することができる。例えば、ポリアミド酸の分子末端基を酸無水物基とすることで、得られるポリイミドの再溶解性が高まりやすい。また、ポリアミド酸を構成するモノマーとして、ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)(好ましくはジフェニルエーテル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物)の含有量を多くすると、得られるポリイミドの再溶解性が高まりやすい。
 なお、実際に作製したポリイミドフィルム(すなわち、使用時の厚さとしたときのポリイミドフィルム)も、上記溶解率を満たしてもよい。
 3.ポリアミド酸組成物の用途
 本開示のポリアミド酸組成物は、良好なハンドリング性を有しつつ、高い耐熱性と再溶解性を有するポリイミドを付与しうる。そのため、本開示のポリアミド酸組成物から得られるポリイミド組成物は、特に耐熱性と再溶解性が要求される用途;例えば電子回路基板部材、半導体デバイス、サージ部品などにおける接着剤や封止材、絶縁材料、基板材料または保護材料としうる。
 すなわち、基材と、その上に配置された本開示のポリイミド組成物を含む樹脂層とを有する積層体とすることができる。好ましくは、基材と、基材に接触した状態で当該基材上に配置された本開示のポリイミド組成物を含む樹脂層とを有する積層体としうる。基材を構成する材料は、特に限定されず、通常しようされるものであればよい。すなわち、基材を構成する材料は、用途にもよるが、例えばシリコン、セラミックス、金属または樹脂などでありうる。金属の例には、シリコン、銅、アルミ、SUS、鉄、マグネシウム、ニッケル、およびアルミナなどが含まれる。樹脂の例には、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、PET樹脂、ポリアミド、ポリアミドイミドなどが含まれる。基材は、Si、Ga、Ge及びAsからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含むことがより好ましく、Si、Ga、Ge及びAsからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含む半導体基板であることが更に好ましい。
 当該積層体は、例えば、基材上に、本開示のポリアミド酸組成物を塗布した後、加熱してイミド化させて、ポリイミド組成物からなる樹脂層を形成するステップを経て製造されうる。塗膜の加熱温度は、上記の通り、イミド化に適した温度としうる。
 電子回路基板部材について
 本開示のポリイミド組成物は、回路基板;特にフレキシブル回路基板における絶縁性基板または接着材としうる。例えば、フレキシブル回路基板は、金属箔(基材)と、その上に配置された、(本開示のポリアミド酸組成物から得られる)本開示のポリイミド組成物からなる絶縁層とを有しうる。また、フレキシブル回路基板は、絶縁樹脂フィルム(基材)と、本開示のポリイミド組成物からなる接着層と、金属箔とを有しうる。
 半導体部材について
 本開示のポリイミド組成物は、半導体チップ同士の接着や、半導体チップと基板との接着を行う接着材、半導体チップの回路を保護する保護材、半導体チップを埋め込む埋め込み材(封止材)などとしうる。
 すなわち、本開示の半導体部材は、半導体チップ(基材)と、その少なくとも一方の面に配置された、(本開示のポリアミド酸組成物から得られる)本開示のポリイミド組成物からなる樹脂層とを有する。半導体チップは、ダイオード、トランジスタおよび集積回路(IC)などが含まれ、パワー素子等も含まれる。ポリイミド組成物からなる樹脂層は、半導体チップの端子が形成される面(端子形成面)に配置されても、端子形成面とは異なる面に配置されてもよい。
 ポリイミド組成物からなる層の厚みは、例えばポリイミド組成物を接着層とする場合は、1~100μm程度であることが好ましい。ポリイミド組成物層を回路保護層とする場合は、2~200μm程度であることが好ましい。
 サージ部品用接着剤について
 本開示のポリイミド組成物は、家電、パソコン、自動車などの輸送機器、携帯機器、電源、サーバー、電話などへ影響を及ぼす異常電流・電圧から保護するためのサージ部品(サージアブソーバー)用接着剤、またはサージ部品用封止材としうる。本開示のポリイミド組成物を接着剤または封止材とすることで、サージ部品を低温で接着もしくは封止が可能であり、かつ耐電圧および耐熱性も十分である。
 これらの中でも、本開示のポリイミド組成物は、高い耐熱性と再溶解性を有することから、半導体部材、電子回路基板部材、サージ部品などにおける接着剤;特に半導体部材用接着剤、フレキシブルプリント基板用接着剤、カバーレイフィルム用接着材、またはボンディングシート用接着剤として用いられることが好ましい。
 すなわち、電子回路基板や半導体部材などの電子デバイスは、例えば基材と、樹脂層と、ハンドリング基板とを有する積層体を準備する工程と、基材を加工する工程と、樹脂層を溶媒に溶解させて、加工した基材(加工品)をハンドリング基板から剥離する工程とを経て製造されることがある。積層体は、例えば基材とハンドリング基板のうち一方に、本開示のポリアミド酸組成物を塗布した後、イミド化させてポリイミド組成物を含む層を形成した後、他方を貼り合わせて得ることができる。
 図1は、仮固定用接着剤として本開示のポリイミド組成物を用いて、シリコン基板の加工を行うプロセスの一例を示す断面模式図である。図1に示されるように、例えばシリコン基板10(基材)上に、本開示のポリアミド酸樹脂組成物を付与した後、加熱及びイミド化させて、ポリイミド樹脂組成物を含む樹脂層20を形成する(図1A参照)。次いで、樹脂層20上にハンドリング基板30(例えばガラス基板)を載せて、熱プレス機40で熱圧着して積層体を得る(図1B参照)。次いで、シリコン基板10の裏面を、所定の厚みとなるまで研磨する(図1C参照)。次いで、研磨したシリコン基板10上にレジスト50を載せてレジストパターン50’を形成し(図1E参照)、当該レジストパターン50’に沿ってシリコン基板10をエッチングし、パターニングする(図1F参照)。次いで、ハンドリング基板30を、レーザーや機械加工により樹脂層20から剥がす(図1G参照)。そして、樹脂層20を溶媒に溶解させて、パターニングされたシリコン基板10’を剥離し、得ることができる(図1H参照)。当該プロセスでは、例えばシリコン基板10の裏面を研磨する工程(図1C参照)や、シリコン基板10をエッチング・熱処理する工程(図1F参照)において、200℃以上もの高温に曝される。
 このように、電子回路基板や半導体部材などの製造工程では、ハンドリング基板上に上樹脂層を介して固定された基材を加工(例えば研磨工程やエッチング・熱処理工程、電極成膜や再配線工程などの加熱工程を含む)した後、糊残りなく、接着剤ごと加工品から剥離されることがある。これに対し、(本開示ポリアミド酸組成物から得られる)本開示のポリイミド組成物は、加熱工程に耐える耐熱性を有し、かつ溶剤などにより溶解させることができるため、糊残りなく剥離可能となる。そのため、本開示のポリイミド組成物は、電子回路基板や半導体部材などの接着剤として好適であり、特に仮固定用接着剤(一度接着した後剥離して用いられる接着剤)として好適である。
 以下、本開示を実施例により更に詳細に説明する。しかしながら、本開示の範囲はこれによって何ら制限を受けない。実施例および比較例で用いた酸二無水物およびジアミンを、以下に示す。
 (1)テトラカルボン酸二無水物
 ・ジフェニルエーテル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物(モノマー(A))
  ODPA:4,4'-オキシジフタル酸二無水物
 ・ベンゾフェノン骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物(モノマー(B))
  BTDA:3,3',4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
 ・ビフェニル骨格を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物(モノマー(C))
  s-BPDA:3,3',4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(JFEケミカル社製)
 (2)ジアミン
 ・ジフェニルエーテル骨格を有する芳香族ジアミン(モノマー(A))
  p-BAPP:2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン
  APB-N:1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学社製)
 (実施例1)
 ポリアミド酸ワニス(ポリアミド酸組成物)の調製
 NMP(N-メチルピロリドン)で調製した溶媒中に、2種類の酸二無水物(s-BPDA、BTDA)と、ジアミン(APB-N)とを、s-BPDA:BTDA:APB-N=0.7:0.3:0.97のモル比で配合した。得られた混合物を、乾燥窒素ガスを導入できるフラスコ内で4時間以上攪拌し、樹脂固形分が20~25質量%、固有粘度(η)が0.56dL/gであるポリアミド酸ワニスを得た。
 フィルムの作製
 得られたポリアミド酸ワニスを、ガラス板上に10mm/秒の速度で塗工した後、50℃から250℃まで5℃/分で昇温し、250℃で30分間加熱して、溶媒を除去しつつ、イミド化させた。得られたポリイミドフィルムを、ガラス板から剥離して、厚み20μmのポリイミドフィルム(ポリイミド組成物)を得た。
 (比較例1)
 ポリイミドワニス(ポリイミド組成物)の調製
 NMPで調製した溶媒中に、2種類の酸二無水物(s-BPDA、BTDA)と、ジアミン(APB-N)とを、s-BPDA:BTDA:APB-N=0.67:0.3:1.0のモル比で配合した。得られた混合物を、乾燥窒素ガスを導入できるディーンスタークとコンデンサーを備えたフラスコ内で40℃で5時間以上攪拌し、ポリアミド酸ワニスを得た。続けて、溶液温度を上げて、内温190℃で8時間以上撹拌させた。この時、留出した縮合水、および、一部揮発したNMPをディーンスタークで捕集した。反応終了後、NMPを追加し、濃度を調整し、淡黄色の粘稠なポリイミドワニスを得た。
 フィルムの作製
 得られたポリイミドワニスを、ガラス板上に10mm/秒の速度で塗工した後、50℃から250℃まで5℃/分で昇温し、250℃で30分間加熱して、溶媒を除去した以外は実施例1と同様にして、厚み20μmのポリイミドフィルム(ポリイミド組成物)を得た。
 (実施例2~6、比較例2~3)
 酸二無水物とジアミンの種類および量比、ジアミン/酸二無水物のモル比を表1に示されるように変更した以外は実施例1と同様にして、ポリアミド酸ワニスを作製し、ポリイミドフィルムを得た。
 (評価)
 実施例1~6および比較例2~3で使用したポリアミド酸ワニス、ならびに比較例1で使用したポリイミドワニスの(1)固有粘度η、(2)ハンドリング性、および、得られたポリイミドフィルムの(3)再溶解性および(4)熱物性(Tg、Td5)を、以下の方法で評価した。
 (1)ポリアミド酸の固有粘度η
 得られたポリアミド酸ワニスを、ポリアミド酸の濃度が0.5g/dLとなるようにNMPで希釈した溶液の固有粘度ηを、JIS K7367-1:2002に準じて、25℃でウベローデ粘度管(サイズ番号1)にて3回測定した平均値とした。
 (2)ハンドリング性
 恒温恒湿室(室温:23~24℃、相対湿度58~60%)の中で、ガラス上に、2.5mLずつのポリアミド酸ワニスを垂らし、所定の時間ごとに観察を行った。ワニスの周辺部からの白化が確認されるまでの時間(白化耐性)を求めた。白化が確認されるまでの時間が短いほど、白化しやすく、実用時のハンドリング性が低いと判断した。
 (3)再溶解性
 1)得られたポリイミドフィルムを、2.0cm×2.0cmの大きさに切り出してサンプルとし、その重量(浸漬前のフィルムの重量)を測定した。また、使用前のろ紙の重量も予め測定した。
 2)次いで、当該サンプルを、濃度1質量%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に加えてサンプル液とし、得られたサンプル液を、80℃に加熱したオーブンの中に20分間静置した。その後、サンプル液をオーブンから取り出し、溶解状態を目視観察した。また、取り出したサンプル液をろ紙(目の粗さ:5B)でろ過した後、100℃で減圧乾燥させた。そして、そして、ろ過・乾燥後のろ紙の重量を測定した。
 3)上記1)と2)の測定値を、下記式(1)に当てはめて、溶解率を算出した。この操作(上記1)~3)の操作)をn=2で行い、その平均値を溶解率(%)とした。
 式(1):溶解率(%)=[1-[(ろ過・乾燥後のろ紙の重量)―(使用前のろ紙の重量)]/(浸漬前のフィルムの重量)]×100
 そして、目視観察による溶解状態を、以下の基準に基づいて評価した。
 ○:溶剤との均一系となっている
 △:一部、溶け残りのようなものが観察される
 ×:フィルム状を保持している
 (4)熱物性
 (ガラス転移温度(Tg))
 得られたポリイミドフィルムを幅5mm、長さ22mmの大きさに裁断した。当該サンプルのガラス転移温度(Tg)を、島津製作所社製 熱分析装置(TMA-50)により測定した。具体的には、大気雰囲気下(空気ガス50mL/min)、昇温速度5℃/分、引張りモード(100mN)の条件において測定を行ってTMA曲線を求め、ガラス転移に起因するTMA曲線の変曲点に対し、その前後の曲線を外挿することにより、ガラス転移温度(Tg)の値を求めた。
 (5%重量減少温度(Td5))
 得られたポリイミドフィルムの5%重量減少温度(Td5)を、島津製作所社製 熱重量分析装置(TGA-60)を用いて測定した。具体的には、得られたポリイミドフィルム(目安量約5mg)を当該装置上で正確に秤り、走査温度を30~900℃に設定し、大気雰囲気下、空気ガスを50mL/minで流しながら、昇温速度10℃/分の条件で加熱して、試料の質量が5%減少した時の温度をTd5とした。
 実施例1~6および比較例1~3の評価結果を表1に示す。なお、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物のモル比(b/a)は、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の仕込み量(モル)から算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 表1に示されるように、ジアミン/テトラカルボン酸二無水物のモル比が1未満である実施例1~6のポリアミド酸ワニスは、ハンドリング性が良好であり、得られるポリイミドの再溶解性も良好であることがわかる。また、実施例1~6のポリアミド酸は、芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)であるAPB-N由来の単位を一定量以上含むため、得られるポリイミドの耐熱性も高いことがわかる。
 特に、ビフェニル骨格を有するモノマー(B)としてs-BPDAの含有量を多くすることで、得られるポリイミドの耐熱性がより向上することがわかる(実施例2と3の対比)。
 これに対し、比較例1のポリイミドワニスは、白色の析出を生じやすく、ハンドリング性が低いことがわかる。一方、比較例2および3のポリアミド酸ワニスは、ハンドリング性は改善されるが、ジアミン/テトラカルボン酸二無水物のモル比が1を超えるため、得られるポリイミドの再溶解性が低いことがわかる。
 本出願は、2021年3月29日出願の特願2021-055929号に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
 本開示のポリアミド酸組成物は、ハンドリング性に優れ、かつ高い耐熱性と再溶解性とを有するポリイミドフィルムを付与しうる。そのため、得られるポリイミドフィルムは、高い耐熱性および再溶解性が要求される各種分野;例えば、電子回路基板部材、半導体デバイスなどの接着剤として好適である。

Claims (18)

  1.  ポリアミド酸を含む組成物であって、
     前記ポリアミド酸を構成するモノマーは、前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、主鎖に炭素数3以上の脂肪族鎖を有さない芳香族モノマーを95モル%以上含み、
     前記芳香族モノマーは、
      前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、
      ビフェニル骨格およびベンゾフェノン骨格を有さず、一般式(1)または(2)で表されるジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~95モル%と、
      ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~60モル%と、
      ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を0~60モル%と
     を含み、かつ
     前記ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)を20モル%以上含み、
     前記ポリアミド酸を構成するモノマーであるジアミンとテトラカルボン酸二無水物のモル比は、ジアミン/テトラカルボン酸二無水物=0.90~0.999である、
     ポリアミド酸組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  2.  前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、
     前記ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)と前記ビフェニル骨格を有するモノマー(C)の合計量は、5~60モル%である、
     請求項1に記載のポリアミド酸組成物。
  3.  前記芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)における芳香環は、ベンゼン環である、
     請求項1または2に記載のポリアミド酸組成物。
  4.  前記芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)は、一般式(3)で表される化合物である、
     請求項1~3のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式(3)中、
     Xは、炭素数6~10のアリーレン基または下記式(β)で表される基であり、
     nは、1~3の整数を示す)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (上記式(β)中、
     Yは、酸素原子、硫黄原子、スルホン基、メチレン基、フルオレン構造、-CR-(RおよびRは、炭素数1~3の置換または無置換のアルキル基またはフェニル基)からなる群より選ばれる2価の基を示し、
     RおよびRは、互いに結合して環を形成してもよい)
  5.  前記芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)は、
     1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンからなる群より選ばれる芳香族ジアミンを含む、
     請求項4に記載のポリアミド酸組成物。
  6.  前記ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)は、
     下記化合物からなる群より選ばれる芳香族テトラカルボン酸二無水物、または
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,4'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノンおよび下記式(4)で表される化合物からなる群より選ばれる芳香族ジアミンを含む、
     請求項1~5のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  7.  前記ビフェニル骨格を有するモノマー(C)は、
     4,4'-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル酸二無水物、2,2',3,3'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる芳香族テトラカルボン酸二無水物、または
     4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミンからなる群より選ばれる芳香族ジアミン
     を含む、
     請求項1~6のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
  8.  前記芳香族モノマーは、
      前記ポリアミド酸を構成するモノマーの合計に対して、
      前記ビフェニル骨格およびベンゾフェノン骨格を有さず、一般式(1)または(2)で表されるジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~70モル%と、
      前記ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を5~30モル%と、
      前記ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を25~45モル%と
     を含む、
     請求項1~7のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
  9.  前記ポリアミド酸を、濃度が0.5g/dLとなるようにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解させた溶液の、25℃でウベローデ粘度管にて測定される固有粘度(η)は、0.4~1.5dL/gである、
     請求項1~8のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
  10.  溶媒をさらに含む、
     請求項1~9のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
  11.  前記溶媒は、非プロトン性溶剤およびアルコール系溶剤からなる群より選ばれる一以上を含む、
     請求項10に記載のポリアミド酸組成物。
  12.  前記ポリアミド酸組成物をイミド化させて得られるポリイミドフィルムのガラス転移温度は、130℃以上260℃未満である、
     請求項1~11のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
  13.  前記ポリアミド酸組成物をイミド化させて得られるポリイミドフィルムの大気雰囲気下での5%重量減少温度は、300℃以上である、
     請求項1~12のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
  14.  前記ポリアミド酸組成物をイミド化させて、2.0cm×2.0cm×厚み20μmのフィルムとしたときに、前記フィルムをN-メチル-2-ピロリドンに80℃で20分間浸漬させた後、ろ紙でろ過して測定される下記式(1)で表される溶解率が60%以上である、
     請求項1~13のいずれか一項に記載のポリアミド酸組成物。
     式(1):溶解率(%)=[1-[(ろ過・乾燥後のろ紙の重量)―(使用前のろ紙の重量)]/(浸漬前のフィルムの重量)]×100
     
  15.  ポリイミドを含む組成物であって、
     前記ポリイミドを構成するモノマーは、前記ポリイミドを構成するモノマーの合計に対して、主鎖に炭素数3以上の脂肪族鎖を有さない芳香族モノマーを95モル%以上含み、
     前記芳香族モノマーは、
      前記ポリイミドを構成するモノマーの合計に対して、
      ビフェニル骨格およびベンゾフェノン骨格を有さず、一般式(1)または(2)で表されるジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)を40~95モル%と、
      ベンゾフェノン骨格を有するモノマー(B)を0~60モル%と、
      ビフェニル骨格を有するモノマー(C)を0~60モル%と
     を含み、かつ
     前記ジフェニルエーテル骨格を有するモノマー(A)は、前記ポリイミドを構成するモノマーの合計に対して芳香環を3個以上有するモノマー(A-1)を20モル%以上含み、
     前記ポリイミドを構成するモノマーであるジアミンとテトラカルボン酸二無水物のモル比は、ジアミン/テトラカルボン酸二無水物=0.90~0.999である、
     ポリイミド組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  16.  請求項15に記載のポリイミド組成物を含む、
     接着剤。
  17.  前記接着剤は、半導体部材用接着剤、フレキシブルプリント基板用接着剤、カバーレイフィルム用接着材、またはボンディングシート用接着剤である、
     請求項16に記載の接着剤。
  18.  基材と、
     前記基材の上に配置された請求項15に記載のポリイミド組成物を含む樹脂層と、を有する、
     積層体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025183008A1 (ja) * 2024-02-29 2025-09-04 三井化学株式会社 仮固定材用組成物、積層体及び半導体装置の製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08231714A (ja) * 1996-01-24 1996-09-10 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱安定性の良好なポリイミド
JP2001198523A (ja) * 2000-01-18 2001-07-24 Mitsui Chemicals Inc ポリイミド金属箔積層板の製造方法
JP2002216542A (ja) * 2001-01-22 2002-08-02 Mitsui Chemicals Inc 透明導電性フィルム
JP2009086147A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Toyobo Co Ltd ポジ型感光性ポリイミド樹脂組成物
WO2013183293A1 (ja) * 2012-06-07 2013-12-12 三井化学株式会社 ポリイミド樹脂組成物、フィルム、接着剤、及び部品
JP2016125054A (ja) * 2014-12-27 2016-07-11 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 接着剤組成物
JP2020007397A (ja) * 2018-07-03 2020-01-16 積水化学工業株式会社 硬化性樹脂組成物、イミド化合物、接着剤、接着フィルム、カバーレイフィルム、及び、フレキシブル銅張積層板
JP2020055147A (ja) * 2018-09-28 2020-04-09 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 ポリイミドフィルムの製造方法及び金属張積層板の製造方法
JP2020072198A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 金属張積層板、回路基板、多層回路基板及びその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5450913U (ja) 1977-09-14 1979-04-09
JP4957583B2 (ja) 2007-02-22 2012-06-20 新日本理化株式会社 溶剤可溶性ポリイミド共重合体及びそれを含有するポリイミドワニス

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08231714A (ja) * 1996-01-24 1996-09-10 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱安定性の良好なポリイミド
JP2001198523A (ja) * 2000-01-18 2001-07-24 Mitsui Chemicals Inc ポリイミド金属箔積層板の製造方法
JP2002216542A (ja) * 2001-01-22 2002-08-02 Mitsui Chemicals Inc 透明導電性フィルム
JP2009086147A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Toyobo Co Ltd ポジ型感光性ポリイミド樹脂組成物
WO2013183293A1 (ja) * 2012-06-07 2013-12-12 三井化学株式会社 ポリイミド樹脂組成物、フィルム、接着剤、及び部品
JP2016125054A (ja) * 2014-12-27 2016-07-11 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 接着剤組成物
JP2020007397A (ja) * 2018-07-03 2020-01-16 積水化学工業株式会社 硬化性樹脂組成物、イミド化合物、接着剤、接着フィルム、カバーレイフィルム、及び、フレキシブル銅張積層板
JP2020055147A (ja) * 2018-09-28 2020-04-09 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 ポリイミドフィルムの製造方法及び金属張積層板の製造方法
JP2020072198A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 金属張積層板、回路基板、多層回路基板及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025183008A1 (ja) * 2024-02-29 2025-09-04 三井化学株式会社 仮固定材用組成物、積層体及び半導体装置の製造方法

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