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ポリイミド材料の基礎と開発

  • Base and Development of Polyimide Materials
(2006年『最新ポリイミド材料と応用技術』普及版)

商品コード: B0982

  • 監修: 柿本雅明
  • 発行日: 2011年11月
  • 価格(税込): 4,536 円
  • 体裁: A5判,285ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0440-3

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刊行にあたって

 ポリイミドはエレクトロニクスを中心に不可欠な材料として広く使われている。現在市販されている有機材料では最も優れた耐熱性を持つものであり,いわばスーパーエンプラの頂点に立つ材料といえる。汎用樹脂であるPEやPVCからポリイミドまで,ポリマーの値段と使われている量との関係を考えてみる。この関係は,正しくはピラミッドになるべきであるが,頂点のポリイミドが異常に大きな使用量を誇っている。つまり,過剰スペック的なポリイミドをどんどん皆が使っているといえる。逆にいえば,ポリイミドを使えば,要求スペックをクリヤーできる材料を簡単に造れるということである。この秘密は,ニ酸無水物とジアミンという簡単なモノマーから合成できるために,化学構造の品揃えが豊富にできるというところにある。
 本書ではまず,ポリイミドを理解するのに必要な基本的な化学と物理を解説し,さらに新しい材料の紹介を行った。特に本書の最後に,中国ポリイミド事情を賀飛峰氏に執筆いただいた。中国のエレクトロニクスの発展を鑑みれば,ポリイミドが中国でどうなっているかという分析は読者の皆様にとって貴重な情報になると確信している。
(巻頭句より抜粋)

2006年8月  柿本雅明


<普及版の刊行にあたって>

 本書は2006年に『最新ポリイミド材料と応用技術』として刊行されました。普及版の刊行にあたり,内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので,ご了承ください。

2011年11月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

柿本雅明   (現)東京工業大学 理工学研究科 教授
金城徳幸   (現)東京工業大学 国際高分子基礎研究センター 非常勤講師
森川敦司   (現)茨城大学 工学部 生体分子機能工学科 教授
松本利彦   (現)東京工芸大学 工学部 生命環境化学科 教授
寺境光俊   秋田大学 工学資源学部 助教授
長谷川匡俊  (現)東邦大学 理学部 化学科 教授
堀江一之   (財)高輝度光科学研究センター 産業利用推進室 コーディネーター;東京大学名誉教授
山下 渉   (現)三井化学(株) 新材料開発センター 先端素材開発プロジェクト 主席研究員
玉井正司   (現)三井化学(株) 新材料開発センター 研究主幹
山口裕章   宇部興産(株) 高分子研究所 ポリイミド基礎研究部 部長
後藤幸平   JSR(株) リサーチフェロー;特別研究室(筑波) 室長
富川真佐夫  (現)東レ(株) 電子情報材料研究所 リサーチフェロー・研究主幹
合田秀樹   (現)荒川化学工業(株) 光電子材料事業部 研究開発部 グループリーダー
板谷 博   (株)ピーアイ技術研究所 名誉会長
高橋善和   (現)(株)TI 代表取締役社長
沼倉研史   (現)DKN Research,LLC Managing Director
上野 巧   (現)日立化成工業(株) 筑波総合研究所 主管研究員
三輪崇夫   (現)日立電線(株) 技術研究所 主管研究長
小林潤也   (現)日本電信電話(株) NTTフォトニクス研究所 複合光デバイス研究部 主幹研究員・GL
横田力男   (現)(独)宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 宇宙構造材料工学研究系 共同研究員
岡本健一   山口大学大学院 理工学研究科 教授
石坂孝之   東北大学 多元物質科学研究所 助手
        (現)(独)産業技術総合研究所 コンパクト化学システム研究センター 研究員
笠井 均   (現)東北大学 多元物質科学研究所 准教授
杉山博文   (現)東洋紡績(株) 生活・産業資材事業部 プロコン・P84グループ 部員
賀 飛峰   (現)上海市合成樹脂研究所 技術顧問・高級工程師

執筆者の所属表記は,注記以外は2006年当時のものを使用しております。

目次

第1章 総論:ポリイミド開発史に代えて
1. はじめに
2. 序章
3. ポリイミドの開発
4. ポリイミドの応用分野の展開

第2章 合成
1. はじめに
2. ジアミンを用いるポリアミド酸を経由する二段階合成法
3. ポリイミドの一段階重合法
4. ポリアミド酸誘導体を経由する合成法

第3章 脂環式ポリイミド
1. はじめに
2. 脂環式ポリイミド合成の歴史
3. 脂環式ポリイミドの合成法
4. 脂環式ポリイミドの性質
4.1 溶解性
4.2 熱的性質
4.3 光・電気的性質
4.4 力学的性質
5. おわりに

第4章 多分岐ポリイミド
1. 多分岐ポリマーの特徴
2. 合成法
3. おわりに

第5章 熱・機械的特性
1. ポリイミドの弾性率,線熱膨張係数と分子配向
1.1 ポリイミドの製膜方法と骨格の剛直性に由来するポリイミド膜特性の特徴
1.2 低熱膨張性絶縁材料の必要性
1.3 ポリイミド系における分子配向挙動
1.4 線熱膨張係数測定時の留意点
1.5 高弾性・低熱膨張ポリイミドの構造的特徴
1.6 低熱膨張・低吸水率ポリエステルイミド
2. ポリイミドの膜靭性
2.1 ポリイミドの劣化と膜靭性
2.2 ポリイミドの製造方法と膜靭性
2.3 高靭性・高透明性ポリイミドの分子設計
2.4 重合反応性におよぼす塩形成の影響
2.5 DSDA/CHDA系ポリイミド
2.6 PMDA/MBCHA;IPDA系ポリイミド
2.7 高靭性・可溶性透明ポリベンゾオキサゾール

第6章 光学および光応答物性
1. 光学材料としてのポリイミド
2. Spring-8におけるポリイミド単繊維および薄膜の解析
3. ポリイミドゲル―ジャングルジムポリマーの試み
4. ポリイミドゲル走査型顕微光散乱
5. 光応答性ポリイミド―光で素早く曲がるゲル

第7章 熱可塑性ポリイミド
1. はじめに
2. 熱可塑性発現のための分子設計
2.1 熱可塑性ポリイミドの分類
2.2 熱可塑性ポリイミドの分子設計
2.3 ポリイミドの結晶性
3. 熱可塑性ポリイミドの応用
3.1 FPC用熱可塑性ポリイミド
3.2 熱可塑性ポリイミド接着剤の改質
4. おわりに

第8章 熱硬化性ポリイミド
1. はじめに
2. 実用化されている繊維強化複合材マトリックス樹脂
3. 「PETI」系ポリイミド
3.1 開発の系譜
3.2 宇部興産における「PETI」系ポリイミドとの係わり
3.3 RTM成型用PETIシリーズ
4. 熱硬化性ポリイミドの今後

第9章 低誘電率ポリイミド
1. 層間絶縁膜材料の低誘電率化の必要性
2. 低誘電率化設計の基本的な考え方と化学構造の関係
2.1 低誘電率化の機能設計の具体例
2.1.1 フッ素高含量ポリイミド
2.1.2 主鎖構造への屈曲構造の導入
2.1.3 嵩高い構造の導入
2.1.4 低Tg成分とのポリマーアロイ
2.1.5 低密度化

第10章 感光性ポリイミド
1. 感光性ポリイミドの開発の経緯
2. 感光性ポリイミドの設計
2.1 ネガ型感光性ポリイミドの設計
2.2 ポジ型感光性ポリイミドの設計
3. ポリイミドの接着性改良
3.1 シリコン基板との接着改良
3.2 封止樹脂との接着性
3.3 金属との接着
4. 耐薬品性とガラス転移温度
5. 今後の感光性ポリイミド

第11章 複合化ポリイミド
1. プリント基板としてのポリイミド
2. ポリイミド-シリカハイブリッド
3. ハイブリッドの作製
4. キャスト型2層基板としての応用
5. 湿式メッキ法による回路形成

第12章 溶剤可溶ブロック共重合ポリイミド
1. 序
2. 従来のポリイミドの製法
3. 溶媒可溶ポリイミド
4. 新規触媒によるブロックポリイミド合成
5. ブロック共重合ポリイミドの用途展開
5.1 電着用ポリイミド
5.2 ポジ型感光性ポリイミド
5.3 PMDAを用いる溶剤可溶ポリイミドの課題

第13章 ポリイミド発泡体
1. はじめに
2. ポリイミド発泡体の構成モノマー
3. ハーフエステル系のイミド化反応
4. 発泡体形成技術
5. ポリイミド発泡体特性
6. ポリイミド発泡体の用途

第14章 蒸着重合法によるポリイミド薄膜
1. はじめに
2. 蒸着重合法
2.1 ラジカル重合系蒸着重合
2.2 縮合系蒸着重合
3. ポリイミド膜形成例
4. 全方向同時蒸着重合法
5. 応用例

第15章 高機能フレキシブル基板と材料
1. はじめに
2. フレキシブル基板の基本構造
3. 最新技術動向
4. 製造プロセス
5. フレキシブル基板の基本構成材料
6. 銅張積層板
7. 無接着剤タイプの銅張積層板
8. カバーレイ
9. フレキシブル基板用ポリイミド樹脂に要求される特性
10. まとめ

第16章 実装用ポリイミドの動向
1. 実装の動向
2. ポリイミドのLSIへの応用
3. ポリイミドの特徴
4. 周辺端子型パッケージ用チップ保護膜(ストレスバッファ膜)
5. エリアアレイパッケージ用保護膜
5.1 エリアアレイパッケージの必要性
5.2 フリップチップ(FC)の構造とプロセス
5.3 各種信頼性試験
6. SiP用(System in Package)用
7. 配線基板用層間絶縁膜
8. おわりに

第17章 含フッ素ポリイミドと光通信
1. はじめに
2. 光通信用材料としての含フッ素ポリイミド
2.1 光透過性
2.2 屈折率制御性
3. 光通信への応用
3.1 光部品
3.1.1 薄膜光フィルタ
3.1.2 波長板
3.1.3 薄膜偏光子
3.2 光導波路
3.2.1 反応性イオンエッチング(RIE)法による光導波路
3.2.2 電子線照射法による光導波路
3.2.3 転写型法による光導波路
3.2.4 含フッ素ポリイミド光導波路用ポリイミド基板
3.3 光導波回路
3.3.1 方向性結合器
3.3.2 波長可変型AWG
3.3.3 導波路回折格子
3.3.4 TO光スイッチ
3.3.5 光送受信モジュール
3.3.6 フィルタ型波長合分波器
3.3.7 偏波スプリッタ
3.4 光配線(光インタコネクション)
3.4.1 光導波路フィルム
3.4.2 電気光混載マルチチップモジュール(OE-MCM)
4. おわりに

第18章 ポリイミド―宇宙・航空機への応用―
1. はじめに
2. 宇宙環境と有機材料劣化要因
3. ポリイミド・芳香族高分子の宇宙機への応用
3.1 フィルム,膜材,軟構造物
3.1.1 宇宙機の熱保護膜(MLI)
3.1.2 大規模伸展・展開膜構造
4. 有機系材料の宇宙環境安定性
5. スペースシャトルの有機系材料
6. 耐熱・耐環境性PI複合材料の宇宙・航空構造への応用
7. 展望

第19章 スルホン化ポリイミドとその固体高分子形燃料電池への応用
1. はじめに
2. スルホン化ポリイミド(SPI)系高分子電解質膜
3. PEFC発電特性
4. DMFC発電特性
5. おわりに

第20章 希土類イオンドープポリイミドナノ粒子
1. はじめに
2. ポリイミドナノ粒子
2.1 背景
2.2 作製方法
2.3 サイズ制御
3. 発光特性
3.1 紫外光誘起増強発光
3.2 熱処理による発光の減少・消去
3.3 メカニズム
4. おわりに

第21章 ポリイミド繊維「P84」
1. はじめに
2. ポリイミド繊維
2.1 製法
2.2 物成および特性
3. 耐熱性繊維とは
3.1 長期的に耐熱性に優れる繊維
3.2 短期的に高い耐熱性を示す繊維(難燃,耐炎性など)
4. バグフィルター用途での特性
4.1 要求特性
4.2 ろ過性能
4.3 耐熱性
4.4 耐酸性ガス性
4.5 その他の影響(ハロゲンガス,潮解)
4.6 その他特性
5. その他の用途
6. まとめ

第22章 中国におけるポリイミド及び発展動向
1. 緒言
2. モノマー
2.1 酸無水物
2.2 ジアミン
3. ポリイミド
3.1 フィルム
3.2 モールディングコンパウンド
3.3 熱可塑性PI
3.4 マレイミド
3.5 複合材料
3.6 その他
4. 応用
5. 発展動向
5.1 原料
5.2 ポリイミド
6. 終わりに
7. 附録
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