光・電子集積回路(OEIC)用ポリイミドの開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09651004
• 研究機関: 東京工芸大学
• 研究代表者: 松本 利彦 東京工芸大学, 工学部, 助教授 (50181780)
• キーワード: ポリイミド / 光集積回路 / 無色透明ポリイミド / 全脂肪族ポリイミド / 誘電率 / 屈折率 / 分子軌道計算 / 電荷移動

研究概要

今年(平成10年)度は、次の三点に重点を置いて研究を遂行した。1)多脂環構造を含むジアミンを用いて全脂肪族ポリイミド合成の可能性を探索する、2)誘電率を屈折率(光学的手法)から評価する、3)ポリイミド着色の原因を量子化学計算から明らかにする。以下に結果の概要を記述する。
1) これまでは多脂環構造のテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとから無色透明な半芳香族ポリイミドを合成してきたが、今回、多脂環構造ジアミン、具体的には2.5-(ビスアミノメチル)[2.2.1]ビシクロへプタンを用い、重合条件を工夫することによって、これまで合成が困難と言われてきた全脂肪族ポリイミドをself-standingなフィルムとして得ることに成功した。この成果を昨夏の国際会議(MACRO'98、オーストラリア)で公表し、現在、投稿中である。
2) 誘電率は通常、1kHz-1MHz程度の交流電場を印加して測定される。しかし、Maxwellの式から光周波数での誘電率は屈折率の二乗になることが知られているが、この式にある補正をすることによって、1MHz付近の誘電率を精度良く見積もることが可能になる。この方法で評価すると、これまでに合成した多脂環構造の半芳香族ポリイミドでは2.8-2.9と3以下の値となり、ポリイミドとしては低誘電率であることがわかった。また、上記1)の全脂肪族ポリイミドに対しては2.5-2.6と見積もられ、この値はポリエチレンと同じ値である。現在、投稿中である
3) ポリイミドのモデル化合物について、半経験的分子軌道計算(MOPAC97/AM1、MOS-F/INDO/S)によって予想した吸収波長と、実測値(ポリイミドフィルム)とを比較したところ、両者が良く一致した。計算結果を詳しく調べると、ポリイミドの着色の原因は、HOMO-LUMO遷移が支配的な分子内電荷移動であることがわかった。現在、投稿準備中である

研究成果

• [文献書誌] T.Matsumoto and T.Kurosaki: "Soluble and Colorless Polyimides from Bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic 2,3:5,6-Dianhydrides" Macromolecules. 30(4). 993-1000 (1997)
• [文献書誌] K.Feng,T.Matsumoto,and T.Kurosaki: "Synthesis and Photodegradation of Positive Working Polyimides Derived from 2-Nitro-p xylyleneoxyamine" Chem.Mater.9(6). 1362-1366 (1997)
• [文献書誌] K.Feng,T.Matsumoto,and T.Kurosaki: "A Photoreactive Polyimide with Main-Chain Chalcone Moiety" J.Photopolym.Sci.& Technol.10(1). 61-66 (1997)
• [文献書誌] K.Feng,M.Tsushima,T.Matsumoto,and T.Kurosaki: "Synthesis and Properties of Novel Photosensitive Polyimides Containing Chalcone Moiety in the Main Chain" J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.Ed.36(5). 685-693 (1998)
• [文献書誌] T.Matsumoto and C.Fegor: "Optical Properties of Polyalicyclic polyimides" J.Photopolym.Sci.& Technol.11(2). 231-236 (1998)
• [文献書誌] T.Matsumoto,K.Nishimura,and T.Kurosaki: "Ladder-type Polyimides Based on Diaminodibenzofurane" European Polymer Journal. (in press). (1999)
• [文献書誌] T.Matsumoto: "Recent Research Developments in Macromolecules Research" Research Signpost ; Ed.by S.G.Pandalai, (1-24)287 (1998)
• [文献書誌] T.Matsumoto and T.Kurosaki: "polyimides and Other Low K Dielectrics:Colorless Polyimides Based on Polyalicyclic Structure" Society of Plastics Engineers Mid Hudson Section (in press), (1999)