JPH11158275A - Dehydrative ring closure of heat-resistant polymer precursor and heat-resistant coating agent containing the same - Google Patents
Dehydrative ring closure of heat-resistant polymer precursor and heat-resistant coating agent containing the sameInfo
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- JPH11158275A JPH11158275A JP32754897A JP32754897A JPH11158275A JP H11158275 A JPH11158275 A JP H11158275A JP 32754897 A JP32754897 A JP 32754897A JP 32754897 A JP32754897 A JP 32754897A JP H11158275 A JPH11158275 A JP H11158275A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は耐熱性ポリマー前
駆体の脱水閉環反応が定量的に行え、さらに脱水閉環反
応のために用いる試薬を系外に除去する必要のない脱水
閉環方法、さらにこの脱水閉環された耐熱性ポリマーあ
るいは部分的に脱水閉環された耐熱性ポリマー前駆体溶
液を用いたエレクトロニクス分野で重要な耐熱性コーテ
ィング剤に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dehydration ring-closing method capable of quantitatively performing a dehydration ring-closure reaction of a heat-resistant polymer precursor and eliminating the need for removing a reagent used for the dehydration ring-closure reaction out of the system. The present invention relates to a heat-resistant coating agent which is important in the field of electronics using a heat-resistant polymer that has been closed or a heat-resistant polymer precursor solution that has been partially dehydrated and closed.
【0002】[0002]
【従来の技術】耐熱性ポリマーは、その優れた耐熱性、
耐薬品性を有しているために、シート状成形体、エナメ
ル被覆などの塗料分野、複合材料の接着剤などの航空宇
宙分野、絶縁フィルムなどの電子分野などに使用されて
いる。このような耐熱性ポリマー前駆体としては、例え
ばポリイミド前駆体であるポリアミド酸、ポリベンゾオ
キサゾール前駆体であるポリヒドロキシアミド、ポリベ
ンゾチアゾール前駆体としてのポリチオヒドロキシアミ
ド、ポリイミダゾール前駆体であるポリアミノアミドな
どが知られている(神戸著 耐熱性高分子 培風館
(1969))。このような多くの耐熱性ポリマーを製
造するのは、例えばポリイミド樹脂ではテトラカルボン
酸あるいはその酸二無水物またはジクロリドとジアミン
を極性溶媒中反応させることでポリイミド前駆体を得る
ことが出来る(C.E.Sroogら、Journal
of Polymer Science誌、 Par
tA−3、1373(1965))。その後、熱処理、
化学的処理で脱水閉環反応を行いポリイミド樹脂とする
のが一般的である。また、ポリベンゾオキサゾール樹脂
の場合、ジカルボン酸あるいはそのジクロリド、ジエス
テルとビスアミノフェノールとを反応させポリヒドロキ
シアミドを得た後に脱水閉環してポリベンゾオキサゾー
ルを得る。この場合、触媒を使用せずに脱水閉環を進行
させるには、200℃以上の温度で長時間の加熱反応が
必要である。このため、必要なエネルギー量が膨大にな
る。また、脱水閉環触媒を併用すると室温から200℃
までの温度で脱水閉環を進行させることができる。この
ような脱水閉環の触媒としては、リン酸類、トルエンス
ルホン酸類、安息香酸、クロトン酸、酢酸などの酸、γ
−バレロラクトンなどのラクトン類、ピリジン、イソキ
ノリン、トリエチルアミンなどのアミン類あるいはこれ
らと酸による塩を単独あるいは複数種併用して用いられ
てきた(特開平7−157560号公報)。しかしなが
ら、このような脱水閉環触媒を併用した場合、脱水閉環
反応終了後に系内に残留した脱水閉環触媒を除去するた
めに、耐熱性高分子溶液を水やメタノールなどの貧溶媒
に投入して、耐熱性高分子を析出させ、ろ過、乾燥させ
た後に再溶解させることが必要であった。2. Description of the Related Art A heat-resistant polymer has excellent heat resistance,
Because of its chemical resistance, it is used in the field of paints such as sheet-like molded articles and enamel coatings, the field of aerospace such as adhesives for composite materials, and the field of electronics such as insulating films. Examples of such a heat-resistant polymer precursor include polyamic acid as a polyimide precursor, polyhydroxyamide as a polybenzoxazole precursor, polythiohydroxyamide as a polybenzothiazole precursor, and polyamino as a polyimidazole precursor. Amides are known (by Kobe Heat-resistant polymer Baifukan
(1969)). In order to produce many such heat-resistant polymers, for example, in the case of a polyimide resin, a polyimide precursor can be obtained by reacting tetracarboxylic acid or its dianhydride or dichloride with a diamine in a polar solvent (C.I. E. Sroog et al., Journal.
of Polymer Science, Par
tA-3, 1373 (1965)). Then heat treatment,
It is common to perform a dehydration ring closure reaction by a chemical treatment to obtain a polyimide resin. In the case of a polybenzoxazole resin, a polyhydroxyamide is obtained by reacting a dicarboxylic acid or a dichloride or diester thereof with bisaminophenol, followed by dehydration and ring closure to obtain a polybenzoxazole. In this case, a long-time heating reaction at a temperature of 200 ° C. or more is required to advance the dehydration ring closure without using a catalyst. For this reason, the required energy amount becomes enormous. Further, when a dehydration ring-closing catalyst is used in combination, from room temperature to 200 ° C.
The dehydration ring closure can proceed at temperatures up to. Examples of such a catalyst for dehydration ring closure include acids such as phosphoric acids, toluenesulfonic acids, benzoic acid, crotonic acid, and acetic acid;
-Lactones such as valerolactone, amines such as pyridine, isoquinoline, and triethylamine, or salts thereof with acids alone or in combination of two or more thereof have been used (JP-A-7-157560). However, when such a dehydration ring-closing catalyst is used in combination, in order to remove the dehydration ring-closing catalyst remaining in the system after the completion of the dehydration ring-closing reaction, the heat-resistant polymer solution is poured into a poor solvent such as water or methanol, It was necessary to precipitate the heat-resistant polymer, filter, dry, and then redissolve.
【0003】この問題を回避するために、ポリイミド前
駆体のイミド化方法としてカチオン交換樹脂やアニオン
交換樹脂を脱水閉環触媒に用いる方法が提案された(特
開平9−169841号公報)。この方法では、確かに
脱水閉環反応後、ろ過だけで脱水閉環触媒を取り除くこ
とは出来るが、触媒の量に応じた定量的な脱水閉環反応
を行うことが出来なかった。In order to avoid this problem, there has been proposed a method of imidizing a polyimide precursor in which a cation exchange resin or an anion exchange resin is used as a dehydration ring closure catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-169841). In this method, after the dehydration ring-closing reaction, the dehydration ring-closing catalyst can be removed only by filtration, but a quantitative dehydration ring-closing reaction cannot be performed according to the amount of the catalyst.
【0004】このような定量的な脱水閉環は、無水酢
酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物あるいは、ジ
シクロヘキシルカルボジイミド、ベンゾトリアゾール−
1−イル−オキシ−トリス(ジメチルアミノ)フォスフ
ォニウムヘキサフルオロフォスフェートなどの脱水剤
を、脱水閉環を行うために必要な量を添加することで得
ることが出来た(USP第3179630号公報)。し
かしながら反応後に、このような定量的な脱水閉環を進
行させる酸無水物、脱水剤を溶液より除去する必要があ
った。[0004] Such quantitative dehydration ring closure is carried out by acid anhydrides such as acetic anhydride and trifluoroacetic anhydride, dicyclohexylcarbodiimide, and benzotriazole-
A dehydrating agent such as 1-yl-oxy-tris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate was obtained by adding an amount necessary for performing dehydration ring closure (US Pat. No. 3,179,630). . However, after the reaction, it is necessary to remove the acid anhydride and the dehydrating agent that promote such quantitative dehydration ring closure from the solution.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題を
解決せしめ、耐熱性ポリマー前駆体の脱水閉環が加えら
れた触媒の量に比例して起こり、かつ脱水閉環反応後の
触媒の除去がろ過のみで行えるものを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such a problem, and the dehydration and ring closure of the heat-resistant polymer precursor occurs in proportion to the amount of the added catalyst, and the removal of the catalyst after the dehydration and ring closure reaction is carried out by filtration. It is intended to be something that can be done only by.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
のこの発明は、次に構成からなる。すなわち、(a)耐
熱性ポリマー前駆体をそれに可溶な溶媒に溶かした溶液
と、(b)酸無水物基および/または脱水基を含み、か
つ(a)の溶液に不溶なポリマー粒子を混合して脱水閉
環反応を行う、耐熱性ポリマー前駆体の脱水閉環方法で
ある。The present invention for solving the above-mentioned object has the following constitution. That is, (a) a solution obtained by dissolving a heat-resistant polymer precursor in a solvent soluble therein and (b) polymer particles containing an acid anhydride group and / or a dehydration group and insoluble in the solution (a) are mixed. And performing a dehydration ring-closing reaction.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明における耐熱性ポリマー前
駆体としては、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸、
ポリベンゾオキサゾール前駆体であるポリヒドロキシア
ミド、ポリベンゾチアゾール前駆体であるポリチオヒド
ロキシアミド、ポリベンゾイミダゾール前駆体であるポ
リアミノアミドイミド環、オキサゾール環、その他の環
状構造を有するポリマーとなり得るものである。環構造
となることで、耐熱性、耐溶剤性が飛躍的に向上する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The heat-resistant polymer precursor in the present invention includes polyamic acid, which is a polyimide precursor,
Polyhydroxyamide that is a polybenzoxazole precursor, polythiohydroxyamide that is a polybenzothiazole precursor, polyaminoamideimide that is a polybenzimidazole precursor, oxazole ring, and other polymers having a cyclic structure. . By having a ring structure, heat resistance and solvent resistance are dramatically improved.
【0008】本発明における、酸無水物基および/また
は脱水基を含み、かつ耐熱性ポリマー前駆体を溶かした
溶液に不溶なポリマー粒子とは、例えば、無水マレイン
酸で変性したポリスチレンをジビニルベンゼンのような
2価あるいは3価以上のビニル基を有したモノマーで架
橋させ、溶媒に不溶にしたもの、無水マレイン酸で変性
したアクリルポリマーをトリメチロールプロパントリア
クリレートのような3価以上のアクリルモノマーにて架
橋させた溶媒に不溶にしたものなどを挙げることができ
る。その他、酸無水物基としてはカルボン酸無水物基、
ホスホン酸無水物基などの基、縮合剤基としては、チオ
ニルクロリド基、亜リン酸エステル基、カルボジイミド
基のようなもののビニルモノマーを使用することで、目
的の溶媒に不溶なポリマーを得ることができる。In the present invention, the polymer particles containing an acid anhydride group and / or a dehydration group and insoluble in a solution in which a heat-resistant polymer precursor is dissolved include, for example, polystyrene modified with maleic anhydride and divinylbenzene. Cross-linked with a monomer having a divalent or trivalent or higher vinyl group and insoluble in a solvent, or an acrylic polymer modified with maleic anhydride is converted to a trivalent or higher acrylic monomer such as trimethylolpropane triacrylate. And those insoluble in a crosslinked solvent. In addition, as the acid anhydride group, a carboxylic acid anhydride group,
By using a vinyl monomer such as a thionyl chloride group, a phosphite group, or a carbodiimide group as a group such as a phosphonic anhydride group or a condensing agent group, a polymer insoluble in a target solvent can be obtained. it can.
【0009】また、ピリジン、トリエチルアミンなどの
塩基性の液体やビニルピリジンで変性したポリスチレン
をジビニルベンゼンで架橋させたものや、市販のアミノ
基を有したイオン交換樹脂などを脱水縮合の触媒として
添加することもできる。Further, a basic liquid such as pyridine or triethylamine, a product obtained by crosslinking polystyrene modified with vinylpyridine with divinylbenzene, or a commercially available ion exchange resin having an amino group is added as a catalyst for dehydration condensation. You can also.
【0010】本発明における耐熱性ポリマー前駆体の合
成方法としては、低温中でテトラカルボン酸2無水物と
ジアミン化合物を反応させる方法(C.E.Sroog
ら、Journal of Polymer Scie
nce誌、 PartA−3、1373(196
5))、テトラカルボン酸2無水物とアルコールとによ
りジエステルを得、その後アミンと縮合剤の存在下で反
応させる方法(特開昭61−72022号公報)、テト
ラカルボン酸2無水物とアルコールとによりジエステル
を得、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ア
ミンと反応させる方法(特開昭55−30207号公
報)などで合成することができる。As a method for synthesizing the heat-resistant polymer precursor in the present invention, a method of reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine compound at a low temperature (CE Sroog).
Et al., Journal of Polymer Scie
nce, Part A-3, 1373 (196
5)), a method of obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride and an alcohol and then reacting the diester with an amine in the presence of a condensing agent (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-72022). To obtain a diester, and then the remaining dicarboxylic acid is converted to an acid chloride and reacted with an amine (JP-A-55-30207).
【0011】また本発明の耐熱性ポリマー前駆体に感光
性を付与し、感光性耐熱性ポリマー前駆体として使用す
ることも可能である。感光性を付与する方法としては、
不飽和二重結合を有した化合物をポリマー側鎖に結合さ
せるもの(特開昭60−26033号公報)や、不飽和
二重結合を有したアミノ化合物を混合させるもの(特公
昭59−52822号公報)や、ナフトキノンジアジド
スルホン酸エステルを混合させるもの(特公平1−46
862号公報)などが知られている。It is also possible to impart photosensitivity to the heat-resistant polymer precursor of the present invention and use it as a photosensitive heat-resistant polymer precursor. As a method of imparting photosensitivity,
A compound in which a compound having an unsaturated double bond is bonded to a polymer side chain (JP-A-60-26033) and a compound in which an amino compound having an unsaturated double bond is mixed (JP-B-59-52822). And naphthoquinonediazidesulfonic acid esters (Japanese Patent Publication No. 1-46).
No. 862).
【0012】また、必要に応じて上記、耐熱性ポリマー
前駆体や感光性耐熱性ポリマー前駆体とシリコンなどの
基板との塗れ性を向上させる目的で界面活性剤、乳酸エ
チルやプロピレングリコ−ルモノメチルエ−テルアセテ
−トなどのエステル類、エタノ−ルなどのアルコ−ル
類、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどの
ケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエ−
テル類を混合しても良い。また、二酸化ケイ素、二酸化
チタンなどの無機粒子、あるいはポリイミドの粉末など
を添加することもできる。If necessary, a surfactant such as ethyl lactate or propylene glycol monomethyl ether may be used for the purpose of improving the coatability between the heat-resistant polymer precursor or the photosensitive heat-resistant polymer precursor and a substrate such as silicon. Esters such as teracetate; alcohols such as ethanol; ketones such as cyclohexanone and methyl isobutyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.
Ters may be mixed. In addition, inorganic particles such as silicon dioxide and titanium dioxide, or powder of polyimide can also be added.
【0013】さらにシリコンウエハなどの下地基板との
接着性を高めるために、シランカップリング剤、チタン
キレート剤などを感光性耐熱性ポリマー前駆体組成物の
ワニスに0.5から10重量%添加したり、下地基板を
このような薬液で前処理したりすることもできる。Further, in order to enhance the adhesion to an underlying substrate such as a silicon wafer, a silane coupling agent, a titanium chelating agent, etc. are added to the varnish of the photosensitive heat-resistant polymer precursor composition in an amount of 0.5 to 10% by weight. Alternatively, the underlying substrate can be pre-treated with such a chemical solution.
【0014】ワニスに添加する場合、メチルメタクリロ
キシジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、などのシランカップリング剤、チタンキレー
ト剤、アルミキレート剤をワニス中のポリマーに対して
0.5から10重量%添加する。When added to the varnish, a silane coupling agent such as methylmethacryloxydimethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane, a titanium chelating agent and an aluminum chelating agent are added to the polymer in the varnish in an amount of 0.5 to 10%. % By weight.
【0015】基板を処理する場合、上記で述べたカップ
リング剤をイソプロパノール、エタノール、メタノー
ル、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルな
どの溶媒に0.5から20重量%溶解させた溶液をスピ
ンコート、浸漬、スプレー塗布、蒸気処理などで表面処
理をする。場合によっては、その後50℃から300℃
までの温度をかけることで、基板と上記カップリング剤
との反応を進行させる。When treating the substrate, the above-mentioned coupling agent is added to a solvent such as isopropanol, ethanol, methanol, water, tetrahydrofuran, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, diethyl adipate and the like. The solution in which 5 to 20% by weight is dissolved is subjected to surface treatment by spin coating, dipping, spray coating, steam treatment, or the like. In some cases, then 50 ° C to 300 ° C
The reaction between the substrate and the coupling agent proceeds by applying a temperature up to
【0016】次に、上記の感光性耐熱性ポリマー前駆体
組成物を用いて耐熱性樹脂パターンを形成する方法につ
いて説明する。Next, a method for forming a heat-resistant resin pattern using the above photosensitive heat-resistant polymer precursor composition will be described.
【0017】感光性耐熱性ポリマー前駆体組成物を基板
上に塗布する。基板としてはシリコンウエハ、セラミッ
クス類、ガリウムヒ素などが用いられるが、これらに限
定されない。塗布方法としてはスピンナを用いた回転塗
布、スプレー塗布、ロールコーティングなどの方法があ
る。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃
度、粘度などによって異なるが通常、乾燥後の膜厚が、
0.1から150μmになるように塗布される。The photosensitive heat-resistant polymer precursor composition is applied on a substrate. As the substrate, a silicon wafer, ceramics, gallium arsenide, or the like is used, but is not limited thereto. Examples of the coating method include spin coating using a spinner, spray coating, and roll coating. The coating thickness is different depending on the coating method, the solid concentration of the composition, the viscosity, and the like.
It is applied so as to have a thickness of 0.1 to 150 μm.
【0018】次に感光性耐熱性ポリマー前駆体組成物を
塗布した基板を乾燥して、感光性耐熱性ポリマー前駆体
組成物皮膜を得る。乾燥はオーブン、ホットプレート、
赤外線などを使用し、50度から150度の範囲で1分
から数時間行うのが好ましい。Next, the substrate coated with the photosensitive heat-resistant polymer precursor composition is dried to obtain a photosensitive heat-resistant polymer precursor composition film. Drying is oven, hot plate,
It is preferable to use infrared rays or the like for 1 minute to several hours in the range of 50 ° to 150 °.
【0019】次に、この感光性耐熱性ポリマー前駆体組
成物皮膜上に所望のパターンを有するマスクを通して化
学線を照射し、露光する。露光に用いられる化学線とし
ては紫外線、可視光線、電子線、X線などがあるが、本
発明では水銀灯のi線(365nm)、h線(405n
m)、g線(436nm)を用いるのが好ましい。Next, the photosensitive heat resistant polymer precursor composition film is exposed to actinic radiation through a mask having a desired pattern. Actinic rays used for exposure include ultraviolet rays, visible rays, electron beams, and X-rays. In the present invention, i-line (365 nm) and h-line (405 n) of a mercury lamp are used.
m) and g-line (436 nm) are preferably used.
【0020】耐熱性ポリマー前駆体組成物のパターンを
形成するには、露光後、現像液を用いてネガ型の場合は
未露光部を、ポジ型の場合は露光部を除去することによ
って達成される。現像液としては、テトラメチルアンモ
ニウムの水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノ
エタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチ
ルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチ
ルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチル
アミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、
エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアル
カリ性を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によ
っては、これらのアルカリ水溶液に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、γ−ブチ
ロラクロン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、
メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアル
コール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタ
ノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイ
ソブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは数種
を組み合わせたものを添加してもよい。現像後は水にて
リンス処理をする。ここでもエタノール、イソプロピル
アルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエス
テル類などを水に加えてリンス処理をしても良い。The pattern of the heat-resistant polymer precursor composition is formed by removing the unexposed portion in the case of a negative type and the exposed portion in the case of a positive type using a developer after exposure. You. As a developing solution, an aqueous solution of tetramethylammonium, diethanolamine, diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, triethylamine, diethylamine, methylamine, dimethylamine, dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethanol, dimethylamine Aminoethyl methacrylate, cyclohexylamine,
An aqueous solution of an alkaline compound such as ethylenediamine or hexamethylenediamine is preferred. In some cases, a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, dimethylacrylamide, etc.
Alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate; ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone, and methyl isobutyl ketone, alone or in combination. It may be added. After development, it is rinsed with water. Here, rinsing treatment may be performed by adding alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate to water.
【0021】現像後、200度から500度の温度を加
えて耐熱性ポリマー皮膜に変換する。この加熱処理は温
度を選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連
続的に昇温しながら5分から5時間実施する。一例とし
ては、130度、200度、350度で各30分づつ熱
処理する。あるいは室温より400度まで2時間かけて
直線的に昇温するなどの方法が挙げられる。After development, the film is converted into a heat-resistant polymer film by applying a temperature of 200 to 500 degrees. This heat treatment is carried out for 5 minutes to 5 hours while selecting the temperature and increasing the temperature stepwise, or while selecting a certain temperature range and continuously increasing the temperature. As an example, heat treatment is performed at 130 degrees, 200 degrees, and 350 degrees for 30 minutes each. Alternatively, a method of linearly raising the temperature from room temperature to 400 ° C. over 2 hours may be used.
【0022】本発明による感光性耐熱性ポリマー前駆体
組成物により形成した耐熱性ポリマー皮膜は、半導体の
パッシベ−ション膜、半導体素子の保護膜、高密度実装
用多層配線の層間絶縁膜などの用途に用いられる。The heat-resistant polymer film formed from the photosensitive heat-resistant polymer precursor composition according to the present invention is used for a passivation film of a semiconductor, a protective film of a semiconductor element, an interlayer insulating film of a multilayer wiring for high-density mounting, and the like. Used for
【0023】[0023]
【実施例】以下発明をより詳細に説明するために、実施
例で説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
【0024】閉環率の測定 4インチのシリコンウエハを用いて、測定試料を膜厚約
7μmとなるように大日本スクリーン(株)社製コータ
ーデベロッパーSCW−636を使用しスピンコート
し、同じ装置のホットプレートを使用して80℃で3分
と100℃で1分プリベークした。 このウエハを日本
分光(株)社製フーリエ変換型赤外吸収分光光度計FT
/IR−5000を使用して赤外吸収スペクトルを測定
した。また、何も塗布していない4インチシリコンウエ
ハを用いてリファレンス測定をした。閉環率の測定は、
それぞれの吸収の波数を使用した。例えば、イミド化の
場合は1770cm-1付近の吸収を、オキサゾール化の
場合は1390cm-1付近に現れる吸収を用いた。ま
た、ヤマト科学(株)製イナートオーブンDT42を用
いて、窒素中、200℃で30分の後、30分で温度を
350℃に上昇させ、350℃で1時間熱処理した試料
の、赤外吸収スペクトルのそれぞれの特性吸収の大きさ
を100%閉環したものの吸収の大きさとし、その吸収
強度との強度比より%表示にて脱水閉環率を求めた。Measurement of Ring Closure Ratio Using a 4-inch silicon wafer, a measurement sample was spin-coated using a coater developer SCW-636 manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd. so as to have a film thickness of about 7 μm. Prebaking was performed at 80 ° C. for 3 minutes and at 100 ° C. for 1 minute using a hot plate. This wafer is subjected to a Fourier transform infrared absorption spectrophotometer FT manufactured by JASCO Corporation.
The infrared absorption spectrum was measured using / IR-5000. Reference measurement was performed using a 4-inch silicon wafer on which nothing was applied. The measurement of ring closure is
The wave number of each absorption was used. For example, in the case of imidization absorption near 1770 cm -1 in the case of oxazole of using absorption appears near 1390 cm -1. In addition, using an inert oven DT42 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., infrared absorption of a sample heat-treated at 350 ° C. for 1 hour after increasing the temperature to 350 ° C. for 30 minutes in nitrogen at 200 ° C. for 30 minutes. The magnitude of each characteristic absorption of the spectrum was taken as the magnitude of the absorption when the ring was closed at 100%, and the dehydration ring closure rate was calculated in% from the intensity ratio with the absorption intensity.
【0025】合成例1 酸無水物基を有した架橋ポリス
チレンの合成 ケン化度98%のポリビニルアルコール(日本合成化学
工業(株)社製”ゴーセノール”GM−14)0.8g
とケン化度89から90%のポリビニルアルコール(日
本合成化学工業(株)社製”ゴーセノール”GM−1
4)0.08gを水25ml中で室温で30分間放置し
て膨潤させた。続いて、この分散液を90から95℃の
水浴上で加熱してポリビニルアルコールを水に溶解させ
た。これをろ過してゲル状物を取り除いた。Synthesis Example 1 Synthesis of crosslinked polystyrene having an acid anhydride group 0.8 g of polyvinyl alcohol having a saponification degree of 98% (“Gohsenol” GM-14 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
And a polyvinyl alcohol having a saponification degree of 89 to 90% ("GOHSENOL" GM-1 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
4) 0.08 g was left in 30 ml of water at room temperature for 30 minutes to swell. Subsequently, the dispersion was heated on a water bath at 90 to 95 ° C. to dissolve the polyvinyl alcohol in water. This was filtered to remove the gel.
【0026】スチレンモノマー26.0g(0.25モ
ル)とジビニルベンゼン5.8g(純度55%で0.0
245モル)とトルエン10mlに無水マレイン酸1
3.2g(0.135モル)とベンゾイルパーオキサイ
ド0.5gを分散させた液を300mlの温度計、還流
管、攪拌羽のついた3口フラスコに入れ、先ほどのポリ
ビニルアルコール水溶液と水80mlを加え、徐々に室
温から90℃に加熱した。90℃で3時間反応させた
後、温度を下げ、攪拌を止めて2lのビーカーに移して
水を加えてしばらく攪拌させた。その後、ろ過して水で
洗浄後、アセトン中に入れた。アセトン中で一晩放置し
た後、ろ過してアセトンで洗浄し、120℃の真空乾燥
機で一晩乾燥させて、揮発成分を除去し、さらに酸無水
物化を行った。真空で温度を室温にまで戻した後、外部
に取り出し使用した。26.0 g (0.25 mol) of styrene monomer and 5.8 g of divinylbenzene (0.0% at 55% purity)
245 mol) and maleic anhydride 1 in 10 ml of toluene.
A liquid in which 3.2 g (0.135 mol) and 0.5 g of benzoyl peroxide were dispersed was placed in a 300 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a reflux tube, and a stirring blade. In addition, the mixture was gradually heated from room temperature to 90 ° C. After reacting at 90 ° C. for 3 hours, the temperature was lowered, stirring was stopped, the mixture was transferred to a 2 liter beaker, water was added, and the mixture was stirred for a while. Thereafter, the mixture was filtered, washed with water, and put in acetone. After standing in acetone overnight, the mixture was filtered, washed with acetone, dried overnight in a vacuum dryer at 120 ° C. to remove volatile components, and further subjected to acid anhydride. After the temperature was returned to room temperature by vacuum, it was taken out and used.
【0027】実施例1〜3、比較例1〜3 500mlの攪拌羽、窒素流入管と温度計を取り付けた
3つ口フラスコに乾燥窒素気流下、2,2’−ビス(ト
リフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル
(和歌山精化工業(株)社製)16.0g(0.045
モル)と1、3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン(東レダウコーニングシリコーン
(株)社製)1.24g(0.005モル)をN−メチ
ルピロリドン50gに溶解させた。ここに3,3’,
4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水
物(ダイセル化学工業(株)社製)15.5g(0.0
5モル)を粉体のまま加えた。このまま室温で1時間攪
拌を続けた後、50℃で4時間攪拌し、ポリアミド酸
(ポリイミド前駆体)の溶液を得た。Examples 1-3, Comparative Examples 1-3 In a three-necked flask equipped with a 500 ml stirring blade, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 2,2'-bis (trifluoromethyl)- 16.0 g (0.045) of 4,4'-diaminobiphenyl (manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.)
Mol) and 1.24 g (0.005 mol) of 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) were dissolved in 50 g of N-methylpyrrolidone. Where 3,3 ',
15.5 g of 4,4'-diphenylethertetracarboxylic dianhydride (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)
5 mol) was added as a powder. After continuing stirring at room temperature for 1 hour, stirring was continued at 50 ° C. for 4 hours to obtain a polyamic acid (polyimide precursor) solution.
【0028】この溶液に表1の脱水閉環試薬を加え脱水
閉環率(イミド化率)を測定した。表1に示したごと
く、酸無水物基を有したポリマーゲルを使用したもの
は、再沈工程もなく、加えた触媒量に応じた脱水閉環率
が得られる。また、イオン交換樹脂を触媒として用いた
ものは触媒量に応じた脱水閉環率の調整が困難である。The dehydration ring closure reagent shown in Table 1 was added to this solution, and the dehydration ring closure rate (imidation rate) was measured. As shown in Table 1, in the case where the polymer gel having an acid anhydride group was used, a dehydration ring closure rate corresponding to the amount of the added catalyst was obtained without a reprecipitation step. Further, in the case of using an ion exchange resin as a catalyst, it is difficult to adjust the dehydration ring closure rate according to the amount of the catalyst.
【0029】[0029]
【表1】 無水物ポリマー:合成例1で合成したポリマー イオン交換樹脂:オレガノ(株)社製アンバーリストA
−21(弱アルカリ型)。[Table 1] Anhydride polymer: polymer synthesized in Synthesis Example 1 Ion exchange resin: Amberlyst A manufactured by Oregano Corporation
-21 (weakly alkaline type).
【0030】比較例4 脱水閉環試薬として、無水酢酸を使用した他は実施例1
と同様に実験を行った。合成例1で合成した無水物ポリ
マーを使用した実施例1〜3と異なり、無水酢酸を使用
すると再沈工程が必要となり、工程が煩雑になった。Comparative Example 4 Example 1 was repeated except that acetic anhydride was used as the dehydrating ring closing reagent.
An experiment was performed in the same manner as in the above. Unlike Examples 1 to 3 using the anhydride polymer synthesized in Synthesis Example 1, the use of acetic anhydride requires a reprecipitation step, which complicates the process.
【0031】実施例4〜6、比較例5〜6 ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン36.6g(0.1モル)をジメチルア
セトアミド100gに溶解させた。ここにグリシジルア
リルエーテルg(0.5モル)を加えて5℃に冷却し
た。この溶液にアセトン50gに溶解させたイソフタル
酸クロリド21.0g(0.103モル)の溶液を反応
溶液の温度が10℃を越えないように滴下した。滴下終
了後、5℃で2時間、その後20℃で4時間反応させ、
ポリヒドロキシアミド(ポリベンゾオキサゾール前駆
体)の溶液を得た。Examples 4 and 6, Comparative Examples 5 and 6 36.6 g (0.1 mol) of bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane was dissolved in 100 g of dimethylacetamide. Glycidyl allyl ether g (0.5 mol) was added thereto and cooled to 5 ° C. A solution of 21.0 g (0.103 mol) of isophthalic chloride dissolved in 50 g of acetone was added dropwise to this solution so that the temperature of the reaction solution did not exceed 10 ° C. After the completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at 5 ° C. for 2 hours and then at 20 ° C. for 4 hours.
A solution of polyhydroxyamide (polybenzoxazole precursor) was obtained.
【0032】この溶液に表2の脱水閉環試薬を加え脱水
閉環率(オキサゾール化率)を測定した。表2に示した
ごとく、酸無水物基を有したポリマーゲルを使用したも
のは、再沈工程もなく、加えた触媒量に応じた脱水閉環
率が得られる。また、イオン交換樹脂を触媒として用い
たものは脱水閉環(オキサゾール化)がほとんど進行し
ていない。The dehydration ring closure reagent shown in Table 2 was added to this solution, and the dehydration ring closure rate (oxazole conversion rate) was measured. As shown in Table 2, in the case of using a polymer gel having an acid anhydride group, there is no reprecipitation step, and a dehydration ring closure rate corresponding to the amount of the added catalyst can be obtained. In the case of using an ion exchange resin as a catalyst, dehydration ring closure (oxazole formation) hardly progresses.
【0033】[0033]
【表2】 無水物ポリマー:合成例1で合成したポリマー イオン交換樹脂:オレガノ(株)社製アンバーリストA
−21(弱アルカリ型)。[Table 2] Anhydride polymer: polymer synthesized in Synthesis Example 1 Ion exchange resin: Amberlyst A manufactured by Oregano Corporation
-21 (weakly alkaline type).
【0034】比較例7 脱水閉環試薬として、無水酢酸を使用した他は実施例4
と同様に実験を行った。合成例1で合成した無水物ポリ
マーを使用した実施例4〜6と異なり、無水酢酸を使用
すると再沈工程が必要となり、工程が煩雑になった。Comparative Example 7 Example 4 was repeated except that acetic anhydride was used as the dehydrating ring closing reagent.
An experiment was performed in the same manner as in the above. Unlike Examples 4 to 6 using the anhydride polymer synthesized in Synthesis Example 1, the use of acetic anhydride requires a reprecipitation step, which complicates the process.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によると、再沈工程の必要のな
い、簡略なプロセスで耐熱性ポリマー前駆体の脱水閉環
処理ができるAccording to the present invention, a heat-resistant polymer precursor can be subjected to dehydration and ring closure by a simple process which does not require a reprecipitation step.
Claims (4)
な溶媒に溶かした溶液と、(b)酸無水物基および/ま
たは脱水基を含み、かつ(a)の溶液に不溶なポリマー
粒子を混合して脱水閉環反応を行う、耐熱性ポリマー前
駆体の脱水閉環方法。1. A solution of (a) a heat-resistant polymer precursor dissolved in a solvent soluble therein, and (b) a polymer containing an acid anhydride group and / or a dehydration group and insoluble in the solution of (a). A method for dehydrating and ring-closing a heat-resistant polymer precursor, which comprises mixing particles and performing a dehydration and ring-closing reaction.
後、ポリマー粒子を除去し、部分的に脱水閉環した耐熱
性樹脂ポリマー前駆体あるいは完全に脱水閉環した耐熱
性樹脂ポリマー前駆体よりなることを特徴とする耐熱性
コーティング剤。2. After the dehydration and ring closure according to the method of claim 1, the polymer particles are removed and a heat-resistant resin polymer precursor partially dehydrated and ring-closed or a heat-resistant resin polymer precursor completely dehydrated and ring-closed is used. A heat-resistant coating agent characterized by becoming.
リヒドロキシアミド、ポリチオヒドロキシアミド、ポリ
ヒドロキシアミドアミド酸、ポリカルボキシアミドの少
なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1記載の耐
熱性ポリマー前駆体の脱水閉環方法。3. The heat-resistant polymer according to claim 1, wherein the heat-resistant polymer precursor contains at least one of polyamic acid, polyhydroxyamide, polythiohydroxyamide, polyhydroxyamidamic acid, and polycarboxyamide. A method for dehydration ring closure of a polymer precursor.
かつ耐熱性樹脂前駆体の溶液に不溶なポリマー粒子が、
酸無水物変性架橋ポリスチレンゲル、酸無水物変性架橋
アクリル樹脂の少なくとも1つであることを特徴とする
請求項1記載の耐熱性ポリマー前駆体の脱水閉環方法。4. It contains an acid anhydride group and / or a dehydrating agent,
And polymer particles insoluble in the solution of the heat-resistant resin precursor,
The method for dehydrating and cyclizing a heat-resistant polymer precursor according to claim 1, wherein the method is at least one of an acid anhydride-modified crosslinked polystyrene gel and an acid anhydride-modified crosslinked acrylic resin.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003105259A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Clariant (Japan) Kk | Polybenzoimidazol film and method for forming the film |
WO2003095574A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polymide coated polymeric particles |
WO2017122623A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | 東レ株式会社 | Cured film and method for producing same |
KR20170123626A (en) * | 2015-03-11 | 2017-11-08 | 도레이 카부시키가이샤 | Organic EL display device and manufacturing method thereof |
WO2024176695A1 (en) * | 2023-02-21 | 2024-08-29 | エセックス古河マグネットワイヤジャパン株式会社 | Aromatic polyimide resin varnish for insulating coating and insulated electrical wire using same, coil, rotating electrical machine, and electrical/electronic device |
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1997
- 1997-11-28 JP JP32754897A patent/JP3478094B2/en not_active Expired - Fee Related
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