JP2002347163A - 表面被覆積層体 - Google Patents

表面被覆積層体

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JP2002347163A JP2001160442A JP2001160442A JP2002347163A JP 2002347163 A JP2002347163 A JP 2002347163A JP 2001160442 A JP2001160442 A JP 2001160442A JP 2001160442 A JP2001160442 A JP 2001160442A JP 2002347163 A JP2002347163 A JP 2002347163A
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borazine
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layer
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Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Takuya Kamiyama
卓也 神山
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水蒸気バリア性に優れ、さらに耐熱性、機械
的強度、熱伝導性等に優れ、電気回路部品などに適用可
能な成膜性に優れた表面被覆体を提供する。 【解決手段】 基板上に形成されてなるボラジンユニッ
トまたはボラジン系化合物由来のホウ素を有する被覆層
と、該被覆層上に形成されてなる水蒸気バリア層と、を
有することを特徴とする表面被覆体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な表面被覆体
に関するものである。詳しくは、高速化、高集積化が可
能な電気回路部品として用いられる表面被覆体に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】ボラジン系化合物によるコーティング層
は、耐湿性が劣る問題があり、電気回路部品などの表面
被覆体への適用が極めて困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、ボラジン系化合物によるコーティング層を有し、か
つ耐湿性に優れてなる表面被覆体を提供することにあ
る。
【0004】また、本発明の他の目的は、耐湿性(水蒸
気バリア性)に優れ、さらに耐熱性、機械的強度、電気
回路部品などに適用可能な成膜性に優れた表面被覆体を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記諸目的を達成すべく、表面被覆体につき鋭意研究を
重ねた結果、水蒸気バリア層を多層化(積層)すること
で、耐湿性を発現し得ることを見出し、従来解決が困難
であった環境安定性を解決してなる新規な多層構造の表
面被覆体を見出し、本発明を完成するに至ったものであ
る。
【0006】すなわち、本発明の目的は、基板上に形成
されてなるボラジンユニットまたはボラジン系化合物由
来のホウ素を有する被覆層と、該被覆層上に形成されて
なる水蒸気バリア層と、を有することを特徴とする表面
被覆体により達成されるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の表面被覆体は、基板上に
形成されてなるボラジンユニットまたはボラジン系化合
物由来のホウ素を有する被覆層と、該被覆層上に形成さ
れてなる水蒸気バリア層と、を有することを特徴とする
ものである。優れた水蒸気バリア性を発現し得るため、
空気中の水分により分解を受けることがないため、安定
した性能及び品質が確保できる。
【0008】以下、本発明につき、構成要件に即して説
明する。
【0009】基板としては、上記利用分野で示したよう
な各種用途に用いられるものであればよく、例えば、薄
板、フィルム、シート、チップ、ディスクなどが挙げら
れる。
【0010】上記ボラジンユニットとは、ボラジン系化
合物の水素原子または置換基(の一部)が外れたボラジ
ン構造単位およびその誘導体構造を基本単位にして分子
成長した化合物(以下、単にボラジン重合体とも言う)
の、当該ボラジン構造単位およびその誘導体構造をいう
ものとする。これらの基本単位は、単一の構造単位ない
し誘導体構造であってもよいし、あるいは2種以上の異
なる構造単位ないし誘導体構造であってもよい。
【0011】よって、ボラジンユニットを有する被覆層
とは、当該ボラジンユニットを基本単位にして分子成長
した化合物(ボラジン重合体)、さらに必要があれば本
発明の作用効果に悪影響を及ぼさない他の化合物を含む
ものにより基板上に層状に形成(構成)されたものであ
ればよい。本発明の作用効果に悪影響を及ぼさないボラ
ジン重合体以外に他の化合物としては、ボラジン重合体
と他の化合物とが反応することなく混在する形であって
もよいし、ボラジン重合体(の一部)と他の化合物(の
一部)とが反応して共重合体として存在するものを含む
ものであってもよいなど、特に制限されるべきものでは
ない。
【0012】また、上記ボラジン系化合物としては、特
に制限されるべきものではなく、ボラジン(−BH−と
−NH−が交互に並んだ平面形六員環化合物;B33
6)および該ボラジンの少なくとも1つの水素原子を置
換基で置換したボラジン誘導体、並びにこれらのプレポ
リマーなど、ボラジン環を含む化合物であればよく、従
来公知のものを用いることができる。ここで該ボラジン
の少なくとも1つの水素原子を置換し得る置換基として
は、本発明の作用効果(特に、耐熱性を発現する効果)
を損なわない範囲であれば、特に制限されるべきもので
はない。
【0013】また、ボラジンに2個以上の置換基が導入
される場合、これらの置換基は、同一であってもよい
し、異なっていてもよい。
【0014】上記ボラジン系化合物として具体的には、
例えば、非置換のボラジン、ポリボラジレン、ポリビニ
ルボラジンの有機コポリマーなどといったようなポリマ
ーが例示できる。
【0015】よって、ボラジン系化合物由来のホウ素を
有する被覆層とは、これらの化合物が基板上にボラジン
ユニットを有しない形で蒸着などにより被覆層を形成し
てなる場合をいう(一部にでもボラジンユニットを有す
る場合には、上述したボラジンユニットを有する被覆層
に含まれるものとする)ものである。例えば、ボラジン
系化合物由来のホウ素を有する被覆層として、B−C−
N結合を有する被覆層などが挙げられる。
【0016】上記ボラジンユニットまたはボラジン系化
合物由来のホウ素を有する被覆層には、さらに、硬化触
媒、濡れ性改良剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤などの無機
ないし有機系の各種添加剤が適量含まれていてもよい。
【0017】次に、上記被覆層上に形成されてなる水蒸
気バリア層としては、得られる表面被覆体に、水蒸気バ
リア性、さらには耐熱性、機械的強度、耐久性、耐薬品
性等の特性を発現することができるものであればよく、
従来公知の、例えば、SiO 2、Si34、シリカマグ
ネシアなどが挙げられる。
【0018】また、上記水蒸気バリア層には、本発明の
作用効果(特に、水蒸気バリア性、耐熱性、機械的強度
を発現する効果)を損なわない範囲で他の化合物を含有
していてもよい。
【0019】水蒸気バリア層には、さらに、硬化触媒、
濡れ性改良剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤などの無機ない
し有機系の各種添加剤が適量含まれていてもよい。
【0020】なお、本発明の表面被覆体では、必要があ
れば、上記被覆層および水蒸気バリア層以外の他の層
を、被覆層と水蒸気バリア層との間に形成してもよい。
【0021】なお、上記被覆層および水蒸気バリア層の
膜厚は、これらの層の特性を十分に発現できるものであ
ればよく、使用用途に応じて適宜決定すればよい。例え
ば、上記被覆層は0.1〜3μm程度であり、水蒸気バ
リア層は0.001〜1μm程度であればよい。
【0022】次に、本発明の表面被覆体の製造方法は、
基板上にボラジンユニットまたはボラジン系化合物由来
のホウ素を有する被覆層を形成し、被覆層上に水蒸気バ
リア層を形成することを特徴とするものである。以下、
工程に沿って説明する。
【0023】(1)基板上への被覆層形成工程 基板上にボラジンユニットまたはボラジン系化合物由来
のホウ素を有する被覆層を形成する方法としては、特に
制限されるべきものではなく従来公知の各種薄膜製造技
術、塗装・塗膜形成技術等を適宜利用することができる
ものである。
【0024】具体的には、被覆層にボラジンユニットを
持たせるためには、例えば、ボラジン系化合物を含む原
料(プレポリマーを含んでいてもよい)を溶媒に溶解な
いし分散したボラジン系化合物含有液を基板上に塗布
し、熱硬化させることによって成膜する塗布法などの湿
式法;ボラジン系化合物を含む原料をガスで供給し、気
相あるいは基板表面における化学反応によって薄膜を堆
積するCVD(化学気相成長)法などの乾式法のいずれ
をも利用することができる。同様に、ボラジン系化合物
由来のホウ素を有する被覆層を形成する場合にも、塗布
法などの湿式法やCVD(化学気相成長)法などの乾式
法のいずれをも利用することができる。
【0025】ここでは、1例として上記塗布法につき、
より詳細に説明するが、本発明がこれらに制限されるべ
きものではないことは言うまでもない。
【0026】該塗布法において、用いることのできる原
料のうちボラジン系化合物および各種添加剤に関しては
既に上述した通りである。
【0027】該塗布法において、ボラジン系化合物を含
む原料を溶解ないし分散し得る溶媒としては、例えば、
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールな
どの各種アルコール、アセトン、ベンゼン、トルエン、
キシレン、テトラグライム、テトラヒドロフランなどが
挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2
種以上を併用してもよい。
【0028】該塗布法において、ボラジン系化合物含有
液を基板上に塗布ないし塗工(コーティング)する方法
としては、特に制限されるべきものではなく、従来公知
の塗布・塗装製造技術や電気回路部品の製造技術等を適
宜利用することができるものであり、例えば、ロールコ
ーティング法、ディップコーティング法、バーコーティ
ング法、ノズルコーティング法、ダイコーティング法、
スプレーコーティング法、スピンコーティング法、カー
テンコーティング法、フローコーティング法、スクリー
ン印刷、グラビア印刷、曲面印刷などの各種印刷法な
ど、あるいはこれらを組み合わせた方法を採用できる。
【0029】次に、基板上に上記ボラジン系化合物含有
液を塗布ないし塗工(コーティング)した後は、乾燥硬
化を行う。かかる乾燥硬化では、加熱、あるいは加熱・
加湿を行えば、ハードコート性に優れた緻密な被覆層を
形成することができる点で好ましい。ここで加熱を行う
場合には、50〜200℃、好ましくは100〜150
℃で加熱する必要があるが、上記ボラジン系化合物含有
液では耐熱性に優れるためかかる高温域でも問題なく成
膜することができる。
【0030】なお、上述した塗布法においては、アルゴ
ンガス、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下でこれら一
連の操作を行うことが望ましい。
【0031】(2)被覆層上への水蒸気バリア層形成工
程 被覆層上に水蒸気バリア層を形成するとしては、特に制
限されるべきものではなく従来公知の各種電気回路部品
製造プロセスにおける薄膜製造技術、蒸着膜形成技術な
どを適宜利用することができるものである。
【0032】このうち、従来公知の絶縁材料、例えば、
SiO2、Si34、シリカマグネシアなどの水蒸気バ
リア層を形成する場合には、それぞれの絶縁材料に適し
た製造方法を利用することができるものであり、SiO
2材料の場合、CVD法(形成温度300〜400
℃)、スパッタ法、バイアススパッタ法などが挙げら
れ、Si34材料の場合、PCVD法(形成温度200
〜400℃)、スパッタ法、バイアススパッタ法などが
挙げられ、シリカマグネシアの場合、CVD法(形成温
度300〜400℃)、スパッタ法、バイアススパッタ
法などが挙げられる。これらに関しては、既にそれぞれ
の製造技術が確立されており、ここで説明するまでもな
く当業者であれば容易に製造することができるため、こ
こでの詳細な説明は省略する。
【0033】
【実施例】合成例1 ボラジンは以下の合成法に基づき合成した。
【0034】冷却管をつけた3つ口フラスコにテトラグ
ライム350ml、硫酸アンモニウム82.3g、およ
び水素化ホウ素ナトリウム30.7gを入れ、窒素雰囲
気下、攪拌しながら1時間かけて70℃まで昇温し、6
時間後1mmHgまで減圧にし、さらに135℃まで昇
温し2時間反応した。揮発性分を受器を−45℃、−7
8℃、−198℃として分留し、−78℃の受器よりボ
ラジンを得た。
【0035】合成例2 冷却管をつけた3つ口フラスコに合成例1で得られたボ
ラジン6gをいれ、窒素雰囲気下、70℃で72時間攪
拌した。反応終了後、揮発成分を減圧留去しポリボラジ
レンの白色固体を得た。
【0036】実施例1 合成例2で得られたポリボラジレンを充分に脱水したT
HFに溶かし(10質量%)、シリコン基板上にスピン
コートし、窒素雰囲気下で100〜200℃、3分間溶
媒を乾燥させた。さらに窒素ガス雰囲気下、400℃で
2時間焼成を行なうことにより絶縁膜(ボラジンユニッ
トを有する被覆層)を形成した。
【0037】得られた絶縁膜の上に、さらに水蒸気バリ
ア層としてSiO2膜をスパッタ法より形成し、所望の
表面被覆体(1)を得た。
【0038】得られた表面被覆体(1)を40℃90%
Rhで2日間処理したが、外観に変化はなかった。
【0039】比較例1 実施例1で水蒸気バリア層を形成しない以外は同様の方
法により、シリコン基板上に絶縁膜(ボラジンユニット
を有する被覆層)を形成してなる比較用表面被覆体
(1)を得た。
【0040】得られた比較用表面被覆体(1)を40℃
90%Rhで2日間処理したが、外観に一部基板からの
剥離が観察された。
【0041】
【発明の効果】本発明の表面被覆体およびその製造方法
では、電気回路部品として、優れた水蒸気バリア性を発
現し得るため、空気中の水分により分解を受けることが
なく安定した性能及び品質が確保でき、また機械的強度
および耐久性にも優れ、硬度が大きく柔軟性(可とう
性)が高く何層も積み重ねていってもヒビが入るなどの
問題もなく、耐熱性に優れ、さらに耐薬品性等の特性に
も優れた、表面被覆体を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/28 H05K 3/28 C Fターム(参考) 4D075 AE16 CA02 CA18 CA38 CA42 CA44 CA50 DA04 DA06 DA08 DB11 DB31 DC19 DC21 EA07 EA10 EB19 EC07 4F100 AA20 AK79B AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C EH46 EH66 GB41 JD04C JJ01 JJ03 JL01 4J038 CL001 DM011 GA16 MA09 NA04 NA11 NA12 NA14 PA12 PB09 PC02 5E314 AA21 BB01 CC01 FF01 FF21 GG01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成されてなるボラジンユニッ
    トまたはボラジン系化合物由来のホウ素を有する被覆層
    と、該被覆層上に形成されてなる水蒸気バリア層と、を
    有することを特徴とする表面被覆体。
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