JP2020113597A - Circuit board, manufacturing method thereof, and semiconductor device - Google Patents

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泉樹 佐藤
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Takuya Imai
卓也 今井
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Abstract

To provide a circuit board having an insulating film capable of suppressing the generation of a leak current at the end of a circuit.SOLUTION: A circuit board includes a circuit and an insulating substrate supporting the circuit, and at least a part of an end portion of a circuit on the insulating substrate side is covered with an insulating film, and the insulating film includes a dry coating film or a cured coating film of a coating material including an insulating resin and a resin filler having an average particle size of 0.1 to 5.0 μm.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、回路基板及びその製造方法、半導体デバイスに関する。 The present disclosure relates to a circuit board, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device.

半導体デバイスの分野では、パッケージの小型化及び大電流化に伴い、年々、パワー密度が上昇している。パワー密度の上昇によってリーク電流が発生しやすくなることから、半導体デバイスの絶縁信頼性を確保することが困難となる場合がある。そのため、リーク電流が発生しやすい、回路基板の回路間、及び回路基板の沿面等では、より高い絶縁性が求められている。 In the field of semiconductor devices, the power density is increasing year by year with the miniaturization of packages and the increase in current. Leakage current is likely to occur due to the increase in power density, which may make it difficult to secure the insulation reliability of the semiconductor device. Therefore, higher insulation is required between the circuits of the circuit board, the creepage of the circuit board, and the like, where leak current is likely to occur.

回路基板の回路間及び沿面における絶縁性を確保する方法として、回路間の隙間を広げる、及び回路基板を支持する絶縁基板の縁を広げることが考えられる。しかし、これらの方法は、パッケージの小型化の妨げになる。 As a method for ensuring the insulation between the circuits of the circuit board and the creepage, it is conceivable to widen the gap between the circuits and widen the edge of the insulating board that supports the circuit board. However, these methods hinder the miniaturization of the package.

これに対し、パッケージの小型化と絶縁性とを両立するために、金属回路を支持する絶縁基板において、金属回路の端部から延出する絶縁基板表面の、全面又はその一部に、コーティング材を塗布して絶縁性を付与する方法が報告されている(特許文献1)。特許文献1は、コーティング材として、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、及びこれらの樹脂に無機フィラーを添加した材料を使用し、所定の部位にコーティング皮膜を設けることによってリーク電流の発生を抑制できることを明らかにしている。 On the other hand, in order to achieve both the miniaturization of the package and the insulating property, in the insulating substrate that supports the metal circuit, the entire surface or a part of the surface of the insulating substrate extending from the end of the metal circuit is coated with a coating material. There has been reported a method of applying an insulating property by applying (Patent Document 1). Patent Document 1 clarifies that a polyimide resin, an epoxy resin, and a material obtained by adding an inorganic filler to these resins are used as a coating material, and a coating film is provided at a predetermined portion to suppress the generation of leak current. ing.

特開2005−116602号公報JP, 2005-116602, A

パワー密度の高いパッケージにおいて、回路基板の回路間、及び回路基板の沿面におけるリーク電流を十分に抑制するためには、所定の部位に高精度で塗布でき、かつ塗布後の形状保持性に優れるコーティング材が必要となる。また、コーティング材は、優れた絶縁性を有する膜を形成可能である必要もある。しかし、従来のコーティング材は、このような要望に対して十分に満足できるものはなく、さらなる改善が望まれている。 In a package with high power density, in order to sufficiently suppress the leakage current between the circuits of the circuit board and in the creeping surface of the circuit board, a coating that can be applied with high precision to a predetermined part and has excellent shape retention after application. Materials are needed. The coating material also needs to be able to form a film having excellent insulating properties. However, there is no conventional coating material that can sufficiently satisfy such a demand, and further improvement is desired.

例えば、コーティング材としてポリイミド樹脂を使用する場合、一般的に、ポリイミド樹脂又はその前駆体であるポリアミック酸を溶剤に溶解させたワニスの状態で塗布し、硬化させることによって成膜する。しかし、一般的に、ポリイミド樹脂のワニス(コーティング材)はチキソ性が低く、低粘度である。
ワニスが低粘度である場合、塗布後の形状保持性に劣り、ワニスが流れやすい。そのことにより、目的の膜厚を形成できない、及び意図しない箇所への塗布などの問題が起こりやすい。一方、ワニスが高粘度であり、かつチキソ性が低い場合、ワニスの供給工程、及びディスペンサーでの塗布工程において、圧力損失が大きく、塗布自体が困難となる。
For example, when a polyimide resin is used as a coating material, generally, a polyimide resin or a precursor thereof, polyamic acid, is applied in the form of a varnish dissolved in a solvent and cured to form a film. However, in general, a varnish (coating material) of a polyimide resin has low thixotropy and low viscosity.
When the varnish has a low viscosity, the shape retention after coating is poor and the varnish easily flows. As a result, problems such as the inability to form a target film thickness and application to unintended locations are likely to occur. On the other hand, when the varnish has a high viscosity and a low thixotropic property, the pressure loss is large in the varnish supply step and the coating step with the dispenser, and the coating itself becomes difficult.

形状保持性と塗布性とを両立するための一般的な手法として、コーティング材にチキソ性を付与することが挙げられる。コーティング材がチキソ性を有することによって、コーティング材は、調製時及びディスペンス塗布時など、外力が加えられる状態においては、粘度が低くなる。一方、塗布後にコーティング材に外力がかからない状態においては、粘度が高くなり、形状を保持することが可能になる。このような観点から、コーティング材は、適切なチキソ性を有することが望ましい。 As a general method for achieving both the shape-retaining property and the coating property, it is possible to add thixotropy to the coating material. Due to the thixotropic property of the coating material, the coating material has a low viscosity when external force is applied, such as during preparation and during dispensing application. On the other hand, in the state where no external force is applied to the coating material after application, the viscosity becomes high and the shape can be maintained. From such a viewpoint, it is desirable that the coating material has appropriate thixotropy.

これに対し、コーティング材にチキソ性を付与する手法として、一般的に、ベース樹脂に対して、シリカフィラーなどの無機フィラーを加えることが知られている。しかし、無機フィラーを添加した場合、硬化後の塗膜内にフィラーが存在するため、電圧をかけた際に塗膜内のフィラーに沿って通電しやすく、膜の絶縁破壊電圧が低下しやすい。 On the other hand, as a method for imparting thixotropy to a coating material, it is generally known to add an inorganic filler such as silica filler to a base resin. However, when an inorganic filler is added, the filler is present in the coating film after curing, so that when a voltage is applied, it is easy to energize along the filler in the coating film, and the dielectric breakdown voltage of the film is likely to decrease.

このように、従来のコーティング材は、種々な要望に対して十分に満足できるものではなく、さらなる改善が望まれている。特に、近年のパッケージにおけるパワー密度の向上に対し、パッケージの絶縁信頼性をより高めることが可能なコーティング材が望まれている。
したがって、本開示は、上述の状況を鑑みて、所定の部位に高精度で塗布でき、塗布後の形状保持性に優れ、かつ優れた絶縁破壊電圧を有する膜を形成することができるコーティング材を使用し、リーク電流の発生が抑制された回路基板を提供する。また、そのような回路基板を使用して、絶縁信頼性に優れる半導体デバイスを提供する。
As described above, the conventional coating materials are not sufficiently satisfying various demands, and further improvement is desired. In particular, in order to improve the power density of a package in recent years, a coating material that can further enhance the insulation reliability of the package is desired.
Therefore, in view of the above situation, the present disclosure provides a coating material that can be applied to a predetermined portion with high accuracy, is excellent in shape retention after application, and can form a film having an excellent dielectric breakdown voltage. Provided is a circuit board which is used and in which generation of leakage current is suppressed. Further, a semiconductor device having excellent insulation reliability is provided by using such a circuit board.

本発明の実施形態は以下に関するが、本発明は以下に限定されず、様々な実施形態を含む。 Although the embodiments of the present invention relate to the following, the present invention is not limited to the following and includes various embodiments.

一実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、
上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、
上記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板に関する。
One embodiment comprises a circuit and an insulating substrate supporting the circuit,
At least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side is covered with an insulating film,
The above-mentioned insulating film relates to a circuit board comprising a dry coating film or a cured coating film of a coating material containing an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm.

上記実施形態において、上記絶縁膜の絶縁破壊電圧は、50V/μm以上であることが好ましい。また、上記コーティング材の25℃における粘度は、30〜500Pa・sであることが好ましい。上記コーティング材の25℃におけるチキソトロピー係数は、2.0〜10.0であることが好ましい。 In the above embodiment, the dielectric breakdown voltage of the insulating film is preferably 50 V/μm or more. The viscosity of the coating material at 25°C is preferably 30 to 500 Pa·s. The thixotropy coefficient at 25° C. of the coating material is preferably 2.0 to 10.0.

上記実施形態において、上記絶縁性樹脂は、ポリアミド、ポリアミドイミド、及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。 In the above embodiment, the insulating resin preferably contains at least one selected from the group consisting of polyamide, polyamideimide, and polyimide.

他の実施形態は、上記実施形態の回路基板と、回路基板上に搭載された半導体素子とを有する、半導体デバイスに関する。 Another embodiment relates to a semiconductor device having the circuit board of the above embodiment and a semiconductor element mounted on the circuit board.

他の実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板の製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、及び
上記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成することを含む、回路基板の製造方法に関する。
Another embodiment is a method for manufacturing a circuit board including a circuit and an insulating substrate that supports the circuit,
Preparing an insulating substrate having a circuit,
Applying a coating material containing an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm to at least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side, and heating the coating material. And a method for producing a circuit board, which comprises forming an insulating film composed of a dry coating film or a cured coating film of the coating material.

他の実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板、及び該回路基板の上に搭載された半導体素子を有する半導体デバイスの製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、
上記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること、及び
上記回路の上に、半導体素子を搭載することを含む、半導体デバイスの製造方法に関する。
Another embodiment is a method of manufacturing a semiconductor device having a circuit and a circuit board including an insulating substrate that supports the circuit, and a semiconductor device mounted on the circuit board,
Preparing an insulating substrate having a circuit,
Applying a coating material containing an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm to at least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising heating the coating material to form an insulating film made of a dried coating film or a cured coating film of the coating material, and mounting a semiconductor element on the circuit. ..

本発明によれば、所定の部位に高精度で塗布でき、塗布後の形状保持性に優れ、かつ優れた絶縁破壊電圧を有する膜を形成することができるコーティング材を使用し、リーク電流の発生が抑制された回路基板を提供することができる。また、そのような回路基板を使用して、絶縁信頼性に優れる半導体デバイスを提供することができる。 According to the present invention, a coating material that can be applied to a predetermined portion with high accuracy and is excellent in shape retention after application and capable of forming a film having an excellent dielectric breakdown voltage is used. It is possible to provide a circuit board in which is suppressed. Further, by using such a circuit board, it is possible to provide a semiconductor device having excellent insulation reliability.

図1は、一実施形態に係る回路基板の部分構造を模式的に示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a partial structure of a circuit board according to an embodiment. 図2は、一実施形態に係る回路基板の部分構造を模式的に示す側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view schematically showing a partial structure of the circuit board according to the embodiment. 図3は、一実施形態に係る回路基板の部分構造を模式的に示す側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view schematically showing a partial structure of the circuit board according to the embodiment.

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
1.回路基板
一実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、上記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板に関する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
1. Circuit board One embodiment comprises a circuit and an insulating substrate that supports the circuit, wherein at least a part of an end portion of the circuit on the insulating substrate side is covered with an insulating film, and the insulating film has an insulating property. The present invention relates to a circuit board comprising a dry coating film or a cured coating film of a coating material containing a resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm.

図1は、回路基板の一例を示す平面図である。図1において、参照符号1は絶縁基板、2は回路、3は絶縁膜を表す。図1に示す回路基板では、回路部分以外の絶縁基板の表面の全部が絶縁膜で覆われている。上記絶縁膜は、少なくとも上記回路の絶縁基板側の端部を覆っていればよく、回路基板において一部又は全部の回路の端部を覆っていてよい。 FIG. 1 is a plan view showing an example of a circuit board. In FIG. 1, reference numeral 1 is an insulating substrate, 2 is a circuit, and 3 is an insulating film. In the circuit board shown in FIG. 1, the entire surface of the insulating substrate other than the circuit portion is covered with an insulating film. The insulating film may cover at least the end of the circuit on the side of the insulating substrate, and may cover the end of part or all of the circuit in the circuit board.

回路基板において、最もリーク電流が発生しやすい箇所は、回路の絶縁基板側の端部である。そのため、例えば、図2に示すように、絶縁膜3は、少なくとも、回路の絶縁基板側の端部2aから延出する絶縁基板の縁を覆っていればよい。例えば、絶縁基板の両面に回路を有する厚銅基板では大電流を扱うため、絶縁基板の縁を経由してリーク電流が発生しやすい。そのため、通常、絶縁基板の縁幅を大きくすることでリーク電流の発生を抑制している。しかし、図2に示すように、少なくとも、回路の絶縁基板側の端部2aから延出する絶縁基板の縁を絶縁膜で覆うことによって、絶縁基板の縁幅を大きくすることなく、リーク電流の発生を抑制することが可能となる。また、回路の他方の端部(回路上面側の端部)2bでのリーク電流の発生も考えられるため、回路の端部2aに加えて、端部2bの一部を絶縁膜で覆ってもよい。
絶縁膜は、回路部分以外の絶縁基板の表面、例えば、少なくとも一部の回路と回路との間の絶縁基板の表面を覆っていてもよい。例えば、図3に示すように、絶縁膜3は、回路の少なくとも絶縁基板側の隣接する2つの端部2a(すなわち、回路の間)を覆っていてもよい。さらに、絶縁膜は、回路上面側の隣接する2つの端部2bの一部を覆っていてもよい。
The point on the circuit board where the leak current is most likely to occur is the end of the circuit on the side of the insulating board. Therefore, for example, as shown in FIG. 2, the insulating film 3 may cover at least the edge of the insulating substrate extending from the end 2a of the circuit on the insulating substrate side. For example, a thick copper substrate having circuits on both sides of an insulating substrate handles a large current, so that a leak current is likely to occur via the edge of the insulating substrate. Therefore, the generation of leak current is usually suppressed by increasing the edge width of the insulating substrate. However, as shown in FIG. 2, at least the edge of the insulating substrate extending from the end portion 2a on the insulating substrate side of the circuit is covered with an insulating film, so that the leakage current of the leakage current can be increased without increasing the edge width of the insulating substrate. It is possible to suppress the occurrence. Further, since leakage current may occur at the other end 2b of the circuit (end on the circuit upper surface side), even if a part of the end 2b is covered with an insulating film in addition to the end 2a of the circuit. Good.
The insulating film may cover the surface of the insulating substrate other than the circuit portion, for example, the surface of the insulating substrate between at least some circuits. For example, as shown in FIG. 3, the insulating film 3 may cover at least two adjacent end portions 2a on the insulating substrate side of the circuit (that is, between the circuits). Furthermore, the insulating film may cover a part of two adjacent end portions 2b on the circuit upper surface side.

一実施形態において、絶縁基板は、例えば、セラミック基板、樹脂基板、メタルベース基板であってよい。一実施形態において、絶縁基板は、シリコンカーバイド(SiC)基板、及びガリウムナイトライド(GaN)基板であってもよい。SiC基板、及びGaN基板は、パワー半導体デバイスに好適に用いられる。本実施形態の回路基板では、少なくとも回路の絶縁基板側の端部が絶縁膜で覆われているため、リーク電流の発生が効果的に抑制される。そのため、上記回路基板を使用してパワー半導体を構成した場合でも、優れた絶縁信頼性を提供することができる。 In one embodiment, the insulating substrate may be, for example, a ceramic substrate, a resin substrate, or a metal base substrate. In one embodiment, the insulating substrate may be a silicon carbide (SiC) substrate and a gallium nitride (GaN) substrate. The SiC substrate and the GaN substrate are preferably used for power semiconductor devices. In the circuit board of the present embodiment, at least the end of the circuit on the side of the insulating board is covered with the insulating film, so that the generation of leak current is effectively suppressed. Therefore, excellent insulation reliability can be provided even when a power semiconductor is formed using the circuit board.

回路基板における回路は、Cu、Au、Ni等の金属膜、又は導電性ペーストから構成されていてよい。絶縁基板に対して、回路は直に接していても、又は接合層などを介して接していてもよい。一実施形態において、回路は、絶縁基板上に設けた金属膜をエッチングすることによって得られる金属回路であることが好ましい。回路は、絶縁基板の片面に限らず、他面にも形成されていてもよい。 The circuit on the circuit board may be made of a metal film of Cu, Au, Ni or the like, or a conductive paste. The circuit may be in direct contact with the insulating substrate or may be in contact with the insulating substrate via a bonding layer or the like. In one embodiment, the circuit is preferably a metal circuit obtained by etching a metal film provided on an insulating substrate. The circuit may be formed not only on one surface of the insulating substrate but also on the other surface.

絶縁信頼性の観点から、上記回路基板における絶縁膜の絶縁破壊電圧は、50V/μm以上であることが好ましく、100V/μm以上であることがより好ましく、150V/μm以上であることがさらに好ましい。絶縁膜の絶縁破壊電圧が50V/μm以上であれば、従来よりもパワー密度が高い半導体デバイスにおいても、優れた絶縁信頼性を容易に得ることができる。 From the viewpoint of insulation reliability, the insulation breakdown voltage of the insulating film in the circuit board is preferably 50 V/μm or more, more preferably 100 V/μm or more, and further preferably 150 V/μm or more. .. When the insulation breakdown voltage of the insulating film is 50 V/μm or more, excellent insulation reliability can be easily obtained even in a semiconductor device having a higher power density than before.

一般的に、無機フィラーを含むコーティング材を使用して形成された絶縁膜は、電圧をかけた時に膜内に存在するフィラーに沿って通電しやすく、膜の絶縁破壊電圧が低下しやすい。これに対し、本実施形態では、樹脂フィラーを使用することにより、絶縁破壊電圧の低下が抑制され、一定の膜厚において所望とする絶縁破壊電圧の値を得ることが容易である。このことは、理論によって拘束するものではないが、以下に起因すると考えられる。先ず、無機フィラーと比べて、樹脂フィラーは、樹脂との相溶性に優れる傾向がある。また、絶縁膜を形成するための加熱時に樹脂フィラーの少なくとも一部が溶融することで、樹脂と樹脂フィラーとの界面が生じ難くなり、均一性が向上する。膜の均一性が向上すると、膜内のフィラー界面に沿って流れる電流の値が低下することになるため、絶縁破壊電圧の低下の抑制が可能となる。樹脂フィラーの詳細については後述する。 Generally, an insulating film formed by using a coating material containing an inorganic filler is likely to be energized along the filler existing in the film when a voltage is applied, and the dielectric breakdown voltage of the film is likely to be lowered. On the other hand, in the present embodiment, by using the resin filler, it is possible to suppress a decrease in the dielectric breakdown voltage and easily obtain a desired value of the dielectric breakdown voltage at a constant film thickness. This is not bound by theory, but is considered to be due to the following. First, the resin filler tends to be more compatible with the resin than the inorganic filler. Further, since at least a part of the resin filler is melted during heating for forming the insulating film, the interface between the resin and the resin filler is less likely to occur, and the uniformity is improved. When the uniformity of the film is improved, the value of the current flowing along the filler interface in the film is reduced, so that the reduction of the dielectric breakdown voltage can be suppressed. Details of the resin filler will be described later.

一実施形態において、上記絶縁膜を形成するコーティング材は、25℃における粘度が30〜500Pa・sであることが好ましい。上記粘度は、50〜400Pa・sであることがより好ましく、100〜300Pa・sであることがさらに好ましい。
ここで、上記粘度は、コーティング材の全質量を基準として、不揮発成分(固形成分)の含有量が1〜20%となるように溶剤に固形成分を溶解して得たコーティング材(ワニス)を使用して測定した値である。測定は、E型粘度計を使用して、例えば、25℃、0.5rpmの条件下で実施される。より具体的には、上記粘度は、例えば、東機産業株式会社製の粘度計(RE型)を用いて測定することができる。測定値は、測定温度を25℃±0.5℃に設定し、次いで、粘度計に1mL〜1.5mLのコーティング材(ワニス)を入れ、測定開始から10分後の粘度を記録した値であってよい。
In one embodiment, the coating material forming the insulating film preferably has a viscosity at 25°C of 30 to 500 Pa·s. The viscosity is more preferably 50 to 400 Pa·s, further preferably 100 to 300 Pa·s.
Here, the viscosity is the coating material (varnish) obtained by dissolving the solid component in a solvent so that the content of the nonvolatile component (solid component) is 1 to 20% based on the total mass of the coating material. It is the value measured by using. The measurement is performed using an E-type viscometer, for example, at 25° C. and 0.5 rpm. More specifically, the viscosity can be measured using a viscometer (RE type) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., for example. The measurement value is a value obtained by setting the measurement temperature to 25° C.±0.5° C., then putting 1 mL to 1.5 mL of coating material (varnish) in the viscometer, and recording the viscosity 10 minutes after the start of measurement. You can

0.5rpmで測定した粘度が30Pa・s以上である場合、塗布時に適度な粘性があり、塗膜形状を保持しやすい。また、上記粘度が500Pa・s以下であると、塗布時に塗布欠損などの不具合が発生しにくい。したがって、粘度を上記範囲内に調整することによって、優れた塗布性及び成膜性を容易に得ることができる。
一実施形態において、優れた塗布性が容易に得られる観点から、粘度は、50Pa・sを超えることが好ましく、100Pa・sを超えることがより好ましい。粘度が低すぎる場合、ワニスが所定の塗布範囲よりも濡れ広がり易くなり、取扱い難い場合がある。
When the viscosity measured at 0.5 rpm is 30 Pa·s or more, there is an appropriate viscosity at the time of application and it is easy to maintain the shape of the coating film. Further, when the viscosity is 500 Pa·s or less, defects such as coating defects during coating are less likely to occur. Therefore, by adjusting the viscosity within the above range, excellent coatability and film formability can be easily obtained.
In one embodiment, the viscosity is preferably more than 50 Pa·s, and more preferably more than 100 Pa·s, from the viewpoint of easily obtaining excellent coatability. If the viscosity is too low, the varnish may spread more easily than the prescribed coating range, and may be difficult to handle.

一実施形態において、コーティング材(ワニス)の25℃におけるチキソトロピー係数は、2.0〜10.0であることが好ましい。上記チキソトロピー係数は、2〜7であることがより好ましく、2〜5であることがさらに好ましい。上記チキソトロピー係数が、上記範囲である場合、塗布性と、塗布後の形状保持性とを両立することが容易となる。上記チキソトロピー係数は、25℃でE型粘度計を使用し、コーン回転数1rpm条件で測定される粘度(Pa・s)を粘度Aとし、同じくコーン回転数10rpmの条件で測定される粘度(Pa・s)を粘度Bとしたとき、粘度A/粘度Bの値として得られる。 In one embodiment, the thixotropy coefficient of the coating material (varnish) at 25° C. is preferably 2.0 to 10.0. The thixotropy coefficient is more preferably 2 to 7, and even more preferably 2 to 5. When the thixotropy coefficient is in the above range, it becomes easy to achieve both applicability and shape retention after application. The thixotropy coefficient is a viscosity (Pa·s) measured at a cone rotation speed of 10 rpm using a E-type viscometer at a cone rotation speed of 1 rpm and a viscosity (Pa·s) measured at a cone rotation speed of 10 rpm. When s) is the viscosity B, it is obtained as the value of viscosity A/viscosity B.

一実施形態において、コーティング材の塗布後の形状保持性は、例えば、ディスペンス塗布によって得られる乾燥塗膜のアスペクト比(=塗膜厚み/塗膜横幅)から評価することができる。十分な絶縁性が容易に得られる膜厚を形成する観点から、上記アスペクト比は、0.02以上であることが好ましく、0.03以上であることがより好ましく、0.07以上であることがさらに好ましい。上記アスペクト比の測定は、例えば、ULVAC,Inc社製のDektak 6M surface profilerを使用して実施することができる。上記アスペクト比は、例えば、塗膜横幅が100〜2000μmの乾燥塗膜に対する塗膜厚みの比として算出された値であってよい。 In one embodiment, the shape retention of the coating material after application can be evaluated, for example, from the aspect ratio (=coating thickness/coating width) of a dried coating film obtained by dispensing coating. The aspect ratio is preferably 0.02 or more, more preferably 0.03 or more, and more preferably 0.07 or more, from the viewpoint of forming a film thickness with which sufficient insulation can be easily obtained. Is more preferable. The aspect ratio can be measured using, for example, a Dektak 6M surface profiler manufactured by ULVAC, Inc. The aspect ratio may be, for example, a value calculated as a ratio of the coating film thickness to the dry coating film having a coating film width of 100 to 2000 μm.

一実施形態において、コーティング材から形成される絶縁膜の膜厚は特に制限されないが、5μm以上であることが好ましい。より優れた絶縁信頼性を得る観点から、上記膜厚は、20μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。一実施形態において、一般的な回路の厚みとの関係を考慮すると、上記膜厚は、5〜200μmであることが好ましい。塗布によって容易に厚膜を得る観点から、コーティング材の粘度は高い方が好ましい。一方、粘度を高めると塗布性が低下する傾向がある。これに対し、本実施形態では、適度な粘度とチキソ性とを有するコーティング材を使用して絶縁膜を形成するため、高精度で厚膜を得ることができる。 In one embodiment, the thickness of the insulating film formed of the coating material is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more. From the viewpoint of obtaining more excellent insulation reliability, the film thickness is more preferably 20 μm or more, further preferably 50 μm or more. In one embodiment, considering the relationship with the thickness of a general circuit, the film thickness is preferably 5 to 200 μm. From the viewpoint of easily obtaining a thick film by coating, the coating material preferably has a high viscosity. On the other hand, if the viscosity is increased, the coating property tends to be lowered. On the other hand, in this embodiment, since the insulating film is formed using the coating material having appropriate viscosity and thixotropic property, the thick film can be obtained with high accuracy.

上記絶縁膜を形成するコーティング材は、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含む。以下、コーティング材の成分について説明する。
(絶縁性樹脂)
上記絶縁性樹脂は、当技術分野で絶縁性樹脂として周知の樹脂を使用することができる。一実施形態において、絶縁性樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂は、優れた耐熱性、及び耐薬品性を有する点でも好ましい。なかでも、成膜時にイミド化の高温処理が必要ないという点で、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂がより好ましく、高耐熱性という点でポリアミドイミド樹脂がさらに好ましい。
The coating material forming the insulating film includes an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm. The components of the coating material will be described below.
(Insulating resin)
As the insulating resin, a resin known in the art as an insulating resin can be used. In one embodiment, the insulating resin preferably contains at least one selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyamide-imide resin, and a polyimide resin. Polyamide resin, polyamide-imide resin, and polyimide resin are also preferable in that they have excellent heat resistance and chemical resistance. Among them, polyamide resins and polyamide-imide resins are more preferable in that high-temperature treatment for imidization is not required during film formation, and polyamide-imide resins are more preferable in terms of high heat resistance.

ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂は、例えば、芳香族、脂肪族、又は脂環式ジアミン化合物と、カルボキシル基を2〜4つ有する多価カルボン酸との反応により得られる樹脂であってよい。ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂は、上記反応によって前駆体(ポリアミック酸)を形成し、該前駆体を脱水閉環することによって得ることができる。 Polyamide resin, polyamide-imide resin, and polyimide resin are, for example, resins obtained by reacting an aromatic, aliphatic, or alicyclic diamine compound with a polyvalent carboxylic acid having 2 to 4 carboxyl groups. Good. The polyimide resin and the polyamide-imide resin can be obtained by forming a precursor (polyamic acid) by the above reaction and dehydrating and ring-closing the precursor.

芳香族、脂肪族、又は脂環式ジアミン化合物としては、アリーレン基、不飽和結合を有していてもよいアルキレン基、又は、不飽和結合を有していてもよいシクロアルキレン基、あるいはこれらを組み合わせた基を有するジアミン化合物が挙げられる。これらの基は、炭素原子、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、又はこれらの原子を組み合わせた基を介して結合していてもよい。また、アルキレン基の炭素骨格に結合する水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。耐熱性及び機械的強度の観点から、芳香族ジアミンが好ましい。 As the aromatic, aliphatic, or alicyclic diamine compound, an arylene group, an alkylene group which may have an unsaturated bond, or a cycloalkylene group which may have an unsaturated bond, or these Diamine compounds having combined groups are mentioned. These groups may be bonded via a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a silicon atom, or a group combining these atoms. Further, the hydrogen atom bonded to the carbon skeleton of the alkylene group may be replaced with a fluorine atom. From the viewpoint of heat resistance and mechanical strength, aromatic diamines are preferable.

カルボキシル基を2〜4つ有する多価カルボン酸としては、ジカルボン酸又はその反応性酸誘導体、トリカルボン酸又はその反応性酸誘導体、テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。これらの化合物は、アリール基又は、環内に架橋構造や不飽和結合を有していてもよいシクロアルキル基にカルボキシル基が結合したジカルボン酸、トリカルボン酸又はそれらの反応性酸誘導体、あるいは、アリール基又は、環内に架橋構造や不飽和結合を有していてもよいシクロアルキル基にカルボキシル基が結合したテトラカルボン酸二無水物であってもよい。このようなジカルボン酸、トリカルボン酸、又はそれらの反応性酸誘導体、並びに、テトラカルボン酸二無水物は、単結合を介して、あるいは、炭素原子、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、又はこれらの原子を組み合わせた基を介して結合していてもよい。また、アルキレン基の炭素骨格に結合する水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
これらの化合物のなかでも、耐熱性及び機械的強度の観点から、テトラカルボン酸二無水物が好ましい。芳香族、脂肪族、又は脂環式ジアミン化合物と、カルボキシル基を2〜4つ有する多価カルボン酸との組み合わせは、反応性等に応じて適宜選択することができる。
Examples of the polycarboxylic acid having 2 to 4 carboxyl groups include dicarboxylic acid or its reactive acid derivative, tricarboxylic acid or its reactive acid derivative, and tetracarboxylic dianhydride. These compounds include an aryl group, a dicarboxylic acid having a carboxyl group bonded to a cycloalkyl group which may have a crosslinked structure or an unsaturated bond in the ring, a tricarboxylic acid or a reactive acid derivative thereof, or an aryl group. It may be a tetracarboxylic dianhydride in which a carboxyl group is bonded to a group or a cycloalkyl group which may have a crosslinked structure or an unsaturated bond in the ring. Such a dicarboxylic acid, a tricarboxylic acid, or a reactive acid derivative thereof, and a tetracarboxylic acid dianhydride, through a single bond, or a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a silicon atom, or these It may be bonded via a group combining atoms. Further, the hydrogen atom bonded to the carbon skeleton of the alkylene group may be replaced with a fluorine atom.
Among these compounds, tetracarboxylic dianhydride is preferable from the viewpoint of heat resistance and mechanical strength. The combination of the aromatic, aliphatic, or alicyclic diamine compound and the polyvalent carboxylic acid having 2 to 4 carboxyl groups can be appropriately selected depending on the reactivity and the like.

ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂は、当技術分野で周知の方法に従って製造することができる。例えば、一例として、ポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂を製造する方法を以下に説明する。
反応は、溶剤を使用せずに、又は、有機溶剤の存在下で行うことができる。反応温度は、25℃〜250℃とすることが好ましく、反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件などによって適宜選択することができる。
Polyamide resins, polyamideimide resins, and polyimide resins can be manufactured according to methods well known in the art. For example, as an example, a method for producing a polyamide-imide resin or a polyimide resin will be described below.
The reaction can be carried out without using a solvent or in the presence of an organic solvent. The reaction temperature is preferably 25° C. to 250° C., and the reaction time can be appropriately selected depending on the scale of the batch, the reaction conditions adopted, and the like.

ポリイミド樹脂前駆体又はポリアミドイミド樹脂前駆体を脱水閉環してポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂とする方法も特に制限はなく、一般的な方法を使用することができる。例えば、常圧又は減圧下において加熱によって脱水閉環する熱閉環法、触媒の存在下又は非存在下、無水酢酸等の脱水剤を使用する化学閉環法等を使用することができる。 The method of dehydrating and ring-closing the polyimide resin precursor or the polyamide-imide resin precursor to form the polyimide resin or the polyamide-imide resin is not particularly limited, and a general method can be used. For example, a thermal ring-closing method of dehydrating and ring-closing by heating under normal pressure or reduced pressure, a chemical ring-closing method using a dehydrating agent such as acetic anhydride in the presence or absence of a catalyst, and the like can be used.

熱閉環法は、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら行うことが好ましい。脱水反応の時、反応液を加熱し、80〜400℃、好ましくは100〜250℃の温度にしてもよい。また、ベンゼン、トルエン、キシレン等のような水と共沸するような溶剤を併用し、水を共沸除去してもよい。
熱閉環法はフィルムの状態(無溶剤の状態)で実施することもできる。加熱による閉環反応は、例えば250℃の温度で進行するが、350℃〜400℃程度の温度下で実施した場合、ガラス転移温度等の物性を高めることができる。したがって、樹脂の耐熱性、及び反りの発生などの他の部材への影響を考慮して、加熱温度を適切に調整することが好ましい。
The thermal cyclization method is preferably carried out while removing water generated by the dehydration reaction outside the system. During the dehydration reaction, the reaction solution may be heated to a temperature of 80 to 400°C, preferably 100 to 250°C. Further, a solvent such as benzene, toluene, xylene, etc. that is azeotropic with water may be used together to remove water azeotropically.
The thermal cyclization method can also be carried out in a film state (solvent-free state). The ring-closing reaction by heating proceeds at a temperature of 250° C., for example, but when carried out at a temperature of about 350° C. to 400° C., physical properties such as glass transition temperature can be improved. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the heating temperature in consideration of the heat resistance of the resin and influence on other members such as occurrence of warpage.

化学閉環法の場合、化学的脱水剤の存在下、0〜120℃、好ましくは10〜80℃の温度で反応を実施することが好ましい。化学的脱水剤としては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水安息香酸等の酸無水物、ジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボジイミド化合物等を用いるのが好ましい。このとき、ピリジン、イソキノリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、アミノピリジン、イミダゾール等の環化反応を促進する物質を併用することが好ましい。化学的脱水剤はジアミン化合物の総量に対して90〜600モル%、環化反応を促進する物質はジアミン化合物の総量に対して40〜300モル%の割合で使用される。また、トリフェニルホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイト、トリフェニルホスフェート、リン酸、五酸化リン等のリン化合物、ホウ酸、無水ホウ酸等のホウ素化合物等の脱水触媒を用いてもよい。 In the case of the chemical ring closure method, it is preferable to carry out the reaction in the presence of a chemical dehydrating agent at a temperature of 0 to 120°C, preferably 10 to 80°C. As the chemical dehydrating agent, it is preferable to use, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride and benzoic anhydride, and carbodiimide compounds such as dicyclohexylcarbodiimide. At this time, it is preferable to use a substance that promotes the cyclization reaction such as pyridine, isoquinoline, trimethylamine, triethylamine, aminopyridine, and imidazole together. The chemical dehydrating agent is used in an amount of 90 to 600 mol% with respect to the total amount of the diamine compound, and the substance that promotes the cyclization reaction is used in an amount of 40 to 300 mol% with respect to the total amount of the diamine compound. In addition, a dehydration catalyst such as triphenyl phosphite, tricyclohexyl phosphite, triphenyl phosphate, phosphoric acid, a phosphorus compound such as phosphorus pentoxide, and a boron compound such as boric acid and boric anhydride may be used.

一実施形態において、耐熱性樹脂は、例えば、下式(1)〜(10)で表わされる構造単位を有する樹脂を含んでよい。 In one embodiment, the heat resistant resin may include, for example, a resin having a structural unit represented by the following formulas (1) to (10).

Figure 2020113597
式(1)中、Xは、−CH―、−O−、−CO−、−SO−、又は、下記式(a)〜(i)で表される基であり、式(i)中、pは、1〜100の整数である。
Figure 2020113597
In formula (1), X, -CH 2 -, - O - , - CO -, - SO 2 -, or a group represented by the following formula (a) ~ (i), formula (i) Inside, p is an integer of 1-100.

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(2)中、R及びRは、それぞれ水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基であり、互いに同じでも異なっていてもよい。Xは、式(1)のXと同じである。
Figure 2020113597
In formula (2), R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and may be the same or different from each other. X is the same as X in formula (1).

Figure 2020113597
式(3)中、Mは、下記式(c)、(h)、(i)又は(j)で表される基であり、式(i)中、pは、1〜100の整数である。
Figure 2020113597
In formula (3), M is a group represented by the following formula (c), (h), (i) or (j), and in formula (i), p is an integer of 1 to 100. ..

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(4)中、Xは、式(1)のXと同じである。
Figure 2020113597
In formula (4), X is the same as X in formula (1).

Figure 2020113597
式(5)中、Xは、式(1)のXと同じである。
Figure 2020113597
In formula (5), X is the same as X in formula (1).

Figure 2020113597
式(6)中、R及びRは、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、又はフェニル基であり、互いに同じでも異なっていてもよく、Xは、式(1)のXと同じである。
Figure 2020113597
In formula (6), R 3 and R 4 are each a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group, and they may be the same or different, and X is the same as X in formula (1). is there.

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(8)中、xは、0又は2であり、Xは、式(1)のXと同じである。
Figure 2020113597
In formula (8), x 1 is 0 or 2, and X is the same as X in formula (1).

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
Figure 2020113597

一実施形態において、コーティング材を構成するために使用する、絶縁性樹脂は、室温において溶剤に可溶であることが好ましい。一方、樹脂フィラーは、少なくとも塗布時に室温において溶剤に不溶であることが好ましい。このことによって、優れた塗布性と、優れた塗布後の形状保持性とを得ることが容易となる。
ここで「室温において溶剤に可溶である」とは、室温において、樹脂に溶剤を加えて振とうさせて得られる溶液を目視で観察した時に、沈殿物がなく、濁りがなく、透明な状態であることを意味する。また、「室温において溶剤に不溶」とは、室温において樹脂が溶剤に溶けずに、固形成分が溶剤中に残存する状態であることを意味する。
上記室温は、概ね、10〜40℃の範囲であってよく、20〜30℃の範囲が好ましい。一実施形態において、上記溶液は、例えば、樹脂0.5〜25mgに対し、溶剤100mlを加え、これらを含む容器を手動で数十秒間にわたって振とうした後に得られる溶液であってよい。溶剤については後述する。
In one embodiment, the insulating resin used to form the coating material is preferably soluble in the solvent at room temperature. On the other hand, the resin filler is preferably insoluble in the solvent at least at room temperature during application. This makes it easy to obtain excellent coatability and excellent shape retention after coating.
Here, "soluble in a solvent at room temperature" means that at room temperature, when a solution obtained by adding a solvent to a resin and shaking is visually observed, there is no precipitate, no turbidity, and a transparent state. Means that. Further, "insoluble in solvent at room temperature" means that the resin does not dissolve in the solvent at room temperature and the solid component remains in the solvent.
The room temperature may be in the range of 10 to 40°C, preferably 20 to 30°C. In one embodiment, the solution may be, for example, a solution obtained by adding 100 ml of the solvent to 0.5 to 25 mg of the resin and manually shaking the container containing these for several tens of seconds. The solvent will be described later.

上記樹脂が室温において溶剤に可能である場合、室温下でコーティング材を容易に調製することができる。一方、室温での樹脂の溶剤への溶解性が低い場合でも、必要に応じて、加熱を行うことで効果的に樹脂を溶剤に溶かすことができる。例えば、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂等の樹脂を溶剤に溶解させるために、フラスコ内に樹脂と溶剤を入れ、オイルバスなどで100℃以上に加熱するプロセスを適用することもできる。 When the above resin is a solvent at room temperature, the coating material can be easily prepared at room temperature. On the other hand, even when the solubility of the resin in the solvent at room temperature is low, the resin can be effectively dissolved in the solvent by heating as necessary. For example, in order to dissolve a resin such as a polyamide resin, a polyamideimide resin, and a polyimide resin in a solvent, a process of putting the resin and the solvent in a flask and heating them to 100° C. or higher in an oil bath or the like can be applied.

(樹脂フィラー)
一実施形態において、コーティング材に含まれる樹脂フィラーは、絶縁性樹脂から構成される、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂粒子であってよい。樹脂フィラーの平均粒子径は、0.5〜4.5μmが好ましく、0.6〜4.0μmがより好ましい。また、有機フィラーの最大粒子径は、好ましくは10μm以下、より好ましくは5.0μm以下である。平均粒子径が上記範囲内の樹脂フィラーを使用した場合、絶縁樹脂中に均一に分散させることが容易であり、チキソトロピー性、及び成膜性等の特性に優れたワニスが得られる。上記樹脂フィラーの平均粒子径及び最大粒子径は、株式会社島津製作所製の粒度分布測定装置SALD−2200を用いることにより測定することができる。
(Resin filler)
In one embodiment, the resin filler contained in the coating material may be resin particles composed of an insulating resin and having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm. The average particle diameter of the resin filler is preferably 0.5 to 4.5 μm, more preferably 0.6 to 4.0 μm. The maximum particle size of the organic filler is preferably 10 μm or less, more preferably 5.0 μm or less. When a resin filler having an average particle diameter within the above range is used, it is easy to uniformly disperse it in the insulating resin, and a varnish having excellent characteristics such as thixotropy and film formability can be obtained. The average particle size and the maximum particle size of the resin filler can be measured by using a particle size distribution analyzer SALD-2200 manufactured by Shimadzu Corporation.

樹脂フィラーを構成する絶縁性樹脂は、ベース樹脂として使用する絶縁性樹脂と同じであっても、異なってもよい。但し、塗布時のコーティング材において、樹脂粒子の形態を維持できることを前提とする。
一実施形態において、樹脂フィラーは、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂から構成されることが好ましい。これらの樹脂は、先に説明した方法と同様にして製造することができる。一実施形態において、樹脂フィラーは、ポリイミド樹脂から構成されることが好ましい。
The insulating resin forming the resin filler may be the same as or different from the insulating resin used as the base resin. However, it is premised that the form of the resin particles can be maintained in the coating material at the time of application.
In one embodiment, the resin filler is preferably composed of a resin containing at least one selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyamideimide resin, and a polyimide resin. These resins can be manufactured by the same method as described above. In one embodiment, the resin filler is preferably composed of a polyimide resin.

例えば、樹脂フィラーは、下式(11)〜(20)で表わされる構造単位を有する樹脂から構成されてよい。 For example, the resin filler may be composed of a resin having a structural unit represented by the following formulas (11) to (20).

Figure 2020113597
式(11)中、Yは、下記式(a)、(c)又は(h)で表される基である。
Figure 2020113597
In formula (11), Y is a group represented by the following formula (a), (c), or (h).

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(12)中、Yは、式(11)のYと同じである。なお、*の部分は、互いに結合している(以下、同様)。
Figure 2020113597
In formula (12), Y is the same as Y in formula (11). Note that the * portions are connected to each other (the same applies hereinafter).

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(14)中、Zは、−CH―、−O−、−CO−、−SO−、又は、下記式(a)あるいは(d)で表される基である。
Figure 2020113597
Wherein (14), Z is, -CH 2 -, - O - , - CO -, - SO 2 -, or a group represented by the following formula (a) or (d).

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(16)中、Zは、式(14)のZと同じである。
Figure 2020113597
In formula (16), Z is the same as Z in formula (14).

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(20)中、Xは、式(1)のXと同じであり、n及びmはそれぞれ独立に1以上の整数を示す。nとmの比(n/m)は、80/20〜30/70であることが好ましく、70/30〜50/50であることがより好ましい。
Figure 2020113597
In formula (20), X is the same as X in formula (1), and n and m each independently represent an integer of 1 or more. The ratio of n to m (n/m) is preferably 80/20 to 30/70, and more preferably 70/30 to 50/50.

絶縁性樹脂と樹脂フィラーとの配合比は特に制限されず、任意の配合量であってよい。一実施形態において、樹脂フィラーの配合量は、絶縁性樹脂100質量部に対して、10〜300質量部の割合であることが好ましい。樹脂フィラーの上記配合量は、10〜200質量部であることがより好ましい。絶縁性樹脂100質量部に対して、樹脂フィラーの配合量を10質量部より多くした場合、ワニスにおいて好ましいチキソトロピー性を得ることが容易となる。一方、上記樹脂フィラーの配合量を300質量部よりも少なくした場合、ワニスから形成される絶縁膜の物性の低下を容易に抑制することができる。 The compounding ratio of the insulating resin and the resin filler is not particularly limited and may be any compounding amount. In one embodiment, the blending amount of the resin filler is preferably 10 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the insulating resin. The amount of the resin filler blended is more preferably 10 to 200 parts by mass. When the compounding amount of the resin filler is more than 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the insulating resin, it becomes easy to obtain preferable thixotropy in the varnish. On the other hand, when the compounding amount of the resin filler is less than 300 parts by mass, it is possible to easily suppress deterioration of the physical properties of the insulating film formed from the varnish.

(溶剤)
一実施形態において、コーティング材は、上記絶縁性樹脂及び樹脂フィラーに溶剤を追加したワニスであってもよい。塗布時のワニスにおいて、溶剤に対して絶縁性樹脂が可溶となり、かつ樹脂フィラーが不溶となることを前提として、種々の溶剤を選択することができる。一実施形態において、ワニスを構成する溶剤は、ポリアミドイミド樹脂等の絶縁性樹脂の製造時に使用した反応溶剤と同じであってもよい。2種以上の溶剤を組合せて使用することによって、ワニスにおける絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの溶解性を適切に調整することが容易となる。
(solvent)
In one embodiment, the coating material may be a varnish obtained by adding a solvent to the insulating resin and the resin filler. Various solvents can be selected on the assumption that the insulating resin is soluble in the solvent and the resin filler is insoluble in the varnish at the time of application. In one embodiment, the solvent forming the varnish may be the same as the reaction solvent used during the production of the insulating resin such as the polyamide-imide resin. By using two or more kinds of solvents in combination, it becomes easy to appropriately adjust the solubility of the insulating resin and the resin filler in the varnish.

一実施形態において、絶縁性樹脂は、室温において、第1の溶剤(A1)と第2の溶剤(A2)との混合溶剤に可溶であり、樹脂フィラーは、室温において第1の溶剤(A1)と第2の溶剤(A2)との混合溶剤に不溶であるように、2種以上の溶剤を選択して使用することが好ましい。 In one embodiment, the insulating resin is soluble in a mixed solvent of the first solvent (A1) and the second solvent (A2) at room temperature, and the resin filler is the first solvent (A1) at room temperature. ) And the second solvent (A2) are insoluble in the mixed solvent, it is preferable to select and use two or more kinds of solvents.

上記実施形態によるワニスにおいて、樹脂フィラーは、第1の溶剤(A1)、第2の溶剤(A2)、及び絶縁性樹脂との混合溶液中に分散し、フィラーとして作用する。このことによって、高精度の塗布及び塗布後の形状保持性を実現するために適切なチキソトロピー値を有するワニスを容易に調整することができる。さらに、塗布後に、絶縁性樹脂が溶解する温度までコーティング材を加熱すると、樹脂フィラーも溶解して、フィラーの形態は消失すると考えられるため、フィラーを含有するコーティング材であっても膜の絶縁破壊電圧の低下が抑制される。このような観点から、一実施形態において、ワニスの塗布後に、例えば60℃以上、好ましくは60〜200℃、より好ましくは100〜180℃に加熱した場合に、ワニス中の樹脂フィラーは上記混合溶剤に可溶となることが好ましい。 In the varnish according to the above-mentioned embodiment, the resin filler is dispersed in the mixed solution of the first solvent (A1), the second solvent (A2) and the insulating resin, and acts as a filler. This makes it possible to easily adjust a varnish having an appropriate thixotropy value in order to realize highly accurate application and shape retention after application. Furthermore, if the coating material is heated to a temperature at which the insulating resin dissolves after application, it is considered that the resin filler will also dissolve and the morphology of the filler will disappear, so even if the coating material contains a filler, the dielectric breakdown of the film will occur. The voltage drop is suppressed. From such a viewpoint, in one embodiment, after the varnish is applied, for example, when heated to 60° C. or higher, preferably 60 to 200° C., more preferably 100 to 180° C., the resin filler in the varnish is the mixed solvent. It is preferably soluble in water.

第1の溶剤(A1)及び第2の溶剤(A2)として使用できる溶剤の具体例として、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル等のポリエーテルアルコール系溶剤、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジプロピルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル系溶剤、
ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン等の含硫黄系溶剤、
酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチロセロソルブアセテート等のエステル系溶剤、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、
N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の含窒素系溶剤、
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−ヘプタラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系溶剤、
ブタノール、オクチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶剤、
フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール系溶剤等が挙げられる。
As specific examples of the solvent that can be used as the first solvent (A1) and the second solvent (A2),
Polyether alcohol solvents such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl ether,
Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dipropyl ether, triethylene glycol dibutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether Ether solvent such as tetraethylene glycol dipropyl ether, tetraethylene glycol dibutyl ether,
Sulfur-containing solvents such as dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone and sulfolane,
Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyrocellosolve acetate,
Ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and acetophenone,
Nitrogen-containing systems such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone solvent,
Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene,
lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, γ-heptalactone, α-acetyl-γ-butyrolactone and ε-caprolactone,
Alcohol solvents such as butanol, octyl alcohol, ethylene glycol, glycerin,
Phenol-based solvents such as phenol, cresol and xylenol can be used.

一実施形態において、第1の溶剤(A1)及び第2の溶剤(A2)の組み合わせ(混合溶剤)の例として、以下(a)〜(c)が挙げられる。
(a)第1の溶剤(A1):N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等の上記含窒素系溶剤;ジメチルスルホキシド等の上記含硫黄系溶剤;γ−ブチロラクトン等の上記ラクトン系溶剤;キシレノール等の上記フェノール系溶剤と、第2の溶剤(A2):ジエチレングリコールジメチルエーテル等の上記エーテル系溶剤;シクロヘキサノン等の上記ケトン系溶剤;ブチルセロソルブアセテート等の上記エステル系溶剤;ブタノール等の上記アルコール系溶剤;キシレン等の上記芳香族炭化水素系溶剤との組み合わせ。
(b)第1の溶剤(A1):テトラエチレングリコールジメチルエーテル等の上記エーテル系溶剤;シクロヘキサノン等の上記ケトン系溶剤と、第2の溶剤(A2):ブチルセロソルブアセテート、酢酸エチル等の上記エステル系溶剤;ブタノール等の上記アルコール系溶剤、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等の上記ポリエーテルアルコール系溶剤;キシレン等の上記芳香族炭化水素系溶剤との組み合わせ。
(c)第1の溶剤(A1):1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン等の上記含窒素系溶剤と、第2の溶剤(A2):γ−ブチロラクトン系溶剤との組み合わせ。
In one embodiment, the following (a)-(c) are mentioned as an example of the combination (mixed solvent) of the 1st solvent (A1) and the 2nd solvent (A2).
(A) First solvent (A1): Nitrogen-containing solvent such as N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide; Sulfur-containing solvent such as dimethyl sulfoxide; Lactone solvent such as γ-butyrolactone; and Xylenol and the like Phenol-based solvent and second solvent (A2): ether solvent such as diethylene glycol dimethyl ether; ketone solvent such as cyclohexanone; ester solvent such as butyl cellosolve acetate; alcohol solvent such as butanol; xylene etc. Combination with the above-mentioned aromatic hydrocarbon solvent.
(B) First solvent (A1): the above ether solvent such as tetraethylene glycol dimethyl ether; the above ketone solvent such as cyclohexanone; and the second solvent (A2): the above ester solvent such as butyl cellosolve acetate and ethyl acetate. A combination with the above alcohol solvent such as butanol, the above polyether alcohol solvent such as diethylene glycol monoethyl ether, and the above aromatic hydrocarbon solvent such as xylene.
(C) First solvent (A1): the above nitrogen-containing solvent such as 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, and the second solvent (A2): Combination with γ-butyrolactone solvent.

第1の溶剤(A1)及び第2の溶剤(A2)の組み合わせは、上記例示に限定されず、先に挙げた種々の溶剤の中から、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの種類に応じて適宜選択して使用することができる。
一実施形態において、第1の溶剤(A1)は、好ましくは、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の含窒素系溶剤、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン等の含硫黄系溶剤、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−ヘプタラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、ブタノール、オクチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶剤等が挙げられる。
一実施形態において、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーが、それぞれ独立して、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又は、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂の前駆体から選ばれる少なくとも1種である場合、第1の溶剤(A1)としては、特にγ−ブチロラクトンが好ましい。
The combination of the first solvent (A1) and the second solvent (A2) is not limited to the above examples, and is appropriately selected from the above-mentioned various solvents according to the types of the insulating resin and the resin filler. Can be used.
In one embodiment, the first solvent (A1) is preferably N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone. , A nitrogen-containing solvent such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, a sulfur-containing solvent such as dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, sulfolane, γ-butyrolactone, γ-valerolactone , Γ-caprolactone, γ-heptalactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, ε-caprolactone and other lactone solvents, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone and other ketone solvents, butanol, octyl alcohol, ethylene glycol, Examples thereof include alcohol solvents such as glycerin.
In one embodiment, when the insulating resin and the resin filler are each independently at least one selected from a polyamide resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, or a precursor of a polyimide resin and a polyamideimide resin, As the solvent (A1) of No. 1, γ-butyrolactone is particularly preferable.

一実施形態において、第2の溶剤(A2)は、好ましくは、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジプロピルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル系溶剤、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル等のポリエーテルアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチロセロソルブアセテート等のエステル系溶剤等が挙げられる。
一実施形態において、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーが、それぞれ独立して、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又は、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂の前駆体から選ばれる少なくとも1種である場合、第2の溶剤(A2)としては、ポリエーテルアルコール系溶剤、エステル系溶剤、又はエステル系溶剤が好ましい。
In one embodiment, the second solvent (A2) is preferably diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dipropyl ether. Ether solvent such as triethylene glycol dibutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dipropyl ether, tetraethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether Polyether alcohol solvent such as triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl ether, etc., ester solvent such as ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyrocellosolve acetate Etc.
In one embodiment, when the insulating resin and the resin filler are each independently at least one selected from a polyamide resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, or a precursor of a polyimide resin and a polyamideimide resin, As the second solvent (A2), a polyether alcohol solvent, an ester solvent, or an ester solvent is preferable.

一実施形態において、ワニスの取扱い性を向上させる観点から、ワニスにおいて、第1の溶剤(A1)の沸点と、第2の溶剤(A2)の沸点との差が、10〜100℃であることが好ましく、10℃〜50℃であることがより好ましく、10℃〜30℃であることがさらに好ましい。また、第1の溶剤(A1)と、第2の溶剤(A2)の双方の沸点は、塗布時のワニスの可使時間を長くできる観点から、100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。 In one embodiment, from the viewpoint of improving the handleability of the varnish, in the varnish, the difference between the boiling point of the first solvent (A1) and the boiling point of the second solvent (A2) is 10 to 100°C. Is preferable, 10° C. to 50° C. is more preferable, and 10° C. to 30° C. is further preferable. Further, the boiling points of both the first solvent (A1) and the second solvent (A2) are preferably 100° C. or higher, and 150° C. or higher, from the viewpoint that the pot life of the varnish at the time of application can be lengthened. Is more preferable.

一実施形態において、第1の溶剤(A1)と第2の溶剤(A2)との混合比率は、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの種類、第1の溶剤(A1)及び第2の溶剤(A2)に対する溶解度又は使用量などに依存する。そのため、これらを考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、ワニスの流動性、樹脂膜の解像度、形状保持性、及び、表面の平坦性を高度にバランスよく得る観点から、混合比率(A1:A2)は、好ましくは6:4〜9:1であってよい。上記混合比率は、より好ましくは6.5:3.5〜8.5:1.5であってよく、さらに好ましくは7:3〜8:2であってよい。 In one embodiment, the mixing ratio of the first solvent (A1) and the second solvent (A2) is the type of the insulating resin and the resin filler, the first solvent (A1) and the second solvent (A2). It depends on the solubility or the amount used. Therefore, it is preferable to appropriately adjust in consideration of these. For example, the mixing ratio (A1:A2) is preferably 6:4 to 9:1 from the viewpoint of obtaining the fluidity of the varnish, the resolution of the resin film, the shape retaining property, and the flatness of the surface in a highly balanced manner. You can The mixing ratio may be more preferably 6.5:3.5 to 8.5:1.5, and further preferably 7:3 to 8:2.

一実施形態において、ワニスにおいて、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの総量100質量部に対して、第1の溶剤(A1)と第2の溶剤(A2)との混合溶剤を、100〜3500質量部配合することが好ましく、150〜1000質量部配合することがより好ましい。ワニスにおける溶剤の配合量を上記範囲内に調整した場合、塗布性の観点で適切な粘度を容易に得ることができる。 In one embodiment, 100 to 3500 parts by mass of a mixed solvent of a first solvent (A1) and a second solvent (A2) is mixed with 100 parts by mass of an insulating resin and a resin filler in a varnish. It is preferable to mix it, and it is more preferable to mix it in 150 to 1000 parts by mass. When the compounding amount of the solvent in the varnish is adjusted within the above range, an appropriate viscosity can be easily obtained from the viewpoint of coatability.

一実施形態として、ワニスにおける、絶縁性樹脂、樹脂フィラー、及び溶剤の組合せの具体例として以下が挙げられる。
第1の溶剤(A1):ラクトン系溶剤、又は含窒素系溶剤を含む。
第2の溶剤(A2):エーテル系溶剤、又は、エステル系溶剤を含む。
絶縁性樹脂:式(1)で表される樹脂を含む。
樹脂フィラー:式(20)、又は、式(16)で表される構造単位を有する樹脂を含む。
As an embodiment, the following are specific examples of the combination of the insulating resin, the resin filler, and the solvent in the varnish.
First solvent (A1): contains a lactone solvent or a nitrogen-containing solvent.
Second solvent (A2): Contains an ether solvent or an ester solvent.
Insulating resin: Includes the resin represented by the formula (1).
Resin filler: Includes a resin having a structural unit represented by formula (20) or formula (16).

また、他の具体例として以下が挙げられる。
第1の溶剤(A1):エーテル系溶剤、又はケトン系溶剤を含む。
第2の溶剤(A2):エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ポリエーテルアルコール系溶剤、又は芳香族炭素水素系溶剤を含む。
絶縁性樹脂:下式(21)及び(22)で表わされる構造単位を有する樹脂、又は、先に記載した式(6)で表わされる構造単位を有するポリシロキサンイミドを含む。
Moreover, the following is mentioned as another specific example.
First solvent (A1): Contains an ether solvent or a ketone solvent.
Second solvent (A2): Contains an ester solvent, an alcohol solvent, a polyether alcohol solvent, or an aromatic carbon hydrogen solvent.
Insulating resin: A resin having a structural unit represented by the following formulas (21) and (22), or a polysiloxane imide having a structural unit represented by the above formula (6) is included.

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
式(22)中、Zは、−O−、−CO−、又は、下記式(d)、(e)、(k)あるいは(l)で表される基である。R及びRは、それぞれ下記式(m)又は(n)で表される基であり、互いに同じでも異なっていてもよい。pは、1〜100の整数である。
Figure 2020113597
In formula (22), Z 1 is —O—, —CO—, or a group represented by the following formula (d), (e), (k), or (l). R 5 and R 6 are groups represented by the following formula (m) or (n), and may be the same or different from each other. p is an integer of 1 to 100.

Figure 2020113597
Figure 2020113597

Figure 2020113597
Figure 2020113597

樹脂フィラー:先に記載した式(1)のXが、後述する下式(a)又は(b)で表される基である場合の構造単位を有するポリエーテルアミドイミド、又は、先に記載した式(5)〜(9)で表わされるポリイミド(但し、上記式(5)、(6)、(8)中のXが、下記式(a)である場合を除く。)を含む。 Resin filler: a polyether amide imide having a structural unit in which X of the above-mentioned formula (1) is a group represented by the following formula (a) or (b) described below, or the above-mentioned. Polyimides represented by the formulas (5) to (9) (excluding the case where X in the above formulas (5), (6) and (8) is the following formula (a)) are included.

Figure 2020113597
Figure 2020113597

上記コーティング材(ワニス)は、上記原料の他に、必要に応じて、カップリング剤等の添加剤、及び樹脂改質剤などの追加成分を添加してもよい。ワニスが、追加成分を含む場合、ワニス中の樹脂(固形成分)の総量100質量部に対して、追加成分の配合量は50質量部以下であることが好ましい。上記追加成分の配合量を50質量部以下とすることによって、得られる塗膜の物性低下を抑制することが容易となる。 In addition to the above-mentioned raw materials, the coating material (varnish) may be added with additives such as a coupling agent and additional components such as a resin modifier, if necessary. When the varnish contains an additional component, the amount of the additional component is preferably 50 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the resin (solid component) in the varnish. By setting the amount of the additional component to be 50 parts by mass or less, it becomes easy to suppress deterioration of the physical properties of the obtained coating film.

(コーティング材(ワニス)の調製方法)
コーティング材は、原料を当技術分野で周知の方法に従って混合することによって製造することができる。コーティング材の製造時の原料の投入順序は特に制限されない。例えば、上記コーティング材の原料をまとめて混合してもよく、また、最初に、第2の溶剤(A1)及び第2の溶剤(A2)を混合し、この混合溶剤に絶縁性樹脂を加えて混合し、次いで、第1の溶剤(A1)、第2の溶剤(A2)、及び絶縁性樹脂の混合溶液に対して、樹脂フィラーを加えてもよい。一実施形態において、原料の混合は、第1の溶剤(A1)、第2の溶剤(A2)、及び絶縁性樹脂の混合溶液を、樹脂フィラーが十分に溶解する温度まで加熱し、さらに撹拌等によって実施することもできる。この場合、原料が十分に混合した後、緩やかに冷却し樹脂を析出させることで所望とするコーティング材を得ることができる。
(Method of preparing coating material (varnish))
The coating material can be produced by mixing the raw materials according to methods well known in the art. The order of introducing the raw materials at the time of manufacturing the coating material is not particularly limited. For example, the raw materials of the coating material may be mixed together, or first, the second solvent (A1) and the second solvent (A2) are mixed, and the insulating resin is added to the mixed solvent. A resin filler may be added to a mixed solution of the first solvent (A1), the second solvent (A2), and the insulating resin after mixing. In one embodiment, the raw materials are mixed by heating the mixed solution of the first solvent (A1), the second solvent (A2), and the insulating resin to a temperature at which the resin filler is sufficiently dissolved, and further stirring or the like. It can also be implemented by. In this case, the desired coating material can be obtained by sufficiently cooling the raw materials and then slowly cooling to precipitate the resin.

2.回路基板の製造方法
一実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板の製造方法に関する。上記製造方法は、回路を有する絶縁基板を準備すること、回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、及び、上記コーティング材(塗膜)を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成することを含む。
2. TECHNICAL FIELD One embodiment relates to a method of manufacturing a circuit board including a circuit and an insulating substrate that supports the circuit. In the above-mentioned manufacturing method, an insulating substrate having a circuit is prepared, and an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm are included in at least a part of an end portion of the circuit on the insulating substrate side. It includes applying a coating material and heating the coating material (coating film) to form an insulating film composed of a dry coating film or a cured coating film of the coating material.

回路を有する絶縁基板は、当技術分野で周知の方法に従って製造することができる。例えば、絶縁基板上に設けた金属膜をエッチングによって所定の回路パターンに加工して形成することができる。又は、絶縁基板上に導電性ペーストを印刷法によって所定の回路パターンに印刷することによって形成することができる。回路基板として市販されているものを使用することもできる。 Insulating substrates with circuits can be manufactured according to methods well known in the art. For example, it can be formed by processing a metal film provided on an insulating substrate into a predetermined circuit pattern by etching. Alternatively, it can be formed by printing a conductive paste on an insulating substrate in a predetermined circuit pattern by a printing method. It is also possible to use a commercially available circuit board.

上記コーティング材の塗布方法は、特に制限されないが、例えば、スプレー塗布法、ポッティング法、ディッピング法、スピンコート法、ディスペンス法等が挙げられる。作業性等の観点からは、ディッピング法、ディスペンス法による塗布が好ましい。回路の厚さ及び回路間の幅を考慮して、コーティング材の塗布量を調整することが好ましい。例えば、一実施形態において、シリンジを使用して、コーティング材の吐出量が5秒間に0.2〜0.3gとなるように圧力を調整することが好ましい。 The coating method of the coating material is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method, a potting method, a dipping method, a spin coating method, and a dispensing method. From the viewpoint of workability and the like, coating by a dipping method or a dispensing method is preferable. It is preferable to adjust the coating amount of the coating material in consideration of the thickness of the circuits and the width between the circuits. For example, in one embodiment, it is preferable to adjust the pressure using a syringe so that the discharge amount of the coating material is 0.2 to 0.3 g in 5 seconds.

上記コーティング材の塗布後の加熱は、特に限定されず、例えば、防爆乾燥機、ホットプレート等の方法によって実施することができる。 The heating after applying the coating material is not particularly limited, and can be performed by a method such as an explosion-proof dryer or a hot plate.

一実施形態において、乾燥時の加熱は、100℃の温度で、さらに、例えば180〜250℃の温度で加熱する2段階で実施することが好ましい。他の実施形態において、乾燥時の加熱は、100℃の温度で、さらに、例えば250℃〜350℃の温度で加熱する2段階で実施することが好ましい。 In one embodiment, the heating during drying is preferably performed in two stages of heating at a temperature of 100°C and further at a temperature of, for example, 180 to 250°C. In another embodiment, the heating during drying is preferably carried out in two stages of heating at a temperature of 100°C and further at a temperature of, for example, 250°C to 350°C.

3.半導体装置及びその製造方法
一実施形態は、上記実施形態の回路基板と、回路基板上に搭載された半導体素子とを有する、半導体デバイスに関する。半導体デバイスは、さらに半導体素子を覆う封止層を有することが好ましい。本実施形態の半導体デバイスは、回路基板においてリーク電流の発生が抑制されるため、高い絶縁信頼性を得ることができる。
半導体デバイスは、上記実施形態の回路基板を使用することを除き、当業者に周知の技術に従い構成することができる。例えば、回路基板への半導体素子の搭載において、接着剤又は接着フィルムを使用して半導体素子を回路基板に固定することができる。また、ワイヤボンディングによって半導体素子を回路基板に電気的に接続することができる。半導体素子は、例えば、シリコンウェハ、シリコンカーバイドウェハ等から構成することができる。
3. Semiconductor device and method for manufacturing the same One embodiment relates to a semiconductor device having the circuit board of the above-described embodiment and a semiconductor element mounted on the circuit board. The semiconductor device preferably further has a sealing layer that covers the semiconductor element. In the semiconductor device of the present embodiment, the generation of leak current is suppressed in the circuit board, so high insulation reliability can be obtained.
The semiconductor device can be configured according to a technique well known to those skilled in the art, except that the circuit board of the above-described embodiment is used. For example, when mounting a semiconductor element on a circuit board, the semiconductor element can be fixed to the circuit board using an adhesive or an adhesive film. Further, the semiconductor element can be electrically connected to the circuit board by wire bonding. The semiconductor element can be composed of, for example, a silicon wafer, a silicon carbide wafer, or the like.

半導体デバイスは、当技術分野で周知の方法に従って製造することができる。一実施形態において、製造方法は、上記実施形態の回路基板を準備することを含んでもよい。
したがって、一実施形態において、半導体デバイスの製造方法は、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、
上記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること、及び
上記回路の上に、半導体素子を搭載することを含んでよい。
上記製造方法は、さらに、半導体素子を覆う封止層を設けることを含んでもよい。封止層は、例えば、樹脂封止材を使用して形成することができる。
Semiconductor devices can be manufactured according to methods well known in the art. In one embodiment, the manufacturing method may include preparing the circuit board of the above embodiment.
Therefore, in one embodiment, the method for manufacturing a semiconductor device includes
Preparing an insulating substrate having a circuit,
Applying a coating material containing an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm to at least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side;
The method may include heating the coating material to form an insulating film composed of a dry coating film or a cured coating film of the coating material, and mounting a semiconductor element on the circuit.
The manufacturing method may further include providing a sealing layer that covers the semiconductor element. The sealing layer can be formed using, for example, a resin sealing material.

以下、本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されることなく、種々の実施形態を含んでよい。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically, but the present invention is not limited to these and may include various embodiments.

1.耐熱性樹脂及び樹脂フィラーの合成
(合成例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた5リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(以下、BAPPという)を650.90g(1.59モル)、及び1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(以下、BY16−871という)を43.80g(0.18モル)入れ、さらにN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPという)を3609.86g加えて溶解し溶液を得た。次に、この溶液に、20℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド(以下、TACという)384.36g(1.83モル)を加えた。
得られた溶液を室温で1時間撹拌した後、20℃を超えないように冷却しながら、溶液にトリエチルアミン(以下、TEAとする)215.90g(2.14モル)を加えて、室温(25℃)で1時間反応させてポリアミック酸溶液を調製した。さらに、ポリアミック酸溶液の脱水反応を180℃で6時間行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を製造した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥することによって、ポリアミドイミド樹脂粉末(PAI−1)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(PAI−1)のMwは、77,000であった。
1. Synthesis of heat resistant resin and resin filler (Synthesis example 1)
In a 5-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a cooling tube with an oil/water separator, under a nitrogen stream, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane. (Hereinafter, referred to as BAPP) 650.90 g (1.59 mol), and 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane (hereinafter referred to as BY16-871) 43.80 g (0.18 mol) ) Was further added, and 3609.86 g of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) was added and dissolved to obtain a solution. Next, 384.36 g (1.83 mol) of trimellitic anhydride chloride (hereinafter referred to as TAC) was added to this solution while cooling so as not to exceed 20°C.
After stirring the resulting solution at room temperature for 1 hour, 215.90 g (2.14 mol) of triethylamine (hereinafter referred to as TEA) was added to the solution while cooling so that the temperature did not exceed 20° C. The reaction was carried out at (° C.) for 1 hour to prepare a polyamic acid solution. Furthermore, the polyamic acid solution was dehydrated at 180° C. for 6 hours to produce a polyamideimide resin solution. A polyamideimide resin powder (PAI-1) was obtained by pouring this polyamideimide resin solution into water, separating the precipitate, pulverizing, and drying. The Mw of the obtained polyamide-imide resin (PAI-1) was 77,000.

なお、Mwの測定の詳細な条件は、以下のとおりである。
検出器:日本分光(株)製UV検出器 875−UV
カラム:昭和電工(株)製Shodex溶剤置換分離カラムGPC KD−806M
溶離液:HPO(0.06モル/L)含有NMP
温度:25℃
流量:1.0mL/分
The detailed conditions for measuring Mw are as follows.
Detector: JASCO Corporation UV detector 875-UV
Column: Showa Denko KK Shodex solvent displacement separation column GPC KD-806M
Eluent: H 3 PO 4 (0.06 mol/L)-containing NMP
Temperature: 25°C
Flow rate: 1.0 mL/min

(合成例2)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下、BTDAという)を96.7g(0.3モル)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(以下、DDEという)を55.4g(0.285モル)、BY16−871を3.73g(0.015モル)、及び1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン(以下、DMPUという)を363g入れて、溶液を得た。この溶液を70〜90℃で約6時間撹拌した後、冷却して反応を止め、ポリイミド樹脂前駆体の耐熱性樹脂溶液(PI−1)を得た。得られた溶液中のポリイミド樹脂前駆体(PI−1)のMwは、15,000であった。Mwの測定は、合成例1と同様に実施した。
(Synthesis example 2)
In a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a cooling tube equipped with an oil/water separator, under a nitrogen stream, 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride. (Hereinafter referred to as BTDA) 96.7 g (0.3 mol), 4,4′-diaminodiphenyl ether (hereinafter referred to as DDE) 55.4 g (0.285 mol), and BY16-871 3.73 g (0 .015 mol) and 363 g of 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone (hereinafter referred to as DMPU) were added to obtain a solution. This solution was stirred at 70 to 90° C. for about 6 hours, then cooled to stop the reaction, and a heat resistant resin solution (PI-1) of a polyimide resin precursor was obtained. The Mw of the polyimide resin precursor (PI-1) in the obtained solution was 15,000. The Mw was measured in the same manner as in Synthesis Example 1.

(合成例3)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、BAPPを69.72g(170.1ミリモル)、及び、BY16−871を4.69g(18.9ミリモル)入れ、NMPを693.52g加えて溶解し溶液を得た。次に、この溶液に、20℃を超えないように冷却しながら、TAC25.05g(119.0ミリモル)及び3,4,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下BTDAとする)25.47g(79.1ミリモル)を加えた。
上記溶液を室温で1時間撹拌した後、20℃を超えないように冷却しながらTEA 14.42g(142.8ミリモル)を加えて、室温で1時間反応させてポリアミック酸溶液を調製した。得られたポリアミック酸溶液について、さらに180℃で脱水反応を6時間行い、ポリイミド樹脂溶液を製造した。このポリイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥してポリイミド樹脂粉末(PAIF−1)を得た。得られたポリイミド樹脂(PAIF−1)のMwは、42,000であった。
(Synthesis example 3)
In a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a cooling tube with an oil/water separator, 69.72 g (170.1 mmol) of BAPP and BY16-871 under a nitrogen stream. 4.69 g (18.9 mmol) was added, and 693.52 g of NMP was added and dissolved to obtain a solution. Next, while cooling the solution so as not to exceed 20° C., 25.05 g (119.0 mmol) of TAC and 3,4,3′,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as BTDA). ) 25.47 g (79.1 mmol) was added.
After stirring the above solution at room temperature for 1 hour, 14.42 g (142.8 mmol) of TEA was added while cooling so as not to exceed 20° C. and reacted at room temperature for 1 hour to prepare a polyamic acid solution. The resulting polyamic acid solution was further dehydrated at 180° C. for 6 hours to produce a polyimide resin solution. A precipitate obtained by pouring this polyimide resin solution into water was separated, pulverized, and dried to obtain a polyimide resin powder (PAIF-1). The Mw of the obtained polyimide resin (PAIF-1) was 42,000.

(合成例4)
温度計、撹拌機、窒素導入管、油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、BTDAを96.7g(0.3モル)、BAPPを61.5g(0.15モル)、DDEを27.0g(0.135モル)、BY16−871を3.73g(0.015モル)、DMPUを133.25g、及びγ−BLを308.59g仕込み、溶液を得た。この溶液を70〜90℃で5時間撹拌したところ、溶液中にポリイミド前駆体フィラーが析出した。その後、溶液を冷却して反応を止め、ポリイミド樹脂前駆体の耐熱性樹脂フィラー溶液(PIF−1)を得た。得られた溶液中のポリイミド樹脂前駆体(PIF−1)のMwは、34,000であった。
(Synthesis example 4)
In a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a cooling tube with an oil/water separator, under nitrogen stream, 96.7 g (0.3 mol) of BTDA and 61.5 g of BAPP ( 0.15 mol), DDE 27.0 g (0.135 mol), BY16-871 3.73 g (0.015 mol), DMPU 133.25 g, and γ-BL 308.59 g were charged, and the solution was charged. Obtained. When this solution was stirred at 70 to 90° C. for 5 hours, a polyimide precursor filler was precipitated in the solution. Then, the solution was cooled to stop the reaction, and a heat resistant resin filler solution (PIF-1) of a polyimide resin precursor was obtained. The Mw of the polyimide resin precursor (PIF-1) in the obtained solution was 34,000.

3.コーティング材(ワニス)の調製
(調製例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び冷却管を取り付けた0.5リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、第1の溶剤(A1)としてγ−ブチロラクトン(以下、γ−BLという)を92.4g、第2の溶剤(A2)としてトリエチレングリコールジメチルエーテル(以下、DMTGとする)を39.6g、絶縁性樹脂として合成例1で得たポリアミドイミド樹脂粉末(PAI−1)を30.8g、及び樹脂フィラーとして合成例3で得たポリイミド樹脂粉末(PAIF−1)を13.2g加えて溶液を得た。この溶液を撹拌しながら180℃まで昇温し、180℃で2時間撹拌後、加熱を停止した。
次いで、上記溶液を撹拌しながら放冷し、60℃でγ−BLを16.8g、及びDMTGを7.2g加えて、1時間撹拌した。得られた溶液を冷却した後、室温(25℃)で目視にて確認したところ、黄色であった。
上記黄色の溶液をろ過器KST−47(アドバンテック株式会社製)に充填し、シリコーンゴム製ピストンを挿入し、室温下(25℃)、3.0kg/cmの圧力で加圧ろ過して、コーティング材(ワニス)1を得た。ワニス1における、第1の溶剤(A1)と第2の溶剤(A2)と質量比(A1):(A2)は、7:3であった。
3. Preparation of coating material (varnish) (Preparation example 1)
Γ-butyrolactone (hereinafter referred to as γ-BL) as a first solvent (A1) in a 0.5 liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a cooling tube. 92.4 g, triethylene glycol dimethyl ether (hereinafter referred to as DMTG) 39.6 g as the second solvent (A2), and the polyamideimide resin powder (PAI-1) obtained in Synthesis Example 1 as the insulating resin 30 A solution was obtained by adding 0.8 g and 13.2 g of the polyimide resin powder (PAIF-1) obtained in Synthesis Example 3 as a resin filler. The temperature of this solution was raised to 180° C. with stirring, and the heating was stopped after stirring at 180° C. for 2 hours.
Next, the above solution was allowed to cool with stirring, 16.8 g of γ-BL and 7.2 g of DMTG were added at 60° C., and the mixture was stirred for 1 hour. When the obtained solution was cooled and then visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow.
The above yellow solution was filled in a filter KST-47 (manufactured by Advantech Co., Ltd.), a silicone rubber piston was inserted, and pressure filtration was performed at room temperature (25° C.) at a pressure of 3.0 kg/cm 2 , A coating material (varnish) 1 was obtained. The mass ratio (A1):(A2) of the first solvent (A1) to the second solvent (A2) in the varnish 1 was 7:3.

(調製例2)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、絶縁性樹脂として合成例2で得た耐熱性樹脂溶液(PI−1)300gと、樹脂フィラーとして合成例4で得た耐熱性樹脂フィラー溶液(PIF−1)400gとを仕込み、50〜70℃で2時間撹拌し、耐熱性樹脂が溶解し、樹脂フィラーが分散しているコーティング材(ワニス)2を得た。このワニスを室温(25℃)で目視にて確認したところ、黄色であった。
ワニス2は、各樹脂溶液に由来して、第1の溶剤(A1)としてDMPUを含み、及び第2の溶剤(A2)としてγ−BLを含み、(A1):(A2)の質量比は、1:2であった。
(Preparation example 2)
In a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a cooling tube equipped with an oil/water separator, under a nitrogen stream, the heat-resistant resin solution (PI- 1) 300 g and 400 g of the heat-resistant resin filler solution (PIF-1) obtained in Synthesis Example 4 as a resin filler were charged and stirred at 50 to 70° C. for 2 hours to dissolve the heat-resistant resin and disperse the resin filler. A coating material (varnish) 2 was obtained. When this varnish was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow.
The varnish 2 contains DMPU as the first solvent (A1) and γ-BL as the second solvent (A2), and the mass ratio of (A1):(A2) is derived from each resin solution. , 1:2.

(調製例3)
150mLの軟膏容器に、合成例1で得たポリアミドイミド粉末(PAI−1)15g、及びジエチレングリコールジメチルエーテル(以下、DMDGという)85gを入れ、室温(25℃)で撹拌し、PAI−1を完全に溶解させた。その後、この溶液にシリカ(日本アエロジル株式会社製、AEROSILR972)を(23.2g)加え、ガラス棒で撹拌した後に、ディスパーで2000rpm/10分の条件で撹拌し、さらに自公転ミキサー(株式会社シンキー製、ARV−930)を用いて、1400rpm/20秒の条件で撹拌し、黄色の溶液を得た。
得られた黄色の溶液をろ過器KST−47(アドバンテック株式会社製)に充填し、シリコーンゴム製ピストンを挿入し、3.0kg/cmの圧力で加圧ろ過してコーティング材(ワニス)3を得た。
(Preparation example 3)
A 150 mL ointment container was charged with 15 g of the polyamideimide powder (PAI-1) obtained in Synthesis Example 1 and 85 g of diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter referred to as DMDG), and the mixture was stirred at room temperature (25° C.) to completely remove PAI-1. Dissolved. After that, silica (AEROSILR972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) (23.2 g) was added to this solution, and after stirring with a glass rod, stirring was performed with a disper under conditions of 2000 rpm/10 minutes, and further, a revolving mixer (Sinky Corporation). Manufactured by ARV-930) was stirred under the condition of 1400 rpm/20 seconds to obtain a yellow solution.
The obtained yellow solution was filled in a filter KST-47 (manufactured by Advantech Co., Ltd.), a silicone rubber piston was inserted, and pressure filtration was performed at a pressure of 3.0 kg/cm 2 to obtain a coating material (varnish) 3. Got

(調製例4)
150mLの軟膏容器に、DMDGを85g、及び絶縁性樹脂として合成例1で得たポリアミドイミド樹脂粉末(PAI−1)を15g加えた。これらを振とう機を用いて1昼夜にわたって振とうし、絶縁性樹脂を完全に溶解させた。得られた溶液を、室温(25℃)で目視にて確認したところ、黄色透明であった。
上記黄色透明な溶液をろ過器KST−47(アドバンテック株式会社製)に充填し、シリコーンゴム製ピストンを挿入し、3.0kg/cmの圧力で加圧ろ過してコーティング材(ワニス)4を得た。
(Preparation example 4)
To a 150 mL ointment container, 85 g of DMDG and 15 g of the polyamideimide resin powder (PAI-1) obtained in Synthesis Example 1 as an insulating resin were added. These were shaken for one day using a shaker to completely dissolve the insulating resin. When the resulting solution was visually confirmed at room temperature (25°C), it was yellow and transparent.
The above yellow transparent solution was filled in a filter KST-47 (manufactured by Advantech Co., Ltd.), a silicone rubber piston was inserted, and the coating material (varnish) 4 was obtained by pressure filtration at a pressure of 3.0 kg/cm 2. Obtained.

4.コーティング材(ワニス)の特性
調製例1〜4で得た各ワニスについて、以下に従い測定を行った。各測定で得られた結果を表1に示す。
4. Characteristics of coating material (varnish) The varnishes obtained in Preparation Examples 1 to 4 were measured according to the following. The results obtained in each measurement are shown in Table 1.

(平均粒子径の測定方法)
(1)試料の調製
先ず、スライドガラス(MATSUNAMI株式会社製、サイズ:76mm×26mm、厚さ:1.2mm)を2枚重ねて、セルホルダに設置し、ブランク測定を行った。次いで、高濃度サンプル測定用セル(セル厚み:1.7mm、測定部深さ:0.3mm)の測定部に、約1.0mLの樹脂ペーストを乗せ、樹脂ペーストが濡れ広がるようにスライドガラスで挟み込み、測定部にレーザーが当たるようにセルホルダに設置した。
(Measurement method of average particle diameter)
(1) Preparation of Sample First, two slide glasses (manufactured by MATSUNAMI Co., Ltd., size: 76 mm×26 mm, thickness: 1.2 mm) were stacked, placed on a cell holder, and a blank measurement was performed. Then, about 1.0 mL of the resin paste is placed on the measuring portion of the high-concentration sample measuring cell (cell thickness: 1.7 mm, measuring portion depth: 0.3 mm), and slide glass is used to spread the resin paste. It was sandwiched and placed in the cell holder so that the laser hits the measurement part.

(2)測定
株式会社島津製作所製のレーザー回折式粒度分布測定装置「SALD−2200」を用い、以下の条件下で粒度分布を測定した。
屈折率:1.70〜0.20i、測定吸光度範囲の最大値:0.200及び最小値:0.010、センサ使用開始位置の設定値:20、温度:25℃
(2) Measurement A particle size distribution was measured under the following conditions using a laser diffraction particle size distribution analyzer “SALD-2200” manufactured by Shimadzu Corporation.
Refractive index: 1.70 to 0.20i, maximum value of measurement absorbance range: 0.200 and minimum value: 0.010, setting value of sensor use start position: 20, temperature: 25°C

(3)平均粒子径の算出
粒度分布における積算値50%(体積基準)を平均粒子径とした。
(3) Calculation of average particle diameter The integrated value 50% (volume basis) in the particle size distribution was taken as the average particle diameter.

(粘度及びTI)
粘度は、25℃において、東機産業製のE型粘度計を用いて測定した。チキソトロピー係数(TI)は、25℃において、東機産業製のE型粘度計を用いて、コーン回転数1rpm及び10rpmで測定した時の各粘度を測定し、これらの粘度の比から算出した。具体的には、コーン回転数1rpm条件で測定される粘度(Pa・s)を粘度Aとし、同じくコーン回転数10rpmの条件で測定される粘度(Pa・s)を粘度Bとしたとき、粘度A/粘度Bの値をTIとした。
(Viscosity and TI)
The viscosity was measured at 25° C. using an E-type viscometer manufactured by Toki Sangyo. The thixotropy coefficient (TI) was calculated from the ratio of these viscosities measured at 25° C. using an E-type viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. when the cone rotation speed was measured at 1 rpm and 10 rpm. Specifically, when the viscosity (Pa·s) measured under the condition of a cone rotation speed of 1 rpm is the viscosity A and the viscosity (Pa·s) measured under the condition of a cone rotation speed of 10 rpm is the viscosity B, the viscosity is The value of A/viscosity B was defined as TI.

(不揮発成分の測定)
不揮発成分は、各ワニスを150℃で1時間加熱し、さらに250℃で2時間加熱した前後の質量の比から算出した。
(Measurement of non-volatile components)
The non-volatile component was calculated from the mass ratio before and after heating each varnish at 150° C. for 1 hour and further at 250° C. for 2 hours.

(塗膜プロファイル)
各ワニスをシリコンミラーウエハ上にエアーディスペンスにより塗布した。次いで、調製例1及び2のワニスについては80℃で10分間、さらに200℃で1時間乾燥した。一方、調製例3及び4のワニスについては50℃で10分間、さらに200℃で1時間乾燥した。乾燥後に得られたそれぞれの膜の膜厚及び線幅をブルカー製のDektakを用いて測定した。なお、膜厚はプロファイルにおける膜厚が一番厚い部分を測定した。
上記エアーディスペンスの条件は、以下のとおりである。
シリンジ:武蔵エンジニアリング製の50mLシリンジPSY−50F
シリンジのノズル:武蔵エンジニアリング製SNA−18GB
圧力:各ワニスの吐出量が5秒間に0.2〜0.3gになるように設定した。
シリンジの移動速度:20mm/秒。
クリアランス:塗布が途切れず、かつ形状が乱れないクリアランスに設定した。
(Coating film profile)
Each varnish was applied on a silicon mirror wafer by air dispensing. Next, the varnishes of Preparation Examples 1 and 2 were dried at 80° C. for 10 minutes and further at 200° C. for 1 hour. On the other hand, the varnishes of Preparation Examples 3 and 4 were dried at 50° C. for 10 minutes and then at 200° C. for 1 hour. The film thickness and line width of each film obtained after drying were measured by using a Dektak manufactured by Bruker. The film thickness was measured at the thickest part in the profile.
The conditions for the above air dispensing are as follows.
Syringe: 50 mL syringe PSY-50F manufactured by Musashi Engineering
Syringe nozzle: SNA-18GB manufactured by Musashi Engineering
Pressure: The discharge amount of each varnish was set to 0.2 to 0.3 g in 5 seconds.
Moving speed of syringe: 20 mm/sec.
Clearance: The clearance is set so that the application is not interrupted and the shape is not disturbed.

(絶縁破壊電圧)
導電性金属板(Ni)の上に、乾燥膜厚が10μmになるように、各ワニスを塗布し、次いで乾燥することによって、測定用サンプルを作製した。
乾燥は、ワニス1については、80℃で10分間、さらに200℃で1時間の条件で実施した。また、ワニス2については、100℃で30分間、さらに350℃で1時間の条件で実施した。一方、ワニス3及びワニス4の乾燥については、50℃で10分間、さらに200℃で1時間の条件で実施した。
上述のようにして作製した各測定用サンプルを、それぞれ一対の電極で挟み、絶縁破壊電圧値を測定した。測定は、JISC2110を参考にして、油中において、昇圧速度を0.5kV/秒、測定温度を室温(25℃)、電極形状をφ20mmの球とする条件下で実施した。
(Dielectric breakdown voltage)
Each varnish was applied on a conductive metal plate (Ni) so that the dry film thickness was 10 μm, and then dried to prepare a measurement sample.
The varnish 1 was dried under conditions of 80° C. for 10 minutes and 200° C. for 1 hour. The varnish 2 was subjected to conditions of 100° C. for 30 minutes and 350° C. for 1 hour. On the other hand, the varnishes 3 and 4 were dried under the conditions of 50° C. for 10 minutes and 200° C. for 1 hour.
Each measurement sample produced as described above was sandwiched between a pair of electrodes, and the dielectric breakdown voltage value was measured. The measurement was performed in oil with reference to JIS C2110 under the conditions that the pressure rising rate was 0.5 kV/sec, the measurement temperature was room temperature (25° C.), and the electrode shape was a sphere with φ20 mm.

Figure 2020113597
Figure 2020113597

表1から分かるように、本発明の実施例に相当するワニス1及びワニス2は適度な粘度を有することで塗布性に優れる。また、これらのワニスはアスペクト比で示されるように、塗布後に大きく濡れ広がることなく塗布形状を保持し、形状保持性に優れる。さらに、230V/μmを超える絶縁破壊電圧を実現することができる。一方、ワニス3及びワニス4は比較例に相当する。樹脂フィラーではなく無機フィラーを含むワニス3では、絶縁破断電圧の値が著しく低下した。また、フィラーを含まないワニス4では、絶縁破壊電圧の値は高いが、粘度が大きく低下して、塗膜形状を保持することが困難であった。 As can be seen from Table 1, the varnish 1 and the varnish 2 corresponding to the examples of the present invention have an appropriate viscosity and thus are excellent in coating properties. Further, as shown by the aspect ratio, these varnishes retain the applied shape without being greatly spread after application, and are excellent in shape retention. Further, it is possible to realize a breakdown voltage exceeding 230 V/μm. On the other hand, the varnish 3 and the varnish 4 correspond to comparative examples. In the case of varnish 3 containing an inorganic filler instead of a resin filler, the value of insulation breakdown voltage was remarkably reduced. Further, in the varnish 4 containing no filler, the value of the dielectric breakdown voltage was high, but the viscosity was significantly reduced, and it was difficult to maintain the shape of the coating film.

以上のことから、本発明によれば、回路を有する絶縁基板の所定の箇所に樹脂フィラーを含む特定のコーティング材を使用して高精度に絶縁膜を形成することが可能であり、その結果、優れた絶縁信頼性を有する回路基板を提供可能となることが分かる。 From the above, according to the present invention, it is possible to form an insulating film with high precision using a specific coating material containing a resin filler at a predetermined position of an insulating substrate having a circuit, and as a result, It can be seen that a circuit board having excellent insulation reliability can be provided.

1 絶縁基板
2 回路
2a 回路の絶縁基板側の端部
2b 回路の他方の端部
3 絶縁膜
1 Insulating Substrate 2 Circuit 2a End 2b of Circuit on Insulating Substrate Side 2b End of Circuit 3 Insulating Film

Claims (8)

回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、
前記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、
前記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板。
A circuit and an insulating substrate supporting the circuit,
At least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side is covered with an insulating film,
The said insulating film is a circuit board which consists of a dry coating film or a cured coating film of the coating material containing an insulating resin and the resin filler whose average particle diameter is 0.1-5.0 micrometers.
前記絶縁膜の絶縁破壊電圧が、50V/μm以上である、請求項1に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 1, wherein a dielectric breakdown voltage of the insulating film is 50 V/μm or more. 前記コーティング材の25℃における粘度が30〜500Pa・sである、請求項1又は2に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 1, wherein the coating material has a viscosity at 25° C. of 30 to 500 Pa·s. 前記コーティング材の25℃におけるチキソトロピー係数が2.0〜10.0である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 1, wherein the thixotropy coefficient of the coating material at 25° C. is 2.0 to 10.0. 前記絶縁性樹脂が、ポリアミド、ポリアミドイミド、及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の回路基板。 The circuit board according to claim 1, wherein the insulating resin contains at least one selected from the group consisting of polyamide, polyamide-imide, and polyimide. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の回路基板と、回路基板上に搭載された半導体素子とを有する、半導体デバイス。 A semiconductor device comprising: the circuit board according to claim 1; and a semiconductor element mounted on the circuit board. 回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板の製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
前記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、及び
前記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること
を含む、回路基板の製造方法。
A method of manufacturing a circuit board comprising a circuit and an insulating substrate supporting the circuit,
Preparing an insulating substrate having a circuit,
Applying a coating material containing an insulating resin and a resin filler having an average particle size of 0.1 to 5.0 μm to at least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side, and heating the coating material. And forming an insulating film made of a dry coating film or a cured coating film of the coating material.
回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板、及び該回路基板の上に搭載された半導体素子を有する半導体デバイスの製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
前記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径0.1〜5.0μmの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、
前記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること、及び
前記回路の上に、半導体素子を搭載すること
を含む、半導体デバイスの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device having a circuit and a circuit board including an insulating substrate supporting the circuit, and a semiconductor device mounted on the circuit board,
Preparing an insulating substrate having a circuit,
Applying a coating material containing an insulating resin and a resin filler having an average particle diameter of 0.1 to 5.0 μm to at least a part of the end portion of the circuit on the insulating substrate side;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising heating the coating material to form an insulating film made of a dried coating film or a cured coating film of the coating material, and mounting a semiconductor element on the circuit.
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