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JPH0292535A - 金属とポリイミドの複合成形体 - Google Patents

金属とポリイミドの複合成形体

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Publication number
JPH0292535A
JPH0292535A JP63243986A JP24398688A JPH0292535A JP H0292535 A JPH0292535 A JP H0292535A JP 63243986 A JP63243986 A JP 63243986A JP 24398688 A JP24398688 A JP 24398688A JP H0292535 A JPH0292535 A JP H0292535A
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polyimide
film
organic group
metal
polyamic acid
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JP63243986A
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Shunichi Numata
俊一 沼田
Takao Miwa
崇夫 三輪
Takae Ikeda
池田 孝栄
Koji Fujisaki
藤崎 康二
Hisae Shimanoki
嶋之木 久恵
Kunio Miyazaki
邦夫 宮崎
Osamu Miura
修 三浦
Ryuji Watanabe
隆二 渡辺
Toshio Miyamoto
俊夫 宮本
Yukio Ogoshi
大越 幸夫
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to DE68922360T priority patent/DE68922360T2/de
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Publication of JPH07102646B2 publication Critical patent/JPH07102646B2/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属とポリイミドの複合成形体に係り、特に
低誘電率高耐熱性絶縁膜であるポリイミドを絶縁膜と、
低抵抗の銅などの導体を配線層に用い九遅延時間の非常
に小さい配線板に係わり、更に大型から中小型全般に渡
シ今後のコンピュータ用の主要な高密度高速配線板、エ
レクトロニクス部品の小型化に不可欠なフレキシブルプ
リント板などに使用できる材料に関する。
〔従来の技術〕
従来、高密度配線板として、エポキシやマレイミド樹脂
ガラスクロス積層板鋼箔との多層板や、アルミナ/タン
グステン多層板が使用されてきた。
しかし、前者の場合製造方法、材質の制限があ夛配線幅
が50 Am以下の微細化が出来ず、また後者は、セラ
ミックスが高誘電率なことや、製造工程上非常に高温工
程が有るため、抵抗値が大きくても耐熱性の良いタング
ステンなどを使わざるを得ない問題があり、これらに代
わる今後の高速高密度配線板として、高性能な配線板が
要求されている。その第一の候補が、鋼/ポリイミド配
線基板である。これは、シリコンウェハやセラミック基
板の上に低誘電率のポリイミドと低抵抗の銅とを、半導
体の配線の製造プロセスと同様の微細加工によって、製
造するもので極めて高性能の配線板が期待されている。
しかしながら、銅や銀と接触させてポリイミド前駆体で
あるポリアミック酸を加熱硬化すると、300℃以上で
の昇温すると本来のポリイミドの耐熱性からとても考え
られない程の熱分解反応が生じる問題がある。例えば、
銅の膜上にポリアミック酸フェスを塗布し熱硬化すると
、300℃以上で明確な変色が認められ、膜が脆化し機
械的に非常に脆くなる現象が知られている。類似の現象
は、フレキシブルプリント板の製造工程や、導電性の銀
ペーストの硬化過程でも認められている。
金属としては銅と銀の場合特にこの問題があり、アルミ
ニウム、チタン、ニッケル、クロムなどは殆ど無害であ
る。
これまで、このように金属と接触させてイミド化膜を形
成する場合、不活性なりロムなどの金属や8102や8
13N4などの不活性な膜を形成した上にポリアミック
酸前駆体フェスを塗布熱硬化する方法や、直接当該金属
と接触する場合、水素などの還元雰囲気中で加熱硬化す
る方法等がある。しかし、これらの方法は、大幅な工程
数の増加、ランニングコスト等の点で大きな問題を含ん
でいる。
ま九、本発明者らは、ポリイミド膜上にこれらの金属膜
を形成して加熱しても、ポリイミド膜に殆ど悪影響を与
えないことからヒントを得て、金属膜上にイミド化した
フェスを塗布、加熱硬化した結果、やはシポリイミドの
劣化が無いことを見出した。しかし、この方法にはポリ
イミドの溶解性が非常に悪いため、溶剤として人体に害
のあるクレゾール系のものなどを使わざるを得ないとか
、ポリイミド自身にも極めて溶解性の良い特殊なものし
か使えない問題が生じた。
その解決策を検討した結果、カルボン酸をエステル基で
潰したものを用いるとやは9問題無いことが分かった。
しかし、このカルボン酸をエステル化したポリアミック
酸は、酸無水物とアルコールを反応させた後、チオニル
クロライドで酸塩化物とし更にジアミンと反応させて得
るため、合成工程が大幅に長くなる問題や、合成工程で
イオン性の不純物が混入して使用上支障をきたす問題な
ど多くの解決すべき点がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、従来のポリアミック酸を金属膜上に塗布し、
熱硬化したときに問題になるポリイミド膜の熱劣化を防
ぎ、還元雰囲気などの特殊な雰囲気でなくても劣化の問
題が無い高信頼性の金属/ポリイミド複合成形体を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、ポリイミドの前駆体を金属と接触させて
熱イミド化させる工程を含んで金属/ポリイミド複合体
を得る際に起きるポリイミド前駆体と金属との化学反応
を詳細に研究した。その結果、金属がポリアミック酸の
カルボン酸の存在下で溶解し、その後高温に曝したとき
にイミド環がその金属によって熱分解し、同時に微粒子
状の酸化金属が析出してくることを明らかにし、また、
これと同様の現象は、スルフォン酸基を有するポリイミ
ド前駆体でも認められ、酸性官能基の存在が金属を溶解
させることを突き止め、本発明を完成した。
すなわち、本発明#′i、金属とポリイミド前駆体が接
触してイミド化される工程を含んで製造される金属とポ
リイミドを含む複合成形体において、前記ポリイミド前
駆体は該前駆体中のカルボキシル基やスルフォン基など
の酸性官能基がマスキングされたもので有ることを特徴
とした金属とポリイミドの複合成形体である。
本発明において、ポリイミドの前駆体としては、ポリア
ミック酸に少なくとも1個以上のエポキシ基を有する化
合物との反応などによって得られる次のような化学構造
を有するポリアミック酸エポキシ付加物(1)、又は(
1′) 又は シリル化ジアミンと酸二無水物との反応などによって得
られるシリル化ポリアミック酸(III)又は(■っ又
は 又は 又は、ジイソシアネート化合物と酸二無水物との反応で
得られる生成物(1v)、 及び、イソシアネート化合物等とポリアミック酸との反
応生成物であるアミド化ポリアミック虐(n)又は(■
′) R−NH−CO2 \Co−NH−R 等が挙げられる。(上記式中、Ar1、Ar”、Ar’
、R,R3は有機基を示す。) 上記のポリイミドの前駆体であるマスクポリアミック酸
のうち、(1)には合成時の反応性が優れかつ廊合不縮
物が生成しない特長と、イミド化時に比較的大きな縮合
生成物が揮散するため硬化収縮率が多少大きいという問
題がある。また、(II)はインシアネート化合物との
反応なので低温でも反応する反面、未反応官能基が残る
と炭酸ガスが発生し発泡する問題が有る。(III)は
合成も比較的容易であり、ポリアミック酸合成時の反応
性が強いので多くのモノマーを使用することができ、ま
た極性の低下によりフェス粘度が低くなる傾向が有る。
(IY)は合成が容易だが、反応が進むと炭酸ガスが発
生してイミド化するため安定性に問題が有る。このよう
にマスク法の違いによって特長があり、用途により使い
分けできる。
上記のポリイミドの前駆体のうち、(1)と(II)は
、アミノジカルボン酸誘導体の単独重合またはジアミン
とテトラカルボン酸誘導体の反応によって得られるポリ
アミック酸とエポキシ化合物、或いはインシアネート化
合物等を反応させて得ることができる。テトラカルボン
酸誘導体としては、酸無水物、酸塩化物がある。酸無水
物を用いると、合成上好ましい。
ポリアミック酸の合成反応は、−船釣には、N−メチル
ピロリドン(NMP) 、ジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルアセトアミド(DMAC)、ジメチルス
ルホキシド(DM80) 、硫酸ジメチル、スルホラン
、ブチルラクトン、クレゾール、フェノール、ハロゲン
化フェノール、シクロヘキサノ/、ジオキサン、テトラ
ヒトミフラン、アセトフェノンなどの溶液中で、−20
〜200℃の範囲で行われる。
本発明に用いられるアミノジカルボン酸誘導体として具
体例を挙げると、4−アミノ7タル酸、4−アミノ−5
−メチルフタル酸、4−(p−アニリノ)−フタル酸、
4−(5,5−ジメチル−4−アニリノ)7タル酸など
、或いはこれらの酸無水物、酸塩化物等が挙げられる。
本発明に用いられるジアミンは芳香族ジアミンとしては
、p−7二二レンジアミン(p −PDA)、2.5−
ジアミノトルエン、2.5−ジアミノキシレン、ジアミ
ノキシレン(2,5,5,6−チトラメチルフエニレン
ジアミン)、2.5−ジアミノベンゾトリ70ライド、
2,5−ジアミノキシンール、2.5−ジアミノアセト
フェノン、2,5−ジアミノベンゾフェノン、2,5−
ジアミノジフェニル、2.5−ジアミノフロロベンゼン
、ベンジジン、o−トvシフ (0−TLD )、m−
)リジン、3.3−5.5’−テトラメチルベンジジン
、5.5’−ジメトキシベンジジン、5.5’−’)(
トリフ0ロメチル)ベンジジン、3.3′−ジアセチル
ベンジジン、5.5’−ジフロロペンジジン、オクタフ
ロロベンジジン、4,4ζジアミノターフエニル(DA
TP)   4.4”’−ジアミノクォーターフェニル
等の直線状のコンホメーションを有するものや、m−7
二二レンジアミン、4.4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、1.2−ビス(アニリノ)エタン、4.4’−ジア
ミノジフェニルエーテル(DDE)、ジアミノジフェニ
ルスルホン、2.2−ビx(p−アミノフェニル)プロ
パン、2.2−ビス(p−アミノフェニル)へキサフロ
ロプロパン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル、3.3゛−ジメチル−4,4′−
ジアミノジフェニルメタン、ジアミノトルエン、ジアミ
ノベンシトリフロライド、1#4−ビス(p−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン、4.4−ビス(p−アミノフェノ
キシ)ビフェニル、2.2−ビス(4−(p−アミノフ
ェノキシ)フェニルJ7″ロバン、2,2−ビス(4−
(m−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2
−ビス(4−(p〜ルアミノフェノキシフェニル)へキ
サ70ロプロパン、2.2−ビス(4−(m−アミノフ
ェノキシ)フェニル)へキサフロロプロパン、2.2−
ビス(4−(p −7ミノフエノキシ)−1,5−ジメ
チルフェニル)へキサフロロプロパン、2.2−ビス1
4−Cp−アミノフェノキシ)−1,5−ジトリフロロ
メチルフェニル)ヘキサ70ロプロパン、p−ビス(4
−アミノ2−トリフロロメチルフェノキシ)ベンゼン、
4.4′−ビス(4−アミノ−2−トリフロロメチルフ
ェノキシ)ビフェニル、4,4″−ビス(4−アξ)−
3−トリフロロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4
′−ビス(4−アミノ−2−トリフロロメチルフェノキ
シ)ビフェニルスルホン、4.4″−ビス(5−アミノ
−5−トリフロロメチルフェノキシ)ビフェニルスルホ
ン、2,2−ビス(4−(p−アミノ−3−トリフロロ
メチルフェノキシ)フェニル)へキサ70ロプロパン、
ジアミノアントラキノン、4,4−ビス(3−7ミノフ
エノキシフエニル)ジフェニルスルホン、1,3−ビス
(アニリノ)へキサフロロプロパン、1.4−ビス(ア
ニリノ)オクタフロロブタン、1,5−ビス(アニリノ
)デカ70ロベンタン、または1,7−ビス(アニリノ
ンテトラデカフロロへブタン、及び一般式、 R4R4 または、 (Rs%R,は2価の有機基、R4、R・は1価の有機
基、p、qは1より大きい整数。)で示される本発明に
用いるテトラカルボン酸誘導体としては、ピロメリト酸
(PMDA) 、メチルピロメリト酸、ジメチルピロメ
リト酸、ジ(トリフロロメチル)ピロメリト酸、3.3
;4.4′−ビフェニルテトラカルボン酸(s−BPD
A)、5.5′−ジメチ/I/ −5,3: 4.4″
−ビフェニルテトラカルボン酸、p−(3,4−ジカル
ボキシフェニル)ベンゼン、  2.5; 5.’4’
−テトラカルボキシジフェニル、  5.5: 4.4
’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、2,5,5
:4″−テトラカルボキシジフェニルエーテル、5. 
!l: 4.4’−テトラカルボキシベンゾフェノン(
BTDA)、2.3.3.’ 4’−テトラカルボキシ
ベンゾフェノン、2,5,6.7−テトラカルボキシナ
7タレン、  +、 4.5.7−テトラカルボキシナ
フタレン、1゜2、5.6−チトラカルポキシナフタレ
ン、!l、 5; 4.4’ −テトラカルボキシジフ
ェニルメタン、2.5.5=4′−テトラカルボキシジ
フェニルメタン、2,2−ビス(3゜4−ジカルボキシ
フェニル)プロパン、2,2−ビス(5,4−ジカルボ
キシフェニルンヘキサフロロプロパン、5,5:4,4
″−テトラカルボキシジフェニルスルホン、3.4.9
. I O−テトラカルボキシペリレン、2,2−ビス
(4−(5,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−(5,4−ジカルボキシ
フェノキシ)フェニル)ヘキサ70ロプロパン、ブタン
テトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸な
どが挙げられ、これらの酸無水物、酸塩化物なども使用
できる。
本発明の(1)の ポリアミック酸エポキシ付加物は、
仁のようにして得たポリアミック酸に少なくとも1個以
上のエポキシ基?有する化合物を反応させることなどに
よって得られる。これは、従来のポリアミック酸エポキ
シ付加物が、エステル化テトラカルボン酸とジアミンと
を脱水剤を用いて重縮合させた夛、ポリアミック酸を酸
塩化物にしてからアルコールと反応させることなどで得
られていたのに比較して、非常に容易に高分子量のポリ
イミド前駆体を合成できるメリットがある。
ポリアミック酸とエポキシ化合物との反応は、60℃以
上で加熱するだけでも良いが、イミド化反応を起こさず
にできるだけ低い温度で反応させるために、5級アミン
やイミダゾール類、トリ7エ二ルホスフインなどのエポ
キシ樹脂の硬化促進剤を触媒として使用する方が好まし
い。
本発明の(n)のアミド化ポリアミック酸は、同様にし
て得たポリアミック酸に少なくとも1個以上のイソシア
ネート基を有する化合物を反応させることなどによって
得られる。これも、ポリアミック酸にイソシアネート化
合物を室温から100℃付近で反応させることによって
容易に得られる。
本発明の(III)シリル化ポリアミック酸は、アルキ
ルシリル化ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反
応、ポリアミック酸とアルキルジシラザンとの反応等で
非常に容易に不純物の混入が非常罠少ない条件で合成可
能である。
本発明の(IV)のジイソシアネートとテトラカルボン
酸二無水物との反応生成物であるポリイミドの前駆体も
、やはり酸性官能基が無いために、金属の溶解混入が非
常に少ないため、高温でのポリイミド膜の劣化の問題が
#まとんどない。
本発明のこの他のメリットは、フェスの粘度が低く、且
つ安定性にも優れている長所を有する。
本発明のポリイミド前駆体膜は、−船釣に行われている
スピンコード法などで形成できる。膜を形成する場合、
加熱イミド化条件は先ず50〜250℃の範囲で乾燥を
行い、次に250〜400℃程度に加熱してイミド化す
ることが好ましい。
本発明において、ポリイミドと種々の基材との接着性が
問題になる。無機材質の表面を粗化したり、シランカッ
プリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウム
アルコレート、アルミニウムキレート、ジルコニウムキ
レート、アルミニウムアセチルアセトネートなどによ)
表面処理することが好ましい。また、これらの表面処理
剤をポリイミド中に添加しても良い。或いはシロキサン
骨格を有するジアミンや、テトラカルボン酸二無水物を
共重合させても良い。
本発明において、ポリイミド骨格が直線状のコンホメー
ションを有するとき塗膜の熱膨張係数が非常に小さくな
り弾性率が大きくなるが、無機質、有機質、または、金
属などの粉末、繊維、チョップトストランドなどを混合
することによっても熱膨張係数を下げ、弾性率を挙げ、
更に流動性をコントロールしたりすることが出来る。
また、本発明のカルボキシル基やスルフォン基などの酸
性官能基をマスキングしたポリイミド前駆体に、銅、銀
から選ばれた金属粉末を添加混合することによって導電
性の塗料として使用できる。
〔実施例〕
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。
実施例1 p −PDAと6−BPDAとを常法により反応させて
ポリアミック酸のN−メチル−2−ピロリドン(NMP
と略す)15%溶液を得、この溶液に当量のフェニルグ
リシジルエーテルを添加し、ベンジルジメチルアミンの
存在下に80℃で5時間反応させてヒドロキシエステル
化ポリアミック酸を得た。ベンジルジメチルアミンの添
加量は、フェニルグリシジルエーテルの2重量%とした
このポリアミック酸エポキシ付加物ワニスを表面に銅薄
膜を蒸着したシリコンウェハ表面にスピンコードし、厚
さ15μmの塗膜を形成し念。加熱イミド化条件は、1
00℃30分、100〜400℃まで1時間で昇温し、
その温度で50分保持した。雰囲気は空気中である。こ
のポリイミド膜をシリコンウェハから剥離し、フィルム
の中の銅の含量、色、熱分解温度、引っ張り強度を測定
した。その結果、このフィルム中には鋼が102%(原
子吸光法)しか含まれず、フィルムの色も褐色で不活性
な5102膜上に形成したフィルムとほとんど同じ(比
較例1)であり、空気中での分解温度は505℃、引つ
張り強度が400 MPa 、破断伸びが20%と非常
に優れた耐熱性と、機械特性を有している。
また、銅のエツチング液中に約5時間浸漬した後、フィ
ルムの熱分解温度と機械特性を測定した結果、エツチン
グ液に浸していないものと殆ど同じ値を示し、化学的に
も非常に安定していることが分かった。
比較例1: シリコン酸化膜が形成されたシリコンウェハ表面にp−
PDAと5−BPDAとから得たポリアミック酸のNM
P 15%溶液をスピンコードシ、厚す15μmの塗膜
を形成した。加熱イミド化条件は、実施例1と同じであ
る。これをシリコンウェハから剥離し、色、熱分解温度
、引っ張り強度を測定した。その結果、このフィルムは
、褐色で、空気中での分解温度は510℃、引っ張り強
度が350MPa 、破断伸びが25%と非常に優れた
耐熱性と、機械特性を有し、実施例1のポリイミドフィ
ルムが、この熱酸化膜のような不活性表面上に形成され
た場合同様の特性を有していることが分かる。
また、このフィルム中の銅の含量は、当然ながら非常に
少な(、(10003%以下であった。
また、銅のエツチング液中に約5時間浸漬した後、フィ
ルムの熱分解温度と機械特性を測定した結果、エツチン
グ液に浸していないものと殆ど同じ値を示し、実施例1
と同様に化学的にも非常に安定している。
比較例2: 実施例1と同様にシリコンウェハ上に銅箔膜を蒸着で形
成、エツチングでパターン形成し、その上に比較例1と
同じポリアミック酸ワニスを塗布、実施例と同じ条件で
加熱イミド化した。その結果、銅パターンの上のポリイ
ミド膜は黒褐色に変色し、シリコンウェハから剥がそう
とすると銅パターンの変色部分からちぎれた。同様にシ
リコンウニノル上に銅を蒸着した後、パターンを形成し
ないでポリアミック酸ワニスを塗布熱イミド化した。そ
の後、銅のエツチング液中に浸漬して膜を剥離した。
このフィルム中の銅の含量は、α5%と非常に多かった
。このポリイミドフィルムの熱分解開始温度は350℃
と不活性膜上で形成した膜よシも200℃近く耐熱性に
劣り、且つフィルム強度、破断伸びも150 MPa、
  5%と非常に低下していた。これは、ポリイミド前
駆体であるポリアミック酸のカルボン酸の存在による銅
の溶解と、膜中の銅によるイミド環の酸化劣化が原因で
あろう。
比較例3: 比較例2の銅の代わりにシリコンウェハ上に銀膜を蒸着
で形成し、比較例2と同じポリアミック酸ワニスを塗布
熱イミド化し九。剥離したポリイミド膜の熱分解開始温
度は400℃と、銅膜上に形成した場合に比較すればま
だ良いが、不活性膜上で形成した膜よりも100℃近く
耐熱性に劣広且つフィルム強度、破断伸びも夫々220
 MPa、6%と非常に低下してい虎。これは、ポリイ
ミド前駆体であるポリアミック酸のカルボン酸の存在に
よる銀の溶解と、膜中の銀によるイミド環の酸化劣化が
原因であろう。
比較例4: 比較例2の代わシにシリコンウェハ上にニッケル膜を蒸
着で形成し、比較例2と同じポリアミック酸ワニスを塗
布熱イミド化した。その後、ニッケルのエツチング液中
に浸漬して膜を剥離した。
このポリイミドフィルムの熱分解開始温度は495℃と
、不活性膜上で形成した膜の耐熱性に遜色無く、銅膜上
に形成した場合に比較しかなり良い。
且つフィルム強度、破断伸びも夫々290 MPa 。
17%と余り問題にならない。これは、ポリイミド前駆
体であるボリアεツク酸のカルボン酸の存在によるニッ
ケルの溶解量も非常に少なかった。
ニッケルの場合、イミド環の酸化劣化は余シ問題になら
ない。
比較例5 比較例2と同じポリアミック酸ワニスを比較例2と同様
に銅薄膜を蒸着したシリコンウェハ上に塗布熱イミド化
した。但し、硬化加熱の雰囲気を空気中でなく、水素を
少量混合した窒素ガス中即ち若干還元雰囲気中にした。
その結果、ポリイミド膜の変化はなかった。銅をエツチ
ングで除去して剥離したポリイミド膜の熱分解開始温度
は500℃と、空気中で加熱イミド化した場合に比較し
格段に熱分解特性は高く、不活性膜状で硬化した時と殆
ど同じであった。且つフィルム強度、破断伸びも夫々3
50MPa、  21 ’IrとS 10.膜上のポリ
イミド膜よシ多少劣るが殆ど鋼の影響を受けていないこ
とが分かる。これは、ポリイミド前駆体であるポリアミ
ック酸のカルボン酸の存在により銅は溶解するが、フィ
ルム中の銅は還元雰囲気中での熱処理で不活性になって
いると思われる。
実施例2 実施例1と同様にしてDDEとPMDAとを常法により
反応させてポリアミック酸のN−メチル−2−ピロリド
ン(NMPと略す)15%溶液を得た。更に実施例1と
同様に前記溶液と当量のフェニルグリシジルエーテルと
をベンジルジメチルアミンの存在下に80℃で5時間反
応させてポリアミック酸エポキシ付加物を得た。ベンジ
ルジメチルアミンの添加量は、フェニルグリシジルエー
テルの2重量%とした。
このポリアミック酸エポキシ付加物フェスを表面に銅薄
膜を蒸着したシリコンウェハ表面にスピンコードし、厚
さ15μmの塗膜を形成した。加熱イミド化条件は、1
00℃30分、100〜400℃まで1時間で昇温し、
その温度で30分保持した。雰囲気は空気中である。こ
のポリイミド膜をシリコンウェハから剥離し、フィルム
の中の銅の含量、色、熱分解温度、引つ張p強度を測定
した。その結果、このフィルム中には銅がα03%(原
子吸光法)しか含まれず、フィルムの色も褐色で不活性
なsio、膜上に形成したフィルムとほとんど同じであ
る。このフィルムの空気中での分解温度は460℃、引
つ張シ強度が+80MPa。
破断伸びが25%と非常に優れた耐熱性と、機械特性を
有している。この値は510m上で作製したフィルムと
殆ど物性上の違いはない。
実施例3 DDEとトリメチルクロルシランとをトルエン中トリエ
チルアミンの存在下に反応させて、ビス(トリメチルシ
リル)ジアミノジフェニルエーテルを得、これとピロメ
リット酸無水物とをNMP中で室温で反応させてシリル
メチル化ポリアミック酸の15%フェスを得た。次にと
のシリル化ポリアミック酸ワニスを実施例1と同様に表
面に銅薄膜を蒸着したシリコンウェハ表面にスピンコー
ドし、厚さ10μmの塗膜を形成した。加熱イミド化条
件は、実施例と同じである。このポリイミド膜を銅をエ
ツチングすることによってシリコンウェハから剥離し、
フィルムの中の銅の含量、色、熱分解温度、引つ張9強
度を測定した。その結果、このフィルム中には銅が[1
02%しか含まれず、フィルムの色も褐色で不活性な8
10!膜上に形成したフィルムとほとんど同じである。
このフィルムの空気中での分解温度は460℃、引っ張
り強度が170 MPa 、破断伸びが30%と非常に
優れた耐熱性と、機械特性を有している。
実施例4 シリル化DATPとa−BPDAとを常法にょシ反応さ
せてシリル化ポリアミック酸のN−メチル−2−ピロリ
ドン(NMPと略す)15%溶液を得た。
このシリル化ポリアミック酸ワニスを表面に銅薄膜を蒸
着したシリコンウェハ表面にスピンコードし、厚さ15
μmの塗膜を形成した。加熱イミド化条件は、100℃
30分、100〜400tl:まで1時間で昇温し、そ
の温度で30分保持し念。
雰囲気は空気中である。このポリイミド膜をシリコンウ
ェハから剥離し、フィルムの中の銅の含量、色、熱分解
温度、引つ張や強度を測定した。その結果、このフィル
ム中には銅が(102%(原子吸光法)しか含まれず、
フィルムの色も褐色で不活性な5102膜上に形成し之
フィルムとほとんど同じである。このフィルムの空気中
での分解温度は510℃、引つ張り強度が420 MP
a 、破断伸びが25%と非常に優れた耐熱性と、機械
特性を有している。
また、銅のエツチング液中に約5時間浸漬した後、フィ
ルムの熱分解温度と機械特性を測定した結果、エツチン
グ液に浸していないものと殆ど同じ値を示し、化学的に
も非常に安定していることが分かった。
実施例5 シリル化p−PDAとBTDAとを常法により反応させ
てシリル化ポリアミック酸のN−メチル−2−ピロリド
ン15%溶液を得た。
このシリル化ポリアミック酸ワニスを表面に銅薄膜を蒸
着したシリコンウェハ表面にスピンコードし、厚さ15
μmの塗膜を形成した。加熱イミド化条件は、実施例1
と同じである。このポリイミド膜を銅箔をエツチングし
てシリコンウェハから剥離し、フィルムの中の銅の含量
、色、熱分解温度、引つ張り強度を測定した。その結果
、このフィルム中には銅が(104%しか含まれず、フ
ィルムの色も褐色で不活性なSin、 i上に形成した
フィルムとほとんど同じである。このフィルムの空気中
での分解温度は470℃で、引っ張シ強度が270MP
a、破断伸びが22%と非常に優れた耐熱性と、機械特
性を有している。
実施例6 シリル化p−PDAとB−BPDAとを常法により反応
させてシリル化ポリアミック酸のN−メチル−2−ピロ
リドン15%溶液を得た。
このシリル化ポリアミック酸ワニスを表面に銀薄膜を蒸
着したシリコンウェハ表面にスピンコードし、厚さ15
μmの塗膜を形成した。加熱イミド化条件は、空気中で
実施例1と同様に行った。
このポリイミド膜をシリコンウェハから剥離し、フィル
ムの中の銀の含量、色、熱分解温度、引っ張り強度を測
定した。その結果、このフィルム中には銀が1008%
(原子吸光法)しか含まれず、フィルムの色も褐色で不
活性な8101 m上べ形成したフィルムとほとんど同
じである。このフィルムの空気中での分解温度は510
℃で、引つ張シ強度が450MPa、破断伸びが27%
と非常に優れた耐熱性と、機械特性を有している。
実施例7 o−TLDとB’l’DAとを常法により反応させてポ
リアミック酸のN−メチル−2−ピロリドン15%溶液
を得た。更に、フェニルイソシアネートをBTDAの2
倍モル添加し室温で5時間、80℃で2時間反応させて
アミド化ポリアミック酸を得た。
このアミド化ポリアミック酸フェスを表面に銅薄膜を蒸
着し念シリコンウエノ・表面にスピンコードシ、厚さ1
0μmの塗膜を形成した。加熱イミド化条件は、実施例
1と同じである。このポリイミド膜をシリコンウェハ・
から剥離し、フィルムの中の銅の含量、色、熱分解温度
、引つ張り強度を測定した。その結果、このフィルム中
には銅がl101%しか含まれず、フィルムの色も褐色
で不活性な5io2膜上に形成したフィルムとほとんど
同じである。このフィルムの空気中での分解温度は43
0℃、引つ張9強度が570 MPa 、破断伸びが1
7%と非常に優れ念耐熱性と、機械特性を有している。
実施例8 ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)と5−B
PDAとを常法により反応させてポリイミド前駆体のN
−メチル−2−ピロリドン15%溶液を得た。
このフェスを表面に銅薄膜を蒸着したシリコンウェハ表
面にスピンコードし、厚さ15μmの塗膜を形成した。
加熱イミド化条件は、空気中で実施例1と同様に行った
。このポリイミド膜をシリコンウェハから剥離し、フィ
ルムの中の鋼の含量、色、熱分解温度、引つ張う強度を
測定した。その結果、このフィルム中には銀が1015
%(原子吸光法)しか含まれず、フィルムの色も褐色で
不活性な$101膜上に形成したフィルムとほとんど同
じである。このフィルムの空気中での分解温度は500
℃で、引つ張シ強度が530MPa、破断伸びが19%
と非常に優れた耐熱性と、機械特性を有している。
〔発明の効果〕
本発明によplこれまで銅や銀上にポリアミック酸を塗
布して硬化するときに問題になつなポリイミド膜の酸化
劣化に対し、これまでのような還元雰囲気で硬化すると
か、合成の困難なエステル化ポリアミック酸や溶解性の
点で問題なイミド化フェス等を用いなくても、殆ど酸化
劣化が問題にならない方法を提供出来た。
特許出願人 株式会社 日立裂作所

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、金属とポリイミド前駆体が接触してイミド化される
    工程を含んで製造される金属とポリイミドを含む複合成
    形体において、前記ポリイミド前駆体は該前駆体中のカ
    ルボキシル基やスルフォン基などの酸性官能基がマスキ
    ングされたものであることを特徴とする金属とポリイミ
    ドの複合成形体。 2、金属が銅または銀であることを特徴とする請求項1
    記載の金属とポリイミドの複合成形体。 3、ポリイミド前駆体が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Ar^1は2価の有機基、Ar^2は4価の有
    機基、Ar^3は3価の有機基、Rは2価の有機基を示
    す)で表されるポリアミツク酸エポキシ付加物であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の金属とポリイミドの複合
    成形体。 4、ポリイミド前駆体が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Ar^1は2価の有機基、Ar^2は4価の有
    機基、Ar^3は3価の有機基、Rは1価の有機基を示
    す)で表わされるアミド化ポリアミツク酸であることを
    特徴とする請求項1記載の金属とポリイミドの複合成形
    体。 5、ポリイミド前駆体が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Ar^1は2価の有機基、Ar^2は4価の有
    機基、Ar^3は3価の有機基、R_3は1価の有機基
    を示す。)で表されるシリル化ポリアミツク酸であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の金属のポリイミドの複合
    成形体。 6、ポリイミド前駆体がジイソシアネート化合物とテト
    ラカルボン酸二無水物との反応生成物であることを特徴
    とする請求項1記載の金属とポリイミドの複合成形体。 7、銅、銀から選ばれた金属粉末とカルボキシル基やス
    ルフォン基などの酸性官能基をマスキングしたポリイミ
    ド前駆体からなる導電性塗料。 8、ポリアミツク酸と、少なくとも1分子中に1個のエ
    ポキシ基を有する化合物とを反応させることを特徴とす
    るリアミツク酸エポキシ付加物の製造方法。
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