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JP2002121381A - Paste of polyimide precursor containing inorganic powder - Google Patents

Paste of polyimide precursor containing inorganic powder

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Publication number
JP2002121381A
JP2002121381A JP2000310438A JP2000310438A JP2002121381A JP 2002121381 A JP2002121381 A JP 2002121381A JP 2000310438 A JP2000310438 A JP 2000310438A JP 2000310438 A JP2000310438 A JP 2000310438A JP 2002121381 A JP2002121381 A JP 2002121381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inorganic powder
polyimide precursor
paste
bis
dianhydride
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000310438A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takenori Kamioka
武則 上岡
Yoshihiro Takai
良浩 高井
Takenori Fujiwara
健典 藤原
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.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries 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 Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2000310438A priority Critical patent/JP2002121381A/en
Publication of JP2002121381A publication Critical patent/JP2002121381A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems such as viscosity increase and gellation of a paste containing an inorganic powder and a polyimide precursor. SOLUTION: In a paste containing an inorganic powder and a polyimide precursor, the concentration of a carboxylic acid in a polyimide precursor is less than 3.8 mmol/g, and the difference between the ionization potential of a diamine and the electronic affinity of a carboxylic anhydride, both constituting the polyimide precursor, is at least 5.4 eV but less than 5.8 eV.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックス基板や
導体上に印刷して磁性層などを形成するための、無機粉
末分散ペーストに関するものである。
The present invention relates to an inorganic powder-dispersed paste for forming a magnetic layer or the like by printing on a ceramic substrate or a conductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】小型のコイル部品やコンデンサ部品など
を形成する方法として、セラミック基板の上にスパッタ
などにより導体薄膜を形成し、エッチングすることで電
極パターンを形成し、その上に樹脂による絶縁層を設
け、さらに導体層スパッタ、樹脂絶縁層形成を繰り返す
ことで多層構造を形成する、いわゆる薄膜法と呼ばれる
方法がある。この方法は小型化が容易で生産性が高いも
のである。
2. Description of the Related Art As a method of forming a small coil component or a capacitor component, a conductive thin film is formed on a ceramic substrate by sputtering or the like, an electrode pattern is formed by etching, and a resin insulating layer is formed thereon. And a so-called thin film method in which a multilayer structure is formed by repeating conductor layer sputtering and resin insulating layer formation. This method is easy to miniaturize and has high productivity.

【0003】さらに信頼性の高い部品を得るためには、
絶縁層に使われる樹脂として機械強度、電気絶縁性、耐
熱性に優れたものを使用する必要がある。中でも、ポリ
イミド樹脂は、これらの特性に特に優れている。ポリイ
ミド樹脂としては、ポリイミド前駆体樹脂溶液を塗布乾
燥後、加熱によりイミド化してポリイミド樹脂膜を得る
ものがよく知られている。
[0003] In order to obtain more reliable parts,
It is necessary to use a resin having excellent mechanical strength, electrical insulation and heat resistance as a resin used for the insulating layer. Among them, polyimide resin is particularly excellent in these characteristics. As the polyimide resin, a polyimide resin film obtained by applying a polyimide precursor resin solution, drying and then imidizing by heating to obtain a polyimide resin film is well known.

【0004】ポリイミド樹脂はこれまでに知られている
ように優れた特性を持つものであるが、コイル部品やコ
ンデンサ部品の絶縁層として用いた場合、前記部品にと
って満足のできる誘電率や透磁率が得られない場合があ
る。従って高い誘電率や、透磁率を持つポリイミド絶縁
層を得るために、ポリイミド前駆体樹脂溶液の中に、強
磁性体や強誘電体の無機粉末を分散してペースト化する
方法がある。
[0004] Polyimide resin has excellent properties as known so far, but when used as an insulating layer of a coil component or a capacitor component, it has a satisfactory dielectric constant and magnetic permeability for the component. May not be obtained. Therefore, in order to obtain a polyimide insulating layer having a high dielectric constant or magnetic permeability, there is a method of dispersing a ferromagnetic or ferroelectric inorganic powder in a polyimide precursor resin solution to form a paste.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリイ
ミド前駆体樹脂溶液に、強磁性体や強誘電体などの無機
粉末を分散してペースト化する方法は、ポリイミド絶縁
膜の透磁率、誘電率を改良する方法として優れた方法で
あるものの、これら無機粉末をポリイミド前駆体樹脂溶
液に分散すると、しばしばこれらの粉末と樹脂が反応
し、得られたペーストが顕著に増粘してしまい、さらに
はゲル化を引き起こす場合があった。
However, a method of dispersing an inorganic powder such as a ferromagnetic substance or a ferroelectric substance into a polyimide precursor resin solution to form a paste improves the magnetic permeability and dielectric constant of the polyimide insulating film. Although this method is an excellent method, when these inorganic powders are dispersed in a polyimide precursor resin solution, these powders and the resin often react with each other, resulting in a noticeable thickening of the paste, and further gelation. Could cause.

【0006】本発明の目的は、無機粉末とポリイミド前
駆体を含有するペーストにおいて、粉末と樹脂の反応を
抑制し、ゲル化を抑制し粘度の安定なペーストを得るこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a paste containing an inorganic powder and a polyimide precursor, which suppresses the reaction between the powder and the resin, suppresses gelation, and has a stable viscosity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、無機
粉末と、ポリイミド前駆体を含有するペーストにおい
て、ポリイミド前駆体のカルボン酸濃度が3.8mmo
l/g未満であることを特徴とするペーストであり、ポ
リイミド前駆体を構成するジアミンのイオン化ポテンシ
ャルとカルボン酸無水物の電子親和力の差が5.4eV
以上5.8eV未満であることを特徴とするペーストで
ある。
That is, according to the present invention, in a paste containing an inorganic powder and a polyimide precursor, the carboxylic acid concentration of the polyimide precursor is 3.8 mmol.
1 / g, wherein the difference between the ionization potential of the diamine constituting the polyimide precursor and the electron affinity of the carboxylic anhydride is 5.4 eV.
This is a paste characterized by being less than 5.8 eV.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明は、無機粉末と、ポリイミド前駆体を含有す
るペーストにおいて、ポリイミド前駆体のカルボン酸濃
度が3.8mmol/g未満であることを特徴とするペ
ーストであり、ポリイミド前駆体を構成するジアミンの
イオン化ポテンシャルとカルボン酸無水物の電子親和力
の差が5.4eV以上5.8eV未満であることを特徴
とするペーストである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. The present invention provides an inorganic powder and a paste containing a polyimide precursor, wherein the carboxylic acid concentration of the polyimide precursor is less than 3.8 mmol / g. A paste characterized in that a difference between an ionization potential and an electron affinity of a carboxylic anhydride is 5.4 eV or more and less than 5.8 eV.

【0009】本発明のポリイミド前駆体のカルボン酸濃
度が好ましくは3.8mmol/g未満であるが、3.
8mmol/g以上になると、粘度の上昇が著しく、好
ましくない。なお、ここでいうカルボン酸濃度とは物質
1グラムあたりに含まれるカルボン酸のモル数である。
本発明ではカルボン酸の濃度は構造式より求めた。例え
ば、酸二無水物をA(ユニットの分子量a)、ジアミン
をB(ユニットの分子量b)、C(ユニットの分子量
c)としてこの重合比がA/B/C=96/95/5で
あったとするとカルボン酸濃度は2×0.96/(0.
96×a+0.95×b+0.05×c)で求められ
る。
The carboxylic acid concentration of the polyimide precursor of the present invention is preferably less than 3.8 mmol / g.
If the amount is 8 mmol / g or more, the viscosity increases remarkably, which is not preferable. The carboxylic acid concentration here is the number of moles of carboxylic acid contained per gram of the substance.
In the present invention, the concentration of the carboxylic acid was determined from the structural formula. For example, when the acid dianhydride is A (unit molecular weight a), the diamine is B (unit molecular weight b), and C (unit molecular weight c), the polymerization ratio is A / B / C = 96/95/5. Assuming that the carboxylic acid concentration is 2 × 0.96 / (0.
96 × a + 0.95 × b + 0.05 × c).

【0010】また、ポリイミド前駆体に用いる酸無水物
のパラメーターとして電子親和力Ea、ジアミンのパラ
メーターとしてイオン化ポテンシャルIpがあるがこれ
の差Ip−Eaがポリイミドの性質に大きく影響するこ
とは知られている。今回発明者らはこの差が無機粉末の
分散安定性にも影響することを新たに見い出した。その
範囲はジアミンのイオン化ポテンシャルとカルボン酸無
水物の電子親和力の差が5.4eV以上5.8eV未満
であることが好ましく、さらに好ましくは5.5eV以
上5.8eV未満である。イオン化ポテンシャルおよび
電子親和力は文献CONSULTANTS BUREAU社POLYIMIDES The
rmally Stable Polymers(M.I.Bessonov,M.M.Koton,V.
V.Kudryavtsev,L.A.Laius著)より引用した。
It is known that the acid affinity Ea used as a parameter of the polyimide precursor is an electron affinity Ea and the ionization potential Ip is a parameter of a diamine. The difference Ip-Ea greatly affects the properties of the polyimide. . The present inventors have now found that this difference also affects the dispersion stability of the inorganic powder. In the range, the difference between the ionization potential of the diamine and the electron affinity of the carboxylic acid anhydride is preferably 5.4 eV or more and less than 5.8 eV, and more preferably 5.5 eV or more and less than 5.8 eV. The ionization potential and electron affinity are described in the literature CONSULTANTS BUREAU POLYIMIDES The
rmally Stable Polymers (MIBessonov, MM Koton, V.
V. Kudryavtsev, by LALaius).

【0011】本発明における無機粉末とは、金、銀、
銅、白金、パラジウムなどの金属粉末、ガラス粉末、セ
ラミックス粉末、強磁性体粉末や強誘電体粉末などが含
まれるが、磁性体であることが好ましく、特に、ポリイ
ミド前駆体との反応性が高い銅、鉛、鉄等の金属、ある
いはそれらを含むもの、例えば鉛を含むガラスや、鉄を
多く含むフェライトなどにおいて本発明は有効である。
無機粉末として、強磁性体や強誘電体を用いれば、ペー
スト塗布により得られるポリイミド膜の透磁率や誘電率
を制御することが出来る。本発明では無機粉末としてフ
ェライトを用いることが好ましく、ポリイミド樹脂の透
磁率を上げることが出来る。フェライトのなかでもさら
に好ましくはニッケル/亜鉛系あるいはマンガン/亜鉛
系が挙げられる。
The inorganic powder in the present invention includes gold, silver,
Includes metal powders such as copper, platinum, and palladium, glass powders, ceramic powders, ferromagnetic powders, ferroelectric powders, and the like, but are preferably magnetic substances, and particularly have high reactivity with polyimide precursors. The present invention is effective for metals such as copper, lead and iron, or those containing them, such as glass containing lead and ferrite containing a lot of iron.
If a ferromagnetic material or a ferroelectric material is used as the inorganic powder, the magnetic permeability and the dielectric constant of the polyimide film obtained by applying the paste can be controlled. In the present invention, ferrite is preferably used as the inorganic powder, and the magnetic permeability of the polyimide resin can be increased. Among the ferrites, more preferably, a nickel / zinc system or a manganese / zinc system is used.

【0012】無機粉末の平均粒子径としては、分散性、
ペーストの塗布性、流動性を良好とするためには、好ま
しくは0.01μm以上、5μm未満であり、より好ま
しくは0.05μm以上、2μm未満、さらに好ましく
は0.1μm以上1μm未満である。粉末が小さすぎる
と、ペースト化したときの流動性が悪く、また大きすぎ
ると塗布時の平坦性が低下する。無機粉末の平均粒子径
の測定方法としては、例えば光散乱法式による粒子径の
分布、粒度分布を測定し、その50%粒子径(D5
0)、すなわち累積で50%個数の粒子が含まれる粒子
径をもって平均粒子径とすることが出来る。
The average particle size of the inorganic powder is as follows: dispersibility,
In order to improve the applicability and fluidity of the paste, the thickness is preferably 0.01 μm or more and less than 5 μm, more preferably 0.05 μm or more and less than 2 μm, and even more preferably 0.1 μm or more and less than 1 μm. If the powder is too small, the fluidity at the time of forming a paste is poor, and if it is too large, the flatness at the time of application is reduced. As a method for measuring the average particle size of the inorganic powder, for example, the particle size distribution and particle size distribution are measured by a light scattering method, and the 50% particle size (D5
0), that is, the average particle diameter can be defined as the particle diameter in which 50% of the particles are included in total.

【0013】無機粉末の添加量は、ペーストの全固形分
重量に対して50wt%以上95wt%未満が好まし
い。添加量が少なければ十分な電気的、磁気的特性が得
られず、多すぎるとポリイミド膜の機械強度、基板密着
性が低下する。ペーストの全固形分重量とは、本発明で
はペーストを塗布乾燥し、更に加熱させてポリイミド前
駆体をイミド化させたあとに残る重量を以て定義され
る。その測定方法としては、少量のペーストを取り、ポ
リイミド前駆体のイミド化工程と同じ加熱工程を行い、
残分重量を測定する方法がある。または簡便に、イミド
化工程の最高温度と同じ一定温度で1時間乃至2時間加
熱したときの残分を測定することでも同等の結果が得ら
れる。無機粉末の量とは、ペーストを800℃〜100
0℃の高温で1〜2時間処理することにより有機成分を
完全に分解揮発し、その残分重量を測定することで無機
粉末重量が得られる。
The amount of the inorganic powder to be added is preferably 50% by weight or more and less than 95% by weight based on the total solid weight of the paste. If the amount is small, sufficient electrical and magnetic properties cannot be obtained, and if it is too large, the mechanical strength of the polyimide film and the adhesion to the substrate decrease. In the present invention, the total solid content weight of the paste is defined as the weight remaining after the paste is applied and dried, and further heated to imidize the polyimide precursor. As a measurement method, take a small amount of paste, perform the same heating step as the imidation step of the polyimide precursor,
There is a method of measuring the residual weight. Alternatively, simply, the same result can be obtained by measuring the residue after heating for 1 hour to 2 hours at the same constant temperature as the highest temperature in the imidization step. The amount of the inorganic powder means that the paste is
The organic component is completely decomposed and volatilized by treating at a high temperature of 0 ° C. for 1 to 2 hours, and the weight of the inorganic powder is obtained by measuring the weight of the residue.

【0014】本発明で用いるポリイミド前駆体として
は、好ましくはテトラカルボン酸二無水物とジアミン
を、非プロトン性極性溶媒中で反応させて得られるポリ
アミド酸およびそのエステルが挙げられる。テトラカル
ボン酸二無水物では3,3’,4,4’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、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、3,3’,
4,4’−ジフェニルヘキサフルオロプロパンテトラカ
ルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジ
フェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリ
ット酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シ
クロペンタン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、3,
3’,4,4’−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二
無水物、3,3’,4,4’−ターフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物などが挙げられるが、これらに限定さ
れない。ポリイミド前駆体の耐熱性の点から、特に好ま
しい具体例としては、3,3’,4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、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、3,3’,
4,4’−ジフェニルヘキサフルオロプロパンテトラカ
ルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジ
フェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリ
ット酸二無水物、2,3’,3,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニ
ルメタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,
4’−ターフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,
4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物など
が挙げられる。また特に好ましくは3,3’,4,4’
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物が、粘度安
定性の点より好ましい。
The polyimide precursor used in the present invention preferably includes a polyamic acid and its ester obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine in an aprotic polar solvent. As the tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′,
4,4'-diphenylhexafluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride Anhydride, pyromellitic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′,
3,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,
3 ', 4,4'-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride And the like, but are not limited thereto. From the viewpoint of the heat resistance of the polyimide precursor, particularly preferred specific examples include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic dianhydride. Anhydride, 3,3 ',
4,4'-diphenylhexafluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride Anhydride, pyromellitic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′ , 4,
4'-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,
4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like can be mentioned. Also preferably, 3,3 ', 4,4'
-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride is preferred from the viewpoint of viscosity stability.

【0015】またジアミンとしてはパラフェニレンジア
ミン、メタフェニレンジアミン、メチルパラフェニレン
ジアミン、メチルメタフェニレンジアミン、ジメチルパ
ラフェニレンジアミン、ジメチルメタフェニレンジアミ
ン、トリメチルパラフェニレンジアミン、トリメチルメ
タフェニレンジアミン、テトラメチルパラフェニレンジ
アミン、テトラメチルメタフェニレンジアミン、トリフ
ルオロメチルパラフェニレンジアミン、トリフルオロメ
チルメタフェニレンジアミン、ビス(トリフルオロメチ
ル)パラフェニレンジアミン、ビス(トリフルオロメチ
ル)メタフェニレンジアミン、メトキシパラフェニレン
ジアミン、メトキシメタフェニレンジアミン、トリフル
オロメトキシパラフェニレンジアミン、トリフルオロメ
トキシメタフェニレンジアミン、フルオロパラフェニレ
ンジアミン、フルオロメタフェニレンジアミン、クロロ
パラフェニレンジアミン、クロロメタフェニレンジアミ
ン、ブロモパラフェニレンジアミン、ブロモメタフェニ
レンジアミン、カルボキシパラフェニレンジアミン、カ
ルボキシメタフェニレンジアミン、メトキシカルボニル
パラフェニレンジアミン、メトキシカルボニルメタフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ビス(ア
ミノメチルフェニル)メタン、ビス(アミノトリフルオ
ロメチルフェニル)メタン、ビス(アミノエチルフェニ
ル)メタン、ビス(アミノクロロフェニル)メタン、ビ
ス(アミノジメチルフェニル)メタン、ビス(アミノジ
エチルフェニル)メタン、ジアミノジフェニルプロパ
ン、ビス(アミノメチルフェニル)プロパン、ビス(ア
ミノトリフルオロメチルフェニル)プロパン、ビス(ア
ミノエチルフェニル)プロパン、ビス(アミノクロロフ
ェニル)プロパン、ビス(アミノジメチルフェニル)プ
ロパン、ビス(アミノジエチルフェニル)プロパン、ジ
アミノジフェニルヘキサフルオロプロパン、ビス(アミ
ノメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(ア
ミノトリフルオロメチルフェニル)ヘキサフルオロプロ
パン、ビス(アミノエチルフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、ビス(アミノクロロフェニル)ヘキサフルオロ
プロパン、ビス(アミノジメチルフェニル)ヘキサフル
オロプロパン、ビス(アミノジエチルフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン、ジアミノジフェニルスルホン、ビス
(アミノメチルフェニル)スルホン、ビス(アミノエチ
ルフェニル)スルホン、ビス(アミノトリフルオロメチ
ルフェニル)スルホン、ビス(アミノジメチルフェニ
ル)スルホン、ビス(アミノジエチルフェニル)スルホ
ン、ジアミノジフェニルエーテル、ビス(アミノメチル
フェニル)エーテル、ビス(アミノトリフルオロメチル
フェニル)エーテル、ビス(アミノエチルフェニル)エ
ーテル、ビス(アミノジメチルフェニル)エーテル、ビ
ス(アミノジエチルフェニル)エーテル、3,3’−ジ
アミノジフェニルスルフォンが挙げられる。特に好まし
くは4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが粘度安定
性の点より好ましい。
As the diamine, paraphenylene diamine, metaphenylene diamine, methyl paraphenylene diamine, methyl metaphenylene diamine, dimethyl paraphenylene diamine, dimethyl metaphenylene diamine, trimethyl paraphenylene diamine, trimethyl metaphenylene diamine, tetramethyl paraphenylene diamine , Tetramethylmetaphenylenediamine, trifluoromethylparaphenylenediamine, trifluoromethylmetaphenylenediamine, bis (trifluoromethyl) paraphenylenediamine, bis (trifluoromethyl) metaphenylenediamine, methoxyparaphenylenediamine, methoxymetaphenylenediamine , Trifluoromethoxy paraphenylenediamine, trifluoromethoxymetaphenyl Diamine, fluoroparaphenylenediamine, fluorometaphenylenediamine, chloroparaphenylenediamine, chlorometaphenylenediamine, bromoparaphenylenediamine, bromometaphenylenediamine, carboxyparaphenylenediamine, carboxymetaphenylenediamine, methoxycarbonylparaphenylenediamine, methoxycarbonyl Metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, bis (aminomethylphenyl) methane, bis (aminotrifluoromethylphenyl) methane, bis (aminoethylphenyl) methane, bis (aminochlorophenyl) methane, bis (aminodimethylphenyl) methane, bis ( Aminodiethylphenyl) methane, diaminodiphenylpropane, bis (aminomethylphenyl) p Bread, bis (aminotrifluoromethylphenyl) propane, bis (aminoethylphenyl) propane, bis (aminochlorophenyl) propane, bis (aminodimethylphenyl) propane, bis (aminodiethylphenyl) propane, diaminodiphenylhexafluoropropane, bis (Aminomethylphenyl) hexafluoropropane, bis (aminotrifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, bis (aminoethylphenyl) hexafluoropropane, bis (aminochlorophenyl) hexafluoropropane, bis (aminodimethylphenyl) hexafluoropropane, Bis (aminodiethylphenyl) hexafluoropropane, diaminodiphenylsulfone, bis (aminomethylphenyl) sulfone, bis (aminoethyl Phenyl) sulfone, bis (aminotrifluoromethylphenyl) sulfone, bis (aminodimethylphenyl) sulfone, bis (aminodiethylphenyl) sulfone, diaminodiphenylether, bis (aminomethylphenyl) ether, bis (aminotrifluoromethylphenyl) ether , Bis (aminoethylphenyl) ether, bis (aminodimethylphenyl) ether, bis (aminodiethylphenyl) ether, and 3,3'-diaminodiphenylsulfone. Particularly preferred is 4,4'-diaminodiphenyl ether from the viewpoint of viscosity stability.

【0016】さらに本発明のペーストにおいて接着性を
向上させるため、耐熱性を低下させない範囲で、シロキ
サン結合を有する脂肪族性の基を共重合することも可能
である。好ましい具体例としては、ビス(3−アミノプ
ロピル)テトラメチルジシロキサンなどが挙げられる
が、これに限定されない。なお本発明におけるポリイミ
ド前駆体は、1種であっても良いし、2種以上から構成
される共重合体であっても構わない。
Further, in order to improve the adhesiveness of the paste of the present invention, it is possible to copolymerize an aliphatic group having a siloxane bond as long as the heat resistance is not reduced. Preferred specific examples include, but are not limited to, bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane. The polyimide precursor in the present invention may be one type or a copolymer composed of two or more types.

【0017】また好ましく用いられる非プロトン性極性
溶媒は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N’−ジメ
チルアセトアミドなどが挙げられる。
Further, preferably used aprotic polar solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N'-dimethylacetamide and the like.

【0018】次に本発明によるペーストの製造法および
得られたペーストからポリイミド膜を形成する方法につ
いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
Next, a method for producing a paste according to the present invention and a method for forming a polyimide film from the obtained paste will be described, but the present invention is not limited thereto.

【0019】ポリイミド前駆体はテトラカルボン酸二無
水物とジアミンとを選択的に組み合わせて反応させて合
成されるポリアミド酸、ないしは、テトラカルボン酸二
無水物とアルコール化合物と反応させた後、塩化チオニ
ル等を用いて酸塩化物を合成した後に適当なジアミンと
を選択的に組み合わせるか、ジシクロヘキシルカルボジ
イミド等の適当な脱水剤を用いてジアミンとを選択的に
組み合わせて反応させて合成されるポリアミド酸エステ
ルなど、公知の方法によって合成される。
The polyimide precursor is a polyamic acid synthesized by selectively combining and reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine, or after reacting with tetracarboxylic dianhydride and an alcohol compound, and then reacting with thionyl chloride. The polyamic acid ester is synthesized by selectively combining with an appropriate diamine after synthesizing an acid chloride using the method described above, or by selectively combining and reacting with a diamine using an appropriate dehydrating agent such as dicyclohexylcarbodiimide. For example, it is synthesized by a known method.

【0020】ポリイミド前駆体の溶液と、無機粉末を所
定量にて混合する。このとき、粉末の分散性の向上のた
めに、必要に応じて分散剤、好ましくはポリエステル
系、Si系高分子、ソルビタン脂肪酸エステルなどを添
加しても良いがこれらに限定されるものではない。ま
た、塗布膜の平滑性を向上する目的でレベリング剤を添
加することもできる。この混合物を、スラリー状になる
まで撹拌を行う。得られたスラリーを、3本ロールミ
ル、ボールミルなどの装置を用いて混練することによ
り、ペーストを得る。
A solution of the polyimide precursor and the inorganic powder are mixed in a predetermined amount. At this time, in order to improve the dispersibility of the powder, a dispersant, preferably a polyester-based polymer, a Si-based polymer, a sorbitan fatty acid ester, and the like may be added as necessary, but the invention is not limited thereto. Further, a leveling agent may be added for the purpose of improving the smoothness of the coating film. This mixture is stirred until it becomes a slurry. The obtained slurry is kneaded using an apparatus such as a three-roll mill or a ball mill to obtain a paste.

【0021】得られたペーストを、スクリーン印刷機や
スピンコーター等により、例えばアルミナ基板などの基
板上に均一に塗布する。その後、ホットプレートや熱風
オーブンなどにより、加熱乾燥することでポリイミド前
駆体に無機粉末が含まれた塗膜を得る。乾燥温度は80
℃〜120℃で、10分〜60分加熱して乾燥する。
The obtained paste is uniformly applied on a substrate such as an alumina substrate by a screen printer or a spin coater. Thereafter, by heating and drying with a hot plate, a hot air oven, or the like, a coating film containing an inorganic powder in a polyimide precursor is obtained. The drying temperature is 80
C. to 120.degree. C. for 10 to 60 minutes to dry.

【0022】得られたポリイミド前駆体の塗布膜を、加
熱することで無機粉末を含有するポリイミド膜を得る。
このときの加熱温度プロファイルは、例えば室温から1
20℃乃至180℃まで30分で昇温し、30分保持し
た後、再び昇温して1時間で300℃乃至400℃にし
て1時間保持し、その後冷却する。この加熱工程によ
り、塗膜中の残留溶媒は完全に除去され、ポリイミド前
駆体は脱水閉環反応を経てイミド化し、ポリイミド膜と
なる。
The obtained polyimide precursor coating film is heated to obtain a polyimide film containing inorganic powder.
The heating temperature profile at this time is, for example, 1 from room temperature.
The temperature is raised from 20 ° C. to 180 ° C. in 30 minutes, held for 30 minutes, then raised again to 300 ° C. to 400 ° C. in 1 hour, held for 1 hour, and then cooled. By this heating step, the residual solvent in the coating film is completely removed, and the polyimide precursor is imidized through a dehydration ring-closing reaction to form a polyimide film.

【0023】本発明によるペーストは、無機粉末のポリ
イミド前駆体への分散が非常に良好であり、粘度が安定
なものである。さらに、本発明のペーストより得られる
無機粉末分散ポリイミド膜は、ポリイミド本来の高い絶
縁性や機械強度を持ち、さらに誘電率や透磁率を自在に
制御できるので電子部品用材料として非常に好適であ
る。
The paste according to the present invention has a very good dispersion of the inorganic powder in the polyimide precursor and a stable viscosity. Furthermore, the inorganic powder-dispersed polyimide film obtained from the paste of the present invention has a high insulating property and mechanical strength inherent to polyimide, and can be freely controlled in dielectric constant and magnetic permeability, so that it is very suitable as a material for electronic components. .

【0024】[0024]

【実施例】以下の実施例で本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例により何等の制限を受けるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited by these examples.

【0025】A.無機粉末 (1)フェライトNi/Zn系:単分散粒状 平均粒子
径(D50)1.4μm (2)フェライトMn/Zn系:単分散粒状 平均粒子
径(D50)4.7μm B.ポリイミド前駆体 使用するカルボン酸二無水物およびジアミンの略記号は
下記のとおりである。
A. B. Inorganic powder (1) Ferrite Ni / Zn system: monodisperse granular average particle size (D50) 1.4 μm (2) Ferrite Mn / Zn system: monodisperse granular average particle size (D50) 4.7 μm Polyimide precursor Abbreviations of carboxylic dianhydride and diamine used are as follows.

【0026】PMDA:ピロメリット酸二無水物(電子
親和力:Ea=1.90eV) BTDA:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物(Ea=1.55eV) BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(Ea=1.38eV) ODPA:4,4’−オキシジフタル酸二無水物(Ea
=1.30eV) DAE:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(イオ
ン化ポテンシャル:Ip=7.22) BAPS:4,4’−[スルホニルビス(4,1−フェニ
レノキシ)]ジアニリンSiDA:ビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン ポリアミド酸及びポリアミド酸エステル:共重合組成 (1)PMDA/DAE/SiDA=96/95/5
(カルボン酸濃度4.66mmol/g) (2)BTDA/DAE/SiDA=96/95/5
(カルボン酸濃度3.75mmol/g) (3)BTDA/BAPS/SiDA=96/95/5
(カルボン酸濃度2.62mmol/g) (4)BPDA/DAE/SiDA=96/95/5
(カルボン酸濃度3.95mmol/g) (5)ODPA/DAE/SiDA=96/95/5
(カルボン酸濃度3.83mmol/g) (6)BTDA/エタノール/DAE/SiDA=99
/10/95/5(カルボン酸濃度3.75mmol/
g) C.溶剤 N−メチル−2−ピロリドン。
PMDA: pyromellitic dianhydride (electron affinity: Ea = 1.90 eV) BTDA: 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (Ea = 1.55 eV) BPDA: 3 , 3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (Ea = 1.38 eV) ODPA: 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (Ea
= 1.30 eV) DAE: 4,4′-diaminodiphenyl ether (ionization potential: Ip = 7.22) BAPS: 4,4 ′-[sulfonylbis (4,1-phenylenoxy)] dianiline SiDA: bis (3-amino) Propyl) tetramethyldisiloxane polyamic acid and polyamic acid ester: copolymer composition (1) PMDA / DAE / SiDA = 96/95/5
(Carboxylic acid concentration 4.66 mmol / g) (2) BTDA / DAE / SiDA = 96/95/5
(Carboxylic acid concentration 3.75 mmol / g) (3) BTDA / BAPS / SiDA = 96/95/5
(Carboxylic acid concentration 2.62 mmol / g) (4) BPDA / DAE / SiDA = 96/95/5
(Carboxylic acid concentration 3.95 mmol / g) (5) ODPA / DAE / SiDA = 96/95/5
(Carboxylic acid concentration 3.83 mmol / g) (6) BTDA / ethanol / DAE / SiDA = 99
/ 10/95/5 (carboxylic acid concentration 3.75 mmol /
g) C.I. Solvent N-methyl-2-pyrrolidone.

【0027】ペースト調整 (1)ポリイミド前駆体溶液と分散剤、無機粉末を混合
し、スラリー状になるまで撹拌した。 (2)得られたスラリーを3本ロール(EXACT m
odel 50)で混練し、ペーストを得た。
Preparation of paste (1) The polyimide precursor solution, the dispersant and the inorganic powder were mixed and stirred until a slurry was obtained. (2) The obtained slurry was rolled into three rolls (EXACT m
odel 50) to obtain a paste.

【0028】粘度測定 ブルックフィールド社製粘度計DV−II+を用いて測定
した。測定条件は測定温度25℃であった。
Viscosity measurement The viscosity was measured using a Brookfield viscometer DV-II +. The measurement condition was a measurement temperature of 25 ° C.

【0029】降伏値は室温保存一週間後のペーストから
もとめた。降伏値とは流動を起こすのに要する最小ズリ
応力のことで、本発明ではズリ速度を変えて粘度を測定
し、横軸にズリ速度の平方根、縦軸にズリ応力の平方根
をとってプロットした、いわゆるCassonプロット
の切片の二乗で求めた。
The yield value was determined from the paste one week after storage at room temperature. The yield value is the minimum shear stress required to cause the flow, and in the present invention, the viscosity was measured by changing the shear rate, and plotted by taking the square root of the shear rate on the horizontal axis and the square root of the shear stress on the vertical axis. , The square of the intercept of the so-called Casson plot.

【0030】塗膜形成 (1)ペーストをアルミナ基板(96%白色板 75m
m角 厚み0.65mm)上に、60mm角のベタパタ
ーンのスクリーンマスク(SUS#325メッシュ)を
用いて印刷し、熱風オーブンを用いて90℃で30分間
乾燥した。(2)塗布膜を、窒素雰囲気で下記条件にて
加熱処理し、ポリイミド膜を得た。 加熱条件:室温から140℃まで30分で昇温、140
℃で30分保持、140℃から350℃まで1時間で昇
温、350℃で1時間保持、冷却の順で行った。
Film formation (1) Paste the alumina substrate (96% white plate 75 m
It was printed on a 60 mm square solid pattern screen mask (SUS # 325 mesh) on an m square with a thickness of 0.65 mm) and dried at 90 ° C. for 30 minutes using a hot air oven. (2) The coating film was heat-treated in a nitrogen atmosphere under the following conditions to obtain a polyimide film. Heating conditions: temperature rise from room temperature to 140 ° C. in 30 minutes, 140
The temperature was kept at 30 ° C. for 30 minutes, the temperature was raised from 140 ° C. to 350 ° C. for 1 hour, the temperature was kept at 350 ° C. for 1 hour, and the cooling was performed in this order.

【0031】塗膜接着強度測定 (1)塗膜に、1mm幅で10×10の切り込みを入れ
て100個の升目を形成し、セロハンテープで剥離試験
を行い、100個中いくつの升目が剥がれたかを評価し
た。 (2)120℃・2気圧のPCT(プレッシャークッカ
ーテスター)に入れ、100時間後の接着強度を同様に
評価した。結果を表1にまとめた。
Measurement of Coating Film Adhesion Strength (1) A 100 mm square was formed in the coating by making a 10 mm cut with a width of 1 mm, and a peeling test was performed with a cellophane tape. Was evaluated. (2) It was placed in a PCT (pressure cooker tester) at 120 ° C. and 2 atm, and the adhesive strength after 100 hours was similarly evaluated. The results are summarized in Table 1.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】実施例1〜4ではいずれも作製後一週間で
も粘度の変化はあるもののゲル化はせず、降伏値の低い
安定なペースト状であり、さらに密着性も良好であっ
た。一方比較例1〜3では、作製後一週間でペーストの
粘度、降伏値は増大した。
In all of Examples 1 to 4, the viscosity was changed even one week after the preparation, but the gel was not formed, the paste was a stable paste having a low yield value, and the adhesion was good. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the viscosity and yield value of the paste increased one week after the preparation.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は上述のような構成を有すること
により、粘度安定性が良好な無機粉末含有ポリイミド前
駆体ペーストおよび機械強度に優れた無機粉末含有ポリ
イミド膜が得られるものである。
According to the present invention, an inorganic powder-containing polyimide precursor paste having good viscosity stability and an inorganic powder-containing polyimide film having excellent mechanical strength can be obtained by having the above-described structure.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】無機粉末と、ポリイミド前駆体を含有する
ペーストにおいて、ポリイミド前駆体のカルボン酸濃度
が3.8mmol/g未満であることを特徴とする無機
粉末含有ポリイミド前駆体ペースト。
1. A paste containing an inorganic powder and a polyimide precursor, wherein the carboxylic acid concentration of the polyimide precursor is less than 3.8 mmol / g.
【請求項2】無機粉末と、ポリイミド前駆体を含有する
ペーストにおいて、ポリイミド前駆体を構成するジアミ
ンのイオン化ポテンシャルとカルボン酸無水物の電子親
和力の差が5.4eV以上5.8eV未満であることを
特徴とする無機粉末含有ポリイミド前駆体ペースト。
2. In the paste containing the inorganic powder and the polyimide precursor, the difference between the ionization potential of the diamine constituting the polyimide precursor and the electron affinity of the carboxylic anhydride is 5.4 eV or more and less than 5.8 eV. A polyimide precursor paste containing an inorganic powder, characterized by comprising:
【請求項3】無機粉末は、ペーストの全固形分に対して
50wt%以上95wt%未満であることを特徴とする
請求項1または2記載の無機粉末含有ポリイミド前駆体
ペースト。
3. An inorganic powder-containing polyimide precursor paste according to claim 1, wherein the amount of the inorganic powder is from 50 wt% to less than 95 wt% based on the total solid content of the paste.
【請求項4】無機粉末の平均粒子径は0.01μm以上
5μm未満であることを特徴とする請求項1または2記
載の無機粉末含有ポリイミド前駆体ペースト。
4. The inorganic powder-containing polyimide precursor paste according to claim 1, wherein the average particle size of the inorganic powder is 0.01 μm or more and less than 5 μm.
【請求項5】無機粉末が、磁性体であることを特徴とす
る特徴とする請求項1または2記載の無機粉末含有ポリ
イミド前駆体ペースト。
5. The inorganic powder-containing polyimide precursor paste according to claim 1, wherein the inorganic powder is a magnetic material.
【請求項6】無機粉末がフェライトであることを特徴と
する請求項1または2記載の無機粉末含有ポリイミド前
駆体ペースト。
6. The inorganic powder-containing polyimide precursor paste according to claim 1, wherein the inorganic powder is ferrite.
【請求項7】無機粉末がニッケル/亜鉛系またはマンガ
ン/亜鉛系のフェライトであることを特徴とする請求項
1または2記載の無機粉末含有ポリイミド前駆体ペース
ト。
7. The inorganic powder-containing polyimide precursor paste according to claim 1, wherein the inorganic powder is nickel / zinc-based or manganese / zinc-based ferrite.
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