DE4217603A1 - Haertbare harzzusammensetzungen und schutzbeschichtung fuer elektronische bauteile - Google Patents
Haertbare harzzusammensetzungen und schutzbeschichtung fuer elektronische bauteileInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine härtbare Harzzusammensetzung zur Bildung einer
isolierenden Schutzbeschichtung auf elektronischen Bauteilen. Sie betrifft
ebenso eine durch Härten der Zusammensetzung erhaltene Schutzbeschichtung
für elektronische Bauteile.
Hitzebeständige Polyimidharze mit verbesserten elektrischen und mechanischen
Eigenschaften sind als isolierende Schutzbeschichtungen für elektronische
Bauteile eingesetzt worden. Da die meisten Polyimidharze in organischen
Lösungsmitteln unlöslich sind, werden Polyimid-Schutzbeschichtungen im
allgemeinen hergestellt unter Verwendung einer Lösung von Polyamidsäure
(polyamic acid), welche ein Polyimidvorläufer ist, Auftragen der Lösung auf
Substrate und nachfolgender Wärmehärtung. Diese herkömmliche Methode ist
jedoch mit zahlreichen Problemen verbunden. Beispielsweise zeigen die resultierenden
Polyimidharzbeschichtungen eine schlechte Haftfestigkeit auf Substraten,
wie Nickel, Aluminium, Silicium und einem Siliciumoxidfilm.
Zur Verbesserung der Haftfestigkeit auf Substraten werden gemäß JP-B-
27 439/1968 und JP-B-7 213/1984 Polyimidsiloxan-Copolymere vorgeschlagen,
bei denen eine Diaminkomponente, welche ein Reaktant für die Bildung
von Polyimid ist, teilweise durch ein Siloxan enthaltendes Diamin ersetzt ist.
Weiterhin beschreiben die JP-B-32 162/1983, JP-B-32 163/1983 und JP-B-
29 510/1989 ein Verfahren zur Mischung oder Umsetzung einer Polyamidsäure
oder eines Polyimidvorläufers mit einem eine Aminogruppe oder Säureanhydridgruppe
aufweisenden Silan. Das erstere Verfahren ist jedoch darin problematisch,
daß Copolymere mit einem rrhöhten Gehalt an Siloxan eine schlechte
Wärmebeständigkeit zeigen. Beim letzteren Verfahren erleidet die Polyamidsäurelösung
einen beträchtlichen Verlust hinsichtlich der Lagerstabilität mit
zunehmender Menge an zugegebenem Silan.
Um diese Probleme zu überwinden, schlägt die JP-B-32 162/1983 eine Zusammensetzung
vor, die eine Polyamidsäure mit einer an einem Ende befindlichen
reaktiven Siliconverbindung und einem Polydisiloxan mit einer Hydroxylgruppe
an einem Ende aufweist. Weiterhin werden gemäß JP-A-1 26 331/1989 und
JP-A-1 26 335/1989 Oligomere vorgeschlagen, die durch Vermischen und Umsetzen
eines Säuredianhydrids, eines organischen Diamins und einer reaktiven
Siliconverbindung in einem geeigneten Verhältnis erhalten werden. Die Zusammensetzung
und die Oligomeren sind immer noch unzureichend bezüglich
der Lagerstabilität und schwierig in Lösungsmitteln in hoher Konzentration zu
lösen. Die begrenzte Löslichkeit macht es schwierig, ausreichend dicke Filme
nach dem Härten vorzusehen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue und verbesserte härtbare
Harzzusammensetzung vorzusehen, die lagerstabil ist und zu Filmen mit guter
Qualität aushärten kann, welche verbesserte Wärmebeständigkeit, mechanische
Festigkeit, elektrische Eigenschaften, Lösungsmittelbeständigkeit und
Substrathaftfestigkeit besitzen.
Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, eine Schutzbeschichtung guter Qualität
für elektronische Bauteile durch Härten der Zusammensetzung vorzusehen.
Gemäß der Erfindung hat sich gezeigt, daß eine Siloxangruppen enthaltende
härtbare Harzzusammensetzung der Polyimidreihe, bei denen die oben genannten
Probleme überwunden werden, erhalten wird durch Vermischen einer
Mischung oder eines Co-Kondensats aus einer Verbindung mit einer Imidgruppe
und einer Alkoxysilylgruppe der nachfolgenden Strukturformel (I):
worin
R¹ und R² unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R³ eine dreiwertige organische Gruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthält,
X eine zweiwertige organische Gruppe,
Y eine vierwertige, einen aromatischen Ring enthaltende organische Gruppe,
m eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
n eine ganze Zahl von mindestens 1 bedeuten;
und einem Organosilan oder Organopolysiloxan der nachfolgenden Molekularformel (II):
R¹ und R² unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R³ eine dreiwertige organische Gruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthält,
X eine zweiwertige organische Gruppe,
Y eine vierwertige, einen aromatischen Ring enthaltende organische Gruppe,
m eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
n eine ganze Zahl von mindestens 1 bedeuten;
und einem Organosilan oder Organopolysiloxan der nachfolgenden Molekularformel (II):
R⁴a(R⁵O)bSiO(4-a-b)/2 (II)
worin
R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und
a und b Zahlen bedeuten, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:
R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und
a und b Zahlen bedeuten, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:
0 a 3, 0 < b 4 und 0 < a + b 4.
Die härtbare Harzzusammensetzung zeigt eine ausgezeichnete Lagerstabilität
und kann in einem geeigneten Lösungsmittel in hohen Konzentrationen gelöst
werden und bildet somit eine Beschichtung mit einer in breiten Grenzen variierenden
Konzentration, die leicht aufgetragen werden kann. Beim Erhitzen härtet
die Zusammensetzung leicht zu Filmen mit verbesserter Wärmebeständigkeit,
mechanischer Festigkeit und elektrischen Eigenschaften. Die gehärteten
Beschichtungen haften fest auf den darunterliegenden Substraten und sie besitzen
nicht nur verbesserte Wärmebeständigkeit, mechanische Festigkeit und
elektrische Eigenschaften, sondern ebenso Lösungsmittelbeständigkeit, so
daß sie als Schutzbeschichtungen für elektronische Bauteile geeignet sind.
Die härtbare Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist kurzum so
definiert, daß sie eine Verbindung mit einer Imidgruppe und einer Alkoxysilylgruppe
der Strukturformel (I) und ein Organosilan oder Organopolysiloxan der
Molekularformel (II) umfaßt.
R⁴a(R⁵O)bSiO(4-a-b)/2 (II)
In der Formel (I) sind
R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R³ ist eine dreiwertige organische Gruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthält,
X ist eine zweiwertige organische Gruppe,
Y ist eine vierwertige organische Gruppe, die einen aromatischen Ring enthält,
m ist eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
n ist eine ganze Zahl von mindestens 1, vorzugsweise von 1 bis 100,
um eine einfache Auftragung und zufriedenstellende Haftfestigkeit zu erzielen.
R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R³ ist eine dreiwertige organische Gruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthält,
X ist eine zweiwertige organische Gruppe,
Y ist eine vierwertige organische Gruppe, die einen aromatischen Ring enthält,
m ist eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
n ist eine ganze Zahl von mindestens 1, vorzugsweise von 1 bis 100,
um eine einfache Auftragung und zufriedenstellende Haftfestigkeit zu erzielen.
Die Verbindung der Formel (I) kann hergestellt werden durch Umsetzen einer
Polyimidverbindung der folgenden Strukturformel (III)
mit einer Aminosiliciumverbindung der folgenden Strukturformel (IV)
in einem organischen Lösungsmittel.
In den Formeln (III) und (IV) sind R¹, R², R³, X, Y, m und n wie vorstehend definiert.
Das Polyimid der Formel (III) kann hergestellt werden durch Umsetzen eines Tetracarbonsäuredianhydrids der folgenden Strukturformel (V):
worin Y wie oben definiert ist, mit einem Diamin der folgenden Strukturformel
(VI):
H₂N-X-NH₂ (VI)
worin X wie oben definiert ist, in einem solchen Verhältnis, daß (n+1) Moleküle
des Diamins der Formel (VI) pro n Moleküle des Tetracarbonsäuredianhydrids
der Formel (V) verfügbar sind wobei n eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, wodurch
eine Polyamidsäure der folgenden Strukturformel (VII) gebildet wird, und
nachfolgender Dehydratation in herkömmlicher Weise:
In den obigen Formeln ist Y eine vierwertige organische Gruppe mit einem aromatischen
Ring, die aus dem Tetracarbonsäuredianhydrid der Formel (V) abgeleitet
ist, welche als Ausgangsreaktant zur Bildung des Polyimids der Formel
(III) verwendet wird.
Das Säuredianhydrid der Formel (V) wird, ohne darauf beschränkt zu sein, oft
ausgewählt aus
Pyromellitsäuredianhydrid, worin Y
Pyromellitsäuredianhydrid, worin Y
ist,
Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, worin Y
Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, worin Y
ist,
3,3′,4,4′-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid, worin Y
3,3′,4,4′-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid, worin Y
ist,
2,2-Bis(3,4′-benzoldicarbonsäureanhydrid)-perfluorpropan, worin Y
2,2-Bis(3,4′-benzoldicarbonsäureanhydrid)-perfluorpropan, worin Y
ist,
Bis(3,4′-dicarboxyphenyl)-dimethylsilandianhydrid, worin Y
Bis(3,4′-dicarboxyphenyl)-dimethylsilandianhydrid, worin Y
ist
und 1,3-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxandianhydrid,- worin Y
und 1,3-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxandianhydrid,- worin Y
ist.
Y kann ein oder eine Mischung der vorgenannten Vertreter sein. Daher kann,
wenn ein Tetracarbonsäuredianhydrid der Formel (V) mit einem Diamin der
Formel (VI) zur Bildung eines Polyamids der Formel (III) umgesetzt wird, entweder
ein einziges Dianhydrid oder eine Mischung aus zwei oder mehreren Dianhydriden
verwendet werden.
In den vorgenannten Formeln ist X eine zweiwertige organische Gruppe, die aus
dem Diamin der Formel (VI) stammt, welches als Ausgangsreaktant zur Bildung
des Polyimids der Formel (III) verwendet wird. Veranschaulichende, nichtbeschränkende
Beispiele des Diamins der Formel (VI) umfassen Diamine, die einen
aromatischen Ring enthalten, beispielsweise
p-Phenylendiamin,
m-Phenylendiamin,
4,4′-Diaminodiphenylmethan,
4,4′-Diaminodiphenylether,
2,2′-Bis(4-aminophenyl)-propan,
4,4′-Diaminodiphenylsulfon,
4,4′-Diaminodiphenylsulfid,
1,4-Bis(3-aminophenoxy)-benzol,
1,4-Bis(4-aminophenoxy)-benzol,
1,4-Bis(m-aminophenylsulfonyl)-benzol,
1,4-Bis(p-aminophenylsulfonyl)-benzol,
1,4-Bis(m-aminophenylthioether)-benzol,
1,4-Bis(p-aminophenylthioether)-benzol,
2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-propan,
2,2-Bis[3-methyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-propan,
2,2-Bis[3-chlor-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-propan,
1,1-Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
1,1-Bis[3-methyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
1,1-Bis[3-chlor-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
1,1-Bis[3,5-dimethyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[3-methyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[3-chlor-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[3,5-dimethyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[4-aminophenoxy)-phenyl]-sulfon,
etc. und
Siliciumdiamine, wie nachstehend gezeigt:
p-Phenylendiamin,
m-Phenylendiamin,
4,4′-Diaminodiphenylmethan,
4,4′-Diaminodiphenylether,
2,2′-Bis(4-aminophenyl)-propan,
4,4′-Diaminodiphenylsulfon,
4,4′-Diaminodiphenylsulfid,
1,4-Bis(3-aminophenoxy)-benzol,
1,4-Bis(4-aminophenoxy)-benzol,
1,4-Bis(m-aminophenylsulfonyl)-benzol,
1,4-Bis(p-aminophenylsulfonyl)-benzol,
1,4-Bis(m-aminophenylthioether)-benzol,
1,4-Bis(p-aminophenylthioether)-benzol,
2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-propan,
2,2-Bis[3-methyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-propan,
2,2-Bis[3-chlor-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-propan,
1,1-Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
1,1-Bis[3-methyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
1,1-Bis[3-chlor-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
1,1-Bis[3,5-dimethyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-ethan,
Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[3-methyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[3-chlor-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[3,5-dimethyl-4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-methan,
Bis[4-aminophenoxy)-phenyl]-sulfon,
etc. und
Siliciumdiamine, wie nachstehend gezeigt:
X kann ein oder eine Mischung der vorgenannten Diaminreste sein. Daher kann
entweder ein einziges Diamin oder eine Mischung aus zwei oder mehreren Diaminen
bei der Herstellung des Polyimids der Formel (III) verwendet werden.
Die mit dem Polyimid der Formel (III) umzusetzende Siliciumverbindung besitzt
die folgende Strukturformel (IV):
In der Formel (IV) sind R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, substituierte
oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis
10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise
Alkylgruppen, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylgruppen; Alkenylgruppen,
wie Vinyl-, Allyl- und Butenylgruppen; Arylgruppen, wie Phenyl- und Tolylgruppen;
sowie substituierte Vertreter dieser Gruppen, wobei einige oder sämtliche
der an die Kohlenstoffatome gebundenen Wasserstoffatome durch Halogenatome,
Cyanogruppen und Alkoxygruppen, beispielsweise Chlormethyl-,
Chlorpropyl-, 3,3,3-Trifluorpropyl-, 2-Cyanoethl-, Methoxyethyl- und Ethoxyethylgruppen,
ersetzt sind. Unter diesen sind Alkylgruppen und alkoxysubstituierte
Alkylgruppen für R¹ und substituierte oder unsubstituierte Alkyl-
und Arylgruppen für R² bevorzugt.
R³ ist eine einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthaltende, dreiwertige
organische Gruppe, insbesondere eine dreiwertige substituierte oder unsubstituierte
Kohlenwasserstoffgruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen
Ring enthält, beispielsweise dreiwertige aliphatische Ringe, wie etwa
und dreiwertige aromatische Ringe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie etwa
Veranschaulichende, nichtbeschränkende Beispiele der Siliciumverbindung
der Formel (IV) sind nachstehend angegeben:
Bei der Durchführung der Erfindung können die Aminosiliciumverbindungen
alleine oder als Mischung aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Eine weitere, in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltene Komponente
ist das Organosilan oder Organopolysiloxan der folgenden Molekularformel
(II):
R⁴a(R⁵O)bSiO(4-a-b)/2 (II)
In der Formel (II) sind R⁴ und R⁵, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoffatome
oder substituierte oder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppen
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen,
beispielsweise Alkylgruppen, wie etwa Methyl-, Ethyl-, Propyl-
und Butylgruppen, Alkenylgruppen, wie etwa Vinyl- und Alkylgruppen, Arylgruppen,
wie etwa Phenyl- und Tolylgruppen, und Alkoxy-substituierte Alkylgruppen,
wie etwa Methoxyethyl- und Ethoxyethylgruppen.
Die Buchstaben a und b sind Zahlen innerhalb der Bereiche:
0 a 3,
0 < b 4 und 0 < a + b 4.
Beispiele des Organosilans oder Polysiloxans umfassen Verbindungen der folgenden
Strukturen:
Si(OCH₃)₄, Si(OC₂H₅)₄, Si(OC₃H₇)₄), Si(CH₃)(OCH₃)₃, Si((C₆H₅)(OCH₃)₃, Si(CH₃)(OC₂H₅)₃, Si(C₆H₅)(OC₂H₅)₃, Si(CH₃)₂(OCH₃)₂, Si(C₆H₅)₂(OCH₃)₂, Si(CH₃)₂(OC₂H₅)₂, Si(C₂H₅)₂(OH)₂, Si(C₆H₅)₂(OH)₂,
Si(OCH₃)₄, Si(OC₂H₅)₄, Si(OC₃H₇)₄), Si(CH₃)(OCH₃)₃, Si((C₆H₅)(OCH₃)₃, Si(CH₃)(OC₂H₅)₃, Si(C₆H₅)(OC₂H₅)₃, Si(CH₃)₂(OCH₃)₂, Si(C₆H₅)₂(OCH₃)₂, Si(CH₃)₂(OC₂H₅)₂, Si(C₂H₅)₂(OH)₂, Si(C₆H₅)₂(OH)₂,
Der Buchstabe n′ ist eine ganze Zahl von 1 bis 50.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden
die Verbindung der Formel (I) und das Organosilan oder Polysiloxan der Formel
(II) in irgendeinem erwünschten Verhältnis gemischt. Damit die Zusammensetzung
zu einem Film mit verbesserten physikalischen Eigenschaften aushärtet,
werden die Verbindung der Formel (I) und das Organosilan oder Polysiloxan der
Formel (II) in einem Gewichtsverhältnis (I)/(II) von 10/1 bis 1/2, insbesondere
von 10/1 bis 1/1, gemischt. Meistens resultiert ein Mischungsverhältnis (I)/(II)
von über 10 in einer weniger erwünschten Haftfestigkeit gegenüber Substraten,
wohingegen ein Mischungsverhältnis (I)/(II) von weniger als 0,5 in einer weniger
erwünschten Filmstärke resultiert.
Er erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird vorzugsweise ein organisches
Lösungsmittel zugegeben, um das Mischen der zwei Komponenten zu fördern.
Beispiele des Lösungsmittels umfassen N-Methyl-2-pyrrolidon, Dimethylacetamid,
Dimethylformamid, Hexamethylphosphoramid, Tetrahydrofuran, 1,4-
Dioxan, Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Butylcellosolve, Diglyme (Diethylenglykoldimethylether),
Triethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldiethylether,
Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclopentanon,
Cyclohexanon, Toluol, Xylol, Methanol, Ethanol und Propanol, alleine oder in
Mischung aus zwei oder mehreren. Die Menge des verwendeten Lösungsmittels
kann in Übereinstimmung mit der jeweiligen Anwendung festgelegt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
werden die Verbindung der Formel (I) und das Organosilan oder Polysiloxan
der Formel (II) durch Zugabe eines organischen Lösungsmittels zu einer Mischung
aus den zwei Komponenten und Zugabe einer ausreichenden Menge
Wasser zu der Lösung kondensiert, wodurch die zwei Komponenten einer Co-
Hydrolyse oder Co-Kondensation unterzogen werden. Wasser wird wünschenswerterweise
in einer Menge entsprechend 1/2 oder weniger, insbesondere 1/2
bis 1/5, der Gesamtmole an Si-OR¹ in der Verbindung der Formel (I) und
Si-OR⁴ in dem Organosilan oder Polysiloxan der Formel (II) zugegeben. Die Co-
Kondensation kann in Abwesenheit oder Gegenwart von Katalysatoren, beispielsweise
anorganischer Säuren, wie etwa Chlorwasserstoffsäure und
Schwefelsäure, sowie organischen Säuren, wie etwa Essigsäure und Fluoressigsäure,
durchgeführt werden. Die Umsetzungsbedingungen, welche nicht besonders
beschränkt zu sein brauchen, umfassen im allgemeinen eine Temperatur
von 0 bis 70°C, insbesondere 0 bis 40°C, und eine Zeit von 4 bis 72 Stunden,
insbesondere 12 bis 48 Stunden.
Die erfindungsgemäße härtbare Harzzusammensetzung wird in Form einer Lösung
in einem geeigneten Lösungsmittel verwendet, wenn es erwünscht ist, die
Zusammensetzung als Schutzfilm auf elektronischen Bauteilen anzuwenden.
Das Lösungsmittel kann aus den vorgenannten alleine oder in Mischung aus
zwei oder mehreren ausgewählt werden, unabhängig davon, ob die Zusammensetzung
auf einer Mischung oder einem Co-Kondensat aus den zwei Komponenten
basiert. Um gehärtete Filme einer ausreichenden Dicke zu bilden, wird so
viel Lösungsmittel zugegeben, daß die Konzentration der Zusammensetzung
mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 15 Gew.-%, beträgt. Die so
hergestellte Lösung ist vollkommen lagerstabil.
Gehärtete Filme werden im allgemeinen aus der Lösung durch Erhitzen bei einer
Temperatur von mindestens 100°C, vorzugsweise bei mindestens 150°C,
während etwa 1 bis etwa 10 Stunden erhalten, wodurch der Amidsäureteil in
der Strukturformel (I) unter gleichzeitiger Bildung von Wasser, das wiederum
die Vernetzungsreaktion von Alkoxysilylgruppen fördert, imidisiert wird. Als
Ergebnis härtet die Mischung oder das Co-Kondensat zu einem hochmolekulargewichtigen
Polymer mit einem Imidring, das verbesserte Wärmebeständigkeit,
mechanische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften, Haftfestigkeit gegenüber
Substraten und Lösungsmittelbeständigkeit aufweist.
Die erfindungsgemäßen härtbaren Harzzusammensetzungen finden eine breite
Vielzahl von Anwendungen als Beschichtungen oder Filme auf verschiedenen
Substraten, typischerweise Halbleitereinrichtungen, beispielsweise Passivierungsfilme
und Schutzfilme auf Halbleiterelementoberflächen, Schutzfilme
über Dioden- und Transistorverbindungsstellen, Alpha-Strahlung-Abschirmungsfilme
auf VLSI, Zwischenschicht-Isolationsfilme, Ionenimplantationsmasken,
Anpassungsbeschichtungen auf Leiterplatten, Orientierungsfilme auf
Flüssigkristall-Anzeigeelementen, Glasfaser-Schutzfilme und Schutzfilme auf
Solarbatterieoberflächen.
Es sind härtbare Harzzusammensetzungen beschrieben worden, die vollständig
lagerstabil sind und die auf Substraten zur Bildung von Beschichtungen mit
ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, mechanischer Festigkeit, elektrischen
Eigenschaften, Lösungsmittelbeständigkeit und Haftfestigkeit, gehärtet werden
können. Die härtbaren Harzzusammensetzungen sind zur Bildung von
Schutzfilmen auf elektronischen Teilen, typischerweise Halbleitereinrichtungen,
geeignet.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Beispiele näher erläutert,
ohne darauf beschränkt zu sein. Sämtliche Teile beziehen sich auf das
Gewicht.
Unter Verwendung der Verbindungen (I) und (II) und des Lösungsmittels, wie in
Tabelle 1 gezeigt, wurden Anstriche aus härtbaren Harzzusammensetzungen
hergestellt. In einigen Beispielen wurde eine Co-Kondensation zwischen den
Verbindungen (I) und (II) durchgeführt, um unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen
in Gegenwart von Wasser Co-Kondensate zu bilden.
Die Lagerstabilität wurde bewertet durch Messen der Viskosität der Zusammensetzungen
sowohl am Anfang als auch nach einer Lagerung bei 5°C während
6 Monaten. Die Zusammensetzungen wurden durch Erwärmen bei 25°C
während 2 Stunden, bei 150°C während 1 Stunde und weiter bei 350°C während
1 Stunde gehärtet. Die gehärteten Filme wurden hinsichtlich Filmzustand.
Härte und Haftfestigkeit mittels der folgenden Prüfmethoden untersucht. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ein gehärteter Film mit einer Dicke von 5 µm wurde auf das Auftreten von Rissen
hin untersucht. Ein Film mit wenigen oder keinen Rissen wurde mit "Gut"
und ein gerissener Film mit "Schlecht" beurteilt.
Es wurde die Bleistiftritzhärte bestimmt.
Es wurde ein Klebebandtest durchgeführt durch Anreißen eines Films auf einem
Siliciumwafer und Abziehen des Klebebandes zur Entfernung von Filmabschnitten.
Es wurde die Anzahl der zurückgehaltenen Abschnitte pro 100 Abschnitten
gezählt.
Wie aus der Tabelle 1 zu ersehen ist, waren die härtbaren Harzzusammensetzungen,
bei denen eine Verbindung der Formel (I) und ein Organosilan oder Polysiloxan
der Formel (II) eingemischt waren, d. h. die Beispiele 1 bis 6, stabil
während der Lagerung und deren gehärtete Filme hatten einen guten Zustand,
eine hohe Härte und feste Haftung auf Substraten. Die gehärteten Filme aus
den härtbaren Harzzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 6 zeigten ebenso eine
verbesserte Wärmebeständigkeit, mechanische Festigkeit, elektrische Eigenschaften
und Lösungsmittelbeständigkeit.
Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden sind, können
im Rahmen der oben gegebenen Lehren viele Modifikationen und Abwandlungen
ausgeführt werden. Der Gegenstand der Erfindung ist daher nicht auf
die spezifisch beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Claims (3)
1. Härtbare Harzzusammensetzung, umfassend eine Mischung oder ein Co-
Kondensat aus einer Verbindung der nachfolgend angegebenen Formel (I)
worin
R¹ und R² unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R³ eine dreiwertige organische Gruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthält,
X eine zweiwertige organische Gruppe,
Y eine vierwertige, einen aromatischen Ring enthaltende organische Gruppe,
m eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
n eine ganze Zahl von mindestens 1 bedeuten;
und einem Organosilan oder Organopolysiloxan der nachfolgend angegebenen Formel (II)R⁴a(R⁵O)bSiO(4-a-b)/2 (II)worin
R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und
a und b Zahlen bedeuten, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:0 a 3, 0 < b 4 und 0 < a + b 4.
R¹ und R² unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
R³ eine dreiwertige organische Gruppe, die einen aliphatischen oder aromatischen Ring enthält,
X eine zweiwertige organische Gruppe,
Y eine vierwertige, einen aromatischen Ring enthaltende organische Gruppe,
m eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
n eine ganze Zahl von mindestens 1 bedeuten;
und einem Organosilan oder Organopolysiloxan der nachfolgend angegebenen Formel (II)R⁴a(R⁵O)bSiO(4-a-b)/2 (II)worin
R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und
a und b Zahlen bedeuten, welche die folgenden Bedingungen erfüllen:0 a 3, 0 < b 4 und 0 < a + b 4.
2. Härtbare Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung
der Formel (I) und das Organosilan oder Organopolysiloxan der Formel (II) in einem
Gewichtsverhältnis von 10/1 bis 1/2 vermischt sind.
3. Schutzbeschichtung für elektronische Bauteile, erhalten durch Härten
der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2.
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DE4217603A Withdrawn DE4217603A1 (de) | 1991-05-29 | 1992-05-27 | Haertbare harzzusammensetzungen und schutzbeschichtung fuer elektronische bauteile |
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DE (1) | DE4217603A1 (de) |
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- 1992-05-28 US US07/889,377 patent/US5272222A/en not_active Expired - Lifetime
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